Candelas vs Lumens：ライトメトリックの解読

光を理解する場合、次の 2 つの用語が目立ちます。 カンデラとルーメン一見すると、これらは互換性があるように見えるかもしれませんが、光の測定の非常に異なる側面を表しています。

カンデラは特定の方向の光の強さを測り、基本的に光線の集中度や強さを表します。一方、ルーメンは光源から放射される可視光の総量を数値化し、光源の全体的な明るさの目安となります。

なぜこれが重要なのか？違いを知ることで、選択する際に情報に基づいた決定を下すのに役立つからです。 照明ソリューション居心地の良いリビングルーム、プロフェッショナルなワークスペース、または華やかなステージセットアップなど、あらゆる用途に最適です。

何ですか カンデラ？

カンデラは、 CDは、SI（国際単位系）の光度の測定単位です。光源から特定の方向に放射される光の量を定義し、さまざまな波長に対する人間の目の感度に基づいて重み付けします。

簡単に言えば、カンデラは、特定の角度から光源を直接見たときに、その光源がどれだけ明るく見えるかを測定します。そのため、カンデラは、ヘッドライト、懐中電灯、スポットライトなどの指向性照明を理解するための重要な指標となります。

「カンデラ」という用語は、その起源を反映して、ラテン語の「ろうそく」に由来しています。歴史的には、1 本の標準ろうそくから発せられる光に基づいていました。

現在、この測定ははるかに正確になっており、科学的には、1ステラジアンあたり1/683ワットの放射強度で、540テラヘルツの周波数で単色放射を発する光源の強度として定義されています。これは複雑に聞こえるかもしれませんが、本質的には世界中で一貫性のある標準化された測定を保証します。

カンデラは、全体的な明るさよりも光の方向と集中が重要となる用途で特に役立ちます。たとえば、自動車の照明や 舞台照明カンデラ定格を知っておくと、光線がどのくらい遠くまで届くか、またはどのくらい集中しているかを判断するのに役立ちます。

カンデラを理解することで、光源が強度と方向性に関する特定のニーズを満たしているかどうかをより適切に評価できます。

何ですか ルーメン？

ルーメン、表記は 映画ルーメンは、光束の SI 単位で、光源から全方向に放射される可視光の総量を表します。特定の方向の光の強度を測定するカンデラとは異なり、ルーメンは光源の全体的な明るさを包括的に表します。

本質的には、放射される光の量を定量化するものであり、照明製品の効率と有効性を評価するための重要な指標となります。

科学的には、ルーメンは、1 カンデラの光度を持つ光源から 1 ステラジアンの立体角内に放射される光の量として定義されます。簡単に言えば、電球が球面全体に 1 カンデラの光を均一に放射する場合、全光束は 12.57 ルーメンです。この相関関係により、精度と標準化が保証され、異なる光源間の正確な比較が可能になります。

ルーメンは、室内照明、屋外照明、汎用電球など、方向の強度よりも全体的な明るさが重要となる状況で特に重要になります。

たとえば、ルーメン値が高いほど通常は明るい照明を意味し、十分な照明が必要なスペースに役立ちます。ルーメンを理解することで、消費者は住宅環境と職場環境の両方で明るさとエネルギー効率のバランスを取りながら、照明ソリューションについて十分な情報に基づいた選択を行うことができます。

カンデラを計算するには？

カンデラは、特定の方向における光源の光度を測定することによって計算されます。この式は、光束（ルーメンで測定）を光が分布する立体角（ステラジアンで測定）で割るものです。数学的には次のように表されます。

$$\文章{Candela (cd)} = \frac{\text{Lumens (lm)}}{\text{Solid Angle (sr)}}$$

たとえば、0.5 ステラジアンの立体角をカバーする狭いビームで 100 ルーメンの光を発する懐中電灯を考えてみましょう。次の式を使用します。

$$\文章{Candela} = \frac{100 \, \text{lm}}{0.5 \, \text{sr}} = 200 \, \text{cd}$$

これは、懐中電灯の光度が 200 カンデラであることを意味し、焦点を合わせた方向のビームの明るさを示します。

カンデラを実際に測定するには、 ゴニオフォトメーター が使用されます。このデバイスは、さまざまな角度で光の強度を測定し、光束と立体角を計算します。カンデラ値を理解することで、スポットライト、ヘッドライト、建築照明などの用途で光源が望ましい強度を提供するかどうかを評価できます。

ルーメンを計算するには？

ルーメンは光源から放射される可視光の総量を表すため、計算には放射エネルギーの測定または推定と、さまざまな波長に対する人間の目の感度に基づいた変換係数の適用が必要になることがよくあります。

ルーメンを計算する一般的な方法の 1 つは、光源のワット数とその発光効率 (ワットあたりのルーメンで測定) を使用することです。発光効率は、光源が電気エネルギーを可視光に変換する効率を示します。計算式は次のとおりです。

ルーメン （ルム）=ワッツ （ウィ）×光る 効能 (ルーメン/ワット)

たとえば、1 ワットあたり 100 ルーメンの発光効率を持つ 10 ワットの LED 電球がある場合、合計ルーメンは次のように計算できます。

ルーメン=10わ×100lm/W=1、000映画

これは電球が 1,000 ルーメンの光を発することを意味します。

実際のアプリケーションでは、ルーメンは次のようなデバイスでより正確に測定されます。 積分球 または 光度計光源から発せられるすべての光を捉え、その光束を正確に測定します。消費者向けには、メーカーがパッケージにルーメン定格を記載し、異なる光源間の明るさを比較できるようにしています。 照明製品の種類、ニーズに合った適切なものを選択しやすくなります。

続きを読む： ルーメンからワットへの変換計算機

カンデラとルーメンはどのように連動するのでしょうか?

カンデラとルーメンは相互に関連していますが、光の異なる側面を表します。ルーメンは 総光出力 カンデラは光源の 特定の方向における光の強さ。つまり、両者の関係は光がどのように分散されるかによって決まります。その相互作用を理解するために、考えられる 4 つのシナリオを検討してみましょう。

1. 高ルーメン、低カンデラ:
   これは、光源が大量の光を放射し、それを広い範囲に拡散する場合に発生します。たとえば、2,000 ルーメンの投光器は、光が広い角度に拡散し、どの方向でも強度が低くなるため、カンデラ定格が低くなる可能性があります。
2. 高ルーメン、高カンデラ:
   高い総出力が狭いビームに集中している光源は、高いルーメンと高いカンデラを備えています。レーザーやスポットライトは良い例です。その光のほとんどは一方向に集中しており、非常に明るい光 (高いカンデラ) を放ちながら、依然としてかなりの総光 (高いルーメン) を放射します。
3. 低ルーメン、高カンデラ:
   光源が少量の光を発し、それを非常に狭いビームに集束させると、ルーメンは低くなりますが、カンデラは高くなります。ビームが密集した小型の懐中電灯を想像してください。総光量は多くありませんが、ビームの特定の方向では非常に明るく見えます。
4. 低ルーメン、低カンデラ:
   総光出力が低く、広い範囲に広がる光源は、ルーメンとカンデラの両方が低くなります。たとえば、薄暗い常夜灯は、通常このシナリオに当てはまります。

カンデラとルーメンは、 量 そして 品質 光の強さ。ルーメンは全体的にどれだけの光が放射されているかを示し、カンデラは特定の方向にどれだけの光が集中しているかを示します。これらの関係を理解することで、明るく集中したビームが必要か、より柔らかく広範囲に及ぶ照明が必要かなど、適切な照明ソリューションを選択するのに役立ちます。

カンデラとビーム距離

下の表は、カンデラ値とビーム特性、特に光が実際に届く距離を示すビーム距離との関係を示しています。計算は晴天を前提とし、ビーム距離の式に従います。

$\文章{Beam Distance (meters)} = \sqrt{\frac{\text{Candela (cd)}}{\text{Illuminance Threshold (lux)}}}$

実用上、照度閾値は次のように設定されることが多い。 1ルクス詳細を読んだり確認したりするのに十分な明るさ​​を表します。

カンデラ (CD)	ビーム距離（メートル）	ビーム機能
100枚	10メートル	近距離で使用するための柔らかい光（例：デスクランプ）
1,000 cd	31.6メートル	中程度の到達距離、懐中電灯に最適
10,000 cd	100メートル	屋外や戦術的な使用に適した強力なビーム
50,000 cd	223.6メートル	強い指向性光（例：サーチライト）
100,000 cd	316.2メートル	広範囲や信号用の強力なビーム
1,000,000 CD	1,000メートル	高級スポットライトなどの極端に集中した光

キャンデラが不可欠なアプリケーション

Candela は、正確な光強度が重要となるさまざまな分野で重要な役割を果たします。方向性のある光出力を定量化できるため、最適なパフォーマンスと機能性を確保するために非常に役立ちます。以下は、カンデラ測定が必要な主なアプリケーションです。

天文学

天文学では、カンデラは望遠鏡、スポットライト、または天文台から放射される光の強度を評価するのに役立ちます。星空観察や天体観測では、光の焦点と明るさが光害を最小限に抑え、かすかな星や惑星の視認性を高めるために不可欠です。望遠鏡のカンデラ定格は、正確な観測に必要な暗闇を壊すことなく、光の強度が制御され、効果的であることを保証します。

写真

カンデラは 写真特にスタジオや屋外での撮影では、正確な光量が重要です。写真家は、希望する雰囲気を作り出したり、影を消したり、細部を強調したりするために、正確な光強度に依存しています。スポットライトやフラッシュなどの指向性照明では、カンデラ測定を使用して、ビームが散乱することなく正しく焦点を合わせ、完璧なショットに必要な明るさを提供します。

光ファイバーケーブル

光ファイバー システムでは、カンデラ値はファイバーを通じて伝送される光の強度を理解する上で非常に重要です。これらのシステムでは、長距離での損失を最小限に抑えるために、集中した強力な光源が必要です。カンデラ値が高いということは、光が明瞭で信頼性の高い通信信号を送信するのに十分な強さであることを意味します。

自動車照明

車のヘッドライトは、明るさと指向性のバランスをとるためにカンデラ定格で設計されています。高輝度ヘッドライト (カンデラで測定) により、運転者は道路のより遠くまで見ることができ、安全性が向上します。また、ビームを慎重に焦点を合わせることで、対向車へのグレアも防止します。

舞台照明

舞台照明は、ビームを必要な場所に正確に向けるためにカンデラに依存しています。カンデラ値の高いスポットライトやビームライトは、特定のエリアや演者を照らし、ステージ全体に光を拡散させることなくドラマチックな効果を生み出すことができます。

医療機器

医療用途では、手術用ランプなどのデバイスは、光の強さと焦点を合わせるためにカンデラ定格を使用します。この精度は、手術や診察中に特定の小さな領域を照らし、影を最小限に抑え、医師の視認性を高めるために重要です。

これらの多様な用途は、方向性のある光の制御と強度が成功に最も重要である分野におけるカンデラの重要性を浮き彫りにします。

ルーメンが不可欠なアプリケーション

ルーメンは光源の総光出力を測定するもので、全体的な明るさが重要な用途では重要な要素となります。広い範囲を照らす場合でも、特定の作業に十分な光を提供する場合でも、ルーメンは光源がさまざまな環境の要求をどの程度満たせるかを判断するのに役立ちます。以下は、ルーメン定格が重要な一般的な用途です。

サーチライト

サーチライトには、広範囲を照らしたり、遠くのターゲットに焦点を合わせたりできる強力で遠くまで届くビームを生成するために、高いルーメンが必要です。海上航行、セキュリティ、大規模イベントで使用されるサーチライトは、長距離の視認性を確保するために強力な光量を提供する必要があり、ルーメンはサーチライトの有効性を測る重要な指標となります。

レスキューライト

緊急時や救助活動では、広い範囲を照らしたり、人の位置を特定したり、助けを求める合図をしたりするために、高ルーメンのライトが不可欠です。災害現場、夜間の救助、または救急隊員が使用する場合でも、これらのライトは、困難な状況下で重要なタスクを実行するのに十分な明るさ​​を確保します。

家庭用照明

ルーメンは空間全体の明るさを決定するのに役立つため、家庭の照明にとって重要な考慮事項です。リラックスするための薄暗い間接照明から、キッチンやオフィスの明るい作業用照明まで、ルーメンを理解することで、住宅所有者はエネルギー効率を最適化しながらニーズに合った照明を選択できます。

街路照明

街灯は、道路、歩道、公共スペースを均一かつ広範囲に照らすように設計されています。高ルーメンの照明は、安全性と視認性を確保するための十分な明るさ​​を確保し、都市部と農村部を問わず事故を減らし、セキュリティを強化します。

イベント照明

で コンサートスポーツイベントやその他の大規模な集まりでは、ステージ、フィールド、観客を照らすために高ルーメンの照明が必要です。これらの照明は明るさと照射範囲のバランスを保ち、演者と観客の両方にクリアで魅力的な視覚体験を提供します。

産業および倉庫照明

産業スペースや倉庫では、生産性と安全性を維持するために高ルーメンの照明に依存しています。これらの環境では、多くの場合、広い範囲をカバーし、作業員がはっきりと見える十分な明るさ​​を提供し、事故やエラーのリスクを軽減できる照明が必要です。

よくある質問

1. カンデラはルーメンよりも優れていますか?

カンデラもルーメンも本質的に「優れている」わけではなく、光の異なる側面を測定します。 ルーメン 光源からの総光出力を定量化するため、全体的な明るさを評価するのに最適です。 カンデラ一方、特定の方向の光の強度を測定するため、スポットライトやヘッドライトなどの集中ビームを必要とする用途では非常に重要です。この 2 つのうちどちらを選択するかは、照明のニーズ (広範囲の照明か集中した強度か) によって異なります。

2. 1カンデラは何ルーメンですか?

カンデラとルーメンは異なる特性を測定するため、固定の換算方法はありません。ただし、関係はビーム角度によって異なります。
$\文章{Lumens} = \テキスト{Candelas} \times (2\pi \times (1 - \cos(\theta/2)))$
ここ、 $\シータ$ ビーム角度です。たとえば、全方向に 1 カンデラを放射する光源のルーメンは約 12.57 です。この値はビーム角度によって変わります。

3. 5000 ルクスは 5000 ルーメンと同じですか?

いいえ、ルクスとルーメンは異なる単位です。 ルクス 特定のエリアの光の強さ（ルーメン/平方メートル）を測定します。 ルーメン 総光出力を測定します。たとえば、5000 ルーメンが 1 平方メートルに集中すると 5000 ルクスになりますが、10 平方メートルに広がるとルクスは 500 に減少します。ルクスとルーメンの関係は、距離とカバー範囲によって異なります。

4. 1000ルーメンはどれくらい明るいですか?

1000ルーメンの光源はかなり明るいとされています。比較すると次のようになります。

• これは75ワットの白熱電球の明るさに相当します。
• 中規模の部屋を十分に照らしたり、屋外に強力な照明を提供したりできます。
  知覚される明るさは、ビーム角度、反射板、光源からの距離などの要因によっても異なります。たとえば、同じ 1000 ルーメンを拡散する広いビームよりも、狭いビームの方が明るく、焦点が合っているように見えます。