●光源の性質を表す単位には大まかに言って4種類があります。
①ルックス
②ルーメン
③カンデラ
④ケルビン
です。
②のルーメンから解説していきます。
ルーメンｌm(光束)：光源が固有に持っている光の量の単位です。光束とも呼ばれます。
この日本語訳でもわかる通り「光の束」のことで、従って300lmの光源からは300本の光の束が放射されていると解釈してもいいでしょう。
この値が大きければ光の量が多いわけで、従ってその光源は明るいということになります。
続いて光源効率(lm/W)：素人は光源の明るさの知る単位として、ワット(W)を思い出します。
確かに便利な単位ですが、Wは正確には仕事量のことで明るさの単位ではないのです。
正確に光源の明るさをその効率で表現するときは、1W当たりのlm量で言わなければなりません。
たとえば同じ100Wの光源でも白熱灯のボール型ランプは1300lmですが、ローボルトハロゲンランプは2500lmです。この比較でわかる通り、白熱灯の光源効率は1300/100で、13です。
ハロゲンは同じく25になりますからこの方が2倍近く効率が良いわけです。
これでlmとWの関係がおわかりになるでしょう。
①ルックス(lx：照度)
いよいよルックスです。ルックスとは1㎡に1lmの光が当たっている、という意味です。
例えばJIS(日本工業規格)では、仕事や場所によって必要な照度を定めていますがこの単位がlxです。つまりある面にどれだけの「光束」が必要かということなのです。
ですから、光源の種類や面までの距離に関係なく「その面に500lmの光束」が到達していればそこは500lxの照度がある、と言います。
ご存知の通り明るさは距離の2乗に反比例しますから、同じ高原で照明しても距離が2倍になれば、lxは４分の一になります。これは光束が四方八方に拡散してしまうからです。
そこで問題になるのが、次のカンデラという単位なのです。
③カンデラ(cd：光度)カンデラとは日本語に訳すと「光度」と言い、光の強さを表す単位です。
突然ですが、ここでシャワーを思い出してください。シャワーには水を噴出する穴が空いています。この穴の数が光源なら「光束」に相当します。
さて、そのシャワーにも広い範囲に放出するタイプと狭い範囲に集中するものがあります。
広い方が肌に優しく湯が当たり、狭い方が強い圧力で当たります。
カンデラはまさにこのシャワーの強さと同じ概念だと思ってください。
つまり光度とは光がある物体に与える「強さ」なのです。
これはいわゆる「配光曲線」として表されます
④ケルビン(K：色温度)光には固有の色があります。これを表す時は「温度」という単位を使うのです。
どうして温度なのかと言われても困ります。先人がわけあって決めたのですから文句を言わないで従ってください。
その色温度の基本となってなっているのが快晴の日の正午の太陽の光です。
あのほとんど色味を感じない白に近い光の色温度を５０００ケルビンと定めてあります。
そして、それより数値が小さくなると光の色は赤みを帯びて来ます。３０００ケルビンくらいになると黄味に近くなります。白熱灯の光の色が丁度この辺りになります。２０００ケルビンだと日の出３０分後の朝の光の色でローソクの光で約２０００ケルビンです。
逆に快晴の北の空の色は１２０００ケルビンくらいで真っ青に見えます。
光源でこのケルビンという値と関係するのが「演色性」ということです。
ある光源がどんな色を美しく見せ、どんな色をそうでなくするのか、ということです。
この演色性にも目安となる値があります。平均演色評価数(Ra)です。