Λούμεν (μονάδα μέτρησης)

Επεξήγηση

Αν μια πηγή φωτός εκπέμπει ένα καντέλα φωτεινής έντασης ομοιόμορφα σε μια στερεά γωνία ενός στερακτινίου, η συνολική εκπεμπόμενη φωτεινή ροή (luminous flux) σε αυτήν τη γωνία είναι ένα λούμεν (1 cd·1 sr = 1 lm).
Εναλλακτικά, μια ισοτροπική πηγή φωτός ενός καντέλα εκπέμπει μια συνολική φωτεινή ροή 4π λούμεν ακριβώς. Αν η πηγή καλυπτόταν μερικώς από ένα ιδανικά απορροφητικό ημισφαίριο, αυτό το σύστημα θα ακτινοβολούσε το μισό της φωτεινής ροής —μόνο 2π λούμεν. Η φωτεινή ένταση ή φωτοβολία (luminous intensity) θα ήταν ακόμα ένα καντέλα σε αυτές τις κατευθύνσεις που δεν σκιάζονται.
Το λούμεν μπορεί να θεωρηθεί ως ως πρόχειρο μέτρο της συνολικής "ποσότητας" του ορατού φωτός, ή του εκπεμπόμενου ορατού φωτός από κάποια πηγή. Ο αριθμός των καντέλα ή των λούμεν από μια πηγή εξαρτάται επίσης από το φάσμα του, μέσω της ονομαστικής απόκρισης του ανθρώπινου ματιού όπως εμφανίζεται στη συνάρτηση φωτεινότητας (luminosity function).
Η διαφορά μεταξύ των μονάδων λούμεν και λουξ έγκειται στο ότι το λουξ λαμβάνει υπόψη το εμβαδόν στο οποίο απλώνεται η φωτεινή ροή. Μια ροή 1000 λούμεν, συγκεντρωμένη σε ένα εμβαδόν ενός τετραγωνικού μέτρου, φωτίζει αυτό το τετραγωνικό μέτρο με φωτισμό 1000 λουξ. Τα ίδια 1000 λούμεν, που απλώνονται σε δέκα τετραγωνικά μέτρα, παράγουν έναν αμυδρό φωτισμό μόνο 100 λουξ. Μαθηματικά, 1 lx = 1 lm/m².
Μια πηγή που ακτινοβολεί μια ισχύ φωτός ενός βατ στο χρώμα για το οποίο το μάτι είναι πιο αποτελεσματικό (ένα μήκος κύματος 555 nm, στην πράσινη περιοχή του οπτικού φάσματος) έχει φωτεινή ροή 683 λούμεν. Έτσι ένα λούμεν αντιπροσωπεύει τουλάχιστον 1/683 βατ ισχύος ορατού φωτός, ανάλογα με την φασματική κατανομή.

Λούμεν ANSI

Η έξοδος φωτός των προβολέων (συμπεριλαμβανομένων των βιντεοπροβολέων (video projectors) μετριέται συνήθως σε λούμεν. Μια τυποποιημένη διαδικασία για τον έλεγχο προβολέων έχει καθιερωθεί από το Αμερικανικό Εθνικό Ίδρυμα Προτυποποίησης, που περιλαμβάνει τον μέσο όρο πολλών μετρήσεων που έχουν ληφθεί από διαφορετικές θέσεις. Οι μετρήσις λούμεν ANSI είναι γενικά πιο ακριβείς από άλλες τεχνικές μετρήσεων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία προβολέων. Αυτό επιτρέπει στους προβολείς να συγκρίνονται πιο εύκολα βάση των προδιαγραφών φωτεινότητάς τους.
Η μέθοδος μέτρησης λούμεν κατά ANSI ορίστηκε στην προδιαγραφή IT7.215 που δημιουργήθηκε το 1992. Πρώτα απ' όλα ο προβολέας ρυθμίζεται να εμφανίσει μια εικόνα σε ένα δωμάτιο σε θερμοκρασία 25 βαθμών Κελσίου. Η φωτεινότητα και η αντίθεση του προβολέα ρυθμίζονται έτσι ώστε σε πλήρες λευκό πεδίο, να είναι δυνατή η διάκριση μεταξύ ενός τμήματος εμβαδού 5% από 95% λευκή κορυφή και δύο πλαισίων λευκής κορυφής ταυτόσημου μεγέθους 100% και 90% στο κέντρο του λευκού πεδίου. Τότε, η έξοδος του φωτός μετράται σε πλήρες λευκό πεδίο σε εννέα ειδικές θέσεις γύρω από την οθόνη και παίρνεται ο μέσος όρος. Έπειτα, αυτός ο μέσος όρος πολλαπλασιάζεται επί το εμβαδόν της οθόνης για να δώσει τη φωτεινότητα που προβολέα σε "λούμεν ANSI".

Λούμεν κορυφής

Τα λούμεν κορυφής είναι ένα μέτρο της εξόδου του φωτός που χρησιμοποιείται κανονικά με τους βιντεοπροβολείς με καθοδικό σωλήνα (CRT video projectors). Ο έλεγχος χρησιμοποιεί ένα πρότυπο είτε στο 10% ή στο 20% της επιφάνειας της εικόνας ως λευκό στο κέντρο της οθόνης και το υπόλοιπο ως μαύρο. Η έξοδος του φωτός μετράται μόνο στη περιοχή του κέντρου. Οι περιορισμοί με τους προβολείς καθοδικού σωλήνα καταλήγουν στην παραγωγή μεγαλύτερης φωτεινότητας όταν μόνο ένα τμήμα της εικόνας είναι στην κορυφαία φωτεινότητα. Παραδείγματος χάρη ο βιντεοπροβολέας Sony VPH-G70Q παράγει 1200 λούμεν στην "κορυφή", αλλά μόνο 200 λούμεν ANSI.

Η έξοδος έγχρωμου φωτός

Η φωτεινότητα (έξοδος του λευκού φωτός) μετρά το συνολικό φως που προβάλλεται σε λούμεν. Η προδιαγραφή της έγχρωμης φωτεινότητας μετρά το κόκκινο, το πράσινο και το γαλάζιο σε ένα πλέγμα εννέα σημείων, χρησιμοποιώντας την ίδια προσέγγιση όπως στη μέτρηση του λευκού φωτός. Οι ειδικοί συμβουλεύουν τους αγοραστές προβολέων να εξασφαλίζουν ότι η έξοδος του λευκού και του έγχρωμου είναι ίσες για βέλτιστη παρακολούθηση.