測光
光学における測光(そっこう、英:Photometry)とは、ヒトの眼に知覚される明度の観点から光を測定することである。
人間の感覚が基準となっている点で、光を含む電磁波の絶対的な量である放射エネルギーを測定する放射測定とは明確に区別される。しかし最新の測光では、放射エネルギーをそれぞれの波長において、人の明度感覚をモデル化した比視感度の光度関数で重み付けすることができる。通常この関数は明所視での感度分布であるが、同じ目的で暗所視での感度や他の関数を用いることもできる。この重みづけは国際照明委員会(CIE)や国際標準化機構(ISO)で標準化されている。
人間の眼は可視光の波長範囲内でも、全ての波長に対して全く同じ感度を持っているわけではない。測光では、測定された放射エネルギーをそれぞれの波長でその波長でのヒトの視覚の感度を表す係数で重み付けをすることでこの違いを表現する。人間の眼の光に対する応答を波長関数として標準化したモデルは、光度関数として与えられる。さらに、同じ人間の眼でも明るい場所に順応した状態(明所視)と暗い場所に順応した状態(暗所視)では、応答の度合いの波長関数はまた異なる。測光は通常明所視の状態に基づいて行われるため、月明かりや星明かりの下のような、色の違いを識別できない暗い環境下で測光を行っても知覚された光源の明るさが正確に表されないことがある。明所視は3.4 cd/mを超える環境下での目の反応で、暗所視は2 × 10 cd/mを下回る明るさで起こる。薄明視はこの制限値の中間で起こり、分光的な反応は特徴づけられていない。
60 Wの白熱電球や、15 Wの電球型蛍光灯はこのような国では900 lmと表記されて販売される。
ルーメンは1 Cdの点光源(英語版)が1ステラジアンの範囲に与える光の量として定義される。カンデラはSI基本単位の1つで、1/683 W/ srの放射強度(1/683という値は、この定義に改められる前にカンデラの定義として用いられていた標準ろうそくの光度と揃えるために設定された)になるような540THz(波長で555 nmの緑色光に相当し、人間の眼が最も感度のいい波長である)の単一波長の光源で定義される。これらの定義を組み合わせると、1/683 Wの波長555 nmの緑色光が1ルーメンの光を発する。
これらの関係は単純な倍率では変換できないが、おおよそ60 Wの白熱電球や15 Wの電球型蛍光灯が900 lmという目安で広く認識されている。この定義は1 Wの純粋な555 nmの光が683 lmに相当するというだけで、他の波長については言及していない。理由は、ルーメンはあくまで測光の単位なので、ワットとの関係はその波長が人間の眼にどのように見えるかに依存するからである。極端な例だと、紫外線や赤外線は目に見えないのでそもそもルーメンには数えられない。1 Wの赤外線は0 lmなのである。可視波長の中でも光の波長は前述の光度関数で重みづけされ、たとえば700 nmの赤色光は555 nmの緑色光に対して0.4%の感度しかないため、1 Wの赤色光はわずか2.7 lmにしか相当しない。この重みづけの一部である電磁スペクトルの可視部分を合計しただけであるので、ルーメンの単位からは色は分からない。