Введение

СИ-производная единица светового излучения.

Люмен (символ: lm) — единица светового потока, мера воспринимаемой мощности видимого света, излучаемого источником, в Международной системе единиц (СИ). Световой поток отличается от мощности (излучаемой мощности) тем, что излучаемая мощность включает в себя все электромагнитные волны, в то время как световой поток учитывает чувствительность человеческого глаза к различным длинам волн в соответствии с моделью ("функцией световой эффективности"); это учёт стандартизирован CIE и ISO. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр. Люмен определяется относительно канделы следующим образом: 1 лм = 1 кд·ср. Полная сфера имеет телесный угол 4π стерадиан, поэтому источник света, равномерно излучающий одну канделу во всех направлениях, имеет общий световой поток 1 = 1 кд × 4π ср = 4π кд·ср ≈ 12,57 лм.

Пояснение

Если источник света излучает одну канделу световой интенсивности равномерно по твердому углу в один стерадиан, общий световой поток, излучаемый в этот угол, равен одному люмену (1 кд·1 ср = 1 лм). В качестве альтернативы, изотропный источник света в одну канделу излучает общий световой поток ровно 4π люмен. Если бы источник был частично закрыт идеальным поглощающим полушарием, эта система излучала бы вдвое меньше светового потока – всего 2π люмен. Световая интенсивность все равно оставалась бы равной одной канделе в тех направлениях, которые не затенены. Люмен можно неформально рассматривать как меру общего количества видимого света в заданном луче или угле, или излучаемого из некоторого источника. Количество кандел или люмен от источника также зависит от его спектра, посредством номинальной чувствительности человеческого глаза, представленной в функции световой эффективности. Различие между единицами люмен и люкс заключается в том, что люкс учитывает площадь, на которую распространяется световой поток. Световой поток в 1000 люмен, сконцентрированный на площади в один квадратный метр, освещает этот квадратный метр с освещенностью в 1000 люкс. Те же 1000 люмен, распределенные по десяти квадратным метрам, создают менее яркую освещенность – всего 100 люкс. Математически, 1 лк = 1 лм/м². Источник, излучающий мощность в один ватт света в цвете, для которого глаз наиболее эффективен (длина волны 555 нм, в зеленой области оптического спектра), имеет световой поток в 683 люмена. Таким образом, один люмен представляет собой не менее 1/683 ватта мощности видимого света, в зависимости от спектрального распределения.

Освещение

Лампы, используемые для освещения, обычно маркируются с указанием светового потока в люменах; во многих юрисдикциях это требуется по закону. Спиральная компактная люминесцентная лампа мощностью 23 Вт излучает около 1400–1600 лм. Многие компактные люминесцентные лампы и другие альтернативные источники света указываются как эквивалентные лампе накаливания определенной мощности. Ниже приведена таблица, показывающая типичный световой поток для обычных ламп накаливания и их эквивалентов. + Эквиваленты электрической мощности для различных ламп Минимальный световой поток (люмены) Потребляемая электрическая мощность (ватты) Лампы накаливания Компактные люминесцентные Светодиодные Негалогенные Галогенные 90 15 6 2–3 1–2 200 25 3–5 3 4 450 40 29 9–11 5–8 800 60 13–15 8–12 1,100 75 53 18–20 10–16 1,600 100 72 24–28 14–17 2,400 150 30–52 24–30 3,100 200 49–75 32 4,000 300 75–100 40.5

1 сентября 2010 года вступило в силу законодательство Европейского союза, предписывающее маркировать осветительное оборудование преимущественно по световому потоку (лм), а не по электрической мощности (Вт). Это изменение является результатом Директивы ЕС об экологическом проектировании энергопотребляющих изделий (EuP). Например, согласно стандарту Европейского союза, энергоэффективная лампа, заявляемая как эквивалентная 60-ваттной лампе накаливания, должна иметь минимальный световой поток 700–750 лм.

Люмены ANSI

Световой поток проекторов (включая видеопроекторы) обычно измеряется в люменах. Американский национальный институт стандартов разработал стандартизированную процедуру тестирования проекторов, которая заключается в усреднении нескольких измерений, выполненных в разных точках. В маркетинговых целях световой поток проекторов, протестированных по этой процедуре, может указываться в "люменах ANSI", чтобы отличать их от проекторов, протестированных другими методами. Измерения в люменах ANSI, как правило, точнее других методов измерения, используемых в индустрии проекторов. Это позволяет более легко сравнивать проекторы по их характеристикам яркости. Метод измерения люменов ANSI определен в документе IT7.215, разработанном в 1992 году. Сначала проектор настраивается для отображения изображения в помещении при температуре. Яркость и контрастность проектора регулируются таким образом, чтобы на полностью белом поле можно было различить 5%-ный участок экрана белого цвета с пиковой яркостью 95% и два одинаковых блока белого цвета с пиковой яркостью 100% и 90% в центре белого поля. Затем световой поток измеряется на полностью белом поле в девяти определенных точках по всей площади экрана и усредняется. Полученное среднее значение умножается на площадь экрана для определения яркости проектора в "люменах ANSI".

Пик просвета

Пиковая яркость в люменах – это показатель светового потока, обычно используемый для видеопроекторов на ЭЛТ (CRT). При тестировании используется тестовый шаблон, как правило, с белым цветом на 10 или 20 процентах площади изображения в центре экрана, а остальная часть – черная. Световой поток измеряется только в этой центральной области. Особенности ЭЛТ-проекторов приводят к тому, что они выдают большую яркость, когда лишь небольшая часть изображения отображается с максимальной яркостью. Например, ЭЛТ-видеопроектор Sony VPH G70Q выдает 1200 "пиковых" люмен, но всего 200 ANSI люмен.

Выход цветного света

Яркость (выход белого света) измеряет общее количество света, проецируемого в люменах. Характеристика цветовой яркости Color Light Output измеряет интенсивность красного, зеленого и синего цветов в девятиточечной сетке, используя тот же метод, что и при измерении яркости.