조명 광학계에서 사용되는 용어들

그럼, Radiometry와 Photomerty는 무엇일까? Radiometry는 Radio-(방사 혹은 복사)와 –metry (측정하다)의 합성어로서 10nm에서 1000um 사이의 파장대인 자외선, 가시광선, 적외선 영역의 광학적 복사량을 측정하는 것이다. 반면, Photometry는 이중에서 인간의 눈으로 감지할 수 있는 범위인 가시광선 영역의 380nm에서 780nm의 범위만의 빛을 측정하는 것을 이야기 한다. 즉, Photometry는 사람의 눈이 가지고 있는 전자기파의 스펙트럼에 대한 반응을 고려하여 사람의 눈이 느끼는 빛을 에너지로 환산한 값이다.

그림 12.1 Light Spectrum

일정한 광원에서 단위 시간(1초) 동안 방출되는 전자기파 에너지를 복사속(Radiant Flux)이라고 하고 단위는 Watt(= Joule/second)이다. 그리고, 단위 시간당 사람의 눈이 느끼는 가시광선의 에너지를 광속(Luminous Flux)이라고 한다. 광속은 사람이 느끼는 것으로 개인마다 그리고 파장마다 사람이 느끼는 정도가 다를 수 밖에 없다. 이것을 표준화 하기 위해서 CIE라는 국제조명위원회에서 1931년에 표준 관측자를 대상으로 실험을 하여 이를 정의하였다. 파장에 따라 사람의 눈이 받아들이는 광속의 상대적인 비를 비시감도(Luminous Efficiency)라고 한다. 그런데 사람 눈의 비시감도는 밝은 낮과 어두운 밤에 서로 다르다. 그래서 낮에는 Photopic 이라고 하고 밤에는 Sco-topic 이라고 한다. 우리는 이중 Photopic을 주로 다루게 될 것이다.

우리가 흔히 사용하는 Photometry는 측정 장비에서 측정되는 Watt 값을 사람이 인지하는 값인 Lumen 값으로 바꾸어 주는 것으로, 변환공식을 이용해서 값을 변환해 주어야 한다.  이 변환공식은 문서들 마다 조금씩 다르기 때문에 인터넷을 통해 여러 업체들의 기준을 확인해 보기 바란다. ASAP에서는 Phorometry.inr 예제를 확인하면 그 값을 알 수 있다. 이 외에도 CIE 자료와 Kodak 자료를 찾을 수 있는데 이들도 조금씩은 차이가 있을 것이다.  표 12.1 은 1988년에 CIE에서 발표된 데이터다.

사람들이 최대 시감도를 보이는 파장은 555nm로서 1Watt의 555nm 빛이 사람의 눈에 들어오면 683Lumen으로 느낀다고 정의되어있다. 즉, 555nm 파장의 빛은 683 Lumen/watt의 발광효율을 가지고 있다는 것이다.

표 12.1 CIE Photopic Luminous Efficiency Function