색온도와 조도

정의

색온도와 조도는 조명 설계의 기본이 되는 두 척도다.

색온도는 광원의 빛색을 켈빈(K)으로 나타낸 값이다.

조도는 면에 도달하는 빛의 밀도이며 단위는 lx다.

두 값은 서로 다른 물리량이므로 구분해서 이해한다.

색온도의 원리

색온도는 흑체 복사의 색과 비교해 정하는 광원의 색 척도다.

흑체를 가열하면 적외선에서 시작해 적색, 황색, 백색, 청색 쪽으로 변한다.

그래서 온도가 높을수록 빛은 청색 쪽으로 이동한다. 텅스텐 광원은 적색 성분이 많아 색온도가 낮다.

절대온도는 섭씨에 273을 더한 값이다. 색온도는 이 K 단위로 표시한다.

조도

조도는 면에 도달하는 빛의 밀도이며, 단위는 lx다.

광속을 면적으로 나눈 값이므로 E = F/A로 쓴다. F는 광속, A는 면적이다.

광속 600lm이 면적 2m²에 균일하게 닿는 경우를 생각해 보자.

눈에 보이는 밝기는 조도가 아니라 물체 표면의 휘도가 결정한다.

거리에 따른 조도

앞 문제의 답은 300lx다. 600lm을 2m²로 나눈 값이다.

점광원에서 나온 빛은 거리가 멀어질수록 면에 덜 닿는다.

법선 조도는 E = I/d²로 쓴다. I는 광도, d는 거리다.

거리가 두 배가 되면 조도는 4분의 1이 된다.

색온도와 조도 비교

색온도와 조도는 같은 조명 환경을 서로 다른 축으로 나타내는 값이다.

색온도는 빛의 색감을, 조도는 면에 닿는 빛의 양을 나타낸다.

색온도를 높인다고 조도가 올라가지는 않는다.

두 값은 독립적으로 설계하되 함께 검토해야 한다.

한계와 주의

같은 색온도라도 스펙트럼이 다르면 물체 색 보임이 달라진다.

따라서 색온도만으로 연색성을 보장할 수 없으니 CRI를 함께 확인한다.

고조도와 고색온도가 겹치면 눈부심과 시각 피로가 커진다.

Kruithof 곡선은 쾌적 영역을 보여 주는 참고 모델로만 쓴다.

정리

색온도와 조도를 정리한다.

색온도는 광원 색의 척도이며 단위는 K다.

조도는 면에 닿는 빛의 밀도이며 단위는 lx다.

두 값은 함께 검토해 용도에 맞게 설계한다.