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照明って?


  •           普段から身近にある、『照明』について書いてみました。
  •           電球のパッケージに書いてある単語等の解説という     
  •           使い方をしていただければ幸いです。
  •           また、このページは今後も加筆修正を進めていきます。




光とは電磁波である
一般に光と言われるのは、網膜を刺激して色や形を認識できる範囲の波長を指します。
いわゆる可視光線と言われるもので、380〔nm〕から780〔nm〕に当ります。
(〔nm〕「ナノメートル」は1/1,000,000〔mm〕)
下図は波長と色の関係を表したものです。
可視光線
それでは目に見えない不可視光線はどうなのでしょうか。
波長が短い順に 宇宙線、X線、紫外線となり、上図の青黒い方へ繋がっていきます。
波長が短いほど、エネルギー密度が高くなり、量にもよりますが人体に影響を与えます。
レントゲン撮影のX線や紫外線が危険視されるのはこのためです。

波長が長いほうはどうでしょう。
上図の赤黒い方より、赤外線、レーダー波、FM波の順で波長は長くなっていきます。

紫外線や赤外線は目では見ることができませんが、例えば『ブラックライト』と言われる照明は
紫外線を放射しているので、近くに蛍光塗料を置くと発光しますし、
コタツの中は暗いですが、赤外線を放射しているので暖かさを感じることが出来ます。

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スペクトルと光の三原色
照明ではスペクトルはその光に含まれる波長を長さの順に並べたものを言います。

下図右側のグラフは蛍光灯のスペクトル分布を表したもので、縦軸にエネルギー相対値、横軸に
波長を取っています。
光の三原色と分光分布
上図左側は赤色、緑色、青色の光を混ぜると白色になる光の三原色を表しています。
また、全ての色の光を混ぜても白色となります。

このため、青紫色から赤色まで全ての色を持っている(連続スペクトル)太陽光は白色と言えます。

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色温度
同じ蛍光灯でも交換したら色が違ったという経験はありませんか?
電球色や昼白色、白色など、いろんな光色があります。

赤みを帯びた光色か、青みを帯びた光色か、光色の違いを色温度で表します。
下図は色温度を簡略的に表したものです。

色温度
色温度とは絶対温度で表し、絶対零度を0〔K〕(ケルビン)としています。

鉄を熱すると、だんだんと光を放ってきますね。熱する物質を黒体(厳密には他の物質)に
置き換えて、その時々の華氏〔K〕と光色を表現に利用しています。

蛍光灯の光色で説明しますと、
昼光色と言われる色は6,500〔K〕のやや青みを帯びた光色になります。
昼白色と言われる色は5,000〔K〕の光色になります。
白  色と言われる色は4,200〔K〕の光色になります。
温白色と言われる色は3,500〔K〕の光色になります。
電球色と言われる色は3,000〔K〕のやや赤みを帯びた光色になります。
色々な光色がありますが、上記の分類は全て白色光になります。

ちなみに電球切れて買い換える際は、切れた電球をお店に持っていくことをオススメします。

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照明の公式
光束
光束(こうそく)は量記号Φで表され、単位は〔lm〕(ルーメン)が用いられます。
光源から放射される光の量を表します。

管理人は光束量を消費電力で割って、1〔w〕当りの光束を求めたりします。
大きな値の方が、発光効率が高いと言えます。

ちなみに電球のW数が2倍ならば、2倍の明るさかというとそうゆう事でもありません。
光束の量の大きいほうがより明るいと言えます。


照度
照度(しょうど)は量記号Eで表され、単位は〔lx〕(ルクス)が用いられます。
照射面の単位面積に入射する光束を指し、照明場所の明るさを表します。

 照度E〔lx〕=入射光束F〔lm〕/照射面積A〔u〕

ちなみに照度は目的と場所に応じてJISで基準値が定められています。
読書や勉強部屋は500〜1,000〔lx〕などです。


光度
光度(こうど)は量記号Iで表され、単位は〔cd〕(カンデラ)が用いられます。
光源からある方向に放射される光束の量を表します。

 光度I〔cd〕=光束凾e〔lm〕/立体角刄ヨ〔st〕

電球や照明器具の光の広がり方を表す図に配光曲線図があります。この図で表される
光の単位が光度になります。
下図はあるダウンライトの鉛直面配光曲線図です。この図は計算ではなく、
測定によって求められています。
鉛直面配光曲線図

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演色性と平均演色評価数(Ra)
車で走行中、トンネル内のオレンジ色の照明を見たことのある方は多いと思います。
そのオレンジ色の光に照らされると、服や車のボディの色が違って見えます。

ですがトンネルを出て、太陽光の下では服も車のボディも本来の色に見えます。

これはなぜでしょう?
それは光源によってスペクトル分布に違いがあるからです。

先のオレンジ色の照明は、ナトリウム灯と言われる照明からの光で、スペクトル分布で見ると
オレンジ色のスペクトルだけが突出しています(線スペクトル)

このために白いモノがオレンジ色に見えたり、他の色も本来の色とは違って見えたりします。

このように人工光の下で見た場合の色の再現性を演色性と言います。

一般にナトリウム灯のような線スペクトルよりも、蛍光灯や白熱球のような連続スペクトルを
持った光源の方が演色性が良いです。

演色性は、良い・悪いの表現をしますが、これを数字で表したものが平均演色評価数(Ra)です。

中間色的な赤色から紫色の8色を基準色と定めて、基準光源(自然光は時間、時期によって光の質が変化するため用いられない)で見たときと比較して、色の見え方にズレや違いが生じるか
評価しています。

この評価の最高点は100点(Ra100と表されます)で、色が自然に見えていると言えます。

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