光を測る

計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

測光量の関係、光度と光束・輝度・照度。[〜]はSI単位。 光束[lm] = 光度[cd] × 立体角[sr] 輝度[cd/m^2] = 光度[cd] ÷ 面積[m^2] 照度[lx] = 光束[lm] ÷ 面積[m^2] pic.twitter.com/KT3qTgjspO

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エレキたん【節電・ピークシフト】 @ElekiTan

これ、全部可視光についてのみだという点に注意。流行りのLED照明の電力効率で、蛍光灯より見かけ悪いという話をしましたが、全光束で比べればもちろんLEDの勝ち。全放射（赤外・紫外放射を含むすべてのアウトプット）だと蛍光灯の圧勝。 twitter.com/keiryo_tan/sta…

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七つあるSI基本単位のうち、光度のカンデラcdは人間の感覚に関係する異色の存在なんだ。その定義は、 「カンデラは、周波数540×10^12ヘルツの単色放射を放出し、所定の方向におけるその放射強度が1/683ワット毎ステラジアンである光源の、その方向における光度である」

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あれ？仕事率の単位のワットが出てきたね。仕事率といえばエネルギーを時間で割ったもの。たとえば電力なんかがそう。光の明るさも仕事率で測ったらよさそうって思うかな？

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「人間の感じる明るさ」に興味があるなら、同じ仕事率の光でも紫や赤だと暗くて、黄緑色の付近が一番明るく見えるのを考慮しないといけない。さらにいうと、可視光以外の光は見えないし。

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そこで、光のエネルギーを波長ごとに、人間の目の分光感度特性で重みづけして扱うことを考えるよ。 光の見え方は人によっても違うから、国際照明委員会の定める「標準分光視感効率」に基づくようにする。つまり測光量は、個人差によらないように定義された感覚量（心理物理量）なんだ。

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（※図は大ざっぱなイメージです） pic.twitter.com/Zi6EnyMRSr

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カンデラの定義から、周波数540×10^12ヘルツ（波長約555ナノメートル）の単色放射に対する、分光視感度の値は683ルーメン毎ワット。一番明るく見える黄緑色の光について分光視感度を定義してるんだよ。

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それ以外の色の光では、分光視感度はもっと低くなる。ということは、照明の発光効率が683ルーメン毎ワットを超えることはありえないって分かるよね。黄緑色の単色光でないかぎりは…。

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ルーメンlmは光束の単位で、光度1カンデラの一様な点光源から1ステラジアンの立体角内に放射される光束。 ルクスlxは照度の単位で、1ルーメンの光束が1平方メートルの面積を照らすときの照度。同じことだけど、光度1カンデラの一様な点光源から1メートル離れた場所での照度が1ルクス。

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単位がいくつもあって使い分けが分かりにくいよね。ちょっと例を挙げてみるよ。

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まず、光度のカンデラ。点光源の明るさを表す場合など。ろうそくの火で約1カンデラ、室戸岬灯台で160万カンデラ、太陽で3×10^27カンデラ。面積で割った光度を輝度といって、面光源（液晶画面など）の明るさを表すのに使われるよ。

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次は光束のルーメン。LEDの明るさを全光束（全空間に放射される光束）で表す場合など。家庭用の電球型でだいたい数百〜1500ルーメンくらい。きのうのブログの人が買ってたのは3万8500ルーメン。

ARuFa @ARuFa_FARu

部屋が暗いので「超強力ライト」を買ったら大変なことになった - それ どこで買ったの？ srdk.rakuten.jp/entry/2015/06/… pic.twitter.com/DwwPnl3Kjk

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さんまんはっせんごひゃくルーメン…。

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最後に照度のルクス。これは照らされる側の明るさで、法律や約束事なんかでよく使われるよ。消防法では、映画館・劇場の客席誘導灯の照度（客室）は0.2ルクス以上。Jリーグの公式試合用のスタジアムに必要な照明装置は1500ルクス以上。