光、照明など明るさの単位一覧と解説


明るさを表す単位には、カンデラ(cd)、ルーメン(lm)、ルクス(lx)があります。
カンデラは光度、ルーメンは光束、ルクスは照度の単位です。

光度は、光源そのものがもつ明るさのことです。
光束は、光源から一様に放射される1カンデラの光が1ステラジアン内に放射される光束の明るさのことです。

ステラジアンとは、球体の表面に球体の半径の二乗と等しい面積の円を描いたとき、中心から円が何度の範囲にあるかを示す単位です。
光は全方向に進んでいくため、光束の強さをいう場合は、一定の円弧あたりの強さを言うとわかりやすいのです。
照明が、白熱電球だった頃は60W形や40W形など「ワット(W)」が明るさの基準となっていましたが、LED電球は「ルーメン」が基準となっています。
一般白熱電球の20ワット相当はルーメン(lm)値で170lm以上です。

白熱電球の光の画像

LED電球の光の画像

照度は、ある面が単位面積当たり受ける光束のことをいいます。
蛍光灯など照明器具はルーメンを用いて表すことが多く、部屋の明るさなどはルクスを用います。
カンデラは灯火そのものの明るさを決める必要がある機器などで用いられます。


また、照明の単位としては、光度、光束、照度のほかに、輝度 (luminance)と色温度 (color temperature)があります。

輝度は、ある方向から見た光源または光源によって照らされた面の面積を光度で割って、人間が感じる明るさとして表現したものです。
単位はカンデラ毎平方メートル(cd/㎡)で、輝度は光源の面積あたりの明るさを表しています。

色温度は、光源が放つ熱を光の色に対応させたものです。
単位は絶対温度を扱うケルビン(K)で、物質は熱を放つとき、その温度に対応する波長の光を出します。
その光と色とを対応させたものが色温度です。


カンデラの定義

国際単位系の基本単位のカンデラですが、この定義は、下記のようになっています。

「カンデラは、周波数540 × 1012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、1/683W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」

周波数540 × 1012ヘルツの単色放射というのは、周波数540兆ヘルツ、波長がおよそ555.6ナノメートル(nm)の電磁波で、これは黄緑色の可視光です。
人間の目にもっとも感じやすい黄緑色の波長の光が、一定の立体角あたり一定の強さをもつ光度を表すのがカンデラです。

もともとカンデラというのは獣脂ろうそくのことを意味し、一本の獣脂ろうそくの灯を1カンデラとしていました。

獣脂ろうそくの画像

国際単位系のカンデラも、この獣脂ろうそく1本の明るさに合わせて決められました。
日本では、燭という光度の単位がありましたが、現在は使われていません。
昔の軍艦などのサーチライトの明るさは何万燭光という言い方をしました。

軍艦のサーチライトの画像

1燭は1.0067カンデラです。
100ワットの白熱電球は100カンデラくらいの明るさです。


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