今回は、照明の試験で出題される「光束」「光度」「照度」「輝度」についてです。
すべて、光のことなのになんでこんなに種類があるの？と思ってしまいますよね。
それでは、それぞれを分かりやすく解説していきます。
光の単位
光束とは？
光束F【単位：lm（ルーメン）】
光のエネルギーがある面を通過する量で、標準比視感度で補正した、単位時間当たりの光の放射エネルギー量である。光束をもとに表される光の単位は、全て比視感度補正されている。シンプルに言うと、「どれだけ明るく感じるか」を数値化したものと考えてください。正確には、「ある面を単位時間に通過する光の放射エネルギーの量を、人間の目の感度（視感度）で補正した値」と定義されます。
・放射エネルギー：光そのものが持つエネルギーです。電磁波としてのエネルギー量と考えられます。
・視感度：人間の目が光を感じる度合いのことです。私たちの目は、波長によって光の感じ方が異なります。たとえば、同じエネルギーの光でも、緑色（波長約555nm）が最も明るく感じられ、赤色や青色になると暗く感じます。光束の計算では、この人間の目の特性を考慮に入れているのがポイントです。
照度とは？
照度E【単位：lx（ルクス）又はlm/㎡】
受照面に入射する単位面積当たりの光束である。
光度とは？
光度I【単位：cd（カンデラ）又はlm/sr】
光源から発散する光のエネルギーの強さを表す尺度で、点光源から特定の方向に出射する単位立体角当たりの光束である。
輝度
輝度L【単位：cd/㎡又はlm/（㎡・sr）】
光源、反射面、透過面から特定（視点）の方向に出射する、その方向から見た単位面積（見かけの面積）当たりの光度、すなわち単位面積当たり、単位立体角当たりの光束で、視点からの面の明るさを表す。
参考書にある説明をしてみましたが、いかがでしょうか？
これだけでは、なかなか理解ができないと思うのでもう少しわかりやすく説明していきたいと思います。
光の要素から考える
ここでいう光の要素とは下記の3点になります。
①光源・・・光の放たれるところ
②照射面・・光を受けるところ
③眼・・・・眼で感じる光
この3つの要素が「光度」「照度」「輝度」に分かれています。
①光源 ⇒ 光度
②照射面⇒ 照度
③眼 ⇒ 輝度
そして、この3つ要素はすべて光束の密度となります。
まとめ
「光度」「照度」「輝度」とは、全て「光束」が、ある範囲にどれくらいあるかを示していることになる。そして、3つの要素である「光源」「照射面」「眼」で分けることができる。
- 光度：単位立体角あたりの光束
- 照度：単位面積あたりの光束
- 輝度：単位面積・単位立体角当たりの光束
語呂合わせ！
皇族（光束）のラーメン（ルーメン）は上等（照度）なルックス（ルクス）
ネズミがコード（光度）を噛んでるらぁ（カンデラ）
コード（光度）付きキャンドル（カンデラ）は点光源
問題と解説①
問題
光束は、単位時間当たりに流れる可視光範囲の放射エネルギーの量に比視感度の重みづけを行った値である。
回答
正解
解説
光束とは、ある面を単位時間に通過する光の放射エネルギーを、人間の視感度に基づいて測定したものです。つまり、標準比視感度で補正された、単位時間あたりの光の放射エネルギー量を指します。
問題と解説②
問題
輝度は、光源面だけでなく、反射面及び透過面についても定義できる。
回答
正解
解説
輝度とは、光源面、反射面、透過面から特定の方向に放射される光の明るさを指します。その方向から見たときの単位面積あたりの光度、すなわち単位面積あたり、単位立体角あたりの光束のことです。単位は、カンデラ毎平方メートル（cd/㎡）またはルーメン毎平方メートルステラジアン（lm/（㎡・sr））で表されます。
問題と解説③ 2014年出題
問題
光束は、ある面を単位時間に通過する光の放射エネルギーの量を、で視感度で補正した値である。
回答
正解
解説
光束は、ある面を単位時間に通過する光の放射エネルギーの量を、視感度で補正した値です。光束は、光源が発する光の総量を表し、単位は**ルーメン（lm）**です。このルーメンの数値が大きいほど、その光源はより明るいということになります。建築士試験では、光の分野の基本的な用語として、この「光束」の定義を正確に理解しておくことが重要です。
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