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第8回照明
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第8回
照明
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照明の満たすべき要件
自然に見える～太陽光照明下と同等
 エネルギー変換効率が高い（電気→光）
 寿命が長い
 制御し易い

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照明の種類
白熱系光源
 放電現象利用
- 蛍光ランプ
- ＨＩＤランプ
 固体発光体
- ＬＥＤ
- EL
 レーザ光源～照明に利用されることは少ない

：コヒーレント光の特性（指向性が鋭く，広がらず
に空間を伝播）を利用
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白熱系光源～松明，ロウソク，ガス灯，・・
 加熱による発光
 連続スペクトル分布
 タングステン＋不活性ガス/窒素ガス
 光源の効率：
光出力/電気供給量
温度高→ 効率大，寿命短
 制御し易い～発光面が小さい割に光束
が多い→ レンズや反射鏡と併用
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白熱電球の模式図
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タングステン灯の特性
３０００度Kが限界～タングステン融点
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蛍光ランプ
 水銀放電
・水銀の蒸気圧により発光スペクトルを
変化させる．
・水銀蒸気圧は容器温度により制御
 紫外線を可視光に変換する蛍光体を
ガラス容器の内面に塗布
 電極間距離が大，放電開始電圧大
→ 民生用には工夫が必要
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蛍光ランプ模式図
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蛍光ランプ点灯回路
（グロースターター型）
チョークコイル：
アークの負性抵抗
補償，
誘導電圧を放電開始
に利用
・ラビットスタート型：
点灯管を使用せず、
スイッチを入れると
速やかに点灯するよう
改良されたもの
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HIDランプ
High Intensity Discharge lamp
（高圧放電ランプ）
 水銀，ナトリウム，スカンジウム，ジスプロシウムなどの
金属蒸気中で，放電して発するスペクトル光を利用
 放電容器の温度を高く保つ必要あり
→ 石英，透光性セラミックなどの耐熱容器を利用
 最大出力まで時間が要
 光出力大
 冷却に時間がかかるため，再点灯は困難
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HIDランプ模式図
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HIDランプ（放電灯）の特性
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固体発光：ELランプ
Electro-Luminance lamp
 ２つの電極間に蛍光体を挟み電圧を印加す
ると，蛍光体中の電子が励起されて発光
 光出力小
 電流小
 加工が容易
～薄くできる
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固体発光：ＬＥＤ
。
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（Light Emitting Diode)
GaPなどの半導体に順方向電圧を印加すると
ｐｎ接合部で発光
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ＬＥＤの性質




構造が単純で機械的強度が強い
寿命が長い
赤，緑ＯＫ
青（GaN)：
中村修二博士(1954-)
（カリフォルニア大学
サンタバーバラ校教授）
ｖｓ．日亜化学
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ＬＥＤと電球の特性比較
応答時間
消費電力
寿命
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レーザ用光源
コヒーレント
←
干渉・回折，
平行度，
集光，
単一スペクトル
レーザ：半導体，ガス，色素，化学，・・
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照明用語と単位 -1
 立体角Ω（sr：
ステラジアン)：
一点より見た面積を距離の２乗で割ったもの
～空間的広がり度合
 放射束(W：ワット):
単位時間に面を通過する放射エネルギー
 光束(Lm：
ルーメン):
放射束を眼の輝度に対する感度で補正
波長555nm: 1Lm=1/683 W
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照明用語と単位 -2
 光度（cd：
カンデラ)：
求める方向の光束をそれが含まれる立体角で割る
 輝度（cd/m2 ，nt：ニット)：
求める方向の光度をその方向に直角な面積で割る
 照度（Lm/m2 ， Lx：ルクス)：
入射する光に直角な単位面積あたりの光束
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照明用語と単位 -3
完全拡散反射面
（ランバート表面, Lambertian）：
全ての方向に対する輝度が等しい表面
 ランバートの余弦法則：
IΘ = IcosΘ
I：均等拡散面の法線方向の光度，
IΘ ：均等拡散面のΘ方向の光度

距離の逆２乗法則：
光線に直角な面の照度 E = I/r2
I：光度，E:照度，ｒ：距離
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平均照度
平均照度＝（ランプ個数ｘランプ光束ｘ
照明率ｘ保守率）/床面積
・照明率＝作業面に入射する光束/全ランプ光束
作業面に入射する光束：照明器具から放射された
光の中で，壁や天井などで相互反射された後，作
業面に入射する光束
← 照明率表
・保守率＝1 /照度の低下率
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カラーキャリブレーション
光源
色の計測、画質の評価、色の再現
標準光源(CIE)～色温度・相対分光分布を規定
A: 白熱電球：色温度２８５４Ｋ（タングステン）
Ｂ：太陽光の直射（正午）：色温度４８７０Ｋ
（Ａ光源に２重液層フィルタを付与）
Ｃ：昼光（平均太陽光）：色温度６７４０Ｋ
（Ａ光源にフィルタを付与）
Ｄ６５：色温度が約６５０４Ｋの昼光
その他，Ｄ5５Ｄ7５もあり
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←太陽光の分光分布より合成

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光源ＡとＤ６５の相対分光分布
色温度（K：ケルビン)：
色度（～光の分光分布）
が最も近い黒体輻射の
温度
例）白色光：5000K，
ロウソク光：
1800-1900K
白熱電球：3200K，
太陽光：５８００K
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理想的な照明環境
照明光方向が明確，局部的変化無し
陰影も必要
 小さく輝度の高い照明＋大きな放物反
射鏡
 広い平面状の均等拡散光源で１方向か
ら照明
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