照明工学講義 (理工学講座)

照明工学講義 新 訂 版 工 博

関

重 広 著

東 京 電 機 大 学 出版 局

〈日本 複 写権 セ ン ター委 託 出版 物 ・特 別 扱 い〉   本 書 の無 断 複写 は,著 作 権 法 上 での 例 外 を除 き,禁 じられ て い ます 。   本 書 は,日 本複 写権 セ ン ター 「出版 物 の 複 写利 用 規程 」 で定 め る特 別   許 諾 を必 要 とす る出版 物 です。 本書 を複 写 され る場合 は,す で に 日本   複 写権 セ ン ター と包 括契 約 を され てい る方 も事 前 に 日本 複 写権 セ ン タ   ー(03-3401-2382)の 許 諾 を得 て くだ さい。

序 著 者 は,東 京 芝浦 電 気株 式 会 社 に勤 務 の傍,東 北大,早 大,電 機 大,日 大,法 大,工 学 院大 の各 大 学 の講 師を 兼任 し,更 に 昭 和25年

よ り関東学院大学の専任

教 授 と して,照 明 工 学 の 研 究 と講 義 とに 専 念 して現 在 に至 って い る。 この 間,数 種 の教 科 書 を 著 作 した が,そ の 内 容 も 日新 月 歩 の 現代 の 照 明工 学 に 適 応 しな い点 が次 第 に多 くな って 来 た の で,今 回,50年

の教 壇生 活 の体 験 に 基 づ

き,従 来 の著 作 に と らわ れ な い 全 く新 しい大 学教 科書 を著 作 した。 そ れ が本 書 で あ る。 本 書 の執 筆 に当 た って は,次 の よ うな点 に特 に留 意 した 。 (１)現

在,ほ

とん どの大 学 に お け る照 明 工 学 の講 義 が15時 限 に な った の で,

この時 間 内 に大 体 消化 し得 る よ うな 内容 と した。 (２)従

来 の 多 くの教 科 書 は,最 初 か ら発 光 や 放射 に関 す る理 論 的 記 述 が 出 て

来 て,学 生 に と って取 り付 き に くい傾 向 が あ った の を 改め,ま ず,灯 火 の 変遷 か ら説 き起 こ し,照 明工 学 と は どの よ うな もの で あ る か と い う概 念 を 与 え,入 す く,か つ,楽 (３)最

近,光

りや

しい夢 をい だ か せ る よ うに 努 め た。 源 の 進 歩 が め ざ ま し く,新

ら を な る べ く多 く取 り入 れ る と と も に,現

しい 電 灯 も 色 々 出 現 した の で,そ

在,ほ

れ

と ん ど 製 作 も使 用 も さ れ て い な

い も の は 一 切 割 愛 した 。

(４)理

論 的 な堅 苦 しい表 現 や,数 式 本 位 の む ず か しい記 述 を な るべ く避 け,

で き る だ け分 か りやす い現 代 語 を用 いた 。 (５)光 JISに

源 そ の他 に 関す る資 料 は,で き るだ け 新 しい もの を取 り入 れ,数 値 も

こだわ らず,つ

とめ て 実 際 的 な もの を採 用 した。 そ う しな けれ ば実 際 の設

計 はで きな い か らで あ る。 (６)電

気 工 学 科 の 学生 が 苦手 とす る建 築 様 式 や,心 理,目 の生 理 な ど につ い

て は,特 に注 意 して 分 か りや す く解 説 した 。 (７)照

明設 計 に は特 に重 点 を 置 き,設 計 法 や色 々な 実際 の照 明施 設 の あ り方

に つ いて 多 くの ペ ー ジ を さい た 。

本 書 の 特 色 は以 上 の よ うで あ る が,こ れ に よ って 学 生 諸 君 が 照 明 工 学 を 楽 しい 気 分 で 学 習 で きれ ば 著 者 の 幸 い とす る と こ ろで あ る。 著 者 はか って,「 建 築 と工 芸 意 匠 」 に つ い て 故岸 田博 士 に,「 照 明 の理 論 と 計 算 」 に つ いて 故尾 本,山

内,黒 沢 の ３博士 に,「 色 彩 」 につ いて は東 博 士 に学 び,

更 に 故石 原 博 士 と蒲 山博 士 か らも 目の機 能 につ いて貴 重 な 教 え を受 けた 。 ま た, 伊東

孝 氏 か らは,常 に最 新 の 資料 を頂 いて 新 しい照 明 の研 究 に専 念 して 来 た 。

本 書 は それ らの方 々 の貴 重 な 賜 物 の 集 成 で あ り,こ の 完 成 に当 た って 上 記 の 方 々 に深 く謝意 を捧 げ た い。 1977年

１月

著者

照 明 工学 講 義 恩師

関

関

重広

新 訂 版 の編 集 に 当 た って

重 広 先 生 に は 昭和57年

２月13日,享

年89歳 の 生 涯 を閉 じ て か ら

早 や ５年有 余 が経 過 した 。 この度,東 京 電 機 大 学 出版 局 か らの 増 刷 要請 もあ り, ご遺 族 の ご了 解 の も とに,こ の 際,全 面 的 に見直 しを行 い,そ の流 暢 な 筆致 を損 う こと な く,最 新 ・最 良 の 資 料 を取 り入 れ て 編 集 す る こ と と した 。 小生 が お 引 き 受 けす る に至 っ た経 緯 は,昭 和15年11月 に 接 して,そ

に早大 専 門 部工 科 で の 電 灯 照 明 の講 義

の卓 絶 した名 調 子 に す っか り魅 了 され,先 生 の お勧 め もあ って 東芝

に入 社,以 来39年

２か 月 に わ た り在 勤,こ の 間,東 京 電機 大 学 電機 学校 に12年

間,東 京 電 機 大 学 工 学 部 第 ２部 に ８年 間,講 師 を 勤 め させ て い た だ い て い る。 愛 弟 子 の ひ と りと して,照

明一途 を 一生 仕事 と して 取 り組 ん で い るが,こ の改 訂 版

が 照 明教 育 の良 き伴 侶 とな る ことを祈 念す る もので あ る。 末 筆 なが ら,東 京 電機 大 学 出版 局 の 朝武 清実 編 集 課 長,岩 下 行 徳 企 画 主 幹 の ご 尽 力 の賜 物 と厚 く感 謝 を捧 げ た い。 1987年

３ 月

伊東

孝

目

第 １章  照

次

明 総

1・1

 人 工 光 源 の 出 現 と灯 火 の進 歩

1・2

 電 磁 波 と視 覚

論   １  ６

第 １章  問

題

  ９

第 ２章  電

球

2・1

 熱 放 射 とそ の法 則

2・2

 電球 の構造

 11

2・3

 電球の性質

 14

2・4

 特 殊電球

 17

第 ２章  問

 10

題 第 ３章  蛍

 21

光

灯

3・1

 放 電発光

 23

3・2

  ル ミネ セ ン ス と 放 電 灯

 24

3・3

 蛍 光 灯 とそ の 構 造

3・4 3・5

 蛍光 灯の性 質

  29

 特 殊 蛍光 ラ ンプ 第 ３章  問

 35

題 第 ４章  放

4・1 4・2

4・3

  26

 カ ー ボ ン ア ー ク 灯

 高圧水銀灯  メ タ ル ハ ラ イ ド灯

  41

電

灯   43   45   48

4・4

高 圧 ナ ト リウム灯

4・5

低 圧 ナ ト リウム灯

4・6

キ セ ノ ン アー ク灯

問

第 ４章

 51   54   55

第 ５章 5・1

光 度 と配 光

5・2

照

5・3

照 度 の 計算

明 計

算  58  63

問

 66  77

題

第 ６章

昼

光

照

明   79

天 然 の光 源 第 ６章

問

  83

題

第 ７章 7・1

照

度

第 ５章

6・1

  57

題

照 明 の生 理 と心 理   84

目の機 能

問

第 ７章

  87

題 第 ８章

色 彩 と 照 明

8・1

色の表示

  88

8・2

色の性質

  92

8・3

色彩調節

 96

第 ８章

問

  97

題

第 ９章

照

9・1

照 明 器 具 の 材 料 とその 性 質

9・2

照 明 器 具 の 配 光 と効率

明 器

具  98  102

 

9・3

 107

 光の投射 第 ９章  問

題  屋内 照 明 の設 計 と施 工

第10章 10・1

10・2

 109

 111

 全 般 照 明 の設 計

125

 局 部 照 明 の設 計 

 129

10・3  照 明 の 施工

第10章

 問

題

 131

 屋内照 明施 設

第11章

  132

11・1

 照 明 の分 類

11・2

 作 業 の た め の照 明

11・3

 展示 の た め の照 明

  140

11・4

 生活 娯 楽 の た め の照 明

  147

第11章

 問 第12章

 132

題

 屋

12・1

 道 路 照 明

12・2

 広 場 ・公 園 ・庭 園 の 照 明

12・3

 建 造 物 の 照 明

12・4

 運 動 競 技 場 の 照 明 第12章

 151

外

照

明  152

 問 第13章

 158 160

 162

題

 測

  164

光

13・1

 光度測定

 166

13・2

 輝度測定

 170

13・3

 光束測定 

13・4

 照度測定

171  173

第13章

 問

題

 177

 放 射 の 応 用

第14章 14・1

 商業 にお け る応 用 

178

14・2

 産 業 に お け る応用 

182

14・3

 交通 に お け る応 用

 184

14・4

 保 健 医療 に お け る応 用

 186

14・5

 将 来 の灯 火 とそ の 応 用

 188

第14章

索 

引

 問

題

 189

 190

第 １章  照

1・1人 〔１〕 火

明

総

論

工 光 源 の 出 現 と灯火 の進 歩 の

創

造

 人 類 が 火 を 創 造 した の は,170万

年 の 昔 に 中 国 雲 南 省 の元 謀 猿 人 に よ る と いわ

れ て い る。 どの よ うに して 最 初 に火 を 得 た か は明 らか で は な い が,物 体 を こす り 合 わ せ る と熱 くな る とい う事 実 を 発 見 し,そ れ か ら木 材 同 士 を 強 く こす って 火 を 得 た の で あ ろ う とい うのが 定 説 で あ る。 しか し,た だ ２本 の木 を こす るの で は過大 な 労 力 を 必 要 とす るの で,色 々工 夫 が な され た で あ ろ うが,そ の う ち図1・1の

よ うに,き

りもみ を す る方 法 が 考 案

され て,そ れ 以 来,世 界 各 地 で 行 わ れ て きた 。 そ して わ が 国 で は,最 も発 火 しや す い木 を選 ん で,こ れ を 火 の 木 と名 づ けた が,木 を会 わせ る とい う意 味 か らひ の き(檜)と

書いた。 図1・1火

を起 こす方 法

 この 発 火 方 法 は,現 在 で も神 事 な どの 折 に 行 わ れ て お り,熟 達 者 で は １分以 内 に発 火 で き る。  その 後,金 属 と石 とを打 ち合 わ せ て 出 る火 花 か ら火 を 得 る方 法が 考 案 され,こ れ に使 われ る金 属 と石 を火 打 金 と火 打 石 と い った 。 これ は小 さ くて 携帯 用 に な る の で,家 庭 用 は も とよ り屋 外 で も広 く用 い られ た。 欧 米 で もマ ッチ が 出来 る まで は,一 般 に この 方 法 で火 を得 て い たの で あ る。  マ ッ チ が 発 明 さ れ た の は イ ギ リス で,1827年

の こ と で あ っ た が,こ

れ か ら世 界

各 国 に 伝 わ り,現 在 で は 最 も一 般 的 な 発 火 方 法 と して 利 用 さ れ て い る 。 この ほ か の 発 火 方 法 と して は,レ

ンズ と 太 陽 熱 に よ る も の が あ り,オ

は これ が 利 用 され て い る。

リン ピ ック の聖 火 に

〔２〕 灯 火 の 進 歩  こ う して 得 た火 は,炊 事 や 採 暖 用 に使 用 されて,古 代 人 の 生 活 を う る お した こ とで あ ろ うが,同 時 に この火 を夜 の 灯 火 と して も役立 たせ た 。 わ が 国で の最 初 の 灯 火 は,魚 油 を 器 に入 れ て燃 や した り,木 材 を 燃 や した り し た もの で あ るが,そ

の後,菜 種 油 の よ うな植 物 油 か ら石 油 まで 用 い られ,更

に,

ろ うそ く(蝋 燭)が 考 案 され て 携 帯 に 便 利 に な り,こ の ろ うそ くを 用 いた ち ょ う ちん(提 灯)は,懐

中電 灯 の で き るま で屋 外 の携 帯用 と して 一 般 に 広 く用 い られ

て 来 た が,現 在 で もま だ用 い て い る と こ ろ もあ る。  こ う して 油 や 木 材 が 昔 か ら長 い間 灯 火 と して 利用 さ れ て 来 た が,1800年

ごろ

ヨ ー ロ ッパ の 各 地 で ガ ス 灯 が 実 用化 さ れ た。 わが 国 で も明 治 ５年(1872年)に, 横 浜 市 に10基 の ガ ス街 灯 が点 火 され,そ れ 以 後,急 速 に家 庭 用 と して も普 及 した が,こ れ に は ガ ス を供 給 す る会 社 を必 要 とす るの で,広 な か った 。 この ガ ス 灯 も大 正 ３年(1914年)ご

く農 村 まで は行 き わ た ら

ろ を境 に次 第 に電 灯 に代 え られ,

現 在 灯火 と して 残 って い る の は ご くわ ず か で あ る。  電 灯 は1808年 る が,そ

に イ ギ リス で カ ー ボ ン ア ー ク 灯 が 発 明 さ れ た の が は じ ま り で あ

の 後,1879年

に エ ジ ソ ン が 電 球 を 完 成 して か ら家 庭 用 と して 利 用 さ れ て

今 日 に至 って い る。  〈注 〉(１)わ

が 国 で は,明 治10年(1877年)現

在 の東 京 大 学理 学 部 の実 験室 で

カ ー ボ ンア ー ク灯 の点 火 に成 功 し た が,公 式 に は,翌 年 の ３月25日

に工 部 大 学 校(現

在 の 東京 大 学 工 学 部 の前 身)に お け る電 信 中 央 局 の 開局 祝賀 会 の席 上 で点 灯 さ れ た の を 電 灯 初 点 火 の記 録 と して い る。 そ して 毎 年,こ の ３月25日

を電気記念 日と して 各地 の

電気 事 業者 が記 念 祝 賀 会 を 開 いて 今 日 に至 って い る が,昭 和53年(1978年)は,こ

の

電 灯 初 点 火 の 百 年 目 に 当た った 。  また,そ の 翌 年 の 昭 和54年(1979年)は,エ

ジ ソ ンの 電 球 発 明 百 年 目 に 当 た る の

で,こ の年 に は盛 大 な 電 灯 発 明 百 年 祭 が 行 わ れ た 。   (２)電 球 の 発 明 は,1854年 リスで ス ワ ン(Swan)が

ドイ ツに お い てゲ ー ベル(Gobel)が,ま

た1878年

イギ

そ れ ぞ れ 発 明 して い るが,そ れ らは 電 源 を 電 池 に よ って い た た

め,一 般 に 普 及 しな か った の に反 し,エ ジ ソ ンは 自分 の 発 明 した電 球 を 一般 に 使 わせ る た め,発 電機 を 作 り(エ ジ ソ ンダ イ ナ モ),電 灯 会 社 を設 立 し て 配 電 を 開 始 し,ニ ュー ヨー ク市民 に広 く電 球 を普 及 させ た ので,現 在 一 般 に 同氏 が 電球 発 明者 と して の栄 誉 を に な って い る の で あ る 。

年次と国名

表1・1電

発明者 その他 1808      (英) 1854     (独) 1855      (仏) 1877(明10)

Davy Gobel Dubosq 山川 健 次郎

1878(明11)

Ayrton,藤 中野 初 子 1878    (英) Swan 1879      (米) Edison 1882(明15)

Potter

1886(明19) 1887(明20)

東京電燈 東京電燈

1889(明22)

藤 岡市 助

岡市 助,

1890(明23) 三 吉正 一,藤 岡市 助 1901    (米) Cooper  Hewitt 1905      (墺) Just, Hanaman 1908    (米) Coolidge 1909      (米) Langmuir 1910     (仏) Claude 1921(大10) 三浦順一 1925(大14)(米) 不 破 橘 三,Pipkin 1931     (独) Pirani 1931  (和,独) Philips社,○sram社 1935      (和) Philips社 1935    (米) Inmanら 1938      (米) GE社 1940(昭15)

東京芝浦電気

1944      (米) 1944      (米) 1944    (独) 1949    (米) l950    (米) 1953    (米) 1953    (米) 1956      (米) 1958(昭33)

GE社 GE社 Schulz Pipkin Sylvania  ネ 士 GE社 GE社 GE社

東京芝浦電気 1959      (米) Zubler,  Mosby 1961      (米） Reiling  ら 1963      (米) Schumitら 1963(昭38) 東京 芝 浦 電 気 1967(昭42) 東 京芝 浦 電 気 1974    (米) GE社 1974      (和) Philips社 1977(昭52) 東京芝浦電気 1979      (和) Philips社 1980(昭53)(和) 三 菱 電 機,Philips社

灯

発

達

の

年

表

事

項

最 初 の電 灯(カ ー ボ ンア ー ク灯)を 発 明 炭 素 電 球 を発 明 実 用 カー ボ ンア ー ク灯 を 完成 12月19日,わ が国 で 初 め て カー ボ ンア ー ク灯 を 点灯 3月25日,工 部 大學 校 講堂 で デ ュ ボ ス ク ・ア ー ク灯 を点 灯(こ の 日を 電 気記 念 日に制 定) 炭 素電 球 を発 明 10月21日,実 用 炭 素電 球 を発 明(こ の 日を あか り の 日に制 定) 11月1日,銀 座 の 大倉 組前 で ブ ラ ッシ ュ ・ア ー ク街 灯 を点 灯 7月5日 創 立 11月29日,日 本 橋 の第2電 燈 局 で 電 灯 供 給 事 業 を 開始 8月12日,銀 座 の 東京 電 燈 電 球 実 験 室 で,国 産 炭 素電 球12個 を 試 作 4月,銀 座 の 合 資会 社 白熱 舎 で電 球 製 造 を開 始 低圧水銀灯を発明 押線 タン グ ス テ ン電 球 を発 明 引線 タ ン グ ス テ ン電 球 を発 明 ガ ス入 り電 球 を 発 明 ネ オ ンサ イ ン初 点 火(パ 2重 コイ ル電 球 を 発 明

リ)

内面 つ や 消 し電 球 を 発 明 高 圧 水 銀 灯 を発 明 低 圧 ナ トリウ ム灯 を発 明 超高圧水銀灯を発明 蛍光 灯 を 発 明 ニ ユ ー ヨー クお よ び サ ンフ ラ ン シ ス コ万 博 で 大 々的 に 蛍 光 灯 実 用 化 8月27日,大 和 ・法 隆 寺 の金 堂 壁 画模 写 に 蛍光 灯実用化 ス リム ラ イ ン形 蛍 光 灯 を 完成 環 形 蛍光 灯 を 完 成 キ セ ノ ンア ー ク灯 を 発 明 シ リ カ塗 装 電 球 を発 明 ELラ ンプ を完 成 ラ ピ ッ ドス タ ー ト形 蛍 光 灯 を 完成 高 出 力 蛍光 灯 を完 成 超高 出 力 蛍光 灯 を完 成 白 色塗 装 ボ ー ル電 球 を 完 成(わ が 国 独特) ハ ロゲ ン電 球 を発 明 メ タル ハ ライ ド灯 を 発 明 高 圧 ナ トリウ ム灯 を 発 明

日本で の 製造年

1890(明23）

1909(明42) 1911(明44) 1914(大3) 1926(大15) 1936(昭11) 1926(大15) 1934(昭9) 1934(昭9) 1939(昭14) 1940(昭15)

1950(昭25) 1953(昭28) 1957(昭32) 1973(昭48) 1961(昭36) 1954(昭29) 1957(昭32) 1958(昭33)

1961(昭36) 1968(昭43) 1971(昭46)

細 管 形 蛍光 灯 を完 成(わ が 国 独 特) 高 演 色 メ タル ハ ラ イ ド灯 を 完成(わ が 国独 特) 省 電 力 形 蛍 光 灯 を完 成 3波 長 形 蛍 光 灯 を完 成

1975(昭50)

省 電 力 形 電 球 を 完成(わ が 国 独 特) 電 球 形 蛍 光 灯 を 完成 コ ンパ ク ト形 蛍 光灯 を完 成

1979(昭54)

1977(昭52)

図1・2日

本 古灯変遷 図表(故 本野 亨博士作製)

 灯 火 の 変 遷 は 前 記 の よ うで あ る が,こ れ らの 火 に は そ れ を用 い る灯 器(照 明 器 具)を 必 要 とす る の で,各 国 に お いて,そ れ ぞ れ特 有 の灯 器 が作 られ て き た。 こ れ らの 灯 器 の意 匠 と して は,実 用 性(機 能性,合 理 性),色

沢 や 形 の 美 しさ,装

飾 効 果 な ど,色 々の条 件 が要 求 さ れ るが,わ が 国 の古 来 か らの灯 器 は,実 用 性 と と もに 色 沢 と形 の美 しさ に 優 れて お り,無 意 味 な装 飾 を さ け,単 純 な うち に典 雅 な意 匠 を 持 って い る の が特 色 で あ る。  これ に反 し,外 国 で は装 飾 に重 点 を おい た ものが 多 く,豪 華 な シ ャ ンデ リア な どは この代 表 例 で あ る。 ま た,わ が 国 で も灯 ろ う(籠)な

ど にか な り装 飾 の 多 い

もの が あ るが,こ れ は 仏教 の伝 来 に伴 う外 国 の 影響 で あ って,わ が 国 古 来 の もの で は な い 。 図1・2は,わ

が 国 の灯 火 の 変遷 を示 した も ので あ る。

〔３〕 電 灯 の 発 達   電 灯 は デ ー ビ ー の ア ー ク 灯 発 明 以 来,約180年 蛍 光 灯,水

を 経 て い る が,こ

の 間 に 電 球,

銀 灯 な ど 種 々 の も の が 完 成 さ れ て 今 日 に 至 っ て い る 。 こ れ らの 経 過 を

ま と め た も の が,表1・1で

あ る。

〔４〕 電 灯 の 生 産 数 と普 及  わ が 国 に お け る 電 灯 の 生 産 数 は,毎 数(100万

年 多 少 の 増 減 が あ る が,平

個 以 下 ４捨 ５入)は,表1・2で

千 万 個 に の ぼ る 。 工 場 の 稼 動 日数 を300日

示 さ れ る よ う に,総 と す れ ば,１

成 ２年 度 の 生 産 計 で 約25億

日 当 た り857万

個とな

る。 表1・2電

  次 に,わ

が 国 で の 電 灯 の 普 及 状 態 で,他

の 国 と 異 な る と こ ろ は,全 及 率 が99.9%で

戸 数 に対 す る普

世 界 最 高 で あ る こ と と,

蛍 光 灯 が 著 し く多 い こ と で あ る。 諸 外 国 で は,蛍

光 灯 は 工 場,事

ら れ,こ

の ほ か,百

い る だ け で あ る が,わ 商 店 は も と よ り,旅 ン,住

務 所,学

校 な ど に限

貨 店 な ど に用 い られて が 国 で は,百 館,ホ

テ ル,レ

貨店や ス トラ

宅 な ど に ま で 多 く点 灯 さ れ て い る 。

灯 の 生 産 数(単

位=百

７

万 個)

この よ うな 国 は世 界 中 ほか に な い。   1・2電   〔1〕 光

磁 波 と視 覚 の

正

体

  光 の正 体 は何 か,と い う こと は昔 か ら色 々 と論 じ られ て来 たが,大 別 す れ ば, 波 動 説 と粒 子 説 とに分 かれ る。 波 動 説 は,粒 子 説 で は 説 明 で き な い問 題 を 解 明 で き る長 所 が あ った が,こ れ に は波 動 を 伝 え る物 質 を必 要 と し,宇 宙 空 間 の 真 空 中 を光 が 到 達 す る現 象 を説 明 す る こ とが で きな い。 この た め 宇 宙 空間 を は じめ, あ らゆ る所 に 満 ち満 ちて い るエ ーテ ル と称 す る もの を仮 想 し,光 は この エ ー テ ル を 媒体 とす る波 動 で あ る と した。   しか し,そ の後,フ

ァ ラデ ー(Faraday)が

光 は電 気 と磁 気 の波 で あ る と い う電

磁 波 論 を打 ち出 し,更 にマ ック ス ウェル(Maxwe11)が 次 いで ， ヘル ツ(Hertz)が

そ れ を理 論 的 に証 明 し,

電 波 を発 見 して,そ れ が 光 と同 じもの で,た だ波 長 が

違 うだ けで あ る とい う こと を 唱 え る に至 って,も は や エ ー テル な どの 仮 想 物 質 を 必 要 と しな い光 の 電 磁 説 が確 立 した 。   しか しな が ら,そ の後,波 動 説 だ けで は説 明 で き な い現 象 が 見 られ るよ うに な る に及 ん で,現 在 で は光 は電 磁 波 で は あ るが,粒 子 性 を併 せ 有 す る もの と解 釈 さ れている。   〔2〕 電 磁 波 の 種 類   ヘ ル ツ に よ って 光 は電 波 と同 じ電磁 波 の一 種 で あ る と解 明 され たが,そ の 後, エ ックス線 や ガ ンマ線 な ど も同 じ電磁 波 の仲 間 で あ る こ とが明 らか に な った 。   これ らの 電磁 波 の 種 類 は,そ の波 長(ま た は振 動 数)に よ って 決 ま る の で あ る。 と ころが,電 磁 波 の 振動 数 は媒 質 の いか ん にか か わ らず 一 定 で あ るの に,波 長 は媒 質 に よ って 異 な り,真 空 中 と空 気 中 とで も多少 違 う。   従 って,波 長 よ り も振動 数 で 分 類 した 方 が 合 理的 で,ラ ジオ や テ レ ビで は そ う して い るが,一 般 に は(特 に光 に関 して は)従 来,波 長 で 分 類 され て き た の で, 現 在,学 界 で もそ の よ うにな って い る。  光 の 波 長 は極 めて 短 い の で,そ れ を測 る単 位 と して は 普通10-6mmの

長 さを

図1・3電

用 い,こ 1/10の

れ を1nm(ナ Å(オ

磁 波 の スペ ク トル

ノ メ ー トル)と

ン グ ス トロ ー ム)を

い う 。 し か し,補

助 単 位 と して1nmの

使 用 す る こ と もあ る。 す な わ ち

1(nm)=10-9〔m〕=10-6〔mm〕 1(Å)=10-10(m)=10-1〔nm〕 電 磁 波 の 種 類 は,図1・3の

よ うで あ る。

〔３〕 電 磁 波 の 性 質 電 磁 波 の 一 般 的 性 質 は,次 (ａ)放

の よ うで あ る 。

射 エ ネ ル ギ ー が 物 体 に 当 た る と,反

射 ・屈 折 ・吸 収 な ど の 現 象 が 起 こ

る 。 吸 収 さ れ た も の は 熱 エ ネ ル ギ ー に 変 わ る 。 こ れ を 放 射 熱 と い う。 (ｂ)真

空 中 に お け る 光 の 速 度 は3×108〔m/s〕(正

〔m/s〕)で,他 反 比例 す る。

の 媒 質 中 に お い て は,そ

の 絶 対 屈 折 率(真

確 に は2.99792458×108 空 に 対 す る屈 折 率)に

(ｃ)振

動 数 は媒 質 に無 関 係 に一 定 で あ る。

(ｄ)光

の速 度(波 長/振 動 数)の 関 係 で あ るの で,波 長 も また媒 質 の 絶対 屈

折 率 に反 比 例 す る。 <注>光 の速度に関 して 具体例 を述 べ れ ば,光(電 波 も同様)は １秒間に地球 を 7.5周 し,ま た,月 までは1.28秒,太 陽まで はお よそ ８分19秒 か かる。 また,光 が １年 間で到達 する距 離を １光年 とい って,天 文学上 の長さの単位 とされて いるが,最 も近い恒星 の光 で も地球 に達す るに4.3年 かかる。 (ｅ)光

の進 行 は そ の 波 長 と媒 質 の 中 に浮遊 す る粒 子 の大 き さに影 響 され る。

す なわ ち,紫 外 線 や 青 色 に 相 当 す る短 い 波 長 は,空 気 の 分 子 や 空 気 中 の じ ん あ い に 当 た っ て散 乱 す る の で,晴 天 の空 は 青 く見 え,赤 色 に相 当 す る長 い波 長 や 赤 外 線 は,地 表 に近 い 空 気 中 の じ ん あ い や無 数 の 細 か い水 滴 の 中 で も透 過 し て 進 むの で夕 日 は赤 く見 え る。 また,波 長 の短 い 紫 外 線 は,皮 膚 の 中 に 入 り細 胞 を刺 激 し て炎 症 を起 こ し,波 長 の 長 い 赤 外 線 は,皮 膚 の表 面 の 細 胞 を刺 激 す る の で熱 と し て 感 ず る。 電 波 で も波 長 の 長 い ラ ジ オ 波 は障 害 物 を超 え て届 くが, 波 長 の短 い テ レ ビ波 が 障害 物 の 裏 側 へ 回 りに くいの も同様 の 理 由 に よ る。 な お,光 はそ の 波 長 に よ って異 な る色 彩 感 覚 を 与 え る。 図1・3の

図 中 に,こ

の 関係 を示 した 。 〔４〕 放 射 と 視 覚 電 磁波 が 放 射 され る時,そ の放 射 の 強 さ を放 射 束(記 号 は Φe)と い い,ワ ッ ト (Ｗ)を 単 位 とす る 。 この放 射 が 目 に入 った 時,目 は そ の波 長 が380∼780nmの

範 囲の もの を 明 る

く感 じる。 これ が光 で あ る。 しか し,各 波 長 に対 す る 目 の感 度(こ い う)は 一様 で は な く,555nmの

れ を視 感 度 と

波 長 に対 し最 高 の感 度 を有 し,そ の他 の光 に対

して は感 度 が 落 ち る。 この 関 係 を表 した もの が 比視 感 度 曲 線 で,図1・4の

よう

で あ る。 この 曲線 は人 種 に よ って もあ ま り違 わ な いが,高 齢 に な る と多 少 長 波 長の 方 へ 移 る。 また,暗 い所 で は 曲線全 体 が 図 の破 線 の よ うに短 波 長 の方 へ移 るの で,青 色 はよ く見 え るが 赤 い 色 が 認 め に く くな る。 これ を プ ル キ ンエ(Purkinje)現

象と

図1・4比

視感 度 曲線

い う。   目 は こ の よ う に して 放 射 を 光 と して 感 じ る の で あ る が,こ 束(記

号 は Φ)と い い,ル

出 る 光 の 明 る さ な ど は,こ <注>束

ー メ ン(lumen:1m)を

の 感 じた 明 る さを光

単 位 とす る。 そ し て 電 灯 か ら

の ル ーメ ンを も って 表 す。

の 記 号 は,昭 和51年

に Ф に 変 わ った が,従 来,長

く Ｆ が用 い ら れ て

来た。

第 １章

問

題

  (１)月 の 表面 に大 き い鏡 を お き,地 球上 か ら 強 い レーザ 光 を 放 射 した場 合,鏡 た こ とが見 え た と した ら,そ れ は何 秒 後 で あ ろ うか。 (答2.56秒   (２)横

が光 っ

後(こ れ は 電 波 で も同様 で あ る))

断用 歩 道 の小 旗 や 児 童 の 事 故 防止 用 の 帽子 な ど は,赤 色 が 最 も有 効 な は ず で あ

るが,実 際 に は黄 色 が用 い られ て い る の は なぜ だ ろ うか。

第 ２章

  2・1熱

電

球

放 射 と そ の法 則

  〔１〕 熱

放

射

  周 囲 よ り温 度 の 高 い 物 体 は,そ

の 周 囲 に エ ネル ギ ー を放 射 す る。 これが 放 射 束

で あ る。 温 度 差 が 比 較 的 小 さ い 時 は,放 が,温

度 差 が500°Cぐ

黄 色 光,緑 う に,高

射 束 は主 と して 長 波 長 の 赤 外線 で あ る

ら い よ り大 き くな る と 赤 色 光 が 現 れ,さ

色 光 が 含 ま れ て き て,合

らに高 温 にな る と

成 光 は 黄色 か ら白色 に近 づ いて くる。 この よ

温 物 体 か ら発 光 す る 現 象 を 熱 放 射(以

前 は 温 度 放 射 と い っ た)と

い う。

電 球 は こ の 現 象 を 利 用 し た もの で あ る 。   熱 放 射 に つ い て は,次   〔２〕

の よ うな法 則 が あ る。

ス テ フ ァ ン ・ボ ル ツ マ ン(Stefan-Boltzmann)の

  放 射 束 は,そ

法則

の 放 射 体 の 絶 対 温 度 の ４ 乗 に 比 例 す る 。 す な わ ち,Φeを

放 射 束,

Ｔ を 絶 対 温 度 と す れ ば, Φe=σ(T14-T24)   こ こ に,σ

は ス テ フ ァ ン ・ボ ル ツ マ ン定 数,T1は

温 度 で あ る が,空

気 中 や 真 空 中 で はT24は

放 射 体 の 温 度,T2は

無 視 して よ い の で,Φe=σT14と

周囲の 見 な

して よ い 。   〔３〕

キ ル ヒホ ッ フ(Kirchhoff)の

法則

  放 射 束 は そ の 物 体 の 吸 収 率 に 比 例 す る 。 こ れ が こ の 法 則 で,つ る も の を,よ

ま り よ く吸 収 す

く放 射 す る と い う こ と で あ る 。 黒 色 物 体 は最 も よ く吸 収 す る か ら,

同 一 温 度 で は 最 も 放 射 が 強 い 。 エ ネ ル ギ ー を100%吸

収 す る 物 体 を 黒 体 と い う。

電 気 冷 蔵 庫 の 放 熱 板 を 黒 塗 りに す る の も こ の た め で あ る 。   〔４〕

ウ ィ ー ン(Wien)の

  熱 放 射 に よ る 放 射 束 は,単

変位 則 一 波 長 で は な く連 続 ス ペ ク トル で あ る が,そ

の波 長

と エ ネ ル ギ ー と の 関 係 は,図2・1の 山 形 に な る 。 そ して,こ

よ うな

の 曲線 の う ち極大 エ

ネル ギ ー を も つ 波 長 は絶 対 温 度 に反 比 例 す る 。 す な わ ち,極

大 エ ネ ル ギ ー の 波 長 を λm

とす れ ば, λmT=2.898×106〔nm・K〕   現 在 の 電 球 の フ ィ ラ メ ン ト温 度 を2900K とす れ ば,λm≒1000〔nm〕

と な り,極

図2・1分

光分布

大 エ

ネ ル ギ ー は近 赤 外 線 と な る 。   ま た,太

陽 の 表 面 温 度 は6430Kで

ら,λm≒450〔nm〕 の で,太

あるか

で 可 視 光 線 の 範 囲 に入 る

陽 は極 め て 効 率 の よ い 光 源 で あ る と

い え よ う。   図2・2は,種

々の 温 度 にお け る放 射束 と

温 度 と の 関 係 を 示 した も の で,各

曲 線 の面 積

は 温 度 の ４乗 に 比 例 し,極 大 波 長 は 温 度 に 反 比 例 す る こ と が 示 さ れ て い る 。 ま た,ABは 可視 光 線 の 範 囲 で あ る 。   〔５〕 選

択

放

  物 体 の 吸 収 率(ま

射 た は反 射 率)は,各

スペ

ク トル に よ っ て 必 ず し も等 し く は な い 。 金 や 銅 は 長 波 長 の 反 射 率 が 短 波 長 よ り大 き い 。 こ の よ うな も の に 対 して は,ウ

図2・2各

温度 における分光分布

ィー ンの変 位 則

は正 確 に は当 て は ま らな い 。 この よ うな放 射 を選 択 放 射 とい う。 2・2電 〔１〕 形

球

の 構 造 状

現 在 の電 球 には非 常 に 多 くの 種類 が あ るが,そ の う ち一般 照 明 用 の もの は,図

図2・3電

2・3の

球 の 内部 構 造

よ うな形 状 を して い る。 この形 は過 去 数 十 年 来 ほ とん ど変 わ って い な い 。

それ は性 能,材 料,製 造 な ど,色 々の 点 か ら最 も合 理 的 に デ ザ イ ンさ れ た もの だ か らで あ ろ う。   〔２〕 フ ィ ラ メ ン ト   電 球 の発 光 部 分 は フ ィ ラメ ン トで あ る。 熱 放 射 の 法 則 に よれ ば,温 度 が高 い ほ ど放 射 は 強 くな り,波 長 も可 視範 囲 に近 づ く。 従 って,効 率 の 高 い 電 球 を作 るた め に は,フ ィ ラメ ン トの温 度 を な る べ く高 くす る ことが 必 要 で あ る。 初 期 の 電 球 に は炭 素 フ ィ ラメ ン トが用 い られ た 。 しか し,炭 素 は 融点 は 高 い が,2100Kを 超 え る と蒸 発 と飛 散 に よ って ガ ラス 球 が 黒 化 す る の で,こ れ 以 上 温 度 を 高 め る こ とが で き な い。   そ こで,炭 素 に次 い で 融点 の高 いタ ング ス テ ンが 採 りあ げ ら れ,温 度 も2500 Kま で 上 昇 した 。   と ころで,タ

ング ス テ ンの 融点 は3660Kで

あ るが,2500Kを

超 え る と,炭

素 と同 じよ うに蒸 発 や 飛 散 が は じま る。 これ は真 空で あ るか ら,圧 力 を加 え れ ば 防 げ るで あ ろ うと い う考 え か ら,高 温 のタ ング ス テ ンと化 合 しな い 窒 素 ガ ス を封 入 した と ころ が,2800Kぐ

らい まで 上昇 させ て も 差 支 え な い こ とが分 か った。

  と ころ が,ガ ス を封 入 す る とそ の熱 伝 導 の ため に フ ィ ラ メ ン トの 熱 が 奪 わ れ,

そ れ を 補 給 す る た め に 余 計 な 電 力 が 費 さ れ て,せ

っ か く温 度 を 上 昇 して も効 率 が

高 く な ら な い 。 と こ ろ が 線 を 直 線 の ま ま で な く,コ

イ ル 状 に 巻 く と,熱

な く な る こ と を ア メ リカ の ラ ン グ ミ ュ ア(Langmuir)が

発 見 して,こ

損 失 が少 こに ガ ス入

り 電 球 が 発 明 さ れ た 。 ま た,ガ

ス も窒 素 よ りアル ゴ ンの方 が 熱 伝導 率 が 少 な い の

で,採

気 中 の 含 有 量 は 窒 素78%,ア

取 に 費 用 が か か る が(空

率 向 上 の た め に 現 在 で は ア ル ゴ ンを 主 体 に,窒   と こ ろ が,こ

ル ゴ ン0.93%),効

素 との 混 合 ガ ス を用 いて い る。

の コ イ ル フ ィ ラ メ ン トを も っ て,さ

らに コイ ル に巻 いた フ ィ ラ メ

ン トが 三 浦 順 一 に よ っ て 完 成 さ れ た 。 こ う す る と 一 層 熱 損 失 が 少 な くな る の で 効 率 も さ らに 高 くな り,ま

た,フ

ィ ラ メ ン ト 自 体 の 長 さ も短 く な っ た の で,ア

ンカ

も １本 で す む よ うに な っ た 。 こ う し て で き た ２重 コ イ ル フ ィ ラ メ ン トが 現 在 も 用 い られ て い る 。   図2・4は,２

重 コイ ル フ ィラ メ 図2・4 

ン トの 一 部 拡 大 図 で あ る 。

  しか しなが ら,300W以

２重 コイ ル フ ィ ラメ ン ト

上 の大 型 電 球 は フ ィ ラメ ン トも太 く,熱 損失 も少 な い

の で ２重 コ イル に は な って い な い。   〔３〕 ガ

ラ

ス

球

  ガ ラ ス球 は電 球 の大 き さを 決 め る もの で あ り,な るべ く小 さい方 が材 料 も少 な く,取 り扱 い も便 利 で あ る。 しか し,こ れ を小 さ くす れ ば タ ング ス テ ンの蒸 発 と 飛 散 に よ る黒 化 が ひ ど くな るの で,や は り限 度 が あ る。   また,フ

ィ ラ メ ン トが コイル に な って 電 球 の 中 心 に 集 中 す る と,直 視 す る と 目

に まぶ しい ので,ガ

ラス 球 を つ や消 しにす る こ とが行 わ れ た 。 これ はふ っ化 水 素

とふ っ化 ア ンモ ニ アの 混 合 液 で ガ ラス の表 面 を 腐 食 す る の で,不 破橘 三 が 世 界 に 先 が け て ガ ラス球 の 内面 つ や 消 しに成 功 して以 来,長 (1976年),ふ

く行 わ れ て き た が,最 近

っ酸 の廃 液 が 公 害 を起 こす こ とが 懸念 され て 来 た た め,つ や消 しの

代 わ りに 白色 塗 料(シ る よ うに な って い る。

リカ また は ジル コニ ア)を 使 用 した 白 色 塗 装 電球 が 使 われ

  〔4〕 付 属 部 分 と材 料   図2・2に

お いて,電 流 を 取 り入 れ る部 分 が 口金 で あ る。 口金 の 材 料 と して 望

ま しい の は 電気 抵 抗 が 小 さ い こ と,さ び に くい こ とな どで,こ れ に 適 す る材 料 と して 黄 銅(真 ち ゅ う)が 一 般 に使 わ れ て い る。   この 口金 のAとCの

部 分 の 内側 に2本 の導 入 線 が 接続 され て いて,そ れ か らフ

ィ ラメ ン トに 電 流 を通 す 。 この 途 中で ガ ラス を貫 通 す る部 分 が あ り,こ れ を封 着 部 導 入 線 と呼 ん で い る。 こ の封 着 部 導 入 線 の 線 膨 張 率 がガ ラ スの それ と等 し くな い と,高 温 に な った時 す き まが で きた り,ま た 壊 れ た りす る。 従 って,最 初 は 白 金 以 外 にそ れ に 適 す る金 属 が 見 当た らなか った の で,初 期 の電 球 に は 白金 を使 用 し,そ の た め 電球 の値 段 も高 か っ たが,現 在 で はニ ッケル 鋼 に銅 を被 せ た ジ ュ メ ッ ト線 が 一 般 に 使用 され て い る。   また,フ

ィ ラメ ン トは た るむ お それ が あ るの で,ア ン カ に よ って 適 当 に支 え,

ア ンカ はケ ー ンガ ラ ス で 固定 さ れ る。 ア ンカ と接 触 す る フ ィ ラメ ン トの部 分 は ア ンカ の 熱 伝 導 の た め に冷 却 され,こ れ は熱 損失 とな るので,ア

ンカ の材 料 と して

希 望 され る性 質 は,で き る限 り細 い線 で あ る こ と,融 点 が 高 く線 膨 張 率 が ガ ラス とあ ま り違 わ な い もの で,熱 伝 導 率 が低 い こ とな どで,以 上 の条 件 を満 足 す る も の と して 現 在 モ リブ デ ンが 使用 さ れて い る。   ま た電 球 の 形 状 は,ど この 製 造 会 社 の 製 品で もみ な 同 一で あ る か ら,そ の 製 造 会 社 を示 す た め に マ ー クを つ け る。 マ ー ク は,口 金 の反 対 側 のガ ラス球 の 中央 に 押 されて お り,こ こに 商 品 名 と と もに,電 圧 ・ワ ッ ト数 が 銘記 され て い る。   2・3電   〔1〕 特

球 の 性

質

性

  電球 を点 火 し,そ の 電圧 を変 化 させ る と,そ れ に従 って光 束 ・電流 ・電 力 ・寿 命 な ど もま た変 化 す るが,そ れ ら変 数間 の 関係 を示 した もの が 図2・5で,こ

れ

を 電圧 特 性 と い う。   これ らの関 係 は電 球 の 種 類

フ ィ ラメ ン トの形 状,製 造条 件 な ど に よ り必 ず し

も一定 で な いが,ガ ス 入 り電 球(基 準 効 率16lm/w)の

特性 は,定 格 電圧Voに

図2・5

お け る 電 流A0,電 圧

力W0,光

ガ ス入 り電球の電圧特性

束 Φ0,効

率E0,寿

Ｖ に お け る そ れ ぞ れ の 値A,W,Φ,E,L, 

  図 よ り明 らか な よ うに,例 えば10%の %,光

束 は40%増

  〔２〕 動

命L0,色 Tの

温 度T0と,あ

関 係 は,次

式 で示 され る。

過 電 圧 にな る と電流 は7%,電

加 し,寿 命 は 逆 に約1/4に

る 電

力 は17

減少 す る。

程

  電 球 の 電 流 ・光 束 な どが 点 灯 中 次 第 に変 化 して ゆ く有 様 を動 程 とい う。 フ ィ ラ メ ン トは点 灯 中蒸 発 や飛 散 に よ って 細 くな るか ら,電 流 は減 少 して ゆ き,最 初 は お よ そ95%前

後 にな った とき 断線 す る。

  電 流 が 減少 す れ ば,光 束 も また 減少 し,断 線 時 に は95%前 図2・6に,ガ

ス入 り電 球 の 光 束 維 持特 性 を示 す。

後 に ま で低 下 す る 。

図2・6ガ

〔３〕 寿

ス入 り電 球 の 光 束維 持 特 性

命

 電 球 の寿 命 は,光 束 維 持 率 で 規 定 され る点 灯 時間 と,フ ィ ラ メ ン トの切 れ る ま で の 点 灯時 間 の うち短 い方 の 時 間 をい う。例 え ば,一 般 照 明 用 電 球 のJISに れ ば,30W電

球 以 上 で は750時 間 に達 した と き の 光 束維 持率 は85%以

定 され て い る。 寿 命 に対 す る 因子 と して は,フ

よ

上 と規

ィ ラメ ン トな どの 構 成 材 料 に よ る

もの と,振 動 や 電圧 な ど使 用 条 件 に よ る もの が あ る。 しか し,通 常 の条 件 で は寿 命 Ｌと効 率 Ｅ とは,次 の 関 係 に あ る。

 電圧 特性 で 示 され るよ うに,電 圧 を上 昇 す れ ば 効 率 が高 くな る が,そ の 代 わ り 寿 命 が短 くな る。 従 って,電 力 の経 済 と電 球 の 交 換 費 とは 相反 す る こ とに な る。 そ こで,両 者 の合 計 が 最 も小 さ くな る よ うに現 在 の 電球 の寿 命 が 定 め られ て い る。 〔４〕 効

率

 電 球 の効 率 は,1W当

た りの光 束(1m/W〕

を も って表 す。 この 効 率 に は電 灯

の効 率 と視 感度(以 前 は発 光 効 率 とい った)と の ２種 類 が あ る。 電 灯 の 効 率 はＷ に 実際 の 消 費 電 力 を 当 て た もので,視 感 度 はＷ に そ の光 束 を 出 す 放 射 束 を も って 当て た もの で あ る。   例 え ば,100W白

色 電 球 の 光 束 は1520lmで

lm/Wで

球 の 電 力 の う ち,ガ

あ る が,電

線 と ア ン カ に よ る 熱 損 失 が6.5%あ

あ る か ら,電

灯 の 効 率 は15.2

ス に よ る 熱 伝 導 の 損 失 が11.5%,導

る の で,フ

ィ ラ メ ン トか らの 放 射 束 は82%

入

と な る 。 従 っ て,視   〔5〕

定

現 在,一

感 度 は1520/(0.82×100)=18.5〔lm/W〕

格 般 照 明 用 に 使 用 さ れ る100V電 表2・1 

2・4特

となる。

殊

球 の 定 格 は,表2・1の

よ うで あ る。

一 般 照 明 用 電 球 の 定 格(100V級)

電

球

  〔1〕 ボ ー ル 電 球   電球 の形 は,ガ ス量,性 能,製 作 価 格 な ど,あ らゆ る 角度 か ら検 討 して 図2・3 の よ うな も のが最 も合理 的 で あ る と決 ま ったの で あ るが,性 能 や 価格 の点 は 多少 犠性 に して も,違 った 意 匠 の もの が 望 ま れ る こ と もあ り,こ の う ち現 在 広 く用 い られて い る ものが ボ ー ル 電球 で あ る。   これ は,普 通 の 電 球 よ り も大 型 の球 形 に し た もので,輝 度 も低 い た め グ ロー ブで 包 ま ず,裸 の ま ま点 灯 で きる点 が特 長 で あ る(図

図2・7 

ボ ー ル電 球

2・7)。 普 通,白 色 ボ ール 電 球 と呼 ば れ て い る。 しか し,透 明 ガ ラ ス球 の もの も造 られ て い て,特 殊 の 雰囲 気 を 出 す 目的 で使 用 され て い る。 形 が 大 きい た め 価格 も 若 干 高 くな るの で,効 率 を少 し落 と して,寿 命 を2000時 〔２〕

間保 つ よ うに して あ る。

ク リ プ トン 電 球

 一般 照 明用 電 球 は ,ア ル ゴ ン封入 の タ ング ス テ ン ２重 コイル 電 球 を完 成以 来, そ れ以 上 の 改良 進歩 が行 われ ず に50年 以 上 経 過 した が,新

しい 電球 が 出現 した。

そ の一 つ は ク リプ トン電 球 で あ る。 これ は アル ゴ ンガ ス よ り熱 伝 導 率 の 低 い ク リ プ トンガ ス を封 入 した もので,熱 損失 が少 な い ので 効 率 が 高 い。 しか し,ガ ス の 価格 が高 い た め 電球 も高 価 にな るので,効 率 の 向上 を多 少 押 えて 寿 命 を2000時 間 に して あ る。 最 近 は小 型 ク リプ トン電球 が シ ョー ウ イ ン ドや ス タ ン ド用 に普 及 して い る。 表2・2小

*最

大 光 度310cd

〔３〕

,1/2ビ

型 ク リプ トン電 球 の 定 格

ー ム の 開 き80ﾟ

ハ ロ ゲ ン電 球

 こ れ は ハ ロ ゲ ン(よ

う素,臭

素,塩

電 球 で あ る 。 こ の 電 球 で は,フ

素 な ど の 有 機 ハ ロゲ ン化 合 物)を

ィ ラ メ ン トか ら蒸 発 し た タ ン グ ス テ ン が,ハ

ン と化 合 して ハ ロ ゲ ン化 タ ン グ ス テ ン と な り,こ ラ メ ン トの そ ば に く る と,再

封入 した ロゲ

れ が 球 内 を 浮 遊 して 高 温 の フ ィ

び 分 解 し て タ ン グ ス テ ン は も と の フ ィ ラ メ ン トに 付

着 し て し ま う。 こ の よ う な 現 象 を ハ ロ ゲ ン サ イ ク ル と呼 ぶ 。 こ の 現 象 の た め に 温 度 を 上 げ て も黒 化 が 少 な く,従 (ａ)黒

っ て,次

化 が 少 な い の で 形 が 小 さ く で き る(同

分 の １ ぐ ら い)。 (ｂ)寿

の よ うな特 長 が あ る。

命 が 長 い(2000時

間)。

ワ ッ トの 普 通 の 電 球 に 比 べ 数 十

表2・3ハ

〔 注 〕 上 記 は 一般 照 明 用 で,こ

ロゲ ン電 球 の定 格

の ほ か ス タ ジ オ 用,映

(JISC7527-1978)

写 機 ・光 学 機 器 用,自

動 車 用,飛

行場用 も

あ る。

(ｃ)温

度 が 高 い の で 光 色 が 白 に 近 く,効

こ の 電 球 で は,ハ

率 も 高 い(21∼22lm/W)。

ロ ゲ ン 化 タ ン グ ス テ ンが 絶 え ず 高 温 の フ ィ ラ メ ン トの そ ば に

く る こ と が 必 要 な の で,そ

の た め 図2・8

(ａ)の よ う な 細 長 い 形 と な っ て い る 。 ハ ロ ゲ ン 電 球 の う ち最 も普 通 に 用 い られ て い る の は,よ で,大

う 素 を 封 入 した よ う 素 電 球

き さ は500Wか

ら1500Wま

であ

(ａ)Ｊ

形 両 口金

る。

 一 般 に これ らのハ ロゲ ン電球 は,効 率 が 高 く,形 も小 さ い ので,照 明 器 具 も小 さ く で きて運 搬 に も便 利 で あ り,テ レビや映 画 の撮 影 や 建 物 の投 光 照 明 な ど に多 く用 い ら れ て い るが,発 光 管 が 小 さ いた め 高 温 に な

(ｂ)JD形 図2・8ハ

片 口金(小

型)

ロゲ ン電 球

り,石 英 ガ ラ スを 使 用 す るの で 高 価 とな り,一 般 照 明 用 に は普 及 し に く か っ た が,臭 素 封 入 の小 型 ハ ロゲ ン電 球 が 開 発 さ れて,商 店 な どで賞 用 され て い る。 〔４〕 反 射 形 電 球 電 球 の ガ ラ ス球 の 約 半 分 を 反 射 面 と して,前 方 へ 強 い ビー ム を 出 す よ うに した 電 球 で あ る。 これ には 次 の よ うな種 類 が あ る。

(１)反

射 形 投 光 電球

一 般 に 投 光 照 明 用 の も の で,レ

て い る 。 普 通 の 電 球 よ り 価 格 も高 い た め,寿

命 も1500時

フ ラ ンプ と も呼 ば れ

間 に と って あ る 。 反 射

面 に よ る 吸 収 の た め 全 光 束 は 普 通 の 電 球 よ り少 な い が,軸 ム の 開 き(P.109参 約3.5倍

照)が60度

の も の で,普

の 中 心 光 度 は1/2ビ

通 電 球 の 約 ７倍

,100度

ー

の もの で

程 度 で あ る。

 (２)ビ

ーム 電 球

反 射 面 を 放 物 鏡 に し,

更 に前 面 ガ ラス にひ だ を つ け て多 少 拡 散 性 を も た せ た も の で,1/2ビ

ー ム の 開 き は15度

と30

度 の ２種 類 あ る 。 軸 の 中 心 光 度 は 普 通 の 電 球 に 比 べ,前

者 は50倍,後

者 は17倍

に 及 ん で い

る。

 この ビー ム電 球 の 前 面 ガ ラス に 赤外 線 を透 過 図2・9熱

線 カ ッ ト形 ビ ーム 電 球

させ な い膜 を塗 って,前 方 へ の 放 射 熱 を60% 減 じた も の も あ り,熱

 (３)熱

線 カ ッ ト形 ビ ー ム 電 球 と 呼 ば れ て い る 。

線 カ ッ ト形 シー ル ドビー ム 電球

(250W)で1/2ビ

熱線 カ ッ ト形 ビ ー ム電 球 よ り大 型

ー ムの 開 き を 一層 狭 く し た も の で,反 射 鏡 に 赤外 線 を透 過 さ

せ る膜 を施 こ し,赤 外 線 を 後 方 へ 放 射 させ,前 方 へ の放 射 熱 を70%減

少するよ

うに した。 放 射 熱 を き らう土 俵 や ボ ク シ ング リンク な どの 高 照度 の照 明 に用 い ら れ る。

図2・10自

動車 前 照灯 用 シ ー ル ドビ ー ム電 球

  (4) (４)自 自動 動車 車前 前照 照灯 灯用 用 シー シール ル ドビー ドビーム ム 電球 電球

シ ー ル ド ビ ー ム 電 球 で,前

ラ ス に 色 々 の ひ だ を つ け て ビ ー ム の 開 き を 調 節 し た も の で,容 で,寿

命 は200/500時

(5) 〔５〕 耐 耐

振 振

 電 車,列 り,効

量 は35∼75W

間 で あ る。

電 電 球 球

車 そ の 他 振 動 の 多 い 所 に つ け る た め の 電 球 で,ア

率 を 多 少 犠 牲 に して(フ

低 く と る),振

面ガ

ンカ の 数 を 多 く し た

ィ ラ メ ン トの 温 度 を

動 に 耐 え る よ う に して あ る 。

(6) 〔６〕 装 装 飾 飾 用 用 電 電 球 球  こ れ に は,普 マ ス 装 飾,シ

通 の 電 球 に 着 色 した 色 電 球 や ク リス ャ ンデ リア に利 用 され る特 殊 な形 の小

型 電 球 な どが あ る。  ま た,コ

イ ル フ ィ ラ メ ン トを 図2・11の

よ う に,

細 長 い ガ ラ ス 管 の 中 に 分 散 さ せ た 電 球 も あ り,装

飾

用 に使 用 され て い る。   色 電 球 に は 色 々 の 色 の も の が あ る が,色 明 る さ が 非 常 に 違 い,淡 緑 色,青

黄 色,桃

色,黄

色 の 順 で 暗 くな る。 従 っ て,同

に よ って 色,赤

色,

図2・11装

飾 用 棒 状電 球

じ明 る さ の

色 電 球 を 使用 しよ うと思 え ば,暗 い もの ほ ど大 き いＷ 数 の もの に しな けれ ば な ら な い。

第2章 第 ２章  問 問 (１)同

題 題

じ太 さの ２本 の 金 属線 が あ る。 一 つ は反 射 率30%で750Kに

っ は反 射 率50%で,1500Kに

熱 せ られ,他 の一

熱 せ られ て い る。 こ の場 合 に お いて

(ａ)両

線 の放 射束 の比 は どの く らい か 。

(ｂ)極

大 波 長 は何 マ イ ク ロ メ ー トル か 。 (答(ａ)1=11.4(ｂ)3.86μm,1.93μm)

(２)タ

ングス テ ンの 抵 抗 の 温 度係 数 が大 き い こ と は,電 球 の 性能 に 対 しど の よ うな 影

響 を 与 えて い るで あ ろ うか 。

(３)電

灯 の 配 電 電 圧 が 低 下 した ら,電 力 会社 と需 用 家 の 相 方 にど の よ う な影 響 が あ る

だ ろ うか 。 (４)一

般 に,電 球 は Ｗ 数 の 多 い もの ほ ど効 率 が 高 い の は なぜ で あ ろ うか 。

(５)自

動車 前 照 灯 の寿 命 を短 く して あ る の は,ど うい う理 由 で あ ろ うか 。

第3章

3・1放 〔１〕 放

電 電

発 現

蛍

光

灯

光 象

 両 端 に 電極 を有 す る細 長 いガ ラス 管 を よ く排 気 し,こ れ に 真 空 に近 い 低 圧 の ガ ス を封 入 し,そ れ に電 圧 を 加 え,そ の 電圧 を次 第 に増 加 す る と,あ る値 に 達 した 時 急 に 放 電 を 開始 し,そ の ガ ス 特 有 の ス ペ ク トル を も った 光 を 発 す る。 気 圧 と放 電 電 圧 との 関係 は図3・1の

よ うで,低 圧 に

な る ほど 電圧 は低 くて 放 電 す るが,あ

る点 に

至 る と急 に 上昇 しは じめ,真 の 真 空 にな れ ば も う放 電 は しな い。 放 電 に お け る光 の 分 布 な らび に電 位分 布 は,図3・2の

よ うで あ る。

 この管 内で 主 な発 光 は陽 光 柱 Ｆ で,負

グ

図3・1気

圧 と放 電 電圧 と の 関 係

図3・2放

電管 の電位分 布と光

ロー そ の他 は ご く うす い 。 電 位 分 布 は 陰極 部 分 で傾 斜 が強 く,陽 光柱 で はゆ るい。 これ は 陽光 柱 は視 感 度 が 高 い こ とを 意 味 し,ま た 陰 極付 近 で 電力 が 多 く消 費 され る こ と も示 して い る。 これ は陰 極 か ら電子 を放 射 す る た め の 電力 で あ る。 従 って,管 が 長 け れ ば陽 光 柱 が 長 くな る ので 視 感 度 が高 くな り,管 を短 くす る ほ ど視 感 度 は低下 し,極 端 に短 くす れ ば 陽 光 柱 は消 失 して 負 グ ロー だ け が わず か に残 る。 〔２〕 気 体 の種 類 と光 色  気 体 の 種 類 と光 の 色 と の 関 係 は,表3・1 の よ うで あ る。

表3.1気

体の種類と光色 との関係

  この う ち実 際 の光 源 と して 利 用 され て い る の は,Ne(ネ オ ン管,蛍 光 灯,水   〔3〕 一

般

特

銀 灯),Na(低

オ ン管), Hg(蛍

光ネ

圧 ナ ト リウム ラ ンプ)な ど で あ る。

性

  放 電灯 の電 流 と電 圧 と の関 係 は,電 球 や 電 熱 器 と異 な り負 特 性 を有 す る。 す な わ ち,図3・3の

曲線1の

よ うに 電流 が増 加 す る と,そ れ を維 持 す る に要 す る電

圧 は低 くな る。 これ は電 流 の 増 加 に よ って 管 内 ガ ス 体 の抵 抗 が 減 少 す る ため で あ る。 この ため,一 定 電 圧 の 電源 に接 続 す れ ば 不 安定 とな り,い った ん 電流 が増 加 す れ ば,そ れ に よ って ま す ます 電 流 が増 加 す る。   これ を防 ぐた め,直 列 に 抵抗 を入 れ て全 体 の総 合 抵 抗 を 曲線3の

よ うに 正 と して点 灯 す る。 この た め

の 抵 抗 を 安 定抵 抗 とい う。交 流 で は リア ク トル を用 い る ので,電 力 損 失 は少 な い。 この よ うな負 の特 性 は,後

に述 べ る蛍 光 灯 や水 銀 灯,カ ー ボ ンア ー ク灯

図3・3 

放 電 灯 の 特性

な どす べ て に 共通 の 現 象 で あ るか ら,そ れ らを点 灯 す る に は必 ず リア ク トル か, ま た はそ の 代 用 を す る もの を つ けな けれ ば な らな い。 また そ の た め,交 流 の場 合 は 当然 力 率 は 低 下 し,W=V×Aの 多 くな るの で,コ

関係 か ら 求 め た 電 流 よ り も,実 際 の電 流 は

ンデ ンサ を入 れ て 力 率 を0.85以

上 に す る こ とが普 通 行 わ れ て

い る。 3・2  ル ミ ネ セ ン ス と 放 電 灯   〔1〕 ル ミ ネ セ ン ス   熱 放 射 以外 の 原 因 に よ って 発光 す る現 象 を ル ミネ セ ンス(luminescence)と

い

う。 熱 放 射 に よ る発 光 は連 続 スペ ク トルで あ るが,ル

ミネ セ ンス に よ る光 は輝 線

か も し くは帯 状 で あ る。 照 明 に関 係 あ るル ミネ セ ンス に は,次 の よ うな 種 類 が あ る。   (1)  エ レク トロル ミネ セ ンス    気 体 放 電 中に お け る加 速 され た 自 由 電子 が 原 子(ま た は分 子)に 衝 突 して,励 起,放 射 され る放 電 発光(以 前 は これ を電 気 ル ミネ セ ンス と称 した)と,電

界 に よ って 励 起 され た 蛍光 体 な ど の 固体 か ら放 射

され る 電界 発 光 と は,共 に エ レ ク トロル ミネ セ ンス とい う。 前 者 は 水 銀 灯 や ネ オ ン管 な ど の発 光,後 者 はELラ

ンプや 発 光 ダ イオ ー ドな ど の 固体 発 光 素子 が こ の

利用 で あ る。   (2)  ホ トル ミ ネ セ ン ス    紫 外線,エ

ックス 線 な ど の 短 波 長 の 放 射 を受 けて

発 生 す る光 で,一 般 に そ の 波 長 は 原 放 射 の 波 長 よ り長 い。 これ を ス トー ク ス 〈Stokes)の法 則 と い う。 夜 光 塗 料,蛍 光 灯 な ど は この応 用 で あ る。   ホ トル ミネ セ ンス に は,蛍 光 と りん光 との別 が あ る。 蛍光 は 放 射 を受 け て い る 間 だ け発光 して い る もの を い い,り ん光 は原 放 射 が な くな って も,な お 発光 が持 続 す る もの を い う。 しか し,り ん 光 は一般 に時 間 の た つ に つ れ て そ の光 が衰 え る。   蛍 光 体 の 代 表 的 な もの は 硫化 亜 鉛 で,夜 光 塗 料 と して 標 識,そ の 他 種 々 の用 途 に 用 い られ る 。   〔2〕 ネ

オ

ン

管

  ネ オ ン管 は,一 般 に ネ オ ンサ イ ン と して 利用 され て い る も の で,管 の 外管 は 8∼15mmで

あ る。 ガ ス は ネオ ンか 水 銀 で,ネ オ ンの 場 合 は橙 赤 色,水 銀 の場 合

は青 緑 色 で,水 銀 管 は ま た管 壁 に種 々の 蛍光 体 を 塗 る こ と に よ って,黄,紅, 緑,白 な どの 色 を 出 させ て い る。 な お,水 銀 は液 体 で あ るか らア ル ゴ ンを封 入 し て お いて,ま ず ア ル ゴ ンの放 電 に よ る熱 で水 銀 を蒸 発 させ て 始 動 す る。   ネ オ ン管 の 電 圧 と長 さ と の 関 係 は,短 い もの で1500V/m,長 V/mぐ

い もの で800

らい で あ る 。 この よ うに長 さ に よ って違 うの は,陰 極 降 下 の た め で あ る。

  ネ オ ンサ イ ンの最 高 電圧 は15000Vで

あ るが,こ

れ に触 れ た 場 合 に は非 常 な

シ ョ ック を受 け るが,死 ぬ こ とは な い。 それ は人 の死 ぬ の は電 圧 で はな く電 流 の

た め だ か らで あ る。 そ の た め,法 規 で は ２次 短 絡 電 流 を50mA以 る。 しか し,実 際 の ネ オ ン変 圧 器 の ２次 短 絡 電 流 は20mA程

下 と定 め て あ 度 にな って い る。

 ま た,ネ オ ン管 を ２本 以 上 点 灯 す る と,１ 個 の変 圧 器 で 並 列 点 灯 を す る こ とが で き な い の で,１ 本 ご と に変 圧器 を つ け る。 そ の理 由 は,並 列 の 場 合 に は,ス イ ッチ を入 れ た瞬 間 に,ど れ か １個 が 先 に放 電 を 開始 す る(全 部 が 全 く同 じ状 態 に で きて い る わ けで は ない の で)。 す る と電 流 の 通 過 によ って,２ 次 電 圧 は低 下 し, 残 りの もの は放 電 しな い か らで あ る。  この こ と は ネオ ン管 ば か りで な く,蛍 光 灯 や ア ー ク灯 で も同様 で あ る。 この よ うな わ けで,ネ オ ン管 や 蛍光 灯 を た くさん 並 列 で 点 灯 す る場 合 に は,必 ず １本 ご と に安 定 器 も し くは安定 器 を兼 ね た変 圧 器 をつ けな けれ ば な らな い。 3・3蛍

光 灯 とそ の構 造

  〔1〕 高効 率 光 源 へ の探 究 と蛍光 灯 の完 成  電 灯 の は じま りは カ ー ボ ンア ー ク灯 で あ った が,こ れ は屋 内用 に は不 適 当 で, 次 い で 発 明 され た電 球 も,効 率 と光 色 の点 に 難 が あ り,な ん とか して 昼 間 の太 陽 光 線 の よ うな 白色 光 で,し か も効 率 の高 い 電 灯 を と い うこ と は世界 の研 究 者 の 探 究 の的 で あ った。  こ れ に 答 え た 一 つ の 試 み は,ネ り,水

オ ン管 よ り太 い ガ ラ ス 管 の 内 壁 に 蛍 光 体 を 塗

銀 の 放 電 の 際 に 発 す る 遠 紫 外 線(波

長253.7nm)に

よ って明 る い蛍 光 を発

す る よ う に し た も の で あ る 。 こ れ は ネ オ ン管 よ り 明 る く,光 で,1935年

ご ろ よ り各 国 の 市 場 に 多 少 出 回 っ た が,電

圧 が 高 い た め に一 般 照 明 用

と して は 普 及 し に くか っ た 。 電 圧 が 高 い の は,図3・2で 陰 極 降 下 が 大 き い た め で あ る か ら,こ う と い う考 え か ら,GECo.の

示 さ れ て い る よ う に,

れ を 小 さ くす れ ば 電 圧 も低 くな る で あ ろ

イ ン マ ン(Inman)は,電

に 陰 極 に ア ル カ リ金 属 の 酸 化 物 を 塗 り,更 で100∼200Vで

色 も白 色で 明 る い の

子 が 飛 び 出 しや す い よ う

に こ れ を 熱 す る こ と を 考 案 した 。 こ れ

点 灯 で き る よ う に な っ た が,陰

極 降 下 が 小 さ くな っ た こ と に よ

り 効 率 も 非 常 に 高 ま っ た 。 こ う して 現 在 の 蛍 光 灯 が 完 成 し た の で あ る が,こ 電 極 を 高 温 に 熱 す る の で 熱 陰 極 形 と い う。 こ れ に 対 し,そ

れ は

れ以 前 の もの を冷 陰 極

形 と い う。

  〔2〕 構 造 ・回 路 と始 動   現 在 の 蛍 光 灯 の 発 光 管(蛍

光 ラ ン プ)は,直

管 の 内 壁 に 蛍 光 体 を 塗 っ た も の で,そ

径32mmま

の 電 極 は 図3・4の

た は38mmの よ う に,２

ガ ラス 重 コイル の

タ ン グ ス テ ン フ ィ ラ メ ン トを 主 と し て 構 成 さ れ て い る 。

図3・4蛍

(ａ)手

光 ラ ンプ 内部 の 構 造

動 式

(ｂ)グ ロー ス ター タ式 図3・5蛍

光灯の点灯回路

 こ の 蛍 光 ラ ン プ を 点 灯 す る 回 路 は,図3.5の

よ う に な って い る 。

 この 蛍光 灯 を 始 動す る に は,ま ず 電 源 を 入 れ,次 いで 点 灯 ス イ ッチ を閉 じる。 す る と電極 に 電流 が 流 れ て 熱 せ ら れ る。1∼2秒

の後 点 灯 ス イ ッチ を 切 る と,安

定 器 の コイル の た め に瞬 間 に 高 電 圧 が誘 起 され て,両 極 間 に アル ゴ ンの放 電 が 生 じ,次 いで 水 銀 蒸 気 の放 電 に 移 り,強 い遠 紫 外 線 が 生 じて 蛍 光 体 を刺 激 す る。 こ う して ラ ンプ は明 る く発 光 す る。  以 上 の始 動 操 作 を す るの に,点 灯 ス イ ッチ を手 で 開閉 す る こと は,ス タ ン ドに

(ａ)Ｅ

(ｂ)Ｐ 形

形

図3・6グ

は 行 わ れ て い るが,天 灯 管)を

井 灯 な ど に は 困 難 で あ る の で,一

般 に グ ロ ー ス タ ー タ(点

用 い て 開 閉 を 行 う。 こ の グ ロ ー ス タ ー タ は,ご

ル ブ で,そ で,Ｂ

ロー ス タ ー タ の 内部 構 造

の 内 部 は 図3・6の

く小 型 の プ ラ ス チ ック バ

よ う に な って い る 。 こ の 図 に お い て Ａ と Ｂ は 電 極

は バ イ メ タ ル に な っ て お り,内

側 の メ タ ル の方 が 線 膨 張 率 が 大 き い。 バ ル

ブ の 内 部 に は アル ゴ ンが 低 圧 で 封 入 して あ り,電

源 を 入 れ る と,こ

ー タ の 両 電 極 間 に 電 圧 が か か って 放 電 を 始 め る 。 す る と,そ

の グ ロー ス タ

の熱 でバ イ メ タ ル が

外 側 に 押 さ れ て 接 触 す る。 こ う して 回 路 に 大 き い 電 流 が 流 れ る が,グ タ 内 で は 放 電 が 止 ま る の で,熱 タ ル が 縮 ん で 離 れ,そ と 安 定 器 が あ る た め,管

の 発 生 は な く な り冷 え て く る 。 そ こ で 再 び バ イ メ

の 瞬 間 に 蛍光 ラ ンプ は放 電 を開 始 す る。 い った ん 開 始 す る 電 圧 は100Vよ

り低 くな り,グ

ロー ス タ ー タ 内 の 電 極

間 の 電 圧 は 蛍 光 灯 の フ ィ ラ メ ン トの 影 響 で 一 層 低 くな る の で,グ で は,も

ロー ス タ ー

ロ ース タ ータ 内

う再 び 放 電 は しな くな る 。

 以 上述 べ た よ うに,蛍 光 灯 は 発光 管 の ほ か に,色 々の 付 属 品 を必 要 と す る の で,発 光 管 だ けを 指 す 時 は 蛍 光 ラ ンプ とい い,回 路 まで 全部 含 め た 場 合 は蛍光 灯 とい って 区別 をす る。 また,照 明 器 具 ま で 含 め た場 合 も同 じ く蛍 光 灯 と い う こ と に な って い る。  と ころ で蛍 光 灯 で は,安 定 器 の た め の 電 力 損が あ る こ とは止 む を 得 な い が,こ

れ が ラ ンプ 電 力 の約20%ぐ

らい にな る。 一 般 に,蛍 光 灯 の電 力 と い うの は ラ ン

プ だ け の電 力 を指 す の で,例 え ば,40W蛍 力 は49Wぐ

光 ラ ンプ の場 合 は,蛍 光 灯 全 体 の 電

らい に な る。蛍 光 灯 の電 力 を

計 算 す る に は,こ

の こ と を 見 落 と して は い

けない。  次 に,蛍

光 ラ ン プ が で き あ が る と,そ

の

ラ ン プ に マ ー ク を つ け る 。 こ の マ ー ク は, 図3・7の

よ う に,蛍

数 を 示 す ほ か,製

造 会 社 の 名 前 も 示 して あ

る 。 こ の 表 示 で,FLRは 色 の 意 味 で あ る(蛍

  3・4蛍   〔1〕

光 ラ ンプ の種 類 やＷ 図3・7蛍

光 ラ ンプ の表 示

ラ ピ ッ ドス タ ー 卜形 蛍 光 ラ ン プ,40は4=W,Ｗ

は白

光 灯 の 光 色 の 項 参 照)。

光 灯 の 性 質 特

性

 蛍光 灯 の特 性 は,図3・8に

示 され て い るよ うに 電球 と反 対 で,電 圧 が 上 が る

と電 力 の増 え方 が光 束 の 増 え 方 よ り も大 きい の で,効 率 はか え って低 下 す る。 ま た,ラ

ンプ 電圧 も下 が るが,こ れ は安定 器 の影 響 で あ る。

 な お,100V用

蛍 光 灯 は80V以

図3・8蛍

下 で は点 灯 しに くい 。 図3・8に

光 灯 の 電 圧 特性

示 さ れて い

る特 性 は,周 波 数 も温 度 も一 定 の場 合 で あ るが,蛍 光 灯 は 周 波 数 の変 化 に よ って 電 流 が変 わ り,従 って 光 束 も変 わ る。   一般 に,周 波 数 が1Hz上

が る と電流 は2%減

増 加 す る。 従 って 例 え ば,関 西 用(60Hz)の

少 し,1Hz下

ば,電 流 は約20%増

が れ ば電 流 は2%

蛍 光 灯 を 関 東 の50Hzで

使用すれ

加 し,安 定 器 が 過 熱 す る。 そ の反 対 の場 合 は 電流 が 減少 す

る の で,安 全 で は あ るが 光束 が 減 って 暗 くなる。  次 に,周 囲 温 度 が 低 くな る と,水 銀 蒸 気 の 発生 量 が 減 り,効 率 は低 くな る。反 対 に 温 度 が高 ま る と気 圧 が 高 ま り,蛍 光 体 の刺 激 線 で あ る253.7nmの が 減 る ので 結 局,暗

くな る。 そ こで 現 在 の蛍 光 ラ ンプ は20∼25℃

遠 紫 外線 の時 に最 高効

率 に な る よ うに水 銀 の 量 を 決 め て あ る。   ま た,屋 外 で 寒 い風 の 吹 く場 所 に さ らされ て い る と き は,管 壁 の 温 度 は当 然下 が る ので や は り暗 くな る。 ま た,温 度 が あま り下 が っ て0℃ 以 下 に な る と点 灯 し に く くな る。 そ の よ う な場 合 に は,特 に 水 銀 を 多 く封 入 し た も の が で きて い て -20℃

ぐらい ま で点 灯 で き る。 これ を低 温 用 蛍 光 ラ ンプ とい って い る。

  〔2〕 光 の ち らつ き とそ の 防止  電 灯 を交 流 で点 灯 した 場 合 は,1秒

間 に周波 数 の2倍 の 回 数 だ け電 流 が0に な

る。 しか し,電 球 の フ ィ ラメ ン トは電 流 が0に な って も,急 に温 度 が 下 が る わ け で は な いか ら,光 は点 滅 しな い。 ネオ ン管 や 蛍光 ラ ンプ は,放 電 によ る発光 で あ る か ら,電 流 が0に

なれ ば 発光 しな いの で,1秒

間 に周 波 数 の2倍 の 回 数 だ け明

滅 す る。 しか し,目 の 残 像性 の た め に そ の明 滅 を感 じる こ と は な いの で,普 通 の 仕事 に は差 し支 え な いが,ピ

ンポ ン球 の よ うに 早 く動 く物 体 が あ る と,そ れ が ち

らつ いて 見 え る。   この ち らつ き を防 ぐに は,次 の よ うな 方 法 が あ る。   (a)  蛍 光 ラ ンプ を2本 近 接 して 並 行 に並 べ,一 方 の 回 路 に コ ンデ ンサ を直 列 に入 れて 位 相 をず らせ,一 方 の ラ ンプが 消 え て い る時 は,他 方 の ラ ン プが点 火 し て い る よ うにす る。 これ を フ リ ッカ レス 回路(ち

らつ き防 止 回路)と

よ うな 回路 に な っ た製 品 も市販 さ れて い る。   (b)三

相 の各 相 に1本 ず つ点 灯 して 近 接 して つ け る。

い い,こ の

(ｃ)

高 周 波 で 点 灯 す る。

(ｄ)

直 流 で 点 灯 す る。

  〔３ 〕

ラ ジ オ 障 害

 ラ ン プ 電 圧 の 波 形 が 矩 形 波 に 近 く な り,高 が 電 波 と して 放 射 さ れ,ま こ れ を 防 ぐ た め に は,グ

次 の 高 調 波 を 含 ん で い る の で,こ

た 電 流 と して 伝 搬 さ れ る の で,ラ ロ ー ス タ ー タ と 並 列 に0.006μFぐ

れ

ジ オ に雑 音 が入 る 。 らい の コ ンデ ンサ を

入 れ る の が 最 も 有 効 で,こ

れ で 大 部 分 の 雑 音 は 防 げ る の で,現

在 市 販 の 蛍光 灯 に

は グ ロ ー ス タ ー タ 内 か,ま

た は器 具 内 に雑 音 防 止 用 コ ンデ ンサ を入 れ て あ る の が

普 通 で あ る。   〔４〕

高 周 波 点 灯

 蛍 光 灯 を数 百Hzの

高 周 波 で 点 灯 す る と,次 の よ うな利 益 が あ り,特 殊 の 場 合

に利用 されて い る。 (ａ)

ち らつ き が 減 少 す る 。

(ｂ)

安定 器 が 小 さ くて す み,安 価 にで きる,

(ｃ)

効 率 が 向 上 す る 。400Hz程

度 で 効 率 の 向 上 は20%程

度 に な る。

 この よ うなわ けで,航 空 機 や 船 の よ うに 周 波数 を任 意 に決 め られ る と ころ や, ま た非 常 に大 き い建 物 で 灯 数 も多 い と ころ で は,上 記 の利 益 が 高 周 波 にす る た め の 費用 を上 回 る こ とが あ るの で,実 施 され る こ と もあ る。   〔５ 〕

直

流

点

灯

 蛍光 灯 を直 流 で 点 灯 す る こ と は,安 定 抵抗 の 損失 が 大 き く,普 通 で は行 わ れ な い 。 また,一 方 の 電 極 が 絶 え ず 陰 極 に な る の で,極 の 消 耗 が 激 し く,時 々極 性 を 変 換 す る必 要 が あ る 。   〔６ 〕

動 程 と寿 命

 電球 の寿 命 は 効 率 と相 対 的 な 関 係 が あ り,効 率 を高 め よ う とす れ ば 短 寿命 にな るが,蛍 光 ラ ンプ の 場 合 は,効 率 を支 配 す る もの は蛍光 体 の 品 質 で あ り,寿 命 は 電 子 を 放 射 す る アル カ リ物 質 の耐 久 力 に よ るの で あ る か ら,寿 命 は効 率 とは 関係 が ない。   現 在 の 蛍 光 ラ ン プ の 寿 命 は,お

よ そ10000時

間 程 度 で あ る 。 し か し,始 動 の 際

図3・9

蛍光 ランプの光束維持特性

に過 大 な 電流 が 流 れ て 電極 が過 熱 され る ので,点 滅 回 数 が 多 い と幾 分 寿 命 は短 く な る。   蛍 光 ラ ン プ の 光 束 維 持 特 性 は 図3・9の 光 束 が 減 少 し,そ

光

初 の100時

れ か ら ゆ る や か な 傾 斜 と な っ て,10000時

程 度 に な る 。 た だ し,こ   〔７〕

よ う に,最

れ は40Wの

もの で,小

間 にや や 急 速 に

間 で 初 光 束 の85%

さい もの で は寿 命 は多 少 短 い。

色

 蛍 光 ラ ンプ に使 用 され る蛍光 体 は,色 々の 光 色 の 蛍 光 を 発 す る もの を混 ぜ て, そ の合 成 色 が 希 望 通 りの 色光 に な る よ うに して あ る。 しか し,各 蛍 光 体 は効 率 が 違 うので,光 色 に よ って 明 る さ が違 う。 例 え ば,緑 色 光 を 出 す け い酸 亜 鉛 は最 も 効 率 が高 く,赤 色 光 を 出 す もの は いず れ も効 率 が 低 い 。  一 般 照 明用 蛍 光 ラ ンプ は,昼 間 の太 陽 光 線 に近 い もの が 使 われ て い るが,こ れ に も光 色 の違 う ものが あ る。 そ れ らを 区別 す るた め に 色 温 度 で表 示 す る。  ウ ィー ンの変 位 則(p.10参

照)に よ れ ば,黒 い 物 体 の 温 度 を 上 げ る と,は じめ

は 赤 色光 を 出す が,温 度 が 高 くな る につ れ て,光 色 は赤 色 か ら次 第 に 白 に 近 くな る。 この よ うに温 度 と光 色 との 間 に は一 定 の 関 係 が あ るの で,光 色 を黒 体 の温 度 で示 す こ とが で き る。 これ が色 温度 で あ る。   現 在 の 一 般 照 明 用 蛍 光 ラ ンプ に は,昼 色(WW),電 白 色 は5000K,白

球 色(Ｌ)の

光 色(Ｄ),昼

５種 類 が あ り,色

色 は4200K,温

白 色(Ｎ),白

温 度 で 示 す と,昼

白 色 は3500K,電

色(Ｗ),温

白

光 色 は6500K,昼

球 色 は2800Kで

あ る。

 と こ ろが,色 温 度 は同 じで も光 の分 光 組 成 は必 ず しも一 定 と は限 らな い。 極 端 な例 で は,３ 原 色 の 各 ス ペ ク トル を ３本 合 わ せ て も 白色 光 が 得 られ るの で あ る。

(ｅ)電 球 色(Ｌ) (ａ)昼 光 色(Ｄ)

(ｂ)昼 白 色(Ｎ) (ｆ)３ 波長 形 昼 白色(EX-N)

(ｃ)白 色(Ｗ)

(ｇ)高 演 色 昼 白色(N-SDL)

(ｄ)温 白色(WW)

(ｈ)超高演色色評価用 (N-EDL)

図3・10

各種蛍光 ランプの分光分布

従 っ て,前

記 ５種 類 の 蛍 光 ラ ン プ の 分 光 分 布 は,図2・1(p.11)の

か な も の で は な く,し あ る 。 そ れ は,一

か も,５

種 と も 共 通 して い る こ と は,赤

よ うな 滑 ら 色光 が弱 い こ とで

定 面 積 の 管 壁 に 効 率 の 低 い 赤 色 蛍 光 体 を 使 う こ と は,全

体の効

率 が 低 くな る た め で あ る 。

 この よ うな ため に,こ れ ら の蛍 光 ラ ンプ で 赤 色 物 体 を 照 す と,暗 赤 色 に見 え る。 従 って,美 術 館,博 物 館,画 廊,衣 料 店,料 理 店 な どに は具 合 が 悪 い 。 そ こ で,赤 色 光 を 出す 蛍 光 体 を多 く して,実 際 の 昼光 に近 づ けた もの も製 作 され て い 表3・2一

〔注 〕１.演

般 照 明 用 蛍 光 ラ ンプ の定 格(ス

色 性 の 区分 を表 す 記 号 が-DL,-SDL及

表 の 値 の75%以 上,65%以 上及 び60%以 ２.演 色 性 の 区分 を表 す 記 号 が-DL,-SDL及

(JIS C 7601-1989)

タ ー タ形,直

管 形)

び-EDLの

ラ ンプ の 全光 束 は,そ れ ぞ れ この

上 とす る。 び-EDLの ラ ン プの 光 束 維 持 率 は,こ

値 か ら ５差 し引 い た値 以 上 とす る。 ３.EX-D,EX-Lの

４.*は

全 光 束 は,そ

れ ぞ れEX-Nの94%,102%と

省電 力 設 計 に よ る蛍 光 ラ ンプ

す る 。

の表の

る 。 こ の よ う な も の を 高 演 色 形,超

高 演 色 形 と い っ て い る が,実

製 造 会 社 に よ っ て 色 々 な 商 品 名 が つ け られ,光 ら光 色 を 改 善 し た も の は,効 べ て 効 率 は15∼30%ほ

際 の 製 品 で は,

色 も 一 定 し て い な い 。 な お,こ

率 の 低 い 蛍 光 体 を 使 うた め,普

れ

通 の 蛍光 ラ ンプ に 比

ど低 い。

 ま た,現 在 一般 に最 も多 く使 用 され て い る も の は白 色蛍 光 ラ ンプ で,全 体 の 90%以   〔８ 〕

上 に及 ん で いて,高 演 色形 の もの は ご くわ ず かで あ る。

定

格

 電 球 の定 格 は 実 際市 販 の電 球 とそ の 値 は ほ とん ど 違 わ な い が,蛍 光 ラ ンプ の JIS規 格 は 実際 の製 品 の 値 よ り値 が小 さい。 従 って,こ

こに は実 際 の 製 品 につ い

て の値 を 併 記 した。   3・5

特殊 蛍 光 ラ ン プ

  〔1〕 環 形 蛍 光 ラ ンプ  ラ ンプ を 環形 に した もので,こ れ を 使 用 す る と照 明 器具 も小 型 に な り,し か も 円形 や 正方 形 に で き る ので 住 宅,料 亭,旅 館 な どの 和 室 に広 く普 及 して い る。 し か し,直 管 形 に 比 べ て効 率 も低 く,寿 命 も多 少 短 い。   〔２ 〕

反 射 形 蛍 光 ラ ンプ

 蛍光 ラ ンプ の上 部 半 分 以 上 に白 色 の 酸 化 チ タ ン膜 を 塗 って 反 射 面 と し た も の で,光 束 の 一部 は膜 を通 じて 上 方 に も行 くが,大 部 分 は下 方 に反 射 され る。 また 反 射 面 に は ごみ が つ か ず,反 射率 が低 くな らな いの で,従 来 の ラ ンプ を こ れ に替 え れ ば,下 方 の明 る さ は1.7倍

ぐらいに な

る。従 って,裸 で点 灯 す る時 は有 効 で あ る が,反 射 が さを つ け た場 合 は それ ほ ど効 果 はな く,乳 白グ ロ ー ブ で 包ん だ場 合 は全 然 効 果 はな い。   〔３ 〕

高 出力 蛍 光 ラ ンプ

 普 通 の蛍 光 ラ ンプ は管 の長 さに 対 す る電 力 の 割 合 図3・11

は,30W/m程

度 で あ るが,こ れ に50%程

度大 き

反射形蛍光 ランプ の断面

表3・3

環 形 蛍 光 ラ ンプ の 定 格(ス

*は 省電 力 設 計 に よ る環 形 蛍 光 ラ ンプ,ほ

い電 流 を 流 して,同

タ ー タ形)

か にEX-D,EX-Lも

じ管 径 で50W/mぐ

(JIS C 7601-1989)

あ る。

らい に した もので あ る。 効 率 も少 し低 く

な り,寿 命 もわず か なが ら短 いが,形 がＷ 数 の 割 に小 さ くて す む ので,照

明器 具

も小 さ くて よ く,多 数 点 灯 す る所 で は灯 数 が少 な くて す む な ど の長 所 は多 いが, 管 の 温度 が 高 くな る ので,天

井 に埋 め 込 ん だ り,包 囲式 器 具 に入 れ た りす る と,

温 度 が 高 くな りす ぎ て光 束 が 減 り,短 寿 命 とな る。60W,80W,110Wの3種 が 市販 され た が,現 在 で は110Wだ

けが賞 用 されて い る(表3・6参

照)。

  〔４〕 小 型 蛍 光 ラ ンプ  一般 照明 用 と して は,10W以 常 夜灯,そ

上 の もの が主 と して 用 い られ るが,こ の ほか に

の他 特 殊 の 用 途 に小 型 の 蛍光 灯 が利 用 され て い る。 効 率 も寿 命 も劣 る

が,明 る さ よ り も電 力 の 経 済 が 重 要 視 され る と ころ に使 用 され る。

表3・4

  〔５〕

小型蛍光 ランプの定格

(JIS C 7601-1989)

ス リ ム ラ イ ン形 蛍 光 ラ ン プ

 蛍 光 ラ ンプ の最 初 の 冷 陰極 の低 効 率 を改 善 し,し か も点 灯 管 を や め て 瞬 時 点 灯 と した もの が,こ の ス リム ライ ン形 蛍 光 ラ ンプ で あ る。 当初 数 百 Ｖ の 高 電 圧 を か けて 始 動 す る こ とは,冷 陰 極 ラ ンプ と同様 で あ るが,従 来 の 冷 陰極 ラ ンプ は電 極 を 丈夫 に す る た め,ネ オ ン管 と 同 じよ うに大 き い 円筒 形 の もの に した の に 対 し, ス リム ライ ン ラ ンプ で は,熱 陰 極 形 と 同 じよ うな 電極 を用 いて,い

った ん 高 電 圧

で放 電 した あ と,電 極 が 熱 せ られ て 低 電 圧 で 電 子 放 射 が行 わ れ る よ うに した もの で あ る。  こ の ス リム ラ イ ン形 蛍 光 ラ ンプ は 細 長 く,多 少 曲 げ る こ と も 出 来 る の で,百 表3・5

ほ か にEX-D,EX-Lも

ス リム ライ ン形 蛍 光 ラ ンプ の 定

あ る。

格 (JIS  C 7601-1989)

貨

店 や 大 商 店 の シ ョー ケ ー ス に多 く用 い られ て い る が,始 動 時 高 電圧 をか け るの で 電極 も傷 みや す く,寿 命 は普通 の 蛍光 ラ ンプ よ り多少 短 くな る。   〔６〕

ラ ピ ッ ドス タ ー ト蛍 光 ラ ン プ

 これ は ス リム ラ イ ン形 の よ う に 瞬 時 に は 点 灯 し な い が ,ス

イ ッチ を入 れ て 約 １

秒 以 内 に点 灯 す る 回路 を用 いた もの で あ る。  こ れ は 図3・12の て,フ

よ う な 回路 に な って い

ィ ラ メ ン トは ２重 コ イ ル フ ィ ラ メ ン ト

の 中 を1本

の フ ィ ラ メ ン トが 通 っ て い る 。 こ

の フ ィ ラ メ ン トは,そ

の 上 に 巻 か れ た コイ

ル フ ィ ラ メ ン ト と 接 触 して い る が,こ

れは安

定 器 内 に 納 め られ た 変 圧 器 に よ っ て 電 流 を 流 図3・2 して 加 熱 さ れ る よ う に な っ て い る 。 こ の た め

ラ ピ ッ ドス タ ー ト形 蛍 光

灯の点灯回路

グ ロー ス ター タを 必 要 と しな いが,始 動 時 に高 電 圧 が 誘 起 され な い た め,普 通 で は100Vで

始 動 せ ず,そ

こで 色 々の 方 法 を と って い る。 そ の 一例 と して は,ラ

ン

プ 内 面 に 透 明 な導 電 被膜 を塗 布 して 始 動 を容 易 に した もの で,器 具上 に近 接導 体 を必 要 と しな い。  これ を 始動 す るに は,電 源 を入 れ る と フ ィ ラメ ン トが 加 熱 され る と同時 に,ラ ンプ の両 端 に始 動 電圧 が加 わ り,ま た 高 圧 側 フ ィ ラメ ン トF2と に も,始 動 電圧 程 度 の 電位 差 を生 じて 微 小 電 流(0.1mA以

導 電 被 膜 との 間

下)が 流 れ,薄 い グ

ロー放 電 か ら急速 に主 放 電 に移行 す る。 こ う して ス イ ッチ を入 れ て約 １秒 前 後 で 即時 点 灯 され る。 特 色 と して は,グ ロー ス タ ー タ が い らな い し,即 時 点 灯 で な お そ の上 に,特 殊 な 調光 用 安 定 器 と調光 装 置 に よ って 調光 が で き る長 所 を も って い る。  普 通 の蛍 光 ラ ンプ は80V以

下 に な る と消 え るが,ラ

数 Ｖ に 下 が る まで 消 え な い で,滑

ピ ッ ドス タ ー ト形 で は,

らか に調 光 で き る。

 この 調 光 装 置 に よ り,映 画 館,劇 場 な ど の客 席,ま た は講 堂,大 広 間 な ど の蛍 光 灯 の 明 る さを 自 由に 変 え る ことが 可 能 に な った 。   〔７〕 退 色 防 止 用 蛍光 ラ ンプ

表3・6ラ

〔注 〕 １.演

(JIS C 7601-1989)

ピ ッ ドス ター ト形 蛍光 ラン プ の定 格

色性 の 区分 を表 す 記 号 が-DL,-SDL及

表 の 値 の75%以 上,65%以 上 及 び60%以 ２.演 色 性 の 区分 を表 す 記 号 が-DL,-SDL及

び-EDLの

ラ ン プ の全 光 束 は,そ れ ぞ れ この

上 とす る。 び-EDLの ラ ンプ の 光 束 維 持 率 は,こ の 表 の

値 か ら ５差 し引 い た値 以 上 とす る。 ３.EX-D,EX-Lの 全 光 束 は そ れ ぞ れEX-Nの94%,102%と ４.*は 省 電 力 設 計 に よ る ラ ピ ッ ドス ター ト形 蛍光 ラ ン プ

す る。

蛍 光 ラ ンプ は,水 銀 か ら出 る遠 紫 外 線 を完 全 に 蛍光 化 しな い で,多 少 の線 スペ ク トル が 外 に 出 る。 こ の う ちの 短 波 長光 が色 彩 を あせ させ る作 用 を もつ ので,貴 重 な絵 画 な ど を近 くか ら蛍 光 ラ ンプ で長 時 間 直 射 す る こ と は避 け た い。  これ を防 ぐため に,こ れ らの 短 波 長光 を 出 さな いよ うな 被膜 を施 こ した蛍 光 ラ ンプ がで きて い る。 美 術 館 の シ ョー ケ ー スの 照 明 な ど に適 して い る。 〔８〕 ブ ラ ック ライ ト蛍光 ラ ンプ  紫 外 線 だ け出 し,光 を遮 断 した黒 色 管 の 蛍 光 ラ ンプ で,暗 室 で 宝石 そ の他 の 物 質 を紫 外 線 に よ る蛍光 の有 無 に よ る鑑 別 な どに用 い られ る が,こ の ほか,暗 い 舞 台 で 蛍光 体 を 塗 布 した衣 装 を着 た踊 子 を 照 射 して 特 殊 の効 果 を 出す こ とな ど に も 利 用 され て い る。

〔９〕 色 物 蛍 光 ラ ンプ   一 般 照 明 用 蛍 光 ラ ンプ は

,色

々 な 蛍 光 を 発 す る 蛍 光 体 を 混 合 して 白 色 に 近 い 光

を 出 す よ う に し た も の で あ る が,こ

の ほ か に 青,緑,青

す る 材 料 だ け を 用 い た 色 物 蛍 光 ラ ン プ も あ り,こ

白,桃

色 な どの 蛍 光 を発

れ ら は 主 と して 装 飾 用 と か,キ

ャバ レ ーな ど の色 彩 照 明 に利 用 され て い る。 〔10〕

３波 長 形 蛍 光 ラ ン プ

  詳 し くは ３波 長 狭 帯 域 発 光 形 蛍 光 ラ ンプ の こ と で,450nm(青),540nm(緑) お よ び610nm(赤)付 と に よ り,高 で,比

近 の三 つ の波 長 を ピー ク に もつ 希 土 類 蛍光 体 を組 合せ る こ

効 率 と高 演 色性 を 両 立 さ せ た 蛍 光 ラ ンプ で あ る。 蛍 光 体 の組 合せ

較 的 任 意 に 光 色 が 選 べ る が,わ

が 標 準 的 で,さ 果 も あ り,住

が 国 で は 色 温 度5000K(EX-N)の

ラ ンプ

わ や か な 雰 囲 気 と 日 本 人 の 肌 色 が よ り 美 し く見 え る と い う相 乗 効 宅 の リビ ングル ー ムや 食 卓 灯 に普 及 され つ つ あ る。

〔11〕 電 球 形 蛍 光 ラ ン プ   電 球 形 の グ ロ ー ブ の 中 に,安

定 器 と グ ロ ー ス タ ー タ(点

灯 管)を,Ｕ

形 ま た は 内 管 分 離 式 に し た 蛍 光 ラ ン プ と と も に 内 蔵 した も の で,電

形,く

付 き な の で,ボ

ら

球 口 金E26

ー ル 電 球 に 置 き替 え て 使 用 す る こ とが で き る。

 従 来 の 白 色 ボ ー ル 電 球 に 比 べ て,消 と い う利 点 が あ り,光

射 熱 も1/3,寿

命 は ３倍

色 も ク リス タ ル 感 の あ る さ わ や か な 昼 白 色(EX-N)か

電 球 と 見 間 違 え る 電 球 色(EX-L)ま 大 き い の と,密

費 電 力 は1/3,放

で あ る 。 な お,外

径 が100∼110mmと

閉 し た グ ロ ー ブ 内 で は 使 え な い の で,電

ら, やや

球 形 蛍 光 ラ ンプ 用 の 住 宅

用 器 具 も市 販 さ れ る よ う に な っ た 。 図3・13に

電 球 形 蛍 光 ラ ン プ(安

定 器 内 蔵 形)の

の 定 格 で あ る。

図3・13電

球 形 蛍光 ラ ンプ

外 観 を 示 し,表3・7は

そ

表3・7電

球 形 蛍 光 ラ ンプ の 定 格

(注 １)色

温 度 は電 球 色(Ｌ)2800K,昼 白色(Ｎ)5000K,昼 光 色(Ｄ)6700Kで ク リア は外 管 カバ ー が 透 明 ま た は半 透 明の もの を 示 す。

(注 ２)形

名 はBF

ある。

G17EX-N/5

① ② ③

④

⑤

① 内 蔵 す る安 定 器 の 種 類,BF:チ ョー ク式,EF:電 子 回 路 式,FE:抵 ② ラ ン プの 形 状,Ｇ:球 形,Ｔ:円 筒形,Ｃ:環 形,Ｄ:４ 本 管 形,Ｎ:グ ③ 定 格 電 圧(省 略 可),定 格 消 費 電 力 ④ 光 源 色 お よ び演 色 性 を示 す(一 般 照 明用 と同 じ)。 ⑤ 定 格 周 波 数(50ま た は60Hz)

抗形 ロー ブ な し

〔12〕 コ ン パ ク ト形 蛍 光 ラ ン プ   高 効 率 化,小

型 化 の ニ ー ズ に こ た え て,極

蛍 光 管 を Ｕ 形 に 曲 げ て 口金 を 片 側 に ま と め,長 を 短 く した シ ン グ ル 形 と,２

細の さ

本 の Ｕ形 管 を ブ リ ッ

ジ に よ っ て つ な ぎ 合 わ せ て,ボ

ール 電 球並 み の大

き さ に し た ダ ブ ル 形 が あ る 。 コ ン パ ク ト化 に よ っ て,消

費 電 力 は1/3∼1/4,放

射 熱 は 約1/3で,更

に 電 球 よ り も 長 寿 命 の 高 効 率 設 計 で あ る。  図3・14は 形)の

コ ンパ ク ト形 蛍 光 ラ ン プ(ダ

構 造,表3・8に

ブル

は コ ンパ ク ト形 蛍 光 ラ ン 図3・14コ

プ の 定 格 を 示 した。

ンパ ク ト形 蛍 光 ラ ンプ (ダ ブ ル形)

表3・8コ

ンパ ク ト形 蛍 光 ラ ン プの 定 格

(注 １)色 温 度 は電 球 色(Ｌ)2800K,昼 (注２)管 長 は,口 金 ピ ンを 含 まな い 。 (注３)形

名

FDL27EX-N

①

②

③

白色(Ｎ)5000Kで ① ラ ンプ の 種 類

FPL:２

② ラ ンプ電力

③ 光源色,演 色性

第 ３章  問

(１)20Wと40W蛍

ある。 本 管 形,FDL:４

本管形

題

光 ラ ンプ の電 流 は,そ れ ぞ れ0.36Aお

よ び0.42Aで

あ るが,

力 率 は どの く らい にな るか 。 (２)昼

間 屋 外 か ら ビル の 内部 を 窓 こ し に 見 る と,蛍 光 ラ ンプ が 淡 黄 色 に見 え るの は な

ぜ だ ろ うか 。 (３)40W蛍

光 灯 を毎 夜10時

間 点 灯 した ら １か 月 の電 力 量 は ど の く らい に な るか。

(４)20W白

色 蛍 光 灯 を100灯

点 灯 して い る部 屋 が あ る。これ を40Wに

代 え た ら １か

月 の電 力 量 は どの く らい 違 うだ ろ うか。 た だ し,総 光 束 は 同一 と し,１ 日の 点 灯 時 間 は10 時 間 とす る。 (５)高 だ ろ うか 。

演 色 形 蛍 光 ラ ンプ は,適 所 が た くさ ん あ る の に,需 要 が 非 常 に 少 な い のは な ぜ

放

第4章

4・1カ

〔１〕

電

灯

ー ボ ン ア ー ク灯

ア ー ク灯 の 特 質

  放 電 灯 を 広 義 に 解 釈 す れ ば,ア

ー ク 灯 も 当 然 そ の う ち に 含 ま れ る 。 し か し,一

般 に放 電 灯 と い わ れ て い る も の と,ア 灯 は 管 長 が 長 く,電

ー ク灯 とは 多少 の相 違 が あ る。 そ れ は 放 電

流 が 小 さ い の に 対 し,ア

ー ク 灯 は 管 長 が 短 く,電

流 が大 きい

の で あ る 。 しか し,ア

ー ク 灯 と い え ど も放 電 発 光 を 利 用 した も の で あ る か ら,陰

極 降 下 を 伴 う こ と,安

定 抵 抗 が 必 要 で あ る こ と,力

率 が低 くな る こ とな ど の性 質

は放 電 灯 と同様 で あ る。 〔２〕 機

構

 カ ー ボ ン ア ー ク 灯 は,1808年

に イ ギ リス の デ ー ビ ー(Sir.H.Davy)に

明 さ れ た 世 界 最 初 の 電 灯 で あ る 。 そ の こ ろ は 配 電 線 も な い の で,電 灯 さ れ た 。 ま た,わ

が 国 で 明 治11年

の 瞬 間 に 火 花 が 生 じ,炭

池 に よ って 点

に最 初 に点 灯 され た 電灯 もま た この ア ー ク

灯 で あ る。 ２本 の 炭 素 棒 の 先 端 を 接 触 さ せ て 直 流 を 通 じ,次 と,そ

よ って 発

素 棒 の 先 端 は 熱 せ られ,陰

に,こ

れ を 引 き離 す

極 か らは熱 電 子 を放 出

し,両 極 間 に ア ー ク が 発 生 し て 光 る。  こ こ に お い て 両 端 は 絶 え ず 熱 せ ら れ る が,特 の くぼ み が 高 温 度 に な り,そ

に 陽極 は熱 電子 の衝 突 に よ り中心

の 熱 放 射 に よ り 強 烈 な光 を 発 生 す る 。 そ の 発 光 を 利

用 した も の が カ ー ボ ン ア ー ク 灯 で あ る 。 す な わ ち,カ 射 が 主 で あ っ て,そ

の 割 合 は 陽 極85%,陰

ーボ ンア ー ク灯 の 光 は熱 放

極10%で,ア

ー ク に よ る 光 は5%

に す ぎな い。  ア ー ク を 持 続 さ せ る と,両 ゆ く。 そ れ ゆ え,カ

極 か ら は 絶 え ず 炭 素 蒸 気 が 発 生 し,電

極 は 消 耗 して

ー ボ ン ア ー ク 灯 の 機 構 と して は 電 極 を 保 持 し,そ

接 触 して 離 し,始 動 後 は 電 極 の 消 耗 に 応 じて 極 を 動 か し,両

れを最初に

極間の距離を一定 に

す る 装 置 が 必 要 で あ る 。 そ の 装 置 の 一 例 と して は,図4・1の こ の 図 で,ア

ー ク 間 の 距 離 が 長 くな れ ば,コ

よ うな機 構 を 使 う。

イ ル に 流 れ る 電 流 が 少 な く な り,鉄

片 を 引 き上 げ る力 が 減 る の で,鉄 片 が 下 が って距 離 を 短 く調 節 す る。 〔３〕 性 質 と 用 途 光 の大 部 分 が 陽極 か らの熱 放 射 で あ るが,直 流 で は 一方 の極 だ け絶 え ず 熱せ られ るの で,温 度 が 高 く3800K近

くな る 。 従 って

効 率 も高 い が,交 流 に お いて は交 互 に 陽極 とな る た め,温 度 は や や低 くな り,両 電 極 か ら発 光 す る に もか か わ らず,効 率 は直 流 の 場 合 よ り低 い。 ま た直 流 の 場 合 は,陽 極 の温 度 が 高 く消 耗 が甚 だ しい ので 太 く し て あ る が,交 流 の 場 合 は両 極 と も同 じ太 さで あ 図4・1

る。

自動 調 節 装 置

電 極 に は純 炭 素 の ほ か にCa,Srな

ど の 金 属 塩 類 を しみ 込 ま せ て,そ

有 な 光 色 を 持 た せ る も の も あ る。 ま た,極 ム,酸

を 中 空 に して,そ

化 セ リ ウ ム な ど を つ め た も の も あ り,こ

い る と,電

極 の 中 心 の 火 坑 が 深 く な っ て,そ

な り,非

の 中 に ふ っ化 セ リ ウ

れ を 有 心 炭 素 棒 とい う。 これ を用

こ に 明 る い 炎 が 出 る の で,こ

レー ム ア ー ク と い う。 炭 素 の 溶 融 温 度 は4000Kぐ 温 度 は5500∼6000Kと

れ らに特

ら い で あ る が,フ

れ をフ

レー ム の色

常 に 輝 度 が 高 い の で,探

照 灯 な ど に 利用 され て

中 で 放 電 が 行 わ れ る た め,カ

ーボ ンの蒸 気 が 出 る の

い る。 カ ー ボ ン ア ー ク 灯 は,空 で,一

般 屋 内 照 明 に は 適 さ な い が,大

に 多 く用 い られ た 。 ま た,光 が 高 く,し

きい 電 球 や水 銀 灯 の で き る前 は道 路 の照 明

源 が 小 さ い た め(極

か も 色 温 度 が3780Kで

電 球 よ り 白 色 に 近 い の で,映

場 の ス ポ ッ ト ラ イ トな ど に も利 用 さ れ た が,現 え られ て い る。

の 直 径 が5∼20mm程

度)輝

度

画 の映 写 や 大 劇

在 で は キセ ノ ンア ー ク灯 に 置 き替

4・2高

圧 水 銀 灯

〔１〕 気 圧 と スペ ク トル  ガ ラス管 内 の水 銀 蒸 気 中 の放 電 発 光 を利 用 し た も の を 水 銀 灯 と い う。 この 場 合,発 光 スペ ク トル は管 内 の蒸 気 圧 に よ って 異 な り,低 圧 の 場 合 は遠 紫 外 線 が 強 く,可 視 線 ス ペ ク トル は弱 いが,気 圧 が高 くな る ほ ど可 視 線 ス ペ ク トル が 強 くな り,光 と して の効 率 も高 くな る。 更 に高 圧 に な る と,線 ス ペ ク トル の外 に帯 スペ ク トル が現 れ る。  ま た,低 圧 の場 合 は単 位 長当 た りの 電圧 が低 い(電 位 傾 度 が 小 さ い)が,高

圧

に な る ほ ど高 くな る。  最 初 に 製作 され た低 圧 水 銀 灯 は1kPa*程

度 で,管 長 も1m以

上 もあ る長大 な

もの で効 率 も低 か った が,陰 影 が 柔 か く,写 真 乾 板 の 感光 度 も高 い の で,工 場 や 事務 所 の照 明 や 写 真 撮 影 のた め な どに利 用 され た 。 しか し,現 在 で は全 く用 い ら れ て い な い。  次 に,1930年 青,青 緑,緑

ごろ か ら製作 され た の は,気 圧 を100kPa前

後 に した もの で,

の スペ ク トル が 強 く現 れ,効 率 も高 くな った 。 ま た,電 位 傾 度 が大

き い ので 管 長 も短 く小 型 にな った 。 これ が高 圧 水 銀 灯 で,現 在 は一 般 照 明用 の水 銀 灯 は,ほ と ん ど こ の高 圧 水 銀 灯 に 限 ら れ て い る。 従 って普 通,水

銀 灯 とい え

ば,こ の高 圧 水 銀 灯 の ことで あ る。  この ほ か,更 に気 圧 を2000kPa以

上 に 高 め た 超高 圧 水 銀 灯 も製 作 され て い る

が,一 般 照 明 と して は利 用 され ず,実 験 用 な ど特 殊 の 用 途 に 限 られ て い る。 〔２〕 機 構 と 始 動  高 圧 水 銀 灯 で は管 は短 いが,電 位傾 度 が 大 きい の で,小 型 の管 の 中 で大 電 力が 消 費 され る。 従 って,管

は高 温 にな る ので,こ れ に 耐 え る よ うに石 英 ガ ラス を使

用 す る。 その た め に,強 い紫 外線 が外 に 出 るの で,そ の外 側 に ガ ラス の外 管 をつ *Pa(パ

ス カ ル)は

圧 力 の単 位記 号 で あ り

1bar(バ

ー ル).105〔Pa〕=750.062〔mmHg〕

1atm(気

圧)=101325〔Pa〕=760〔mmHg〕

1torr(ト

ル)=133.322〔Pa)=1〔mmHg〕

,従

来 の 単 位 とは 次 の 関係 式 が 成 立す る 。

図4・2高

圧 水 銀 ラン プ

図4・3高

圧水銀灯の始動特性

けて 紫 外 線 を遮 断 して い る。  この外 管 と発 光 管 との 中 間層 は,伝 導 に よ る熱 損 失 を防 ぐた め に真 空 に近 く し て あ る。  この水 銀 ラ ンプ を始 動 す る た め ス イ ッチ を入 れ る と,ま ず アル ゴ ン中 の放 電 が 発生 す る が,水 銀 の 量 が 蛍光 ラ ンプ の よ うに少 量 で ない の で,一 時 に蒸 発 しな い で少 しず つ気 化 す るの で,規 定 の気 圧 に な る まで に5分 以 上 を要 す る。  図4・3は,こ

の 有 様 を 示 し た も の で あ る 。 ま た,い

ま で は 放 電 を 開 始 しな い の で,冷 7∼10分

っ た ん 消 え る と高 圧 の ま

え て 低 圧 に な っ て は じめ て 再 点 灯 す る 。 こ の 間

ぐらい を要 す る。

〔３〕 蛍 光 水 銀 灯  高 圧 水 銀 ラ ンプ の光 は全 部 が 青,青 緑,緑 の線 スペ ク トル で あ る か ら,緑 の 木 の 葉 な ど を照 した場 合 は明 る く美 し く見 え るが,そ れ ら以 外 の色 彩 の 物 を 照 す と,色 が消 え て 暗 灰 色 に 見 え る。  こ うい う欠 点 を 改 善 す る た め に,ラ ンプ の 外 管 に 蛍 光 体 を 塗 っ て 連 続 スペ ク トル に し て,黄 や 赤 の 光 まで 出 させ たの が 蛍 光 水 銀 灯 で あ る(図4・4)。

図4・4蛍

光 水 銀 ラ ン プ(HF形)

(ａ)

(ｂ)

(ｃ)

図4・5高 図4・5

高圧水銀 圧 水 銀 ランプの分光分布 ラ ン プ の分 光 分 布

 この 蛍光 水 銀 灯 は,蛍 光 体 の 選 び方 に よ って色 々 な光 色 の もの が 得 られ,昼 光 に近 い もの ま で 出来 たの で,従 来,光 色 の欠 点 の た め敬 遠 され て い た 一般 屋 内照 明 や 高速 道 路,商 店 街 の 照 明 に ま で 用途 が広 が って き た。 図4・5は

高圧 水 銀 ラ

ンプ の 分 光 分 布 で あ る。 〔４〕 反 射 形 蛍光 水 銀 ラ ンプ (4)  これ は図4・6の

よ うに,ラ

ンプの 半 分 を

反 射 面 に した もの で,普 通 の水 銀 ラ ンプ に 反 射 が さ をつ けた の に 比 べ る と,反 射 の 効 率 が 高 く,反 射 面 に ごみ が つ か な いか ら清 掃 の必 要 が な く,か つ,反 射 が さを加 え た 総 合 価 格 よ り安 い と い うよ うな特 長が あ る。 〔５〕 用 (5: 用

途 途 図4・6反

水 銀 灯 は,蛍 光 灯 に比 べ電 力が 大 き い割 に

射 形 蛍光 水 銀 ラ ンプ

形 が小 さ く,例 え ば40W蛍

光 灯10灯

の代 わ りに400W水

銀 灯 １灯 で す ま せ

る ことが で きる の で,屋 外 照 明 か ら広 い屋 内照 明 に まで 広 く用 い られ て い る。 こ の用 途 は,主 と して光 色 に よ って 次 の よ うに分 か れ て い る。 (ａ)高

圧 水 銀 ラ ンプ

庭 園,公

(ｂ)蛍

光水 銀 ラ ンプ

高 速 道 路,商 店 街,体 育 館,銀 行,高 天 井 の工 場 な ど。

(ｃ)反

射形 蛍光 水 銀 ラ ンプ

〔６〕 定

園,建

物 の 外 郭 な ど。

建 物 の外 郭,建 設 現 場 の投 光 照 明 な ど。

格

  高 圧 水 銀 ラ ン プ の 種 類 は非 常 に 多 い の で,そ 表4・1の

よ うで あ る。 表4・1高

圧 水 銀 ラ ンプ の 定格

〔 注 〕 形 式 はH400,HF400Xな ンプ,始 動 時 間 は ８分 以 下,再

4・3メ

の う ち主 な も の だ け を あ げ る と,

(JIS C7604-1980)

ど と呼 称 す る。 形 式 の う ち Ｆの つ い た もの は,蛍 始 動 時 間 は10分 以 下,点 灯 方 向 は 任 意

光高圧水銀 ラ

タ ル ハ ラ イ ド灯

〔１〕 機 構 と 種 類  メタ ル ハ ライ ドラ ンプ は,外 観 は高 圧 水 銀 ラ ンプ と似 て い るが,発 光 管 の 中 に 水 銀,ア ル ゴ ンな ど の不 活 性 ガ ス の ほか に,発 光 物 質 と して ハ ロゲ ン化 合 物 が 封 入 され て い る。 ア ー ク放 電 の 中心 部 で は,ハ ロゲ ン化 合 物 は金 属 原 子 とハ ロゲ ン 原 子 に解 離 し,金 属 原 子 は励 起 され,金

属 特 有 の スペ ク トル が 放 射 され る。 現

在,実 用化 され て い る の は,次 の ４種 類 で あ る。 (ａ)Na-Tl-In系

ナ ト リ ウ ム(589nm),タ

リ ウ ム(535nm)お

よ び イ

ン ジ ウ ム(411,451nm)の 75∼85lm/w,平

強 い ス ペ ク トル を 組 み 合 せ た も の で,ラ

均 演 色 評 価 数Ra=60∼70,色

  (b)Sc−Ns系

 

温 度 は5000Kで

ンプ効 率 は

あ る。

ナ ト リ ウ ム の 強 い ス ペ ク トル と ス カ ン ジ ウ ム の 多 数 の 弱

い ス ペ ク トル の 組 み 合 わ せ で,80∼100lm/W,    (c)Dy−Tl−(In)系

 

タ リ ウ ム,イ

Ra=60∼70,4000∼5000Kで

あ る。

ン ジ ウ ム の 強 い ス ペ ク ト ル と,ジ

ス

プ ロ シ ウ ム の 多 数 の 弱 い ス ペ ク ト ル の 組 み 合 わ せ で,80∼83lm/w,Ra=85∼ 90,5500∼6000Kで   (d)Sn系 で,特

あ る。   ハ ロゲ ン化 す ず の 分 子 に よ る 連 続 ス ペ ク トル を 利 用 し た も の

に 演 色 性 が 優 れ,フ

リ ッカ も 少 な い 。50lm/W,Ra=92,5000Kで

  メ タ ル ハ ラ イ ドラ ンプ の 分 類 は,次

図4・7に

の と お りで あ る 。

メ タ ル ハ ラ イ ドラ ンプ の 分 光 分 布 を 示 す 。

図4・7 

メ タ ルハ ラ イ ドラ ン プの 分 光 分 布

あ る。

  ラ ンプ の定 格 寿 命 は9000時 時 間 で70%(Sn系

は90%)で

間(Sn系

は6000時

間),光 束 維 持 率 は定 格 寿 命

あ る。

  始 動 時 間 は,高 圧 水 銀 ラ ンプ と同 様 に 数 ∼ 十数 分 を要 し,再 始 動 時 間 も高 圧 水 銀 ラ ンプ よ り一 般 にや や 長 い。   電 源電 圧 の影 響 を 受 け や す く,光 色 の ば らつ きが起 こ りやす い の で,定 格 電 圧 の5∼6%以

内 が 望 ま しい 。 また,点 灯 位 置 に よ って 光 色 が 変 化す る。 す な わ ち,

発光 管 の最 冷部 の 温度 が変 わ り,そ の 温度 に応 じた金 属 蒸 気 圧 が 変 化 して,ラ

ン

プ 電圧,効 率 お よ び光 色 が変 化 す る。 そ の た め,口 金 上 部 鉛 直,口 金 下 部 鉛直 お よ び水 平 点 灯用 と指 定 した もの が あ る。   メ タル ハ ライ ドラ ンプ は,高 圧 水 銀 ラ ンプ よ り一 般 に 始 動 電 圧 が 高 い 傾 向 に あ り,リ ー ドピー ク形 ま た は高 電圧 パ ル ス印 加 方 式 の 点 灯 回 路 が 使 わ れ る。 これ を. 改善 す る た め に,ネ オ ン− アル ゴ ン混 合 ガ ス な どを 封 入 す る こ と によ って,一 般 形 水 銀 灯 安定 器(1灯

用 高 力 率形 お よ び低 始 動 電 流 形)で 点 灯 で き る低始 動 電 圧

形 メタ ル ハ ラ イ ドラ ンプ が 開 発 され,今 や これ が 主 流 とな りつ つ あ る。 表4・2メ

タル ハ ライ ドラ ンプ の 定格

  〔2〕

用

途

  蛍 光 水 銀 ラ ンプ に 比 べ て,1・5倍

も の 光 束 が あ り,屋

に わ た り普 及 され つ つ あ る 。 ま た 昨 今 は35∼150Wの 開 発 さ れ て お り,商

店 照 明 な ど の 白 熱 電 球,蛍

内,屋

外 を 問 わ ず全 領 域

メ タ ル ハ ラ イ ドラ ンプ も

光 ラ ンプ の分 野 に 採 用 さ れ て い

る。   〔3〕

定

格

  メ タ ル ハ ラ イ ド ラ ン プ の 主 な も の の 定 格 を あ げ る と,表4.2の

4・4高

  〔1〕

圧 ナ トリウ ム灯

機 構

と 種

類

  高 圧 ナ ト リウ ム ラ ンプ は,104Pa程 0.1気

よ うで あ る 。

圧)の

度(約

高 い ナ ト リウム蒸 気 中の ア ー ク

放 電 に よ る 放 射 を 利 用 し た ラ ン プ で,そ 造 を 図4・8に

の構

示 す 。 発 光 管 は透 光性 アル ミ

ナ セ ラ ミ ック ス を 用 い,ナ

ト リウム と水 銀 ア

マ ル ガ ム と キ セ ノ ン ガ ス が 封 入 さ れ て お り, 外 管 は 保 温性 を もたせ る た め高 真 空 に保 た れ 図4・8高

て い る。

圧 ナ ト リウ ム ラ ンプ (NH形)

  高 圧 ナ ト リ ウ ム ラ ン プ の 分 類 は,次

の とお

りで あ る 。

  ラ ンプ 効 率 は100∼150lm/wで,実

用 化 されて い る 白色 系 光 源 の 中で は最 も

高 い。 寿 命 は高 圧 水 銀 ラ ンプ と同 様,定 格 寿 命 は12000時 光束 維 持 率 は 定 格 寿 命 時 間 で90%と

優 れ て い る。

間 で 長寿 命 で あ る。

(ａ)一 般 形

(ｂ)高 演 色 形

図4・9高

分 光 分 布 を 図4・9に イ トで,平

圧 ナ ト リウ ム ラ ンプ の分 光 分 布

示 す 。 色 温 度 は2100Kと

均 演 色 評 価 数Ra=28と

の 演 色 改 善 形 とRa=85の

低 い が,演

暖 か み の あ る ゴ ール デ ンホ ワ 色 性 を 改 善 した ラ ン プ(Ra=60

高 演 色 形)も あ る 。高 演 色 形 の 色 温 度 は2500Kで

あ る。

 始動 時 間 は,点 灯 後,安 定 す る ま で に 十数 分 か か り,再 始 動 時 間 は,パ ル ス 印 加 始動 方 式 の た め,他 の 蛍光 水 銀 ラ ンプ や メ タル ハ ライ ドラ ンプ よ り早 い。  電 源 電 圧 変 動 の 影 響 につ いて は,ナ

トリウ ムの 飽 和 形 で あ る た め,ラ

の変 動 が 大 き いの で,電 源電 圧 の 変 動 は5∼6%以

ンプ電 力

内で 使 用 され る こと が 望 ま しい 。

 高 圧 ナ ト リウム ラ ンプ の点 灯 回路 は,半 導 体 ス イ ッチ 回 路 に よ る数 千 Ｖ の高 圧 パ ル スを 二 次 電圧 に重 畳 させ る方 式 を 用 い る。定 電 力 形 で は,並 列 鉄 共 振 回 路 を 用 い,点 灯 中 の ラ ンプ 電圧 上 昇 を抑 え る方式 で あ る。 ま た,チ

ョー ク コ イル の イ

ンダ クタ ンス値 を切 り替 え る段 調光 定 電 力形 もあ る。 低 電 圧(200V)始

動形 ラ

ンプ で は,水 銀 灯 用 安 定 器 に補 助 安定 器(チ ョー ク コイ ル)を 直 列 に 接続 す る か, 専 用 の チ ョー ク コイル 回 路 を用 い る。  始 動 器 内蔵 形 高 圧 ナ ト リウム ラ ンプ の 場 合 に は,ラ ンプ の外 管 内 に,フ ィ ラ メ ン ト抵 抗 とバ イメ タル ス イ ッチで 構 成 され た 始 動 ユ ニ ッ トが 内蔵 され て お り,一 般 形 水 銀 灯 安 定 器(１ 灯用 高 力 率 形 お よ び低 始 動 電 流 形)を そ の ま ま使 用 で き る 利点 が あ る。 〔２〕

用

  高 速 道 路,ト

途 ン ネ ル を は じ め,ス

光 照 明 が よ く用 い られ る 。 ま た,鉄

ポ ー ツ照 明 で は メタ ル ハ ライ ドラ ンプ と の混 鋼,鍛

造 な ど 高 天 井 の 工 場 照 明 で は,昼

光利

用 と 内装 仕 上 げ色 の ク リーム 色塗 装 を条 件 と して 用 い られ る ほか,工 場 構 内照 明 に多 用 され つつ あ る。 これ は 蛍光 水 銀 灯 照 明 に 比 較 して,同 一 照 度 で約1/2.4の 消 費電 力で す む た めで あ る。  ま た演 色 改 善 形 は工 場 照 明 に,高 演 色 形 は百 貨 店,ス

ーパ ーマ ーケ ッ トな ど の

高 天 井照 明 な ど に,白 熱電 球 に よ るダ ウ ン ライ トに 置 き替 え て普 及 され つ つ あ る。

定

〔３ 〕

 表4・3に  な お,水 して,高

高 圧 ナ トリウム ラ ンプ の定 格 を示 す 。 銀 ラ ン プ,メ

タ ル ハ ライ ドラ ンプ お よ び高 圧 ナ トリウ ム ラ ンプ を総 称

輝 度 放 電 ラ ン プ(high

こ れ は,発 W/㎡

格

intensity discharge

lamp,HIDラ

光 管 の 管 壁 温 度 に よ り ア ー ク の 安 定 が 保 た れ,管

以 上 で あ る 熱 陰 極 放 電 ラ ン プ で あ り,最

ン プ)と

壁 負 荷 が3×10-4

近 の 発 達 が 目 覚 ま しい の で,よ

この 呼称 が用 い られ る よ う にな った 。

表4・3

〔注 〕 形 式 はNH400,NH400Fな 始 動 時 間 は ４分 以 下,再

い う。

高 圧 ナ トリウ ム ラ ン プの 定 格

ど と呼 称 す る。 形 式 の う ち Ｆの つ い た もの は 拡 散 形 始動 時 間 は １分 以 下 。 点 灯 方 向 は 任 意

く

4・5

〔１〕

低圧 ナ トリ ウム灯 機 構 と光 色

 水銀 ラ ンプ の 水 銀 の 代 わ り にナ トリウム を封 入 した もの で,こ れ に は低 圧 と高 圧 の ２種 類 が あ り,た だ ナ トリウム ラ ンプ と いえ ば,低 圧 の もの を 指 す の が 普 通 で あ る。   低 圧 ナ ト リウ ム ラ ン プ は,図4・10の (蒸 気 圧 は 約0.5Pa程 起 が あ る 。 こ れ は,余

度)と

トリウ ム

ア ル ゴ ン を 封 入 し た も の で,こ の 発 光 管 の 数 か 所 に 突

分 の ナ ト リ ウ ム が こ の 中 に た ま る よ う に した も の で あ る 。

図4・10

低 圧 ナ トリ ウム ラ ンプ

 ナ ト リ ウ ム は 固 体 で あ る か ら,ス る ま で に10分

よ う な 細 長 い Ｕ 字 形 の 中 に,ナ

前 後 か か る が,そ

イ ッチ を 入 れ て そ れ が 全 部 蒸 発 して 常 態 に な

の 光 は589nmの

こ れ は 比 視 感 度 の 極 大 点 の555nmの

い わ ゆ る Ｄ 線 だ け で,し

波 長 に 近 い の で,視

か も,

感度 はすべての光源 中

最 高 で あ る。

 この光 で色 彩 の あ る も のを 照 す と,黄 色以 外 はす べ て 色 が 消 え て しま う。 しか し,こ の Ｄ線 は霧 の 中 の透 過 率 が 高 いの で,霧 の 多 い地 方 の トン ネル や 道 路 照 明 な どに 賞用 され て い る。 表4・4

〔 注 〕 始 動 時 間 は8∼12分

低 圧 ナ トリウ ム ラ ンプ の 定 格

。点 灯 方 向 は水 平

 (JIS

C7610-1977)

〔２ 〕

用

途

ト ン ネ ル,霧 〔３ 〕

定

の 多 い 土 地 の 道 路,建

物 の 外 面 な ど。

格

低 圧 ナ ト リ ウ ム 灯 の 定 格 は,表4・4の 4・6

〔１〕

キ セ ノン アー ク灯

機

構

 キ セ ノ ン ア ー ク 灯 は,キ

セ ノ ン(空

ク 放 電 を 利 用 した も の で,こ と が あ り,前

中の アー

の 方 が 多 く用 い られ る 。 管 は 石 英 ガ ラ ス,電

極 に は電 子 放 射 を 助 け るた め の酸 化 物 を 塗 った 細 い線 が

巻 か れ て い る。 ガ ス 圧 は800kPa,点

始

気 中 の 含 有 量 は1/8000000)の

れ に は シ ョー トア ー ク ラ ンプ と ロ ン グ ア ー ク ラ ン プ

者 は 電 力 も小 さ く,こ

極 は タ ン グ ス テ ンで,陰

〔２ 〕

よ うで あ る。

灯 時 で2000∼3000kPaに

な る。

動

 管 内 の 圧 力 が高 い ので,普 通 に電 圧 を 加 え た だ け で は始 動 しな いの で,特 殊 の始 動 器 で 高 周 波 電 圧 を 発 生 させ,こ れ を電 極 に加 えて 放 電 を 起 こさせ る。 従 って 即 時点 灯 で,点 灯後 も直 ち に安 定 す る。 始 動 後 は 整流 器 を用 い,直 流 で 点 灯 を続 ける。 長 形 は交 流 が 普 通 で あ る。 〔３ 〕

光

色

 多 少 の 線 ス ペ ク トル を 伴 っ た 連 続 ス ペ ク トル の 光 で,そ 分 布 は 図4・12の

よ うに,色

温 度 は6100Kで,天

め て よ く似 て い る 。 ま た,800∼1000nmの

の 分光

然昼 光 と極

範 囲 の 赤外 線 が 非 常

に 強 い。 〔４ 〕

光 束 と 輝 度

 シ ョ ー トア ー ク ラ ン プ は,10000∼1000000×104cd/㎡ 高 輝 度 の 点 光 源 と な る 。 ロ ン グ ア ー ク ラ ンプ は,光 在 の 電 灯 中最大 で あ る。

に及 ぶ 束 も 容 量 も現

図4・11 キ セ ノ ンシ ョ ー トア ー

〔５ 〕

用

途

ク ラ ン プ

図4・12キ

 シ ョ ー トア ー ク ラ ンプ は,標 写,ス

セ ノ ンア ー ク ラ ンプ の 分光 分 布

準 白 色 の 高 輝 度 光 源 と して,色

ポ ッ トラ イ ト,そ の 他 用 途 は 広 く,ロ

特 色 に よ り,広  <注>ロ

ン グ ア ー ク ラ ン プ は,光

画 の映

束 の大 き い

場 や 空 港 の 照 明 に 利用 され て い る。

ン グア ー ク ラ ンプ は,わ が 国 で は20kWが

(スイ ス)空 港 で は 世 界 最 大 の65kWラ

〔６〕 定

彩 鑑 別,映

最 大 で あ る が,チ

ンプが 使 わ れ て い る。

格

キ セ ノ ン ア ー ク ラ ン プ の 定 格 は,表4・5の

表4・5キ

よ うで あ る 。

セ ノ ンア ー ク ラ ン プ の定 格

ュ ー リッ ヒ

第 ４章 (１)低

問

圧 ナ トリウ ム灯 が高 速 道 路の トンネ ル 照 明 に 用 い られて い るの は なぜ だ ろ うか 。

(２)400W蛍

光 水 銀 ラ ンプ12灯

で照 明 され て い る所 が あ り,こ れ を 同 ワ ッ トの 低 始

動 電 圧 形 メ タル ハ ライ ドラ ンプ に代 えた ら,ど は1.7倍

題

と し,ま た単 価 は2.3倍

とす る。

ち らが 経 済 的 で あ ろ うか。 た だ し,全 光 束

第 ５章

  5・1光

度

照

明

計

算

と 配 光

  〔１〕 光 度 と 輝 度  (１)光

度 とそ の単 位

電 球 そ の 他 の 光 源 か ら は,光 が四 方 八 方 へ 出て い

る。 しか し,各 方 向 へ の光 の強 さ は必 ず しも等 し くは な い。 そ こで,あ

る方 向 へ

の 光 の 強 さを 表す た め の術 語 と して,光 度(記 号 は Ｉ)を 用 い る。 これ は そ の光 源 を頂点 とす る立 体 角 内 に含 まれ る光 束 の 密 度 を 表 す。 す な わ ち, dΦ I= / dΩ   光 度 の 単 位 は カ ン デ ラ(candela;cd)で,1cdは

１ス テ ラ ジ ア ン 内 に1lmの

光 束 が 出 て い る場 合 の光 度 で あ る。   実 際 の 光 源 は 皆 大 き さ を も っ て い る 。 そ の よ う な 光 源 の 光 度 は,そ

の光 源 の各

微 小 部 分 か らの 光 度 の 総 和 と 考 え れ ば よ い 。  (２)輝

度 とそ の単 位

光 源 の 単 位 面 積 当 た りの 光 度 を 輝 度(記

い う。 こ の 単 位 は カ ン デ ラ毎 平 方 メ ー トル(cd/㎡)で,1㎡ る 。 た だ し,こ く,そ

号 は Ｌ)と

当た り の光 度で あ

の 場 合 の 面 積 は真 の 表 面積 で な

の 方 向 へ の 正 射 影 の 面 積(見

で あ る 。 例 え ば,図5・1の

よ う に 半 径 γ〔m〕 の

球 形 と 円 板 の ２光 源 が あ り,と っ た と す る と,そ

掛 け の 面 積)

もに光 度 が Ｉで あ

の 輝 度 も と も にI/π γ2〔cd/m2〕

で あ る。   表5・2は,各

図5・1

種 光 源 の 輝 度 を 示 した も の で あ る が,cd/㎡

数 値 が 大 き くな る の で,cd/c㎡ を乗 ず れ ば よ い。

に な っ て い る 。 こ の 値 をcd/㎡

で 示 す と あ ま りに に 直 す に は104

<注>輝

度 の単 位 はcd/㎡

便 宜 上stilb;sb(cd/c㎡)が

で あ るが,光 源 の輝 度 の よ うに値 が 非 常 に 高 い もの には, 使 わ れ る こ と もあ る。 ま た外 国図 書 には,こ の ほ か の単 位

も使 わ れて い る ので,表5・1に

これ らの 換 算 率 を 示 す。

表5・cd/㎡

 例 え ば,100W電 こ れ をcd/㎡

単位の数値に換 算するために掛 ける係数

球 の フ ィ ラ メ ン トの 輝 度 は650cd/c㎡(表5・2参 単 位 で 表 せ ば,650×10000=6500000〔cd/㎡

表5・2各

照)で

あ るが,

〕 と な る。

種 光 源 の輝 度

  〔２〕 配 光 曲 線 と等光 度 図  (１)配

光曲線

光 源 か ら各 方 向へ の光 度 の分 布 を配 光 とい い,そ れ を 曲線 を

もって 表 した もの を配 光 曲 線 と い う。 図5・2に

示 した もの は この例 で,こ れ は

電 球 が 図 の 中心 に点 灯 して い る もの と し,こ の 中心 か ら この 曲線 まで の距 離 で, その 方 向 へ の 光 度 を表 して い るの で あ る。 この 図で は,直 下 の 方 向 が140cd,水 平 方 向 は100cd,直

上 は0cd(口

金 お よび ソケ ッ トの 陰 に な るか ら)で あ る こ と

を示 して い る。  この 配 光 曲線 は,鉛 直 面 に おけ る光 度分 布 を示 した もの で あ る が,水 平 面 に お け る もの は,図(ｂ)の

よ うに ほぼ 円形 に な る。

 図(ａ)の よ うな鉛 直 面 上 の 配光 曲線 を鉛 直 配 光 曲 線,図(ｂ)の

よ うな もの を水

平配光 曲線 とい う。 しか し,普 通 の光 源 で は水 平 配 光 曲 線 は 円に近 い の で,一 般

(ａ)鉛

(ｂ)水 平配光 曲線

直 配 光 曲線 図5・2 

100W白

色 電 球 の 配 光 曲線

に 配光 曲線 と い え ば,鉛 直 配 光 曲線 を意 味 す る。  (２)等

光度図

一 つ の軸 を横 切 る鉛 直 面 は 無数 に あ るか ら,鉛 直 配 光 曲線

と い って も,ど の 鉛直 面 を と っ た の か不 明 で あ るが,水 平 配 光 曲線 が 円 に近 けれ ば,ど

の鉛 直 面 で も大 体 同 じに な る ので,差 支 え はな い。 しか し,も し水 平 配 光

曲線 が 円か らひ ど く離 れて いた ら,各 鉛 直 面 の配 光 もま た著 し く違 って くる。 そ こで,こ の よ うな光 源 の配 光 を立 体 的 に表 す よ うに考 案 され た もの が等 光 度 図 で あ る。

(ａ)正

(ｂ)円 等光度図

弦等光度図 図5・3等

光

度

図

 これ は,光 源 を 中心 とす る単 位 半 径 の 仮想 球 面 を考 え,そ の 球 面 上 に等 光 度 の 方向 を連 れ た 曲線 を描 い た もの で あ る。  図5・3は

あ る街 灯 の 等光 度 図 で あ るが,図(ａ)は

正 弦 等 光度 図 とい わ れ,鉛

直 角 を示 して い る。 図(ｂ)は 円 等 光 度図 とい わ れ て い る。  この等 光 度 図 に よ って,ど の よ う な光 源 の 配光 も正 確 に表 す こ とが で き る。   〔３〕 光 源 と 配 光  (１)光

源 の 形 と配 光 との 関 係

どの方 向 に 対 して も輝 度 の 等 しい 光 源 の 光

度 は,そ の方 向へ の 正 射 影 の 面 積 に輝 度 を掛 け合 わ せ た も の に 等 しい 。 す なわ ち,光 度 は正 射 影 の面 積 に比 例 す る。 従 って,簡 単 な形 の 光 源 の 配 光 は次 の よ う に な る。  (ａ)球

各 方 向 に対 し面 積 は同 一 で あ るか ら,配 光 曲線 は 円 と な る。

 (ｂ)平

板

そ の 法 線 の 方 向 に 最 大 光 度 を 有 し,そ

れ をI0と

す れ ば,そ

と θ を な す 方 向 へ の 正 射 影 の 面 積 は,平

板 の 面 積 にcosθ

で,光

光 曲 線 は 光 源 を 頂 点 と し,I0を

度 もI0cosθ

と な る 。 従 っ て,配

れ

を掛 けた もの にな るの 直 径 とす

る 円 と な る。  (ｃ)直

線

 (ｄ)半

球I0が

 (ｅ)環I0が

平 板 と 同 じ理 由 で,I90を 最 大 で,I90は

最 大 で,I90は

直 径 とす る 円 とな る。

そ の 半 分,直

そ の2/π

上 は ０に な る 。

に な る。

 以 上 は幾何 学 的 な形 状 の もの で あ るが,実 際 の 光源 につ いて 考 え る と,蛍 光 ラ

図5・4光

源 の形 と配光 と の 関係

図5・5蛍

光 ラ ン プの 配 光 曲 線

ンプ は直線 で あ るが,そ の配 光 を実 測 す る と図5・5の

よ うに,円 よ りや や 細 長

くな る。 しか し,普 通 は 円 とみ な して い る。   (2)  球 面光 度    光 源 か ら あ ら ゆ る 方 向 へ の光 度 の平 均 値 を球 面 光 度 とい う。 中心 の 光 源 か ら各方 向 へＩ 〔cd〕の 光 が 出 て い る もの とす る と,1ス

テラジ

ア ンの 立 体 角 内 にＩ 〔lm〕の光 束 が 出 て い る こ とに な る。 光 源 の周 囲全 体 の 立 体 角 は4π で あ るか ら,全 光 束 は4πI〔lm〕

とな る。 各 方 向 の光 度 が 違 って も,平

均 値 を とれ ば 同 じよ うな 関係 にな るの で,結 局,次

の よ うな 関係 式 が 成 立 す る。

          球 面光 度 〔cd〕 ×4π=全 光 束 〔lm〕   〔4〕 配 光 と 光 東   光 束 は立 体 角 に そ の方 向 へ の光 度 を掛 け れ ば 得 られ る。 従 って,配 光 が 分 か れ ば そ の 光源 の光 束 も求 め られ るわ けで あ る。 そ こで,こ

の光 束 を求 め るに は,ま

ず 各方 向 へ の立 体 角 を求 め な けれ ば な らな い。 その 立 体 角 へ その 方 向の 光度 を 乗 じて,そ の総 和 を求 めれ ば よ いわ けで あ る。 この方 法 と して は,ル ー ソー線 図 に よ る もの,球 帯 係 数 法 に よ る もの な ど色 々あ るが,山 内 式 に よれ ば簡 単 に求 め ら れ る。   これ は配 光 曲線 か ら30。,60。,80。,100。,120。,150。 の6方 向 の光 度 を求 め て, そ れ を平 均 す れ ば よ い とい うもの で,各 方 向 の光 度 を それ ぞれI30,I60,… … と す れ ば,

  〈注 〉  こ の 山 内式 を用 い て,試 み に 直線 光 源(図5・4(c))の 最 大 光 度 をI90と

で あ るか ら,

す る と,

光 束 を求 めて み る と,

表5・3光

 こ の よ う に し て,光

源の形 と光度 と光束 との関係

源 の 形 と光 度 や 光 束 の 関 係 を 求 め る と,表5・3の

よ うに

な る。

 これ か ら直 線 光 源 の光 度 を求 めて み る と,光 束 を Φ 〔lm〕とす れ ば, 最 大 方 向 の 光 度I90=Φ/π2〔cd〕

≒ Φ/10〔cd)  (5・2)

球

面

光

度I=0.785I90〔cd〕

と な る。

度

 5・2照

  〔１〕 照 度 と光 束 発 散 度  (１)照 Ｅ)で,こ は,1㎡

 (２)水

度 と そ の単 位

床 や 机 な ど 場 所 の 明 る さ を 表 す 術 語 が 照 度(記

れ は そ こ の 単 位 面 積 に 投 ぜ られ た 光 束 の 密 度 で あ る 当 た り1lmの

照 度 を と り,こ

平 面 照 度 と鉛 直 面 照 度

れ を ル ク ス(lux;lx)と

号 は

。 この単 位 と して い う。

水 平 面 上 の照 度 を水 平 面 照 度,鉛 直 面 上 の

照 度 を鉛 直 面 照 度 と い う。 一 般 に照 明工 学 で 照度 とい うと,水 平 面 照 度 を意 味 す

図5・6照

度

曲

線

るの が 普通 で あ る。  (３)照

度曲線

あ る面 上 の １線 に沿 って,そ の 照 度 分 布 を 曲線 で 表 した も

のを照 度 曲線 と い う。  図5・6は  (４)等

この一 例 で,柱 上 に直 線 光 源 を つ け た時 の照 度 曲線 で あ る。 照度曲線

面 上 の 等 照 度 の点 を連 ね て作 っ た 曲線 で,こ れ に よ って

照 度 分 布 の状 態 が判 別 で き る こと は,地 図 の 等 高 線 と同様 で あ る。 図5・7は,

図5・7等

照 度 曲線 の 一 例

あ る室 内 の等 照 度 曲線 の 一 例 で あ る。   〔2〕   光 束 発 散 度 と輝 度   照 度 は場 所 に投 ぜ られ る光束 の 密度 で あ る が,わ れ わ れが 実際 に 明 る さを感 じ る の は,そ の光 が 反 射 して 目に入 る か らで あ る。 従 って,実 際 の 明 る さは 出て 来 る光 束 に よ る も ので あ って,こ れ を光 束 発 散 度(記 号 はM）

と い う。

  これ は照 度 に その 面 の反 射 率 を乗 じた もの で,ルー メ ン毎 平 方 メ ー トル(1m/m2) を単 位 とす る。 例 え ば,反 射 率70%の 光 束 発 散 度 は70lm/m2と

白紙 を照 度100lxの

所 に お け ば,そ こ の

な る。

  完 全 拡 散 反 射 面 の光 束 発 散 度 とそ の 面 の 輝 度 との 間 に は,一 定 の 関係 が あ る。 図5・8 にお い て,微 小 面dSを

完 全 拡 散 発光 面 と

し,そ の 光 束 発 散度 をM〔lm/m2〕,輝 L〔cd/m2〕 とす る。dSを

度を

中 心 と して,半

径 図5・8

r〔m〕 の 半 球 を 描 き,こ の球 面 上 で θお よ び dθ に よ っ て 決 め られ る 球 帯dS'を る か ら,こ

考 え る と,dS'の

照 度 はLdSCOSθ/r2で

あ

の球 帯 の受 け る総光 束 は

とな る。 ゆ え に,半 球 内の 全光 束 は

と な る 。 こ の 光 束 はdSか

ら発 せ ら れ て い る の で あ る か ら,

(5・3)

の 関 係 を 得 る 。 こ の 関 係 は 照 明 計 算 上 重 要 な も の の 一 つ で,例 の 光 束 発 散 度 が10001m/m2で

あ る な らば,そ

の 輝 度 は1000/π

え ば,完

全拡散面

≒318〔cd/m2〕

と

な る。 以 上 の 関 係 は,完

全 拡 散 面 で な い と成 立 し な い 。 完 全 拡 散 面 で な い と 輝 度 は 方

向 に よ っ て 一 定 し な い か らで あ る。

5・3照

度 の 計 算

〔１〕 点 光 源 によ る照 度 の計 算  点 光 源 と い うの は,幾 何 学 で い うよ うな大 き さの な い光 源 と い う 意 味 で は な い 。照 度 を求 め る点 と光 源 との 距 離 に 比 べ て,光 源 の大 き さが 非 常 に小 さい時 は,こ

れ を 点 光 源 と 見 な す の で あ る。

図5・9に

お い て,光

源 Ｌ か ら立 体 角 Ω

内 に Φ 〔lm〕 の 光 束 が 放 射 し て い る も の と す る 。立 体 角 をA〔

Ω で 切 り取 られ る部 分 球 の面 積

㎡ 〕 と す る と,こ

の部 分球 面 上 の照 度

は Φ/A〔lx〕 で 表 せ る 。 Ｌ か ら球 面 ま で の 距 離 をr〔m〕 の 光 度=Φ/Ω

と す る と,A=Ωr2〔

㎡ 〕 で,Ｌ

図5・9

で あ る か ら,

 (5・4) とな る。

 す な わ ち,照 度 は 光源 の光 度 に比 例 し,光

図5・10

源 か ら の 距 離 の ２乗 に 反 比 例 す る 。 こ れ を 照 度 の 逆 ２乗 の 法 則 と い う。  し か し,式(5・4)は,面 図5・10の

よ う に,光

が 光 源 に 対 し法 線 の 方 向 に あ る 場 合 の 計 算 式 で,も 源 の 入 射 角 が θ で あ る な ら ば,点

し

Ｐ の照 度 は  (5・5)

とな る。

 こ の 法 則 を 利 用 し て,点 図5・11に 角OLP,LPの

お い て,Ｌ

光 源 に よ る照 度 を 計 算す る こ とが で き る。 を 光 源,Ｐ

方 向 へ の 光 度 をIθ

を 照 度 を 求 め る 点,○

を 光 源 直 下 の 点,θ

と す る と,  (5・6)  (5・7)

を

図5・11

鉛 直 面 照 度Eν=Iθsinθcos2θcosθ/h2〔lx〕 (も し ψ=0な

 (5・8)

ら ば,Eν0=Iθsinθcos2θ/h2〔lx〕)

 これ らの式 の うち,水 平 面 照 度 と鉛 直 面 照 度 とは,ｈ と θとを 与 え られ た 場 合 で あ るが,実 際 の 計 算 の 場 合 は,ｈ

と ｄ とが与 え られ る こ と もあ る。

 この場 合 は三 角 関 数 を 利用 して,そ れ らを ｈと θとの 関 係 に 置 き替 え て 求 め れ ば よ い。 〔２〕 大 きさ の あ る光 源 に よ る照 度 の計 算 (１)立

体 角投 射 の法 則

光 源 と照 度 を求 め る点 との 距 離 の1/10以

上 の大 き

さ(径 ま た は長 さ)の 光 源 は,点 光 源 と見 な され て い な い。 それ は逆 ２乗 の法 則 で 照 度 を 計 算 す る と誤 差 が 生 じるか らで あ る。 この よ うな光 源 に よ る照 度 を求 め る に は,次 の よ うな方 法 に よ る。 図5・12に

お いて,Seを

一 つ の 面光 源,Ｐ を水 平 面 Ａ上 の 照 度 を 求 め る点,Ｌ

図5・12

立 体角投射図

を 光 源Seの

輝 度 と す る 。 光 源 の 微 小 部 分dSeを

Pの 方 向 へ の 光 度 をdIθ,dSeの

法 線 と Ｐ へ の 方 向 の 角 を α,点

と す れ ば,dIθ=LdSecosα り,光

源Se全

と り,dSeと

で,dSeに

Ｐ と の 距 離 を γ, Ｐ の入 射 角 を θ

よ る 点 Ｐ の 照 度 はdE=dlθcosθ/γ2で

あ

体 に よ る照 度 Ｅ は LdSecosαcosθ/

E=〓dE=〓

 (5・9)

γ2

と な る 。 こ の 式 か ら 求 め る こ と は 実 際 に は 厄 介 な の で,む

しろ 図 的 解法 の方 が 便

利 で あ る。  図5・12に

お い て,Ｐ

を 中 心 と し,半 径Ｐ

の 球 面 を 考 え,Ｐ

源 全 体 を 底 と す る す い 体 が 球 面 か ら 切 り取 る 面 積 をs0,A平 の 正 射 影 を Ｓ と す れ ば,光 面 上 にdS0,dSを

源 の 微 小 面dSeに

と る と き,Ｐ

対 して,そ

を 頂 点 と し,dSeお

=dSecosα/γ2=dS0/P2と

な り

と な る 。 こ こ にp=1と

す れ ば,

,dS=dS0cosθ

を 頂 点 と し,光 面 上 に お け るs0

れ ぞ れ 球 面 な らび に 平

よ びdS0を

含 む 立 体 角 はdΩ

で あ るか ら

E=LS

 (5・10)

とい う簡 単 な結 果 が得 られ る。 これ を立 体 角 投 射 の 法 則 と い う。 この法 則 を 利用 す れ ば,ど の よ うな光 源 に よ る照 度 で も求 め られ る。 (２)円

板 光 源 に よ る照 度

図5・13に

お いて,Seを

輝 度 が Ｌ で あ る 円板

光 源 と し,そ の 中心 と Ｐ とを 結 ぶ直 線 は 光 源 の法 線 で,入 射 角 を θとす る。 これ に立 体 角 投 射 の法 則 を応用 し,球 面 の半 径 を １と し,r,p,dを

そ れ ぞれ 図 に示

して あ る よ う に とれ ば, E=LS=LS0cosθ = LSe /γ2+d2

LSeは

cosθ

光 源 全 体 の 光 度 で,こ

れ を Ｉと

図5・13円

板 光 源 の立 体 角 投 射

お け ば, E=

Icosθ

Icosθ/

/γ2+d2=

p2

 (5・11)

式(5・8)を 書 き換 え る と, πLγ2

E=

cosθ=πLsin2αCOSθ

 (5・12)

/ p2 θ=0の

場 合 は, E=

I

I/

=πLsin2α

/γ2+d2=

 (5・13)

p2

と な る。  光 源 が 非 常 に 大 き くな る か,ま

た は,点

Ｐ が 光 源 の ご く そ ば に 近 付 くか す る 時

は, sinα ≒1 と な っ て,

E=πL

 (5・14)

とな る。

 つ ま り照 度 は距 離 に 無 関 係 に な り,光 源 の 輝 度 だ け に 比例 す る。  以 上求 め た 結 果 は,点

Ｐが光 源 の 中心 の法 線 上 に あ る特 別 の 場 合 で あ って,一

般 の 場 合 には,こ の よ うに 簡単 に は で き な い。 しか し,等 照 度 球 の 理 論 を 応用 す る こ とに よ って,図 的 解法 が可 能 で あ る。  等 照 度 球 と い うの は,円 板 光 源 の 端 を 含 む 球 面 の こ とで,そ

の球 面 上 の どの 点 で も照 度

は み な等 しい と い うの が,等 照 度 球 の理 論 で あ る。 図5・14に

お い てABを

円板 光 源 と

し,こ れ によ る任 意 の点 Ｐの水 平 面 照 度 を 求 め よ う とす れ ば,ABPの

３点 を含 む 円を 描

くと,点 Ｐ の水 平 面 照 度Ezは,こ にお ける光 源ABの

の 円周上

中央 直下 の点 Ｑ の照 度

に等 しい の で あ るか ら,式(5・13)に よ って,

図5・14等

照度球

2Ω /2

Ez=πLsin

と して 計 算 す れ ば求 め られ る。  また,球 面 の 照 度Eω

もEzと

値 が 等 し くな る。 この よ うな等 照 度 球 の理 論 に

よ り,円 板 光 源 に よ る い か な る点 の照 度 も簡 単 に求 め られ る。 (３)球

形 光 源 に よ る照 度

この 場 合 も図5・15の

よ うに,立 体 角投 射 の 法

則を利用すればよい。   Seを

球 形 光 源 と し,P,q,γ,d,θ,α,

S0,Sを

それ ぞれ 図 に示 さ れ て い る よ

う に と り,Ｐ

を 頂点 と して光 源 に接 す

る 円 す い を 作 れ ば,そ は,接

点ABを

の 円す い の底 面

円 周 とす る 円 と な る

(そ の 半 径 を ｑ とす る)。 従 っ て,球 源Seに ABを

光

よ っ て 切 り と ら れ る 面 積 は, 円周 とす る 円に よ って 切 りと ら 図5・15

れ る 面 積S0と

等 し い 。ABを

す る 円 の 面 積 をS′

球形光源の立体角投射

円周 と

とす る と, S′=πq2で,

S′/S0=P2,

ま たP/q=d/γ

か ら,

(5・15)

  従 っ て,S=π 光 度 を

γ2cosθ/d2と

Ｉ と す れ ば,I=π

な り,求

γ2Lで

め る 照 度 はE=π

γ2Lcosθ/d2で,光

源 の

あ る か ら,

E=Icosθ/d2

 (5・16)

とな り,点 光 源 の式 と全 く等 し くな る。 つ ま り光 源 が 縮 小 して,中 心 に集 ま っ た 場 合 と照 度 は等 しい とい う ことで あ る。 例 え ば,電 球 を 球形 乳 白 グ ロー ブで 包 ん だ場 合 に,照 度 は グ ロー ブ の直 径 に無 関 係 と な る。 (４)直

線 光 源 に よ る照 度

これ も点 光 源 と同 じ く真 の線 とい う意 味 で は な

く,距 離 に比 べ て 細 長 い光 源 と い う意 味 で,蛍 光 ラ ンプ な どは これ に入 る。 図5 ・16に お いて,ｌ を光 源 の長 さ,Ｉ を単 位 長 当 た りの光 度(直 角 な方 向の 光 度)

図5・16

と し,光 源 の 微 小 長 さ をdlと dlで,こ

す れ ば,こ

のdlの

Ｐ の 方 向 へ の 光 度 はIθ=Icos

れ に よ る軸 方 向へ の 法線 照度 は dEn=Iθcosθ/r2=Icos2θdl/r2

と な る 。 従 っ て,光

源 長 ｌに よ る照 度 は

(5・17)

ま た, Ez=Encosδ

Ex=Ensinδ Enをh,d,lで

}

 (5・18)

表 せ ば

(5・19)

と な る 。 次 に,dlに

-θ)dl/r2で

よ る 照度EyはdEy=Icosθcos (π/ 2

,光

源 長

ｌ

に よ る照 度 は

(5・20)

 こ の 式 は,蛍 式(5・17)に

光 灯 を 鉛 直 に 点 灯 した 場 合 の 水 平 面 照 度 の 計 算 に 利 用 さ れ る 。 お い て,Ｐ

sinα=1,cosα=0と I/ En= ･π 2p と な り,照 <注>計

/ 2

た は ｌ が 大 き く な る と,

=πI/  (5・21)

4p

度 は距 離 に反 比 例 す る。 算 式 の 中 に角 度 の度 数 が あ った ら,こ れ らはす べ て ラ ジ ア ンに直 して 計 算 す

る。 す なわ ち,180ﾟ=π (５)長

が 非 常 に 小 さ くな る か,ま

な り,

と して計 算 す れ ば よ い。

方 形 光 源 に よ る照 度

下 の 点 の 照 度 は,次

図5・17の

よ うな 水平 の 長方 形 光 源 の 隅 の直

の式 で示 され る。

(5・22)

(5・23)

点 Ｐ が 頂 点 の 直 下 に な い と き は(図5・18),

図5・17

図5・18

Ez=E(OFAG)+E(OECH)-E(OFBH)-E(OEDG) と す れ ば よ い 。 こ こ にE(OFAG)と

い う の は,OFAGの

４点 に 囲 ま れ た 仮 想 長

方 形 光 源 に よ る 照 度 で あ る。 <注>試

み に,こ の式 を利 用 して 図5・19の

よ うな窓 の 光 に よ る机上 の 照 度 を 求 め て

み よ う。

図5・19

 こ の 窓 は 透 明 ガ ラ ス で,曇 に よ っ て,空

天 の 日 と す る 。 地 上 の 照 度 を30000lxと

の 輝 度 は30000/π

≒9550〔cd/㎡

が,実 は ガ ラ ス の 吸 収 が あ る の で,こ 〔cd/㎡ 〕 と な る 。 そ こ で,式(5・23)を

れ を10%と

す る と ,式(5・3)

〕 と な る 。 こ れ が 窓 か ら見 え る の で あ る す る と,窓

の 輝 度 は9550×0.9≒8600

応 用 し て,z=1.5,x=1.0,y=2.0と

おけば

こ こ に,

こ れ ら の 角 を ラ ジ ア ン に 直 す と,33.7°=0.588,21.8ﾟ=0.380と

とな る。

な り,

〔３〕 平 均照 度 の 計算  一 つ の 室 内 また は屋 外 の あ る範 囲 内 の平 均 照 度 を 求 め る に は,そ の 内の １点 １ 点 につ いて 前 記 の 計 算 を して,そ の平 均 を求 め て も よ い わ けで あ るが,そ れ で は あ ま りに も面 倒 なの で,一 般 には,求 め る範 囲 内 に落 ち る光 束 を計 算 して,そ れ を面 積 で 割 る方 法 を と る。 この方 法 は,照 明 設 計 の 項 で 述 べ るの で,こ

こで は省

略 して お く。 〔４〕 相 (１)相

互

反

射

互反射の意味

室 内 の あ る １点 の 照 度 は,以 上 述 べ た 方 法 に よ っ て

求 めた 値 よ りも 実際 に は幾 分 高 い 。 そ れ は壁,天 井 な どか ら反 射 され て 来 る光 が 加 わ るた め で あ る。 また,床 に落 ちた光 が そ こか ら反 射 され て,壁,天

井に当た

り,更 に ま た反 射 して 床 に来 る とい うよ うに,相 互 の反 射 を 無 限 に繰 り返 え す わ けで あ る。 この 相 互 反 射 が どの く らい にな るか を調 べ て 見 よ う。 (２)球

面 内 の相 互 反 射

内面 が 完 全 拡 散 反 射 面 で あ る球 に Φ 〔lm〕の光 束 を

有 す る光 源 が あ る とす る。内 面 の 反 射率 を ρ,球の 直 径 をD〔m〕

とす る と,球 の

内面 が第 １回 に受 け る光 束 は Φ 〔lm〕で あ るが,こ れ が Φρ だ け反 射 され,そ れ が 第 ２回 に 内面 に落 ち る。 そ れ が ま た Φρ2だ け 反 射 さ れ,こ

う した 無 限 の反 射

を繰 り返 して行 くので あ るか ら,結 局,球 の 内面 で 受 け る総 光 束 Φ｡は, Φ｡=Φ+Φ

ρ+Φ ρ2+Φ ρ3+…

=Φ(1+ρ+ρ2+ρ3+…

…

…)

=Φ/(1-ρ)

と な る 。 従 っ て,球

 (5・24)

面 内の 平 均 照 度

Ｅ は,

E=Φ｡/(1-ρ)πD2〔lx〕

 (5・25)

と な る。 (３)相

対 す る面 の 相 互反 射

広 い ２平 面 が 相 対 して い る 場 合,例 え ば,広 い

事 務 室 や 大 広 間 の天 井 と床 の よ うな場 合 に も,前 例 と同 様 に 相 互 反 射 の影 響 は相 当強 い 。  広 い部屋 の 中 央 が 大 きい 天 窓 に な って,そ

こか ら Φ 〔lm〕の光 束 が 出て い る も

の とす る。 この 場 合,こ の光 束 は全 部 床 に 落 ち,更 に 天 井 と の 間 に 相互 反 射 を繰

り返 す 間 に,側 面 か ら外 に 出 る光 束 はな い もの と見 なす 。 そ う しな けれ ば計 算 は 難 し くな る。  室 の 面積 をA〔 ㎡ 〕 とす る と,床 に落 ちる光 束 は Φ 〔lm〕で あ るか ら,床 面 の 平 均 照 度 は Φ/A〔lx〕 と な る はず で あ る。 と ころ が,こ の 光 束 が 床 か ら反 射 され て 天 井 に 当 た り,更 に ま た反 射 さ れて 床 に来 る とい うよ うに して,無 限 に反 射 を 繰 り返 え す わ け で あ る。  そ こで,天 井(発 光 面 を も含 む)と 床 の反 射 率 を そ れ ぞ れ ρc,ρfと す る と, 結 局,床

に落 ち る総 光 束 Φ｡は, Φ｡=Φ+Φ

ρfρc+Ф

ρf2ρc2+Φ

ρf3ρc3+…

…

=Φ/(1-ρfρc）

と な る 。 従 っ て,床

の 照 度Efは

Ef=Φ/(1-ρfρc)A〔lx〕

 (5・26)

と な る 。 こ こ に,ρcを50%,ρfを30%と

す ると

Ef=Φ/0.85A

と な り,相

互 反 射 を 考 え な い 場 合 の1/0.85=1.176〔

 こ の 場 合,天

井 面 の 照 度 を 求 め る と,次

に 当 た る の は 第 １回 が

Φρfで,そ

倍 〕 とな る 。

の よ う に な る。 床 か ら の 反 射 光 で 天 井

れ が 床 に 反 射 さ れ,更

に天 井 に 当 た る の が

Φρf2ρc,こ う して 最 終 的 に は, Φ ρf(1+ρfρc+ρf2ρc2+ρf3ρc3+… =Φ

従 っ て,天

…)

ρf/(1-ρfρc)

井 の 照 度Ecは

Ec=Φ

ρf/(1-ρfρc)A〔lx〕

 床 と天 井 の照 度 比 を と れ ば,1:ρfと

 (5・27)

な る。 従 って,床 面 の 反 射 率 が 高 い と,

床 面 と天 井面 との 照 度 は あ ま り違 わ な くな る。  以 上 の こ と は,相 対 す る ２面 の距 離 に比 べ て 面 積 が非 常 に大 き い場 合 に だ け当 て は ま る ので,も

し,２ 面 の 距 離 が 面積 に比 べ て大 き く離 れて い る場 合 は,相 互

反 射 の影 響 は小 さ くな る。 (４)円

筒 内 の 相互 反 射

長 い拡 散 性 円筒 の 中 心 に直 線 光 源 が あ る場 合 を 考

え る と,こ の 場 合 は 円筒 が 直 径 に比 べ て 十 分 長 く,光 束 は全 部相 互 反 射 で 円 筒 内 に吸 収 され て しま って,両 端 か らは外 に 出な い も の とす れ ば,球 面 内 の場 合 と同 様 に考 え られ る。  円 筒 の直 径 をD〔m〕

と し,円 筒 の 単 位 長 につ い て 考 え,こ の光 束 を Φ 〔lm〕

とす れ ば,こ の 間 の 円筒 の 内面 に落 ち る光 束 は,直 射 光 と 反 射 光 と を合 わせ て 球 と同様 に Φ/(1-ρ)〔lm〕 と な る 。 従 っ て,円

筒 内 面 の照 度 は

Φ/(1-ρ)πD〔1x〕 と な り,球

 (5・28)

 (5・29)

の 場 合 と 同 じよ う で あ る 。

  〔５〕 透 明 体 の 透 過  以 上 の諸 計 算 は,空 中に お け る光 の吸 収 は な い もの と仮 定 した場 合 で あ るが,空 中 で も距 離 が 非 常 に長 い と,じ ん あ い な ど に よ る吸 収 を 受 け て光 度 が 減退 す る。 ま た,水 中 で は 短距 離で もこの 減 退が 特 に著 しい。  この透 明体 の透 過 率 を求 め る式 は,次 の よ うで あ る。 図 5・21に

図5・20

お い て,Ａ を ある透 明体 と し,そ の層 の 厚 さ を ｄ,

光 が点 Ｐか ら点 Ｑ まで 通 り抜 け る間 の透 過 率 を τd,層の単 位 長 当 た りの透 過 率 を τ1と す る と,次 式 の よ うに な る。 τd=

τ1d

表5・4空

 (5・30)

気層 および水層の透過率 (著者 測定)

図5・21透

明体 の透 過

第5章 (1)直

問

題

径 と高 さの等 しい 円筒 光 源 の最 大 光 度 の方 向 を求 め よ 。

〔 解 法 〕 輝 度 をL,高

さま た は直 径 をdと す れ ば,角

θ方 向 の光 度Ｉ は

で,こ れ が 極 大 に な る よ う な θを 求 め れ ば よ い 。                   (答  52°)   (2)40W白

色 蛍 光 ラ ンプ を水 平 に点 灯 した 場 合 に,そ の 中 心 直 下60cmの

面 照 度 を求 め よ。 た だ し,蛍 光 ラ ンプ の長 さ を120cm,光 〔 解 法 〕 

束 を30001mと

の 式 を 用い る。蛍光 ラ ンプ の光 度 は光 束/π2で,こ

ら1m当

プ を5mの

れか

た りの光 度Iが 得 られ る。 こ う して求め た 値 を最 後 に2倍 す れ ば 求 め る

照 度 の 値 とな る。                                (3)道

所 の水 平 す る。

幅10mの

   

長 い 道 路 に全 面 ア ー ケ ー ドが あ り,そ の 中 央 に40W白

(答530lx) 色 蛍光 ラ ン

高 さに連 続 して 直 線 状 に 点 灯 して あ る 。 道 路 面 の平 均 照 度 な らび に 中心 の照 度

を 求 め よ 。 た だ し,ア ー ケ ー ドや 両 側 の店 舗 か らの反 射 は 無 視 す る もの とす る。   〔 解法〕   この 断 面 は 図5・22の

よ う にな る。平 均 照

度 を 求 め るに は,こ の光 源 の光 束 中 何%が 道 路面 に投 ぜ られ るか を 求 め て面 積 で 割 れ ば よ く,ま た 中心 の照 度 は長 い 直 線 光 源 と して 計 算 す れ ば よ い。                             (答   62lx, 72lx)   (4)前 5m奥

間 の蛍 光 ラ ン プが,ア

図5・22

ーケ ー ドの入 口か ら

に入 った点 の直 上 か ら連 続 点灯 され て い る と した ら,ア ー ケ ー ド入 口 の 中央 点 の 照

度 は ど の く らいか 。  〔 解 法 〕 蛍 光 ラ ンプ が 入 口 ま で5m延 れ か ら,そ の5mの

長 して 点 灯 され て い る もの と仮定 して 計 算 し,そ

仮 想 光 源 に よ る照 度 を 求め て 差 し引 きす れ ば よい 。

                                                                    (答71x)   (5)広

い室 の 中央 に直 径8mの

天 窓 が あ り,そ の上 側 は 昼 光 に よ って300001xの

度 に照 され て い る。 天 窓 中 央 直下 の床 上 の点 の照 度 を 求 め よ 。 た だ し,天 井 の 高 さ4m, 天 窓 の透 過 率50%,壁,天   (6)前

井 な どの反 射 の影 響 は無 視 す る も の とす る。   (答 75001x)

記 の室 に お い て,中 央 よ り5m離

 〔 解法〕   等 照 度球 を 利 用す れ ば よい 。

れ た 点 の 照度 を求 め よ。

照

(7)直

径30cmの

球 形 グ ロ ーブ に 電球 を入 れ て 床 上1mの

直 下 の 床 面 の 照 度 は1001xで (a)グ

ロー ブ の下 半 面 の輝 度 は どの く らい か。

(b)グ

ロ ー ブを 直 径35cmの

(8)高

さh〔m〕

(答1410cd/m2)

もの と代 え た ら,照 度 は ど う な るか 。

の灯 柱 上 の 上 に,蛍 光 ラ ンプ を鉛 直 に点 灯 した 場 合,柱

上 の照 度 の 最 大 の 点 ま で の 距 離d〔m〕 (9)一

高 さ に点 灯 した ら,そ の

あ った 。 この 場 合,

を求 め よ。

の 根 元 か ら地

(答d=h/√

′3「)

つ の光 源 が あ る。 そ の 地 上 直 下 の 点 か らd〔m〕 隔 て た 地 上 の点Pの 水 平 面 照 度

を 最 大 に す る に は,光 源 の高 さを ど の よ うに とれ ば よい か 。 た だ し,光 源 は点 光 源 と し, 形 は球,平

板,直 線 の3種 の 場 合 に つ い て,そ れ ぞ れ求 め よ。

〔 解 法 〕 お の お のの 場 合 に お け る点Pの

水 平 面 照度 の式 を 出 し,そ れ が 極 大 に な る よ う

な値 を 求 め れ ば よい 。 この 場 合,照 度 の 式 はdと

θ とで 出 した 方 が 計 算 が楽 で あ

る。 (答 球 形 光 源 の場 合h=d/va,平

板 光 源 の場 合h=d,直

(10)間

広 い 室 の 天 井 が縦 横 お の お の4mの

口,奥 行 お の お の20mの

線光 線 の 場 合h=d/√!3) 天 窓 に な って い

る 。 この天 窓 の上 面 は,300001xの

照 度 に照 され て い る。 天 窓 並 び に そ の周 囲 の天 井 の反

射 率 を50%,床

窓 の透 過 率 を50%と

の反 射 率 を30%,天

した ら,床 の平 均 照 度 は ど の く

らい に な るか。 た だ し,相 互反 射 の 光 束 は 側面 に は 出な い もの とす る。 (11)下

方へ の光 度 が1000cdの

(答710tX)

電 球 を水 面 す れ す れ に水 中 で点 灯 した 時,水 面 下im

ご との 照 度 は ど うな るか 。 た だ し,水 の透 過 率 を0.5/mと

す る。

〔 解 答 〕 これ は 逆2乗 の法 則 に よ る 照度 の計 算 値 に,そ こ ま で の水 の透 過 率 を 乗 ず れ ば よ い。 (12)中

心光 度1億cdの

大 探 照 灯 を も って,1kmの

距 離 に あ る 白色 板 を 照 した 場 合

に,探 照 灯 の そ ば か ら見 た 白色 板 の見 掛 け の輝 度 は どの く ら い か 。 た だ し,空 気 の透 過 率 を0.8,白

色 板 の反 射 率 を80%と

す る。

〔 解 答 〕 白 色 板 の 照 度 を 計 算 し,そ れ か ら輝 度 を 求 め る。 見 掛 け の輝 度 は,そ れ に透 過 率 を 再 び 乗 じた もの とな る。

(答16.2cd/m2)

第 ６章

 6・1天

然

昼

光

照

明

の 光 源

  〔１〕 光 源 の 種 類  電 灯 は,わ れ わ れ人 類 が こ し らえ た人 工 光 源 で あ るが,こ の 他 に 天 然 自 然 に光 を 出す ものが た くさん あ る。 この 天 然 の光 源 の一 番 大 きい もの は太 陽 で,わ れ わ れ人 類 は,こ の 太 陽 の光 の下 に生 活 して い る。  太 陽 が沈 ん で 夜 に な る と,色 々な 天 然 の 明 りが 出て 来 る。 そ の 一 つ は 月 で あ る。 ま た無 数 の 星 の 光 も眺 め られ る。 北 の 方 へ行 く と北 極 光 が あ り,ま

た夜光

虫,発 光 バ ク テ リヤ,蛍 の よ うな もの まで,そ の 種類 は なか なか 多 い。 しか しな が ら,わ れ われ が 照 明 用 の光 源 と して 研 究 す る もの は,太 陽 だ けで あ る。   〔２〕 太 陽 の 運 行  地 球 が 太 陽 の 周 囲 を 回 転 す る 際 に,そ 23.5度

の 回 転 す る 軌 道 に 対 し て,地

傾 い て い る 。 そ の た め に,春,夏,秋,冬

1は 北 半 球 の 夏 至,す が 北 緯23.5度

な わ ち ６月22日

の 四 季 の 変 化 が 生 じ る 。 図6・

の 状 態 を 示 した も の で,こ

の 真 上 に 来 る。

図6・1北

球の軸 は

半球の夏至

の 日に は 太 陽

 そ して,高

緯 度 の 土 地 ほ ど 昼 間 が 長 く な り,夜

に な る と 夜 が な くな り,太

よ り北 へ30度

緯66.5度

の 日 は 北 緯35度

回 っ た 地 点 と な り,正

っ た と こ ろ ま で 昇 る の で,南

以北

陽 は終 日頭 上 を ぐる ぐる 回 って い る だ けで あ る。

 ま た 南 半 球 で は 夜 が 長 く,南 と は で き な い 。 な お,こ

が 短 い 。 そ して,66.5度

以 南 で は 終 日 夜 と な り,太 の 土 地 で は,日

午 に は,天

の 出,日

陽を見る こ

没 と も東 西線

頂 か ら わ ず か11.5度

南 へ片 寄

側 の 窓 か ら も ほ と ん ど 日 光 は 入 射 しな い 。

 夏 至 を過 ぎ る と,日 の 出,日 没 の 地点 も東 西 へ 移動 し,9月23日

の秋 分 にな

る と,日 の 出 は真 東,日 没 は 真 西 とな る。 秋 分 を 過 ぎる と,太 陽 は 次第 に南 へ 傾 き12月22日

の冬 至 に な る と,日 の 出,日 没 は南 方30度

太陽 の 高 度 もわ ず か31.5度

の 地 点 とな り,正 午 の

しか上 が らな い 。 そ の代 わ り,南 側 の窓 か らは最 も

よ く日が 入 り,影 の 長 さ もそ の 物体 の高 さの1.6倍

に及 ぶ 。 この 日 南半 球 は一 番

昼が 長 く,夏 の気 候 と な る。 冬 至 を 過 ぎ る と,太 陽 は再 び もと に戻 り,春 分 で は 秋分 と全 く同 じ運 行 を して,次 いで 夏 至 に戻 る。 <注>日

の 出,日 没 は 太 陽 の上 端 が 出没 す る時 刻 を 指 す 。 ま た,春 分 と秋 分 の 日は昼

の方 が 夜 よ り数 分 長 い。

  〔３〕 昼 光 の 照 度  地 球 位 置 で の大 気 圏外 の法 線 照 度(日 光 定 数 とい う)は133800lxで 昼光 に よ る地 上 の 水 平 面 照 度 の 値 は大 体,表6・1の 表6・1昼

 な お,各 に な る が,こ

月 の22日

よ っ て 多 少 の 違 い は免 れ な い 。  〔 ４〕 昼

光

よ うで あ る。

光 に よ る照 度

の 快 晴 の 日 の １ 日 中 の 照 度 変 化 は,お

れ は 大 体 の 値 で,ご

率

あ るが,

み の 多 少 と か,季

よ そ 図6・2の

よう

節 に よ る水 蒸 気 の影 響 な どに

図6・2 

１日 中の 照 度 変 化(ロ

ー マ 数字 は月 を示 す)

 太 陽 の直 射 光 を 除 いて,天 空 光 によ るあ る場 所 の照 度 をE〔lx〕 と し,そ の場 所 に 対 し,光 を遮 ぎ る屋 根 とか 樹 木 な どを 除 い た と 仮 定 した場 合 の 照 度 をE0〔lx〕 とす る と,E/E0を 図6・3は

この点 の昼 光 率 と い う。

あ る部 屋 の 窓 か らの 昼 光 に よ る

等 昼 光 率 曲 線 を 示 した も の で,例 え ば,0.25 線 上 の 点 の 照 度 は,そ

の時の全天空による

屋 外 の 障 害 物 の な い 点 の 照 度 の0.25で る,と

あ

を示 す 。

  〔５〕 昼 光 の 採 光  (１)窓

の効罪

一 般 の建 物 で 窓 を大

き く とれ ば 明 る く な る が,そ

の 反 面,次

図6・3等

昼光率曲線

の よ う な 欠 点 も生 じて く る 。

(ａ)室

内の 気 温 の 変 化 が 著 し くな る。

(ｂ)窓

ガ ラス の掃 除 費 が 増 加 す る。

(ｃ)冬

の 暖 房 費 な らび に夏 の 冷 房 費 が増 え る。

(ｄ)工

場 な どで は,心 理 上 外 部 の影 響 を 受 けや す い 。

 (ｅ)百

貨 店 な ど で は,商 品 の 陳 列 面 積 が 減 る。

 この よ うな 理 由 に よ り,最 近,人 工 照 明 の進 歩 に つ れ て,百 貨 店 や工 場 な どで は,窓 の な い建 物 も出現 して い る。  しか し,事 務 所,大

レス トラ ン,住 宅 な ど で は気 分 の点 か ら窓 を大 き くす る こ

と も最 近 の 傾 向 で あ る。  (２)室

内 の仕 上 げ

室 内 の 照度 は,窓 際 が明 る く,奥 の 方 は暗 い。 この 明

る さの 比 は窓 が低 い ほ ど,ま た 天 井 の反 射 率 が 低 い ほ ど大 き くな る。 従 って,大 き い部 屋 で は,こ の比 を 小 さ くす る た め,天 井 は な るべ く反 射 率 を高 く し,窓 は 天 井 に 接 す る く らい高 くと りた い。  (３)高

層 集 団 住 宅 の採 光

アパ ー トま た は マ ンシ ョ ンな ど とい われ る高 層

集 団 住宅 の 向 き を,図6・4(ａ)の

よ うに 東 西 に細 長 く した 場 合 と,図(ｂ)の

よ

うに 南北 に 長 く した 場 合 とで は,利 害 得 失 が 反 対 に な る。  図(ａ)の 場 合 は居 室 が 皆南 面 し,冬 暖 か くて 夏 涼 し く快 適 で あ る が,各 棟 の間 隔 を建 物 の高 さの1.6倍 以 上 に しない と,冬 至 の 日 に陽 が 終 日当 た らな い部 屋 が で き る。 ま た,一 番 北 側 の棟 の北 が 日陰 に な って 日照 権 問題 が起 きや す い。  図(ｂ)の 場 合 は,日 の 当 た る の は半 日だ けで あ るが,各 棟 の間 隔 を狭 く して も 必 ず部 屋 に 日 の 当た る時 が あ る し,北 側 の 住 宅 に 一 日中,陰 を作 る,と も な い。 ま た この建 て 方 で は通 路 を 中心 に して,両 側 に部 屋 を とる,と が で きて,１ 戸 当 た りの 建 設 費 が 安 くな る。 わが 国 で は,図(ａ)の

よ うな建 て 方 が 好 ま れ るが,北

(ｂ)

(ａ)

図6・4集

団 住 宅 の配 置

欧 な ど で は,冬

の 日 陰 が 長 く な る の で,図(ａ)の

き く し な け れ ば な ら な い の で,図(ｂ)の

第 ６章  (１)曇

天 の 日の 屋外 の 照度 が30000lxの

よ う に す る と,各

よ う に 建 て る,と

問

棟 の 間 隔 を大

も行 わ れ て い る 。

題

時,室 内 の あ る点 の 照 度 が3000lxで

あっ

た とす る と,そ の点 の昼 光 率 は どの く らい か。  (２)野

原 に 白壁 の家 が あ る。 曇 天 の 日の水 平 面 照 度 が30000lxの

時,壁 の 輝度 は どの

く らい に な る か。 ま た,壁 と天 空 との 輝度 比 は どの く らい か。 た だ し,壁 の反 射 率 を70% と し,天 空 の輝 度 は一 様 な もの とす る。   〔解法 〕 白壁 は天 空 の半 分 か ら照 ら され て い る こ と にな るの で,そ の 照 度 は15000lxで あ る。 こ れ か ら輝 度 を 計 算 す れ ば よ い。 ま た,水 平 面 照度 は 天空 の光 束 発 散 度 と 値 が 等 しい か ら,天 空 の 輝 度 も求 め られ る。  (３)赤

道 に お い て,水 平 面 照 度 の 最 も高 い 時 は,何 月 何 日で あ るか。

 (４)建

物 の北 窓 が真 北 に直 面 して い る とす る と,そ れ に 陽 の 当 た る,と が あ る のは １

年 中 で い つ で あ るか 。

第 ７章

  7・1目   〔１〕 視

の

機

照 明 の 生 理 と心 理

能

覚

 光 が 目に入 り,網 膜 に 当 た る と光 の感 覚 を生 じる。 図7・1は 示 した もの で,光 が 角膜 に 当 た る と,そ

目 の水 平 断 面 を

こ を 通 し て ど う(瞳)孔

よ り内 部 に入

り,水 晶体 で屈 折 され て 網 膜 上 に焦 点 を結 ぶ 。 そ れ に よ って物 体 を 認 識 で き るの で あ る。  物 体 の距 離 が 違 え ば 焦 点 の 位 置 も異 な るが,水 晶体 の厚 さ を加 減 す る こ とに よ って,常 に焦 点 の 位 置を 網 膜 上 に も って 来 るよ うに調 節 して い る。  しか し,目 の奥 行 が 特 に長 か った り, 水 晶体 が厚 くな り過 ぎた り して い る と, 遠 方 か らの光 に対 して は 調 節 力 が 及 ば ず 焦点 が網 膜 の前 方 に 結 ぶ 。 これ が 近 視 眼 で,凹

レ ンズ で 補 って 焦 点 距 離 を 延 ば

す。 ま た奥 行 が 短 す ぎる と,近 い 物 体 か 図7・1目

の水 平 断面

らの光 に対 して 調 節 しきれ な くな る。 こ れ が遠 視 眼 で 凸 レ ンズ で補 う。 ま た大 体40歳

以 上 に な る と,水 晶 体 の 調 節 力 が

に ぶ くな り,あ る程 度 厚 さを 増 す,と が で き に く くな るの で,近 い 物 が は っ き り 見 え な くな る。 これ が 老 眼 で,遠 視 眼 と同様 に 凸 レ ンズ で 補 う。  目 に 当た る光 が 強 い と き は,ど

う孔 が 縮 ま って 入 る量 を 調 節 す る 。 ま た光 が 弱

い と き,す な わ ち暗 い と き は ど う孔 が広 が って,な

るべ く多 くの光 を 目の 中 に入

れ る よ うに す る。 ビタ ミ ンＡ が不 足 す る と,こ の 作用 が に ぶ って暗 い所 で は 見 え

な く な る 。 これ が 鳥 目 で あ る 。   〔２〕

視

力 と 照 明

  視 力 と は,目

が 物 の 形 を は っ き り認 め る 能 力 で あ る 。 こ の 視 力 を 表 す に は,視

角 １分 の もの を 見 分 け る 能 力 を1.0と   図7・2の

よ う に,5mの

れ1.5mmの

す る。

距 離 か ら直 径7.5mmで,切

ラ ン ドル ト環 の 切 れ 目 が,ち

れ目および幅がそれ ぞ

ょ う ど こ の 視 角 １分 に 相 当 す る の で,

これ を も って 視 力 試験 をす る。

図7・2ラ

ン ドル ト環 に よ る 視 力1.0の

条件

 す な わ ち,視 力 表 の 上 に,こ の よ うな形 を大 小 た くさん 書 いて お いて,そ の ど れ ま で見 分 け られ るか とい う こ とに よ って,視 力が 幾 らか とい う こ とを 決 め る の で あ る。  一般 に,日 本 人 の 視 力 は,目 の よ い人 で1.2∼1.5程

度 で あ る 。 しか し,視 力

は 照 明 に よ って 非 常 に変 わ る もの で,そ の 関係 は図7・3に

示 され て い る通 りで

あ る。   〔３〕 照 明 と作業 能 率  照明 が 作 業 能 率 に影響 す る こ とは 当 然で,一 般 に明 るい ほ ど能 率 は増 進 す る。 そ れ は,明 る けれ ば 視 力 が良 くな る と と もに,気 分 も明 朗 に な って 作 業 に励 む た め で もあ る。   〔４〕 照 明 と 疲 労  目が 疲 れ る と,ひ いて は身 体 も疲 れ る こと は よ く経 験 す る。 目 の疲 労 も照 明 に 関係 が あ る こ と は当 然で あ る。 目 の疲 れ を 促 進 す る 照 明 に は,次 の よ うな もの が あ る。  (ａ)照

度 が低 い場 合

暗 けれ ば 視 力 が低 下 す るか ら,そ れ を む りに 見 よ う

図7・3照

度 と視 力

と努 力 す れ ば,目 が 疲 れ るの は当 然 で あ る。  (ｂ)ま

ぶ しい光 や 作 業 面 に まぶ しい反 射 面 が あ る場 合

これ は例 えば,ア

ー ト紙 の よ うに光 沢 の あ る紙 の 本 を 読 む時 ,電 灯 との 角度 に よ って は,紙 が 光 る こと が あ る。 この よ うな場 合 は 目が 疲 れ る。  (ｃ)作

業 箇 所 だ けが 明 る く,周 囲 が 暗 い か,ま た は そ の逆 で あ る場 合

 (ｄ)照

度 が激 し く変 化 す る場 合

これ は普 通 に は あ ま りな い が,車 内で 読

書 して い た りす る場 合 に,窓 の 外 の 樹 木,そ の他 の影 響 で 照 度 が変 化す る。 こ う い う場 合 も目 が疲 れ る。 〔５〕 光 線 に よ る 目 の障 害  光 線 に よ る 目 の障 害 も非 常 に多 い が,こ れ は 注 意 さ えす れ ば,避 け られ る もの で あ る。 紫 外 線 の うち 遠紫 外 線 は角 膜 で ほ とん ど 吸収 され る の で,角 膜 に は損 傷 を与 え る が,内 部 は無 事 で あ る。 可 視光 線 や 赤外 線 は網 膜 に達 す る ので,輝 度 が 高 い光 源 が あ る と,網 膜 の一 部 に強 い刺 激 を与 え る。  赤 外 線 に よ る水 晶体 の混 濁,す な わ ち 白 内障 は一 種 の職 業 病 と して 知 られ て お り,ガ ラ ス,鍛 冶 工 な ど に見 い 出 され る。 す な わ ち,多 年 にわ た って 多 量 の 赤 外

表7・1光

に よ る 目の 損 傷

線 に 接 して い る も の に 起 こ る 。   表7・1は,光

線 に よ る 目の 損傷 を列 記 した もので あ る。

第 ７章  問

(１)急 な いが,明 (２)暗

題

に 暗 い と ころ に 入 る と,ど う孔 がす ぐ大 き くな ら な い で,し

ば ら くは よ く見 え

るい と こ ろに 出 た 時 は す ぐど う孔 が縮 む。 これ は ど うい う理 由で あ ろ うか 。 い 部 屋 で 視 力 を 試 験 す る時,視 力表 を特 に照 明 し よ う と し た ら,ど の よ うな 注

意が 必 要 で あ ろ うか 。 (３)勉

強 机 の 照 明 に 卓 上 スタ ン ドを使 うと した ら,ど の よ うな 注 意 が 必 要 で あ ろ うか 。

第 ８章  色 彩

8・1色

の

表

示

  色 の 種 類 は 非 常 に 多 い 。 昔 か ら 赤,青 色,と

き 色 な ど,色

と 照 明

な ど の 原 色 名 の ほ か に,え

々 な 名 前 が た く さ ん つ け ら れ て い る が,こ

数 多 い 色 の 全 部 は 到 底 表 し き れ な い し,ま

た,人

ん じ色,空

う い う名 前 で は,

に よ っ て 感 覚 も違 うの で 不 正 確

で もあ る。

 そ こで,こ れ らた くさん の 色 を 系統 的 に分 類 し,数 字 を もって 示 す とか,あ い は そ の他 の方 法 で 正 確 に示 す こ とが行 わ れ て い る。 そ うで な けれ ば,例

る

えば,

製 品 の 色 を指 定 した りす る時 に,間 違 いが 起 こ った りす る こ と もあ り得 る ので あ る。 これ らの色 の表 示 法 に,次 の よ うな 色 々 の 方式 が あ る。 〔１〕 マ ンセ ル表 色 系  これ は色 を色 相,明 度,彩 度 の ３要 素 に 分類 し,そ れ ら ３要 素 の組 合 せ に よ っ

図8・1色

相

環

て 表 示 す る もの で あ る。  (１)色

相

よ う に,ま

ず10種

 しか し,こ さ ら に10等

こ れ は 赤 と か 青 と か い う色 の 種 類 の 区 分 で,こ

れ を 図8・1の

類 に 分 け る。

の10種

の 色 だ け で は ま だ 不 十 分 な の で,こ

分 して,符

意 味 す る が,10Rと

れ らの一 つ ず つ の色 を

号 を も っ て 表 す こ と に す る 。 例 え ば,5Rと

す れ ば真 赤 を

な る と赤 か ら よ ほ ど 黄 赤 に 近 い 色 と な る 。 実 際 に は,こ

字 の う ち,2.5,5,7.5,10の

４種 だ け を と る の が 普 通 で あ る 。 こ れ で40種

の数 類の

色 相 の 区 別 が 得 られ た 。  な お,こ (Neutral

の ほ か に 白 と か 黒 と か い う よ う な 色 彩 の な い 無 彩 色 も あ り,こ Colorの

 <注>色

意 味)で

は ２字 で あ るか ら,赤 黄 で な く黄 赤 とす る。 また 英 語 で は,図8・

1に お い て,時 計 式(右

 (２)明

示 され る。

相 の名 前 の う ち,２ 字 の もの は,カ ナで 書 いた 場 合 に短 い 方 を 前 に す る 。 例

え ば,黄 は １字,赤

Greenが

れ はN

まわ り)に 考 え た場 合 に先 の色 を前 にす る。 例 え ば,黄 緑 で は

先 で,Yellowが

度

後 だ か らGYと

す る。

同 じ色 相 の 色 で も,薄 い明 る い 色 も あ れ ば,濃 い暗 い 色 もあ

る。 そ こで,光 を全 然反 射 しな い最 も暗 い もの を ０,光 の全 部 を反 射 す る最 も明 る い もの を10と

し,そ の 中間 を19段

階 に分 け て,こ れ を明 度 と い う。 明度 は

当 然反 射 率 に 関係 す る もの で,こ の 数値 関係 は表8・1の  と こ ろ で,白

は 明 度10,黒

表8・1反

は 明 度 ０で,そ

よ うで あ る。

の 中 間 は 灰 と い う 。 こ の 灰 に も段 階

射 率 と 明度 との 関 係(著

者 修 正)

〔注 〕 マ ンセ ル の原 表 は,酸 化 マ グ ネ シ ウ ムの 反 射 率 を100%と して全 部 の反 射 率 が 示 され て あ る ので,表8・1は これ らに 酸 化 マ グ ネ シ ウ ムの 反 射 率 の0.975を 掛 けて,普 通 の 意 味 の 反射 率 に修 正 し た も ので あ る。

が あ る わ け で,例

え ば,普

で あ る か ら,N6と  (３)彩

通 の コ ン ク リ ー ト壁 の 色 は 反 射 率30%ぐ

書 く。

度

同 じ明 度 の 色 で も,く

さ え 方 を 彩 度 と い う 。 同 じ赤 で も,日 い 。 一 般 に,ス  し か し,彩

らい の灰 色

す ん だ 色 と さ え た色 とが あ る。 この色 の

の 丸 の 旗 の 赤 は 彩 度 が 高 く,小

豆 の 赤 は低

ペ ク トル の 色 は 非 常 に 彩 度 が 高 い 。

度 は 明 度 の よ う に 段 階 が11と

決 ま っ て お らず,色

に よ って 段 階 の

数 が 違 う。 そ れ は 色 に よ っ て 段 階 が た く さ ん つ け ら れ な い も の が あ る か ら で あ る 。 例 え ば,青

は １か ら ６ ま で,赤

は １か ら16ま

で に 区別 され て い る。 こ の う

ち数 字 の 多 い ほ ど彩 度 が 高 い の で あ る。  以 上 述 べ た 色 相,明 で き る が,こ

度,彩

れ を 記 す に は,色

書 く。 例 え ば,日

〔２〕CIE色

際 照 明 委 員 会)で

 こ れ は 赤,緑,青

も の で,例

相 だ け で 明 度,彩

ンセル 表 色 系 と と もに広 く

度 は表 せ な い。

を ｘ,緑 を ｙ,青 を ｚ と し,x+y+z

色 の 割 合 を 以 っ て 表 示 す る の で あ る 。 表8・2は

え ば,100W電

表8・2各

あ る か ら,z=1 が非 常

に少 な い ことが 示 され て い る。

 こ れ を 図 に よ っ て 示 せ ば 図8・2の れ をCIE色

そ の数 例 を示 した

球 の 光 色 は

.456+0.407)=0.144で,青

う で,こ

に斜 線 を 引 いて 彩 度 を

らいで あ ろ う。

定 め た も の で,マ

の ３原 色 を 仮 定 し,赤

x=0.456,y=0.407で -(0

に 明 度,次

度 に よ る 表色

用 い ら れ て い る 。 た だ し,色

し て ,各

相 を 最 初 に,次

の 丸 の 旗 の 赤 丸 は,5R5/10ぐ

 こ れ はCIE(国

=1と

度 の ３種 類 の 分 類 で 多 く の 色 を 数 値 で 決 め る こ と が

よ

度 図 また は 色 の ３

角 形 と い う。

 この ３角形 の太 い線 はス ペ ク トル の 色 を示 し,色 は波 長 で 示 さ れ て い る。 ま た,中 央 の点 Ｅ を通 って い る太 い線 は, 黒 体 の温 度 と 色 度 と の 関 係 を示 す 。

種光 源 の 色 度

図8・2CIE色

 ま た,Ｅ

はx=y=z=0.333の

度 図

完 全 な 白 色 で,こ

の 点 を 通 る 直 線 を 引 く と,そ

の 直 線 に よ って 切 られ る ３曲 線 上 の 色 は 互 い に 補 色 と な る 。 例 え ば,490nm(青 緑)と600nm(赤),ま

た450nm(青)と570nm(黄)な

どで あ る。

〔３〕 色 温 度 に よ る表 色  これ は 主 と して 光 源 の 光 色 を 表 す も の で,色 (p.32)の 〔４ 〕   赤,緑,青

項 で 説 明 さ れ て い る 。 表8・3は,色 ３

原

温 度 に つ い て は,蛍

光 体 と光 色

温 度 の 数 例 を 示 した も の で あ る 。

色

の ３色 光 の 割 合 を 変 え る と,ど

の よ う な 色 も得 られ る 。 ま た こ の ３

色 の割 合 を 適 当 にす る と 白色 光 とな る。 この よ うに色 光 を加 え る こ とを加 法混 色 と い い,そ  ま た,フ

の 赤,緑,青

を ３原 色 と い う。

ィル タ や 絵 の 具 も ３色 を 合 わ せ る こ と に よ っ て,す

べ て の色 が 得 られ

表8・3種 表8・3

る が,こ

種 々の光源の色温度 々 の光 源 の 色 温 度

の 場 合 は 割 合 を 適 当 に し て も,白

混 色 と い う。 こ の 場 合 の ３原 色 は,黄,赤

色 は 得 られ ず に 黒 と な る 。 これ を 減 法 紫(マ

ゼ ン タ),青

緑(シ

ア ン)と

な

る。

〔５〕 標

準

光

源

 物 体 の色 は,そ れ を照 明 す る光 の ス ペ ク トル に よ って 定 ま る。 従 って,光 色 を 決 めず に物 体 の色 を表 す こと はで きな い わ けで,厳 密 に色 彩 を表 示 す る に は,光 源 の光 色 を は っき り決 め な けれ ば な らな い。 そ の た め にCIEで

は,次 の ３種 の

標 準光 源 を定 め て い る。  (ａ)Ａ

光源

色 温 度2856Kに

点 灯 し た ガ ス 入 りタ ン グ ス テ ン電 球 で,電

光源

Ａ 光 源 に 規定 の仕 様 の ２種 の 溶 液 フ ィル タ を掛 けて6774Kの

球

光 の代 表 。

 (ｂ)Ｃ

黒 体 放 射 に近 似 させ た もの 。 曇 天光 の代 用 。  (ｃ)D65光

源

色 温 度 が6504KのCIE昼

光 で,こ れ に近 似 す る色 温 度 の

昼 光 の可 視 お よ び紫 外 波 長 域 の 特性 を 代表 す るが,ま だ 確 定 され て い な い。  普 通,物 体 の色 を 決 め る に は,こ の Ｃ光 源 の下 に お け る色 を い う。 8・2色

の

性

質

〔１〕 色 彩 の 効 果  (１)暖

冷感

赤 は火 を,青

赤 や黄 赤 は暖 か く,青 は冷 た い感 じを与 え る 。 恐 ら く赤や 黄

は 水 を 連 想す る ため で あ ろ う。 ま た 白,灰,黒

の 無 彩色 も冷 た い色

図8・3色

と 暖冷 感

で あ り,部 屋 の壁 を 白 く塗 る と冷 た い感 じに な る。 人 の 服 装 も夏 は 白色 が 多 いの は,熱 を受 け に くい と い うよ り も,む しろ心 理 上 の理 由で あ ろ う。 図8・3は, 色 と暖 冷 感 との 関係 を示 した もので あ る。  (２)大

小感

同 じ大 き さの もの で も,明 る い色 の もの は大 き く見 え る。 ま

た 明 度 は 同 じとす る と,黄 や 赤 は青 よ り 大 き く見 え る。 同 じ大 き さの 自動 車 で も,黒 い車 よ り黄 赤 の車 の方 が 大 き く見 え るの で,近 ご ろ は黒 いタ ク シ ー は少 な くな った。  (３)遠

近感

夜 の 火 事 を近 く感 じ,赤 い ネオ ン も近 く見 え る こ と は大 概 の

人 が経 験 して い よ う。 この よ うに赤,黄 赤 な ど波 長 の長 い色 は近 く見 え,波 長 の 短 い 青 は 遠 ざ か って 見 え る。 こ うい うわ け で,前 者 の よ うな 色 を 進 出 色,後 者 を 後 退色 と もい う。  自動 車 事 故 を防 ぐた め に,車 を赤 く塗 る とか,黄 色 の 旗 を もつ とか す るの は, そ れ らを近 く感 じ させ て,遠

くか ら用 心 させ る ため で あ る。

 この た め,低 い天 井 を高 く見 せ るに は薄 青 色 に塗 るの もよ い し,壁 を 暖 色系 の 色 で 塗 れ ば暖 か みが あ る代 わ りに部屋 は狭 く感 じ られ よ う。  (４)軽

重感

同 じ重 さ の も の で も,明

る い 色 の も の は 軽 く感 じ,濃

色 の も

の は 重 く感 じ る 。 白 い か ば ん や ハ ン ドバ ッグ が 軽 快 に 見 え る の も こ の た め で あ り,自 動 車 で も,ハ

イ ヤ ー や 自 家 用 車 に 黒 が 多 い の は,重

々 し く立派 に見 え る た

め で あ ろ う。

 (５)興

奮 と沈 静

赤 色 は神経 を興 奮 させ,青

は沈 静 させ る と い う こと も よ

く知 られ て い る。 学 校 の教 室 な ど も,壁 は低 学 年 級 で は生 徒 の気 分 を楽 し くす る た め に,ピ

ンクか ク リー ム色 また は黄 色 に近 い緑 と し,高 学 年 級 で は落 ち着 か せ

るた め に青 に近 い 緑 に す る とよ い。  (６)食

欲 増進 と減 退

赤 系 統 の色 は食 欲 を 増 進 させ,青 系 統 の 色 は 減退 さ

せ る。 ま た,彩 度 の高 い色 は低 い色 よ り増 進 させ る。 この た め,食 堂 な どで は な るべ く赤,黄 赤,黄 な どの色 を 巧 み に 利 用 す る と 客 の 食 欲 を 進 め て よ い 。 しか し,こ うい う色 を あ ま り面 積 を大 き く使 うと,落 ち着 きを 失 わ せ た り,興 奮 させ る恐 れ が あ る。  (７)色

の 認識 度

色 の認 識度 は,そ の 色 自身 と その 地 色 との 関 係 に よ って

決 ま る。 多 くの 実 験 の 結果 に よ る と,黒 地 に黄 が 最 も認 識 度 が 高 い と さ れ て い る。 踏 切 のバ ー な どに 黒 地 に黄 色 の しま が画 か れ て い る の は,こ の た め で あ る が,こ の 黄 は明 度 も彩 度 も高 い(例 えば,レ

モ ンイ エ ローの よ うな)も の で な け

れ ば 効 果 は な い。  (８)色 は青 緑,青

の 対比 な ど)と

図8・1に か,黄

お いて 互 い に相 対 す る色,例 え ば 赤 と緑(ま

と 青(ま

た は青 紫,紫

た

な ど)が 補 色 で,ま た 明 度 で

も,そ の値 の差 の多 い場 合,例 え ば 白 と 黒 も補 色 とな る。  この補 色 は互 い に強 め合 う効 果 が あ る。 例 え ば,外 科 の手 術 用 の シ ー ツを 青 色 にす るの は,視 力 を よ くす る効 果 の ほ か に,血 の色 を鮮 か に見 せ るた め で あ り, 黒 衣 の婦 人 が色 白 く見 え るの も補 色 の た めで あ る。 ま た,赤 い ネ クタ イ も茶 色 の 服 で は 引 き 立 た な いが,紺 の 服 の場 合 は鮮 か に 引 き立 って 見 え る。  わ れ わ れ の生 活 の色 々な 面 で,こ の補 色 を うま く利 用 す る と効 果 が 大 い に上 が るで あ ろ う。 〔２〕 色 光 線 と 色 彩  光 線 が物 体 に 当 た る と,そ の 物体 か らは光 線 を反 射 して くる。 物 体 に よ って は 赤 を 多 く反 射 す る もの もあ り,青 を 多 く反 射 す る もの もあ る。前 者 は赤 い 色 に, 後 者 は青 く見 え る。 赤 い物 体 に 赤 い 光 を 当 て れ ば,反 射 率 が 高 い か ら明 る く見 え,青 い光 を 当て れ ば 暗 くみ え る。 緑 の 木 の葉 に水 銀 灯 の光 を 当 て る と明 る く美 し く見 え るの は このた め で あ る。 〔３〕 色

順

応

 電 球 の光 は昼 間 の光 線 や蛍 光 灯 の 光 に 比 べ る と,黄 や 赤 の 成分 が多 い。 従 っ て,そ

うい う光 が 白 い紙 を照 す と,そ の 白紙 は黄 赤 色 に な るは ず で あ る。 と こ ろ

が,実 際 は 白い 紙 は依 然 と して 白 く,黄 赤 色 に は感 じな い 。 しか し,こ れ を 天 然 色 フ ィル ムで 写 す と黄 赤 色 に 写 る。 フ ィル ム は正 直 だ が,人 間 の 目 は光 線 の いか ん にか か わ らず,白

い もの は 白 い よ う に 見 え る。 この よ うな 現象 を色 順 応 と い

う。  この現 象 は,あ る光 線 の 下 で は 目は そ の光 に なれ て しま って,感 度 が にぶ る た め で あ る。 つ ま り黄 赤 色 の光 に対 す る感 度 が たぶ る ので,黄 赤 色 の もの を 白 く感 じて しま うの で あ る。 従 って,電 球 の光 の下 で は黄 色 の ものが 淡 黄 色 とな り,白 と 区別 が つ きに く くな る。  昼光 照 明 の 下 で は,快 晴 の 日の 日陰 で は 青 空光 の 青 い光 だ け を受 け る し,ま た 直 射 日光 の 下 や 曇天 の 日で は光 の 色 も違 うの で,顔 色 も違 って見 え る はず で あ る が,実 際 に は,顔 色 の変 化 は認 識 され な い 。 これ も色順 応 の た めで あ る。 〔４〕 演

色

性

 あ る光 源 の 光 で 色 彩 の あ る物 体 を照 した 場 合 に,そ の 色彩 が 曇 天 の 日 の昼 光 で 見 た 場 合 と同 じよ うに 見 え る か 否 か と い う こ とを 演 色性 とい い,同

じよ うに見 え

る ほ ど演 色 性 が よい とい う。 と ころが,そ の 光 源 の 演 色性 が どの くらいか と い う こ と は,た だ見 ただ けで は正 確 に は分 か らな い。 これ で は二 つ の光 源 の演 色 性 の 比 較 はで き な い。  そ こで,色 の 種 類 を数 字 で 表 した よ うに,演 色 性 も数 字 で 示 す よ うに した の が 演 色 評 価 数 で あ る。 これ は一 つ の光 源 の エ ネル ギ ー 曲線 を,そ れ と同 一色 温度 の 黒 体 の 熱放 射 の エ ネル ギ ー曲 線 に 比 べ て,ど の く らい似 て い るか を数 値 を も って 表 した もの で あ る。  表8・4は,数

種 類 の光 源 につ い て,こ の平 均演 色 評 価数 を示 した もの で,数

値 の 高 い ほ ど 演 色性 が よ いの で あ る。 〈 注 〉 演色 性 評 価 の基 準 を 曇 天 の 日の昼 光 に しな いで,等 た の は,色 順 応 とい う現 象 が あ るた め で あ る。

しい色 温 度 の 黒体 放射 に し

表8・4演

8・3色

彩

調

色 評 価 数

節

〔１〕 色 彩 調 節 の 効 果 色 彩 調 節 と は,色 彩 の もつ 効 果 を 検 討 し,そ れ を われ われ の生 活 に科 学 的 に利 用 す る こ とで,工 場,事 務 所,学 校,そ の 他 に 広 く実施 され て い る。 こ の色 彩 調 節 を 実行 す る と,次 の よ うな効 果 を あげ る こ とが 明 らか に され て い る。 (ａ)明

る くて気 分 が よ くな る。

(ｂ)作

業者 の 目の 疲労,ひ

(ｃ)作

業 者 の 注 意 が 仕 事 に 集 中 す る。

(ｄ)作

業 能 率 が 向 上 し,仕 事 の 失敗 が少 な くな る。

(ｅ)安

全 が 保 た れ,事

(ｆ)作

業 場 の 整 理 ・整 と ん が よ くな る。

(ｇ)建

物 ・器 物 の 保 安 が よ く な る 。

い て は身 体 の疲 労 が 減 る。

故 が 減 る。

〔２〕 色 彩 調節 の方 針 色 彩 調節 は,環 境 色 と安全 色 との ２種 につ いて 行 わ れ る。 環 境 色 は天 井 ・壁 ・ 床 か ら機 械 ・戸 棚 ・机,そ の他,わ

れ わ れ の周 囲 にあ る物 体 に施 され る 色 で あ っ

て,そ の 場所 に お け る仕 事 を しや す くす るよ うな色 が 選 ば れ る。 安全 色 は危 険 ・ 注 意 な どを,色 彩 に よ って 警 告 また は注 目 させ る ため に使 わ れ る色 で あ る。 (１)環

境色

天 井 は室 を 明 る くす るた め に は 白色 が よ い が,食 堂 とか ロ ビ

一な どの よ うに,落 ち着 い た 雰 囲 気 の 欲 しい 室 は 幾分 明 度 を落 す 。 また,病 室 な どの よ うに,天 井 を見 て い る時 間 が 長 い と こ ろ も,や は り明 度 を落 す と よい 。 壁 もな るべ く明 る い色 が よ い が,白 で は 冷 た く,ま た刺 激 が 強す ぎ る。  ま た,腰 羽 目 は汚 れ を 目立 た せ な い た め と,上 壁 の色 と は っ き り分 けて 部 屋 に 安定 感 を もたせ る ため に,濃 い 色 に す るの が 普通 で あ る。  (２)安

全色

環 境色 は,一 般 に彩 度 を低 く した方 が 落 ち着 きが あ って よ い

が,安 全 色 は 目立 たせ るた め に も鮮 や か な 色 に す る。 表8・4は,安

全色の種類

と使 用 箇 所 とを示 す 。 表8・5安

第 ８章 (１)表8・2に (２)配

全 色 の種 類 と 使 用例

問

題

示 され て い る光 源 の う ち,最 も青(ｚ)の

少 な い もの は何 か 。

電 盤 の ふ た に安 全 色 を塗 るの に,外 面 で な く内面 に 塗 る の は なぜ だ ろ うか。

第 ９章

9・1照

照

明

器

具

明器 具 の材 料 と その 性 質

〔１〕 材 料 の 種 類 一般 照 明器 具 の 材料 と して は,次 の よ うな ものが 使 用 され て い る。 (ａ)金

属(ア

ル

ミ ニ ウ ム,ニ

(ｂ)ガ

ラ ス(乳

(ｃ)プ

ラス チ ック

(ｄ)木

色 ガ ラ ス,透

ッ ケ ル,鉄

明 ガ ラ ス,色

ほ う ろ う 引 き,ク

ロ ム な ど 。)

付 き ガ ラ ス な ど 。)

材

(ｅ)紙(普

通,木

材 の 枠 に 張 る 。)

(ｆ)布 〔２〕 反 射 と 透 過 (１)反

射 光 ・透 過 光 の 配 光

物体 に光 が 当 た る と,表 面 で そ の光 の一 部 は

反 射 し,残 りは物 体 に吸 収 され るが,そ の物 体 が ガ ラ スや 紙 の よ う な も の な ら ば,そ の一 部 は そ の物 体 を透 過 して ゆ く。 鏡 面 に光 が 当 た る と,そ の入 射 角 と等 しい反 射 角 の 方 向 だ け に反 射 して,他 方 向 へ は散 らな い。 これ を正 反 射 とい う。 ま た,透 明 ガ ラス の 場 合 は,表 面 に入 射 す る時4%,裏

側 か ら出 る時4%正

反射 す るが,残

り はそ の ま ま散 らな い で直 進

す る。 これ を正 透 過 と い う。 これ と反 対 に,吸 取 紙,障 子 紙 の よ うな粗 面 で は,反 射 光 は あ らゆ る方 向 へ散 る。 これ を完 全 拡 散 反 射 と い う。 ま た,乳 色 ガ ラスや プ ラ スチ ック な ど は,透 過 光 が あ らゆ る方 向へ 散 る。 これ を完 全拡 散 透 過 と い う。 しか し,普 通 の金 属 面 や ア ー ト紙 の よ うな光 沢 面 は,正 反 射 と完 全 拡 散 反 射 の 中間 の よ うな反 射 に な るの で,こ れ を不 完 全 拡 散 反 射 と い う。 す りガ ラ スや トレ ー ス紙 な ど は,不 完 全 拡 散 透 過 の 例 で あ る。 これ らを表 に ま とめ る と,表9・1

表9・1反

射 ・透 過 の 例

の よ うに な る。  (２)透

明 体 の 反 射 と透 過 

普 通 の板 ガ ラ ス に光 が 当 た る と4%反

射 し,あ

と は中 に入 り,出 る時 ま た4%ガ

ラス 内 に反 射 す る。 これ を 細 か く数 値 で 示 せ ば

図9・1の

ラス表 面 の反 射 は入 射 角 に よ って も変 わ り,入

よ うで あ る。 また,ガ

射 角 が 大 き くな る と反 射 率 も大 き くな る。 そ の関 係 は,図9・2の

図9・1板

図9・2入

ガ ラス の 反射

(ａ)

図9・3粗

(ｂ) 面 ガ ラス の透 過

よ うで あ る。

射 角 と反 射 率 と の 関係

また 片 側 が粗 面 に な って い る もの は,粗 面 か ら入 射 した 場 合 と,滑 面 か ら入 射 した 場 合 とで反 射 も透 過 も違 う。 図9・3(ａ)は,粗 う が,滑

面 か ら入 射 した 光 は8%の

面 か ら入 射 した 場 合 は,裏

て しま う の で,結

局,透

面 で45度

過 が 減 り,反

〈 注 〉 ガ ラス面 に入 射 角 が45度

反 射 光 以 外 は 全 部 透 過 して し ま 近 く の 所 が あ る と 全 反 射 して 戻 っ

射 光 が 増 え る(表9・3参

以上 で 当 た って も,図9・4(ａ)の

ガ ラス 内 に入 るが,反 対 に,ガ ラス 内 か ら45度

照)。 よ うに 屈 折 して

以上 の 角 度 で 出 る場 合 は,外 に 出な い

で,表 面 か ら再 び ガ ラ ス 内に 反 射 して 戻 って しま う。 これ を 全反 射 と い う。 こ の全 反 射 を利 用 して 光 を 曲 げ る こ とが で きる。 そ れ は 図(ｃ)の よ うな 曲 が った ガ ラ ス棒 の一 端 か ら光 を入 れ る と,図 に 示 され る よ うに全 反 射 で,ど こ まで も ガ ラ ス棒 の 内 部 を 通 って外 に 出な い か らで あ る。 この 現 象 を 応用 して,極

く細 い無 数 の ガ ラ ス フ ァ イ

バ を束 ね て 自 由 に曲 が る棒 を作 って,胃 や そ の他 体 内 の観 察 や写 真 撮 影 を す る こ と も行 わ れ て い る。 これ を フ ァバ ス コー プ とい う。

(ｂ)

(ａ)

(ｃ)

図9・4ガ

次 に,透

明 体 の 反 射 率 ρ は,式(9・1)の

ラス の 透 過

よ う に 屈 折 率 ｎに 関 係 す る 。 (9・1)

数 種 の 物 体 に つ い て,屈 9・2の

折 率 ｎ と 式(9・1)か

ら求 め た 反 射 率 ρ と を 示 す と,表

よ うに な る。

(３)反

射率 ・透 過 率

反 射 光 あ るい は透 過光 の 光束 の,そ の入 射 光 の 光 束

表9・2透

表9・3不

表9・4透

明物 体 の 反 射 率

透明材料の反射率 〔%〕

明 な らび に 半 透 明体 の反 射 率(ρ)お

よ び透 過 率(τ)

に対 す る 比 を,そ れ ぞ れ反 射 率 ・透 過 率 と いい,普 通,百 率,透 過 率 を100%か

分 比 で表 す 。 また 反 射

ら引 い た残 りを 吸収 率 とい う。 表9・3と

表9・4は,反

射 率 と透 過 率 の 値 を 示 した もので あ る。  この 表 の 中 で,つ や消 しガ ラス や型 ガ ラス が表 と裏で 値 が 違 う の は,図9・3 に 示 され て い るよ うな理 由 に よ る。

各種金属 の反射率

図9・5

(４)金

属面 の反 射 と 波 長

金 属 面 の色 が材 料 に よ って異 な るの は,波 長 に

よ って 反 射 率 が異 な る た め で あ る。 そ の 関係 は図9・5の

よ うで あ る。

この図 か ら分 か るよ うに,銀 は最 も反 射率 が高 いが,紫 外線 の 反 射 率 は低 い。 ア ル ミニ ウ ム と ク ロム は,と

もに紫 外線 の反 射 率 が 割 合 に高 い の で,こ の 電 解 研

磨 仕上 げ は殺 菌 灯 の 反 射 が さ に用 い られ,空 気 中で 変 質 も しな い の で 最 近 広 く利 用 され て きた 。

9・2照

明 器具 の配 光 と効 率

〔１〕 照 明 器具 の 目 的 照 明 器 具 の 目的 は色 々あ る が,主 な もの は次 の よ うで あ る。 (ａ)光

源 の配 光 を 照 明 の 目的 に 合 うよ うに変 え る。

(ｂ)輝

度 の高 い 光 源 の ま ぶ しさ を防 ぐ。

(ｃ)照

明 の効 率 を 高 く して,光 を経 済 的 に利 用 す る。

(ｄ)光

源 を 眺 め た 時 の 感 じを よ くす る。

(ｅ)室

の装飾に役立てる。

〔２〕 照 明 器具 の種 類 と そ の配 光 照 明 器 具 には,次 の よ うな 種 類 が あ る。 (１)反

射が さ

これ は光 を下 方 へ全 部 反 射 す る もの で,金 属 の よ うな 不 透

明 の 材 料 で 作 ら れ,工

場 に 多 く用 い られ る 。 ま た 非 対 称 の も の も あ り,角

照形 と

呼 ばれ て い る。   こ れ ら は配 光 に よ って,図9・6の

図9.6 

  (2)セ

よ うに分 類 され る。

反射 が さ と そ の配 光

ー ド    乳 色 ガ ラス や紙 な ど の半 透 明 材 料 を も って 作 られ た もので,

大 部 分 の光 は下 方 へ反 射 され るが,一 部 は上 方 へ も出 て,上 下 の明 暗 が 極 端 に な らな い ので,反 射 が さよ り穏 や か な感 じと な り,一 般 に広 く使 われ て い る。   セ ー ドに は色 々な形 を した ものが あ るが,そ の最 も簡 単 なの は,図9・7の うな セ ー ドで あ る。普 通,セ

ー ドは光 を下 方 へ 多 く出 させ る と と もに,光 源 の ま

ぶ し さを防 ぐ目的 も併 せ有 す る ので,視 線 を水 平近 くに した 場 合,な

図9・7セ

よ

ー ドとそ の 配 光

図9.8遮

るべ く光 源

光角

が 目 に入 らな い よ うな形 にす る こ とが 望 ま しい 。   そ こで ， 図9・8の

よ うに,光 源 の 下 端 とセ ー ドの下 端 と を結 ぶ 直 線 と水 平線

と の 角を 遮 光 角 と い って,こ れ が25度 以 上 にな るよ うに す る 。P−1セ ー ドは遮 光 角が0度 以下 な の で,目 の保 護 に は全 然 役 立 た な い。 この セ ー ドは以 前,光 源 の 輝 度 が低 くて ま ぶ し さを防 ぐ ことが あ ま り要 求 され なか った 時 に作 られ た もの で あ る。   (3)  グ ロー ブ    電 球 の 周 囲 を全 部 覆 ったガ ラ ス球 を グ ロー ブ(glove)と

い

う。 グ ロー ブ は球 の意 味 で あ るが,球 以 外 の形 の もの で もグ ロ ーブ とい わ れ て い る。 しか し,蛍 光 灯 用 の よ うな あ ま りに も細 長 い もの はカ バ ー(cover)と と もあ る。 グ ロ ー ブの 最 も簡 単 な の は,図9・9の

い うこ

よ うな も の で,そ の配 光 は ほ

とん ど 円形 にな るが ， 上 下 が 縮 ま り直 径 の大 き い もの ほ ど水 平 方 向 の光 度 が 弱 く,上 下 方 向が 強 くな る。   ま た,グ ロ ーブ が 電 球 の ワ ッ ト数 に比 べ て 小 さす ぎる と,中 の温 度 が 高 くな る ので,電 球 の 大 き さ に対 しグ ロー ブ の大 き さ も,表9・5の

よ うに最 小 限 度 が定

め られ て い る。

表9・5電

図9・9 

  (4)皿

球 の大 き さ と グ ロ ー ブ の大 き さ と の 関 係

グ ロー ブ と そ の配 光

と反 射 皿    図9・10の

よ う に,光 源 の 光 を い った ん 天 井 へ 当て,

そ の反 射光 で照 明す る た め の器 具 で ，光 の効 率 は低 いが,ま ぶ し さの な い柔 か い 照 明 が得 られ る。

図9・10

  (5)ル

皿(b)と

反 射 皿(a)

図9・11 

ルーバの配光

ー バ    金 属 また は木 板 を格 子 に組 ん で 電 灯 の下 に お き,斜 め 下 方 か

ら光 源 が直 接 見 え な い よ う に した もの で あ る。   ル ーバ の配 光 は遮 光 角 に よ って 違 い,遮 光 角 が 大 きい ほ ど光 は横 に 広 が らず, か つ,直 下 光 も弱 くな るの で,遮 光 角 は25度

ぐらい に した方 が無 難 で あ る。

  (6)  シ ャ ンデ リア    多 数 の 電 球 を一 つの 器具 に取 り付 け た もの で,豪 華 な 感 じを求 め た もの で あ る。 配 光 も一定 しな い し,小 電球 を多 数 つ け る の で,効 率 も低 く,価 格 も高 い 。   〔3〕  照 明 器具 の取 付 法 と そ の 名称   照 明 器 具 は,そ の 取付 法 に よ って色 々 の名称 が あ る。

図9・12  照明器具の取付法による名称

(ａ)コ

ー ドづ り

コ ー ドで 天 井 か らつ り 下 げ た も の(図9・12(ａ))。

(ｂ)く

さ りづ り

く さ りで つ り 下 げ た も の(図(ｂ))。

(ｃ)パ

イプづ り

パ イ プ で つ り下 げ た も の(図(ｃ))。

(ｄ)天

井灯

(ｅ)天

井 じか 付 け

(ｆ)ブ

ラケ ッ ト

(ｇ)卓

上 スタン ド

(ｈ)フ

ロア ス タ ン ド

天 井 へ 半分 埋 込 む よ うに して 取 り付 けた もの(図(ｄ))。 天 井 に直 接取 り付 け た も の(図(ｅ))。 壁 に 取 り付 け た も の(図(ｆ))。 卓 上 に お く ス タ ン ド(図(ｇ))。 床 の 上 に お くス タ ン ド(図(ｈ))。

〔４〕 照 明器 具 の効 率 照 明 器 具 の 効 率 とは,器 具 か ら外 に出 る光 束 と光 源 の 光束 と の比 を い う。 つ ま り光 源 の 光 束 中,器 具 に吸 収 され な いで 外 に出 る光 束 の 割 合 で あ る。 こ の 器 具 の 効 率 は,器

具 の 形 ・材 料 な ど に よ っ て 異 な る が,大

体 次 の よ うで あ

る。 (ａ)反

射 が さ60∼70%(遮

光 角30度)

(ｂ)わ

ん 形 セ ー ド(乳 色 ガ ラ ス)85∼90%(同

(ｃ)グ

ロ ー ブ(乳

上)

色 ガ ラ ス)80∼82%

こ の う ち グ ロ ー ブ の 効 率 は,次 τ,反 射 率 を ρ と し,光

の よ うに して求 め られ る。 グ ロ ーブ の 透過 率 を

源 の 光 束 を Φ 〔lm〕 と す る と,第

１回 に グ ロ ー ブ の 内 面

に 当 た る 光 東 中 Φρ だ け 反 射 さ れ,Φ τ だ け 透 過 して 外 へ 出 る 。 反 射 さ れ た 光 束 は 再 び Φρ2だ け 反 射 さ れ,Φ ρτ だ け 外 に 出 る 。 こ れ を 無 限 に 繰 り返 え す と,外 出 る 光 束 Φ0は,

と な る 。 従 っ て,グ

η=

Φ0 / Φ

ローブ の 効 率 ηは =τ /1-ρ

 (9・2)

に

とな る。 普 通 の 乳 白 グ ロ ー ブ の 材 質 は ρ=0.45,τ=0.45ぐ

ら い で あ る か ら,こ

れを式

(9・2)に 入 れ る と

と な り,82%の

効 率 とな る。

  つ ま り,乳 白 グ ロ ー ブ の 透 過 率 は0.45 で も,実 際 に 外 に 出 る 光 束 の 割 合 は0.82 に な る 。 こ れ は 相 互 反 射 の た め で あ る。   次 に,ル

ー バ の 効 率 は,そ

時 の 下 方 へ の 光 束 と,つ の 比 で あ る が,こ

けな い 時 の光 束

れ は遮 光 角 とル ーバ の

反 射 率 と で,図9・13の 射 率 が 低 く,遮

よ う に な り,反

光 角 が 大 き い と非 常 に 効

率 が 低 く な る の で,効 ろ に は,こ

れをつけた

率 を 重 視 す る とこ

の よ うな もの は避 け た い。

9・3光

の

投

図9・13 

ル ーバ の 効 率

射

  〔1〕 投 射 の 方 法  光 の 投射 と は,光 束 を小 立 体 角 に 集 中 して,光 度 の 強 い光 と して 投 射す る こと を い う。 この方 法 に は,レ ンズ に よ る もの と,反 射 鏡 によ る もの とが あ り,前 者 は 映 写機,灯

台 な ど に 利用 さ れ,後 者 に は投光

器,探 照 灯 な ど が あ る。   〔2〕 反 射鏡 とそ の配 光   (1)反

射面    反 射鏡 に は球 面 の 一 部 を用 い

た もの もあ る が,普 通 は放 物 鏡 で あ る。反 射 面 は ガ ラス に め っき した もの,金 属 を磨 い た もの な ど が あ る。

図9・14 

放 物 鏡 に よ る反 射

  (2)反

射 鏡 の 配 光     断 面 が 図9・14の

よ うに放 物 線 にな って い る もの で,

光 源 が点 光 源 で あ るな らば,反 射 光 は完 全 に平 行 光 線 と な るが,実

際 は大 き さが

あ るた め に,図 の よ うに発 散 し,照 射 面 の 照 度 も逆2乗 の法 則 に従 う。   この鏡 面 の焦 点 に光 源 を お き,真 正 面 か ら見 る と,光 源 が鏡 一面 に広 が って 見 え る。 す な わ ち,光 源 が 同 じ輝 度 で そ れ だ け 広 が った もの と同 じに な る。 従 っ て,正 面 の方 向 へ の光 度(中 心 光 度)は,次

式 の よ うに な る。 (9・3)

  ここ に,dは

鏡 の直 径 〔m〕,Lは 光 源 の輝 度 〔cd/m2〕,ρは 鏡 の 反 射 率 で あ る。

  この式 は焦点 距 離 お よ び光 源 の光 束 に は無 関係 で あ る。 しか し,配 光 は焦 点 距 離 や 光 束 に よ って,次 の よ うに変 わ る。   (a)  焦 点距 離 の影 響  鏡 の直 径 が等 しい場 合 に,焦 点 距 離 が 短 い もの は長 い もの に比 べ て,反 射 面 の有 効 利用 立 体 角 が大 き いか ら(図9・15に

お いてΩ'>

),反 射光 束 も大 き い。 しか し,そ れ と と もに発 散 角 も大 き くな って,結 Ω局,配 光 曲線 の 幅 が広 くな る だ けで 中心 光 度 は変 わ らな い。

図9・15  2種 の焦点距離の反射鏡の配光

  (b)  光 束 の 影響   輝 度 が 高 くな れ ば 中心 光 度 が 強 く な る が,輝 度 が 変 わ ら ず,光 源 が 大 き くな った た め に光 束 が 増 え た場 合 は,や は り配 光 曲線 の 幅 が 大 き くな る だ けで 中 心 光 度 は 変 わ らな い。   光 の投 射 の よ うに,ご

く細 長 い配 光 に な る もの は,配 光 曲線 が 書 き に くい 。 そ

こで,こ れ を角 度 まで は っ き り分 か りや す く示 す ため に,図9・16の 方 をす る のが 普 通 で あ る。 この 図 は,図9・15の 2曲 線 は それ ぞれ,図9・15のA,Bと

よ う な描 き

配 光 を 描 い た もの で,A,Bの

同 じ もので あ る。

  この 曲 線 か ら分 か る よ うに,一 般 に ビ ー ム光 度 は 中心 が 一 番 強 く,周 辺 に至 る に従 って 次 第 に弱 くな る。 そ こで,光 度 が 中 心光 度 の1/10(反 反 射 形 蛍 光 水 銀 ラ ンプ の場 合 は1/2)に

射形 電球, な る まで を

有 効 な範 囲 と見 な し,そ の 角 度 を左 右 合 わせ て ビー ム の 開 き とい う。 図9・16に は,Aが15度,Bが7度   〔3〕 投

射

示 し た ビー ム の開 き で あ る。

器

  (1)  投 光 器     建 物 や 作 業 場 な ど に光 を 強 く照 射 す るた め の もので,開

き は大 き くて も多 数 の光 束

を 利 用 で きる よ うに短 焦 点 の 反 射 鏡 を 使用 す る。 ビ ームの 開 き は,20度

ぐらい か ら100度

ぐらい で あ

り,照 明 す る もの まで の距 離 や 照 射 面 積 な ど に よ っ て 適 当 に選 ぶ 。 図9・17は

図9・16 線反射光 の配光 曲 の書 き方

投光 器 の例 で あ る。

  (2)  前照 灯     自動 車 や 電 車 の 前 面 に つ け て, 前 方 を強 く照 射 す る もので,こ の うち,自 動 車 用 は 前 照灯 全 体 が シ ール ドビー ム電 球 に な って い るの が 普通 で あ る(図2・10参   (3)探

照)。

照 灯   主 と して 軍 用 の もの で,非 常 に

強 い ビー ムが 必 要 なの で,直 径100∼150cmぐ

らい

の大 き い反 射 鏡 を 用 い る。焦 点 距 離 を短 くす る と材 料 が 余 計必 要 に な り重 くな る の で,こ れ を極 端 に長 く して,浅 い皿 の よ うな形 の もの を使 用 す る。 その 代 わ り,ビ ー ム の開 き は ご く狭 い。

第9章 (1)魚

図9・17

問

投

光

器

題

眼 カ メ ラは,水 中か ら水 上 の全 部 の 景 色 を写す もの で あ る が,こ れ は ど うい う

理 由 で写 せ る の だ ろ うか。 〔 解 法 〕 光 の全 反 射 の応 用 で あ り,図 を画 い て 考 え る とよ い。 (２)グ だ ろ うか 。

ロー ブ は球 形 よ り も 横 長 の長 円形 の もの の方 が,下 方 の光 度 が 大 きい の は な ぜ

屋 内 照 明 の 設計 と施 工

第10章

10.1 〔１ 〕

全般照明の設計 設 計 の 順 序

 部 屋 を照 明 す る方 法 と して は,部 屋 全 体 を 一様 の照 度 に照 明 す る方 法 と,作 業 や 読書 な ど に必 要 範 囲 だ けを 照 明 す る方法 とが あ る｡前 者 を 全 般 照 明,後 者 を局 部 照 明 とい う。 以 前 は電 力の 経 済 と い う見 地 か ら,工 場 や 事 務 所 な どで も局 部 照 明 が 多 く行 われ て い たが,効 率 の 高 い蛍 光 灯 の 出現 に よ って,現 在 は全 般 照 明 が 一 般 に施 設 され て い る。  全 般 照 明 は部 屋 全 体 が 明 る い ので,気 分 も明 朗 で 目 の疲 労 も少 な く,誠 に快 適 な照 明 で あ り,ま た電 灯 は天 井 に高 く取 り付 け られ て あ るの で,破 損 な ど の故 障 も少 な い 。  全 般 照 明 の設 計 は,次 の よ うな順 序 で 行 う。 (ａ)

光 源 の 種類(電

球,蛍 光 灯,水 銀 灯 な ど)を 選 ぶ。

(ｂ)

どの よ うな 照 明 にす る か と い う照 明 方 式 を 決 め る。

(ｃ)

照 明 器 具 を 選 ぶ｡

(ｄ)

照 度 を 決 め て 所 要光 束 を 計算 す る。

(ｅ)

灯 数 とそ の 配 置 を 決 定 す る。

〔２ 〕

光 源 の 選 定

 蛍 光 灯 は効 率 が 高 い の で,高 照 度,長 時 間 点 灯 な どの 要求 され る所 に 適 し,電 球 は暖 か い落 ち着 いた ム ー ドの 欲 しい 所 に用 い られ る。 ま た,蛍 光 灯 を低 照 度 で 点灯 す る と,冷 た い寂 しい気 分 にな るの で避 け た方 が よ い 。  現 在 は大 体,次 の よ うに使 用 箇 所 が 分 か れ て い る。 (ａ)

蛍光灯

工 場,事

ト,百 貨 店 の 一 般 売 場,大

務 所,銀

行,学

衆 食 堂 な ど。

校,料

亭 の 大 広 間,ス

ーパ ー マ ーケ ッ

(ｂ)

電

球

特 殊 商 店,高

(ｃ)

蛍光灯電球併用

〔３〕

照明方式の選定

級 レ ス ト ラ ン,カ

フ ェ ー,バ

ー な ど｡

ホ テル,一 般 料飲 店,一 般 商 店,住 宅 な ど。

 電灯 を ど の よ うな方 法 で 点 灯 す る か とい うのが 照 明 方 式 で あ る。 これ に は次 の よ うな もの が あ る。 (ａ)

直接照明

照 明 器 具 を つ り下 げ る と か,天 井 に じか付 けにす る と か して,

電 灯 か らの光 束 の大 部 分 が 光 源 か ら直 接 に,ま た は照 明器 具 を通 して 作業 面 に来 る よ うな照 明 で あ る(図10・1(a),(b))。 (ｂ)

間接照明

この 方 式 は効 率 が 最 も高 い 。

光 源 か ら出 る光 束 を ほ とん ど全 部 天 井 に 当て,そ

(ａ)直接 照 明(つ り下 げ)

(ｂ)直接 照 明(じ か付 け)

(ｃ)間 接 照 明

(ｄ)天

(ｅ)天 井 半 埋 込 み

(ｆ)ダ

(ｇ)光

天

井

井 埋 込 み

ウ ン ラ イ ト

(ｈ)ル ー バ 天 井 図10・1

各種照明方式

こか らの反

射光 で 照 射 す る もの で,効 率 は最 も低 い(図(c))。 天井埋込 み

(ｃ)

天 井 の数 か 所 に電 灯 を 埋 め込 ん だ もの で,普 通,蛍 光 灯 が

用 い ら れ る(図(d))。

天井半埋込 み

(ｄ)

完 全 な埋 込 み で は効 率 も低 くな り,天 井 面 も暗 くな るの

で,そ れ らを緩 和 す るた め半 分 埋 込 み,半 分 を 下方 へ 出 した もの(図(e))。 ダ ウ ンラ イ ト 天 井 に小 さい 穴 を た くさん あ け,そ の 中 に小 電球 を入 れ

(ｅ)

て,穴 の 口か ら下 方 へ光 を放 射 す る方 式(図(f))。 光天井

(ｆ)

天 井全 部 ま た は 中央 の大 き い部 分 に,プ

ラス チ ック板 を は り,

そ の上 部 に点 灯 す る方 式 で,非 常 に明 朗 な感 じがす る(図(g))｡ ル ーバ 天 井

(ｇ) で,汚

れ や す く,掃

光 天 井 の プ ラス チ ック板 の 代 わ り に ル ーバ を用 いた もの 除 し に く い欠 点 が あ る(図(h))。

ま た,光

天 井 と と もに設

備 費 が 最 も高 い 。

 以 上 の諸 方 式 の うち,直 接 照 明 は効 率 も高 く設 備 費 も安 くて す む ので,一 般 に 最 も多 く用 い られて い るが,現 在,こ れ らの方 式 の採 用 箇 所 は次 の よ うで ある。 (ａ)

直接照明

ご く一 般 に普 及 して い る。

(ｂ)

天 井 埋 込 み,天 井 半 埋込 み

(ｃ)

光 天 井,ル

ーバ 天 井

一般 事 務 室,銀 行,病 院 な ど。

銀行,証 券 会 社,電 力 会 社 の 指 令 室,大 建 築 物 の

コ ンコ ース な ど。

(ｄ)

間接照明

特殊な箇所

〔４ 〕

照明器具の選定

 照 明 器 具 を選 ぶ に は,色 々 の 観点 か ら考 えて 慎 重 に決 め な けれ ば な らな い。 し か し,大 体 の根 本 方 針 と して は,次 の よ うな こ とを 考 慮 す る。 (ⅰ)

配 光 が 適 当 で,な

るべ く効 率 が 高 い こ と。

(ⅱ)

機 械 的 に丈 夫 で,耐 久 的 で あ る こと。 仕 上 げ が 変 色 しな い こ と。

(ⅲ)

破 損 した時,す

(ⅳ)

掃 除 や ラ ンプ の 取替 え が楽 にで き る こ と。

(ⅴ)

そ の意 匠が 建 築 様式 と調和 して い る こ と。

ぐ補 給 の で き る もの で あ る こ と。

以 上 の うち,建 築 様 式 との 調 和 に つ いて は,建 築 様 式 の種 類 や その 根 本精 神 に

つ いて理 解 しな けれ ば な らな い 。  昔 の 洋風 建 築 は,一 言 で いえ ば 見 せ るた め の建 築 で あ った。 従 って,内 装,外 装 と もに 壮麗 で,豪 華 で あ るよ うに,色 々 の 装飾 や彫 刻 な どが た くさん つ け られ て いた 。 建築 が この よ うで あ るか ら,照 明 で も豪 華 な シ ャンデ リア が 必 ず付 き も の で あ った。  と こ ろが,今 世 紀 に な って 建 築 界 に は革 新 運動 が起 こ り,見 るた め の 建 築 よ り も,住 む た め に合 理 的 で 機 能 的 な建 築 が 良 い 建築 とされ る よ う にな った が,こ の 新 しい 建 築 の特 色 は,窓 は広 く,壁 は 白 く明 る く,無 意 味 な 装 飾 は全 然 な い 点 で あ る。  わ が 国 で も,こ の よ うな 新 しい建 築 が 一時 歓迎 され た が,最 近 に な って,白 一 色 が あ ま りに も冷 た く,ま た,合 理性 一 点 ば りで潤 い に欠 けて い る とい うよ うな と ころか ら,色 彩 も豊 富 に な り,ま た,形

に おい て も合 理 性 を 妨 げ な い 範 囲 で,

新 しい感 覚 の もの もで きて きた 。  つ ま り,近 ごろ の建 築 は根 本 精 神 は機 能 主 義 で あ って も,そ い,ま た,新

こ に 暖 か さ と潤

しい感 覚 が加 わ って きた と いえ よ う。

 翻 って,わ が 国古 来 の建 築,特

に住 宅,旅 館,料 亭,茶 室 な どを 見 る と,無 意

味 な装 飾 な どは な く,極 めて 単 純 合 理 的 で あ るが,さ

りとて 機 能 本 位 に走 りす ぎ

もせ ず,適 当 に 潤 い もあ り,ち ょ うど近 代 建 築 の 精神 に よ く合 って いた と い う こ とがで き よ う。  建 築 の様 式 が この よ うな精 神 に基 づ いて い る以 上 は,照 明 器 具 を選 ぶ に も,や は り同 じ精 神 で 選 定 す る こと が 肝要 で あ る。 図10・2は,新

しい意 匠 の照 明 器 具

の 例 で あ る。  しか しなが ら,現 在 の建 築 は 古 い様 式 の もの も色 々あ るので,そ

れ らに は そ れ

に ふ さ わ しい器 具 を 選 ば な け れ ば な らな い。 〔５〕

照度の決定 と所要光束 の計算

(１)

所要照度

照 明設 計 に お い て最 も大 切 な こ とは,照 度 を 決 め る こ とで

あ る。照 度 の適 正 な 値 は,作 業 能 率,電 力 や経 済 事 情,心 理 な ど色 々な 条件 に よ って 支 配 され る が,そ の大 体 の 標 準 は,数 年 ご と にJISの

照 度 基 準 が 改訂 発 表

(ａ)

さ れ て い る 。 こ れ を 見 る と,改 は,昭 (２)

和54年

和風照明器具

新 しい意 匠の照 明器具例(１)

図10・2

訂 の た び ご と に そ の 値 は 向 上 して い る 。 表10・1

に改 訂 発 表 され た 基準 値 の 抜粋 で あ る。

所 要 光 束 の 計算

照度 が 決定 され た ら,そ の照 度 を与 え るた め に必 要

な光 源 の光 束 を求 め る。  照 度 は1㎡

当 た りの入 射 光 束 で あ る か ら,所 要 照 度 の値 に作 業 面 の面 積 を掛

け れ ば必 要 な総 光 束 が 得 られ る。 これ だ けの光 束 を 持 つ光 源 を つ け な けれ ば な ら な い が,光 源 か ら出た 光 束 は,ま ず 照 明 器 具 ま た は照 明 装 置 で一 部 吸 収 さ れ,残 り もま た 壁 や 天 井で 反 射 され る際 に 一 部 吸 収 され て,そ の残 りが 作業 面 に来 る の で,そ の 損失 を補 うだ けの 光 束 が 出 る よ うな 光 源 を つ けな け れ ば な らな い。 そ こ で,次 の よ うな 関係 式 が 得 られ る。 Φ･N･U

=E･A

 (10・1)

(ｂ)

図10・2

 こ こ に,Φ

は 光 源 の 光 束,Ｎ

洋風照明器具

新 しい意 匠の照 明器具例(２)

は 灯 数,Ｅ

は 照 度,Ａ

は 床 面 積,Ｕ

は照明率で

あ る。

 照 明 率 と い うの は,光 源 か ら出 る光束 の う ち,作 業 面 に与 え られ る光 束 の 割 合 を示 す も ので,こ れ は室 の 形,照 明 方式,壁,天

井の 反 射 率 な ど に よ って 決 ま る

値 で あ る。 これ が 壁,天 井 の反 射率 の高 い ほ ど高 い 値 な の は 当 然 で あ るが,図 10・3に 示 す よ う に,電 灯 の 高 さに 対 して部 屋 の 幅 が大 き いほ ど,光 源 か らの 直 射光 の 利 用 立 体 角 が大 きい の で,こ れ ま た高 い値 とな る。  そ こで 照 明 率 は,天 井 ・壁 ・床 の 反射 率 と照 明 方 式 と室 の 形 の ３種 の 条 件 で 決 ま るわ けで あ るが,こ の う ち室 の形 は室 指 数 とい うもの で 表 す 。 こ の室 指 数 は計

(ｃ)工 図10・2新

事 用 照 明 器具

しい意 匠の 照 明 器 具 例(３)

図10・3

算 で 求 め る と,図 で 求 め る の と二 つ の方 法 が あ る。 計 算 で 求 め る に は,次 の式 に よ る。 室指 数=(長

辺 ×短 辺)/{灯 高 ×(長 辺+短 辺)}

 (10・2)

この 式 で求 め た もの は,照 明 率 の表 で は数 値 で示 され て い る。   次 に,図

で 求 め る に は 図10・4を

用 い,長

び,そ

れ が 中 央 の 直 線 と 交 わ る 所 を 求 め,そ

は,電

灯 高=3.3〔m〕,長

辺=30〔m〕,短

辺/灯 高 と 短 辺/灯 高 と の ２点 を 結

れ を 数 字 で 示 す 。 図10・4の

辺=20〔m〕

の 場 合 で,室

指 数 は ４と ３

と の中 間 とな る。  こ う して 室 指 数 が 決 ま れ ば,表10・2に

例 で

よ って 照 明 率 が 求 め られ る 。

表10・1照

度基 準(JIS  Z 9110-1979よ

り抜 粋)

〔 注 〕  *印 は局 部 照 明 に よ り,こ の 照 度 を 得 て も よ い。 この 場 合 の 全 般 照 明 の 照 度 は,局 よ る 照度 の1/10以 上 で あ るこ とが 望 ま しい 。

部 照明 に

表10・2照

明

率

(官 公庁電 気技術 連絡 協議会 「照明器 具標 準」60年 版 よ り抜粋)

 と ころが,こ れ だ けの 光束 で は,点 灯 当 初 だ け は,必 要 の 照 度 が 得 られ る が,日 が た つ に従 って 電 灯 の 光 束 の 減 退 や ごみ の た め に,次 第 に暗 くな るの で,当 初 に相 当明 る く して お いて,い つ も所要 照 度 を下 らな い よ うに して お く。 この た め に,最 初 に あ る係 数 で 割 って,そ れ だ け初 め の照 度 を高 く して お く。 この た め の係 数 を保 守 率 と い う。  そ こ で,こ

の 保 守 率 を 加 え て 式(10・1)

を 書 き 直 す と,

所 要総 光 束=φ･N=

E･A / U･M 図10・4

室

指

数

(10.3) と な る 。 こ こ に,Ｕ

は 照 明 率,Ｍ

 一 般 に ,保 守 率 は 表10・3の

は保守率である。

よ う に と る。 この 表 で 蛍 光灯 の方 が 電 球 よ り保 守

率 が 小 さい の は,寿 命 の終 わ り こ ろの 光 束 維 持 率 が 電 球 よ り小 さ いた めで あ る。 〔６〕

灯 数 とそ の配 置 の 決 定

 式(10・3)に

よ って総 光 束 が 求 め られ た が,次

は電 灯 の大 き さ と灯 数 を ど う決

め るか を 考 え る。 この場 合,大 き い電 灯 ほ ど効 率 が 高 い ので,大

き い電 灯 を少 数

つ け るほ ど,設 備 費 に お いて も経 費 に おい て も有 利 で あ るが,照 度 の 均 斉 度 は 悪

図10・5

照明器具の配置

表10・3 

標 準 的 保 守 率(照

明 学 会 技 術 指 針JIEG-001(1980)よ

り作 成

くな る。 そ こで,一 般 に は 照度 の均 斉 度 が 作 業 に 差支 え な い範 囲 に お いて ， な る べ く灯 数 を 少 な くす る 方 針 を とる。   実験 の 結 果 に よ れ ば,灯 Hと

間 隔 をDと

す る と,次 式 の よ うに とれ ば,大

し,電 灯 と壁 との 間 隔 をW,電

灯高 を

体 照 明 は作 業 に 差支 え な い程 度 に均 一 に

な る。

(10.4)

  も とよ り,照 明 器 具 の 配 光 に よ って 多少 違 うわ けで あ るが,こ れ は大 体 の範 囲 を示 した もので あ る。

 な お この場 合,照 度 を 考 え る作 業 面 は 床 上85cmを   以 上 の よ う に して 灯 数 が 決 ま っ て も,配 場 合 は,必 は,あ

ず し も式(10・3)で

置が う ま くで き な い こ とが 多 い。 そ の

求 め た 通 り に しな くて も よ い 。 も と も と 保 守 率 に

る 程 度 の 許 容 範 囲 が あ る の で あ る か ら,配

決 め て よ い 。 た だ し,将

とる のが 普 通 で あ る。

来 を 考 え て,な

列 が う ま く納 ま る よ う に 灯 数 を

る べ く式(10・3)の

計 算 値 よ り多 くと っ

た方 が 無 難 で あ る。

〔設

計

例〕

 間 口12m,奥 が,壁

行18mで,天

井 の 高 さ が3mの

は 明 度 ７程 度 の う す 緑 で,こ

照明方法

 (１)

事 務 室 が あ る｡天

の 室 を40W蛍

井 は 白色 だ

光 灯 で照 明 しよ うとす る。

室 が広 くな い ので,蛍 光 ラ ンプ を裸 で 点 灯 して も まぶ しさ

を 感 じ る こ と は 少 な い と思 わ れ る の で,裸

ラ ンプ を 天 井 に じか 付 け に して,一

直

線 に並 べ る こ とにす る。  (２)

灯 数 の計 算 と配 置 の 決 定

か ら,ま

ず 一 応500lxに

 ま ず,灯

高=3.0(天

距 離)=2.0〔m〕

井 の 高 さ)-0.85(作

３ と の 中 間(た

だ し,少

後 は,灯

は40%ぐ

方 を あ ん ば い し て62ぐ

源 と天 井面 との

辺/灯 高=9.0で,図

し ４ に 近 い)と

明 率 と して0.62を

た 壁 の 反 射 率 が 明 度=7で

と の 中 間 に な る の で,双

業 面 の 高 さ)-0.15(光

れ か ら 短 辺/灯 高=6.0,長

 こ れ か ら照 明 率 の 表 を 用 い て,照 の 中 間 で,ま

ある

と って灯 数 を求 め て み る。

と な る の で,こ

か ら室 指 数=4と

事務 室 の照 度 基 準 は300∼1500lxで

な る。

得 る(室

指 数 が ４ と ３と

らい だ か ら,こ

れ も50と30

ら い と な ろ う)。

数 を 次 の よ う に して 計 算 で き る 。

灯 数=

12×18×500

=83〔

灯〕

/ 3000×0.62×0.7

 そ こ で 実 際 の 配 置 を 考 え る と,光 源 の 高 さ は2mで 間 隔 は2×1.5=3〔m〕

と な る 。 後 に 述 べ る よ う に,長

あ る か ら,許

方 形 の 部屋 は 蛍光 灯 の 向

き を 部 屋 の 長 軸 に 平 行 に した 方 が ま ぶ し さ が 少 な い の で,結 列 と して,１  しか し,こ

列 に10台

ま た は11台

し得 る 最 大

局,２

灯用器具を ４

取 り付 け れ ば よ い こ と に な る 。

れ で は 蛍 光 灯 が 離 れ て つ な が ら な い 。 し か も500lxは

低 照度 で

あ る か ら,な る べ く連 続 して 取 り付 けて照 度 も少 し上 げ た い。  そ こ で,１ 1215mm(市

灯 の 長 さ は ラ ンプ だ け な ら1198mmで 販 の 一 例)で

の 総 計 は,14×8=112〔 =675〔lx〕

あ る か ら,室

あ る が,器

の 全 長 に 対 して は14台

灯 〕と な る 。こ の よ う に 配 置 す る と,照

と な っ て ,ま

ず 適 当 な 設 計 と な ろ う。 図10・6は

具 の 長 さは約 と な り,ラ

ンプ

度=500×(112/83) この配 列 図 で あ る。

(ａ)

(ｂ)

図10・6電

  以 上 述 べ た 設 計 法 は,い 明 施 設 に お い て は,色

灯 の 配 置 と照 明 器具 の 断 面

わ ば 根 本 方 針 と で も い う べ き も の で あ って,実

際の照

々 と 考 慮 す べ き こ と が 多 い 。 こ れ ら に つ い て は,第11章

に譲 る。 〔７ 〕

将 来 へ の考慮

 照 明設 計 は,そ れが 完 成 した 時点 に お いて だ け評 価 され るべ き で は な く,相 当 長 い将 来 まで,そ

の設 計 が 適 合 し得 る か ど うか とい う こ とま で考 慮 しな けれ ば な

らな い。 この よ うな こと に対 し,設 計 上 留 意 す べ き こ と は次 の よ うで あ る。  (１)

照度向上 に対する対応

れて 以 来,約10年

照 度 基 準 は約70年

前 に大 体 の基 準 が定 め ら

ご とに ２倍 に な って い る。 しか し,最 近 は電 力事 情 や 熱処 理

の 問 題 か ら,よ うや くこの伸 び方 も緩 和 して き た が,そ れで も将 来,次 第 に 向 上 す る こ と は確 実 で あ るか ら,将 来 それ に対 応 で きる よ うに して お くこ とが 望 ま し いo

例 え ば,図10・6の れ を 図(ｂ)の

例 で は,図(ａ)の

よ う な ３灯 用 と して,う

よ う な ２灯 用 の 器 具14台 ち １灯 は 点 灯 せ ず に お き,将

で あ る が,こ 来必要にな っ

た 時 に ３灯 と も点 灯 す る よ う に して お け ば 一 層 よ い 。 ３灯 点 灯 した 時 の 照 度 は 6751x×(3/2)=1010〔lx〕

(２)保

とな る。

守 に対 す る対 応

照 明 の 保 守 に つ いて 考 慮 す べ き問 題 は,ラ ンプ の

取替 え,器 具 の清 掃 な どで あ る。 電 球 の 寿 命 は1000時 て あ る と こ ろ で は,断

間 で,蛍

光 ラ ン プ の1/10で

線 も 当 然 多 く な り,点

灯 断 線 す る 。 従 っ て,実

灯 後1000灯

際 問 題 と して 毎 日10時

日 平 均 １灯 切 れ る 計 算 に な る。 従 っ て,電 守 を 楽 に す る 方 法 で あ り,ま

あ る か ら,た

電 球 で は,光

ご とに １

球 は な る べ く数 多 く つ け な い こ と も保

た 大 き い シ ャ ンデ リ ア を 多 数 点 灯 す る と か,高

天井

率 を 多 少 犠 牲 に して

電 球 を 使 用 す る こ と も考 え られ る。 こ の 場 合,105V用

束 は 約18%減

光 束 は 約36%減

につ いて 毎 時 間 平 均 １

間 点 灯 す れ ば,100灯

の 広 間 に ダ ウ ン ラ イ トを 沢 山 つ け る と い う よ うな 場 合 は,効 も,105Vか110V用

くさん 点 灯 し

り,寿

と な る が,寿

命 は 約 ２倍 と な り,110V電

球 な らば

命 は 約 ４倍 と な る 。

器 具 の 清 掃 も照 度 を 維 持 し,か つ,外 観 を損 わ な い た め に重 要 な事 項 で あ るか ら,照 明 器 具 はな るべ く常 時 清 掃 しに くい場 所 を 避 けた い。 例 え ば,階 段 で は な る べ く踊 り場 の上 につ け,き ゃた つ の立 ちに くい階段 上 は 避 け る。 しか し,高 天 井 の大 シ ャ ンデ リア は最 も清 掃 が 困 難 で,清 掃 費 も多 額 に な るの で,こ の よ うな もの を設 計 す る時 は,あ

らか じめ施 設 の所 有 者 に対 し,清 掃 費 の 承 認 を 得 て お く

必要 が あ る。 10・2局

部 照 明 の設 計

〔１〕 局 部 照 明 の 特 長 局 部 照 明 の長 所 は, (ⅰ)小

電 球 で 高 照 度 が 得 られ る こ と。

(ⅱ)電

球 の取 替 えが 容 易 で あ る こ と。

(ⅲ)心

要 な所 だ け点 灯 で き る こと。

 (iv)清

掃 が 楽 な こ と。

な ど で あ る が,一

方 欠 点 と し て は,

  (ⅰ)器

具 が 手 近 か に あ る た め 汚 れ やす く,破 損 しや す い こ と。

  (ⅱ)作

業 面 と その 周 囲 との明 暗 の 対比 が著 し く,目 が 疲 れ や す い こと。

  (ⅲ)空

間 が 暗 いた め 明朗 な気 分 を欠 く こと。

な ど が あ げ られ る 。

 以 上 の よ うな得 失 が あ るた め,以 前 は電 力 の経 済 を重 視 して 事 務所,銀 行 そ の 他 に局 部 照 明 が 普 及 して い た が,現 在 で は環 境 衛 生 を 重 視す る よ う に な り,か つ,目 の疲 労 に よ る作業 能率 の低 下 を防 ぐた め,特 に高照 度 を必 要 とす る所 か, そ の 他特 殊 な箇 所 だ け に限 られ るよ うに な った。  な お,部 屋 の 空 間 の 明 暗 の対 比 を小 さ くす る ため,た

とえ局 部 照 明 を設 計 す る

に して も,そ の照 度 の1/10程 度 の 全 般 照 明 を 併 用 す る こ とが 必 要 と され て い る。   〔２〕 照

度

計

算

 局 部 照 明 の場 合 は,普 通,反 射が さ を つ け るが,そ の 場 合 の配 光 曲線 は図10・ 7の よ うに な る。 これ は 電球 で も蛍 光 ラ ンプで も大 体 同 様 で,下 方 の光 度 は光 源 の 下方 の光 度 の約 ２倍 に な る。  ま た,こ

の 器 具 を 照 明 す る 平 面 の 直 上 ｈの

高 さ に 取 り付 け た 時 に,面

上 で大 体 均 一 に照

明 さ れ る 範 囲 は,図10・8の

よ う に 径 が1.5h

ぐ ら い に な る。  そ こ で 作 業 の 範 囲 が 決 ま れ ば,そ さ の 最 小 限 が 決 ま り,表10・4に

れ か ら高 よ って所 要

照 度 に 対 応 す る光 源 の 大 き さ が 決 ま る。 な お,蛍

光 ラ ン プ の 場 合 は,２

灯 用 ま た は ３灯

用 の 器 具 を 使 う こ と に よ っ て,こ

の ２倍 ま た

は ３倍 の 照 度 を 得 る こ と が で き る 。  な お,こ る の で,こ

の 表 の 照度 に は保 守 率 が入 って い の ま ま 使 用 して よ い。

図10・7

局部灯 の配光 曲線

図10・8局

表10・4光

  次 に,ベ

部 照 明 に お け る 照 明範 囲

源 の高 さ と平 均 照 度 〔lx〕と の 関 係

ル トコ ン ベ ヤ の 照 明 も一 種 の 局 部 照 明 と考 え ら れ る が,こ

普 通 蛍 光 ラ ン プ を 連 続 して 取 り付 け る 。 光 源 の 高 さ をH〔m〕 業 台 の 幅 に と る 。 こ の 場 合 は,無   す な わ ち,Ｉ

を1m当

の 場 合 は,

とす れ ば,H〓

作

限 長 光 源 と して 照 度 を 計 算 す れ ば よ い 。

た りの光 度

〔cd〕,Ｍ

を 保 守 率 と す る と,式(5・2)よ

り

(10・5) 式(5・21)よ

り

と な る 。 こ れ で 照 度 が 不 足 す れ ば,２

  〔３〕 保

灯 用 の 反 射 が さに す る。

守

 局 部 灯 は作 業者 の手 近 か に あ り,ご み に よ って 汚 れ た り,ま た反 射 面 の反 射 率 が 落 ち た り しや す い ので,絶

えず 注 意 して,空

ぶ き ま た は 水 で 清 掃 す る。 そ し

て,反 射 面 の 塗 料 が は げ た ら直 ち に修理 して,照 度 が 低 下 しな いよ うに 注意 す る こ とが 肝 要 で あ る。

図10.9屋

内配 線 用 図 記号(JIS

C 0303-1983抜

粋)

 10・3照

明 の 施 工

  〔１〕 設 計 図 面 の製 作  照 明設 計 が 完 成 した ら,そ れ に よ って 設 計 図 面 を画 く。 これ は,建 築 図 面 上 に 電 灯 の 位 置,種 類 な どを 図10・9の

よ うな 屋 内配 線 用 図 記 号(シ

て 決 め る。 この 記 号 には た く さん の 種 類 が あ る が,図10・9は,照

ンボ ル)を 使 っ 明 関 係 の もの

の う ちか らの抜 粋 で あ る。   次 に,配

電 盤 や 分 電 盤 の 位 置 を 決 め,さ

セ ン トな ど の 配 線 を 画 くの で あ る が,こ で,そ

らに そ こ か ら各 電 灯 や ス イ ッチ,コ れ に は,色

ン

々 と面 倒 な 取 締 規 則 が あ るの

れ を よ く調 べ て 慎 重 に 決 め な い と い け な い 。

 図10・9の

よ うな 図 記 号 を 使 って,平 面 図 に 位 置 を書 き込 む 場 合,そ の 書 き方

は次 の よ うで あ る。 (ⅰ)電

灯 の 位 置 を 決 め,そ

の ワ ッ ト数 を そ ば に 書 く。

(ⅱ)ス

イ ッ チ の 位 置 を 決 め,電

(ⅲ)コ

ン セ ン トの 位 置 を 書 き 入 れ る 。

灯 と そ の ス イ ッチ と を 線 で 結 ん で お く。

 こ の う ち ３路 ス イ ッ チ と い う の は,図 10・10の

よ う に 配 線 す る の で,普

階 段 の 上 下 に 取 り付 け ら れ る が,こ

通, の ほ

か 大 き い 室 で ２か 所 で 自 由 に 点 滅 した い と い う よ うな 場 合 に も利 用 さ れ る 。  図10・11は,こ

れ ら配 線 図 記 号 を 利

用 した小 住 宅 の 照 明設 計 例 で あ る。 図10.10 

３路 ス イ ッ チの 配 線

  〔２〕 仕 様 書 の 作 成  図面 が完 成 した ら,そ れ に基 づ いて 仕 様 書 を作 製 す る。 この 仕様 書 で大 切 な こ と は,電 灯 の種 類 を は っ き り明示 す る こ とで,電 球 な らば 透 明 か,白 色 か,ま た は 球形 か の別,ま た 蛍光 ラ ンプ な らば光 色 の別 を必 ず 指 定 して お く。   〔３〕 完 成 後 の 検 査  照 明 が 完 成 した ら,そ

の 検 査 を す る 。 こ の 時,一

番 注 意 を 要 す る の は,電

灯の

〔注 〕 和 室 の 床 は30㎝

図10・0

小住宅の照明設計例

高 く して あ り,そ の 幅 木 に コ ン セ ン トを つ け る。

種 類 が 仕様 書 と合 って い る か 否か と い う点 で あ る。  次 に,照 度 が 標 準 通 りに な って い るか を測 定 検 査 す る。 こ の場 合,設 計 に は保 守 率 が入 って い る の で,測 定 値 に その 保 守 率 を掛 け た値 を も って 照 度 基 準 と照 ら し合 わ せ な けれ ば な らな い。

第10章

問

題

(１)銀

行 営 業 室 の照 度 が,普 通 の事 務 室 よ り照度 を高 くして あ るの は な ぜ だ ろ うか 。

(２)学

校 の教 室 の照 度が,事 務 室 よ り照 度 を 低 く して あ る の はな ぜ だ ろ うか。

(３)次

の各 光 源 と適 応 箇 所 と を直 線 で 結 べ 。

電

(４)蛍

球

 庭

園

白色 蛍光灯

 美術館

高演色形 蛍光灯

 事務室

水 銀灯

 高 級 レス トラ ン

光 灯 は 住宅 の 階段 の 照 明 に は不 適 当で あ るが,そ の理 由 を考 え よ。

屋 内照 明 施設

第11章

 11・1照

明 の 分 類

 前 章 に おい て 照 明設 計 の根 本 方 針 を述 べ た が,こ れ を 実 際 に施 設 す る に は,そ の 部 屋 の 使 用 目的 そ の他 につ いて,色

々 と考 究 しな けれ ば な らな い こ とが 多 い。

 屋 内 照 明 に は 色 々な種 類 が あ るが,こ れ を照 明 の 目標 の 似 た よ うな ものを 集 め て 分 類 す る と,次 の よ うにな る。  (ａ)作

業 の た め の 照 明(工

場 ・事 務 所 ・学 校 の よ う に,読

み 書 き,そ

の他作

業 の た め の 照 明)

 (ｂ)展

示 の た め の照 明(商 店 ・美 術 館 ・劇 場 の よ うに,物 を見 せ る ため の 照

明)  (ｃ)生

活 娯 楽 の た めの 照 明(住 宅 ・旅 館 ・料 飲 店 の よ うに,生 活 や 娯 楽 の た

め の 照 明)  11・2作

業 の ため の 照 明

 これ は工 場 ・事 務 所 ・学 校 の よ うに,細 か い作 業 や 読 み書 き な どを,長 時 間 に わ た って す る場 所 の照 明 で,目 を 疲 らせ な い で仕 事 が よ くで き るよ うな 照 明 で あ る こ とが第 一 の要 件 で あ る。 この 照 明 に は,次 の よ うな ものが あ る。 〔1〕 工

場

照

明

(１)工

場 照 明 の 目標

工 場 照 明 の 目標 は,次 の よ うで あ る。

(ⅰ)作

業 の 対 象 物 を 明 り ょ う に,か

(ⅱ)照

明 の 効 率 が 高 い こ と。

(ⅲ)照

明器 具 は機 械 的 に 丈 夫 で 耐久 的 で あ り,ま た,じ ん あ い の影 響 を受 け

つ,楽

に見 得 る こと。

る ことが 少 な く,掃 除 の しや す い もの で あ る こ と。 工 場 照 明 の 良 否 は,工 場 の経 営 上 に多 大 の 影 響 を 及 ぼ す もので,一 般 に照 明 が

不 適 当で あ る と,次 の よ うな 結 果 を生 じる お それ が あ る。 (ⅰ)生

産 能 率 が 低 下 す る。

(ⅱ)不

良 品 が 増 加 す る。

(ⅲ)負

傷 ・災 害 が 多 く な る 。

(ⅳ)眼

病 や 神 経 病 が 多 くな る。

(ⅴ)工

場 内 の 管 理 が不 行 届 と な る。

(ⅵ)製

品 ・材 料 ・工 具 な ど の 紛 失 が 多 く な る 。

 従 って 照 明 の 方 法 は,各 作 業 に対 し最 も適 切 な もの で な くて はな らな い が,設 備 費 や 電 力 費 が あま り多 くな け れ ば経 営 が 苦 し くな る ので,経 済 との 釣 り合 い を 慎 重 に考 慮 して 決 め な けれ ば な らな い。  (２)昼

光照明

人 工 照 明 の進 歩 や 冷 暖 房 の 普 及 につ れ て,照 明 を 昼光 に頼

る傾 向が 次 第 に弱 くな って きた が,ま だ 昼光 照 明 を 重 要視 す る工 場 は多 い。 昼 光 の採 光 に必 要 な の は窓 で あ るが,こ の と り方 に は 図11・1の

(ａ)

(ｂ)

窓

図11・1(a)の

(ｄ)

(ｃ)

図11・1窓

 (ａ)側

の と り 方

よ う な もの で,窓

際 が 明 る く,離

急 に 暗 く な る 。 一 般 に 窓 の 上 辺 の 高 さ を ｈ と す る と,片 行 は17.5hま

で が 限 度 で,両

 (ｂ)天

窓

照 度 分 布 も 均 等 に な る が,太 く,ま

た,夏

 (ｃ)越

で はよ い 。

を 屋 根 に 設 け た も の で,効

陽 の 直 射 光 が 当 た る 時 は,１

率 は高 く

日中 の照 度 変 化 が 激 し

は 放 射 熱 に 苦 し め られ る こ と が あ る 。

屋根窓

熱 も少 な く,従  (ｄ)の

よ うに,窓

れ るに従 って

側 の 窓 の場 合 に は室 の奥

側 窓 の 場 合 は 窓 幅 は4.0hま

図11・1(b)の

よ うに,色 々 あ る。

来,良

図11・1(c)の

よ う な も の で,照

度 分 布 も 均 等 に な り,放

射

好 な 採 光 法 と して 例 も 多 か っ た 。

こ ぎ り屋 根 窓

図11・1(d)の

よ う な も の で,実

例 も多 い 。 窓 の 方 向

は,北

向 き の もの が 多 い が,こ

れ を 南 向 き に して,照

度 の 向 上 と,冬

期の暖房費

の 節約 を求 め た もの もあ る。

 (３)電

灯照明

わ が 国 で は,大 工 場 は完 備 した照 明設 備 を 有 して い る と こ

ろが 多 い が,中 小工 場 に は照 明 方 法 も照度 も不 十 分 な もの が あ る。  大 工 場 で は,普 通 は全 般 照 明 が 基 礎 とな って い るが,特 に 高 照 度 を 必 要 とす る 精 密作 業 に対 して は局 部 照 明 を 用 い る。  光 源 は,全 般 照 明 は蛍 光 灯 が 普 通 で あ るが,高 天 井の 部屋 で は,大 容 量 の蛍 光 水 銀 灯 や メ タル ハ ラ イ ド灯 が 用 い られ る こ とが多 い。  (４)特

殊工場の照明

工 場 に は,色 々 と特 殊 な事 情 の あ る場 所 もあ り,こ

れ らに 対 して は,そ れ ぞれ の 事 情 に 対 応 して適 切 な処 置を と らね ば な らな い。 そ れ に は 次 の よ うな もの が あ る。  (ａ)湿

気 の あ る場所

湿 度 の 高 い 所 で は,光 源 は防 湿形 器 具 で 包 み,ス イ ッ

チ は 室外 に お く。 ス イ ッチ を 室 内 に お く とき は,完 全 な 防湿 形 の もの とす る。 配 線 も防湿 とす る。  (ｂ)高

温 度 の場 所

高 温 の場 所 で は,電 球 をグ ロ ーブ に入 れ る と,一 層高 温

にな って,寿 命 が 短 くな るの で露 出 した方 が よ い。 高 温 ・高 湿 の 場所 で は大 型 グ ロー ブ と し,蛍 光 灯 は安 定 器 を 室外 に す る。  (ｃ)腐

食 性 ガ ス の発 生 す る場 所

防湿 器 具 と同 様 な もの で,金 属 部 分 はガ ス

に侵 され な い もの を 使 用 す るか,ま た 防腐 塗 料 を施 す 。 壁 に 電 灯 を埋 め込 ん で, 裏 側 か ら取 り替 え る よ うに す る と最 も簡単 で あ るが,照 明 率 は低 くな る。  (ｄ)爆

発 性 物 質 の あ る場 所

爆 発性 ガ ス また は爆 発性 粉 じん の 満 ちて い る 室

で は,火 花 が 出 る と爆 発 す るお そ れ が あ る。 従 って,ス イ ッチ そ の ほ か火 花 が 出 る もの は室 外 に お く。 ま た,高 温度 の もの がガ スに 触 れ て もい け な い の で,電 球 や 蛍光 灯 もこわ れ た と きフ ィ ラメ ン トが露 出 して危 険 で あ る の で,特 殊 の耐 爆 電 灯 を 使 う とよ い。  電 球 の 上 に ほ こ り が た ま り,そ の で,裸

の熱 で爆 発 す る こ と もあ る

電 球 も危 険 で グ ロ ー ブ に 納 め る が,普

で は 割 れ る お そ れ も あ る の で,図11・2の

通 の グ ロー ブ

よ うな 耐 爆 器 具 を

図11・2耐

爆器具

つ け る。

 (５)色

彩 調節

工 場 で は色 彩 調 節 が 生 産 と深 い関 係 が あ る。 色 彩 調節 を完

備 す る こ とに よ り,作 業 能 率 が 上 が って 事 故 が 減 り,従 って製 品 に不 良 品が 少 な くな り,出 来 高 が 向上 す る な ど著 しい効 果 が あ る こ とは一 般 に認 め られ て い る。  色 彩 調 節 の 効果 は,ど こ よ りも工 場 に お いて 最 も高 く評 価 さ れて お り,電 力 料 の よ うな経 費 を必 要 と しな いの で あ るか ら,中 小工 場 で も必 ず 実 施 す る こ とが 望 まれ る。 〔２〕 事 務 所 照 明  (１)事

務 所 照 明 の 目標

事 務 所 照 明 の 目標 は,次 の よ うで あ る。

(ⅰ)細

字 が 楽 に読 め る こ と。

(ⅱ)長

時 間 の 執 務 に 際 し,目

(ⅲ)手

暗 が り が 生 じな い で,読

(ⅳ)ま

ぶ し くな い こ と 。

(ⅴ)効

率 が な るべ く高 い こ と 。

(ⅵ)銀

行 の よ うに,客 か ら眺 め られ る所 で は,照 明器 具 は美 し く意 匠 の よ い

が 疲 れ な い こと。 み 書 き が 楽 に で き る こ と。

こ と。

 (２)昼

光照明

工 場 と同 様 に,昔 か ら昼 光 が 利用 され て き たが,こ の た め

に は採光 窓 を必 要 とす る。 しか し,採 光 の た め に ガ ラス窓 を 大 き くと る と,冬 の 暖 房 費,夏 の冷 房 費 な らび に ガ ラス の 清 掃 費 も増 加 し,こ れ らは 窓 に よ る照 明 費 の 節 約 よ り大 き くな るの が 普 通 で あ る。 従 って,経 済 的 見 地 か ら考 え れ ば 窓 を 全 廃 して,照 明 は全 部 電 灯 だ け にす る方 が得 策で あ る とい え よ う。 こ うい うた め に 窓 を全 廃 しな い まで も,な る べ く小 さ く した事 務 所 もあ るが,最 近 の高 層 ビル で は,逆 に ガ ラ ス窓 を大 き くあ け た も の も少 な くない 。  窓 を大 き くと る 目的 は,採 光 よ り も眺 望 の ため で あ る。 つ ま り時 折 り外 部 を 眺 め,開 放 感 を 味 わ う とい っ た気 分 転 換 の た め と いえ よ う。 ま た,ガ ラ ス の方 が コ ンク リー トよ り軽量 で高 層 建 築 に は耐 振 的 で あ る とい う長 所 もあ る。  しか し,窓 を大 き くと る と,直 射 日光 に伴 う放 射 熱 を防 ぐ必 要 が あ り,こ の た あ防 熱 ガ ラス な ど を用 い る こ と もあ り,ま た,直 射 光 に よ るま ぶ しさを防 ぐに は

ブ ライ ン ドを備 え る。 ブ ライ ン ドは また 窓 際 と奥 と の照 度 比 を低 く抑 え る ため に も役立 つ。  いず れ に して も,窓 の 大 きい 事務 室 は,昼 間 は昼 光 と電 灯 との 組 合 わ せ を考 え て 電 灯 の 配 置,点 滅 回 路 を定 め る。  (３)電

灯照 明

た とえ 窓 が大 き く開 いて いて も,夜 間 は役 立 た な いの で あ

るか ら,電 灯照 明 の設 計 は窓 が な い もの と して設 計 す る。  事務 所 の照 度 は次 第 に高 くな りつ つ あ るが,照 明方 式 と して は全 般 照 明 が普 通 で,局 部 照 明 は灯 数 が多 くな りす ぎて 保 守 が厄 介 で あ る。 執 務 中 は 目 を下 に 向 け て い る のが 普 通 で,視 線 を水 平 に して い る時 間 は短 い ので,蛍 光 灯 を裸 の ま ま天 井 に じか付 け に して も大 して 差 支 え な い は ず で あ るが,な

るべ くな らば まぶ しさ

は防 ぎ た い。 まぶ しさ を感 じるの は,蛍 光 灯 露 出形 か 埋 込 み 下 面 開 放 形(カ バ ー の な い埋 込 み 形)で

あ る。100㎡

以 下 の方 形 の部 屋 で は,光 源 が 視 線 か ら離 れ て

い るの で,こ れ で 差 支 え な い が,細 長 い部 屋 で は,露 出形 の 場 合 は図11・3(a) の よ う に,ま た 埋 込 み 開 放 形 の 場 合 は図(ｂ)の よ うに 配 置 す る と,そ の 反 対 に し た場 合 よ り著 し くま ぶ しさを 減 退す る ことが で き る。

(ａ)

(ｂ) 図11・3

 しか し,間 い の で,な

口,奥

行 と も に 長 い 部 屋 で は,ど

う 配 列 して も ま ぶ し さ は 防 ぎ に く

る べ く半 埋 込 み 形 に し た い 。 光 天 井 は 理 想 で あ る が ,設

備 費 や 電 力費

が 最 も高 く つ く。

 銀行 営 業 室 の よ うに,客 が 数 分 間 待 つ所 で は,そ の間 に天 井 を眺 め る ので,ま ぶ しさが 少 な い よ うに,ま た照 明 器具 も意 匠 の よ い もの を 選 ぶ 。  光 源 と して は蛍 光 灯 が 普 通 で あ るが,銀 行 の よ うな 高 天 井 の 部 屋 で は,演 色性 の よ いメ タ ル ハ ライ ド灯 を つ け る こ と も行 わ れ る。 これ は 灯 数 が少 な くて す む の で,意 匠 の よ い灯 器 を設 備 して も,費 用 が か え って 安 くつ く。

 (４)特

殊 室 の照 明

事 務所 に は,一 般 事 務 室 以 外 に 役 員 室,応 接 室 そ の 他

特 殊 な部 屋 が た くさん あ るが,こ の よ うな所 で は,製 品 を 客 に 見 せ た りす る こ と も多 い ので,演 色性 が 重 要 で あ る か ら,３ 波 長 形 の 蛍光 灯 に す る こ とが 望 ま し い。 洗 面 所 の鏡 の 照 明 も同様 で あ る。  また,電 力会 社 の配 電指 令 室 の よ うに,計 器 が た くさ ん あ る 所 で は,そ の ガ ラ ス面 が光 らな い よ うにル ーバ 天 井 が最 近 多 く採 用 され て い る。  (５)色

彩調節

事 務 所 も工 場 に次 いで 色 彩 調 節 が重 要 で あ る。 天 井 は 一般

に明度 を高 くと るが,壁

の明 度 はや や 低 目に,彩 度 も低 く しな い と刺 激 が 強 く,

落 ち着 き を失 う恐 れ が あ る。 しか し,あ ま り低 くと る と陰 うつ な気 分 と な って 活 気 を失 う。  洗 面 所 や 便 所 は白 色 で は汚 れ や す い の で,淡 い青 色 に す る と清 潔 感 が で るが, 下 部 は濃 色 に しな い と汚 れ が 目立 つ 。  (６)電

灯 に よ る熱 の処 理

事 務室 の照 度 が 向上 す る に つ れ て,電 灯 か ら発

生 す る熱 も多 くな って き て,例 え ば,蛍 光 灯 で1000lxに 熱 量 は約50kcal/h/㎡

照 明 した 場 合 に は,発

に 及 ぶ 。冬 期 は これ が 暖 房 を 助 け る が,夏 期 に は 冷房 用 電

力 の増 加 を 促 す。 この た め,こ の熱 を い か に除 去 す る か と い う研 究 も行 われ,空 調 と照 明 とを併 せ 考 え た空 調 照 明器 具 も考 案 され て い る。   〔３〕 学  (１)教

校 室照明

照

明 教 室 照 明 の要 件 は,照 度 が十 分 で手 暗 が りが な く,か つ,

学 生 が黒 板 を見 た時,天 井 の 光 源 で まぶ しさを感 じな い こ と,黒 板 の 文 字 が は っ き り見 え る こ とな どで あ る。  (２)昼

光照明

学 校 は一 般 に 昼光 採 光 が主 で,夜 間 開講 しな い教 室 で は,

電灯 設 備 のな い教 室 さえ あ った が,今 後 の学 校 は,た とえ 昼間 だ け の教 室 で も十 分 な 電灯 照 明 を設 備 す る こ とが 普通 に な って い る。  教 室 は東 西 に細 長 く並 び,北 側 に廊 下 を設 け るの が普 通 で あ る。 この よ うな教 室 で は,晴 天 の 日 は,大 体 昼光 だ け で所 要 照 度 が 得 られ るが,曇 天 や雨 天 ま た は 冬 期 の午 後 遅 くな る と,晴 天 の 日で も奥 の 方 は照 度 が 非 常 に落 ち る ので,こ うな時 は,電 灯 を補 助 と して 点 灯 しな い とい けな い。

のよ

 特 に,裁 縫 教 室 の よ うに,ご

く細 か い作 業 の必 要 な教 室 は,こ の 点 に特 に 注 意

す る必 要 が あ る。  (３)電

灯照明

教 室 の 光 源 は,蛍 光 灯 を黒 板 に直 角 の方 向 に点 灯 す るの が

普 通 で あ る が,天 井 が低 くて まぶ しさを感 じる よ うな部 屋 で は,黒 板 に 平行 に埋 込 み開 放 形 で数 列 に点 灯 して もよ い。  図11・4は7.5m×9.0mの

普 通 の 教 室 に,40W蛍

光 ラ ンプ を15灯

配 列 し

た 例 で あ る。   教 室 の 基 準 照 度 は200∼750lxで

あ る が,図11・4の

い る 。 しか し,最 近 建 て られ る 教 室 は300∼750lx程 の 例 は,図11・5(a)の 同 図(ｂ)の

例 は200lxに

度 の も の が 多 い 。 図11・4

よ う に １本 を 直 線 状 に 取 り付 け た も の で あ る が,こ

よ う な 逆 富 士 形 の 器 具 に ２本 取 り付 け れ ば,照

200lxと400lxと

設 計 され て

の 間 は,こ

度 は400lxと

れを な る。

の 逆 富 士 形 の もの を 間 引 い て 取 り付 け れ ば,任

の 照度 を 得 る こ とがで き る。

図11・4教

室照明の一例

意

(ｂ)

(ａ)

図11・5逆

富士形蛍光灯器具

 絵 画 教 室 や 服 飾,調 理 な ど の特 別 教 室 で は 演色 性 が 重要 で あ るか ら,必 ず 高 演 色形 の 蛍光 灯 にす る。  黒 板照 明 は,黒 板 面 の反 射 が 学 生 の 目に まぶ しさ を感 じさせ な い こと,黒 板 の 上下 の照 度 比 が大 き くな い こと な どの条 件 が あ る。 このた めの 方 法 と して,光 源 を な るべ く黒 板 か ら遠 く離 して 点 灯 す る よ うにす る。 図11・6は,そ

の 数例 で あ

る。

(ｂ)

(ａ)

図11・6黒

 (４)色

彩調 節

(ｃ)

板 照 明法 の例

大 体 事 務 室 に準 じるが,教 室 の色 彩 は高 学 年 は落 ち着 い た

色,低 学 年 は楽 しい 色 を主 とす る。 従 って,高 学 年 ほ ど彩 度 を低 く し,低 学 年 ほ ど高 くと る。 天 井 は 白 か,う す い ク リー ム色(天 井 が 低 い と き は,う す青 で もよ し))と す るが,正 面 の壁 は黒 板 との対 比 が 強 くな る よ う に,他 の 壁 よ り も明 度 を 落 す。 色 相 は,青 か ら黄 赤 まで の範 囲で,土 地 の 寒 暖,教 室 の 向 きな ど に よ って 適 当 に選 ぶ が,低 学 年 は暖 色 系 と し,高 学 年 に な るに従 って 寒色 系 とす る。  黒 板 は黒 よ り暗 緑 色 が よ い。 一 般 に,明 度 は ２(黒 色 の場 合)か 場 合)ぐ

らいが 従 来 原則 と さ れ て い た が,４

３(暗 緑 色 の

ぐ らい まで 明 る くす る と感 じが よ

い。 特 に低 学 年 には この 方 が よ い。

 ま た,服 飾 や 絵 画 の 教 室 で は,壁 の 色 の 反 射 の影 響 を受 けて は困 るの で,壁

は

灰 色 に す る のが 無 難 で あ る。  (５)教

室以外の室の照明

教 室 と同 様 に200∼500lxと

教 職 員室,図 書 室,事 務 室 な ど は,照 度 基 準 は な って い るが,実 際 に は,長 時 間 に わ た って 細 字 の

読 み書 き をす る こ とが 多 い ので,照 度 も事 務 所 の 基 準 に近 づ け た方 が よ い。  (６)体

育館照明

学校 の体 育 館 で は,色 々の 運 動 競 技 が行 わ れ て い る の

で,そ の い ずれ に も適 応 す る照 明 に す べ きで あ るが,館

内に 灯柱 を 立 て る こ と は

で きな い ので,天 井 に反 射 形 電 球 と,反 射 形蛍 光 水 銀 灯 とを 適 当 の 割 合 に 取 り付 け る。 蛍光 水銀 灯 は効 率 を 高 め るた め で あ るが,必 ず フ リ ッカ レ ス回 路 にす る。 また,電 球 を 併用 す るの は混 光 に よ り冷 た さを 柔 らげ る ため で あ る。  11・3展

示 の た め の照 明

 こ れ は 商 店 ・博 物 館 ・美 術 館 の よ う に 陳 列 品 が あ っ て,そ め の 照 明 で,陳

列 品 の 形 ・色 ・光 沢 な ど を 正 確 に 観 察 で き る よ う な 照 明 で あ る こ

と が 第 一 の 要 件 で あ る 。 こ の 照 明 に は,次

  〔１〕 商

店

 (１)商

れ を客 に展 示 す る た

照

の よ うな も の が あ る。

明

店 照 明 の 目標

商 店 照 明 の 目標 は,通 行 客 を 吸 引 し,更 に 店 内 に 誘

導 し,商 品 を 見せ て 購 買 意 欲 を 起 こ させ る こ とに あ る。 この た め に は,客 の 心 理 に よ く合 う こ とが肝 要で,い

た ず らに華 麗 な 照 明 を して か え って 逆 効 果 にな る こ

と もあ る。  こ の よ うに,照

明 は あ く ま で 商 品 を 引 き 立 て,そ

の 形 ・色 ・光 沢 ・品 質 な ど を

正 確 に表 現 す る もの で あ りた い。

 (２)店

頭照明

店 頭 の構 成 は,客 を吸 引 す る た め に 最 も大 切 な もの で あ

る。 一般 に高 級店 で は,落 ち着 い た 重 厚 な感 じの もの と し,大 衆 店 で は,派 手 で 人 目を 引 く ものが 効 果 を あ げ る。 従 って,電 灯 も全 般 照 明 の ほ か に,人

目を 引 く

た め に裸 点 灯 とす る こと も あ る。 この た め に は,ボ ール 電 球 や 装 飾 用 電 球 な ど も 用 い られ る。

  (３)飾

窓 照明 と色 彩

飾 窓 は店 の 顔 と もい わ れ て い る所 で,こ の 印 象 は店

舗 に対 す る印 象 を 左右 す る。 従 って,明

る さ も店 内 の2∼3倍

だ けで それ だ けの 照度 を得 る こと は困 難 なの で,な

欲 しいが,蛍 光 灯

るべ くス ポ ッ トラ イ トを活 用

して 商 品 を明 る く照 明 す る。 特 に,貴 金 属 の 装 身 具 や 宝石 な ど は,こ れ に強 い ス ポ ッ トラ イ トを か ける とよ く輝 いて,展 示 の た め に有 効 で あ る。   飾 窓 の色 彩 は陳 列 され る商 品 に よ って 考 え るべ きで あ るが,色 物 を 引 き立 て る に は,背 景 に そ の 対比 色 を使 え ば よ い。 例 え ば,赤 い 品 に は青 と か緑 が よ いが, 反 対 に青 い品 物 を 赤 い背 景 の前 に 置 くと,背 景 が 進 出 して奥 行 が 浅 くな る と と も に,刺 激 的 な 赤 に 商 品 が負 けて しま う。 この よ う に青 い 商 品 の背 景 は,な かな か む つ か しいが,灰 色 を利 用 す る の も よ い。   ま た,一 般 に背景 は 商品 の 引 き立 て 役 で あ るか ら,背 景 が 商 品 よ り 目立 って は い け な い ので,そ の た め に は彩 度 を商 品 よ り低 くと る こ とを原 則 とす る。 宝 石 や 宝石 入 りの時 計,ま た は貴 金 属 の 装 身 具 の よ うな もの に は,黒 が 有 効 に 働 く。 こ の よ うな商 品 にス ポ ッ トを か け た場 合,そ の 周 囲 ま で 同 様 に明 る くな って 効果 が 薄 い が,黒 にす る と周 囲 は暗 く,そ の 中 に さん 然 と商 品 が光 り輝 くの で,非 常 に 魅 力 的 に な る。   ま た 白 い商 品,例 え ば,レ ー ス とか,大 理 石 の 時 計 な ど を 引 き立 て るに も黒 い 背 景 が 有 効 で,な お,そ の上 に昼 光 色 蛍光 灯 か,ご

く うす い青 の ス ポ ッ トを か け

る と一 層 美 し く見 え る。   (４)店

内照 明 と色 彩

店 内 の 照 明 は,店 内 の構 成 や 陳 列 に よ って異 な る は

ず で あ るが,一 般 に は次 の よ うな 方針 で考 え る。   (ａ)客

を 店 内 に誘 導 す るた め に,店 頭 よ り店 内 を明 る くす る。 しか も,奥 に

行 くほ ど次 第 に明 る く し,突 当 た りを 一層 明 る くす る。 更 に,突 当 た りに赤 系 統 の派 手 な 陳 列 をす る。 これ は赤 の 進 出性 を利 用 して,突 当 た りを近 く見 せ るた め で あ る。   (ｂ)普

通 の商 店 で は,全 般照 明 は蛍 光 灯 と し,こ れ を通 路 に添 って 一 直 線 に

配 置 す る 。 これ は誘 導性 と両 側 の 陳列 品 に対 す る照 明 の た めで あ る。   (ｃ)蛍

光 灯 だ けで は平 た ん な感 じに な る ので,活 気 を つ け るた め にス ポ ッ ト

ラ イ トを適 当 に か け て ア ク セ ン トをつ け る。   (ｄ)色

彩 が 重要 な 商 品 に 対 して は,演 色性 の よ い光 源 を使 用 す る。 た だ し,

普 通 の 蛍光 ラ ンプで も電 球 の光 と混 光 す る こ とに よ って,演 色 性 を よ くす る こ と が で きる。   図11・7は,普

通 の店 舗 に お け る蛍 光 灯 と電 球 と

の配 列 を示 した もので あ る。   大 衆 店 の 場 合 は,客 は 陳列 品 だ け に注 意 し,光 源 は ほ とん ど 見 な い の で,裸 点 灯 が 最 も経 済 的 で良 い。   しか し,高 級 店 に な る と落 ち着 いて 商 品 を観 賞 し た り,天 井 を見 上 げ た りす る ので,照 明 の 方 法 や器 具 の デザ イ ンに 注 意 す る。 貴 金 属 店 な どで は,豪 華 な雰 囲 気 を 出す た め に シ ャ ンデ リア な ど も利用 され る。   ま た,和 菓子 ・呉 服 ・げ た ・茶 な ど の 日本 的 な高 級店 で は,和 風 照 明 器具 も特 殊 な効 果 を出 す の で, 図11・7

店内照明の例

広 く使 わ れ て い る。   店 内の 色 彩 は,一 般 に 天 井 は 白 く,壁 は陳 列 品 に もよ るの で,普 通 は灰 色 にす れ ば 無 難 で あ る 。 陳 列 品 と背 景 との色 彩 関 係 は,飾 窓 と 同様 で あ る。   〔２〕 百 貨 店 照 明   (１)百

貨店 照 明 の要 点

百貨 店 が 一 般 商 店 と異 な る点 は,売 場 が 広 く,か

つ,時 々場 所 変 え が行 わ れ る こ とで あ る。 従 って,照 度 は商 品 の 種類 に捉 われ な い で,１ 階 以 外 の 売 場 は 全 店 同 一 照度 で よ く,商 品 の違 い に よ る所 要 照 度 の差 は,ス ポ ッ トラ イ トそ の 他 の 臨 時 灯 で 調節 す れ ば よい。   (２)売

場の照明

百 貨 店 の １階 売場 は,明 るい屋 外 か ら急 に 客 が入 って来

るの で,他 の階 よ り照 度 を 高 くと る。 ま た,１ 階 はそ の 店全 体 の 印 象 を 左 右 す る ので,そ の店 の性 格 や 客 層 によ って,柔

らか な落 ち着 い た照 明 に した り,あ るい

は また豪 華 な シ ャ ンデ リア をつ る した り,裸 ラ ンプ によ り刺 激 的 な 雰 囲 気 を作 っ

た りす る こ とが行 わ れて い る。   １階 以 外 の 売場 は 天 井 も 低 い の で,蛍 光 灯 の じか付 けか 埋 込 み が 普通 で あ る が,１ 階 が 高 天 井 の 場 合 は,演 色 性 の よ い メタ ル ハ ライ ド灯 を利 用 す る こ と もあ る。   (３)色

彩

天 井 は 白 色 とす る も,店 内の大 柱 は な る べ く 目立 た せ な い た

め 濃色 とす るか,ま た 鏡 を ４面 に 張 って柱 を消 して しま う こ と も行 わ れ て い る。 壁 は 陳列 を色 々 と変 え る点 か ら,灰 色 にす る の が無 難 で あ る。   〔３〕 美 術館,博   (１)照

物館の照明

明 の 目標

美 術 館 も博 物 館 も,そ

の 陳 列 品 の 形 ・色 彩 ・光 沢 を正

確 に見 せ る と い う こ とが 必 要 条 件 で あ るが,こ れ に対 す る照 明 の 考 え 方 に は二 様 あ る。 第 １は陳 列 品 は本 来,そ れ が 置 か れ る べ き 環 境 と同 じ照 明 にす べ きで あ り,例 え ば,仏 像 は うす 暗 い寺 院 の 内 部 に 置 か れ る ことを 予 想 して 作 られ て い る か ら,観 賞 す る に も,そ の よ うな照 明 に しな けれ ば な らな い とす る もので あ る。 第 ２は,そ の よ うな こ とは問 題 に しな いで,あ

くま で もあ りの ま ま の 姿 を正 確 に

展 示 しよ う とす る もの で あ る。 現 在 一 般 の美 術 館 ・博物 館 で は,こ の 第 ２の 考 え 方 の下 に計 画 され て い る。 そ して 照 明 の条 件 と して,次 の よ うな こ とが 要 求 され る。   (ⅰ)照

度 が 十 分 で あ る こと。

  (ⅱ)表

面 の 照度 が 均 一 で あ る こ と。

  (ⅲ)光

色 は 曇 天 の 日の 昼光 と似て い る こ と。

  (ⅳ)光

線 に よ って 陳 列 品 が 損傷 しな い こ と。

  (ⅴ)ケ

ース の あ る場 合 は,ガ ラス 面 の反 射 が 邪 魔 に な らな い こ と。

  (２)昼

光照明

従 来 の 館 で は,昼 光 を主 と した もの が 多 い 。 この 方 法 と し

て は,次 の よ うな もの が あ る。   (ａ)側

窓

これ は最 も多 いが,窓 の正 面 に 置か れ るケ ース は前 面 ガ ラス の

反 射 の た め 内部 が 見 に くい 。   (ｂ)天

窓

これ は中 央 の 部 分 が 明 る く,そ こに展 示 品 に は よ いが,壁

に陳

列 され る絵画 な ど の照 度 が 中央 部 分 よ り低 い 。 そ の た め,特 に壁 面 を 明 る く した

建 築構 造 の もの もあ る。   しか しな が ら,照 明 を昼 光 だ けに頼 る こと は,天 候 や 季 節 また は時 刻 な どで 照 度 不足 に な る こ とが多 く,ま た ガ ラス窓 が多 い と,外 部 の 火 災 によ る類 焼 や 盗難 の 危 険 に も さ ら されて い る こ とに な るの で,近 来 は な るべ く窓 を 小 さ くす る か, また は全 廃 した 例 も次 第 に多 くな りつ つ あ る。   (３)電

灯 照明

電灯 に よ る照 明 で は,次 の よ うな こ とが 必 要 で あ る。

  (ａ)光

源 は 放 射 熱 が少 な く,演 色性 が最 もよ い こ と。 これ に対 して は,普 通

３波 長 形 以 上 に演 色性 の よ い蛍 光 ランプ を つ け る 。   (ｂ)陳

列 品 の 退 色 を防 ぐた め,紫 外 線 の 出 な い退 色 防 止 用 蛍 光 ラ ンプ を つ け

る。   (ｃ)中 て,ガ

央 に 陳 列 品 が な く,壁 の ケ ース だ け の 場 合 は,全 体 の照 度 を落 と し

ラス 面 の 反 射 を 防 ぐ。 中央 に陳 列 品 が あ る場 合 は,十 分 な照 度 にす る と と

もに,ケ ース 内 もそ れ 以上 明 る くす る。   (４)色

彩

展 示 物 の 色 彩 は色 々 あ るの で,壁

は灰 色 に す る のが 無 難 で あ

るが,展 示 物 を 引 き立 て る に は,明 度 は高 くな い 方 が よ い が,あ ま り低 い と場 内 全 体 が陰 うつ に な る ので,明 度 は4.0∼6.0に

と り,ま た 彩 度 も低 目 に と る と落

ち着 い た雰 囲気 を作 る。   場 内 に いす が あれ ば,そ の い す も目 の疲 れ を休 め るた め に,明 度 ・彩 度 の低 い 色 とす る。   〔４〕 舞   (１)舞

台

照

明

台照 明 の 目標

舞 台 照 明 は,劇 場 の 舞台 を照 明 して 演 技 を 助 け,美

しい雰 囲 気 を作 り,ま た舞 台 の諸 装 置 の 実感 を 出 す と い うよ うに,色 々 の 目的 を もつ もので あ るが,照 明 は あ くまで ワ キ役 で,あ ま り照 明 が 目 立 ちす ぎて は 俳 優 の演 技 に対 して,か え って邪 魔 に な るの で,な る べ く目 立 た な い よ う にす る こ と が根 本 精 神 で あ る。 しか し,時 と して はダ ンス,レ

ビ ュー の よ うな場 合 に,照 明

を大 い に活 躍 させ て,特 殊 の 効果 を盛 り上 げ る こ と もあ る。   (２)照 る。

明器具

舞 台照 明器 具 と して は,一 般 に 次 の よ うな ものが 用 い られ

  (ａ)ボ

ー ダライ ト

長 い と い の 中 に 電 球 を 並 べ て,こ

す 。 最 も 舞 台 の 前 端 に 近 い の が 第 １ボ ー ダ で,次 図11・8に

れ を舞 台 の天 井 につ る

に 第 ２ ボ ー ダ,第

３ ボ ー ダ と,

示 す よ うに数 列 つ るす 。

取 付 け 電 球 は100∼200Wが

普 通 で,３

色 も し く は ４色 に 分 け られ,各

色 ごと

に 回 路 を 別 に して あ る 。

図11・8

  (ｂ)プ き,顔

ロセ ニ ア ム ライ ト

舞台照明装置

ボ ー ダ ラ イ トだ け で は 俳 優 が 舞 台 の 前 方 に き た と

の 照 明 が 不 十 分 に な る の で,そ

れ を 補 うた め に,プ

ロセ ニ アム の前 端 に も

ボ ー ダ ラ イ ト と 同 様 な も の を 取 り付 け る こ と が あ る 。 こ れ が プ ロ セ ニ ア ム ラ イ ト で あ る。   (ｃ)フ は,俳

ッ トラ イ ト(脚 光)ボ

ー ダ ラ イ トの よ う に,上

優 の 顔 の 影 が 強 く出 す ぎ る の で,こ

方 か らだ け の光 線 で

れ を 柔 らげ る た め に,舞

台 前端 の床 に

点 灯 す る もの が フ ッ トラ イ トで あ る 。 電 球 は ボ ー ダ ラ イ トよ り容 量 が 小 さ く,間 隔 も小 さ くす る が,色   (ｄ)サ

はボ ーダ ライ トと同様 の 回路 にす る。

ス ペ ン シ ョン ライ ト

す る もの で,普

通,大

き い 深 形 照 明 器 具 に1000W電

(サ ス ペ ン シ ョ ン フ ラ ッ ド),レ あ る(サ

舞 台 の 天 井 か らつ り 下 げ,舞

台 の 床 を 強 く照 明

球 を つ けた もの を用 い るが

ン ズ を つ け て 一 層 強 い 光 を 出 す よ う に した も の も

ス ペ ン シ ョ ン ス ポ ッ ト)。 こ れ は あ く ま で 床 だ け の 照 明 で,位

置 に注 意

して 客 席 や 背 景 に光 が か か らな い よ う にす る。   (e)  ス ポ ッ トラ イ ト  レ ンズ を用 い て,遠 距 離 か ら強 い 光 を 舞 台(主 演 技 者)に 投光 す る もので,色 この うち500W用

と して

々の 形 の もの が あ る。 電 球 は500∼3000Wで,

の小 型 の もの は,俗 に ベ ビー ス ポ ッ トと 呼 ばれ て い る。

  また,大 劇 場 で は キセ ノ ンア ー ク灯 を 用 い た 大 型 のス ポ ッ トライ トも使 わ れ る。   ス ポ ッ トライ トは,舞 台 の手 前 の 客席 の 側方 か ら投 光 す るの が 普通 で あ る が, この ほ か に客 席 の 後 方 か ら舞 台 に 向 か って 正 面 か ら投 光 す る もの が あ り,フ ロ ン トラ イ トと呼 ばれ て い る。   (3)  調

光    舞 台照 明で は,照 度 や 色 彩 を 自由 に 変 え る こと が要 求 され る

の で,そ の ため に特 殊 な 装 置 を用 い る。 これ が 調 光 機 で,こ れ を用 い て照 度 や色 彩 を変 化 させ る こ とを調 光 とい う。   色 彩 光 はす べ て 電球 の前 に色 プ ラ スチ ック フ ィル タ を取 り付 け る こ と に よ って 得 られ るが,こ

う して 得 られ た色 光 を色 々 と溶 明,溶 暗 して,希 望通 りの色 を 出

す ので あ るが,そ の 溶 明,溶 暗 は電 球 の電 圧 を変 化 す る こ とに よ って 得 られ る の で,そ れ を つか さ ど るの が 調光 器 で あ る。

図11・9 

NHKホ

ー ル の 照 明操 作卓

(主 調 光 操 作 ・フ ェ ー ダ ・パ ッ チ ン グ操 作 ・回 路 制御)

  この調 光 器 に は,従 来,変 圧 器 を 利用 した もの が 一般 に用 い られ た が,最 近 は サ イ リス タ調 光 装 置 が 大 い に 普 及 して きた 。 これ は 変 圧器 な ど の調 光 装 置 に比 べ て 非 常 に小 さ く,従 って,調 光 室 が狭 くて よ く,1∼2人

で 全 部 の操 作 が で き る

の で,建 築 費や 人 件 費 が 節 約 に な る点 が 長所 で あ る。   図11・9は,サ 11・4生

イ リス タ 調光 装 置 の 一 例 で あ る。

活 娯 楽 の た め の照 明

  これ は住 宅 や 飲 食 店 な どの よ うに,生 活 を 快 適 に す る た め の照 明 で あ り,そ の 手 法 は住 む人 の 自 由で あ るべ きで は あ る が,そ れ で も大 体 の原 則 は あ る。 また, 集 合住 宅 の よ うに,住 む人 が 不 特 定 の 部 屋 で は個 人 の 趣 味 で設 計 す べ きで は な く, 料 飲 店 な ど で は風 紀 衛 生 上 か ら,照 度 そ の他 に 制 限 が あ る こ と も当 然 で あ る。 こ れ らの照 明 に は,次 の よ うな もの が あ る。   〔１〕 住   (１)照

宅

照

明 の 目標

明 住 宅 は 憩 い の 場 所 で あ る か ら,照 明 は あ くまで も安 らか

な落 ち着 い た気 分 の もので あ る こ とが 肝 要 で あ る。 しか し,勉 強 室 や 台 所 な ど は 作 業 の た め の照 明 に準 じる。   (２)光 の他,色

源

光 源 と して 電 球 と 蛍 光灯 と の 優劣 につ いて は,経 済,光 色 そ

々 な見 地 か ら比 較 す べ きで あ る。

  経 済 上 か ら考 え る と,蛍 光 灯 を求 め る時 は 高 価 で あ る が,電 力 が 少 な くて す む か ら,結 局,経 済 的 で あ る と一 般 に 考 え られ て い る。 しか し,経 費 と い う もの は,設 備 費 の利 子,償 却 を 考 え な けれ ば い け な い。 平 均点 灯 時 間 が 長 い場 合 は, 電 力 費 の 節 減 が最 初 の設 備 費 の 利 子 償 却 を 上 回 るの で,こ の た め に蛍 光 灯 は経 済 で あ る とい わ れて い るの で あ るが,平 均 点 灯 時 間 が 短 い場 合 は必 ず しも そ うで は な く,玄 関,洗 面 所,便 所 の よ うに,１

日の 平 均点 灯 時 間 が ご く短 い所 で は,電

力 費 の 節約 が利 子,償 却 費 よ り少 な い の で,蛍 光 灯 の 方 が不 経 済 と な る。   次 に光 色 の点 で は,応 接 間 や 玄 関 な どは,暖 か い 雰 囲気 で 客 を もて な す と い う 点 か らも電 球 の方 が 好 ま しい し,食 卓 の 照 明 も料 理 の 色 を美 し く見 せ るた め に は 電 球 が よ い 。 ま た鏡 の照 明 につ い て 考 え る と,鏡 の ガ ラス は赤 色 光 を多 少 吸 収 す

るの で,こ の厚 い ガ ラス を光 が 往 復 す る う ちに,赤 が 少 し欠 け た光 と な る。 従 っ て,鏡 に顔 を写 して 見 た時 は,本 当の 顔 色(す な わ ち,他 人 が 自分 の顔 を眺 め た 時 の顔 色)よ り も少 し血 色 が 悪 く見 え る と い うこ とに な る。 これ を 救 うに は,赤 色 光 の 多 い光 源 が よ い ので,こ の 意 味 で も鏡 の 照明 に は電 球 の 方 が よ い。 一 般 に, 鏡 の 上 に蛍 光 灯 が つ いて い る家 が 多 い が,こ れ は顔 色 を正 し く見 る こ と はで きな い。   結 論 と して,電

球 と 蛍 光 灯 の 適 所 を 部 屋 別 に す れ ば,表11・1の 表11・1電

  (３)照

明方式

よ う に な ろ う。

球 と蛍 光 灯 の適 所

一般 に 天 井 つ り下 げ式 が 無 難 で,事 実 これ が最 も多 い。 光

天 井や 天 井 埋 込 み形 な ど は,ご み が た ま った 場 合 の清 掃 が 厄 介 な だ けで な く,後 の 変 更 も困難 で あ る。   (４)照

明器具

照 明 器 具 の様 式 に つ い て は,照 明 設 計 の 項 で 解 説 して あ る

が,原 則 と して 照 明器 具 は装 飾 で はな く,あ くまで 灯 器 と して の 合 理性 を もた な け れ ば な らな いが,こ れ も また 家 具 の 一 種で あ るか ら,部 屋 の 様式 と調 和 しな け れ ば な らな い。   わ が 国 の住 宅 建 築 も,和 室 は 従 来 の書 院 造 りの 精 神 に の っと りな が ら も,色 は 明 る く,木 部 も細 くな り,全 体 と して明 朗 軽 快 な 調子 に な って い る 。 ま た,洋 室 も この精 神 に合 わ せ て,無 意 味 な装 飾 な ど は少 な くな って き た し,家 具 も新 様 式 の ものが 多 い 。 色 彩 も和 室 と同様 で,白 壁,白 天 井 も少 な い。   照 明 器 具 の デ ザ イ ンは,以 上 の よ うな室 の 様式 と調 和 す る もので な け れ ば な ら な い。 調 和 す る とい う こ とは,デ ザ イ ンの 根本 精 神 が 同 じで あ り,照 明 器 具 だ け が 目立 た な い で,部 屋 の 中 に と け こん で しま う ことで あ る。   こ うい う見 地 か ら考 えれ ば,住 宅 の 照 明器 具 は,原 則 と して な るべ く,単 純 か

つ 機 能 的 で,無 意 味 な装 飾 な ど は な い もの が 無難 で あ る。   〔２〕 旅 館 ・料 亭 の 照 明   (１)照

明 の 目標

和 風 旅 館 や 料 亭 の建 築 が住 宅 と同 様 な 様 式 で あ る限 り,

そ の照 明 の考 え 方 も同 じで よ いが,住 宅 と違 って 不 特 定 多 数 の 客 を 迎 え る と い う 点 で多 少 異 な る点 もあ る。   (２)光

源

光 源 は電 球 か 蛍 光 灯 か の問 題 で あ るが,次 の よ うに 考 え れ ば

よ い。   一 般 に客 室 は 住 宅 に 準 じる。 しか し,大 体 に お いて,大 衆 向 きの旅 館 や 料 亭 で は蛍 光 灯,高 級旅 館 や料 亭 で は 電球 が 喜 ばれ る。大 広 間 は 一般 に蛍 光 灯 で 明 る く 照 明 す る。   便 所,洗 面 所 は,個 室 付 き の もの は使 用 ご とに点 滅 す る ので 電 球 が よ く,共 用 の もの は,つ け放 しが 多 い ので 蛍 光 灯 の方 が 経 済 的 で あ る。 な お,庭 園 は一 般 に 水 銀 灯 が 推 奨 さ れ る。   (３)照

明器 具

和 室 は住 宅 の 和 室 に準 じれ ば よ いが,大 広 間 だ け は蛍 光 灯

の連 続 列 照 明(ラ イ ンラ イ ト)が 好 ま しい。   〔３〕 ホ テ ル ・レス トラ ンの 照 明   (１)照   (２)光

明 の 目標 源

旅 館 ・料 亭 と同 じで,た だ部 屋 が 違 う だ けで あ る。 大 衆 向 きの 店 で は,蛍 光 灯 で 明 る く,高 級 店 で は電 球 で 落 ち

着 いた 雰 囲 気 を作 る ことが 普 通 で あ る。 しか し,ホ テル フ ロ ン トは細 字 を読 む こ とが 多 いの で,蛍 光 灯 で 明 る くす る。   (３)照

明器具

器 具 の 様 式 は建 築 と調和 す る こ とが 肝 要 で あ るが,客 間 で

は新 聞 や雑 誌 が楽 に読 め る よ うな 配 光 の 器具 が必 要 で あ り,ま た 食 堂 で は,食 卓 上 は相 当 明 る く,し か も空 間 はあ ま り明 る くな らな いよ うな もの が好 ま れ る。   また 客間 の卓 上 で は,ス タ ン ドに よ る十分 な照 度 が 必 要 で あ り,寝 台用 の 照 明 は調 光器 に よ って 明 る さが 自由 に 調 節 す る ことが で き るよ うに した い。   〔４〕 病   (１)照

院

照

明 の 目標

明 病 院 は 清 潔 感 が大 切 で あ るが,寂

しい気 持 の患 者 が た く

さん い る所 で あ るか ら,暖 か 味 を失 って は い けな い。 ま た,診 察や 手 術 が完 全 に

行 われ る照 明 で あ る こ と は最 も肝要 で あ る。   (２)光 す るが,こ

源

一 般 に は,演 色 性 の よ い蛍 光 灯 で 明 る く照 明 す るの を 原 則 と

の ほか に暖 か 味 を 出 す た め に,電 球 に よ る ブ ラケ ッ トな どを 併用 した

い。   (３)照

明器具

照 明 器具 は,な る べ くご み の た ま らな い よ うな もの が 望 ま

し く,つ り下 げ 形 よ りも天 井 埋 込 み形 が好 ま しい。   (４)病

室

病 室 に お け る 患者 は,上 を 向 いて 寝 て い る時 間 が 多 いの で,

天 井灯 に よ る まぶ しさを 防 ぐよ うに しな い とい け な い。 ま た,寝 なが ら読 書 す る こ と も多 い の で,枕 元 の あ か り も必 要 で あ るが,枕 元 の ブ ラケ ッ トは 電 球 だ と多 少 放 射 熱 を 感 じるの で,な る べ く蛍 光 灯 が良 い。   次 に 色 彩 で は,冷 た い 感 じを 防 ぐた め に,壁 天 井 は 白色 を避 け,ク

リー ム そ の

他,暖 味 系 の色 にす る。 た だ し,赤 ・ピ ンク な ど は興 奮 を誘 うので 避 け な け れ ば な らず,青 系 統 の 色 は食 欲 を 減 退す る ので,こ れ また 良 くな い。   (５)廊

下

病 院 の廊 下 は,外 来 患者 の 待 合 所 に も兼 用 され る ので,新

聞

や雑 誌 類 が 楽 に 読 め る た め と,患 者 の気 分 を 明 る くす るた め に も,照 度 は十 分 高 くと る。 壁 も楽 しい 気 分 を誘 うよ うに明 る い黄 緑 色 な ど にす る こ とが好 ま しい。   (６)診

察室

診 察室 で は患 者 の顔,そ の 他,皮 膚 の 色 が 正確 に観 察で き る

こ とが 肝 要 で あ る。 診 察 は病 室 と同 様 に昼 間 行 わ れ るの が 普通 で あ るが,万 一 の 場 合 を 予 想 して 蛍 光 灯 も演 色性 の よ い もの とす る。 電 球 は黄 色 と白色 と の別 を見 に く くす るの で 避 け た い。 ま た,昼 間 は壁 か らの 反 射 光 の 影 響 を受 け る ので,壁 の 色 は 無 彩 色(例 え ば,明 る い灰 色)が   (７)手

術室

よい 。

手 術 室 は全 般 的 に明 るい 照 明 が 望 まれ るが,特 に手 術 す べ き

患者 は 高 照 度 が 要 求 され る。 しか も その 他,演 色性 が よ い こ と,放 射 熱 が 少 な い こ と,患 部 に 医 師 の 頭部 な ど の影 が 落 ちな い こ とな ど の条 件 が要 求 され る。   この た め,従 来 は 図11・10の

よ うな無 影 灯 が 一般 に 使用 されて いた が,最 近

の大 病 院 で は,手 術室 全 体 を大 ドー ム形 に して,そ の ドー ム の壁 面 の 各 方 向 よ り 光 を 投 射 す る方 法 が と られ て い る。 この 方 法 に よ る と,壁 面 か らカ ラー テ レ ビを 撮 像 した り,ま た窓 をつ けて手 術 の様 子 を観 察 す る こ と も 出来 る。

図11・10手

術無影灯

 な お,患 部 は普 通,明 度 も彩 度 も低 い ので,そ の 周 囲 に 反 射 率 の 高 い 白 布 が あ る と患部 に対 す る視 力 が 落 ち るの で,最 近 で は,青 また は緑 の 布 を 使用 す る こと が行 わ れ て い る。

第11章

(１)図11・3の た方 が,図(ｂ)の

問

題

よ うな細 長 い事 務 室 に おい て,裸 点 灯 の 場 合 は 図(ａ)の よ うに点 灯 し よ うに した 場 合 よ りま ぶ しさが 少 な い の は な ぜ だ ろ うか 。 (ヒ ン ト,立 面 図 を画 い て 考 え る とよ い)

(２)図11・6の ろ うか。

黒 板 照 明 で,蛍 光 灯 を 黒板 か ら大 き く離 して 点灯 して あ る の は なぜ だ

第12章

12・1道

路

照

屋

外

照

明

明

〔１〕 道 路 照 明 の 目標  道 路照 明 の 目標 と して は,交 通 安 全,事 故犯 罪 の防 止,商 店 街 の 繁 栄 な ど色 々 あ る が,光 源 の 種 類,灯 器 の 意 匠,照 度 そ の他 の こ と は,道 路 の 種 類 に よ る照 明 の 目標 に よ って,そ れ ぞ れ 適 当 な もの を選 ぶ 。 〔２〕 住 宅 街 の 照 明  これ は事 故 や犯 罪 の防 止 が主 な 目標 で,一 般 に 蛍光 灯 を灯 柱 か ら道 路 に 向 か っ て斜 め に突 き出 して点 灯 す る も のが 多 く,こ れ を 防犯 灯 と も呼 んで い る。   所 要 照 度 は1.0∼101x程 灯 を 高 さ4∼6m,間

度 で よ い と さ れ て お り,こ

隔15∼50mぐ

れ に 対 して は20W蛍

光

ら い に 点 灯 す る。

〔３〕 商 店 街 の 照 明  車 もあ ま り通 ら な い よ う な 商 店街 の照 明 は,そ の 商 店 街 の 繁 栄 を主 な 目標 と し,次 の よ う な点 を考 慮 す る。 (ａ)通

行 人 を 引 き つ け,楽

し い 。 そ の た め,図12・1の

し さ と に ぎ や か さ を 感 じ させ る よ う な 灯 器 が 好 ま よ うな多

灯 式 灯 器 も用 い られ る。 (ｂ)そ

の 商店 街 へ 客 を 誘 致 す るた

め,商 店 街 の 両端 に吸 引力 の あ る街 門 を 設 ける。  照 度 の 基 準 は20∼200lxで

あ る が,

両 側 の 商 店 が 明 る い と こ ろ で は70∼ 200lx,暗

い 街 路 で は20∼50lxぐ

い に とる。

ら 図12・1多

灯 式 灯 器 の例

(ａ)懸

垂形

(ｂ)柱 図12・2道

頭形

路照明用灯器の例

 次 に,中 央 に車 道 の あ る商 店 街 で は,歩 道 と 車 道 と で 照 明 の 要求 が異 な る た め,歩 道 と車道 との 中間 に灯 柱 を 建 て,車 道 側 に は水 銀 灯 を,歩 道 側 に は 電球 か 蛍 光 灯 を つ け れ ば 合理 的 で あ るが,一 般 に は大 型 の 演 色性 の 良 い水 銀 灯 を点 灯 す る こ とが 多 い。   灯 器 の 形 と し て は 多 灯 式 も あ る が,一 と,図(ｂ)の

般 に は 図12・2(a)の

よ う な下 向 き形

よ うな上 向 き形 とが あ る。

 こ の う ち 図(ａ)は,道 ん で い る 道 路 で は,建 ヨ ー ロ ッパ に は,こ  図(ｂ)は,道

路 面 に 対 し て は 最 も効 率 が 高 い が,両 物 の 上 部 が 暗 く な り,寂

側 に高 い建 物 が 並

しい 感 じを与 え る。 電 力 費 の 高 い

の 形 の もの が 多 い。

路 面 の 照 明 率 は 低 い が,電

して こ の 形 の も の が 用 い ら れ,わ

力 の 豊 富 な ア メ リカ 合 衆 国 で は,主

が 国 で も この 方 が 一 般 に 喜 ば れ て,各

と

地 に普 及

して い る 。  国12・1の

よ う な 多 灯 式 の もの は,照

明 率 が 低 く,価

格 も高 く,し

か も灯 数 が

済 的 に は 有 利 で な い が,に

ぎや か な感

多 くな る と,球

の 取 替 費 も多 額 に な り,経

じが 喜 ば れ,次

第 に各 地 に普 及 す る傾 向 が あ る。

〔４〕

ア ー ケ ー ドの 照 明

 わ が 国 の 商 店 街 に は,ア

ー ケ ー ドの あ る と こ ろ が 多 い｡こ

道 だ け で 中 央 の 車 道 に は な い も の と,道

の ア ー ケ ー ドに は 歩

路全 面 を 覆 った高 天 井式 の もの とが あ

る。

 前 者 は普 通 片 流 れ式 で,一 般 に屋 根 が低 い の で,照 明 器 具 は天 井 に じか付 け に す るの が 普通 で あ る。 図12・3は

そ の数 例 で,こ の うち図(ｃ)は 器 具 の 表 面 に 店

(ａ)

(ｂ) 図12・3片

(ｃ)

流 れ 式 ア ー ケ ー ドの照 明 例

(ａ)

図12・4高

(ｂ)

天 井式 ア ー ケ ー ドの 照 明 例

名 な ど を 書 い て 広 告 に 利 用 して い る 店 が 多 い 。  ま た 後 者 の 高 天 井 式 は,車

の 通 行 を 禁 止 して い る 繁 華 街 に 多 く,雨

く り 買 物 を 楽 し ま せ よ う と す る 目 標 を も って い る 。 従 っ て,照 の よ う な 天 井 じか 付 け だ け で な く,図(ｂ)の つ り下 げ て,歩

よ う に,中

天 で もゆ っ

明 も 図12・4(ａ)

央 か ら華 麗 な 照 明 器 具 を

行 者 の ム ー ドを 盛 り 立 て た も の が 多 い 。

 ア ー ケ ー ド 内 の 照 度 は,そ 小 都 会 で は100∼3001x程

の 商 店 街 の 繁 華 度 に よ り,大

度 に と る が,あ

都 会 で は300∼7001x,

ま り明 るす ぎる と両 側 の 商 店 が 引 き立

た な くな る お そ れ が あ る。

  〔５〕 地 下 商 店 街 の照 明  わが 国 に は,諸 外 国 に比 べ て 明 る く大 きい 地 下 商 店街 が非 常 に 多 い。 こ こは高 天 井 アー ケ ー ドと似 た性 格 の もので あ るが,天 井 が 一般 に低 い の で,照 明 も天 井 じか 付 け か,ま た は 天 井埋 込 み ま た は光 天 井 に す る の が普 通 で あ る。 地 下 商 店街

は 客 が 多 く,か

つ 足 早 で 歩 くの で,ゆ

し,照 度 は 十 分 高 く200∼500lxぐ

った り した気 分 を 誘 う こ と は 無 駄 で あ る らい に と る。

〔６〕 交 通 道 路 の 照明   店 舗 も 少 な く,車

の 交 通 を 主 とす る 道 路 の 照 明 は,交

る 。 一 般 に は,図12・5の

通 安 全 を第 一 の 目標 とす

よ う な 形 の ハ イ ウ ェ イ灯 が 最 も多 い こ と は,各

国共通

の 現 状 で あ る。

図12・5交

通 道 路 の ハ イ ウ ェ イ灯

 光 源 の演 色性 は あ ま り重 要 で な く,効 率 の 点 か ら蛍光 水 銀 灯 が 多 く用 い られ て い るが,霧 の 多 い 地方 で は低 圧 ナ トリ ウム灯 が用 い られ て い る。 これ は ナ ト リウ ムの Ｄ線(黄 色 の 単 色 光)が 霧 に 対 す る透 過 率が 高 いた め で あ る。  照 度 は車 の速 度 の大 きい道 路 ほ ど 高 くす る ことが 望 ま しいが,車

の運 転 に は道

路 面 の輝 度 が 問題 に な り,輝 度 が高 い と まぶ しさを感 じる。 従 って,道 路 照 明 は 路 面 の輝 度 を 基 に して 決定 す べ きで あ り,一 般 に 路 面 の平 均輝 度 は,表12・1の 値 が 適 当 で あ る と され て い る。  1cd/㎡

の 輝 度 を 得 る た め の 照 度 は,コ

ン ク リー ト舗 装 で 大 体101x,ア

スフ ァ

表12・1交

通道 路面の基準輝度

〔 単 位cd/㎡

〕

(注)外 部条件 Ａ:道 路交通 に影 響を及 ぼす光が連続 的にある道路 沿線の状態をい う。 外部条 件Ｂ:道 路交通に影響を及ぼす光が断続的にあ る道路 沿線の状態をい う。 外部 条件Ｃ:道 路交通に影響を及ぼす光がほ とん どない道路 沿線の状態 をいう。 ル ト舗 装 で15lx程  な お,道

度 で あ る。

路 以 外 の 場 所 の 照 度 と して,料

の 判 別 を 行 う場 所 は30lx以  次 に,上 ま ず,灯

金 所 周 辺 は 平 均20lx以

上,車

種な ど

上 と 定 め られ て い る 。

記 の よ う な 条 件 を 満 た す た め の 照 明 の 設 計 は,次

柱 の 配 列 を 決 め る 。 これ に は 図12・6の

(ａ)の 片 側 配 列 は狭 い 道 路 か,中

の よ う に して 行 う。

よ う な 種 類 が あ り,こ

の うち図

央 分 離 帯 の な い 道 路 に設 置 さ れ る。 これ を 図

(ｂ)の 千 鳥 配 列 す る と,照 度 の均 斉 度 は高 く

表12・2灯

器 の高 さ と間 隔 制 限

な るが,配 線 に 費用 がか か り,か つ,曲 線 の 多 い道 路 で は道 路 の 曲 が る方 向を 見 誤 るお そ れ が あ る。  次 に,表12・2か

ら灯 器 の高 さ を決 め る。

〔注 〕 Ｗ は車 道 幅

 そ こで,次 式 か ら １灯 当 た り光 束 と灯 間 隔

(ａ)片

側配列

(ｂ)千 図12・6交

鳥 配列 通道路の灯柱配列法

(ｃ)向

き合 せ 配 列

との 比 が求 め られ る。 φ = EW / S / NUM   こ こ に,φ 度

〔lx〕,Ｎ

(12・1)

は １灯 当 た り光 束

〔lm〕,Ｅ は 照

は 灯 数(た

側,千

だ し,片

鳥の場

合 は １,向 き 合 せ の 場 合 は ２),Ｕ は 照 明 率, Ｍ は 保守 率 とす る。  こ の う ち,照

明 率 は 図12・7の

よ う に,灯

器

の 高 さ に 対 して 車 道 幅 の 広 い ほ ど大 き く な る 。  こ う し て,φ/Sが

決 ま れ ば,φ

当 に 選 ぶ こ と に よ り,光

と Ｓ とを適

源 の 大 き さが決 定 す

る。  わ が 国 で の 交 通 道 路,特

に高 速道 路 の照 明 は 図12・7照

ほ と ん ど 全 部,図12・5の の で あ る が,最

近,外

た 。 こ れ は 図12・8の 間 隔 に 柱 を 建 て,そ

明

率

よ うな灯柱 に よ る も 国 特 に ヨ ー ロ ッパ に お い て カ テ ナ リー 方 式 が 行 わ れ て き よ う に 本 線 の 中 央 分 離 帯 上 に,道

の 間 に 架 線 を 張 り,懸

垂 線(カ

路 軸 に 添 っ て60∼100m

テ ナ リ ー)を

下 げ て,こ

れに

照 明 器具 を つ け る方 式 で あ る。

図12・8カ

テ ナ リー方 式

この 方 式 の特 徴 は, (ａ)照

明 器具 の間 隔 を狭 くとれ るの で,照 明 分 布 が 均 一 に な る。

(ｂ)光

の ビー ム が鉛 直 に近 い もの が 多 い ので,雨 天 の 時 で も強 い 反 射光 に よ

る まぶ しさが な い。 (ｃ)道

路 以 外 へ の光 の 漏 れ る の を制 御 しやす いの で,周 辺 の 畑 や 民 家 に対 す

る光 害 を少 な くす る こ とが で き る。 (ｄ)照

明 器 具 に よ る まぶ しさが 少 な い。

(ｅ)将

来,必 要 に 応 じて増 灯 す る こ とが 可 能 で あ る。

(ｆ)柱

の 間 隔 を 広 く とれ る ので,そ れ だ け建 築 費 も少 な くてす み,邪 魔 な柱

が少 な くな る。 〔７〕

トン ネ ル 照 明

 最 近,高 速 道 路 の普 及 に伴 い,ト

ンネ ル照 明が 重 要 視 さ れ て き た。 トンネ ル

は,明 る い屋 外 か ら急 に暗 い と ころ に入 る の で あ るか ら,内 部 を よ ほ ど明 る く し な い と運 転 者 の 目が 暗 さに慣 れ て い な い ので 障 害 を起 こ しや す い が,長 い トンネ ル 内 を一 様 に明 る くす る こ とは経 済 上 困 難 な ので,入

口を 明 る く,内 部 に入 る に

従 って漸 次 照 度 を落 とす よ うに設 計 す る。 この よ うな照 明 を 入 口増 灯 部 照明 とい う。  しか しなが ら,こ の程 度 を ど の よ うに と るか は,運 転者 の 目 と心 理,な

らび に

電 力経 済 の ３者 の立 場 か ら慎 重 に研 究 され,現 在 わが 国の 高 速 道 路 トンネ ル の大 部 分 は,そ の よ うな研 究 結 果 に基 づ い て設 計 されて い る。  現 在 の トンネル 照 明 は,普 通 入 口付 近 で800∼1000lx程

度 で,入 口増 灯 部照

明 の 終 わ りか ら内部 全 体 にか け て30∼40lxに

とる。 この 緩 和 照 明 の 区 間 は お よ

そ200∼250mで,こ

前 後 で あ る。

の間 の 走行 時 間 は10秒

 高 速 道 路 トンネル 照 明 の 光 源 は,蛍 光 灯,蛍 光 水 銀 灯 な ど も用 い ら れ て い る が,最

も多 い の は排 気 ガ ス に 対 して 透 過 率 の高 い低 圧 ナ ト リウム灯 で あ る。

12・2広

場 ・公 園 ・庭 園 の 照 明

〔１〕 広

場

 広 場,特

照

明

に 駅 前 広 場 は 駅 か ら出 て 来 た 人 に 対 し,そ

の で あ り,か

つ,人

や 車 の 往 来 も 激 し い の で,感

の都 市 の 印 象 を左 右す る も

じ よ く,か

つ 明 るい こ とを必 要

条 件 とす る。   照 度 基 準 は20∼200lxで た に 設 計 す る 場 合 も,そ

あ る が,実

際 に は20∼50lxぐ

の 程 度 に な って い る。

らい の も の が 多 く,新

 光 源 は 電 球,水 銀 灯,メ タ ル ハ ラ イ ドラ ンプ か ら広 い 場 所 で は キ セ ノ ンア ー ク 灯 ま で用 い られ る。 これ らに対 す る照 明 器 具 も,下 向 き形,上 向 き形 か ら多 灯 形 の もの な ど,色 々な形 の ものが 設 置 され て い る。 要 はそ の都 市 の イ メ ー ジ にふ さ わ し く,ま た あ ま り不 経 済 で な い もの が 良 い 。  しか し,一 般 に 上 向 き形 の もの は照 明 の 効 果 が 低 い が,灯 柱 の そ ば か ら相 当離 れ た点 ま で 照 度 は 割 合 に均 一 で あ り,下 向 き形 は効 率 はよ い が,そ の直 下 が 最 も 明 る く,離 れ るに 従 い 急激 に照 度 は低 下 す る。 多 灯 形 は に ぎや か な感 じを与 え る が,あ ま り灯 数 が 多 く な る と ラ ンプ の 交 換 が 面 倒 に な る。 灯 器 の形 を決 め る に は,こ の よ うに 色 々 の点 を よ く考 えて 決 定 しな けれ ば い けな い 。  一 般 に ,広 場 とか道 路 の よ うに不 特 定 多 数 の 人 に見 られ る もの は,設 計 者 個 人 の趣 味 で 決 め る こ とは 禁物 で あ る。 ま た,こ れ らの 灯 器 は夜 間 よ り も昼間 の方 が 眺 め られ る時 間 が 長 い とい う こ と も忘 れ て は な らない 。 〔２〕 公

園

照

明

 公 園 に は 自然公 園 と人 工 公 園 とが あ るが,照 明 設 計 の 対 象 とな る の は人 工 公 園 で あ る。 こ こに は 遊 歩道 の ほ か に,樹 木,噴 水,記 念 建 造 物,橋 そ の他 色 々 の も の が あ るが,原 則 と して,歩 道 に は通 行 に不 便 で な い だ け の 照 明 を施 し,観 賞 の 対 象 物 に は投 光 照 明 が 推奨 され る。 この 場 合,注 意 を 要 す る こ とは, (ａ)灯

器 はな るべ く目立 た な い もの で あ りた く,で き るな ら投 光 器 な ど は昼

間 地下 に 隠す よ うに した い。 (ｂ)光

源 は,樹 木 な ど は水 銀 ラ ンプ の光 が緑 の木 の葉 が美 し く 映 え て よ い

が,冬 期 に は水 銀 灯 だ けで は冷 た い の で,建 物 そ の他 の建 造 物 に は,ハ ロゲ ン電 球 や高 圧 ナ ト リウム灯 の よ うな 暖 か 味 の あ る光 を利 用 す る ことが 考 え られ る。 冬 と夏 とで光 源 を変 え れ ば最 も良 い。 (ｃ)噴

水 に色 彩 照 明 を 応 用 す る こ とは よ く行 われ るが,都 会 の 中 央 の 公 園 な

どは とに か く,落 ち着 いた 名 園 な どに は,多 色 の色 彩 照 明 を施 した り,色 を変 化 させ た りす る こと は逆 効 果 の おそ れ が あ る。 〔３〕 庭

園

照

明

 料 亭 ま た は 個人 の庭 園 に は,広 い 芝生 が あ って,そ

こで 客が 食 事 そ の他 を楽 し

む よ うな もの と,単 に観 賞 の対 象 物 で あ る も の と が あ る。 前 者 に対 す る照 明 で は,演 色性 の よ い光 源 を使 った 上 向 き形 の 灯柱 を適 当 に配 置す るの が 普 通 で あ る が,後 者 の 場 合 は 灯器 は視 界 に おか ず,観 賞者 が座 敷 か ら眺 め る とす れ ば,家 屋 の 屋 根 上 も し くは 側方 の灯 柱 か ら投 光 照 明 を 施す のが 定 石 で あ る。 この 場 合,真 正 面 か ら投光 す れ ば,陰 影 が な くな って 平 面 的 に な りが ちで あ るか ら,や や 側 方 か ら投光 して 立 体 感 が 出 る よ うにす る。  光 源 は樹 木 だ け な ら水 銀 ラ ンプ で よ いが,花 そ の他 の もの まで 観 賞 の 対 象 物 と な る場 合 は,演 色 性 を考 慮 す る。 12・3建

造 物 の 照 明

〔１〕 照 明 の 方 法  建 築 ま た は記 念 碑,銅 像 な どの建 造 物 を,夜 間 明 る く照 明 して 観 賞 の 対 象 にす る こと は広 く行 わ れ て きた 。 この た め の 照明 の方 法 と して,最

も古 いの は建 造 物

の輪 郭 に添 って,点 々 と小 電 球 を 多 数点 灯す る方 法 で,こ れ を俗 に イ ル ミネ ー シ ョ ン(電 飾)と 称 した 。 この 方 法 は,一 時 全 然行 わ れ な くな った が,最 近 一 部 に 復 活 しつ つ あ る。  次 は,こ の 小 電 球 の代 わ りに ネ オ ン管 を もって した もの もあ る 。現 在,最

も多

く行 われ て い る方 法 は投 光 照 明 で あ る。 〔２〕 光

源

 投光 照 明 は投光 器 を 使 用 す る た め に,蛍 光 ラ ンプ の よ うな細 長 い もの は 使 え ず,対 象 物 に よ って,電 球,ハ

ロゲ ン電 球,水 銀 ラ ンプ,メ タ ル ハ ライ ドラ ンプ,

高圧 ナ トリウ ム ラ ンプ な ど,色 々 な 種 類 の ものが 使 わ れ て い る が,２ 種 も し くは ３種 の光 を混 光 した りす る こ と も行 わ れ て い る。 〔３〕 設

計

法

 ま ず光 源 の種 類 を決 定 し,次 に 照 度 を 決 め る。 照 度 は 表12・3に

よればよい。

 投光 器 の取 付 け場 所 は,な るべ く 目立 た な い所 を選 ぶ 。特 に 昼 間邪 魔 にな らな い よ うに留 意 し,で きれ ば 地下 に 隠 す よ うに した い。  投光 器 は,光 源 の 種 類 に よ り,ま た 照 明対 象 物 の 大 き さ,そ れ ま で の 距 離 に よ

表12・3建

造物の照度基準

って 適 当な もの を選 ぶ。  置 き場 が 近 けれ ば ビー ム の 開 き の大 き い の を と り,遠 けれ ば狭 い の を選 ぶ 。大 き い もの を少 数 にす るか,小

さい の を 多数 つ け る か も慎 重 に 決 め る。 小 さい ワ ッ

ト数 の もの を多 数 つ けれ ば照 度 は 均一 に な るが,効 率 は低 い 。 色 々な 利 害 得 失 を 考 えて 決 め る。  投 光 照 明 に よ る照 明 範 囲 は 長 円形 に な る の で,は み 出 る無 駄 の 部 分 が 出て く る。 従 って,よ ほ ど上 手 に設 計 して も,投 光 器 の有 効光 束 の50∼75%が

有効 に

利 用 され るに す ぎ な い。 一 つ の投 光 器 に よ って 照 射 され る面 積 は,図12・9の 表(黒 沢 博 士 創 案)に よ って 決 定 され る。 この 図 表 の 使 用 法 は,Ｄ て,β

とA0(有

効照 明面 積)と

図

と Ｚ を決め

の 関係 を求 め る もので あ る。 この 図 表 の 例 で は,

図12・9投

光 照 明用 図 表

D=10〔m〕,Z=20〔m〕

の 時 に は,β=20°

の 投 光 器 な ら ば,A0=75〔

㎡ 〕に な る

こ とが 示 され て い る。  こ れ か ら建 物 の 図 面 に 照 射 さ れ る 長 円 を 次 々 に 描 き,照 ら な い よ う に 適 当 に 重 畳 さ せ て,ま

た,照

度 が あ ま り不 均 一 に な

度 が 所 要 値 に 合 う よ う に して 灯 数 を 決

定 す る。

12・4運

動競 技場の照明

〔１〕 照 明 の 目 的 と条 件 (１)照

明 の 目標 

運 動 競 技 場 の照 明 の 目的 は,次 の よ うで あ る。

(ａ)昼

間 競 技 を行 え な い人 た ちが 夜間 競 技 や 練 習 を す るた め 。

(ｂ)夜

間 の方 が 見 物 人 が 多 く集 ま るの で,夜 間 試 合 を す るた め 。 夏 に お け る

プ ロ野球 の試 合 や 水 泳競 技 な どは この例 で あ る。 (ｃ)屋

内で も特 に高 照 度 を 欲 す る競 技 のた め 。 相 撲 や ボ ク シ ング,レ ス リン

グ な ど は こ の例 で あ る。  運 動 競 技 の 照 明 を 考 え る上 に 重要 な こと は,普 通 の室 内照 明 で は照 明 が 不 完 全 で も,そ れ は作 業 能 率 を低 下 させ る とか,気 分 が あ ま りよ くな い と い うよ うな こ と に と ど ま るが,運 動 競 技 で は それ が 正 し く行 え な い か,ま た場 合 に よ って は 不公 平 にな る とい うよ うな こ とに な る ので,練 習場 な ら と もか く,公 式 試 合 場 で は, 照 明 は完 全 で な い と い け な い。  投光 器 に よ る照 明 は,昼 光 に比 べ て光 源 が低 い所 にあ るた め,ま ぶ しさを 感 じ や す い こ とが欠 点 で,こ れ を防 ぐこ とが設 計上 重 要 な点 で あ るが,た だ 投光 器 に よ る照 明が 昼光 照 明 よ り優 れ て い る点 は,光 の方 向が 一 定 して い る とい う ことで あ る。  例 え ば,テ ニ ス コ ー トで は コー トの方 向 を ど う向 けて も,晴 天 の 日 は不公 平 に な るの を免 れ な いが,投 光 器 な ら両 側 を公 平 に照 明 で き る。 (２)照

明 の 条 件 

競 技 場 の 照 明 の条 件 は,屋 内 照 明 よ りや か ま しい。 球 を

使 う競 技 と,使 わ な い競 技 とで 多少 異 な る。 球 を使 う競 技 の た め の 照 明 の条 件 と して は,

(ａ)球

の 運動 が は っき り見 え,か つ,球 の 速 さが 変 わ って 見 え ない こ と。 球

は白 い とは限 らな い。 ま た,球 の よ うに動 くもの は照 度 が低 い と こ ろで は速 く動 くよ うに見 え る。 従 っ て,照 度 が不 足 だ と球 が 実 際以 上 に速 く見 え る し,ま た明 る くて も照 度 の均 斉 度 が 悪 い と,違 う照 度 の と こ ろを通 る た び に 速 度 が 違 って 見 える。  この よ うな わ けで,照 度 を十 分 高 くと る と と もに,な るべ く照 度 が均 一 で あ る よ うにす る。 (ｂ)ま

ぶ し くな い こ と。 輝 度 の 高 い光 源 を直 視 す る とま ぶ しさの た め競 技 が

で き に くい。 従 って,球 の 方 へ 向 か った と き に,そ の 方 向 に 輝 度 の 高 い光 源 を お か な いよ うに配 置 す る。 (ｃ)効

率 が高 い こ と。 一般 に競 技 場 は広 く,照 度 は 高 い の で 総 電 力 はか な り

多 くな る 。従 って,で

き る だ け効 率 の高 い もの で あ りた い。 反 射 が さの 反 射 面 は

で き るだ け反 射 率 の高 い もの を使 用 す る。 (ｄ)球

が ち らつ か な い こと。 蛍 光 灯 や 水 銀 灯 で は,動

く球 が ち らつ くの で,

必 ず ち らつ き防 止 の 処 置 をす る。 特 に,ピ ンポ ンで は これ が 必 要 で あ る。  次 に,球 を 使 わ な い 競 技 の た め の 照 明 の条 件 と して は, (ａ)競

技者 の動 きが は っ き り分 か る こと。 しか も審 判 の た め,細 か い点 まで

よ く見 え な けれ ば な らな い 。 この た め ボ ク シ ングや 相 撲 な ど は,特 別 に高 照 度 と す る。 (ｂ)ち

らつ き が な い こ と。 蛍光 灯 の場 合 は,ち らつ き防 止 形 回 路 を 使 用 す

る。 (ｃ)ま

ぶ し くな い こと。 な るべ く高 所 か ら下方 へ照 射す る。 この た め 鉛 直 面

照 度 が 減 る の もや む を得 な い。 な お,見 物 人 に 対 して もな る べ く遮 光 す る。 (ｄ)光

色 が 悪 くな い こ と。 球 を扱 う場 合 と違 って,見 物 人 は競 技 者 を常 に 見

て い るので あ るか ら,競 技 者 の身 体 や 顔 色 が 不 快 に 見 え る よ うな光 色 の もの を 使 わ な い ことが 肝 要 で,こ の ため 電 球 が 適 当 で,水 銀 灯 単 独 は避 け た方 が よ い。 蛍 光 灯 な ら必 ず 高 演 色 形 とす る こ と。 (ｅ)放

射 熱 が 少 な い こ と。 電 球 で 高 照 度 に す る場 合 は,熱 線 カ ッ ト形 シ ー ル

ドビー ム 電球 な ど を使 用 す る と よい 。 〔２〕 照 明 の 設 計  以 上 の よ うな照 明 の条 件 を完 全 に 満 足 さ せ る 照 明 の 設 計 は,非 常 に む ず か し い。 特 に,野 球場 の場 合 は地 上 ば か りで な く,高 い フ ラ イを 打 ち上 げ た場 合 に対 処 して,高 い 所 ま で空 間 を一 様 の照 度 に しな けれ ば な らな い(照 度 に む らが あ る と,野 手 が 目測 を誤 ま る お それ が あ る)。  従 って,相

当 の経 験 者 で な けれ ば,こ れ ら競 技 場 の 照 明設 計 は行 わ な い のが 普

通 で あ る か ら,こ こに は単 に大 体 の 設 置 方 法 だ け を 表 示 す る に止 め る。 表12・4運

第12章

(１)わ

動競技場の照明施設

問

題

が 国 の商 店 街 で は,建 設 費 も経 費 も多 い 多灯 式 灯 器 が 喜 ば れ る の は な ぜ だ ろ う

か。 (２)交

通 量 が １日 に20000台

以 上 で,制 限速 度 が80km/hの

高 速 道 路(コ

ンク リー

ト舗 装)の 照 度 は どの くらい が 適 当 か。 (３)道

路 幅10mの

交 通 道 路 に,蛍 光 水 銀 灯 の 向 き合 せ 配 列 で20lxの

照 明 を得 るよ

うに す る た め に は,ど の く らい の大 き さの 蛍 光水 銀 ラ ンプ を使 用 した らよ い か。 (４)夜

間 の野 球 場 照 明 は,バ

す る。 これ は なぜ だ ろ うか。

ッテ リー間 の 直 線 の延 長 上 に投 光 器 を 設 置 し な い よ う に

第13章

13・1光

度

測

光

測

定

〔１〕 測 光 標 準 器 (１)光

度 の 定義 

基 本 単 位 で あ る光 度 の定 義 は,次 の よ うに抽 象 化 され た

形 で 表 現 され る こ と とな った。  カ ンデ ラ(candela;cd)は

周 波 数540×1012Hz(波

出 し,所 定 の方 向 の放 射 強度 が1/683〔W/sr〕

長555nm)の

単色放 射を放

で あ る光 源 の,そ

の 方 向に お け る

光 度 で あ る。  従 って,以 前 の定 義 に従 っ た 白金 の 凝 固点 温 度 の完 全 放 射(測 光 一 次 標 準 器 と い った)は 過 去 の もの と な り,光 度 の 単 位 を 具 体 的 に表 す原 器 と い う もの は今 や 存 在 しな い 。 わが 国 に お け る測 光 単 位 は,電 子 技術 総合 研 究 所 に お いて 標 準 電 球 に よ って 維 持 されて お り,そ の値 はか つ て の 測 光 一 次標 準 器 か ら導 か れ た もので あ るが,こ れ は上記 の新 しい定 義 に よ る光 度 の単 位 と完 全 に 一致 して い る こ とが, 最 大 視 感 度 の測 定 に よ り実 証 され て い る。 (２)標

準 電 球 

光 源 の光 度 を 測定 す る時 は,こ の標 準 原 器 の 光 度 と比 較 す

れ ば よ い わ け で あ る が,こ

の よ うな 原 器 は現 在,存 在 しな いの で,こ れ を基 と

して,光 度 を正 確 に測 っ た電 球 で 二 次 標準 器 を 作 り,こ れ を標 準 器 と して 使 用 す る ので あ る。 しか し実 際 に度 々使 用 す れ ば,光 度 が次 第 に減 退 して 誤 差 を生 じる の で,更 に常 用 の標 準 電 球 を 作 って,こ れ を 平 素 使用 す る。 そ して 絶 え ず その 値 を 二 次 標 準 電球 と比 較 して,値 を 校 正 して 使用 す る。 〔２〕 視 (１)測

感

測

光原 理 

光 試 験 電 球 の 光 度 を 求 め るに は,こ れ と標 準 電 球 の 光 度 と を

比 較 す る。 そ の比 較法 の簡 単 な もの は,図13・1の るL1とL2の

両 電 球 を お き,Ａ 面 をL1で,Ｂ

よ うな ３角 柱 の 両 面 に比 較 す 面 をL2で

照 ら し,Ａ と Ｂの 両

面 の 明 る さ を 前 方 か ら眺 め て,そ とd2と

の 明 る さ が 等 し く な る よ う に 両 光 源 の 距 離d1

を調 節 す る。

 I1,I2を り,Ｂ

そ れ ぞ れL1,L2の

光 度 と す れ ば,Ａ

な

あ る か ら,I1cosθ1/d12=I2cosθ2/d22と

お

面 の 照 度 はE2=I2cosθ2/d22で

面 の 照 度 はEA=I1cosθ1/d12と

く。 θ1=θ2の

よ う に して お け ばI1/d12=I2/d22と

な り,L1を

標 準 電 球,L2を

す べ き 試 験 電 球 と す る と,

I2=I1d22/d12 と な っ て,I2が

測 定 で き る。

 こ れ は 光 度 測 定 の 原 理 で あ る 。 こ の 比 較 装 置 は 簡 単 で あ る が,θ1と に 等 し く す る こ と,AB両

θ2を 正 確

面の反射率を

正 確 に 等 し くす る こ と な ど の 困 難 が あ る 上 に,両 て,そ

面 が た だ １本 の線 で 境 さ れ て い の 明 る さ の等 しい こ との 判定 が 正

確 に し に く い な ど の欠 点 が あ る の で,実

図13・1簡

単 な比較法

際 の測 光 に は使 用 され な い。 (２)光

度 計 

う た め に,実 13・2に

この 比 較 を 正確 に行

際 に使 用 さ れ た も の は 図

示 す よ うな,ル

ー ン(Lummer

Brodhun)頭

ンマ ー ブ ロ ジュ 部 と 称 せ られ

る も の で あ る 。 Ｐ は プ リズ ム で,こ Ａ の 方 向 か ら 眺 め る と,L1に 照 された Ｗ

れを

よ っ て

の 面 の 明 る さ が 中 心 に 、L2

の 方 が そ の 周 囲 に 同 心 に 円 を 形 づ く って 見 え る 。 こ う す る と,同

心 ２円 の明 る さ

を 円 形 の 境 界 で 判 定 す る の で,こ 確 度 が 高 い 。 こ の 装 置 に よ っ て,白

の方が 色板

Ｗ の両 面 の 明 る さが比 較判 定 で き る。

図13・2ル

ン マ ー ブ ロ ジ ュー ン頭 部

測光

  実 際 の 光 度 計 は,図13・3の 頭 部 を の せ,そ る と こ ろ,す

よ う に,長

い ベ ンチ の上 にル ンマ ー ブ ロ ジ ュー ン

れ を の ぞ き な が ら左 右 に ス ラ イ ドさ せ て,左

右 か らの光 の平 衡す

な わ ち 同心 円 の 内外 の明 る さが等 し くな って 境 の丸 い線 が消 え る と

こ ろを求 め る。

図13・3光

度

計

 この 光 度 計 は,以 前 は 広 く使用 され て いた が,明

る さの判 定 に 多少 の 個人 差 も

あ り,特 に 光 色 に少 しで も差 が あ る と,明 る さの等 しい こと の判 定 が 困難 で あ る と い う よ うな こ と もあ る の で,現 在 は照 明 実 験 室 な ど の他 に は ほ とん ど 使 わ れて い ない 。 〔３〕 物

理

測

光

 光 の 明 る さは人 間 の視 覚 に よ って 決 ま る の で あ るか ら,測 光 も あ くまで 視 覚 に よ るの が原 則 と して は正 しい。 しか し,実 際 に は個 人 差 や 判定 の 巧 拙 な ど に よ る 誤 差 が あ る ので,こ

こ に それ らの欠 点 の な い物 理 測 光 が行 わ れ るよ うに な った。

これ に は,例 え ば 写 真 フ ィル ムに 感 光 させ て,そ の 濃 度 を 測 る と い う 方 法 もあ り,星 の光 の測 定 な どに も用 い られ て い るが,一 般 の 光度 測 定 に用 い られ て い る の は光 電 管 で あ る。  光 電 管 は,ガ ラス の 真 空 管 の 内面 に一 部 分 を残 して,セ

シ ウム ・カ リウム な ど

の アル カ リ金 属 を 塗 布 して これ を陰 極 と し,真 空管 の 中央 に陽 極 を お い た もので あ る。 陽 極 に 直流 電圧 を 加 え て お い て,塗 布 が残 さ れて い る穴 か ら光 を入 れ る と,陰 極 か ら電子 が放 出 されて 陽極 に行 き,そ の 回路 に電 流 が 流 れ る。 そ して, そ の電 流 は 照度 に ほ ぼ比 例 す る ので,こ れ を測 光 に利 用 す る。 図13・4は

光 電管

図13・4光

の 一例,図13・5は

図13・5光

電管

電 管の 回路

これ を 用 い た 回 路 で あ る。 しか し,こ れ で は 電 流 が 微 弱 で 検

流 計 を用 い な けれ ば な らな い が,そ れ で は測 定 に時 間 が か か るの で,こ れ を 増 幅 して 電流 計 を使 用 す る のが 普 通 で あ る。  な お,光 の明 る さ は一 定 で も,光 電 管 に 加 わ る 電圧 が 高 い ほ ど光 電 々流 は大 き くな るの で,電 圧 は測 定 中一 定 に保 た な けれ ば な らな い。  この光 電 管 と試 験 電球 と を暗 室 に お いて 一 定 の 距離 に お き,ま ず 標 準 電球 を点 灯 して光 電 々 流 を 読 み,次 に試 験 電 球 に取 り替 え て,そ の電 流 を読 め ば,そ の電 流 が 光 度 比 とな る。 この方 法 で は,最 初 に一 度 標 準 電 球 の読 み を とれ ば,あ

とは

次 々 と何 個 で も連続 して試 験 電 球 の光 度 が 測 れ るの で,簡 単 に 短 時 間 に 測光 で き る点 が 長 所 で あ る。  しか しな が ら,光 電 管 の よ うな物 理 測 光 で は,そ の 分光 感 度 が 人 間 の 目の比 視 感 度 と完 全 に一 致 して い る とい う条 件 が 必 要 で,も

し一 致 して い な け れ

ば,光 色 の異 な る光 源 の 比 較 はで きな い 。  実 際 に は,光 電 管 の感 度 は これ が 一 致 して い な い ので,適 当 な フ ィル タ を当 て て 感 度 を 補 正 し,入 間 の 目の 比 視 感度 とほ ぼ一 致 す る よ う に し て 使用 す る。 図13・6は,こ

う して 感 度 を一 致 させ た 光 電 管

の一 例 で あ る。 〔４〕 配

光

測

定 図13・6光

 光 源 の配 光 を 測定 す る に は,そ れ を 回転 して,各

電管の分光 感 度 曲線

図13・7配

方 向 の 光 度 を 測 定 す れ ば よ い が,照 もの を 測 る に は,光

明 器 具 の よ う な 大 き い も の で,回

源 の 方 を 固 定 して お い て,図13・7の

鏡 を 回 転 さ せ て 測 定 す る。 図13・7は,丸 合 で あ る が,ハ

光 測定装 置

転 しに くい

よ う な 装 置 で,２

枚 の

グ ロ ー ブ の 直 下 の 方 向 を 測 って い る 場

ン ドル Ｈ を も って 鏡 Ｍ を 回 転 さ せ る こ と に な り,紙

面 に直 角 な鉛

直 面 内 の 配光 を測 る こ とが で き る。

13・2輝 〔１〕 視

度 感

測 測

定

光

 輝 度 測 定 に は,蛍 光 ラ ンプ や電 球 入 りグ ロ ーブ の よ うな 光 源 の 輝度 を測 る場 合 と,壁 面 や 机 上 面 な どの 反 射 面 の輝 度 を測 る場 合 とが あ り,後 者 の 場 合 は視 感 測 光 の 方 が 便 利 で あ り,確 度 も高 い。 これ には,マ ク ベ ス 照 度 計 を 輝度 計 と して 利 用 す るの が 最 も便 利 で あ る。 マ ク ベ ス照 度 計 は,図13・8に

示 す よ うに,円 筒 の

頭 部 にル ンマ ーブ ロ ジ ュー ンの 頭部 と同 じプ リズ ム Ｐを 納 め,こ れ に よ って 半 透 明 ス ク リー ンＧの 輝 度(後 方 の小 型 電 球 に よ って 照 され て い る)と,測

定すべ き

面 Ｓの輝 度 とを 接 眼 点 Ｅ か らの ぞ いて 比 較 す る。 小 型 電 球 Ｌ は 歯 車 Ｂ と歯 ど め に よ って,ス

ク リー ンＧ との距 離が 変 え られ るの で,こ れ によ って 両 面 の輝 度 が

平 衡 す る よ う に調 節 して,そ の時 の値 を歯 どめ の 下 端 に刻 まれ た 目盛 りで 読む 。

図13・8マ

 し か し,こ 験 板 Ｓ(反

ク ベ ス照 度 計

の 目 盛 り は 輝 度 で は な く照 度 で 示 さ れ て い る 。 そ れ は,測

射 率0.8)を

置 い た 時 の 輝 度 を,そ

あ る か らで あ る 。 従 っ て,こ

定 面 に試

の 場 所 の 照 度 に 換 算 して 目 盛 っ て

れ で 輝 度 の 値 を 知 る に は,逆

の 換 算 を しな け れ ば な

らな い 。   輝 度 を 測 ろ う と す る 面 の 照 度 を Ｅ とす る と,そ は0・8E/π

〔cd/㎡〕 と な る 。 従 っ て,輝

か ら換 算 す れ が よ い 。 た だ し,現   〔２〕 物

理

測

こ に 前 記 白 色 板 を お い た 時 の 輝度

度=0・25E〔cd/㎡

〕 と な る の で,こ

れ

在 は ほ とん ど 用 い られ て い な い 。

光

  蛍 光 ラ ンプ や 電 球 入 りグ ロ ー ブ の よ う な 輝 度 の 高 い も の は,そ

の光 度 を光 電 管

ま た は光 電 池 で 測 っ て 輝 度 を 求 め れ ば よ い 。

 13・3光

束

測

定

  〔１〕 光 束 計 の 原 理   光 源 の 光 束 を 測 定 す る に は,そ も よ い が,測

の 配 光 を 測 っ て,p.62の

る べ き 光 源 が た く さ ん あ る 場 合 は,一

式(5・1)で

つ 一 つ 配 光 を 測 る,と

計 算 して は面 倒

図13・9球

形 光 束 計

な の で,光 束 計 を用 いて 直 接 に 測 定 す る。  光 束 計 は普 通,図13・9の

よ うな大 き い球 形 で,こ の 内面 は反 射 率 の 高 い 拡 散

性 塗 料 で 塗 られ,そ の 中央 に光 束 を 測定 す る光 源 が点 灯 され る よ うに して あ る。 球 の 一 部 には 穴 が 明 いて いて,そ

こに 光 電 管 が 置 か れ,そ の小 窓 の 照 度 が 測 れ る

よ うに な って い る。  光 度 か ら出 た光 は球 の 内面 を直 射 し,そ の 反 射 光 が 再 び球 内面 を照 明 し,こ う して 無 限 に 相互 反 射 を繰 り返 え す。 と ころ が,直 射 光 はそ の配 光 や光 度 の位 置 に よ って,球 内 面 の照 度 が必 ず しも一 様 で な い が,反 射 光 に よ る 照度 は球 内面 全 部 が一様になる。  そ こで 図 の Ｓの よ うな小 さ い遮 光 板 を 置 い て,窓 へ の直 射 光 だ け を遮 光 して, 反 射 光 に よ る照度 だ け が照 度 計 で 読 め る よ う にす る と,窓 の 照 度 は 光 源 の光 束 に 比 例 す るよ うに な る。  これ を 用 い て光 束 を測 定 す る に は,ま ず,光 束 の標 準 電 球 を入 れ て 照 度 を計 り,次 に,測 定 す べ き電灯 を入 れて 照 度 を計 れ ば,そ の 照度 比 が 直 ち に光 束 の比 と な る。   〔２〕 球 形 光 東 計  この よ うな球 を用 いた光 束計 を球 形 光 束 計 と い う。 この 球 の直 径 は大 き い ほ ど

誤 差 が 少 な い が,一 で,適

方,窓

の 照 度 が あ ま り低 く な る と 誤 差 が 大 き く な りや す い の

当 な 大 き さ に す る こ と が 望 ま し い 。 一 般 に,電

1.5m,蛍

光 灯 用 の も の は2.0∼2.5m程

 ま た,大

球 用 の も の は 直 径 を1.0∼

度 の も の が 用 い られ る 。

き い 球 は 製 作 に 費 用 も高 く か か る の で,正

面 体 そ の 他 の もの が 代 用 さ れ る,と

 13・4照

度

  〔１〕 視

感

測 測

 照度 測定 に は,古

が あ る が,確

立 方 体 の 角 を 落 と し た14

度 は球 よ り劣 る。

定

光 くか らマ クベ ス 照度 計(p.170参

照)が 用 い られ た 。 しか し,

現 在 で は光 電 池 が普 通 に利 用 され て お り,マ ク ベ ス照 度 計 は,ご

く低 照度 の測 定

の 場 合 ぐ らい だ け に用 い られ る。 しか し,こ れ は普 通 の光 電 池 よ り確 度 が高 い の で,光 電 管 に よ る測 定 の 代 わ りに 用 い る と,装 置 も簡 単 で 便 利 で あ る。  マ クベ ス 照 度 計 は図13・8の

よ うに,測 定す べ き点 に 白色 板(反 射 率0.8)を

置 い て,そ の 面 の輝 度 と ス ク リー ン Ｓ との 明 る さの平 衡点 を見 い 出せ ば,目 盛 Ｃ で 照 度 が 求 め られ る。   〔２〕 物  (１)光

理

測

光

電 管 照度 計 

物 理 測 光 に は光 電 管 か光 電池 を用 い る。

 光 電 池 は光 度測 定 に用 いた もの と原理 は 同 じで あ るが,受 光 面 は照 度 測 定 に適 する よ うに 改 め られ て い る。 光 電 管 照 度計 は確 度 も高 く,低 照 度 も測 れ るが,装 量が重 く携 帯 に不 便 なの で,特 殊 な場 合 以 外 は用 い られ ない。  (２)光

電池 照 度 計 

あ る金 属 と半 導 体 と の間 の接 触 面 に光 が 当 た る と,光

電効果 を生 じる。 この 現 象 を 測光 に利 用 した のが 光 電 池 で あ る。  この光 電池 の うち,最 も一 般 に利 用 され て い るの が セ レ ン光 電 池 で あ る 。 こ れ は,図13・10に し た よ う に,鉄

断面を示

板 １の 一 面 を 不 透 明 の セ レ ン 結 晶 ２で

覆 い,そ

の 上 に 金 ・白 金 な ど の 特 殊 金 属 半 透 膜 ３を か

ぶ せ,１

お よ び ３ を 電 流 計 ５に 接 続 し,３

ば,1・3間

を照 射 す れ

の 積 層 ４を 経 て ２ を 刺 激 し,光

電効果を

図13.10セ

レ ン光 電 池

起 こ して 光 電子 が生 じ,電 流 が 流 れ る。 この 電 流 は,そ の 値 が 大 体 照 度 に比 例 す るか ら,電 流 を計 れ ば 照 度 が 分 る はず で ある が,正 確 には 比 例 しな いの で,そ の 点 を補正 して照 度 で 電 流 計 を 目盛 って あ る。  しか し,こ れ も光 電 管 と同 様 に,そ の 分 光感 度 が 人 間 の 比 視 感 度 と一 致 しな い の で,光 源 の光 色 に よ って は誤 差 を 生 じる。 この 誤 差 を少 な くす る た め に,次 の よ うな 方法 が と られ て い る。  (ａ)精

密 形 照 度 計  図13・11(ａ)の

よ うな もの で,受 光 板 に 色 補 正 用 フ ィ

ル タ を入 れ て,分 光 感 度 を比 視 感 度 に合 わ せ る。  (ｂ)簡

易形(携 帯 用)照 度 計

図13・11(ｂ)の

よ うな もの で,色 補 正 用 フ

ィル タを入 れ た も の と,光 源 に よ って特 定 の補 正 係 数 を 掛 ける よ うに した もの な どが あ る。  光 電池 は 日時 を 経 る に従 って 感 度 も衰 え る し,あ ま り高 い 照 度 に 長 く さ らす と 狂 って くる こ と もあ る。 また 高 湿 度,高 温 の影 響 も受 け るの で,時

々校 正 し直 す

,と が必 要 で あ る。  光 電 池 照 度 計 は持 ち運 び も使 用 法 も簡単 で あ る が,確 度 も低 く,特 に11x以

(ａ)精

(ｂ)簡

密形(法 定 照度計) 図13・11光

電 池照度計

易形

下 で は不 正 確 で あ る が,普 通 の照 度 測 定 で は あ ま り確度 の高 い こ とは 要求 され な いの で,一 般 に最 も多 く利 用 され て い る。   〔３〕 照 度測 定 の 目標 と測 定 法  照 度 を 測 る場 合 に は,色 々 の 目標 が あ る ので,そ れ ぞ れ の 目標 に対 して 適 切 な 処 置 を と らな け れ ば な らな い。  (ａ)現

状 を 測 る場 合  この場 合 は,単 に その ま ま測 れ ば よ い。

 (ｂ)正

規 の 常態 を測 る場 合  この場 合 は,電 灯 の 電圧 を正 常 にす る か,も

くは電 圧 を 正 し く記 録 して お いて,後 明 器 具 は清 掃 して お く。 な お,ラ

し

に特 性 か ら正 常値 に補 正 す る。 ラ ンプ や 照

ンプ を新 しい もの と取 り替 え られ れ ば,な お よ

い。  昼 光 照 度 の 場 合 は,必 ず昼 光 率 を求 めて おか な けれ ば 無 意 味 で あ る。  次 に室 内 の照 度 を測 定 す る に は,一 般 に床 上85cmの

高 さの 面 を作 業 面 と仮

定 して,そ の面 上 の照 度 を測 る。 こ の た め に は,85cmか

ら光 電 池 の 厚 さを 差 し

引 いた だ けの高 さ の台 を作 って,そ れ を測 定 点 に移 動 させ て測 る と便 利 で あ る。 また,座 業 で は床 上40cmの

高 さ,廊 下 は 床 面(実 際 は 床面 上15cm以

内 の水 平

面)で 測 る。  照度 を測 る時 は,そ の 測 定 点 に 自分 の 影 が来 な い よ うに注 意 し,な るべ く離 れ た と こう か ら測 る よ う にす る。  電 流 計 は 目盛 り以 上 の 電 流 を流 す と損 傷 す る 恐 れ が あ るの で,測

る時 は まず 大

体 の 照 度 の値 を想 像 し,目 盛 り以 上 の 値 ら しい 時 は,当 初 灰 色 フ ィル タ を 挿 入 す るな り,感 度 を1/10に

落 とす な り して,受 光 面 に光 を 当て るよ うに す る こ とが

肝 要 で あ る。   〔４〕 平 均 照 度 の 求 め 方  室 内 の平 均 照 度 を 求 め るに は,そ の 室 内 の作 業 面 を数 等 分 し,そ の 各 区 分 の 中 心 点の 照度 を測 って 平 均 値 を 求 め て もよ い が,最 近 で は,中 心点 だ け を求 め な い で,図13・12の

よ うに 測定 値 を 定 め,各 点 に それ ぞれ 異 な る荷 重 を つ けて 平 均

す る方 法 が一 般 に行 わ れ て い る。  そ の 一 つ は,５ 点 法 と呼 ば れ て い る もの で,全 作 業 面 を数 等 分 し,そ の 各 区

分 に つ い て,図13・12の

よ うに測 定 点 を と っ

て 平 均 値 を 出 す もの で あ る。   他 の 一 つ の 方 法 は,４ 点 法 と 呼 ば れ,図13・ 13の

よ う に,４ 隅 の 照 度 の 平 均 を 求 め る も の で

あ り,た

だ 一 区 画 だ け で は 誤 差 が 大 き い が,広 図13・12 

い 室 を た く さ ん に 区 分 す る 場 合 は,計

図13・13 

図13・14 

算が楽に

４点 法 の 測定 点 と計 算 法

等 照 度 曲 線 の描 き方

５点 法 の 測 定 点 と計 算法

で き る長 所 が あ る。

  〔５〕 等 照 度 曲 線 の 画 き方  室 内 の等 照 度 曲線 を画 くに は,ま ず 図13・14の

よ うに縦 横 に 直線 を 引 き,そ

の各 線 上 に 数個 の 測定 点(普 通,縦 横 の線 の 交 差 点)を

と って 照 度 を 求 め,そ れ

に よ って 照度 曲線 を 描 く。  次 に,そ の 照 度 曲線 上 に等 照 度 曲線 の採 用 しよ うとす る照 度 の 値(図 で は20, 40,60lx…

…)を 有 す る諸 点 を と り,そ れ ら の 点 か ら縦 横 の 同 じ照 度 の点 を求

め,そ の 値 の 等 しい各 点 を 曲線 で 結 べ ば,そ れが 等 照 度 曲線 と な る。

第13章

 (１)図13・6の

問

題

よ うな 感 度 を も った光 電 管 に フ ィル タ を挿 入 しな いで,等 光 度 の電 球

と水 銀灯 と を比 較 した ら,ど ち らの光 度 が 大 き くで る か 。  (２)室

内 の昼 光 照 度 を求 め る時 は,必 ず 昼 光 率 を 求 め て お か な けれ ば な らな い の は な

ぜ だ ろ うか。  (３)正

方 形 の室 の ４隅 の照 度 が10lx,４

辺 の 中央 の点 が20lx,中

央 の 点 が30lxで

あ った 場 合,そ の平 均 照 度 を ２種 類 の ５点 法 な ら び に ４点 法(部 屋 を ４等 分 して 計 算す る) で 求 め よ。 (答

５点 法 で は23lx,４

点 法 で は20lx)

第14章  放 射

の 応 用

 電灯 を点 灯 す る本 来 の 目的 は,照 明 す な わ ち物 を明 る く照 して用 を弁 ず る た め で あ る。 しか し,こ の ほ か に も,電 灯 は色 々の 目的 の た め に利用 されて い る。 例 え ば,電 気 広 告 や信 号 な ど も これ で あ り,こ れ は入 間 の 目を 対象 と した もの で あ るが,こ の ほか,動 物 を対 象 と した 誘 が 灯,植 物 を 対 象 と した点 灯 栽 培 か ら,写 真 の 撮 影 な どに 至 る まで,そ の 範 囲 は広 い。 14・1商

業 に お け る応 用

 商 業 方 面 へ の 放 射 の 応 用 は,ほ 板,箱

とん ど 広 告 だ け で あ る 。 ネ オ ン サ イ ン,電

形 看 板 な ど か ら,電 光 ニ ュ ー ス な ど 色 々 あ る が,そ

球看

の う ち最 も 多 い の は,

ネ オ ンサ イ ンと箱 形 看 板 で あ る。   〔１〕 ネ オ ン サ イ ン  ネ オ ンサ イ ン は,ネ る もの で,そ

オ ン管 を 広 告 しよ う と す る 文 字 や 絵 画 の 形 に 曲 げ て 点 灯 す

の 色 と形 の 華 か さ に お い て,電

 ネ オ ン サ イ ン の 色 に は,ネ 蛍 光 利 用 の 白,青,青 見 歩 き く の で,屋

気広 告 の 花形 と い え る。

オ ン の ま ま の 橙 赤 色(普

白,緑,橙,桃,黄

通,赤

な ど 色 々 あ る が,こ

上 の 大 き い サ イ ン な ど や,効

と い う)の

の う ち橙 赤 色 は 遠

外 な ど に は よ い が,あ

刺 激 が 強 く感 じ が 悪 い 。 日 本 と ア メ リカ は 橙 赤 色 が 多 い が,欧

ほ か に,

ま り多 い と

州 で は他 の色 が多

く用 い ら れ て い る 。 そ の 看 板 の 性 格 に よ っ て 適 当 な 色 を 選 ぶ こ と が 肝 要 で あ る 。  ネ オ ン サ イ ン の 文 字 の 大 き さ は,そ き す ぎ れ ば 不 経 済 で あ り,小

れ を 見 せ る 人 ま で の 距 離 に よ っ て 決 り,大

さ け れ ば 広 告 効 果 が な い 。 従 っ て,文

字の 大 き さ は

慎 重 に決 め る必 要 が あ る。   図14・1の

よ う に,昼

間 に 間 隔d〔m〕

の ２本 の 線 を 眺 め た 時,そ

の ２本 の 線

が ２本 に 分 か れ て 見 え る た め の 視 角 は 約 １分 で あ る 。 こ の た め の 視 距 離 の 限 界 は,L≒3000d〔m〕

と な る 。 こ れ 以 上 の 距 離 か ら は ２本 の 線 は １本 と な って,２

図14・1

本 に分 か れ て 見 え な い 。  しか し こ れ は 昼 間 の こ と で,夜

ネ オ ン の よ う に 光 っ て い る も の は,光

出 て 太 く見 え る の で,L=1500d〔m〕 見 え る の はL=1000d〔m〕

ぐ ら い に な る 。 し か し,は

ぐ ら い で あ る 。 従 っ て,ネ

き り読 み 取 っ て も ら う た め に は,と の 間 隔 は,見

が 安 全 で あ る 。 例 え ば,図14・2の

「照 」 と い う字 を

距 離 か ら見 せ る に は,a,b,c,d…

…

よ り大 き く し

っ き り見 え な い 。 こ の た め,ネ

ン は 字 画 の 多 い 漢 字 は 不 利 で,な

オ ンサ イ ンの文 字 を は っ

上 に とる こと

の い ず れ の 間 隔 も500/1000=0.5〔m〕 な け れ ば,は

っ き り分 か れ て

な り 同 士 の ２線 間

て も ら う距 離 の1/1000以

書 い て500mの

が に じみ

オ ンサ イ

る べ く簡 単 な 文 字 ま

図14・2

た は カ ナ で書 く とよ い。  ネ オ ン サ イ ン の 電 流,電

圧 そ の 他 の こ と は 第 ３章 に 示 さ れ て い る が,実

オ ン サ イ ン を 点 灯 す る に は,最

高15000Vま

用 い る 。 長 さ と 電 圧 と の 関 係 は,表14・1の 表14・1電

〔２〕 箱

形

看

際 にネ

で ５種 類 の 変 圧 器 を 長 さ に 応 じて よ う で あ る。

圧 と管 長 との 関 係

板

ガ ラス も し くはプ ラス チ ック板 で 箱 を作 り,そ の表 面 に広 告 を描 き,内 部 に 電

球 また は 蛍光 灯 を入 れ た もの で,俗

に あん どん看 板 と もい う。

  この看 板 は感 じが 柔 らか く,文 字 を いつ で も書 き替 え られ,光 源 を変 え る こ と に よ って 色 を変 え られ る な ど の長 所 が あ り,わ が 国 に は非 常 に多 いが,風 圧 の 関 係 で あま り大 き い も の は作 りに くい。   〔3〕 そ の 他 の 看 板   広 告看 板 に は,以 上 の ほか に,電 球 を並 べ て ネ オ ンサ イ ンの よ うに文 字 を画 く もの,水 銀 ラ ンプ を ネ オ ンサ イ ンと組 み 合 わ せ た もの,そ の 他 色 々 と変 わ った も の が あ る。   〔4〕 電 光 ニ ュ ー ス   これ は大 き い板 面 を文 字 が 横 また は上 下 に流 れ る よ うに走 り動 く もので,ニ ース や広 告 に用 い られ て い る。 この 構 造 は,横 の場 合 を とる と,縦1.5∼2.0m, 横10∼15mぐ

らい の 板 面 に,小 型 電球 を縦 に18個,横

に120∼160個

ュ

ぐ らい配

置 し,そ れ らの電 球 の 一 方 の 端 子 は直 接 電 力線 に接 続 され るが,他 方 の 端 子 は互 い に絶 縁 され た ま ま,別 の 小 さ い板(タ

ップ 板)の 上 の端 子 へ と接 続 され る。 こ

の 板 上 の端 子 は,電 球 と同 じ配 列 と な って い る(図14・3(a))。

また,こ

のタ

ップ 板 と 同 じもの が あ って,相 い互 い に 向 か い合 って 接 触 して い る。   この 第2の 板 の タ ップ か らは電線 が 出 て,も

とにつ なが って い る。 こ う して 電

源 を入 れ れ ば,電 流 はタ ップ 盤 を通 って 電 球 は全 部 点 灯 す るが,広 告 を 流 そ うと 思 う時 に は,こ の2個 の タ ップ板 の間 に文 字 を切 り抜 い た紙 を入 れ る。 す る とそ

図14 

3  タ ップ 盤 の 機 構

の文 字 の 所 だ け両 方 の タ ップ が接 触 す る ので,そ れ に通 じる電 球 だ け点 灯 す る 。 そ して,紙 を 右 か ら左 に動 か せ ば,そ れ に従 って 文 字 も左 へ 流 れ て行 く。  こ の タ ップ 盤 も 紙 の す べ りが よ い よ う に,そ っ て い る 。 しか し な が ら,最

近 で は,半

の 断 面 は 図14・3(b)の

よ うに な

導 体 そ の 他 を 利 用 した エ レ ク ト ロ ニ ク ス

の 技 術 を 利 用 した も の も次 第 に 多 く な りつ つ あ る 。

〔５〕 大 型 映像 表 示 装 置  情 報 化 社 会 とい わ れて 久 しい今 日,情 報 は ます ます 多 様化,複 雑 化 の一 途 を た ど り,そ の 進展 に は 目覚 ま しい もの が あ る。 従 来 は小 型 サ イ ン電 球 群 に よ る電 光 表 示 装 置 が,競 技 成 績 や 道 路 情 報 の 表 示 に使 わ れ,ま た シネ サ イ ン(cine

sign)

とい って,小 型 光 電 管 群 の 頭 部 に 白黒 映画(影 絵)を 映 写す る と,白 い部 分 に 当 た る光 電管 に は 電流 が 流 れ,こ れ で 継 電 器 を 働 か せ て,そ れ に対 す る電 球 群 の 表 示 装 置 を点 灯 させ る もの で,こ れ は い ず れ も,色 彩 が な いの と,昼 間 は明 る く表 示 で き な い欠 点 が あ った 。  最 近 は,多

くの 人 々に 的 確 な情 報 を提 供 す る メ デ ィア と して,大 型 カ ラー映 像

装 置 の各 種 が 開 発 され,屋 外 据 置式 の大 型 カ ラー映 像 表 示 装 置 を初 め,屋 内用 の 液 晶 カ ラ ー映 像 表 示 装 置,発 光 ダ イ オ ー ド(LED)表

示 装 置 な ど が 実用 化 され て

い る。   据 置 式 大 型 カ ラ ー 映 像 表 示 装 置 で は,表 ness dischaxge ッ ト し,例 り,フ

tube,カ

ラ ー 高 輝 度 放 電 管)を

え ば 縦 に176,横

に240配

ル カ ラ ー の ビ デ オ 画 像,デ

度 は3350cd/㎡

示 素 子 にCHD管(colored 採 用 して,赤

high-bright-

・緑 ・青 の ３色 を ユ ニ

列 し,画 面 寸 法 は 縦7.9m,横10.6mと

ジ タ ル 画 像,そ

の 合 成 な ど が 表 示 さ れ,画

以 上 が 得 ら れ る 。 図14・4は,東

な 面輝

京 ・大 井 競 馬 場 で の 実 用 例 で

あ る。  液 晶 カ ラ ー 映 像 表 示 装 置 は,ス

ク リー ン にマ ト リ ックス状 に配 列 され た 透 過 形

液 晶 と 色 純 度 の 高 い カ ラ ー フ ィ ル タ お よ び 背 面 に 白 色 蛍 光 ラ ンプ を 組 み 込 ん で, 明 る く鮮 明 な フ ル カ ラ ー 表 示 が で き る 。 表 示 素 子 は,例 配 列 し,画 て,画

面 寸 法 は 縦1.7m,横2.8mと

面 輝 度 は300cd/㎡

以 上 が 得 られ る。

な り,こ

え ば 縦 に192,横

に320

れ ま た 各 種 画 像 が 表 示 され

図14・4 

  発 光 ダ イオー ド(LED)表

大 型 カ ラー 映像 表 示 装 置(東

る デ ィ スプ レ イを,マ

示 装 置 は,赤

京 ・大 井 競 馬 場)

・黄 ・緑 の 高 輝度 発光 ダ イ オ ー ドに よ

イ ク ロ コ ン ピュ ー タで 制 御 し,様 々 な 情 報 を 多 色表 示 し

て,各 種 文 字,記 号 か ら図形 や グ ラフ まで 表 示 で き る。 画 面 寸法 は縦0.46m, 横1.44mな

ど任 意 に 選 べ る。

  14・2  産 業 に お け る 応 用   電 灯 は ま た産 業 方 面 へ の応 用 も広 く,使 用 され る電 灯 もま た 種 類 が 多 い 。 これ に は,次 の よ うな もの が あ る。   〔1〕 点

灯

栽

培

  植 物 に 夜 間 に 電 灯 の光 を あ てて,そ の 生 育 を促 進 させ る こ とを 点 灯 栽 培 あ る い は電 照栽 培 とい う。   植 物 に は照 射 時 間 が 長 い と早 く開 花 す る長 日性 の もの と,照 射 時 間 が 短 くな ら ない と開 花 しな い短 日性 の もの とが あ る。 多 くの もの は前者 で あ る が,後 者 の 代 表 的 な もの に菊 が あ る。 こ の性 質 を 利用 して,菊 を 夜 間 照 射 して 開 花 を正 月 に さ せ る こと も行 われ て い る。  照 度 は昼 間 の 照 度 を 考 え れ ば,明 る い ほ ど効 果 も大 き い は ず で あ る が,あ ま り 高照 度 にす る と電 力 費 が 多 くな りす ぎ る。 そ こ で 色 々 と 実験 の結 果,401xぐ

ら

い が採 算 上 最 も有 利 で あ る と され て い る。 電 灯 は 以前 は電 球 で あ っ たが,最 近 は 蛍光 灯 が多 い。 ま た,植 物 の生 育 に必 要 な 波 長 を出 す 蛍 光 灯 が で き,こ れ を利 用 す る と,全 然 光 の な い 場 所で 野菜 の栽 培 な ど を行 う ことが で き,こ れ は 南極 越 冬 隊 な どで も利 用 され た。 この 蛍光 ラ ンプ は,光 色 が 赤紫 で,熱 帯 魚 の 観 賞 に も広 く利 用 され て い る。 〔２〕 点

灯

養

鶏

冬 期 日 の短 い 時,夜 間 鶏 舎 に点 灯 して 食 物 を与 えて 産 卵 を 増 加 され る こ と を点 灯 養鶏 とい う。 しか し終 夜 点 灯 す る こ と は鶏 が 疲 れ る ので,点 灯 時 間 を よ く研 究 す る こ とが 肝要 で あ る。 〔３〕 誘

が

灯

生 物 が光 に 集 ま る性 質 を利 用 して,害 虫 を誘 殺 し,稲 や果 物 の被 害 を 減少 す る た めの あか りが誘 が灯 で あ る。 昔 は石 油 灯 が,次 い で 白 熱電 球 が 用 い られ た が, そ の後20Wの

青 色 蛍光 灯 が利 用 さ れ,一 時 は非 常 に普 及 した。 しか し,農 薬 の

使 用 が 一 般 化 す るに つ れ て水 稲 田 で は現 在 は 少 な く な り,果 樹 園 に 使 われ て い る。 〔４〕 集

魚

灯

海 上 ま た は海 水 中 に電 灯 を 点 灯 して,魚 を 集 め て 捕獲 す るた め の もので,大 型 の電 球 を用 い る。 電 源 は蓄 電 池 で,昼 間 陸 上 で 充 電 す る。 これ は現 在 盛 ん に用 い られ て い る。 〔５〕 赤 外 線 乾 燥 これ は赤 外線 を特 に 多 く放 射 す る 電 球 の放 射 熱 に よ って,塗 料 な どの 乾 燥 を 行 う もので.こ の 特 長 は 次 の よ うで あ る。 (ａ)直

接 に被 熱 物 の 表 面 を 加 熱 す るの で,熱 効 率 が 高 く,電 力 費 も少 な くて

す む。 (ｂ)構

造 が 簡 単 で,設

備 費 も安 い。

(ｃ)乾

燥 に要 す る時 間 が,他 の 方 法 に 比 べ て著 し く早 い。

(ｄ)操

作 が 簡 単 で,始

動 や 停 止 に タ イ ム ラ グ が な く,熱

の無 駄 が 少 な い。

(ｅ)監

視 が 楽 で 清 潔,か

つ,操

 これ に 使 用 さ れ る 電 球 は,反 2200℃

程 度 で,寿

作 も安全 で あ る。

射 形 の250Wが

命 は5000時

間 で あ り,普

普 通 で,フ 通,電

ィ ラ メ ン トの 温 度 は

球 の 約 ５倍 に と っ て あ る 。

 加 熱 の方 法 は,通 路 の 両 側 に 赤外 線 電球 を 向 き合 わせ に並 べ,そ の 中間 を被 熱 物 が ゆ るや か に通 過 す る もの と,ト ンネ ル形 に した もの とが あ り,自 動 車 の車 体 塗 装 乾 燥 な ど に は後 者 が 用 い られ て い る。  赤 外 線 乾 燥 の 電力 な らび に所 要 時間 の数 例 を あ げ る と,表14・2の

よ うで あ

る。 表14・2

14・3交

赤 外線乾燥 の所要電力 ならび に時 間例

通 に お け る応 用

電 灯 は信 号,そ の 他 交 通 安 全 の た め に も用 い られ て い る。 〔１〕 交 通 整 理 灯  交 通 量 の 多 い街 路 の 交 差 点 に お いて,昼 夜 と もに信 号 灯 の 光 色 に よ って縦 横 の 交 通 整 理 を 行 う もの が 交 通 整 理 灯 で あ る。 一 般 に人 手 を用 い ず,自 動 車 に制御 す る よ うに して あ る。   構 造 は 図14・5の つ り下 げ,そ

よ う に,箱

の 前 面 に は,赤

を柱 の腕 木 に ・黄 ・青 緑 の ３

色 の 信 号 灯 を 備 え て い る 。 各 信 号 灯 は,そ ぞ れ70W電

球 の レ ン ズ 側 の バ ル ブ 内 面 に,

ア ル ミ ニ ウ ム の 蒸 着 反 射 鏡 を 設 け,ビ 左 右20°,下 150mを

れ

方15゜

ームは

に 広 が り,確

認距離 は

標 準 と して い る 。 ま た,昼

間 日光 の

図14・5

交通整理灯

反 射 に よ って 色 ガ ラス 面 が光 って 間 違 いを 生 じな い よ うに ひ さ しが つ い て い る。  信 号 の 色分 けは,赤 は 停止,青 緑 は通 行,黄 は 赤 あ る い は 青 緑 に 対 す る用 意 の時 間 を 示 す 。 この 色光 の順 序 お よ び周 期 は,通 行 人 の心 理 と微 妙 な関 係 が あ るの で, そ この交 通 量,縦 横 の 交 通 量 の 差,そ の他 種 々 の条 件 を慎 重 に考 慮 して 決 定 す る。  信 号 灯 は １箇 所 で は な く,一 つ の道 路 に沿 って た くさん つ い て い るが,そ れ の 全 部 を 一 斉 に赤 に した り,青 緑 に した りす る こ とは 簡単 で あ るが,こ

うい う方 法

で あ る と,一 つ の 車 が １箇 所 を 青緑 で通 過 して も,次 の 交 差 点 に つ くと,赤 に な って 止 め られ る。 こ う い う こ とを繰 返 して いて,な か な か 早 く進 め な い 。 この よ うな欠 陥 を救 うた め に は系 統 式 整理 法 が あ る。  これ は １箇 所 の 信 号 灯 が 青 緑 に な る と,そ こを 通 過 した 自動 車 が 標 準 速 度 を維 持 して 行 けば,次 の 交 差 点 の 信 号 灯 が ち ょ うど青 緑 に な るよ う に して お くの で あ る。 こ う して お けば,標 準 速 度 さえ 維持 して いれ ば,各 交 差 点 を 無 停 車 で 通過 す こ とるが で き る わ けで あ る。

図14・6

 図14・6は,こ

系統式整理ダイヤ

の 方 法 に よ る ダ イ ヤ で,こ

る 。 こ の 整 理 方 法 は,わ

れ を進 行 式 ま た は系 統 式 と呼 ん で い

が 国 で は 多 く用 い ら れ て い る が,ア

メ リカ そ の 他 の 国 で

はむ しろ少 な い。 〔２〕 灯

台

 灯 台 は一 般 に高 い塔 にな って お り,頂 部 に 灯 器 を入 れ る灯 室 が あ り,そ の 下 に 電源 室 や 階 段 な どが あ る。 灯 台 は木 造,石 造,あ

る い はれ ん が造 りと色 々 に変遷 した もの の,堅 固で 耐 振

・耐 火 ・耐 久 性 の 点 か ら

,現

て い る。 高 い も の は30m以 回 り 階 段 が 設 け られ,頂

在 で は ほ と ん ど 全 部 が 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト造 り と な っ 上 の も の が あ り,内

の 内壁 に沿 って

部 に あ る 灯 室 に 通 じて い る。

  灯 室 の 中 心 に は 電 灯 が あ り,1∼1.5kWの 引 け な い 所 で は,自

部 は 中 空 で,そ

電 球 が 用 い られ て い る 。 電 灯 線 の

家 発 電 に よ って い る。

 灯 台 の光 は一 般 に明 滅 して い るが,各 灯 台 に は,そ れ ぞれ 個 有 の 明 滅 の 仕 方 が 決 め られ て あ り,光 をみ て ど この 灯 台 か 識別 で きる よ うにな って い る。光 を 明 滅 させ るに は二 つ の方 法 が あ り,一 つ は光 源 自 体 を 決 ま った 周 期 で 点 滅 させ る方 式 で,レ

ンズ は動 か さず,従

って,光

は レ ンズ の面 の 向 いた 方 向 の み に 一 定 の 時 間

ご とに 強 力 な ビー ム光 とな って 発せ られ る。  第 二 の方 法 は,光 源 は点 灯 した ま ま と し,こ の装 置全 体 を 台 上 で水 平 に 回転 さ せ る方 式 で,ビ

ー ム光 は装 置 の 回転 に した が って,ぐ

る ぐる回転 す る の で,遠

く

か ら これ を見 て い る と,光 が観 測 者 の方 へ 向 い た時 にせ ん 光 を発 した よ うに見 え る。  も し点 灯 中 に電 球 が 断線 して も,継 電 器 に よ って 予 備 の 電 球 が 自動 的 に正 規 の 焦 点 に正 し く代 え られ る電 球 交 換 装 置が あ る ので,消 灯 の事 故 は未 然 に防 止 さ れ る。 〔３ 〕

航

空 標

識

 航 空 関 係 で は,電 灯 に よ る標 識 が 非 常 に 多 く使 用 され て い る。 飛 行 場 内で は, まず 滑 走 路 の 位 置,方 向な どを 示 す 標 識 が 多 数 滑 走 路 の上 に点 々 と して 点 灯 され て い る。 この ほ か,駐 機 場 内全 体 を 照 す た め メ タ ル ハ ライ ド灯 お よび 高 圧 ナ トリ ウ ム灯 を 数 灯 ず つ 納 め た照 明 塔 が 適 当 に 配 置 され て い る。  航 空 路 の付 近 に高 い障 害 物 が あ る時 は,そ の頂 上 と中間 部 に赤 色 の 電 球 また は キ セ ノ ンせ ん光 放 電 灯 を設 置 して 所 在 を 示 す こ とに な って い る。

14.4 〔１〕

保 健 医療 にお け る応 用 光

浴

日光 浴 の効 果 が 一 般 に認 識 され る に つ れ て,人 工 浴 も また 次 第 に要 求 が高 ま っ

て き た。 人 類 は昔 か ら 自然 の 日光 の下 に生 育 して きた の で あ るか ら,入 工 光 浴 の 場 合 も,そ の分 光 組 成 が 日光 と同様 で あ る こ とが 望 ま しい。  しか し,近 来,都 会 地 に おい て は 空 気 中 の ほ こ りの影 響 で,320nmよ 波 長 の紫 外 線 は到 達 せ ず,従 nm以

って,都

会人 は紫 外 線 不 足 に陥 って い る の で,320

下 の紫 外 線 が 含 ま れ て い る こと が特 に必 要 で あ る。 また270nm以

紫 外 線 は,ほ

り短 い

下の遠

こ りの 少 な い 日光 中 に もほ とん ど含 まれ て お らず,従 って,人 類 は

な ら され て い な いの で,こ の よ うな紫 外 線 は刺 激 が 強す ぎて 有 害 で あ る。  ゆ え に人 工 光 浴 用 の光 線 と して は,270∼320nmの

紫 外 線 を必 ず 含 み,そ れ よ

り長 波 長 の光 線 か ら赤 外線 に至 る放 射 が,な るべ く日光 に近 い もので あ る ことが 必 要 条 件 で あ る。 この270∼320nmの

紫 外 線 を 特 に健 康 線 また は ドル ノ線 と も

い うが,こ の 健 康線 を特 に 多 く出す よ うな 蛍 光 体 を 用 いた 白 色 蛍 光 ランプ が で き,こ れ は光 束 も普通 の 蛍光 ラ ンプの 約9%減

にす ぎな いの で,日 光 の 入 る こ と

の 少 な い 地 下 室 な どに照 明兼 用 と して 利 用 され る。 た だ し,こ れ にガ ラス や プ ラ ス チ ックの カ バ ーを掛 け て は効 果 が な くな る。 〔２ 〕

殺 菌

消 毒

 波 長 が270nm以

下 の 遠紫 外線 は人 間 もな れ て い な い が,各 種 の菌 も また な れ

て い な い の で,こ の よ うな遠 紫 外線 に 当て る と,人 間 の 皮 膚 や 目 も冒 され るが, 菌 の増 殖 が抑 制 さ れ る。 この た め 紫 外 線 を出 す 殺 菌 灯 が で き て広 く 使 わ れ て い る。  これ は蛍 光 灯 と同 じ形 で,始 動 も 同 様 に し て 行 う。 異 な る所 は蛍光 体 を用 い ず,か つ,ガ

ラス管 を紫 外線 透 過 ガ ラス で作 って,内 部 で発 生 す る253.7nmの

遠紫 外 線 を そ の ま ま外 に 出 す 点 で あ る。  この 殺 菌灯 の用 途 は空 気 殺 菌 が主 で,病 院 の手 術 室,調 理 室 な どか ら証 券 会 社 や貨 幣 を取 り扱 う銀 行 な どに も普 及 して き た。 ま た,食 品や 薬 品 製造 会社 の無 菌 室 に も欠 くべ か らざ る もの で あ る。  この ほか,水 の 殺 菌 や 物 品 の表 面 の 殺 菌 に も使用 され るが,肉 の 内部 の 殺 菌 な ど はで きな い。 〔３ 〕

光

線

治

療

 放 射 線 を 利用 して病 気 の 治療 を す る もの に は紫 外線,赤 外 線

エ ック ス線 な ど

が あ るが,こ の うち 電灯 を利 用 す る もの は,紫 外線 と赤外 線 で あ る。  紫 外 線 に よ る 治療 は,前 記 の殺 菌 灯 を用 い,水 虫 の よ うな細 菌 に よ る疾 患 の 治 療 をす る もの で,赤 外 線 は主 と して体 内 を暖 め るた め に用 い られ る。  普 通 の 電 球 の光 を身 体 に 当 て る と,赤 外 線 は体 内 に入 るが,波 皮 膚 に止 ま って,暑

長 が 短 い光 線 は

さを 感 じ させ る。 そ こで,医 療 用 赤外 線 電球 は,紫 外 線 や光

線 をな るべ く少 な くす る た め に,赤 い ガ ラ ス球 を 用 い る。 従 って,大 部 分 が 赤外 線 で,光 線 は ご くわ ず か 赤 い光 が 出 る にす ぎな い。  こ の 赤 外 線 の 利 用 は,胃 い が,炎

腸 病,鼻

ュ ー マ チ,神

経 痛,そ

症 性 の も の や 結 核 な ど に は 用 い られ な い 。 な お,こ

行 を よ く し,美

の他 範 囲が 広

の 赤 外 線 電 球 は,血

容 の 目 的 に も用 い られ て い る 。

将 来 の灯 火 と そ の応 用

14・5

  現 在 の 電 灯 は,熱

放 射 と エ レ ク ト ロル ミ ネ セ ン ス,ホ

を 利 用 した も の で あ る が,そ し,こ

か ぜ,リ

トル ミ ネ セ ン ス と の 現 象

の 他 の 現 象 に よ る 灯 火 も現 在 研 究 さ れ て い る 。 し か

れ ら は 効 率 が 低 い こ と,価

て は 当 分 利 用 の 途 は な い が,特

格 が 高 い こ と,そ

の 他 の 点 で,一

般照明用 と し

殊 の 用 途 に は現 在 で も用 い られ て お り,将

来 の発

達 も期 待 され て い る。 〔１〕

ELラ

電 球 は 点,蛍

ン

プ

光 ラ ン プ は 線,次

の 灯 火 は 面 で あ る と は よ く い わ れ る 言 葉 で,こ

の 面 光 源 の 一 つ と して 研 究 さ れ て い る も の がELラ lamp)で

ン プ(electroluminescence

あ る。

 これ は,一 方 が透 明 な ２板 の電 極 間 に,蛍 光 体 を誘 電 体 に埋 め た層 に は さん だ

図14・7ELラ

ンプ の 例

もの で,こ の 両極 間 に交 流 電 圧 を加 え る と,コ ンデ ンサ の誘 電 体 損失 の一 部 が 光 の エ ネル ギー と して放 射 され る。   効 率 は 周 波 数 と 共 に 増 す が,現 で0.1W,光

束1lm程

在 は10lm/W程

度 で あ り,輝

され て い な い 。 た だ,計

度 で,18cm×36cmの

度 も 効 率 も ご く低 く,普

器 そ の 他 の 標 示 用 の パ ネ ル,常

大 きさ

通 の 照 明 に は利 用

夜灯 な ど に利 用 され て い

る だ けで あ る。 〔２ 〕

発 光 ダ イ オ ー ド(LED)

 半 導 体 のP-N接

合 部 に順 方 向電 流 を流 して少 数 キ ャ リア を注 入 した 時,接 合

部 に お いて,電 子 と正 孔 が再 結 合 す る時 に発 す る光 を利 用 した ものが 発 光 ダ イ オ ー ドで あ る。  こ の 発 光 ダ イ オ ー ドの 特 色 は,1.5∼3Vの ラ ン プ よ り高 い こ と な ど で,現 〔３ 〕

レ

ー

低 電 圧 で 動 作 す る こ と,輝

度 がEL

在 は 測 定 器 の 表 示 な ど に 利 用 され て い る 。

ザ

 レーザ の 発光 原理 や機 構 は極 め て 複 雑 で あ るた め,こ

こで は その 特 色 だ け を記

す と,   第 １は 指 向 性 が 強 く,ビ に 見 え る(立

体 角 は10-4ラ

ー ム の 開 き が 極 め て 小 さ く,ほ

と ん ど １本 の 棒 の よ う

ジ ア ン程 度 に ま で 小 さ く で き る)。

 第 ２は単 色光 で あ る こ と。   第 ３ は 極 め て 高 い エ ネ ル ギ ー 密 度 を も つ こ と で,ご ネ ル ギ ー を 集 中 す る こ と が で き る 。 従 っ て,レ

く小 さ い 点 に 非 常 に 強 い エ

ーザ を生 物 に 当て る こ と は危 険 で

あ る。

第14章

(１)ネ

問

オ ンサ イ ンで 日と い う字 を画 き,そ

題 れ を1kmの

距 離 か らは っ き り読 め る よ う

にす るに は,字 の高 さ と幅 は どの く らい に しな けれ ば な らない か 。 (２)広

い 室 の天 井 全 体 をELラ

ン プで 張 りつ め て 照 明 した ら,床 の 平 均 照 度 は ど の く

らい に な る だ ろ うか 。 (ヒ ン ト 床 の 照度 は,天 井 面 の 光 束 発 散 度 と値 が 等 し くな る こ と か ら計 算 す れ ば よ い 。)

索

引 …ELラ

                ア   ア ー ケ ー

行

ン プ(electroluminescent 

    electroluminescent 

ド の 照 明(arcade 

lighting)

    minescent 

                                  153

HIDラ

ア ポ ス チ ル ブ(asb)(apostilb) 

LED(1ight 

ア ン カ(anchor) 

   

           

安 全 色(safety 

colo(u)r) 

 

       

59 14

LED表

97

    type 

安 定 器(ballast) 

               

26

安 定 抵 抗(steady 

resistance) 

24

あ ん ど ん 看 板(1uminous    sign) 

   

エ レ ク

panel) 

ン プ(HID 

     

diode) 

示 装 置(light 

トロ ル

elrctrolu-

              188 lamp) 

emitting 

display 

lamp，

source, 

emitting 

equipment) 

diode 182

ミネ セ ン ス

    (electroluminescence) 

    type 

....................................180

189

     

         

液 晶 カ ラ ー 映 像 表 示 装 置(1iquid 

element

53

  

colo(u)rvision 

25

crystal

display

    equipment..............................181 イ ル ミ ネ ー シ ョ ン(illumination)…160 入 口 増 灯 部 照 明(entrance 

遠 視 眼(longsighted 

lighting 

of

temperature)・.32,91

色 順 応(colo(u)r 

adaptation) 

色 の3角

形(triangle 

演 色 評 価 数(col(u)r     

94

of  colo(u)r)…90

色 の 性 質(colo(u)r 

properties)・

色 の 対 比(colo(u)r 

contrast) 

色 の 認 識 度(recognition 

94

specifcation)・

色 物 蛍 光 ラ ン プ(colo(u)r 

・ ….88

fluorescent

  lamp).......................................40

ウ ィ ー ン の 変 位 則(wien's 

displacement

  law).........................................10 売 場 の 照 明(sales 

counter 

84

rendering 

index)

    curve 

distribution

of  luminous 

鉛 直 面 照 度(vertical 

intensity)…

・.・59

i11uminance)

                           63,67

of

  colo(u)r)....................................94 色 の 表 示(colo(u)r 

      properties)

                              95 鉛 直 配 光 曲 線(vertical 

・….92    

grade 

eye)  rendering 

                              95

  tunnel)....................................158 色 温 度(colo(u)r 

演 色 性(co1(u)r 

lighting)

円 等 光 度 図(isointensity     the  circle 

source) 

by

.............................68

大 型 映 像 表 示 装 置(large-sized 

display

   equipment)..............................181 大 き さ の あ る 光 源 に よ る 照 度 の 計 算    (illuminance 

運 動 競 枝 場 の 照 明(sports 

   source) 

                              140,162

on

         61

円 板 光 源 に よ る 照 度(illuminance     disk 

                                  142 lighting)

diagram 

projection) 

calculation 

by  large

....................................67

屋 外 照 明(exterior 

lighting, 

outdoor

   lighting).................................152 A光

源(standard 

light  source 

A)…92

屋 内 照 明 施 設(interior 

lighting 

insti.

tution)

 132

屋 内 照 明 の 設 計 と 施 工(interior

design and enforcement) 屋 内 配 線 用 図 記 号(symbol

脚

interior

逆

  128,129

arc

ガ ス 入 り電 球(gas-filled

lamp)

lamp)

リ ー 方 式(catenary

system)

 172  101

factor

luminous

intensi

教 室 照 明(classroom 狭 照 形(narrow

 61

 104

 58

カ ンデ ラ毎 平 方 メ ー トル(cd/㎡)

lighting) range

lighted

type)

 103

lighted

飾 窓 照 明(show-window

 111

lighting) lighting

design)  125

 58

type)

 103

lighting)  140

学 校 照 明(educational

局 部 照 明(local

局 部 照 明 の 設 計(local

(candela per square meter)

近 視 眼(shortsighted

 84

eye)

金 属 面 の 反 射(reflection

of

metal

surface)

facilities

lighting)

 102

 137 mixture

of

ク リプ ト ン電 球(krypoton-filled

colo(u)rs)

lamp)  18

  91

簡 易 形 照 度 計(simplicity

type

illumi

nometer)

グ ロ ー ス タ ー タ(glow

switch

starter)

 174

環 境 色(environment

colo(u)r)

環 形 蛍 光 ラ ン プ(circular

transmitting

 35

口

  104,106

く さ りづ り(chain

dif

fuse) 完 全 拡 散 反 射(perfect

グ ロ ー ブ(globe)

 106

pendant)

 14

金(base(米);cap(英))

  112,113

lighting)

完 全 拡 散 透 過(perfect

 28

 96

fluorescent

lamp)

 98 reflecting

ケ ー ン ガ ラ ス(cane

蛍

 98

 14

glass)

  25

光(fluorescence)

蛍 光 水 銀 灯(high

diffuse)

pressure

mercury

fluorescentlamp)

 46

蛍 光 体(phosphor,fluorescent キ セ ノ ン ア ー ク 灯(xenon

arc

キ ル ヒ ホ ッ フ の 法 則(Kirchhoff′s

lamp)

material)

  55

law)  10

度(luminance)

 137

  13

カ ン デ ラ(cd)(candela)

輝

 62

method)

ty)

 157

bulb)

間 接 照 明(indirect

photometer,inte

球 面 光 度(spherical

 13

cover)

加 法 混 色(additive

by  70

球 形 光 束 計(sphere

球 帯 係 数 法(zonal  43

角 照 形(diagonally

 66

law)

吸 収 率(absoptance)

カ ー ボ ン ア ー ク 灯(carbon

ガ ラ ス 球(glass

２ 乗 の 法 則(inverse-square

gration photometer)

行

カ バ ー(translucent

 145

光(footlight)

global source)  32

カ テ ナ

luminance)

球 形 光 源 に よ る 照 度(illuminance

white(米);white(英))

カ

of

 170

 111

for

wiring) 温 白 色(warm

輝 度 測 定(measurement

lighting

  58

  25,46

蛍 光 灯(fluorescent 蛍 光 ラ ン プ(fluorescent

 23

lamp) lamp)

系 統 式 整 理 法(systematically

  28 regulation

method) 健 康 線(erythemal

radiation)

建 造 物 の 照 明(building

光 電 管(phototube)

 187

光 電 管 照 度 計(phototube

 160 mixture

illuminome

ter)

floodlighting)

減 法 混 色(subtractive

 168

 185

 173

光 電 池(photoelement,photovoltaic

cell)

of

colo(u)rs)

  92

 173

光 電 池 照 度 計(photovoltaic

cell

illumi

nometer) コ ー

ドづ り(cord

pendant)

 106

コ ンパ ク ト形 蛍 光 ラ ン プ(compact rescent 

fluo  41

lamp)

高 圧 水 銀 灯(high

pressureme

so

dium(vapo(u)r) lamp) 公 園 照 明(public

park

高 演 色 形(high

colo(u)r

 159

高 輝 度 放 電 ラ ン プ(high

光

intensity

浴(ligh

 166

 186

sign)

高 周 波 点 灯(high

ton-filledlamp)

frequency

高 出 力 蛍 光 ラ ン プ(high

 36

体(blackbody,Planckian

output

 10 黒 板 照 明(chalkboard

サ

fluo

lighted

工 場 照 明(industrial

lighting)

光

colo(u)r)

source

type)

交 通 整 理 灯(traffic

度(chromaticness,chroma,satura

by

  ７

 171

 170

regulaticn

 93 light)  183

交 通 道 路 の 照 明(traffic

road

tion)

 90

作 業 面(work

plane(米);working  123

plane(英))

 187

殺 菌 消 毒(sterization) 殺 菌 灯(germicidal

lamp,bactericidal

lamp)

 187  104

３ 原 色(three

elementary

colo(u)r)

  65

extance) colo(u)r)

  81

皿(bowl)

luminous

flux) 後 退 色(receding

彩

flux)

of

 145

 132

 86

photometer)

ト(suspension

light) 光(daylighting)

of eye

light)

光 束 発 散 度(luminous

139

行

採

 32

光 線 に よ る 目 の 障 害(disoder

光 束 測 定(mesurement

lighting) 

 103

 187

光 線 治 療(phototherapy)

光 束 計(integrating

サ ス ペ ン シ ョ ン ラ イ

 35

range

束(luminous

radiator)

burning)

rescent lamp)

光

 18 fluorescent

lamp)

  31

色(light

 186 kryp

 53

航 空 標 識(aeronautical

広 照 形(wide

luminous

tbath)

小 型 蛍 光 ラ ン プ(smallsized

黒

discharge lamp)

of

小 型 ク リ プ ト ン電 球(small-sized

 35

rendering

 167

光 度 測 定(measurement

  51

lighting)

  58

intensity)

intensity)

 45 pressure

 173

度(luminous

光 度 計(photometer)

rcury

(vapo(u)r)lamp) 高 圧 ナ ト リ ウ ム 灯(high

光

  91,92

３波 長 形 蛍 光 ラ ン プ(three

band

fluo

switch)

 129

rescent lamp) ３ 路 ス イ

ッ チ(three

  40 way

lighting)  155

CHD管(colo(u)r

high-brightness

  discharge  CIE色

tube) 

度 図(CIE 

            181

chromaticity 

diagram)

照

度(illuminance) 

 

 

 

63

照 度 基 準(illuminance 

standard)…118

                               90

照 度 曲 線(illuminance 

line(米);illumi・

CIE色

  nance  curve(英)) 

       

度 に よ る 表 色(colo(u)r 

  cation  C光

by  CIE 

chromaticity)・.…

源(standard 

・90

light  source 

シ ネ サ イ ン(cine。sign)  シ ャ ンデ

specifi

181

      105

ジ ュ メ ッ ト 線(dumet 

wire) 

     

シ ョ ー ト ア ー ク ラ ン プ(short 

14

照 度 の 均 斉 度(uniformity    illuminance) 

ratio  of

            122

照 度 の 計 算(illuminance 

calculation)

                           66

arc  lamp)

                                55

照 明 器 具(luminaire) 

視

照 明 器 具 の 効 率(1ight output 

覚(vision) 

 

視 感 測 光(visual 

 

64

of illuminance)

                          173

C)…92

       

リ ァ(chandelier) 

照 度 測 定(measurement 

  

84

photometry)

  luminaire) 

       

98

ratio  of

                      106

                        ユ66,170,173

照 明 器 具 の 材 料(material 

視 感 度(luminous 

                           98

efficacy 

of  radiation)

                                15

照 明 器 具 の 取 付 法(fitting 

色 彩 調 節(colo(u)r 

  luminaire) 

  colo(u)r 

conditioning,

dynamics) 

    and 

色 彩 の 効 果(coIo(u)r 

effect) 

色

相(hue) 

 

室 指 数(room 

index, 

  distribution 

lighting)88

 

   

92

 

89

 

installation 

method 

index)

intensity

of luminaire) 

照 明 計 算(1ighting 

照 明 と 作 業 能 率(lighting 

and  working

照 明 と 疲 労(lighting 

照 明 の 生 理 と 心 理(physiology 

beam 

lamp 

  chology 

for  automobile

102 …58

  efficiency).................................85

自 動 車 前 照 灯 用 シ ー ル   (sealed 

  

calculation)…

                               1ユ6 ド ビ ー ム 電 球

of

                      105

照 明 器 具 の 配 光(luminous 

96,135,139

色 彩 と 照 明(colo(u)r 

of luminaire)

and  fatigue)・.・85 and  psy・

of lighting            84

  headlight).................................21

照 明 の 施 工(enforcement 

始 動 特 性(starting 

                           129

characteristic)…46

事 務 所 照 明(office 

lighting) 

遮 光 角(shielding 

angle) 

集 魚 灯(fishing 

   

135

照 明 率(coefficient 

of utilization(米);

     

104

  utilization(英)) 

         116,120

視

lamp,fishing light)…183

住 宅 街 の 照 明(residential 

of lighting)

street 

ligh・

力(visual 

acuity) 

進 出 色(advancing 

 

colo(u)r) 

 

85

   

g3

  ting).......................................152 住 宅 照 明(residential 

lighting)…

商 店 街 の 照 明(shopping 

street 

…147 ligh・

  ting).......................................152 焦 点 距 離(focal 

distance, 

focal  length)

ス チ ル ブ(sb)(stilb) 

            59

ス テ フ ァ ン ・ボ ル ツ マ ン の 法 則(Stefan.   Boltzmann 

law)                

ス トー ク ス の 法 則(Stokes 

law)…

                ......................108

ス ポ ッ トラ イ ト(spotlight) 

商 店 照 明(store 

ス リム ラ イ ン形 蛍 光 ラ ン プ(instant-

  lighting(英)) 

lighting(米);shop            

・ …140

  stat  fluorescent 

10 …25

      146

lamp(米);cold・

startfluorescentlamp)

37

水 銀 灯(mercury(vapo(U)r)1amp)

45

水 平 配 光 曲 線(horizontaldistribution

耐 振 電 球(vibrationservicelamp(米); roughservicelamp(英))

21

耐 爆 器 具(explosionproofluminaire

curveofluminousintensity)

59

(米);flameproofluminaire(英)) 134

水 平 面 照 度(horizontalilluminance) 63,66

79

太 陽 の 運 行(revolutionofsun)

据 置式 大 型 カ ラ ー映 像 表 示装 置(丘xed typelarge-sizedcolo(u)rvisiondis一

卓 上 ス タ ン ド(tablelamp)

106

探 照 灯(searchlight)

Los

181

playequipment)

26

チ ョ ー ク コ イ ル(chokecoil) セ,ド(shade)

103

地 下 商 店 街 の 照 明(undergroundstreet

lighting)

正 弦 等 光 度 図(isointensitydiagramon

thesinusodialprojection)

61

正 透 過(regulartransmission)

98

正 反 射(regularreflection)

98

79,133,135,137,143 昼 光 色(daylight(米);tropicalday・ light(英))

精 密 形 照 度 計(precisiontypeillumino-

meter)

174

赤 外 線 乾 燥(infrareddrying)

109 ii

全 反 射(totalreflection)

100

全 般 照 明(generallighting)

111

81 32

昼 白 色(neutralwhite) 調

146

光(dimming)

超 高 圧 水 銀 灯(extra・highpressure

mercury(vapo(u)r)lamp)

45

超 高 演 色 形(extra-highrendering

type)

全 般 照 明 の 設 計(generallightingde・

sign)

80 昼 光 率(daylightfactor)

7

選 択 放 射(selectiveradiation)

32

昼 光 の 照 度(illuminanceofdaylight)

183

絶 対 屈 折 率(absoluterefractiveindex)

前 照 灯(headlamp,headlight)

154

昼 光 照 明(daylighting)

111

35 146

調 光 機(dimmer) 調 光 装 置(1ightcontrolequipment)147 長 方 形 光 源 に よ る 照 度(illuminanceby

相 互 反 射(interflection(米)￨nterreflection(英))

74

装 飾 用 電 球(decorationlamp) 測

21 166

光(photometry)・

側

窓(sidewindow)

夕

71

直 流 点 灯(directcurrentburning)

31

143

ち ら つ き(flicker)

30

D65光

源(standardlightsourceD65)

92

113 低 圧 ナ ト リ ウ ム 灯(10wpressuresodi・

退 色 防 止 用 蛍 光 ラ ン プ(non・ultraviolet

fluorescentlamp)

直 線 光 源 に よ る 照 度(illuminanceby

166

行

ダ ウ ン ラ イ ト(downlight)

72 112,113

straightsource)

測 光 標 準 器(photometricstandard

source)

rectangularsource) 直 接 照 明(directlighting)

39

um(vapo(u)r)lamp)

54

庭 園 照 明(garden

lighting) 

159

低 温 用 蛍 光 ラ ン プ(fluorescent temperature

30

characteristic) 

14

lamp) 

10

球(incandescent

電 球 形 蛍 光 ラ ン プ(compact sted

fluorescent

white)

点 光 源 に よ る 照 度(illuminance source) 

66 sign

news)  wave) 

電 照 栽 培(photoperiodic

lighting

６

 185

台(lighthouse) factor

curve)

recessed) 

113

surface

  81 程(life

 15,31

performance)

透 明 体 の 透 過(transmission

of

trans   76,99

透 明 体 の 反 射(refraction

of

trans-

  98

道 路 照 明(roadway road

in 182

天 井 じ か 付 け(ceiling

  64,177

parent body)

180

greenhouse) 

天 井 埋 込 み(ceiling

line(米);

curve(英))

parent body)

by

電 磁 波(electromagnetic

the

灯

動   32

point

等 照 度 曲 線(isoilluminance isoilluminance

 69

40

warm

電 光 ニ ュ ー ス(talking

 109 sphere)

等 昼 光 率 曲 線(isodaylight

self-balla

lamp) 

電 球 色(incandescent

投 射 器(projector) 等 照 度 球(isoilluminance

use) 

電 圧 特 性(voltage 電

iamp

mounted)

lighting(米);

lighting(英))

 152

特 殊 蛍 光 ラ ン プ(special

fluorescent

lamp)

 35

特 殊 電 球(special

incandescent

lamp)

  106 天 井 灯(ceiling

luminaire) 

天 井 半 埋 込 み(ceiling

ナ

semi-recessed)   113

点 灯 管(glow

switch

starter) 

点 灯 栽 培(photoperiodic the

lighting

efficacy

lamp) 

lighting

of

poultry

店 内 照 明(shop

poultry

farm) 

inside

lighting) 

窓(skylight) 

standard

source)

 166

filament)

  13

140 of

ネ オ ン管(neon 15

点 灯 養 鶏(lighting

天

in

lighting) 

電 灯 の 効 率(luminous

二 次 標 準 器(secondary

２ 重 コ イ ル フ ィ ラ メ ン ト(coiled-coil

182 front

行

28

greenhouse) 

店 頭 照 明(shop

 17

106

yard, 183 140

  25,178

tube)

ネ オ ン サ イ ン(neon 熱 陰 極 形(hot

  25,178

sign)

cathode

  26

type)

熱 線 カ ッ ト形 シ ー ル ド ビ ー ム 電 球(infra

red cutoff type sealed beam

lamp)   20

143

熱 線 カ ッ ト形 ビ ー ム 電 球(infrared ド ル ノ 線(Domo

ray) 

ト ン ネ ル 照 明(tunnel 透

187 lighting) 

過(transmission) 

158

cutoff

type 

lamp)

 20

radiation)

 10

beam

熱 放 射(thermal

98

ハ

行

透 過 率(transmittance) 

101

投 光 器(foodlight) 

109

パ イ プ づ り(pipe

投 光 照 明(floodlighting) 

160

ハ ロゲ ン サ イ ク ル(halogen

等 光 度 図(isointensity

diagram) 

60

pendant)

ハ ロ ゲ ン 電 球(tungsten

 106 cycle)

halogen

 18 lamp)

18

配

光 (luminous bution)

intensity distri

美 術 館 の 照 明(art

curve

of

of

 169

標 準 光 源(CIE

coated

白 色 ボ ー ル 電 球(white

standard

light

source)  92

標 準 電 球(photometric

standard

lamp)

 166

 13

lamp)

coated

広 場 照 明(plaza

ball

lamp)

 158

lighting)

 18

博 物 館 の 照 明(museum

 143

lighting)

箱 形 看 板(luminous

element

発 光 ダ イ オ ー ド(light

 179

sign)

emitting

diode)  189

発 光 ダ イ オ ー ド表 示 装 置(light

pressure

mercury

 145

フ ッ ト ラ イ ト(footlight) ト(ft-L)

 59

(foot-lambelt) ブ ラ ケ ッ ト(wall luminaire(英))

bracket(米);wall  106

ブ ラ ッ ク ラ イ ト蛍 光 ラ ンプ(blacklight   39

fluorescent lamp)

type

fluorescent

lamp)

 12

フ ィ ラ メ ン ト(filament)

 98   103,106

反 射 形 蛍 光 水 銀 ラ ン プ(reflector

100

fbrescope(英)) 

 182 射(reflection)

反 射 が さ(refector)

フ ァ イ バ ス コ ー プ(fiberscope(米);

フ ッ ト ・ ラ ンベ ル

emitt

ing diode type display equipment)

フ リ ッ カ レ ス 回 路(flickerless

circuit)

  30

 47

反 射 形 蛍 光 ラ ン プ(reflector

type

fuo   35

rescent lamp) 反 射 形 電 球(reflectorized

 19

lamp)

反 射 型 投 光 電 球(reflectrized

 

20

 107

反 射 鏡(reflector) 反 射 皿(reflecting

bowl)

反 射 率(reflectance)

プ ル キ ン エ 現 象(Purkinje

phenome

non)

  ７

フ レ ー ム ア ー ク(name

standard

lamp(米);

lamp(英)) 

106

プ ロ セ ニ ア ラ イ ト(prosenium

lamp)

 145

 101

 146

  20

ビ ー ム の 開 き(spread(米);divergence, spread

フ ロ ン ト ラ イ ト(front

light)

光 天 井(luminous

ceiling)

光 の 投 射(projection 比 視 感 度 曲 線(spectral

of light) luminous

ting

98 reflecting

diffuse)

 113

負 グ ロ ー(negative

 107

舞 台 照 明(stage

effi

transmit

diffuse) 

不 完 全 拡 散 反 射(imperfect  109

(英))

light)

 104

不 完 全 拡 散 透 過(imperfect ビ ー ム 電 球(beam

  44

arc)

フ ロ ア ス タ ン ド(floor

lamp

for floodlighting)

beam

 149

lighting)

white(米);daylight(英))  32

high

lighting)

 140 病 院 照 明(hospital

luminous

distribution)

白 色 塗 装 電 球(white

反

store

 59

配 光 測 定(measurement

色(cool

lighting)  143

百 貨 店 照 明(department

lumi

nous intensity) intensity 

gallery

 59

配 光 曲 線(distribution

白

  ７

ciency curve)

物 理 測 光(physical

98 glow)

lighting) photometry)

  23  143

168,171,173 分 光 分 布(spectral

メ タ ル ハ ラ イ ド灯(metal

lamp)

48

11,33,47,49,52,56

明

度(lightness)

  89

目 の 機 能(faculty ベ ビ ー ス ポ ッ ト(baby

spotlight)

平 均 演 色 評 価 数(general

colo(u)r

illuminometer)

平 均 照 度 の 計 算(average

illuminance

light)

 145

lamp)

ホ テ ル の 照 明(hotel

山 内 式(Yamanouchi's

 17

lighting)

trapping

有 心 炭 素 棒(cored

 ７ flux,radiant

power)   ７

heat)

 ７ of

 43

 23

column)

よ う 素 電 球(quartz

iondine

ラ

射(radiation)

放 射 の 応 用(application

rod)

lamp)

  19

 149

 25

放 射 熱(radiant

 183

lamp)

carbon

陽 光 柱(positive

ホ トル ミネ セ ン ス(photoluminescence)

放 射 束(radiant

  62

equation)

誘 が 灯(insect

 74

ボ ー ダ ラ イ ト(border

  84

 175

calculation)

ボ ー ル 電 球(ball

eye)

ヤ 行

ren  95

平 均 照 度(avarage

of

 146

dering index)

放

halide

distribution)

radiation)

ラ ジ オ 障 害(radio

行   31

interference)

ラ ピ ッ ド ス タ ー ト蛍 光 ラ ン プ(rapid-start flourescent

lamp(米);starterless

fluorescent

lamp(英))

  38

ラ ン ベ ル ト(Ｌ)(lambelt) ラ ン ドル

  59

ト環(Landolt's

 85

ring)

178 法 線 照 度(normal

illuminance)

放 電 現 象(discharge 放 電 灯(discharge

色(additive

  43

factor)

  121,122

complementary

  94

料 亭 の 照 明(Japane

sestyle

restaurant

lighting)

 149 style

inn

lighting)

 149   25

り ん 光(phosphorescence)

行

マ ク ベ ス 照 度 計(Macbeth

illumino

meter)

ル ー ソ ー 線 図(Rousseau

 170

マ ン セ ル 表 色 系(Munsell

method) 67

旅 館 の 照 明(Japanese

colo(u)rs) マ

立 体 角 投 射 の 法 則(unit-sphere

  23

lamp)

保 守 率(maintenance 補

 66

phenomenon)

system)

窓(window)

 88  81

  62

diagram)

ル ー バ(louver(米);louvre,spill

shield(英)) ル ー バ 天 井(louvered

  105 ceiling,louverall

ceiling) 無 影 灯(shadowless

luminaire

operation) 無 彩 色(achromatic

colo(u)r)

for

ル ー バ の 効 率(light

 150

louvre(米);light

  89

louvre(英)) ル ー メ ン(lm)(lumen)

  114 output output

ratio

of

ratio

of

 107  ８

ル ー メ ン毎 平 方 メ ー トル(lm/㎡)

レ ス

(lumen per square meter) ル ク ス(lx)(lux)

 63

ル ミ ネ セ ン ス(luminescence)

 24

レンマ ー ブ ロ ジ ュ ー ン 頭 部(Lummer

Brodhun

head)

lighting)

 149 冷 陰 極 形(cold

cathode

ロ ン グ ア ー ク ラ ン プ(long

 26

type)

arc

lamp)

 167

  55

老 レ ー ザ(laser,light

ト ラ ン の 照 明(restaurant

 65

amplifcation

 84

眼(longsightedness)

by

Stimulated emission of radiation)  189

ワ わ ん 形 セ ー ド(bowl

行 type

shade)

 106

―<著 者紹 介>―

関

重 広

学

歴

 東 京帝 国大学 工 学 部電 気 工 学 科卒 業(1920) 工学 博 士(1950)

職

歴

 東京電気株式会社(現 照明研究室長

株式会社東芝)入 社

同 社 マ ツ ダ照 明学 校 長(1927∼1944) 関 東 学 院大 学 教授(1949∼1978) 日本 電子 工 学 院学 院 長(1963∼1976) この 間 に,東 京 電機 大,早 大,法 大,東 北 大,工 学 院 大,日 大 の 講 師 を歴 任 逝

去

 1982年

主 な著書  照 明 学,電 灯 照 明,家 庭電 気 読 本,灯 火 の 変還,そ の 他33種

照 明工 学講義  新訂版 1960年

５ 月20日

第 １版 １刷 発 行

1973年

３ 月10日

第 ２版 １刷 発 行

1977年

３ 月30日

第 ３版 １刷 発 行

1982年 1987年

１月20日 ４月10日

第 ４版 １刷 発 行 第 ５版 １刷 発 行

2001年

４月20日

第 ５版 ７刷 発 行

著 者

関

重 広

発行者  学校法人 東 京 電 機 大 学 代 表 者 丸 山 孝 一,郎 発行所  東 京 電 機 大 学 出 版 局 〒101-8457 東 京 都 千 代 田 区 神 田 錦 町2−2 振 替 口 座00160-5-71715

電話

印刷 三美印刷㈱ 製本 渡辺製本㈱

〓Seki Itoh

(03)5280-3433(営

業)

(03)5280-3422(編

集)

Masahiro Takashi

1960,1987

Printed in Japan *無 断 で 転載 す る こ とを禁 じ ます。 *落 丁 ・乱丁 本 はお取 替 えい た し ます 。 ISBN4-501-10230-6Ｃ3054

Ｒ<日 本複 写 権 セ ン ター委 託 出 版物 ・特 別 扱 い>

電気工学図書 理 工 学講座

理工学 講座

基礎

改訂

電 気 ・電子工 学

交流回路

宮入庄太/磯部直吉 監修 前 田明志 他著

宇野辛一/磯部直吉 共著

A5判308頁

電気 ・電 子技術全般 を理解 できる よ うに編集 した。 大学理 工学部の 基礎課程 のテキス トに最適。２色刷

交流現象の理論的な解説 と計算法を詳述 した名著 「 交 流回路」 を,時 代 の要求 に沿 って いて親 しみや す く, かつ理解 しや すいよ うに全面的に見直 した改訂 版。

新 テキ ス ト

新テ キス ト

電 気回路 Ｉ

電気 回路II

直流回路 ・交流回路

四端 子 回路 ・波 形応 答 ・過 渡 現 象

専門教育研究会 編

専門教育研究会 編

A5判198頁

A5判188頁

電 気工学 の基礎 理 論 をや さ し く,正 確 に 解 説 した 「 新 テ キ ス ト」 シ リー ズの １冊 。 回 路理 論 の 基 礎 につ い て,身 にっ き使 い こ なせ る よ うに 解 説 。

電気 回路の うち四端子 回路,波 形応答,過 渡 現象 を 豊富な例題に よってや さしく解説 した。短大,高 専, 専修 学校 のテキス トに最適。

理工学講座

新テ キス ト

電磁気学

電磁気学

２色 刷

A5判318頁

東京電機大学 編 A5判266頁

専門教育研究会 編

理 工系大学の 基礎課程の ための教科 書 として編集 。 講 義 と学生 の演 習の便宜を考 えて,豊 富に例題や演 習 問題 を用意 した。

A5判224頁

理工学講座

電磁気学の基礎

高周波電磁気学

短大,高 専,専 修学校の学生を対象 に,電 磁現象の理 解に重点 をおいてや さしく,し かも正確 に解説 した。

Ｐ.ハ モ ン ド 著

秋月影雄 他訳 三輪 進 著

A5判192頁

A5判228頁

電磁 気学を基礎に,ア ンテナ,電 波伝搬,高 周波 回 路 等を理解 するのに必要な理論 を簡潔 に解説。

高度 な数 式演算に終始 している従来の電磁気学 を改 め,ベ ク トル を用 いず に物理現象の理解に重 点をお いて解説 した良書 の翻 訳書。

理工学講座

理工 学講座

照明工学講義 新訂版

電気機器要論 磯部直吉 著

関 重広 著

A5判370頁

A5判210頁

大学 におけ る著者の20年 余の電気機器の講義 と研究 か ら得 た経験 を基 に して執筆 した。大学専 門学科の 教科書 として最適 である。

長年 読者か ら愛 用 され信頼 を得 てい る前著 を最新 ・ 最 良の資料 を とり入れて全面的に見直 した。

*定 価,図 書 目録のお問い合 わせ ・ご要望は出版 局までお願 い致 します.

A-54