ルクス
SI組立単位 · 量：照度
01 · 定義
照度は光束を面積で割ったもの；拡散する面の輝度は反射率に照度を掛けπで割ったもの；一フートカンデラは10.764ルクスである
格子状の測定は照度の地図と均斉度を与える：ランプの下の一つの値は、隅で何が起きているかを何も語らない。その地図なしに照明の検収は通らない。
ここからこの単位のいちばん大事な性質が出てくる：同じ一つのランプでも、どれだけ高く吊るされ、どこを向いているかで照度はまったく違う。光束は距離の二乗で減り、一メートルから二メートルへ上げたランプは机を四分の一の明るさでしか照らさない。第二の要因は入射角である：斜めに来る光はより広い面積に広がり、その角の余弦がそのまま計算に入る。だからこそ照明設計ではランプではなく作業面のルクスを数え、規格は値を床から八十センチの高さで与える。
照度の基準は勧告ではなく拘束力のある要求である：事務室に三百ルクス、製図作業に五百、術野に二万。測定は照度計で作業面の高さで行い、天井の下では行わない。
曇りの日、開けた空の下では五千ルクス、窓のすぐそばで二千、そこから四メートル離れるとわずか五十になる：一部屋の長さで四十倍の差である。目はそれにほとんど気づかない。対数的に順応するからで、主観的には部屋は均等に明るく見える。だから建築基準はルクスを直接には使わず、昼光率——ある点の光と開けた空の下の光との比、百分率——を使う。
02 · 換算
照度を入力すれば、この一覧が単位ごとに分けてくれる
ルクスは法律で定められた唯一の測光単位である：作業机、手術台、学校の黒板にどれだけの光が落ちるべきかは、衛生規則に書かれている。
一覧の最後の行は換算ではなく見積もりである：ほとんどすべてを返す白いつや消しの面に光が落ちるなら、その面の輝度（カンデラ毎平方メートル）は、ルクスで表した照度のおよそ三分の一になる。正確な係数は反射率をπで割ったものだから、灰色の壁では四分の一、黒いビロードではほとんどゼロになる。照度計は入射する光を測り、目は反射した光を見る——同じ照度の部屋の印象が違うのはそのためだ。
フートカンデラは同じ量を平方フィートあたりにしたもので、係数は十一近い。フォトとノックスはCGS単位系の単位で、古い照明の文献で出会う。
| 単位 | 名称 | 値 | どこで出会うか |
|---|---|---|---|
| lx | ルクス、SI単位 | 500 | 照度基準、照明工学 |
| klx | キロルクス | 0.5 | 昼光、太陽 |
| mlx | ミリルクス | 500000 | 天文学、薄暮 |
| lm/m² | 一平方メートルあたりルーメン | 500 | 器具の光束からの計算 |
| fc | フートカンデラ | 46.45 | 米国、カナダ、照度基準 |
| cd/m² | 白い面の輝度 | 159.15 | 目が見るものの見積もり |
| ph | フォト、CGS単位系 | 0.05 | 1960年代までの照明工学 |
| nx | ノックス、ルクスの千分の一 | 500000 | 夜間の照度、灯火管制 |
| メートル燭 | ルクスの古い名 | 500 | 1948年以前の文献 |
| フートカンデラ | foot-candleのロシア語訳 | 46.45 | 1960年代までの文献 |
| lm/ft² | 一平方フィートあたりルーメン | 46.45 | 光束で書いたフートカンデラ |
| lx | ルクス | 500 | 今日の単位 |
五百ルクスでの白い紙の輝度は、一平方メートルあたり百六十カンデラほど——室内のノートパソコンの画面くらいである。
03 · 桁の並び
星空から手術室までフートカンデラとフォトに換算
04 · 測定器
照度は何で測るか
補正フィルター付きのシリコンフォトダイオード：それがなければ計器は、目には見えない赤外線を見てしまう。フィルターは感度を視感度曲線に合わせ、その合わせ込みの精度に計器の等級すべてがかかっている。
照明委員会は人間の目の感度をスペクトル全体で平均し、555ナノメートルに最大をもつ曲線を得た。その瞬間から測光量は純粋に物理的なものではなくなった：中に平均された観測者が組み込まれている。
照度計の写真術における親戚：同じ光を測るが、返すのはルクスではなく「シャッター速度—絞り」の組である。露出値の目盛りは対数で、一段は照度が倍になることを意味する——照明工学から写真に移った習慣だ。
フロントカメラの脇の点は、画面の明るさを制御しているのと同じフォトダイオードである。照度計アプリはまさにそれを使うが、センサーには余弦補正がなく、画面のガラスがスペクトルを歪め、誤差は簡単に三割に達する。
植物にはルクスは役に立たない：視感度曲線が表すのは人間の目であって光合成ではない。数えるのは光子束であり、一平方メートル毎秒のマイクロモルで表し、それを測るのは別のセンサーである。
ルクスとは、一平方メートルごとに一ルーメンの光束が落ちる面の照度である。この量は光源ではなく場所を表す：机に、頁に、床にどれだけの光が届いたかを。
05 · 表記の規則
二文字とも小文字
蝋燭の標準はついに放射パワーによる定義に置き換えられた：540テラヘルツの単色光源は一ワットあたり683ルーメンを与える。ルクスもカンデラから導かれた単位として、同じ厳密な錨を得た。
照度という量の記号は斜体のEである。カタログでいちばん多い誤りは、ランプにルクスを与えることだ：ランプにはルーメンで表す光束があり、ルクスは面の上にしか現れず、距離に依存する。逆に投光器や懐中電灯ではカンデラで光度を、ときには示された距離での照度を示す——そのときは距離が数字のそばに立たねばならない。接頭語は自由に使われる：ミリルクスは天文学に、キロルクスは昼光の記述に現れる。
06 · 隣り合う単位
単位の記号は小文字のラテン文字二つ、lx、立体で書く。この単位は人名ではなくラテン語の「光」にちなむので、大文字は入らない。日本語では数詞のあとで形が変わらない：五百ルクス。
Simetrium の 要覧のうち ルクスの隣 ルーメン と カンデラ 定義から、 フートカンデラ 英米での対応として、 ステラジアン 立体角から、そして ワット、光束が視感度曲線によって結ばれている相手である。
07 · 歴史の部
規制することを学んだ光
七つのSI基本単位、固有の名をもつ二十二の組立単位、そして技術も日常も欠かせない系外単位。それぞれに自分の一覧がある：定義、換算、器具、書き方の決まり。36言語で。
国際電気会議はメートル法の測光単位——ルクス、ルーメン、フォト——を採択した。名はラテン語のlux——光から取られている：ルーメン、ラジアン、カタールと同じく、姓ではなく語そのものから来る数少ない単位の一つだ。
受光部の上の乳白色のドームは、どの方向から来る光に対しても、平らな面がそうするのとまったく同じように計器を応答させる。この補正がなければ照度計は横からの光の寄与を過小に見積もり、窓のある部屋では二倍も外す。
標準は決まった太さで決まった速さで燃える鯨蝋の蝋燭であり、照度はフートカンデラで表された。再現性は悪かった：炎は空気に、芯に、そして実験室の天候に左右された。
人が中に入っている単位
ルクスは、定義の中に生物学を含むという珍しい物理単位である。光束はスペクトルを視感度曲線で重み付けして得られるが、その曲線は1920年代に数十人の観測者を対象にした実験から導かれた——彼らは色の異なるちらつきの明るさを比べたのである。曲線は平均され、標準化され、それ以来ほとんど変わっていない。現実の人間では感度の最大値が動き、水晶体は年齢とともに黄ばんでスペクトルの青い部分をますます通さなくなることが知られているにもかかわらず、である。ここから実際的な帰結が出てくる：ルクスで同じ照度をもつ二つの光源も、スペクトルが違えば見え方は変わりうる——シアン域にへこみのあるLEDと白熱電球は、計器の上では同じ数字を、部屋の中では別の感じを与える。だからこそ規格は照度に、色温度と演色評価数の要求を必ず添える：ルクスだけでは光を語れない。
目はあざむく：薄暮と正午のあいだには百万倍の差がある
人は五十ルクスでも五千ルクスでも同じように確かに読み、百倍の差に気づかない：瞳孔が縮み、脳が知覚を調整するからだ。まさにそのために照度の基準は目分量ではなく数で与えねばならない——照度計は、人が「明るい」としか感じないものを見る。家のランプ選びでよくある誤りもここから来る：部屋は明るく見えるのに、作業机の上には必要な三百ルクスの半分もない。
カタログ · 測定単位
それぞれの量に一つの要覧
SI の基本単位が七つ、固有の名をもつ組立単位が二十二、そして技術にも暮らしにも欠かせないSI 以外の単位。どれにも一葉ずつ：定義、換算、測定器、表記の規則。36 言語で。