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トップ > 技術情報 > 照明の基礎知識 光と色

技術情報

  • 電磁波の種類と可視光線
  • 色温度K(ケルビン)
  • 色温度と黒体
  • 温度の単位
  • 光源と平均演色評価数
  • 光源の違いと見え方の違い
  • 色度図

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電磁波の種類と可視光線

  • ●電磁波は、周波数によって上図のように分かれています。
  • ●光(可視光線)はこの電磁波の一部で、波長は380nm(ナノメートル)〜780nmにあたります。その他の波長は目で見ることはできません。
  • ●太陽など身の回りの光は無色に感じますが、プリズムに光を通し波長ごとに分けると、いろいろな光が重なり合っていることが分かります。
  • ●光の波長によって、色だけでなく明るさの感じ方も違います。同じエネルギーの光でも、黄色や緑の光に比べ赤や青は暗く感じます。最も明るく感じるのは、波長が555nmの黄緑色の光と言われています。

色温度K(ケルビン)

  • ●色温度は、自然光(黒体放射による光)の色を表す単位です。
  • ●自然光には色があります。白熱電球はオレンジっぽい光を放ち、水銀ランプは青白っぽい光を放っているように見えます。朝日や夕日と昼間の光とでも光の色が違うように見えます。このような光の色を表す単位として、色温度K(ケルビン)が使われます。
  • ●上記のイラストのように、オレンジがかった暖かみのある光→日中の太陽光のような白っぽい光→青味がかったさわやかな光の順で色温度が高くなります。(数字が大きくなります)
  • ●使用する照明の色温度により、空間の雰囲気が変わります。

色温度と黒体

  • ●ある物体を加熱すると、その物体を構成する粒子が振動し、その振動エネルギーが放射エネルギーとして放射されます。(黒体放射)
  • ●入射した放射を完全に吸収する温度放射体(仮想物体)を「黒体」と呼びます。この黒体を加熱すると、イラストのように深赤、赤、橙、黄、白、青白、青と変化します。
  • ●ある自然光と等しい色度(P.500)を持つ黒体の温度を色温度といいます。
  • ●例えば光の色3000Kは、黒体を3000Kまで加熱した時の黒体の色と同じということです。
光の三原色を3つ混ぜると、白色の光になります。光の色は、この三原色の合成でできています。
光の三原色(RGB)
光の三原色を3つ混ぜると、白色の光になります。光の色は、この三原色の合成でできています。
色温度が高く青っぽい色の光は紫が多く、赤が少ない光で構成されています。
色温度が高く青っぽい色の光は紫が多く、赤が少ない光で構成されています。
色温度が低く赤っぽい色の光は赤が多く、青が少ない光で構成されています。
色温度が低く赤っぽい色の光は赤が多く、青が少ない光で構成されています。
白っぽい光は、光の三原色がバランス良く構成されています。
白っぽい光は、光の三原色がバランス良く構成されています。

温度の単位、K(ケルビン)と℃(摂氏)

  • ●温度を表す単位にはもうひとつ、℃(摂氏)があります。これは、水の氷点を0度、沸点を100度として100分割して定めた温度の単位です。
  • ●物理学者シャルルが、気体の圧力が一定の時、気体の体積は温度が1℃上がるごとに、0℃のときの体積の1/273膨張することを発見しました。K(ケルビン)という単位は、これに基づいて決めています。
    これによると、気体の体積は1℃下がるごとに0℃の時より1/273ずつ収縮する、ということになり、温度はどうやっても-273℃以下には下がらないということになります。これは物体を構成する粒子の振動が全て静止している状態で、この-273℃を「絶対零度」といい、この温度を0度とするのがK(ケルビン)です。したがって、K(ケルビン)にはマイナスがありません。
  • ※273とは、近似値です。

光源と平均演色評価数(Ra)

  • ●光源の色によって対象物の色は違って見えます。これは、光源によって分光分布(波長ごとの分布)が違うからです。下の6つの分光分布は、代表的な光源のものです。光源によってどの波長が強くどの波長が弱いかがそれぞれ違うので、照らされた対象物の色もそれぞれ違って見えます。例えば、洋服の色がお店で選んだ時と、屋外や家とで違って見えることがあるのはこのためです。このように、光源によって照らされた色の見え方が変わって見える性質を、演色性といいます。
  • ●演色性を表す単位として、平均演色評価数 Ra(アールエー)があります。色の再現の忠実度を表した指数で、100に近いほど演色性が良いとされます。
    基準光源と試料光源とで規定の8色の色のずれを評価し、この8色のずれの平均値です。ただし、色温度の高低差により基準光源が異なるため、色温度差のあるランプ間でRa値のみの比較はできません。Raは色の再現の忠実度であって、主観的な色の見え方の好ましさを示すものではありません。

光源の違いと見え方の違い

図は、同じりんごを2つの光源で見た場合の見え方の変化を表したものです。
りんごそのものが持つ分光反射率と、光源を当てた後の分光反射率とを比べると、光源に影響を受けていることが分かります。

色度図

  • ●Yxy表色系は、CIE色度図とも呼び、CIEが定めた基本的な表色系です。
  • ●絶対的な色を記述する際に用いられ、右側の図に示される領域で色を示します。
  • ●これが目で見られるすべての色領域とされ、xyが色度を表し、Yは、面に対し垂直軸側の明るさを表します。
  • ●外周に近いほど彩度が高く中心部は無彩色となり、周辺部は純色を表し、外周の曲線部分では左下のブルーから右下のレッドまでの波長の順にならんでいます。
色度図

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