照度計
照度計は、ある面に入射する可視光の明るさを人の視感度に基づいて定量化し、国際単位系SIの照度（単位lx）として表示する計測器である。建築照明の設計検証、製造現場の作業面照度の維持管理、写真撮影やディスプレイ検査、医療・食品分野の衛生管理など、視作業の品質や安全性を左右する多様な場面で用いられる。照度計は一般に、受光器（フォトダイオード＋V(λ)補正フィルタ）と演算表示部で構成され、光電流を電気信号に変換・補正して表示する。測定値の信頼性は、分光感度の一致度と入射角に対するコサイン応答、さらに校正トレーサビリティに依存する。
基本原理と測定量
照度Eは、単位面積に到達する光束Φの密度（E＝Φ/面積）であり、単位はlx（lm/m²）である。人の明るさの感じ方は波長により異なるため、照度計は視感効率V(λ)に一致するよう分光補正を行う。実機ではシリコン受光素子と光学フィルタで受光スペクトルを整え、温度ドリフトや暗電流を補償してデジタル表示する。照度は光源の光束や指向性、距離、反射・拡散条件に影響されるため、測定では幾何条件を明示することが重要である。
センサと光学設計
照度計の受光器は、面照度を正しく測るために拡散板（コサイン補正ドーム）を備える。理想的には入射角θに対し応答がcosθに比例する。分光感度は可視域380–780nmでV(λ)に適合すべきであり、LEDの狭帯域スペクトルやピークシフトに対しても過大・過小応答が起きにくい設計が望まれる。
コサイン補正
面に斜め入射する光は有効面積が増えるため、物理量としてはcosθの重みが必要になる。照度計は拡散板や積分構造により角度特性を整え、法線方向に対し±60°程度まで誤差を抑える。仕様ではコサイン誤差や空間均一性として規定され、斜入射光が多い環境（壁面照度、間接照明）ほど重要となる。
分光感度と補正
分光感度の不一致は、光源のスペクトルに依存した系統誤差を生む。白色LED、蛍光灯、ハロゲン、昼光など光源別の重み付けで誤差が変化するため、照度計は分光不一致指数（例：f1′）で性能が示される。高品質機ではf1′が小さく、異なる光源間でも読み替えが不要に近い。
校正と規格
照度計の校正は、国家計量標準にトレーサブルな基準照度に対して実施する。光度標準や標準電球・標準LEDと積分球を用いた基準器により、スケールを実現する。校正証明書には、環境条件、光源種別、拡張不確かさ、追跡性が明記される。規格・指針としてはJISやCIE文書に基づく用語・性能指標・試験方法が一般に参照され、施設の照度基準は用途別に策定されている。
測定手順
- 測定目的と評価面を定義する（作業面、床面、壁面など）。
- 光源の安定化時間を確保し、照度計を温度順応させる。
- 受光面を評価面と平行にし、遮蔽物や反射の影響を避ける。
- 点測定では位置を統一、面内分布評価では格子点で複数測定する。
- 表示の安定を待ち、必要に応じて平均・最大・最小値や均斉度を算出する。
測定誤差と不確かさ
主な誤差源は、分光不一致、コサイン誤差、温度特性、暗電流・零点、線形性、時間変動（ちらつき）、 stray light、位置ずれである。特にLED照明では点滅制御やPWMが照度の瞬時値を変化させるため、照度計の応答帯域や同期特性が影響する。不確かさ評価では、これらの要因をA型（統計）・B型（仕様・校正）に分け、合成標準不確かさと拡張不確かさを提示する。
応用例
建築・設備分野では執務面の基準照度の検証、非常用照明の点検、展示・医療・検査室の環境条件の維持に使われる。製造では外観検査のNG低減や作業品質の均一化、クリーンルームでは光環境の再現性確保に寄与する。写真・映像ではライティング設計、農業では植物育成における光量管理の指標として照度計が活用される（必要に応じて分光放射照度計やPAR計と併用する）。
データ処理と記録
データロガー機能を備えた照度計は時系列で記録し、平均値・最大値・時間率（例えば一定閾値超過率）を算出できる。曝露量（lx·h）の積算は、博物館資料の光劣化管理などに有効である。統計処理では空間平均や均斉度（最低/平均）、ヒストグラム、箱ひげ図などが再現性の検証に役立つ。
選定ポイント
- 測定範囲と分解能、直線性、表示桁数
- 分光不一致指数（例：f1′）と光源依存誤差の小ささ
- コサイン特性（角度特性、空間均一性）
- 温度係数、ドリフト、零点安定性
- 応答速度とちらつきへの追従性
- データロガー、インタフェース（USB/Bluetooth）、電源
- 校正証明書の有無とトレーサビリティ
- 現場条件（粉塵・湿度）に対する筐体保護等級
実務上の留意点
実測では、測定基準面の高さ（机上面、床上850mmなど）を統一し、外光の混入や反射を管理する。LED更新後は分光特性が変わり得るため、同一条件で再測し、照度計の校正周期を守る。複数器差が問題となる場合は、同一基準下で比較・係数付与し、記録票に環境条件と配置図を残すことで再現性を確保できる。