光度と照度の違いは？測定単位と計算方法を解説（カンデラとルクス：光源と照射面：距離の関係：光学測定など）
「光度と照度はどう違うのか」「カンデラ（cd）とルクス（lx）の関係は何か」「距離が変わると照度がどう変わるのか計算したい」という疑問は、照明設計・光学測定・建築環境設計の学習・実務の場でよく聞かれます。
光度と照度は密接に関連する測光量ですが、光度は「光源が放射する光の強さ（cd）」を示し、照度は「照らされた面に届く光の量（lx）」を示すという本質的な違いがあります。
本記事では、光度と照度の定義の違い、単位（カンデラとルクス）の意味と換算、逆二乗則による計算方法、測定器の違い、照明設計への応用まで詳しく解説します。
光度と照度の違いとは？光源の側と照射面の側の違いが本質
それではまず、光度と照度の本質的な違いについて解説していきます。
光度と照度の最も根本的な違いは「どこを評価しているか」という視点の違いです。
光度（cd）は光源が放射する光そのものの強さを示し、照度（lx）は光が届いた面（被照射面）の明るさを示すという「光源の側」と「照射面の側」の違いが本質です。
光度と照度の定義の比較
| 比較項目 | 光度（Luminous Intensity） | 照度（Illuminance） |
|---|---|---|
| 記号 | Iv | Ev |
| 単位 | cd（カンデラ） | lx（ルクス）＝ lm/m² |
| 定義 | 光源が単位立体角（sr）に放射する光束（lm/sr） | 受光面の単位面積（m²）に入射する光束（lm/m²） |
| 評価対象 | 光源（ランプ・LED・スポットライトなど） | 被照射面（作業面・読書面・壁面など） |
| 距離依存性 | 距離によらず固定（光源固有の値） | 距離の二乗に反比例して変化（逆二乗則） |
| 測定器 | ゴニオフォトメーター・光度計 | 照度計（ルクスメーター） |
| 主な用途 | 光源・照明器具の性能評価・法規制適合 | 作業環境・照明設計・照明基準への適合確認 |
カンデラ（cd）とルクス（lx）の関係
【カンデラとルクスの関係（逆二乗則）】
Ev [lx] ＝ Iv [cd] × cosθ ÷ r² [m²]
Ev：照度（lx）
Iv：光度（cd）
θ：光源の入射方向と受光面の法線との角度
r：光源から受光面までの距離（m）
垂直入射（θ ＝ 0°、cosθ ＝ 1）の場合
Ev ＝ Iv ÷ r²
計算例①：光度 1000 cd のスポットライトから2m真下の照度
Ev ＝ 1000 ÷ 2² ＝ 1000 ÷ 4 ＝ 250 lx
計算例②：同じ光源から4m先（距離2倍）の照度
Ev ＝ 1000 ÷ 4² ＝ 1000 ÷ 16 ＝ 62.5 lx（距離2倍で照度は1/4）
逆計算：作業面照度200 lxを3m先で実現するための必要光度
Iv ＝ Ev × r² ÷ cosθ ＝ 200 × 9 ÷ 1 ＝ 1800 cd
距離が2倍になると照度は1/4（逆二乗則）というルールを覚えておくことで、照明設計・現場での照度推算が素早くできるようになります。
照度の計算方法と照明設計への応用
続いては、照度の計算方法と実際の照明設計への応用について確認していきます。
平均照度と光束法（Lumen Method）
室内照明設計では照明器具の配置計画に「光束法（Lumen Method：ルーメン法）」が広く使われます。
【平均照度の計算（光束法）】
平均照度 Eave ＝（F × N × U × M）÷ A
F：1灯具あたりの全光束 [lm]
N：灯具の台数
U：照明率（Utilization Factor：光束が作業面に到達する割合）
M：保守率（Maintenance Factor：経年変化・汚れによる光束低下の補正）
A：床面積 [m²]
計算例：全光束5000 lm の照明器具10台・照明率0.6・保守率0.8・床面積100 m²の場合
Eave ＝（5000 × 10 × 0.6 × 0.8）÷ 100 ＝ 24000 ÷ 100 ＝ 240 lx
必要光度（cd）の計算から照明器具の選定
スポット照明・ダウンライトの選定では「設置高さから逆二乗則で必要な光度（cd）を算出して適切な照明器具を選ぶ」というアプローチが基本です。
照明設計ソフト（DIALux・RELUX）ではゴニオフォトメーターで取得した配光データ（LDTファイル）を使って各点の照度分布を精密シミュレーションします。
照度の法定・推奨基準値
| 場所・作業 | 推奨照度（lx） | 根拠規格 |
|---|---|---|
| 事務作業（PCなど） | 500〜750 lx | JIS Z 9110 |
| 精密作業・検査 | 1000〜2000 lx | JIS Z 9110 |
| 一般廊下・通路 | 100〜200 lx | JIS Z 9110 |
| 学校教室（黒板面） | 500 lx以上 | 文部科学省基準 |
| 病院手術室 | 10000〜100000 lx | 医療施設照明基準 |
光度と照度の測定器の違いと選定
続いては、光度と照度それぞれの測定器の違いと選定について確認していきます。
照度計（ルクスメーター）の選定と使い方
照度測定には照度計（Illuminance Meter・ルクスメーター）を使います。
照度計のセンサーは受光面全体に均一に入射する光束を積算するコサイン補正型であり、測定面に対して水平・正対した状態で測定することが正確な照度測定の条件です。
JIS C 1609（照度計）クラスAAまたはA適合品を使用し、年1回以上の定期校正を実施することが信頼性の高い照度測定データの維持に必要です。
光度計と照度計の目的の違いをまとめると
光度計（ゴニオフォトメーター）は「光源そのものの性能評価」のために使い、照度計は「照らされた環境・作業面の明るさの評価」のために使うという明確な使い分けが基本です。
照明器具メーカーは光度計で製品の配光特性を測定・証明し、設計者・施設管理者は照度計で現場の照明環境を評価するという役割分担になっています。
まとめ
本記事では、光度（Iv：cd・光源が放射する光の強さ）と照度（Ev：lx・被照射面での光の量）の定義の違い、単位（カンデラ vs ルクス）の比較、逆二乗則（Ev ＝ Iv×cosθ/r²）による計算方法、照明設計での光束法による平均照度の計算、照度の推奨基準値、測定器の違い（ゴニオフォトメーター vs 照度計）まで幅広く解説しました。
光度は光源固有の放射の強さ（距離によらず一定）・照度は距離の二乗に反比例して変化する被照射面の量という根本的な違いをしっかり理解することで、照明設計・光源評価・現場の明るさ管理が正確に行えるようになります。
逆二乗則（距離2倍で照度1/4）という重要な計算ルールを実践で活用して、効率的な照明設計と光学測定に役立ててください。
