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照度単位コンバーター

照度をルクス、フートキャンドル、ミリルクス、キロルクス、フォトの間で変換して、環境光センサーとLED設計を行います。

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公式

1lux=0.0929fc=1lm/m21 lux = 0.0929 fc = 1 lm/m²

仕組み

この計算機は、照明デザイナー、センサーエンジニア、ディスプレイの専門家向けに、ルクス、フートキャンドル、フォト、キロラックスを変換します。SIパンフレット (BIPM) によると、ルクスはSIの照度単位で、表面に入射する光を測定する1 lx = 1 lm/m^2 (ルーメン/平方メートル) です。フートキャンドル (fc) はインペリアル単位で、1 fc = 1 lm/ft^2 = 10.764 lx (正確には 1 フィート = 0.3048 m なので)。照度は 6 桁で、0.001 lx (スターライト)、1 lx (満月)、500 lx (ISO 8995 に基づくオフィス)、10,000-100,000 lx (屋外の日光) です。スマートフォンやディスプレイに使用される環境光センサー (ALS) は、通常、16 ビットの解像度 (0.0036 lx/カウント) で 0.01～100,000 lx の範囲をカバーします。

計算例

問題：オフィス照明の改造では、ISO 8995-1に従ってデスクレベルで500lxを目標としています。使用率が 0.6、メンテナンス係数が 0.8 の 4 m × 5 m の部屋に必要な LED 照明器具の出力を計算します。

解決策: 1。部屋の面積:4 × 5 = 20 平方メートル 2.必要ルーメン:ファイ = E × A/ (UF × MF) = 500 × 20/(0.6 × 0.8) = 20,833 ルーメン 3.照度を直流に変換:500 lx /10.764 = 46.5 fc (米国仕様では多くの場合 FC が使用されています) 4.LED フィクスチャの選択:4 × 5000 ルーメンパネル = 20,000 ルーメン (若干スペックを下回っています) 5.実際の照度:20,000 × 0.6 × 0.8/20 = 480 lx (目標値より 4% 低い) 6.電力バジェット:120 ルーメン/ワットで 5000 ルーメン = 器具あたり 42 W、合計 168 W 7.エネルギー:168 W × 8 時間 × 250 日 = 336 kWh/年 (これに対し、蛍光灯は 1200 kWh)

実践的なヒント

  • ✓ISO 8995-1/IESNAに基づく標準照度：オフィス300〜500ルクス、詳細作業500〜1000ルックス、廊下50〜100ルックス、倉庫100〜200ルックス、屋外通路10〜50ルックス。ナイトビジョンの適応には、1 lx 未満で 30 分以上必要です。
  • ✓AMS/VishayデータシートごとのALS ICセレクション：VEML7700のレンジは0〜120,000 lx、分解能は16ビット、BH1750のレンジは1〜65,535lx。スマートフォンの場合は、0.01 lx (夜間) から 100,000 lx (直射日光) の範囲でオートゲインを使用してください。
  • ✓ディスプレイの明るさと周囲の明るさ：ISO 9241-303に従い、ディスプレイの輝度は周囲の反射率の3〜5倍でなければなりません。デスクの反射率が 50% のオフィスで 500 lx のオフィスでは、反射輝度 = 80 cd/m^2 なので、ディスプレイは 250-400 cd/m^2 になるはずです。

よくある間違い

  • ✗ルクス（照度、当たる表面）とルーメン（光束、総放射光）を混同します。1000 lm LEDを2 m^2で照らすと平均500 lxになりますが、強度は距離と角度によって異なります
  • ✗10.764の代わりにおおよそのFCからルクスの換算値を10にすると、7.6% の誤差が発生し、適合性の検証に失敗する可能性があります。規制 (OSHA、ISO) の遵守には、正確な係数を使用してください
  • ✗特定のスペクトル応答に合わせてALSセンサーを校正していません。シリコンフォトダイオードは900 nm（IR）でピークに達し、人間の目のピークは555 nm（CIEでは緑）です。センサーには光学フィルタリングまたはマルチスペクトル補正が必要です。

よくある質問

SIパンフレットによると、カンデラ（cd）は光度（立体角あたりの光量）のSIベースユニットです。ルーメン (lm) = cd·sr、光源からの全光束。ルクス (lx) = lm/m^2、サーフェイス上の照度。1000 ルーメンの電球が 2 m^2 以上にわたって光を分配すると、500 ルクスになります。逆二乗の法則:E = i/d^2。ここで I はカンデラ、d はメートルです。
ISO 8995-1およびIESNAによると、読書/事務作業=300-500lx、詳細製図=750-1000lx、精密組立=1000-2000lx。50 ポンド未満では、視力が大幅に低下します。60 歳以上の場合は、瞳孔のサイズとレンズの鮮明度が小さくなるため、50 ～ 100% 増加させてください。
ロームのデータシートによると、BH1750は16ビットのI2C値を返します。H 解像度モード (1 ピクセルの解像度) では、ルクス = raw_count/1.2 になります。H 解像度 2 モード (0.5 ピクセル) の場合:ルクス = raw_count/2.4。最大値 65535 = 54,612 ルクス (標準)。積分時間 120 ms (デフォルト)。24 ms を使用すると、解像度を下げても応答が速くなります。
逆二乗の法則に従い、点光源の場合はE = Phi/ (4*pi*d^2)、一様分布の場合はE = Phi/A。太陽は 1361 W/m^2 (太陽定数) × 683 lm/W の光源変換 × 大気損失 = 地上で約 100,000 lx の電力を供給します。10 m^2 の部屋に 1000 ルーメンの LED を取り付けると、平均 100 ルクス (プラス利用率) になります。同じルーメン、異なる面積。

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