よるの へやで、でんとうを つけます。すると、でんとうから とおい ほんだなや、カーテンの はしまで 見えます。

でんとうが、へやの くうきを 光らせて いる わけでは ありません。でんとうから 出た 光が、かべや ゆかや つくえに あたります。そこから 光は、いろいろな むきに はねかえります。その 光が 目に はいるので、「そこに ものが ある」と 見えます［1］。

ボールを かべに なげると、いろいろな ほうこうに はねかえりますね。光も、すこし にて います。ただし 光は ボールと ちがって、とても はやく すすみます。

つまり へやが あかるいのは、かべや ゆかが 光を はねかえして くれて いるからです。

空気が光っているわけではない

夜、天井の照明をつけると、電球から遠い本棚やカーテンの端までよく見えます。照明が空気を光らせているのではありません。電球から出た光が壁や床、家具に当たり、そこから返ってきた光が目に入るので、その場所が見えます。

ざらざらした面は、光を四方へ返す

表面がなめらかでない物に光が当たると、光はいろいろな方向へ反射します。これを乱反射（拡散反射）といいます。面の一つひとつの点が、小さな光源のようにふるまうので、どの角度からでもその面を見ることができます［1］。壁も机も、あなたの手も、この反射のおかげで見えています。

部屋が明るく見える答えの要点は、ここにあります。電球だけが明るいのではなく、光を受けた壁や床が、それぞれ光をはね返す「小さな電球」の役をしています。ただし、壁そのものが光を生んでいるのではなく、受けた光の一部を返しているだけです。

光源から出た光は、壁・天井・床・家具の表面で反射し、その一部が目に入る。物が見えるのはこの反射光のおかげで、空気そのものが光っているわけではない。

表面が滑らかでない物体では、光はさまざまな方向へ反射する。これを乱反射（拡散反射）といい、面上の各点が二次的な光源のようにふるまうため、どの角度からでも面を見ることができる［1］。ただし面が光を生むのではなく、当たった光の一部を返しているだけである。鏡のように滑らかな面が光を一定の向きに返す鏡面反射と対になる語である。

したがって部屋の明るさは、光源の強さだけでなく、周囲の面が光をどれだけ返すかで決まる。次の問いは、その「返す割合」が材料によって具体的にどれほどちがうか、である。

おなじ でんきゅうでも、へやの かべの 色で、あかるさの かんじが かわります。しろい かべは 光を よく はねかえし、くろっぽい かべは あまり はねかえしません。

はねかえす わりあいを「はんしゃりつ」と いいます。しろい ペンキは 70〜85%、うすい 色の かべがみは 40〜70%、こい 色の かべがみは 20〜40%が めやすです［2］。

100の 光が あたったら、しろい ペンキは 70〜85、こい 色の かべがみは 20〜40を かえす、という ことです。ただし、これは ひとつの めやすの 表で、ぜんぶの しろい かべが おなじ 数に なるわけでは ありません。

反射率という数字

当たった光のうち、何%をはね返すかを反射率といいます。メーカーの照明設計資料には、内装材料の目安が載っています。白色ペイントは70〜85%、淡い色の壁紙は40〜70%、濃い色の壁紙は20〜40%です［2］。

木も同じ「木」ではありません。新しい桐は65〜75%、檜は55〜65%、杉は30〜50%です［2］。白い壁紙と書いてあっても一律に70〜80%とは限らず、表は幅のある目安として読む必要があります。

白と濃い色を比べてみる

白色ペイントの70〜85%と、濃い色の壁紙の20〜40%を、数字だけで比べます。同じ100の光が当たったとき、返る光は一方が70〜85、もう一方が20〜40です。割り算をすると、白いほうがおよそ2倍から4倍です（70÷40≒1.8、85÷20≒4.3）。

ただし、これは「一度はね返った直後の光の量」の比べ方です。部屋の明るさが2〜4倍になるという意味ではありません。光は何度も返り、床や天井の色も効くので、部屋全体の明るさは別の計算が要ります。

反射率とは、入射した光のうち反射する光の割合である。パナソニックの照明設計資料には、内装材料の反射率の目安が示されている。白色ペイント・エナメルは70〜85%、淡色壁紙は40〜70%、濃色壁紙は20〜40%。木材では新しい桐が65〜75%、檜が55〜65%、杉が30〜50%となっている［2］。

同じ種類の材料でも幅があるのは、色・仕上げ・状態によって値が変わるためで、「白い壁紙＝70〜80%」と決めつけられない。この表は、あくまで幅のある目安として使う。

白色ペイントの下限70%を濃色壁紙の上限40%で割ると約1.8倍、上限85%を下限20%で割ると約4.3倍になる。つまり一度反射した直後に残る光量には、おおむね2〜4倍の開きがある。ただしこれは1回目の反射だけの比で、室内の明るさの倍率ではない。光は複数の面で反射を繰り返し、部屋の広さや他の面の反射率も効くため、壁の色で室内が何%明るくなるかは、部屋の条件ごとに変わる。

かべで はねかえった 光は、そこで おわりでは ありません。こんどは ゆかや てんじょうを てらします。へやの 中を、光が いったり きたり するのです。

この はねかえった 光を「かんせつこう」と いいます。でんとうの 計算でも、てんじょうと かべと ゆかの はんしゃりつを いれて、はねかえった 光を かぞえます［3］。

そとでは かべが ないので、光は まっすぐ あたる ぶんだけを かぞえます［3］。へやの 中は、かべが あるから、光が のこりやすいのです。

この せいしつを つかった あかりも あります。てんじょうに 光を あてて、はねかえった 光で へやを てらす「かんせつ しょうめい」です［4］。

はね返った光は「間接光」になる

電球から壁や床に直接届く光を直射光、壁や天井で一度はね返ってから届く光を間接光と呼びます。照明器具のメーカーが使う照度計算のソフトでは、天井・壁・床の反射率を%で入力し、はね返った光も室内の明るさに数えます。屋外を想定した計算では、空間の反射は考えず、直射だけを計算します［3］。

部屋は壁に囲まれているので、返った光が逃げにくく、別の面をもう一度照らします。広い空の下とのちがいは、ここにあります。

天井で返す照明もある

間接照明は、天井などの内装に光を当て、その反射光を照明として利用する方法です。ねらいは、強い点や線の光源を、内装を使ってやわらかい面の光源に変えることにあります。光沢のある面は光源が映り込むため、つやのない素材が向くとされます［4］。

光源の光は、どれだけ机に届くのか

照明設計では、光源が出した光のうち作業面に届く割合を「照明率」といい、部屋の広さ・高さと、壁・天井・床の反射率の組み合わせで決まります［5］。つまり、壁の色は、光を何%返すかだけでなく、机の上まで届く光の割合にも関わります。

照度計算では、天井・壁・床の反射率を%で入力し、室内での反射を考慮する。空間の反射を考えない計算は屋外向けの直射のみの計算で、パナソニックの設計支援ソフトのマニュアルには両者が区別されている［3］。このとき壁から壁へ反射を繰り返す光が間接光で、室内の明るさの一部を担う。

間接照明は、天井など内装の一部に直射光を当て、その反射光を利用する方法である。高輝度の点・線光源を、内装を使って低輝度の均一な面光源に変えることが狙いで、光沢面は映り込むためマットな素材を選ぶ［4］。

設計では、光源光束のうち作業面に達する割合を照明率と呼ぶ。この値は、部屋の広さ・高さと、天井・壁・床の反射率の組み合わせで決まる［5］。日本大学の研究でも、照明率の検討で天井50・70・80%、壁30・50・70%、床10・30%の反射率を組み合わせて比べている［9］。ただしこの研究の主題は影の中の照明率の補正で、壁の色による明るさの変化そのものではない。

でんきゅうの はこに、「1520ルーメン」と かいて ある ことが あります。ルーメンは、でんきゅうが 出す 光の「りょう」です。

いっぽう「ルクス」は、光が あたった ところの「あかるさ」です。1ルーメンの 光が 1へいほうメートルを ならして てらすと、1ルクスです［6］。

水に たとえると、ルーメンは じゃぐちから 出る 水の りょう、ルクスは ゆかに まいた 水の あつさです。おなじ 水でも、ひろい ところに まけば うすく なります。

たとえば 1520ルーメンの 光が ぜんぶ、10へいほうメートルの ゆかに ならして あたったら、152ルクスです。ただし 本当は 光は かべや てんじょうにも いくので、へやの ほんとうの あかるさは、この 数と ぴったり おなじには なりません。

光の「量」と面の「明るさ」

ルーメン（lm）は、光源が出す光の量（光束）の単位です。ルクス（lx）は、光に照らされた面の明るさ（照度）の単位で、1ルクスは、1ルーメンの光が1平方メートルの面を一様に照らしたときの照度です［6］。照度は、光束を面積で割った値（E＝F／S）です。

水道にたとえると、ルーメンは蛇口から出る水の量、ルクスは床にまいた水の厚さです。広い床にまけば、同じ水でも薄くなります。ただし本当の光は、水とちがって四方にはね返ります。

計算してみる

日立の電球形LEDには、全光束1,520ルーメンのものがあります［7］。この光が、約10平方メートル（6畳間ほど）の床に一様に当たったと仮定すると、1520÷10＝152ルクスです。これは「全部の光が床全体に一様に届く」と仮定した計算です。実際には光の一部は壁や天井にも向かい、そこで返ってから床や机へ届くので、明るさは照明器具の光の向きや、壁・床・天井での反射によって変わります。

用途ごとに、目安の照度も決まっています。事務所を想定した例では、執務室で750ルクス（作業面）、会議室で500ルクス、食堂で300ルクスです［5］。これは事務所系の例で、家の居間にそのまま当てはまる数字ではありません。

ルーメン（lm）は光源が放つ可視光の量、すなわち光束の単位である。ルクス（lx）は面の明るさ、すなわち照度の単位で、1m²の面に1lmの光束が一様に入射するときの照度が1lxと定義される。E＝F／S（Fは光束、Sは面積）の関係になる［6］。

日立の電球形LED（全光束1,520lm）を例にする［7］。全光束が約10m²の床に一様に入射するとすれば、E＝1520÷10＝152lxとなる。ただしこれは、全光束が10m²に一様に届くと仮定した値である。実際の光束は壁・天井・家具にも向かい、反射を経て作業面に達する。その割合が前章の照明率であり、実際の机上照度は、照明器具の配光や机の位置、照明率などによって変わる。

用途別の推奨照度として、パナソニックの資料は執務室750lx（作業面）、会議室500lx、食堂300lx、床面100lxなどの例を示す［5］。これは事務所系の例であり、住宅の居間や書斎の推奨値は別の基準による。この記事では住宅の数値は扱わない。

逆向きの計算もできる。執務室の目安750lxを、10m²の作業面全体で一様に確保するには、E＝F／Sより750×10＝7500lmの光束が最低でも作業面に届く必要がある。1,520lmの電球で考えると、約5個分（7500÷1520≒4.9）にあたる。実際には光束の一部が作業面以外へ向かうので、必要な光源の光束はこれより大きくなる。部屋の明るさは「電球の数字」と「面積」と「反射」の三つで決まる、と読むとよい。

おなじ あかるさの でんきゅうでも、つかう でんきは ちがいます。LEDは、むかしの はくねつでんきゅうより、すくない でんきで おなじ あかるさを 出せます。

日立の LED電球は、1520ルーメンを 13.3ワットで 出します。くらべる はくねつでんきゅう（100ワットがた）は 90ワットでした［7］。でんきの りょうは、およそ 7ぶんの 1です。

ただし これは メーカーが かいた 数で、いえの でんきだい が いくら へるかは、つかう 時間でも かわります。

1520ルーメンを出すのに必要な電力

日立の資料では、全光束1,520ルーメンの電球形LEDは消費電力13.3Wで、100W形の白熱電球（JIS）は90Wとされています［7］。13.3÷90≒0.15なので、電力はおよそ7分の1です。1ワットあたりの光の量（発光効率）に直すと、LEDはメーカー掲載値で114〜133ルーメン／ワットです。

この数字はメーカー自身の表示です。同じ明るさ（1520ルーメン）を出すのに、LEDは13.3Wで済むのに対し、100W形の白熱電球は90W使う、という比べ方なら、どちらも同じページの数字で確かめられます。

電球をLEDにかえると

つまり、部屋の明るさを変えずに電球を100W形の白熱電球からこのLED電球にかえると、電球1個がつかう電力はおよそ7分の1になります。ただし電気代がどれだけ減るかは、点灯している時間でも変わります。

光源の効率は、発光効率（lm／W）で表す。日立の電球形LED（全光束1,520lm）は消費電力13.3Wで、掲載値は電球色114.2lm／W、昼光色133.3lm／W。比較対象の100W形白熱電球（JIS、LW100V90W）は90Wである［7］。電力比は13.3÷90≒0.15で約1／7。LEDの値はメーカー自身の表示である点に注意が要る。同じ全光束1,520lmを出すのに必要な電力の比較なので、白熱電球側の発光効率を別に計算しなくても、1／7という差は読み取れる。

つまり、部屋の明るさを変えずに100W形の白熱電球からこのLED電球にかえると、電球1個がつかう電力は90Wから13.3Wへ、約7分の1になる。ただし電気代の差は点灯時間にも左右される。

よるに、へやを くらく して、かいちゅうでんとうを つかいます。おうちの 人と いっしょに やりましょう。

白い 紙と、くろい 紙（または こい 色の 紙）を、かべに はります。かいちゅうでんとうで、まず 白い 紙を てらします。まわりの かべや ゆかが、どれくらい ぼんやり 見えるか みます。つぎに、くろい 紙を てらして、くらべます。

ぜったいに、人や どうぶつの 目に 光を むけては いけません。

くらい ところに 入ると、目が なれるまでに 1時間ほど かかる ことが あります。反対に、あかるい ところでは、1〜2分で なれるそうです［8］。「あかるさ」は、目の なれ方にも よります。

かいちゅうでんとうは、まいかい おなじ ばしょから、おなじ むきで てらします。紙も おなじ おおきさに します。それでも、ちがいが はっきり 見えない ことも あります。見えなかったら、それも 大切な けっかです。

暗くした部屋で、懐中電灯と、白い紙・黒い紙（または濃い色の紙）を使います。夜、おうちの人と一緒にやってください。

壁に白い紙を貼り、懐中電灯で照らします。紙のまわりの壁や床が、どれくらい見えるかを見ます。次に黒い紙に替えて、同じように見比べます。懐中電灯は毎回同じ場所から同じ向きで当て、紙も同じ大きさにそろえます。それでも、ちがいがはっきり見えないことがあります。見えなかったときは、何が影響したのか考えるきっかけになります。

安全のため、人やペットの目に光を向けないことを守ってください。

見え方には、目の慣れも関わります。暗い所に入ってから目が慣れるまでに約1時間かかりますが、暗い所から明るい所への慣れは1〜2分で済むとされます［8］。紙を見比べるときは、暗さに目を慣らしてからにすると、ちがいを感じやすくなります。

本棚の資料をたどるなら、照明メーカーの設計資料（パナソニックの照度計算や材料反射率）に、壁や天井の反射率の表があります［2］。自分の部屋の壁や天井の色と、表の値を見比べると、次の問いが見つかります。

家でできる比較として、暗い部屋で懐中電灯を使い、壁に貼った白い紙と黒い（または濃色の）紙を同じ条件で照らし、周囲の壁や床の見え方を比べる方法がある。安全のため、人や動物の目に光を向けない。結果は、前に見た反射率の差が、周囲の見え方に出るかどうかの確認になる。ただし目視の比較で、定量的な測定ではない。

見え方には目の順応も関わる。暗所に入ったあと目が慣れるまで約1時間かかるが、暗所から明所への明順応は1〜2分で済むとされる。暗順応では、錐体が感度を約10倍に、桿体が約1万倍に高める［8］。そのため同じ部屋でも、直前にいた場所によって明るさの印象は変わる。

資料としては、パナソニックの照明設計資料（照度計算・材料反射率・間接照明）が、反射率や照明率を数値で示している［2］［5］［4］。ここから、壁の色を変えると部屋の照度は実際にどう変わるのか、という問いに進める。照度計で測って比べれば、自分で確かめられる問いである。