제1장 조명

1) 측광량과 기초 사항

1. 조명 계산의 기초 사항

⑴ 복사에 관한 여러 가지 법칙과 식

① 스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙

흑체의 복사 발산도 [eqn: W]는 온도 [eqn: T LEFT [ DEG K RIGHT ]]의 4승에 비례하고 파장 [eqn: lambda]에 의한 스펙트럼 복사 발산도를 [eqn: W _{lambda }]라 하면

[eqn: W] = [eqn: int _{0} ^{INF } {W _{lambda } BULLET d lambda }] = [eqn: sigma T ^{4}]

단 스테판-볼츠만 상수 [eqn: sigma] = [eqn: 5.6724 TIMES 10 ^{-12} LEFT [ W BULLET cm ^{-2} K ^{-1} RIGHT ]]

② 빈(Wien)의 변위칙

온도 [eqn: T LEFT [ DEG K RIGHT ]]인 흑체의 최대 복사 발산도 [eqn: W _{m}]에 대응하는 파장 [eqn: lambda _{m}]은 온도 [eqn: T LEFT [ DEG K RIGHT ]]에 역비례한다. 파장 [eqn: lambda _{m}]을 [eqn: mu]로 표시하면

[eqn: lambda _{m} BULLET T] = [eqn: 2896 LEFT [ mu BULLET DEG K RIGHT ]]

③ 프랑크(Planck)의 식

온도 복사의 기초가 되는 식으로 분광 방사속 발산도를 말하며 온도 [eqn: T LEFT [ DEG K RIGHT ]]의 흑체의 스펙트럼 복사 발산도 [eqn: W _{lambda }]는

[eqn: W _{lambda }] = [eqn: {C _{1}} over {lambda ^{5}} BULLET {1} over {epsilon ^{{C _{2}} over {lambda T}} -1} LEFT [ W BULLET cm ^{-2} mu ^{-1} RIGHT ]]

단 [eqn: lambda =파장 LEFT [ mu RIGHT ]], 플랑크 제1 정수 [eqn: C _{1} =3735 LEFT [ W BULLET cm ^{2} BULLET mu ^{1} RIGHT ]], 플랑크 제2 정수 [eqn: C _{2} =14380 LEFT [ mu BULLET DEG K RIGHT ]]

⑵ 조명 공학의 기초량

① 광속 [eqn: F] : 빛의 량

[eqn: F] = [eqn: {1} over {M} int _{380nm} ^{760nm} {phi LEFT ( lambda RIGHT ) `J LEFT ( lambda RIGHT ) d lambda LEFT [ lm RIGHT ]}]

단 [eqn: phi LEFT ( lambda RIGHT ) `:`스펙트럼`복사속 LEFT [ Watt RIGHT ]], [eqn: J LEFT ( lambda RIGHT ) `:`비시감도], [eqn: M`:`빛의`최소`일당량] [eqn: 1/M=680 LEFT [ lm/W RIGHT ]]

② 광량 [eqn: Q]

[eqn: Q] = [eqn: int _{} ^{} {F LEFT ( t RIGHT ) dt LEFT [ lm BULLET h RIGHT ]}]

단 [eqn: F LEFT ( t RIGHT ) `:`시간`t에`관한`광속`함수]

③ 광도 [eqn: I] : 빛의 세기

[eqn: I] = [eqn: {dF} over {d omega } LEFT [ cd RIGHT ]]

단 [eqn: d omega `:`미소`입체각` omega =2 pi LEFT ( 1-cos theta RIGHT ) LEFT [ sr RIGHT ]], [eqn: dF`:`d omega 내의`광속]

④ 휘도 [eqn: B] : 눈부심 정도

[eqn: B _{theta }] = [eqn: {I _{theta }} over {S _{theta }} LEFT [ cd/m ^{2} RIGHT ]]

단 [eqn: I _{theta } `:`어느`방향의`광도], [eqn: S _{theta } `:`어느`방향에서`본`겉보기`면적]

[eqn: 1 LEFT [ nl RIGHT ] =1 LEFT [ cd/m ^{2} RIGHT ] ,`1 LEFT [ sb RIGHT ] =1 LEFT [ cd/cm ^{2} RIGHT ] ,`1 LEFT [ sb RIGHT ] =10 ^{2} LEFT [ nt RIGHT ]]

⑤ 조도 [eqn: E] : 단위 면적에 입사되는 빛의 량

[eqn: E] = [eqn: {dF} over {dA}]❲lx❳

단 [eqn: dA`:`미소`면적], [eqn: dF`:`dA에`입사하는`광속]

[eqn: 1]❲lx❳[eqn: =1 LEFT [ lm/m ^{2} RIGHT ]], [eqn: 1 LEFT [ ph RIGHT ] =1 LEFT [ lm/cm ^{2} RIGHT ]], [eqn: 1 LEFT [ ph RIGHT ] =10 ^{4}]❲lx❳

⑥ 광속 발산도 [eqn: R] : 단위 면적에서 나가는 빛의 량

[eqn: R] = [eqn: {dF} over {dA}]❲rlx❳

단 [eqn: dA`:`미소`면적], [eqn: dF`:`dA에서`발산하는`광속]

[eqn: 1]❲rlx❳[eqn: =1 LEFT [ lm/m ^{2} RIGHT ]], [eqn: 1 LEFT [ rph RIGHT ] =1 LEFT [ lm/cm ^{2} RIGHT ]], [eqn: 1 LEFT [ rph RIGHT ] =10 ^{4}]❲rlx❳

⑶ 완전 확산면

어떠한 방향에서 바라보아도 휘도가 동일한 면을 완전 확산면, 광원의 경우 완전 확산성 광원이라고 하고 그림과 같은 평판면 광원의 법선 방향에서의 광도 [eqn: I _{0}]는 법선 방향의 휘도를 [eqn: B _{0}]라고 하면 [eqn: I _{0}] = [eqn: B _{0} pi a ^{2}]이다.

[eqn: theta] 방향의 휘도 [eqn: B LEFT ( theta RIGHT )]는

[eqn: B LEFT ( theta RIGHT )] = [eqn: {I LEFT ( theta RIGHT )} over {S LEFT ( theta RIGHT )}] = [eqn: {I _{0} `cos` theta } over {S _{0} `cos` theta }] = [eqn: {I _{0}} over {S _{0}}] = [eqn: B _{0} LEFT [ nt RIGHT ]]

가 되며 각 [eqn: theta]에 관계없이 휘도는 일정하게 된다. 이런 광원의 전광속은

[eqn: F _{0}] = [eqn: pi I _{0} LEFT [ lm RIGHT ]]

이고 이와 같은 전광속은 면적 [eqn: S _{0}] = [eqn: pi a ^{2}]에서 복사되고 있으므로 이 면의 광속 발산도 [eqn: M]은

[eqn: R] = [eqn: {F _{0}} over {S _{0}}] = [eqn: {pi I _{0}} over {pi a ^{2}}] = [eqn: {pi B _{0} pi a ^{2}} over {pi a ^{2}}] = [eqn: pi B _{0}]❲rlx❳

2. 조도 계산의 기초 법칙

⑴ 조도에 관한 거리의 역제곱의 법칙

[eqn: E] = [eqn: {F _{0}} over {S _{0}}] = [eqn: {4 pi I _{0}} over {4 pi R ^{2}}] = [eqn: {I _{0}} over {R ^{2}}]❲lx❳

즉 조도는 거리 [eqn: R]의 제곱에 역비례한다.

⑵ 입사각의 여현의 법칙

[eqn: E _{theta }] = [eqn: {F`cos theta } over {A}] = [eqn: E _{n} `cos theta]❲lx❳

즉 조도는 광속이 수직하게 입사할 때의 조도에 대하여 [eqn: cos theta]배가 된다.

그림의 [eqn: P]점의 각 조도는

[eqn: E _{n}] = 법선 조도 = [eqn: {I _{0}} over {r ^{2}}]

[eqn: E _{k}] = 수평면 조도 = [eqn: E _{n} cos theta]❲lx❳

[eqn: E _{v}] = 수직면 조도 = [eqn: E _{n} sin theta]❲lx❳

⑶ 측광량의 상호 관계

① 광도와 조도 : 광도 [eqn: I LEFT [ cd RIGHT ]]의 광원에서 [eqn: r LEFT [ m RIGHT ]] 떨어져서 [eqn: theta]만큼 기울어진 면의 조도 [eqn: E]❲lx❳는 다음과 같다.

[eqn: E] = [eqn: {I`cos theta } over {r ^{2}}]❲lx❳

② 광도와 광속 : 완전 확산(어떠한 면에서 보아도 휘도가 동일한 면)으로 휘도가 일정한 광원의 경우는 ㅏ음과 같은 관계식이 성립된다.

∎ 구광원 : 태양이나 확산 그로브가 여기에 가깝다. 이때는

[eqn: F] = [eqn: 4 pi I] [eqn: image] [eqn: 12.57I LEFT [ lm RIGHT ]]

∎ 평면판 : 확산형 유리창이나 매입형 확산 조명 기구가 여기에 가깝다. 이 때는

[eqn: F] = [eqn: pi I _{0} LEFT [ lm RIGHT ]]

∎ 원통 광원 : 형광등의 경우가 여기에 가깝다.

[eqn: F] = [eqn: pi ^{2} I _{0}] [eqn: image] [eqn: 9.87I _{m} LEFT [ lm RIGHT ]]

2) 배광 및 광속 계산

1. 광속 계산의 일반식(광원면이 완전 확산일 때)

⑴ 구광원

이 경우의 배광은 [eqn: I LEFT ( theta RIGHT )] = [eqn: I _{0}] 이므로 전광속 [eqn: F]는

[eqn: F] = [eqn: 2 pi int _{0} ^{pi } {I _{0} `sin theta `d theta }] = [eqn: 2 pi I _{0} LEFT [ -cos theta RIGHT ] _{0} ^{pi }]

= [eqn: 2 pi I _{0} LEFT [ -cos pi +cos0 RIGHT ]] = [eqn: 4 pi I _{0} LEFT [ lm RIGHT ]]

⑵ 평면판 광원

이 경우의 배광은 [eqn: I LEFT ( theta RIGHT )] = [eqn: I _{0} `cos theta]([eqn: I _{0}]는 [eqn: theta =0 DEG]의 방향의 광도)로 주어지므로

[eqn: F] = [eqn: 2 pi int _{0} ^{pi /2} {I _{0} `cos theta `sin theta `d theta }] = [eqn: 2 pi I _{0} LEFT [ {1} over {2} `sin ^{2} theta RIGHT ] _{0} ^{pi /2}]

= [eqn: 2 pi I _{0} BULLET {1} over {2}] = [eqn: pi I _{0} LEFT [ lm RIGHT ]]

⑶ 직원(원통) 광원

연직각 [eqn: theta]에 대하여 [eqn: I LEFT ( theta RIGHT )] = [eqn: I _{90} `sin theta]([eqn: I _{90}]은 [eqn: theta =90 DEG]의 방향의 광도)로 표시되므로

[eqn: F] = [eqn: 2 pi int _{0} ^{pi } {I _{90} `sin ^{2} theta `d theta }] = [eqn: 2 pi I _{90} int _{0} ^{pi } {{1} over {2} LEFT ( 1-`cos2 theta RIGHT ) d theta }]

= [eqn: 2 pi I _{90} LEFT [ {theta } over {2} - {sin2 theta } over {4} RIGHT ] _{0} ^{pi }] = [eqn: 2 pi I _{90} BULLET {pi } over {2}] = [eqn: pi ^{2} I _{90} LEFT [ lm RIGHT ]]

⑷ 반구 광원

반구 광원의 밑면은 빛나지 않으므로 이 밑면을 위로 하여 수평으로 하였을 때의 배광은 [eqn: I LEFT ( theta RIGHT )] = [eqn: I _{90} LEFT ( 1+`cos theta RIGHT )] 이므로

[eqn: F] = [eqn: 2 pi int _{0} ^{pi } {I _{90} LEFT ( 1+`cos theta RIGHT ) `sin theta `d theta }] = [eqn: 2 pi I _{90} int _{0} ^{pi } {LEFT ( `sin theta +`sin theta `cos theta RIGHT ) d theta }]

= [eqn: 2 pi I _{90} LEFT [ -cos theta + {1} over {2} `sin ^{2} theta RIGHT ] _{0} ^{pi }] = [eqn: 4 pi I _{90} LEFT [ lm RIGHT ]]

2. 루소 선도

광원의 배광이 축대칭이라면 그 연직 배광을 수식으로 나타낼 때는 전광속을 구하려면 루소 선도에 의한다.

종축에 [eqn: x] = [eqn: r LEFT ( 1-`cos theta RIGHT )] : 구대의 높이

횡축에 y = [eqn: I LEFT ( theta RIGHT )] : 각 연직면의 광도

[eqn: dS] = y[eqn: BULLET dx] = [eqn: I LEFT ( theta RIGHT ) r`sin theta `d theta]

[eqn: S] = [eqn: int _{x=0} ^{r} {}]y[eqn: BULLET dx] = [eqn: int _{theta =0} ^{x} {I LEFT ( theta RIGHT ) r`sin theta `d theta }]

= [eqn: r int _{theta =0} ^{x} {I LEFT ( theta RIGHT ) `sin theta `d theta }]

축 대칭 광원의 전광속 [eqn: F]는

[eqn: F] = [eqn: 2 pi int _{theta =0} ^{pi } {I LEFT ( theta RIGHT ) `sin theta d theta }]

앞 식의

[eqn: int _{theta =0} ^{pi } {I LEFT ( theta RIGHT ) `sin theta d theta }] = [eqn: {S} over {r}]를 대입하여

[eqn: F] = [eqn: 2 pi {S} over {r} LEFT [ lm RIGHT ]]

가 되어 루소 선도의 전면적 [eqn: S]는 광원의 전광속 [eqn: F]에 비례한다.

3. 상호 반사의 계산

⑴ 반사와 굴절

반사율 [eqn: rho]는

[eqn: rho] = [eqn: {F _{rho }} over {F} TIMES 100]

단 [eqn: F] : 물질의 입사 광속, [eqn: F _{rho }] : 반사되는 광속

⑵ 흡수와 투과

투과율 [eqn: tau]는

[eqn: tau] = [eqn: {F _{r}} over {F} TIMES 100]

흡수율 [eqn: alpha]는

[eqn: alpha] = [eqn: {F _{a}} over {F} TIMES 100]

단 [eqn: F] : 물질의 입사 광속, [eqn: F _{r}] : 투과 광속, [eqn: F _{a}] : 흡수 광속

⑶ 반사율, 투과율, 흡수율과의 관계

[eqn: F _{rho } +F _{tau } +F _{alpha }] = [eqn: F]

[eqn: THEREFORE] [eqn: rho + tau + alpha] = [eqn: 1]

4. 광원

⑴ 온도 복사

물체가 그 온도에 상응하는 방출하는 복사를 온도 복사라 한다. 어떤 온도에서 최대의 온도 복사를 하는 물체를 완전 복사체 또는 흑체라고 한다.

① 플랑크의 법칙 : 흑체의 분광 복사속 발산도 [eqn: E LEFT ( lambda ,````T RIGHT )]는

[eqn: E LEFT ( lambda ,````T RIGHT )] = [eqn: {C _{1}} over {lambda ^{6}} BULLET {1} over {e ^{C _{2} / lambda T} -1} LEFT [ W BULLET m ^{-2} mu ^{-1} RIGHT ]]

단 [eqn: C _{1} =3.740 TIMES 10 ^{8} LEFT [ W BULLET m ^{-2} mu ^{1} RIGHT ]], [eqn: C _{2} =14380 LEFT [ mu BULLET deg RIGHT ]], [eqn: lambda :`파장 LEFT [ mu RIGHT ]], [eqn: T:`온도 LEFT [ DEG K RIGHT ]]

② 빈의 변위칙

[eqn: lambda _{m} T] = [eqn: C _{3}]

단 [eqn: C _{3} =2896 LEFT [ mu BULLET deg RIGHT ]]

③ 스테판-볼츠만의 법칙

[eqn: W] = [eqn: sigma T ^{4} LEFT [ W BULLET m ^{-2} RIGHT ]]

단 [eqn: sigma =5.68 TIMES 10 ^{-8} LEFT [ W BULLET m ^{-2} `deg ^{-4} RIGHT ]]

⑵ 백열 전구

원리와 구조 : 백열 전구는 필라멘트에 전류가 흘러서 가열되고 온도 복사에 의하여 발생한 가시선을 이용한 것이다.

① 필라멘트 : 진공 전구에는 직선 필라멘트가 사용되고 있으나 가스입 전구에서는 코일 모양으로 감은 2중 코일 필라멘트가 사용되고 있다. 가스입 전구에 코일 필라멘트를 사용하면 가스에 의한 열 손실을 적게 할 수 있다. 즉 가스 손실은 필라멘트가 가늘수록 많아진다. 그러므로 2중 코일 필라멘트를 사용함으로써 코일의 지름과 같은 굵기에 대응하는 가스 손으로 되기 때문이다. 필라멘트에는 텅스텐이 사용된다.

❖ 필라멘트의 구비 조건

㉠ 고유 저항이 커야 한다.

㉡ 선팽창 계수가 적을 것.

㉢ 전기 저항의 온도 계수가 플러스로 될 것.

② 도입선 : 유리와의 밀착 부분인 봉함부 도입선은 유리와 팽창 계수가 거의 같은 재료가 필요하고 니켈과 강을 합금한 심 위에 구리를 피복한 듀밋선을 사용한다.

③ 지지선(앵커) : 지지선은 앵커라고도 하며 몰리브덴이 사용된다.

④ 봉입 가스 : 백열 전구에 불활성 가스를 봉입하면 텅스텐의 증발을 억제할 수 있으므로  필라멘트의 온도를 높일 수 있어 효율이 상승된다. 봉입 가스는 아르곤의 혼합 가스가 사용된다. 아르곤은 무겁기 때문에 증발 억제의 효과가 크고 열 손실도 적으나 방전을 일으키기 쉽다.

⑤ 유리구 : 유리구의 재질은 일반 조명용에는 소다 유리 등 연질 유리를 사용하고 온도 조건이 엄한 특수 전구에는 붕규산 유리 등 경질 유리가 사용된다.

⑥ 베이스 : 베이스는 구리를 주성분으로 하는 구리-아연계 합금이 사용되고 있다.

⑦ 게터 : 게터는 필라멘트 또는 스템의 일부분에 부착시켜서 전구 내에 남아 있는 미량의 공기와 결합하여 필라멘트의 산화를 방지한다. 그러므로 유리구의 흑화를 방지하고 전구의 수명을 보존한다.

⑶ 전구의 전압 특성

전류는 [eqn: {I} over {I _{0}}] = [eqn: LEFT ( {V} over {V _{0}} RIGHT ) ^{0.5}]

전력은 [eqn: {W} over {W _{0}}] = [eqn: {VI} over {V _{0} I _{0}}] = [eqn: LEFT ( {V} over {V _{0}} RIGHT ) ^{1.5}]

광속은 [eqn: {F} over {F _{0}}] = [eqn: LEFT ( {V} over {V _{0}} RIGHT ) ^{3.6}]

효율은 [eqn: {eta } over {eta _{0}}] = [eqn: {F} over {W} / {F _{0}} over {W _{0}}] = [eqn: {F} over {VI} / {F _{0}} over {V _{0} I _{0}}] = [eqn: LEFT ( {V} over {V _{0}} RIGHT ) ^{1.9}]

수명은 [eqn: {L} over {L _{0}}] = [eqn: LEFT ( {V} over {V _{0}} RIGHT ) ^{-13}]

⑷ 할로겐 전구

석영관의 중앙에 텅스텐 코일을 직선상으로 펴고 불활성 가스와 함께 미량의 옥소 등 할로겐 원소를 봉입한 전구이다. 동일 정격의 백열 전구에 비하여 효율, 수명을 개선할 수 있고 소형, 경량화 되고 있다.

[eqn: 500 LEFT [ W RIGHT ]] 할로겐 전구에서는 광속이 [eqn: 10500 LEFT [ lm RIGHT ]]으로 전등 효율이 [eqn: 20 LEFT [ lm/W RIGHT ]] 정도이고 수명은 [eqn: 2000 LEFT [ h RIGHT ]]이다.

⑸ 방전등

① 루미네선스 - 온도 복사 이외의 복사를 총칭하여 루미네선스라고 한다.

∎ 전기 루미네선스 : 기체 중의 방전에 의한 복사이고 방전등에 이용된다.

∎ 복사 루미네선스 : 복사를 받은 물체에서 그 보다 긴 파장의 복사를 방출하는 현상이고 형광등에 이용된다.

∎ 전계 루미네선스 : 고체 내의 전계 에너지의 변환에 의한 복사이고 [eqn: EL]이라고도 하며 [eqn: EL]등에 사용된다.

∎ 기타

음극선 루미네선스([eqn: TV] 브라운관)

파이로(Pyro) 루미네선스(발염 아크 등)

생물 루미네선스, 열 루미네선스, 화학 루미네선스, 결정 루미네선스 등이 있다.

② 형광등 : 형광등은 저압 수은 방전등의 일종이다. 저압 수은 증기의 방전에 의하여 수은의 공명선인 [eqn: 2537]❲Å❳의 자외선을 다량 복사한다. 복사 효율이 최대로 되는 곳은 수은 증기압이 [eqn: 6 TIMES 10 ^{-3} LEFT [ mmHg RIGHT ]] 부근이고 주위 온도가 [eqn: 25 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]]일 때의 관벽 온도는 약 [eqn: 40 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]]~[eqn: 45 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]]이다.

형광등은 일반 방전등과 같이 부특성을 가지므로 알맞는 전류 제한 장치가 필요하다. 이것이 안정기이다.

③ 수은등 : 수은 증기 중의 방전을 이용한 전등이다. 수은 증기의 압력이 [eqn: 0.01 LEFT [ mmHg RIGHT ]] 정도의 저압 수은등에서는  수은 증기의 공명 복사선인 [eqn: 2537]❲Å❳이 강하고 1기압 정도의 고압 수은등에서는 가시선의 휘선 스펙트럼이 증가되고 20기압 이상의 초고압 수은등에서는 스펙트럼이 넓어짐과 동시에 연속 부분이 강하게 나타난다.

㉠ 고압 수은등 : 고압 수은등은 효율이 좋고 소형이며 한 등당의 광속이 크므로 현제 일반 조명용으로 널리 사용되고 있다. 수은등의 구조는 발광관과 외관의 2중관으로 이루어져 있고 발광관은 보통 석영제이고 1대의 주전극과 1~2개의 기동 보조 전극이 들어 있고 일정량의 수은과 아르곤이 봉입되어 있다. 외관은 발광관의 보호와 보온, 금속 부품의 산화 방지, 자외선의 차단 등을 목적으로 질소 가스가 봉입되어 있다.

㉡ 형광 수은등 : 고압 수은등의 외관 내벽에 형광 물질을 도포한 것으로 발광관에서 복사된 자외선을 가지선으로 변환 이용한 것이다. 수은등보다 광색이 좋고 밝기는 [eqn: 10 LEFT [ % RIGHT ]]정도 향상되고 있다.

∎ 메탈 핼라이드등 : 수은등의 발광관 내에 수은 증기 이외에 NaI 등 금속 할로겐 화합물을 봉입한 것으로 밝기와 연색성이 향상되고 있다. 효율은 [eqn: 75 LEFT [ lm/W RIGHT ]] 정도이다.

∎ 초고압 수은등 : 수은 증기압이 10기압 이상으로 광색은 일반적으로 녹색이 강하고 압력과 전력이 높으면 백색에 가까워진다. 휘도가 높은 것이 특징이고 증기압의 증가에 따라 휘도가 증대되고 150기압에서는 [eqn: 100000 LEFT [ cd/cm ^{2} RIGHT ]] 이상이 된다.

④ 나트륨등 : 나트륨등은 나트륨 증기 중의 방전을 이용한 것으로 분광 분포는 [eqn: D]선이라 불리는 [eqn: 5890]~[eqn: 5896]❲Å❳의 황색선이 대부분([eqn: 76 LEFT [ % RIGHT ]])을 차지한다. 또한 [eqn: D]선의 비시감도는 [eqn: 0.765]이므로 전기 에너지 중에서 [eqn: 76 LEFT [ % RIGHT ]]가 전부 [eqn: D]선의 빛으로 변하였다면 발광 효율은

[eqn: 0.756 TIMES 0.76 TIMES 680] = [eqn: 395 LEFT [ lm/W RIGHT ]]

로 되어 인공 광원 중 최대 발광 효율을 나타낸다. 그리고 단색광이므로 연색성(演色性)이 대단히 나쁘다. 따라서 실내 조명으로는 부적합하고 터널 등의 조명에 이용된다.

최고 효율이 되는 증기압은 [eqn: 4 TIMES 10 ^{-3} LEFT [ mmHg RIGHT ]] 정도이고 이때의 관벽 온도는 약 [eqn: 270 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]]이다. [eqn: 200 LEFT [ mmHg RIGHT ]] 정도의 고압 나트륨등의 경우 효율은 [eqn: 400 LEFT [ W RIGHT ]]에서 [eqn: 100 LEFT [ lm/W RIGHT ]] 이상이 되고 연색성이 비교적 좋은 은백색이 된다.

⑤ 크세논등 : 크세논등은 고압의 크세논 가스 중의 방전을 이용한 등이다. 가장 천연 주광에 가깝다.

⑥ 네온관등 : 가늘고 긴 유리관의 양단에 전극을 봉입하고 [eqn: 수 LEFT [ mmHg RIGHT ]]의 불활성 가스 또는 수은의 방전을 이용한 냉음극 방전등이고 양광주 부분의 발광을 이용한다. 점등에는 네온 트랜스(누설 변압기)를 사용한다.

⑦ [eqn: EL]등 : 전계 루미네선스에 의하여 발광되는 고체등으로 표시용, 장식용 등에 사용되고 있다.

5. 조명 설계

⑴ 옥내 조명

[eqn: F BULLET U BULLET N] = [eqn: A BULLET E BULLET D]

또는 [eqn: F BULLET U BULLET N BULLET M] = [eqn: A BULLET E]

단 [eqn: F] : 광원 1개에서 나오는 광속[eqn: LEFT [ lm RIGHT ]], [eqn: N] : 광원의 수, [eqn: A] : 작업면의 면적[eqn: LEFT [ m ^{2} RIGHT ]], [eqn: E] : 작업면 위의 평균 조도 ❲lx❳, [eqn: U] : 조명률, [eqn: D] : 감광 보상률, [eqn: M] : 보수율 = [eqn: {1} over {D}]

⑵ 도로 조명

[eqn: FUN] = [eqn: AED] = [eqn: BSED]

단 [eqn: F] : 광원 1개당의 광원 광속[eqn: LEFT [ lm RIGHT ]], [eqn: B] : 도로의 폭[eqn: LEFT [ m RIGHT ]], [eqn: S] : 등주 간격[eqn: LEFT [ m RIGHT ]], [eqn: E] : 도로면 위의 평균 조도❲lx❳, [eqn: n] : 등주의 나열수

⑶ 투광 조명

투광기의 대수 [eqn: N]은

[eqn: N] = [eqn: {E BULLET A BULLET D} over {F BULLET U}]

단 [eqn: F] : 투광기의 빔 광속[eqn: LEFT [ lm RIGHT ]], [eqn: A] : 피조면 면적[eqn: LEFT [ m ^{2} RIGHT ]], [eqn: E] : 면 위의 평균 조도❲lx❳, [eqn: U] : 빔 광속의 이용률

⑷ 옥내 조명 설계의 조명 기구 간격 및 배치

기구 간격은 최대 간격 [eqn: S]를

[eqn: S] [eqn: LEQ] [eqn: 1.5H]

광원과 벽면 거리 [eqn: S _{0}]는

[eqn: S] [eqn: LEQ] [eqn: H/2] (벽측을 사용하지 않을 경우)

[eqn: S] [eqn: LEQ] [eqn: H/3] (벽측을 사용할 경우)

단 [eqn: H] : 작업면 상의 광원의 높이[eqn: LEFT [ m RIGHT ]], 실지수 [eqn: R BULLET I](Room Index)

[eqn: R BULLET I] = [eqn: {XY} over {H LEFT ( X+Y RIGHT )}]

단 [eqn: X], [eqn: Y] : 방의 폭과 길이[eqn: LEFT [ m RIGHT ]], [eqn: H] : 광원의 작업면 상의 높이[eqn: LEFT [ m RIGHT ]]

직접 조명 : 조명 기구부터 피조면까지 높이

간접 조명 : 천장으로부터 피조면까지 높이

⑸ 도로 조명의 조명 기구 배치 방법

① 도로 양측에 대칭 배열

② 지그재그 배열

③ 도로 중앙 배열

④ 도로의 편도 배열

등을 들 수 있고 각 광원이 분담하는 피조 면적은 위 그림의 빗금친 부분과 같이 1렬 배치인 경우는 [eqn: A] = [eqn: SB LEFT [ m ^{2} RIGHT ]]이고 2렬 양측 배치의 경우는 [eqn: A] = [eqn: {1} over {2} SB LEFT [ m ^{2} RIGHT ]]이다.

광원의 높이 [eqn: H]는 좁은 도로에서는 [eqn: {1} over {2} B] 정도이고  넓은 도로에서는 [eqn: {1} over {4} B]정도이다.