高 CRI LED ランプの M/P 比は低くなりますか?

2023年3月22日 Waveform Lighting

LED ランプの普及に伴い、LED が生成する青色光波長の潜在的な悪影響についてかなりの懸念が生じています。青色光の最も具体的で一般的に議論されている側面の 1 つは、概日リズムに影響を与え、睡眠の質に影響を与える可能性です。

私たちの 95 CRI のちらつきのない電球は、お客様の間で非常に人気があり、よくある質問は、青色光が含まれているかどうか、および高い CRI 評価が青色光への暴露を制限するのに有益かどうかです。

当社製品の光スペクトルを計算し、M/P 比の値を、演色性の低い他の競合製品と比較して、それらがどのように積み重なっているかを確認しました。

M/P比とは何ですか？

M/P 比と呼ばれる最近開発された測定基準は、光源に含まれる青色光エネルギーの量を測定する効果的な方法として勢いを増しています。 M/P は melanopic lux / photopic lux の略で、概日リズムに影響を与える光源の可能性を特徴付けようとします。本質的に、M/P 比は、覚醒を促進する光エネルギーの量 (メラノピック曲線) と明るさの知覚を生み出す光エネルギーの量 (明所視曲線) の比率を表します。

明所視曲線は技術的に聞こえるかもしれませんが、実際には、電球の明るさを特徴付ける発光出力値 (ルーメン) の計算に使用される曲線と同じです。一般に、明るさは「良い」ものです。明るさは視覚的に物を見るのに役立ち、そもそも電球を使用する理由です。

一方、メラノピック曲線は、光源の全体的な明るさに関するものではなく、光源の青色光エネルギーの相対的な量に関するものです。ご想像のとおり、この曲線は青色光のエネルギー波長の近くに集中しています (下のグラフを参照)。

M/P 比を「明るさのルーメン」と「覚醒のルーメン」の数を表す方法として考えると役立つ場合があります。たとえば、0.50 の M/P 比は、電球によって放出される 100 輝度ルーメンごとに、50 覚醒ルーメンが放出されることを示唆しています。サーカディアンインパクトの量を制限しようとしている場合は、より低い「アラートネスルーメン」値が好まれるため、より低い M/P 比も望ましいことになります。

計算結果

CRI 値が 82、91、および 97 の 3 つの LED ランプと、ハロゲンランプのスペクトルパワー分布 (SPD) データをテストして抽出しました。すべてのランプの相関色温度値は約 3000K でした。

ランプ 1 - ブランド X (82 CRI)

CCT: 2976K
CRI / R9: 82 / 13
M/P 比: 0.513

ランプ 2 - ブランド Y (91 CRI)

CCT: 2947K
CRI / R9: 91 / 56
M/P 比: 0.546

ランプ 3 - 波形照明 CENTRIC HOME A19 (97 CRI)

CCT: 2987K
CRI / R9: 97 / 86
M/P 比: 0.548

ランプ 4 - ハロゲンランプ (100 CRI)

CCT: 3000K
CRI / R9: 100 / 100
M/P 比: 0.581

私たちの結果は、CRI が増加すると M/P 比も増加することを示しており、CRI が高い LED ランプは、CRI が低い対応するランプよりも実際に強い概日影響を与える可能性があることを示唆しています。

高 CRI ランプが概日影響を強くするのはなぜですか?

この結果に驚きましたか？私たちもそうでした！結局のところ、スペクトルの観点からは、ほとんどの場合、高い CRI は良いことだと考えているため、同様に、高い CRI 光源も概日への影響を制限するのに適していると予想されます。

しかし、結局のところ、M/P 比は光源の演色性を考慮していません。それは、究極的には、明るさを生み出す光エネルギーの量と、覚醒を生み出す光エネルギーの量を単純に比較する数式です。光源が、明所視曲線の下にある光エネルギーを生成するのに本当に効果的であるが、メラノピック曲線の下ではエネルギー出力が比較的低い場合、それだけで低い M/P 比が得られます。

この角度から見ると、私たちの結果はより理にかなっています。以前に調査したように、高 CRI LED は、実際には、知覚される明るさを生成するのにそれほど効率的ではありません。主な理由の 1 つは、高 CRI LED 光源が放出する黄色の光が少なく、青、シアン、赤、深紅の波長が多く生成されることです。

以下は、非常に低い CRI 光源が非常に低い M/P 比をもたらす可能性があることを示す極端な例です。下のチャートでは、590 nm の琥珀色の LED 光源を、メラノピック曲線 (青) および明所視曲線 (緑) と比較しています。琥珀色の LED の光エネルギーの大部分は、明所視曲線 (緑) の下にあり、メラノピック曲線 (青) の下にはほとんどないため、M/P 比は 0.117 と非常に低くなります。

言うまでもなく、琥珀色の LED の CRI はひどく、一般的な屋内照明には適していません。ただし、厳密に言えば、M/P 比が非常に低いため、概日サイクルへの影響を制限する効果的な方法である可能性があります。直感的に、メラノピック (青) 曲線の下の領域で琥珀色の LED によって生成される光エネルギーがほとんどないことを確認することで、これを確認することもできます。

次のグラフは、同じメラノピック曲線と明所視曲線に対してチャート化されたハロゲンランプのスペクトルを示しています。琥珀色の LED とは異なり、スペクトルは非常に滑らかで段階的です。エネルギーの量は、スミレ、青、緑、黄、赤から波長が長くなるにつれて増加します。全体として、分布はオレンジと赤の波長によって支配されています (これは、ハロゲンランプの暖色と黄色がかった色相で視覚的に観察されるものと一致しています)。

ただし、メラノピック (青) 曲線の下に豊富な光エネルギーがあることにも気付くでしょう。また、琥珀色の LED と比較すると、黄色の光エネルギーの量は少し少なくなりますが、濃いオレンジ色と赤色の波長エネルギーの量は非常に高くなります。その結果、メラノピック光エネルギーの量が多くなり、明所視光エネルギーの量が少なくなり、0.581 というはるかに高い M/P 比が得られます。

これについて考える別の方法は、狭いスペクトルと完全なスペクトルの光の観点からです。上で見たように、狭スペクトルの琥珀色 LED の演色性は、スペクトルの幅を広げることで改善できます。幅を大きくすると、赤の波長エネルギーだけでなく、緑、シアン、青のエネルギーも追加する必要があります。相対的に言えば、これは明所視の波長エネルギーを減少させ、絶対的にはメラノピックの波長エネルギーの量を増加させます。ご覧のとおり、スペクトルがより完全または完全になるにつれて、M/P 比の値の増加はほとんど避けられません。

最終的な考え

高い演色性とフルスペクトルの光源は、多くの場合、健康上の利点と関連付けられていますが、当社のテスト結果は、CRI が低いランプよりも概日サイクルに影響を与える可能性があることを示しています。

M/P 比の値は非常に役立ちますが、時刻、光源への近さ、光源への露出時間などの他の要因は、ほぼ間違いなく、概日周期にはるかに大きな影響を与えることに注意してください。

私たちが頻繁に使用する 1 つの類推は、コーヒーのカフェイン含有量です。 M/P 比は、コーヒー 1 杯あたりのミリグラム単位のカフェイン含有量に相当すると考えることができます。カフェインが睡眠の質に与える影響を懸念している場合は、カフェイン含有量の少ないコーヒーを飲むと効果的ですが、コーヒーを飲むタイミングとカップ数も重要であることを知っているでしょう.

ブログに戻る