LED照明器具のM/P比と高演色評価数の分光相関分析

LED照明器具のM/P比と高演色評価数の分光相関分析

ケビン・ラオ著 2025年12月1日

照明製品のスペクトル分布の評価には、生物学的効果パラメータを含める必要があります。 M/P 比は、光源の非視覚的な生物学的効果を測定するための指標として機能し、演色評価数 (CRI) との相関関係が技術評価の焦点となっています。{1}

M/P比の算出原理

M/P 比は、メラノピック ルクスを明所視ルクスで割った商として定義されます。この計算は、CIE S 026/E:2018 規格で定義されているメラノピック作用関数 mel(λ) と明所視関数 V(λ) に基づいています。測定器は ISO/CIE 19476:2014 規格に準拠する必要があり、スペクトル波長間隔は 1 nm である必要があります。

M/P 比は、メラトニン抑制に対する光源の潜在的な影響を定量化します。工業用照明規格 ANSI/IES TM-18-20 では、夜間作業環境照明の M/P 比が 0.6 未満でなければならないと規定しています。

WELL Building Institute の Excel ツールによって提供されます。

高-CRI LEDのスペクトル特性

高演色評価数 LED は、マルチバンドのスペクトル強化を通じてパフォーマンスを実現します。{0}一般的な CRI 97 LED は、約 450 nm、540 nm、および 610 nm で 3 つの放射ピークを形成します。このスペクトル構造は、R9 値を高めながら、450 ～ 480 nm 帯域の放射エネルギーの割合を増加させます。

テストデータによると、相関色温度 (CCT) が 3000K の場合、CRI が 80 から 95 に増加すると、450 ～ 480 nm 帯域の放射束の割合が 12% から 18% に増加します。このバンドは、メラノピック作用関数の感受性領域に対応します。

WELL Building Institute の Excel ツールのスクリーンショット

スペクトルパラメータデータの比較

*データ出典：IES TM-30-20試験規格、測定条件25度±1度*

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エンジニアリング技術への影響の分析

スペクトル設計の矛盾
高い CRI を達成するには、600 ～ 700 nm 帯域での連続的なスペクトル分布が必要です。現在のテクノロジーは強度を高めています。450nmブルーチップ赤色蛍光体を励起し、短波長の青色放射を増加させます。-テストによると、R9 値が 10 ポイント増加するごとに、450 nm での放射束が約 3.2% 増加します。

生物学的効果の最適化スキーム
バイオレットチップ励起技術を利用すると、M/P比を下げることができます。三蛍光体を備えた 405 nm バイオレット チップを採用すると、M/P 比を 0.48 に下げながら、CRI を 95 以上に維持できます。-このテクノロジーはすでに医療照明シナリオに適用されています。

照明制御戦略
インテリジェント照明システムは、概日リズムに基づいてスペクトルを動的に調整します。夜間モードは、450 nm 放射の割合を 12% 未満に制限し、照度を補います。590 nm 琥珀色 LED。このシステムは、WELL Building Standard L03 条項の要件に準拠しています。

アプリケーションシナリオのガイドライン

オフィスの照明構成
日中の作業エリアでは、次のような光源が使用されます。CRIが90以上、M/P比は0.55〜0.65の範囲内で制御されます。会議室の照明には、調整可能なスペクトル モードが備わっています。プレゼンテーション モードでは演色性が向上し、夜間会議モードでは M/P 比が低下します。

医療用照明ソリューション
病室の夜間照明には、CRI 80、M/P 比 0.4 未満の特殊な光源が採用されています。手術用照明は、一般的な周囲照明と手術野照明を区別し、後者は高い演色特性を維持しますが、周囲照明は低い M/P 比の光源を使用します。

産業用照明規格
継続運用サイトでは、時間ベースの照明戦略を実装します。{0}夜の前半は高演色照明を使用し、真夜中以降は低 M/P 比モードに切り替わります。-照度維持率は変化しませんが、分光分布は設定されたプログラムに従って調整されます。

よくある質問

M/P比の測定方法
分光放射計を使用して、CIE 218-2016 規格に従って計算されたスペクトル パワー分布を測定します。現場での迅速な評価には、校正済みの青色光ハザードテスターを使用し、結果に換算係数 0.82 を乗じることができます。

製品仕様ラベル要件
照明製品の技術文書には、3000K、4000K、5000K の 3 つの CCT ポイントの M/P 比値を含める必要があります。試験報告書には、使用する標準と測定の不確実性 (8% 未満である必要がある) を指定する必要があります。

既存のシステム改修ソリューション
照明器具を交換せずに、475 nm カットの光学フィルタを取り付けると、M/P 比を 35% ～ 40% 削減できます。-フィルターの光損失は約 12% であるため、それに応じて基本照度の設計値を増加する必要があります。

規格準拠の検証
医療用建物の照明には、24 時間のメラトニン リズム影響評価レポートが必要です。-レポートには、GB 50034-2021 の付録 H に準拠した、MLT-面積値の計算とスペクトル時系列分析が含まれている必要があります。

製品選択の決定基準
Prioritize compromise solutions with CRI 90-93 and M/P ratios of 0.50-0.55. For special scenarios, use tunable spectrum products with daytime mode CRI >95と夜間モードM/P<0.45.

参照規格と文献

CIE S 026/E:2018ipRGC の光放射測定システム-影響を受ける応答

ANSI/IES TM-18-20サーカディアン照明の設計ガイドライン

WELL 建築基準 v2 L03 条項

GB 50034-2021建築物の照明設計の基準