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LED照明を選ぶときの留意点　演色性 Raって何 ?　照明の2020問題！

マルチーズのパクは白！？　でも黄色く見える、、、なぜ？

お部屋の中で撮影

お外のパクちゃん、、、午後のお散歩時　少し日が陰った時に撮影

自然光下で撮影

お外のパクちゃん、、、夕方のお散歩時

自然光下で撮影

これらはiPhone_SEのカメラで撮影しています

このカメラは直接見た感じと写真の色目の感じが近いという印象があります

そこでこのカメラで撮影した写真で比較すると、、、

お外で撮影したパクは、白く見えますが、お家の中のパクは黄色っぽく見えます

また、同じ外でも、時間帯によっては多少色目が変わって見えます

夕方の西日に近い太陽光下では、少し黄色っぽい印象になっています

お外のケースでは写真で比較しているので、時間帯による多少の差異がわかりますが、散歩中は、白い認識なので、写真のような差異はほとんど感じていません




しかし明らかに室内のパクは真っ白い印象はありません

白って決まってるだろ！

光源が、太陽光であるか、室内照明であるかでパクの色の見え方が変わるということです

演色性の話

このように照らす光源により、それを受けて見える物体の色の見え方は変わります



これを演色性と言います



この演色性を表すのに、自然（太陽）光に対する物体の見え方を100として、他の光源時の物体の見え方が、自然光の見え方とどの程度同じに見えるかという評価値が、平均演色評価数；Raという指標で示されます



この平均演色評価数Raは、明るさおよび鮮やかさが中程度で、色相が全色相の8色の試験色で評価されます



そして試料光源と同じ色温度となる基準光源とで、上記の8色の各々の色の見え方（色ズレ）を比較して、これらから計算された平均値で表されるものです




ちょっと話が難しくなったので、少し異なる観点で言い直すと、光源の中に含まれる光の色（波長）の成分が、自然光が当たった物体と同じように見えるように含まれているのかとも言えます



たとえば、



以前LEDランプが出始めのころ、省電力化が図れるということで、多くのお店がLED照明に切り換えました


演色性を考慮せずに、電気代の節約だけに注目してLED照明を導入したケースがあったようです



その時は、鮮魚売場のお刺身や、肉屋さんのお肉が、くすんだ鉄色に見えて、とてもまずそうに見えるお店があった記憶があります（当然すぐに対処されたようですが、、、）



省電力型のLEDは、その発光スペクトルの分布は、青色と黄色にピークを持つ光で、これが合わさって白く光ります



この光源の色の成分では、赤色の光の割合は非常に少なくなっています



そのためにお刺身やお肉の新鮮な赤が表現できませんでした



この時は売上に直結する問題なので大変だったと思います




照明（演色性）に関する知識は、食品、衣料品、その他商品展示の場では重要な要素となります

このお店は大丈夫だな

食べ物や衣料品を扱う時も演色性は重要

この状況でもすでに美味しそうですね



さらにRaを見直せば、もっと新鮮に見えると思います



今では、新鮮に綺麗に見えるように照明を工夫しているお店も増えています

LED照明を選ぶ時

最近では、蛍光灯からLED照明への置き換えも大分進んでいます

交換用の蛍光灯を見つける方が難しくなってきています

ここではLED照明を買う時の留意点についてご紹介したいと思います

LEDシーリングライトやテーブルに置くLEDランプ等の照明を選ぶ時で注目点は異なりますが、その目的に応じて次の3点（4点）に注目します



・Ra 平均演色評価数；演色性


・色温度 ；光源の色み [K;ケルビン]


・最大光量 or 全光束；明るさ [lm；ルーメン]


（・ 発光効率 [lm/W；1ワット当たりの明るさ] ）





大手家電量販店さん（ここでは上新電機さんのパネルの一部を引用）では下記のように表記されています



専門用語を極力使わずにわかりやすく表現していると思います

LED照明のスペック表

ここでは色温度の記載はありませんが、調色機能の蘭に「昼光色～電球色」と書かれています


これを色温度で表現すると、次のようになります


昼光色　6500K

電球色　2800K


この色温度についても後述しています

・Ra 平均演色評価数；演色性

わたしはLED照明を購入する際に、先に記載したRaという数字を重視しています

ホームセンター等ではこのRaという項目を表示してあったり無かったりですが、最近の大型量販店ではほとんどのお店で表示するようになってきています

Ra85だから・・・キレイに見える！？

色鮮やかRa85

先に記載したように、このRaが100に近いほど自然光下で見る色やみずみずしさが再現できます



食事の彩りや、鮮度等がありのまま表現でき、より料理を美味しくしたり、鮮度の悪いものを見分けやすくします。



家族の顔色の確認等を含めて、健康状態もわかりやすくなります




一応Raとしては80以上が推奨されています



LED照明では82～85くらいの製品をよく見かけます



わたしが家庭で使っているのはRa85のLED照明です



個人的には色をもっと重視したいのでRa85でもまだ足りない気がしています



ただ、現行の製品では価格もリーズブルな仕様では、Ra83、Ra85が多いように思います





そして、その照明の色温度は6700Kの青白い光源色のLED照明を選んでいます



「昼光色」よりさらに青色みの強い光源になります



色温度については次に簡単に触れたいと思います

・色温度 ；光源の色み

色温度について

光源を見た時の光源の色は、絶対温度（K;ケルビン）で表されます

「発光色を温度で表すって何？？？」と思われるかもしれませんが、基本的にはすべての物質は温度が上がると電磁波を放出します



この電磁波のうち人間が目で見える波長のものを可視光と言います

わたしたちは温度を[℃]で表す方が直感的にわかりやすいのですが習慣上絶対温度[K]で表されます

物体の温度が1300Kだと、その光は赤っぽく(赤橙)見えると言われますが、、1300Kはどれ位の温度なのでしょうか？



わたしたちの普段使う温度単位 [℃] 換算すると


物体の温度 1300 [K] - 273＝1027 [℃ ]    


つまり1000 [℃]くらいから赤い光が見えるようになります



ここで 絶対零度は　0 [K] = -273.15 [℃]




炭とかに火をつけた最初は赤く見えますが、この時の温度が大体1000℃ (1300K) 前後になっていると頭に浮かべるとわかりやすいと思います




色温度の定義にもう少し触れます

黒体（もしくは完全放射体）において、その温度が上昇した場合、その温度で放射する光波長（つまり発光の色）は計算できます



温度の上昇に伴って発光色は以下のようになります


1300Kくらいで赤色


1800Kくらいでロウソクの橙色


2800Kで白色電球の橙色（電球色）


4200Kで黄色みを帯びた白（白色）


5000Kで白 (昼白色)


6500Kで青みが入った白（昼光色）


6700Kでさらに青色みを帯びた白



つまり色温度とは、


黒体が、温度上昇にともない黒から白に変化する時の光源（光）の色を、その時の温度で表現したものを色温度といいます



ここでなぜ黒体？が出てくるのという疑問を持たれると思います



それは黒体が可視光全域を含んで全ての電磁波を吸収して反射しない物質の定義だからです



他の光（電磁波）を反射しないため、黒体の放射は、混じりけ無し、それ自身の温度での各波長での放射量を定義することができるためです

この光源を基準光源にできればベストですが、理想的な完全黒体と同等な光源は手に入らないので、これを人工的に再現した光源を相対色温度として扱うことになります

LED照明も色温度が示されています

照明器具の場合、一般のお客さんに色温度で表示しても意味がわからないと思います

そこで通常は、上記の色温度と発光色の関係のところで (　) の太字で示したように「昼光色」、「昼白色」、、、、「電球色」として示すことが多いようです

わたしは白がきちんと白く見えるように照明装置を買う場合は、6500K「昼光色」以上の色温度の製品を好んで買います



白い紙が、きちんと白く見える光源だと、黒い文字とのコントラスト比も高くなるので、文字等が読みやすくなります



今使用している照明は6700Kの製品を選んでいます





色温度が高く白が出る光源は、青色も比較的強くでます



青色光の健康への影響も大分報告されています



気になる方は、寝る前は青色光の割合を抑えて色温度を下げて、緊張感をほぐせるような調色機能をもつLED照明の製品を選ぶこともできます

光の色が選べる（調色機能）

調色可能なLED照明のパネルの一部を透明にしたデモパネル

LED照明の内部

上記の透明部拡大図を示します



調色のために2種類のLEDが光っているのが見えます



また明るさ調整、つまり調光のためか（？）発光していなLEDもあるようです

LED配列が見えます　拡大図

具体的な照明装置の構成までの経験が無いので、情報が確認できたらブログにフィードバックしたいと考えています

・全光束 ；明るさ

そのLEDデバイスで出しうる全光束数を、わかりやすく最大光量と表示しています



室内を許容範囲の均一な明るさで照らそうとすると、この光量の大きさによって照らせる範囲、つまり室内の広さが決まります



6畳の広さの室内用、14畳のリビング用では当然それに合う最大光量の照明器具を選ぶ必要があります



またLEDは点光源とみなせます



LEDの発光を有効に使うために、光を当てたい方向、広げたい方向に光を放射できるように、反射させたり、レンズ等で集光させたり、そして複数のLEDを使用するシーリングライト等の照明機器では散乱させたりもします



LED照明では、所定の室内の広さを均一に照らせるように光学設計された照明器具が必要です



その時の明るさを確保するために最大光量が考慮されています



光学設計の観点からも8畳用の商品を12畳のリビングに使うのはおすすめ出来ません



多少、余裕をもったスペックの商品を選択するのが良いと思います

・(発光効率)

先の「LED照明のスペック表」写真に、1ワット当たりの明るさと表現されているのが発光効率に当たります

ここでカッコ ( ) 書きにしているのは、メーカーさんごとに同じ基準（条件下）で測定した効率値なのかわからないためです

発光効率は、低温で低輝度だとより高い数字になる傾向があります

Ra値が大きくなると高い発光効率を出すのが難しくなります

さらに調光できる照明機器では何種類かのLEDが使われているようです

橙色で発光するLEDは高い値の発光効率が得られます

調光して橙色にした時の一番高い効率値を記載しているとすると、一般によく使われる白っぽい発光色に調光した場合とはだいぶ差があります

これらの扱いをどのように決めているのか、標準規格が存在するのか知らないので、ここではこれ以上の説明は控えたいと思います

本来同じ条件での表示が望まれますが、この辺の扱いが今どうなっているか不明なため、とりあえずこの発光効率の値は、そのまま信じずに参考程度に考えています

ただ最初は蛍光灯よりも低い効率だった照明用のLEDの効率は、大きく改善が進み同等以上の製品が多くなり、省電力化が図れるようになってきたのは事実です

ちなみに蛍光灯の発光効率は40～110 lm/W程度となります

LED照明の特徴

記載が遅くなりましたが、LED照明は以下の特徴があります


下記に示すように、いろいろな長所があります


価格も大分リーズナブルになってきています


電気代等を考慮すると、これまでの蛍光灯からの早めの置き換えが良いと思われます




長所としては、

　・寿命が長い

　・発光効率が高く電気代が安い

　・大きな光量を取り出しやすい

　・調色調光しやすい

　・相対色温度が高くでき、白黒のコントラストが向上し、文字が読みやすい

　・水銀等を使わないので環境にやさしい




　
短所としては、

　・LEDは点光源なので、効率的に明るさを取り出すための光学的な構造が必要

　・電流を流すので、発熱等に対する駆動や構造上、そして安全上の対応が必要

　・上記の発熱対策の一つとしてパルス駆動で高速で点滅させているためチラつき等を感じる場合がある

　・Raを大きくしようとすると発光効率が落ちる



従来の蛍光灯に比べるとちょっと複雑な構造になりますが、コスト的にも手に届きやすい価格帯になっているので、メリットの方が大きくなっていると思います

照明の2020年問題

これは「省エネ」と「脱水銀」という観点から、水銀ランプ、蛍光灯ランプ、蛍光灯器具の生産を2020年までに終了して、LED等の次世代照明に置き換えるという政治的な方針から派生する交換のスケジュール的、費用的な問題です

すでに大手照明メーカーでは、2019年3月までには、蛍光灯器具や蛍光灯ランプの生産を終了しています

在庫分の流通も2030年までとなっています

外灯等に使われる水銀ランプも生産シェアの大きなパナソニック（株）より2020年6月までに生産終了のお知らせが発表されています

これらは企業向けだけでなく、個人向け製品でも同様です

わたしが２年前に蛍光灯を交換しようとした際に、すでにかなり品薄になっている印象を受けました

その際にLED照明への置き換えをはじめました

また家のなかでは未だ白熱電球を使っている場所もあります

電球の家で保管の在庫がなくなる前にはLEDランプ等へ順次置き換えていきたいと考えています



白熱電球からLEDランプへの置き換えは、電気代や、階段照明等の交換の手間や安全性を考慮すると直ぐにでも実行するのが良いのでしょうが、、、



貧乏性ですね、、、使えるものを見捨てられない、、、




最後までご覧いただき、ありがとうございました！