光と視覚の安全性

ちらつき、ブルーライトハザードおよび人間中心の照明

すべての製品は安全と健康に影響を及ぼし、人工照明も例外ではありません。世界的な標準化団体や政府機関が注目し、規制を実施しています。ここでは、人工照明に関する視覚的な安全上の課題のいくつかと、それらの状況を緩和するためにできることのいくつかを探ります。

MK350S Premium 分光計

▸MK350S Premium

▸Flicker Handbook Download

光の安全性

蛍光灯以来、私たちは人工照明の悪影響に注意を払ってきました。初期の蛍光灯はちらつきを示しましたが、これは多くの健康関連の問題に関係していました。現在、LED照明の登場により、新旧の問題が再び発生しており、これらの問題に対処するための取り組みを強化する必要があります。

ちらつき
ブルーライトハザード
HCL（ヒューマンセントリックライティング）

フリッカーとは何ですか？

ちらつきは、光が微妙な脈動またはストロボ効果を示し、人間の目ではほとんど目立たない場所です。それでも、片頭痛、倦怠感、さらにはてんかん発作など、多くの問題に関係しています。それは、危険な機器の周りの作業生産性の低下と視覚障害のせいにさえされています。

すべてのライトは、ACまたは交流を生成する主電源からの電気のためにちらつく可能性があります。現代の蛍光灯は、電子バラストと呼ばれる技術でこの問題を多かれ少なかれ解決しています。

LEDライトの登場により、ちらつきが復活しました。そこでLEDメーカーは、ちらつきを軽減するいわゆる「ドライバー」を開発しました。ただし、すべてのライトが同じように作成されているわけではなく、ドライバーも同じではないため、ちらつきのあるLEDライトを引き続き体験できます。

ちらつきのもう1つの側面は、「調光」です。ライトを暗くすると、ライトウェーブにカット（フェーズカット）が配置され、基本的にライトの一部が「カット」されて調光されます。「カット」は見えませんが、ちらつきの亡霊が再登場しています。

フリッカーをどのようにチェックしますか？

ちらつきを測定する最良の方法は、ちらつきメトリックを備えたちらつきメーターを入手することです。フリッカーメトリックには、パーセントフリッカーとフリッカーインデックスが含まれます。パーセントフリッカーはこれまでで最初の測定基準であり、波の谷と波の最大高さ（垂直面）の比例差を測定しました。しかし、フリッカーの要因でもある波の高さと幅（つまり面積）は考慮されていませんでした。そのため、高さと幅を考慮したフリッカーインデックスが生まれました。

基本的に、これらのメトリックの両方の値が高いほど、フリッカーの重大度が高くなる傾向があります。

メトリックによって示されるちらつきの量も評価する必要があります。 IEEE PAR 1789-2015は、フリッカーメトリックの重大度を示唆するガイドラインを提供します。 MK350Sプレミアムなどの製品には、これらのガイドラインが組み込まれており、ちらつきの重大度を示すグラフィックが作成されます（右下のグラフィックを参照）。

IEEE、Energy Star、IECなど、ちらつきを測定するための基準を設定している組織があります。また、州政府機関もちらつきを真剣に受け止めており、独自のガイドラインを提供しています。

ストロボ効果とSVM

ストロボ効果は、映画の「ワゴンホイール」効果として見ることができます。この効果では、移動するワゴンのホイールのスポークが減速、停止、さらには反時計回りに回転しているように見えます。これはヘリコプターのブレードにも見られます。

ストロボ効果は、光のちらつきにも適用されます。パワーソーを照らす明滅する光の例を使用できます。回転するブレードの回転する歯の速度が光のちらつき速度と同期している場合、実際には危険な速度であるにもかかわらず、ブレードが回転していないように見えることがあります。ご想像のとおり、これは、多くの労働者がのこぎりの中や周囲で作業を行う工場環境では壊滅的である可能性があります。

ストロボ効果を測定するSVMと呼ばれるメトリックがあります。フリッカー測定をサポートするUPRtek製品によって提供されます。 SVMが増加すると、ストロボスコープ効果の重大度または可視性が増加します。

フリッカーの詳細については、フリッカーハンドブックをダウンロードしてください。

ブルーライトハザードとは何ですか？

あなたはおそらくブルーライトについて聞いたことがあるでしょう。青は通常、青を「涼しい」と関連付け、赤を「暑い」と関連付けるため、青色の光は赤色の光よりも目に有害です。ただし、青色光は波長が短く、エネルギーが高くなります。そのため、高エネルギー可視（HEV）光という用語は、危険な量の青色光に適用されています。 HEV光は、白内障や黄斑変性症などの視覚病理に関係しています。

LED照明やフラットスクリーンモニターと同様に、太陽は多くの青色光を発します。青色光への距離と露出時間も重要な要素です。そしてもちろん、アンチブルーライトグラスやモニター用のアンチブルースクリーンカバーなど、HEVの危険を軽減する製品が市場に出回っています。

以下は、MK350Sプレミアム分光計のuSpectrum画面です。画面は比較モードを使用して、ディスプレイパネルの2つの異なる設定「クール」モードと「ウォーム」モードをテストします。スペクトルの青い部分が大幅に低下していることに注意してください

ブルーライトハザード（BLH）をどのように測定しますか？

ブルーライトハザードメトリックを備えた分光計は、HEVに関する照明情報を提供できます。 HEVの安全性に関するガイドライン、特にEIC62778とIEC62471があります。 MK350Sプレミアムはそれらを使用してHEVの重大度を測定および評価します。

MK350S プレミアムブルーライトハザードデータ (左) – RG 値は「リスクグループ」を表します。

Eb、Kbvは、光生物学的ハザードを示す青色光の測光量を測定するために研究者が使用するBLH（青色光ハザード）メトリックです。これらは、「リスクグループ」の評価を導き出すために使用されます。

LEDはいたるところにあり、私たちは無意識のうちに毎日高輝度の青色光にさらされています。ステージコンサートで、歯科医の椅子に座って、あるいは明るいLEDロードライトで夜に運転することさえ。どれだけ多すぎるのか、そしてそれは時間の経過とともに網膜の損傷を知らぬ間に行っているのでしょうか。これは、標準化団体、HEVメトリック、およびスペクトル測定デバイスが危険な青色光と戦うための重要なツールである場所です。

リソース：

https://www.ledsmagazine.com/smart-lighting-iot/smart-cities/article/16695906/risk-group-determination-characterizes-photobiological-safety-in-led-lighting-magazine

https://www.researchgate.net/publication/282437539_Blue_Light_Hazard_and_Risk_Group_Classification_of_8_W_LED_Tubes_Replacing_Fluorescent_Tubes_through_Optical_Radiation_Measurements

https://www.energex.com.au/__data/assets/pdf_file/0004/757174/Blue-light-hazards-report-March-2019.pdf

HCL（Human Centric Lighting）とは何ですか？

近年、日光が私たちの行動にどのように影響するかについての注目が高まっています。人間は、何百万年もの進化を通じて、日光が毎日上昇し、沈むにつれて、太陽光の色に生理学的に執着するようになりました。しかし、人工照明の出現により、これらの色のパターンが乱され、不眠症や倦怠感などの行動上の問題を引き起こしていることが研究によって示されています。

私たちは、桿体と錐体が私たちの視覚系の唯一のタイプの光受容体（光反応性成分）であると考えていました。現在、3番目のタイプの光受容体が発見されました。

ipRGCと呼ばれるこの光受容体は進化的な特徴であり、日光の色が1日を通して変化するときに敏感です。

太陽が昇ると、より涼しい青色の光により、ipRGC受容体がメカニズムを開始して、休息/睡眠のためのホルモン（メラトニン）をシャットダウンし、覚醒ホルモン（ドーパミン、コルチゾール、セロトニン）を促進します。太陽が沈むと、色はより暖かいオレンジ/黄色になり、休息と睡眠のためのメラトニン分泌を促進します。

「この千年紀の初めに、眼の中に第3のタイプの光受容体である本質的に光感受性の網膜神経節細胞（ipRGC）が発見されました。」

▸Human Centric Lighting (HCL) by Lighting Manufacturer

私たちの概日リズムの崩壊

これらの概日パターンが乱れると、私たちの自然な目覚めと睡眠のルーチンも乱れます。人工照明の出現により、オーバーヘッドライト、携帯電話、ディスプレイパネルからの午後/夕方の青い光が、休息の準備をして最終的には眠る必要があるときに、誤ってモーニングコールをトリガーする可能性があります。これらの混乱は、不眠症、倦怠感、全身倦怠感を引き起こす可能性があり、他の多くのホルモン関連障害は言うまでもありません。

HCLまたはHumanCentric Lightingは、照明が私たちの自然な概日パターンを助長することを確認します。事実上、人工HCL照明の目標は、1日を通して太陽の色を模倣することです。

HCLの測定

WELL Building Standard（V1）およびCIE TN 003-2015から導出された、HCLを測定するためのメトリックがあります。以下の画像は、MK350SプレミアムブルーライトとHCLメトリックを示しています。

HCLの測定基準（右上）は、網膜の特定の光色素に関連する特定の波長の光の量を表します（以下を参照）。光が光色素によって吸収されると、それは私たちの体に生理学的変化をもたらします。最もよく知られているのは「メラノピックルクス」です。これは、概日周期の調節で知られるメラノプシンに影響を与える480nmの光の測光量を表します。

HCLは、照明と生理学におけるエキサイティングな進歩です。私たちは、光が私たちのホルモンや行動の活動に悪影響を与える可能性があることを発見しました。逆に言えば、この新たに発見された知識を私たちの利益のために利用する新しい機会です。そしてそれは治療の一形態として光を使用しています。そして、これには適切なスペクトル評価と定量的な光測定が必要です。

詳細については、「メラノプシン時代の光の測定と使用」をお読みください。神経科学の動向

健康的で安全な照明。

照明には安全性の問題がないわけではなく、視覚的な劣化や行動上の問題など、時間の経過とともに多くの問題を引き起こす可能性があります。照明組織や政府機関でさえ、規制やガイドラインでこれらの問題と闘っています。光測定装置は、正確な評価と評価で使用するのに安全でない光を入手するリスクを取り除くために使用されます。