クリュイトホフ曲線

クリュイトフ曲線は、観察者にとって快適または心地よいとみなされる照度レベルと色温度の領域を表します。この曲線は、オランダの物理学者アリー・アンドリース・クリュイトフが収集した心理物理学的データから作成されましたが、^[2]元の実験データは曲線自体には表示されていません。境界領域内の照明条件は、心地よいまたは自然であると経験的に評価されましたが、領域外の条件は不快、不自然、または不自然であると見なされました。^[3]クリュイトフ曲線は、自然であると見なされる、またはプランクの黒体に非常に似ている光源を説明するのに十分なモデルですが、人間の好みを説明する上でのその価値は、室内照明に関するさらなる研究によって一貫して疑問視されてきました。^{[4] [5]}

たとえば、自然光の色温度は 6500 Kで、照度は約 10 ⁴～ 10 ⁵ ルクスです。この色温度と照度の組み合わせにより自然な色の演出が得られますが、低照度で見ると青みがかって見えます。一般的なオフィスの屋内照度レベルである約 400 ルクスでは、心地よい色温度はより低くなり (3000 ～ 6000 K)、一般的な家庭の照度レベルである約 75 ルクスでは、心地よい色温度はさらに低くなります (2400 ～ 2700 K)。これらの色温度と照度の組み合わせは、それぞれ蛍光灯と白熱灯で実現されることが多いです。曲線の心地よい領域には、自然光環境に匹敵する色温度と照度レベルが含まれます。

1941年に蛍光灯が登場したとき、クルーホフは心理物理学的実験を行い、人工照明を設計するための技術的ガイドを提供しました。^{[6]クルーホフは、}ガス放電蛍光灯を使用して、放出される光の色を操作し、観察者にその光源が心地よいかどうかを報告するよう依頼することができました。提示された彼の曲線のスケッチは、3つの主要な領域で構成されています。心地よいと考えられている光源に対応する中央領域、冷たく暗いと考えられる色に対応する下部領域、暖かく不自然なほどカラフルな色に対応する上部領域です。これらの領域はおおよそではありますが、現在でも家庭やオフィスの適切な照明構成を決定するために使用されています。

クルーイトホフの研究結果は、照明の変化に対する人間の適応に直接関係している。照度が低下すると、青色光に対する人間の感受性が増加する。これはプルキンエ効果として知られている。^[7]輝度レベルが低下すると、人間の視覚系は明所視（錐体優位）から暗所視（桿体優位）に切り替わる。桿体は青色エネルギーに対する分光感度が非常に高いのに対し、錐体は赤、緑、青に対してさまざまな分光感度を持っている。暗所視における優位な光受容体は青色に対して最も敏感であるため、青色光に対する人間の感受性が増加する。このため、高い（より青い）色温度の強い光源はすべて、一般に低輝度レベルでは不快であると考えられており、心地よい光源の範囲は狭い。その結果、明所視において、輝度レベルが増加するにつれて心地よい光源の範囲が広がる。

この曲線は、低照度では相関色温度（CCT）の低い光源を使用するという一般的な提案とともに、屋内空間の人工照明を設計するためのガイドとして使用されてきましたが、^[8]クルーホフは評価方法、独立変数、曲線を作成するために使用されたテストサンプルについては説明していませんでした。これらのデータやその他の検証がなければ、結論は信頼できるものではありません。照度とCCTの関係は、その後の研究によって裏付けられませんでした。^{[5] [4]}

照度とCCTは、室内照明に関する多くの研究で検討されてきた^{[4] [5] [9] [10] [11]}が、これらの研究は一貫して、Kruithofが示唆したものとは異なる関係を示している。^[12]これらの研究では、上限と下限があるのではなく、CCTが大きな影響を与えることを示唆しておらず、照度については300ルクス未満のレベルを避けることのみを示唆している。現在の研究では、主要な重要な部分である低照度領域や、一般的に3000K未満の低CCT範囲は調査されていないが、上記の研究のいくつかは2850Kまで達している。データのこの欠落は、照明デザイナーが活動するほぼすべての「ライフスタイル」環境、つまりホテル、レストラン、住宅環境に関係するため、特に重要である。光が概日リズムに及ぼす健康への影響に関する最近の知見への影響を考えると、これらの領域をさらに評価することは有益である。

提示された Kruithof 曲線には実験データ ポイントが含まれておらず、望ましい照明条件の近似値として機能します。そのため、その科学的正確性は再評価されました。

演色評価数は、光源の外観と、それが心地よいかどうかを表す指標です。特定の光源の演色評価数は、その光源が物体の色を忠実に再現する能力の尺度です。ろうそくや白熱電球などの光源は、プランク黒体によく似た電磁エネルギーのスペクトルを生成します。そのため、自然の光源とよく似ています。多くの蛍光灯やLED 電球のスペクトルはプランク黒体のスペクトルと一致しないため、不自然であると見なされます。したがって、環境の知覚される色の表現方法も不自然であると見なされる可能性があります。これらの新しい光源は、Kruithof 曲線の快適な領域内の相関色温度と照度レベルを実現できますが、演色評価数の変動により、最終的にこれらの光源が不快になる可能性があります。

活動やシナリオが異なれば、必要な色温度と照度の組み合わせも異なります。つまり、好まれる光源は、その光源が照らすシナリオによって変わります。^[13]食事、社交、勉強には快適範囲内の色温度と照度の組み合わせが好まれましたが、夜間の活動や就寝準備には、より不快な範囲の低い色温度と照度の組み合わせが好まれました。これはプルキンエ効果に関連しており、夜間にいくらかの光を望む人は、輝度レベルが非常に低くても、より低い（より赤い）色温度を望みます。

Kruithof 氏の調査結果は、文化や地理的な場所によっても異なる可能性があります。望ましい光源は、個人の色彩知覚に関する過去の経験に基づいており、世界のさまざまな地域には独自の照明基準があるため、各文化にはそれぞれ許容される光源があると考えられます。

光源の照度は、光源が心地よいか快適かを決定する主な要因であり、この実験に参加した視聴者は相関色温度と照度レベルの範囲を評価しましたが、相関色温度が変化しても視聴者の印象は一般的に変化しませんでした。^[14]さらに、相関色温度と光源の見かけの明るさの間には関係があります。^[15]これらの調査結果から、相関色温度の代わりに演色評価数の方が、特定の光源が心地よいかどうかを判断するためのより適切な指標である可能性があることは明らかです。

• f.lux
• メラノプシン
• メラトニン

• Robert G. Davis 、 Dolores N. Ginthner (1990)。「相関色温度、照度レベル、および Kruithof 曲線」照明工学協会誌。19 ( 1): 27–38。doi :10.1080/00994480.1990.10747937。
• パウロ・ダニエル・ピント。ジョアン・マヌエル・マシエル・リニャレス。セルジオ・ミゲル・カルドーソ・ナシメント（2008年3月）。 「芸術的な絵画の照明において観察者が好む相関色温度」(PDF)。アメリカ光学学会誌A. 25 (3): 623–630。Bibcode :2008JOSAA..25..623P。土井：10.1364/JOSAA.25.000623。PMID  18311230。（平均輝度が8 cd /m ²、または照度が200〜400 ルクス、平均が約330ルクスの研究 。）

• 日光：それは見る人の目次第か？ ケビン・P・マグワイア著。