ANSI/IES-TM-30について解説について解説

従来のCRI(演色評価数)は、照明がどれだけ自然光に近い色を再現できるかを示す指標として広く使われてきました。しかし、CRIは8つの色サンプルしか使用していないため不正確な場合がある、色の飽和度(鮮やかさ)を評価できない、といった課題が有りました。それらの課題を解決するために開発されたのが、ANSI/IES TM-30です。TM-30は、色の忠実度を示すRfと、鮮やかさを示すRgという2つの主要な指標と、99ものカラーサンプルを用いて、より人間の視覚に近い評価を実現します。これにより、照明を選ぶ際に、より豊かで正確な色の再現性を求めることが可能になります。このTM-30について、わかりやすく解説した記事を紹介いたします。

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ANSI/IES-TM-30 とは？

ANSI/IES TM-30 規格は、LED などのほぼすべての光源の色再現 (カラーレンダリング) パフォーマンスを特徴付けるための、国際的に認められた一連のガイドラインです。

TM-30の開発

光源の色再現性を評価する手法としては、CRI(Color Rendering Index)、GAI(Gamut Area Index)、CQS(Color Quality Scale)といった指標がこれまで複数開発されてきました。しかし、多くの専門家は、光源の色再現性の測定と評価が依然として不十分であると感じていました。そこで2014年、照明学会（IES）のカラーメトリクスタスクフォースは、光源を評価するための新たな手法を開発しました。TM-30と呼ばれるこの新しいシステムは、人間の知覚する色の範囲に最も近い色再現性を評価するための一連の指標を提供します。

新しい標準システムは、2015年にANSI/IES TM-30-15（光源演色性評価のためのIES方法、技術覚書30-151）として発表されました。この規格は、光源演色性を測定するためのTM-30法を確立し、照明メーカーがこの情報を報告するための標準フォーマットを規定しました。その後、2018年にTM-30-18、2020年にTM-30-20として更新および改良が行われました。

TM-30の要素

TM-30 は、カラーレンダリングを分析するための 3 つのアプローチを提供します。

Rf（色忠実度、色相）

Rfは、色が基準色とどの程度似ているか、または異なるかを表します。例えば、ある色は濃い赤ですか、それともピンクですか？スコアの範囲は0～100で、100は完全に一致していることを示します。Rfは、テスト光源と基準光源における色度と彩度の両方を考慮し、それらの色差の算術平均を求める計算です。

Rg（色域、彩度）

Rgは色の量を表します。Rgスケールが100を超えると、彩度が高すぎることを示します。100未満のスコアは、基準色よりも彩度が低いことを示します。Rgは、各色相角ビンにおけるCESの平均座標が広がる領域の尺度です。

カラーベクターグラフィック

TM-30は、16の色相ビンの色平均と、99個のカラーサンプルのRfおよびRgスコアをプロットしたグラフィカルレポートを作成します。

TM-30 と CRI はどちらも忠実度を属性として使用しますが、TM-30 と CRI のスコアを比較したり交換したりすることはできません。

TM-30を使用した光源の特性評価

現在、TM-30システムはLED照明器具の演色性を評価する効果的な方法となっています。TM-30の主な特徴は、8色のTCS(Test Color Samples)のCRIベースではなく、99色サンプル（CES）を使用していることです。特定のLED照明器具について、TM-30スコアは数値で報告され、2次元カラーベクターグラフィックとしてグラフィカルに表示されます。ベクターグラフィックには、基準サンプル色を表す1つの円（黒線）と、テスト光源によるこれらのサンプルの演色性を表す2つ目の円（赤線）が重ねて表示されます。基準となる黒円からの赤円の差異は、光源の色忠実度を示します。

カラーベクターグラフィックの例：黒い円は基準光源、赤い円は基準光源と比較するためのテスト対象光源を示しています。

カラーベクトルグラフィックにより、光源が基準光源にどの程度近いかを一目で確認できます。使いやすさを考慮して、TM-30-18では99色のカラーサンプルをグループに分類する「ビン」が導入されました。各ビンはカラーベクトル円の1つの「スライス」として表示されます。

忠実度と色域

TM-30アプローチでは、光源は忠実度（Rf、CRI値に類似）と色域（Rg、GAI値に類似）という2つの指標に基づいて評価されます。ただし、TM-30は1931（x, y）または1976（u’, v’）CIE色空間ではなく、CAM02-UCS（a’, b’）色空間を使用します。この変更の根拠については、規格の中で説明されています。

TM-30は2つの尺度を用いるシステムと誤解されることもありますが、TM-30はこれらの2つの平均値を報告するだけにとどまりません。色域形状（異なる色相における色の変化の平均的なパターンとして定義）や彩度シフトといった概念も組み込んでいます。その結果、「TM-30のカラーベクトルグラフィックと局所彩度シフトの値は、全体的な平均尺度では表現できない色彩表現に関する情報を捉えており、建築環境における色彩表現をより完全に定量化し、人間の色品質評価を理解する上で有用です。

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【参照文献】
1.IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition. Illuminating Engineering Society, Technical Memorandum ANSI/IES TM-30-20. 2020.
2.Brodrick, J., “Fine-Tuning the Characterization of Color Rendition with Chroma Shift and Gamut Shape.” U.S Department of Energy, Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, December 20, 2017.

まとめ

ANSI/IES TM-30とは？

従来の演色評価数（CRI）は、サンプル数の少なさや彩度（色の鮮やかさ）を評価できない点から、特にLED照明の性能を正確に測るには限界がありました。TM-30は、この課題を解決するために開発された指標です。

99個の豊富なカラーサンプルで、より人間の視覚に近い高精度な評価を実現。
色の忠実度（自然光との近さ）を示すRfと、彩度の変化（鮮やかさ）を示すRgという2つの指標で光の質を多角的に評価。
カラーベクターグラフィックにより、どの色がどのように変化するのかを視覚的に把握可能。

TM-30を理解することで、設計者や利用者は光の性能をより深く理解し、意図した通りの光環境をこれまで以上に精密に作り出すことができます。照明を選ぶ際の、より正確で信頼性の高い指標として、TM-30の重要性は今後ますます高まっていくでしょう。