(57)【要約】【課題】屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に規定できるようにする。【解決手段】特定領域Ｇ２の中心を鉛直上向き若しくは水平右向きに振ったときの振れ角が大きくなるにつれて、空間に存在する照明器具５０の発光部５１，５２が特定領域Ｇ２から外れていくことになる。しかしながら、少なくとも何れか一方の発光部５１，５２が特定領域Ｇ２に含まれている場合、言い換えると、評価画像Ｐ１における輝度重心が特定領域Ｇ２内に存在する場合には相関係数が相対的に高い値となることが図４から判る。故に、屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に規定することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明空間において照明器具の光源とは別の光源を用いて表面の輝度が変化する色票を空間内に備えて、観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係と、照明空間の明るさ感を表す明るさ感覚指標と、前記色モード境界輝度との相関関係と、に基づいて、前記明るさ感覚指標を、前記幾何平均輝度の関数として規定する照明空間の明るさ感覚指標規定方法であって、
前記特定領域における輝度重心が観測者の有効視野内の領域に含まれるときの、当該特定領域の幾何平均輝度の関数として前記明るさ感覚指標を規定することを特徴とする照明空間の明るさ感覚指標規定方法。
【請求項２】
前記特定領域における輝度重心が観測者の弁別視野内に収まるときの、当該特定領域の幾何平均輝度の関数として前記明るさ感覚指標を規定することを特徴とする請求項１記載の照明空間の明るさ感覚指標規定方法。
【請求項３】
照明空間において照明器具の光源とは別の光源を用いて表面の輝度が変化する色票を空間内に備えて、観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係と、照明空間の明るさ感を表す明るさ感覚指標と、前記色モード境界輝度との相関関係と、に基づいて、前記幾何平均輝度の関数として規定される前記明るさ感覚指標を求める照明環境測定装置であって、
前記照明空間を撮像して輝度分布画像を取得する撮像手段と、撮像手段で取得する前記輝度分布画像に基づいて前記特定領域の幾何平均輝度を求めるとともに当該幾何平均輝度から前記明るさ感覚指標を算出する演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記輝度分布画像における輝度重心を観測者の有効視野内の領域に含む前記特定領域の幾何平均輝度から明るさ感覚指標を算出することを特徴とする照明環境測定装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記輝度分布画像における輝度重心を観測者の弁別視野内の領域に含む前記特定領域の幾何平均輝度から明るさ感覚指標を算出することを特徴とする請求項３記載の照明環境測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明空間の明るさ感覚指標規定方法並びに照明環境測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の明るさ感覚指標規定方法として、本出願人は、個人の主観による誤差の少ない照明空間の明るさ感覚指標を容易に得ることができて、工数の短縮が可能になる照明空間の明るさ感覚指標規定方法を既に提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、空間の照明環境を評価する評価値として採用する「明るさ感覚指標」とは、照明空間を観察したときに該空間に対して感じられる「明るさ」の総合評価であり、特許文献１においては、この「明るさ感覚指標」を定量的に規定する明るさ感覚指標規定方法として、照明認識視空間の概念における「色モード境界輝度」（参考文献１：照明認識視空間の明るさサイズの測定による実環境における空間の明るさ感の評価、照明学会誌、第８６巻第１１号、２００２、Ｐ８３０〜８３６、山口他）に基づいて規定している。ここで、「色モード境界輝度」とは、照明された部屋に置かれた色票（以下、テストパッチと呼ぶ）を観測者（被験者）から見た見え方が、その部屋内に置かれた物体（物体色）として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源（光源色）として認識される輝度のレベルとの中間である、その部屋に置かれた物体としては不自然な色の見え方になる輝度のレベルのことであり、照明された部屋の明るさ感を定量的に表すものである。
【０００４】
また、不均一な照明環境において色モード境界輝度の加法性が成り立つことが示されており（参考文献２：不均一な照明環境における空間の明るさ感の加法性、第３６回照明学会全国大会講演論文集、Ｐ１５４、２００３、山口他）、ある照明環境Ｋ１が、照明環境Ｋ２とＫ３との和であるとき、照明環境Ｋ２，Ｋ３における各々の色モード境界輝度の和で照明環境Ｋ１における色モード境界輝度が予測できることが実証されている。
【０００５】
以上から、照明認識視空間の概念における「色モード境界輝度」によって、空間の明るさ感を定量的に把握することができ、ある照明器具を設置した部屋の明るさ感を規定する「明るさ感覚指標」を設定することが技術的に可能であるといえる。
【０００６】
従って、特許文献１においては、色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係と、照明空間の明るさ感を表す明るさ感覚指標と、色モード境界輝度との相関関係に基づいて、明るさ感覚指標を、幾何平均輝度の関数として規定している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１において提案した上記方法では奥行きの短い室内空間を想定しており、奥行きの長い屋外空間であり且つ観測者が歩行者である場合には、観測者の進行方向前方の明るさが観測者の明るさ感に対して大きな影響を与える傾向にあることが判明し、かかる条件のもとでは、上記従来方法を適用して明るさ感覚指標を規定することに問題があった。
【０００８】
そこで本出願人は、屋外空間においても個人の主観による誤差の少ない照明空間の明るさ感覚指標を容易に得ることができて、工数の短縮が可能になる照明空間の明るさ感覚指標規定方法並びに照明環境測定装置を既に提案している（特願２００７−１４１１１７及び特願２００７−１４１０９０参照）。
【０００９】
上記先行出願では、屋外空間のように室内に比べて奥行きの長い空間における明るさ感覚指標を規定するには、「幾何平均輝度Ｂｂ」を算出するための特定領域を、被験者の視点位置から視線方向に対して上方向θ１＝８°、下方向θ２＝１２°、右方向θ３＝１５°、左方向θ４＝１５°の有効視野内の領域とすることにより、照明空間が屋外空間である場合においても、個人の主観による誤差の少ない照明空間の明るさ感覚指標を容易に得ることができて、工数の短縮が可能になることを明らかにしている。
【特許文献１】特開２００７−１７１０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、本発明者らのその後の研究により、観測者の有効視野の外側（例えば、誘導視野）に光源などの高輝度の物体が存在する場合、明るさ感覚指標と実際の明るさ感との間の相関が小さくなる傾向に有ることが明かになった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に規定することができる照明空間の明るさ感覚指標規定方法及び照明環境測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、照明空間において照明器具の光源とは別の光源を用いて表面の輝度が変化する色票を空間内に備えて、観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係と、照明空間の明るさ感を表す明るさ感覚指標と、前記色モード境界輝度との相関関係と、に基づいて、前記明るさ感覚指標を、前記幾何平均輝度の関数として規定する照明空間の明るさ感覚指標規定方法であって、前記特定領域における輝度重心が観測者の有効視野内の領域に含まれるときの、当該特定領域の幾何平均輝度の関数として前記明るさ感覚指標を規定することを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によれば、屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に規定することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記特定領域における輝度重心が観測者の弁別視野内に収まるときの、当該特定領域の幾何平均輝度の関数として前記明るさ感覚指標を規定することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明によれば、屋外空間において実際の明るさ感と明るさ感覚指標との相関をさらに高くすることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、上記目的を達成するために、照明空間において照明器具の光源とは別の光源を用いて表面の輝度が変化する色票を空間内に備えて、観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係と、照明空間の明るさ感を表す明るさ感覚指標と、前記色モード境界輝度との相関関係と、に基づいて、前記幾何平均輝度の関数として規定される前記明るさ感覚指標を求める照明環境測定装置であって、前記照明空間を撮像して輝度分布画像を取得する撮像手段と、撮像手段で取得する前記輝度分布画像に基づいて前記特定領域の幾何平均輝度を求めるとともに当該幾何平均輝度から前記明るさ感覚指標を算出する演算手段とを備え、前記演算手段は、前記輝度分布画像における輝度重心を観測者の有効視野内の領域に含む前記特定領域の幾何平均輝度から明るさ感覚指標を算出することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明によれば、屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に測定することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記演算手段は、前記輝度分布画像における輝度重心を観測者の弁別視野内の領域に含む前記特定領域の幾何平均輝度から明るさ感覚指標を算出することを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明によれば、屋外空間において実際の明るさ感と明るさ感覚指標との相関をさらに高くすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に規定又は測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を説明する前に、本出願人による先行出願（特願２００７−１４１１１７）に開示された従来例（屋外の照明空間における明るさ感覚指標の規定方法）について説明する。
【００２２】
先行出願においては、屋外空間のように室内に比べて奥行きの長い空間における明るさ感覚指標を規定するに当たり、図６に示すように「幾何平均輝度Ｂｂ」を算出するための特定領域Ｇ’を、被験者の視点位置Ｐから視線方向Ｐ１に対して上方向θ１＝８°、下方向θ２＝１２°、右方向θ３＝１５°、左方向θ４＝１５°の有効視野Ｂ内の領域としている。尚、有効視野とは、一般に瞬時に情報受容が可能な範囲と定義されている（図５参照）。ここで、当該特定領域Ｇ’を適用することが相応しい「奥行きのある空間」とは、特定領域Ｇ’内に床面が存在する場合であり、例えば、図７に示すように観測者の視点高さＴを１．５ｍとしたとき、前方７ｍ以上先まで床面が存在し、且つ天井面がない、あるいは天井面があっても特定領域Ｇ’内に存在しない場合である。そして、この特定領域Ｇ’内の「幾何平均輝度Ｂｂ」を算出すれば、「明るさ感覚指標Ｆ」はＦ＝１．５Ｂｂ０．７［ｆｅｕ］の式から求めることができる。故に、図８（ａ）に示すように前方に壁１００や天井１０１が存在して奥行きの短い室内空間では特定領域Ｇ’内に床面１０２が見えないから、屋内空間用の特定領域Ｇにおける「幾何平均輝度Ｂｂ」を算出して「明るさ感覚指標Ｆ」を求めることが望ましい。一方、図８（ｂ）に示すように奥行きが長く天井がないような空間（屋外空間）では、特定領域Ｇ’内に床面（路面）が存在するが天井がないから、特定領域Ｇ’における「幾何平均輝度Ｂｂ」を算出して「明るさ感覚指標Ｆ」を求めることが望ましい。但し、図８（ａ），（ｂ）における２００はそれぞれ光源（照明器具）である。
【００２３】
本実施形態の照明環境測定装置は、図１に示すように照明空間を撮像して輝度分布画像を取得する撮像装置１と、コンピュータ装置２と、コンピュータ装置２に搭載された測定用のプログラムとで構成される。撮像装置１は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子と、撮像素子に光を集光するレンズ１０とを具備し、撮像したディジタルの静止画像（輝度分布画像）を通信ケーブル３を介してコンピュータ装置２に送信する。またコンピュータ装置２は、ＣＰＵ、マザーボード、メモリ、ハードディスク、キーボード、ポインティング・デバイスなどを本体２０に内蔵し、当該本体２０に液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラット・ディスプレイ２１が開閉自在に設けられた所謂ノート型のパーソナル・コンピュータからなる。そして、撮像装置１から通信ケーブル３を介して送信される画像データは、汎用の通信インタフェース（例えば、ＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ<Universal Serial Bus>など）を介してコンピュータ装置２に取り込まれる。ここで、撮像装置１に画像を撮像させるためのトリガ信号のように撮像装置１を制御するための制御信号がコンピュータ装置２から通信ケーブル３を介して撮像装置１に送信されるようになっており、コンピュータ装置２を使って撮像装置１を操作することができる。なお、通信インターフェースとしてＵＳＢを採用した場合、通信ケーブル３を介してコンピュータ装置２から撮像装置１へ動作電源を供給可能となり、別途電源（例えば、商用電源とＡＣアダプタ）を用意する必要がないから使い勝手がよいものである。また、コンピュータ装置２は液晶ディスプレイ２１を備えたノート型のパーソナル・コンピュータに限定されるものではなく、ＰＤＡやその他のポータブル・コンピュータを用いてもよい。
【００２４】
測定用のプログラムは、コンピュータ装置２を用いて、撮像装置１で取得したデータを元に算出した輝度分布画像に基づいて特定領域の幾何平均輝度を求めるとともに幾何平均輝度から明るさ感覚指標を算出する処理をコンピュータ装置２に行わせるものである。
【００２５】
次に、本発明者らが行った実験結果について説明する。図２は実験環境を撮像装置１で撮像した画像（以下、「評価画像」と呼ぶ。）Ｐ１を示している。この実験環境は、屋外を想定しており、歩行している観測者（被験者）の前方左手に２本の木Ｔ１，Ｔ２と、それぞれの木Ｔ１，Ｔ２並びにその周囲を照明する２台の照明器具５０，５０とが設置されている。照明器具５０は同一のものであって、円柱形状の器具本体の頭頂部分と中央部分とに各々発光部が設けられ、頭頂部分の発光部（以下、「上部発光部」と呼ぶ。）５１と、中央部分の発光部（以下、「下部発光部」と呼ぶ。）５２とが各別に調光点灯可能なものである。
【００２６】
そして、２台の照明器具５０の上部発光部５１及び下部発光部５２を何れも消灯している状況（条件１）、上部発光部５１を５０％調光点灯及び下部発光部５２を４０％調光点灯している状況（条件２）、上部発光部５１を１００％全点灯及び下部発光部５２を５０％調光点灯している状況（条件３）、上部発光部５１を１００％全点灯及び下部発光部５２を消灯している状況（条件４）、上部発光部５１を５０％調光点灯及び下部発光部５２を消灯している状況（条件５）、上部発光部５１を１０％調光点灯及び下部発光部５２を消灯している状況（条件６）の６通りの状況（条件１〜６）において、６名の被験者による明るさ感の官能評価を行った。但し、６名の被験者には、照明器具５０，６０の発光部５１，６１，５２，６２の明るさではなく視野の中央方向（評価画像Ｐ１の画面中央）を見て、空間（実験環境）全体の明るさ感を官能評価するように教示した。尚、明るさ感評価値は１，２，３，…，７の７段階とし、１が非常に暗い、７が非常に明るいとしている。
【００２７】
また、上記６通りの条件において、上述した照明環境測定装置によって明るさ感覚指標Ｆを求めた。但し、本実施形態では照明空間が屋外であり且つ観測者が歩行者であることが前提であるので、照明環境測定装置において幾何平均輝度を求める特定領域Ｇ１を観測者（被験者）の有効視野の範囲としている。さらに、評価画像Ｐ１における輝度重心を原点としたときに特定領域Ｇ２の中心（注：観測者の弁別視野に対応する）が輝度重心と一致しているときを０度、当該中心を鉛直下向きに５度及び１０度だけ振ったときをそれぞれ＋５度（Ｖ）及び＋１０度（Ｖ）、当該中心を鉛直上向きに５度及び１０度，１５度だけ振ったときをそれぞれ−５度（Ｖ）及び−１０度（Ｖ）、−１５度（Ｖ）とし、当該中心を水平右向きに５度及び１０度、１５度だけ振ったときをそれぞれ＋５度（Ｈ）及び＋１０度（Ｈ），＋１５度（Ｈ）、当該中心を水平左向きに５度及び１０度，１５度だけ振ったときをそれぞれ−５度（Ｈ）及び−１０度（Ｈ）、−１５度（Ｈ）とし、それぞれの角度条件において明るさ感覚指標Ｆと明るさ感官能評価値とを求めた。
【００２８】
図３（ａ）は特定領域Ｇ２の中心を鉛直方向に振ったときの明るさ感覚指標Ｆ（縦軸）と明るさ感官能評価値（横軸）との関係を示しており、直線イが０度、直線ロが＋５度（Ｖ）、直線ハが＋１０度（Ｖ）、直線ニが−５度（Ｖ）、直線ホが−１０度（Ｖ）、直線ヘが−１５度（Ｖ）に対応している。また、図３（ｂ）は特定領域Ｇ２の中心を水平方向に振ったときの明るさ感覚指標Ｆ（縦軸）と明るさ感官能評価値（横軸）との関係を示しており、直線イが０度、直線ロが＋５度（Ｈ）、直線ハが＋１０度（Ｈ）、直線ニが＋１５度（Ｈ）、直線ホが−５度（Ｈ）、直線ヘが−１０度（Ｈ）、直線トが−１５度（Ｈ）に対応している。さらに、図３（ａ），（ｂ）より求めた相関係数（縦軸）と原点（評価画像Ｐ１における輝度重心）に対する特定領域Ｇ２の中心の振れ角との関係を、図４（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。
【００２９】
而して、特定領域Ｇ２の中心を鉛直上向き若しくは水平右向きに振ったときの振れ角が大きくなるにつれて、空間に存在する照明器具５０の発光部５１，５２が特定領域Ｇ２から外れていくことになるが、少なくとも何れか一方の発光部５１，５２が特定領域Ｇ２に含まれている場合、言い換えると、評価画像Ｐ１における輝度重心が特定領域Ｇ２内に存在する場合には相関係数が相対的に高い値となることが図４から判る。
【００３０】
上述のように本実施形態では、屋外空間において実際の明るさ感との相関が高い明るさ感覚指標を容易に規定することができる。尚、評価画像Ｐ１における輝度重心を特定領域Ｇ２の中心、すなわち、観測者の弁別視野Ａ（視力などの視機能が優れている範囲：図５参照）と一致させれば、さらに相関（相関係数）を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る照明環境測定装置の実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】同上における実験環境の説明図である。
【図３】同上における実験結果を示すグラフである。
【図４】同上における実験結果を示すグラフである。
【図５】人の視野内における情報受容特性の説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は幾何平均輝度を算出する特定領域を示す平面図である。
【図７】同上において幾何平均輝度を算出する領域を示す側面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は同上において幾何平均輝度を算出する特定領域を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  撮像装置
２  コンピュータ装置
３  通信ケーブル
【図１】
2010003640.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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