(57)【要約】【課題】複数の照明パラメータを用いて人が照明環境に対して感じる不快感を評価すると共に、不快感を感じないための照明設計を提示する。【解決手段】  実施形態に係る照明環境評価装置は、照明空間における照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度を検出する光情報検出部と；前記光情報検出部が検出した照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度をＸ４として、前記照明空間の不快感度ＹをＹ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋ：定数）によって求める計算部と；を具備したことを特徴とする。【選択図】図１
2012064541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明空間における照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度を検出する光情報検出部と；
前記光情報検出部が検出した照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度をＸ４として、前記照明空間の不快感度Ｙを
Ｙ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋ：定数）
によって求める計算部と；
を具備したことを特徴とする照明環境評価装置。
【請求項２】
照明空間における照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度を検出し；
前記検出した照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度をＸ４として、前記照明空間の不快感度Ｙを
Ｙ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋ：定数）
によって求める；
ことを特徴とする照明環境評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明環境評価装置及び照明環境評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明は、オフィス環境や住宅環境の快適性に大きな影響を与える。このような照明環境の評価方法として、従来、「くつろぎ感」、「部屋への入りやすさ」、「広さ感」の各心理量をより適切に評価できる評価方法がある。例えば、壁面における床面からの高さ１５０ｃｍの最大鉛直面照度をＷとし、高さ５０ｃｍの水平面最大照度をＨとした時のＷ／Ｈを用いて、人が感じる「くつろぎ感」と「部屋への入りやすさ」と「広さ感」を評価する。「くつろぎ感」評価値ＰＶＲを、ＰＶＲ＝−１７．８（Ｗ／Ｈ）  ２＋  ２６．１（Ｗ／Ｈ）  −  ４．５  を用いて評価する。
【０００３】
しかしながら、上述した技術例では、照明のパラメータが照度しかないために、上記の評価式から想定される心理量が満たされていても、不快感を及ぼす可能性があるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７２４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、複数の照明パラメータを用いて人が照明環境に対して感じる不快感を評価すると共に、不快感を感じないための照明設計を提示することができる照明環境評価装置及び照明環境評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る照明環境評価装置は、照明空間における照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度を検出する光情報検出部と；前記光情報検出部が検出した照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度をＸ４として、前記照明空間の不快感度ＹをＹ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋ：定数）によって求める計算部と；を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の照明パラメータを用いて人が照明環境に対して感じる不快感を評価すると共に、不快感を感じないための照明設計を提示することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る照明環境評価装置を示すブロック図。
【図２】照明パラメータのうちの光出力のコントラストの定義を説明するための説明図。
【図３】不快感の評価スケールを示す説明図。
【図４】横軸に実験による不快ポイントをとり縦軸に（２）式による不快ポイントの予測値をとって、（２）式の正当性を示すグラフ。
【図５】照明環境の不快感評価の実験を説明するための図表。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
実施形態に係る照明環境評価装置は、照明空間における照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度を検出する光情報検出部と；前記光情報検出部が検出した照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度をＸ４として、前記照明空間の不快感度ＹをＹ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋ：定数）によって求める計算部と；を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、実施形態に係る照明環境評価方法は、照明空間における照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度を検出し；前記検出した照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度をＸ４として、前記照明空間の不快感度ＹをＹ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋ：定数）によって求める；ことを特徴とする。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態に係る照明環境評価装置を示すブロック図である。
【００１３】
照明環境評価装置１０には、光情報検出部１１が設けられている。光情報検出部１１は、例えば、カラーセンサ、フォトダイオード、画像センサ等の各種センサによって構成され、評価対象の照明空間における種々の光情報を検出する。光情報検出部１は、検出した光情報を計算部１２に供給するようになっている。計算部１２は光情報検出部からの光情報に基づいて照明環境を算出する。例えば、計算部１２は照明環境に対して人が感じる不快感の度合い（不快感度）を数値化して出力するようになっている。情報出力部１３は計算部１２によって算出された照明環境に関する情報、例えば不快感度をユーザに提示することができるようになっている。例えば、情報出力部１３としては、液晶ディスプレイやスピーカ等を採用することができる。なお、電源部１４は各部に電力を供給する。
【００１４】
本実施の形態においては、光情報検出部１１は、照明環境における光情報として、少なくとも、照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、色の見え方の指標である平均演色評価数Ｒａ及び明るさの指標である照度の情報を出力することができるようになっている。照明器具発光部の輝度均斉度は、照明器具発光部の最小輝度値／照明器具発光部の平均輝度値のことである。また、光出力のコントラストは、光強度の平均値とピーク値との差（振幅）／光強度の平均値のことである。
【００１５】
例えば、光情報検出部１１は、画像センサによって照明器具発光部の輝度均斉度を検出することができ、フォトダイオードによって光出力のコントラスト及び照度を計測することができ、カラーセンサによって平均演色評価数Ｒａを計測することができる。
【００１６】
そして、計算部１２は、照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度の情報をＸ４として、少なくとも下記（１）式によって照明空間の不快感度Ｙを求めることができるようになっている。
【００１７】
Ｙ＝ｋ＋ａ＊Ｘ１＋ｂ＊Ｘ２＋ｃ＊Ｘ３＋ｄ＊Ｘ４    …（１）
但し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｋは定数であり、＊は乗算を示す。
【００１８】
なお、光情報検出部１１は、照明パラメータとして照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、平均演色評価数Ｒａ及び照度の情報を出力し、計算部１２はこれらの情報を用いた上記（１）式の計算によって不快感度Ｙを求めるものとして説明したが、計算部１２において更に他の照明パラメータを採用し、計算部１２において前記他のパラメータを用いて不快感度Ｙを求めるようにしてもよい。
【００１９】
計算部１１は、例えば上記（１）式によって求めた不快感度Ｙが所定の閾値（警告の閾値）を超えるか否かによって、光情報検出部１１が光情報を検出する照明空間が不快と感じるか否かの警告を、情報出力部１３に出力させることができる。例えば、情報出力部１３は、アラーム音や、不快な照明空間であることを示すメッセージ表示によって、不快と感じられる照明空間であることを示す警告をユーザに提示する。なお、情報出力部１３は、この場合における光情報の検出結果を同時に提示してもよい。
【００２０】
次に、光情報検出部１１が検出する照明パラメータが不快感度の算出に有効であると共に、不快感を予測する上記（１）式が有効であることを説明する。
【００２１】
実験ブース（幅1.05ｍ×奥行2.1ｍ×高2.1ｍ）内で、被験者２０名について照明環境の不快感評価の実験を行った。
【００２２】
この実験では条件（１）〜（８）の各ランプについて、相関色温度、水平面照度、眼前照度、照度均斉度、平均演色評価数Ｒａ、発光部輝度均斉度、発光部ピーク輝度、光出力の周波数及び光出力のコントラストの値を変化させた。各条件（１）〜（８）のランプについて、２０名で不快感についての評価を行った。
【００２３】
図２は照明パラメータのうちの光出力のコントラストの定義を説明するための説明図である。図２に示す光強度の振幅と光強度の平均値との比を光出力のコントラストと定義する。
【００２４】
図３は不快感の評価スケールを示す説明図である。被験者は、各条件（１）〜（８）のランプについて、図３の評価スケールに従って評価を行い、各個人毎に評価ポイント（個人ポイント）を決定する。図３の例では、不快感の評価ポイントは、非常に不快と感じた場合３点、不快と感じた場合２点、やや不快と感じた場合１点、どちらでもないと感じた場合０点、やや快適だと感じた場合１点、快適だと感じた場合２点非常に快適だと感じた場合３点としている。各条件（１）〜（８）のランプ毎に全被験者の個人ポイントを加算して、各条件（１）〜（８）のランプの評価点（不快ポイント）とする。
【００２５】
次に、不快感を与える照明パラメータを明らかにするため、不快感評価と各照明パラメータとの無相関検定を行う。下記表１はこの無相関検定結果のうち、一般的に相関があると判断される相関係数０．２以上又は−０．２以下の照明パラメータを示している。
【００２６】
［表１］
┌──────────┬──────┬──────┐
│照明パラメータ      │  相関係数  │  無相関検定│
├──────────┼──────┼──────┤
│眼前照度            │  ０．３０  │    ＊＊    │
├──────────┼──────┼──────┤
│水平照度            │  ０．２９  │    ＊＊    │
├──────────┼──────┼──────┤
│発光部輝度均斉度    │  ０．２５  │    ＊＊    │
├──────────┼──────┼──────┤
│光出力のコントラスト│−０．２２  │    ＊＊    │
├──────────┼──────┼──────┤
│平均演色評価数Ｒａ  │  ０．２２  │    ＊＊    │
└──────────┴──────┴──────┘
上記表中の＊＊は１％未満で有意であることを示している。表１中の相関係数が正の場合は正の相関、負の場合は負の相関となる。正の相関とは、パラメータの値が大きいほど不快感が小さいことを意味し、負の相関とはパラメータの値が大きいほど不快感が大きいことを意味する。相関係数が全体的に低い値であるが、無相関検定では表１の５つの照明パラメータの全てにおいて有意差ありとなった。つまり、相関係数０．２以上又は−０．２以下の５つの照明パラメータは、全て相関があると考えることができる。
【００２７】
不快感評価に影響を与えるパラメータを調べるために、不快感評価を目的変数とし、相関があった照明パラメータを説明変数として、重回帰分析を行い、標準偏回帰係数を算出する。通常、重回帰分析では、多重共線性を避けるために、説明変数には相関が無い変数を用いる。そのため、分析に際して、相関が高く類似するパラメータを除いた。つまり、表１の眼前照度に相関が高い水平面照度を除いて分析を行った。
【００２８】
下記表２は各パラメータの標準偏回帰係数とその係数から算出した影響度（各係数／全係数の絶対値和）を示している。
【００２９】
［表２］
┌───────────┬─────────────┐
│照明パラメータ        │  標準偏回帰係数（影響度）│
├───────────┼─────────────┤
│発光部輝度均斉度      │  ０．２５７（３８％）    │
│（平均値／最大値）    │                          │
├───────────┼─────────────┤
│眼前照度              │  ０．１９５（２９％）    │
├───────────┼─────────────┤
│光出力のコントラスト  │  −０．１３１（１９％）  │
│（振幅／平均値）      │                          │
├───────────┼─────────────┤
│平均演色評価数Ｒａ    │  ０．０９４（１４％      │
└───────────┴─────────────┘
上記表２に示すように、最も不快感評価に影響するパラメータは、発光部である器具発光面の輝度均斉度（38％）であった。次いで、眼前照度（29％）、光出力のコントラスト（19％）、平均演色評価数Ｒａ（14％）であった。
【００３０】
次に、影響度が大きい照明パラメータを用いて不快感評価を予測する回帰式を算出する。回帰式は、目的変数を不快ポイントとし、説明変数を不快感評価の影響度が大きい表２の４つの照明パラメータとして、重回帰分析を行うことで算出する。不快ポイントは、図３と同様に、非常に不快、不快、やや不快と感じた場合を夫々３点、２点、１点として加算したものである。下記（２）式は、この回帰式によって求められた不快感度Ｙを示す。なお、（２）式は（１）式の各定数を決定したものであり、＊は乗算を示し、照明器具発光部の輝度均斉度をＸ１、光出力のコントラストをＸ２、平均演色評価数ＲａをＸ３及び照度の情報をＸ４とする。
【００３１】
Ｙ  ＝  ３６．１２５−１９．２５８＊Ｘ１＋１１．２９＊Ｘ２
−０．１１７＊Ｘ３−０．０１６＊Ｘ４      …（２）
図４は横軸に実験による不快ポイントをとり縦軸に上記（２）式による不快ポイントの予測値をとって、（２）式の正当性を示すグラフである。図４のプロット点は上記条件（１）〜（８）に対応した不快ポイントを示している。図４の不快ポイントの分布から、上記（２）式の予測結果は比較的精度がよいことが分かる。なお、上記（２）式の重相関係数は０．７４である。
【００３２】
なお、（２）式の係数は、上記実験に即して求めたものであり、条件が異なれば異なる係数が算出されることは明らかである。
【００３３】
上記（２）式を用いることにより、上記実験条件の範囲内では、照明環境の不快感度合いを算出することができる。更に、上記（２）式を用いれば、不快感を軽減する照明パラメータ値を求めることができ、不快感に配慮した照明空間の設計が可能となる。
【００３４】
例えば、照明器具発光部の輝度均斉度０．１、光出力のコントラスト０．５、Ｒａ６０、眼前照度３００ｌｘ、となる照明器具を用いた照明環境があるとする。この照明環境の不快感度は、（２）式から２８となる。上記実験では最も不快感が少なかった条件（２）のＦＬ（３波長形蛍光灯照明器具）の環境は、不快感度が８（図４参照）である。仮に、不快感度８を不快が起こりにくい基準値とすると、不快感度２８を８程度にするためには、例えば、器具発光部の輝度均斉度を０．８５にして、光出力のコントラストを０．０５にする、等の方法が考えられる。
【００３５】
このように上記（２）式を利用することにより、不快感を軽減する照明空間の設計仕様を決めることができる。
【００３６】
なお、上述したように、回帰式の定数を（２）式のように設定したが、各パラメータ値を対数化して計算した場合や、器具発光部の輝度均斉度や光出力の計算方法を変更した場合、或いは、上記実験の条件範囲外の場合には、異なる定数となることは明らかである。また、上記説明では、不快が起こりにくい不快感度の基準値を８として説明したが、目的によっては異なる基準値を採用してもよい。
【００３７】
（不快感度の他の例）
例えば、図５に示す（１）〜（８）の実験条件下での不快感度を上記と同様の手法により求める。この場合には、不快感度Ｙは、下記（３）式によって示すことができ、重相関係数は０．８６である。なお、＊は乗算を示す。
【００３８】
Ｙ ＝ −19.25773＊（照明器具発光部の輝度均斉度）＋11.28992＊（光出力のコントラスト）
−0.11568＊（Ra）−0.01623＊（照度）＋30.94441      …（３）
即ち、この場合には、上記（１）式のｋ＝３０．９４４４１、ａ＝−１９．２５７７３、ｂ＝１１．２８９９２、ｃ＝−０．１１５６８、ｄ＝−０．０１６２３である。
【００３９】
上記（３）式の不快感度Ｙによれば、Ｙ＝４０以上では、その空間で作業している人全員が不快に感じる空間であると考えられる。逆に、８割以上の作業者が不快に感じないような空間を設計するためには、上記（３）式の不快感度Ｙが８以下となるように照明設計を行えばよい。
【００４０】
下記表３は不快感度Ｙ＝８以下となる照明空間の一例を示している。表３に示すような空間を設計することにより不快感が小さい照明空間が得られると予想される。
【００４１】
［表３］
┌───┬────┬───────┬──────┬─────┬──┐
│条件  │不快    │照明器具発光部│光出力の    │照度［lx］│Ｒａ│
│      │ポイント│の輝度均斉度  │コントラスト│          │    │
├───┼────┼───────┼──────┼─────┼──┤
│事例１│  ８    │  ０．１９    │  ０．１    │７００    │７０│
├───┼────┼───────┼──────┼─────┼──┤
│事例２│  ８    │  ０．０６    │  ０．１    │７００    │９２│
├───┼────┼───────┼──────┼─────┼──┤
│事例３│  ８    │  ０．２      │  ０．０２  │６３０    │７０│
└───┴────┴───────┴──────┴─────┴──┘
このように構成された実施の形態においては、光情報検出部１１によって照明空間の光情報、特に上述した４つの照明パラメータである照明器具発光部の輝度均斉度、光出力のコントラスト、色の見え方の指標である平均演色評価数Ｒａ及び明るさの指標である照度の情報を出力する。計算部１２は、光情報検出部１１からの情報に基づいて不快感度を求める。
【００４２】
いま、例えば、計算部１２における警告の閾値として３２が設定されているものとする。照明器具発光部の輝度均斉度が０．０１、光出力のコントラストが１、照度（眼前照度）が１５０ｌｘ、平均演色評価数Ｒａが６０の作業空間について不快感度を求めるものとする。計算部１２は、例えば上記（３）式を用いて不快感度を求めると。不快感度Ｙは３２となる。
【００４３】
実験によれば、例えばこの不快感度Ｙ＝３２は８割の作業者が不快と感じる空間であることを意味する。計算部１２は求めた不快感度Ｙが警告の閾値に到達してことを検出すると、当該作業空間が不快と感じる作業空間であることを示す警告を情報出力部１３に出力させる。
【００４４】
更に、計算部１２は、不快感度Ｙを例えば８以下にするために必要な照明パラメータを算出して、情報出力部１３に提示させる。例えば、計算部１２は、情報出力部１３を構成する液晶ディスプレイの表示画面上に、照明器具発光部の輝度均斉度が０．１９、光出力のコントラストが０．１、照度（眼前照度）が７００ｌｘ、平均演色評価数Ｒａが７０の作業空間、或いは、照明器具発光部の輝度均斉度が０．０６、光出力のコントラストが０．１、照度（眼前照度）が７００ｌｘ、平均演色評価数Ｒａが９２の作業空間等が、不快と感じにくい照明空間であることを示す表示を表示させる。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、照明環境が不快と感じるか否かを算出するための照明パラメータを規定して不快感度の計算式を求めており、簡単な計算によって照明空間の不快感度を求めると共に、不快と感じない照明環境を得るための照明パラメータを提示することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…照明環境評価装置、１１…光情報検出部、１２…計算部、１３…情報出力部。
【図１】
2012064541.tif 000003
【図２】
2012064541.tif 000004
【図３】
2012064541.tif 000005
【図４】
2012064541.tif 000006
【図５】
2012064541.tif 000007