広島工業大学紀要研究編
第 51 巻（2017）231-241

報

告LED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例
田中 武＊・高地 正夫＊＊・池田 篤志＊＊・葛原 秀男＊＊＊
松下 光一＊＊＊＊・呉 浩廷＊＊＊＊＊・栗栖 慎也＊＊＊＊＊＊（平成28年10月31日受付）

Sports lighting of an arena using LED, and an installation example
Takeshi TANAKA, Masao KOCHI, Atsushi IKEDA, Hideo KUZUHARA
Mitsukazu MATSUSHITA, Go HIRONOBU and Shinnya KURISU（Received Oct. 31, 2016）

Abstract
In recent years, sports lighting of physical education facilities has changed from mercury lamps
to LED lighting. The LED lighting has excellent ON / OFF and energy saving characteristics, andhas become convenient to use. In sporting events, such as, volleyball, etc., athletes may face up tothe ceiling and thus the source of illumination. Constant measures are needed to protect the eyes ofthese athletes. In this study, we describe the change from mercury lamps to LED lighting in the Kawasaki gymnasium. We investigated to reduction of glare when seen directly by humans in thegymnasium using a high intensity light source such as LED. In addition, we show three examples of
the installed LED lighting in the arena. And ¿nally, show a measurement example of three-dimensional brightness of the arena using a drone.
Key Words: sport environment, glare, light emitting diode, gymnasium, lighting, drone,

three-dimensional brightness measurement

光源に変わると，高輝度化と発光面積の増大により，不快１．はじめにグレアを検討する必要が出てくる。既存の室内照明に対す

現在では照明光源は急速に発光ダイオード（Light Emitting

る各種指標を LED 照明に適用可能かどうかを判定していDiode：LED）への道をたどっており，中には最高輝度が1）る。
不快グレア指標の UGR は適用範囲の大きさの均一輝１千万 cd/㎡を超える光源までが出現している。この光源度光源については LED でも適用可能とするが，UGR はの眩しさは従来の光源と比較してもかなり大きく，社会問光源の輝度分布を反映しておらず，輝度分布に関する適用題になりつつある。また従来の水銀灯などでは発光面積が範囲の明確化が必要とし，輝度分布を反映する新たな指標

単一で，かつ小さいため，眩しさに関しては，議論されて2）が必要である。
また，同じ行為に対する照明でも，とにかいない。体育館などのスポーツ照明が，水銀灯から，LEDく，照明が存在することに価値がある環境レベルと，電力＊＊＊＊＊＊

広島工業大学（Hiroshima Institute of Technology）＊＊＊＊＊＊㈲ハイランド（Hiland）＊＊＊＊＊＊

エクセル㈱（EXCEL Inc.）＊＊＊＊＊＊

一般財団法人広島県バレーボール協会（Hiroshima Prefecture Volleyball Society）＊＊＊＊＊＊

東洋紡STC㈱（TOYOBO STC Co. Ltd）＊＊＊＊＊＊㈱中電工（Chudenko, Co. Ltd）

― 231 ―

田中武・高地正夫・池田篤志・葛原秀男・松下光一・呉浩廷・栗栖慎也

供給や照明器具が充分にある様な環境レベルでは，光や照からなる４つのグループ構成とした。
（Table.1）測定環境

明に対する価値観そのものが異なることもあり，グレアには明室，暗室とし，被験者には，予めゴーグルを装着した

2）

対する評価基準が異なっても良いと考えられる。

状態となる。

体育館のスポーツ照明として，LED 光源を用い，１）

Table. 1

照明用光源の LED 素子単体が見えない状態にする。２）

被験者４グループ構成

実際の直下照度を低下させない。ことで，体育館内の照度

年齢

性別

所属

人数分布の達成，眩しさの低減や，省エネルギー動作等を実現

35〜54 歳

女性のみ

PTA 会員できた。３）また，国体，ワールドカップ，オリンピック

19〜21 歳

男女混合

屋外運動運動部所属

15 名に利用する体育館には，天井が高くなり，一般に高照度照32〜57 歳

男女混合

照明器具製作現場関連

13 名

明が必要になってくる。発光素子の高輝度部分である素子

19〜23 歳

男女混合

事務関係作業員

13 名

32 名

としての発光を抑制し，面発光にしていき，必要な単位面積当たりの輝度を抑制する必要がある。

目視時間は２秒と規定し，開始指示でゴーグルを外し，本報告では，LED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例，さらにドローンを用いたアリーナ内の三次元終了指示でゴーグルを再び装着する。被験者は口頭申告で「直後に眩しい」または「眩しくない」の二択とした。
結果として，多少の差はあるものの眩しいと感じる光源輝度の測定について報告する。

輝度に関しては近似傾向が見られた。約 30,000cd/㎡で眩

２．眩しさとは2．
1

しさを感じ始め，約 60,000cd/㎡までに被験者の 80％以上が眩しさを感じている。この範囲内に一般的に眩しさを感はじめに今回の結論に導いた最大要因となる眩しさとは何か。どじる輝度数値が存在していると考えられる。（Fig. 1）のようなものが，どの程度眩しいのか。ここで大きな疑問点に直面した。
現在，眩しさの規格として UGR, GI 値などの規格は存在しているが，直接見るというような現象に対しては規定されていない。また，その明るさ（以後は輝度）に対して範囲が限定されており，判断する上でこれらの指標を用いるには望ましくないと伺える。そこで実際に LED 光源を用いて，何が，どの程度眩しいのか，眩しさは誰でも共通か，などの基礎実験を行い，それらの結果から眩しさの状況を見出すこととした。

Fig. 1

眩しさを感じる輝度と被験者測定結果 明室基礎実験にはいくつかの NPO 法人のご協力もあり，被験者，実験の場所などの確保は比較的容易に達成できた。

但し，この範囲は相当ばらつきがあり，統計はとってい

また，実際の実験で参加される一般被験者には，EIA 勧ないが，年齢による差も見受けられるため，この数値を持っ告による 50 万 cd/㎡以上の光源を使用しないこととし，て眩しさであるという数値の定義は不可能なようであっ安全性に留意した。

た。また，明室，暗室に関わらず眩しさの傾向は基本的に実験の内容は以下の４つの実験を行い，眩しさの感覚的領域を抽出し，スポーツ環境における照明器具のあり方を一致しており，環境にはそれほど左右されないようである。
（Fig. 2）

見出そうとするものである。
実験１．眩しさを感じる輝度領域
実験２．眩しさの我慢限界における輝度領域
実験３．短時間光源直視における周辺状況の認識
実験４．高輝度光源直視時点における発光面の形状認識
2．
2

眩しさにおける基礎実験

実験１．眩しさを感じる輝度領域
測定光源，測定距離を明確化し，被験者は年齢，各所属― 232 ―Fig. 2

眩しさを感じる輝度と被験者測定結果 暗室

LED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例

実験方法

被験者は開始指示でゴーグルを外し，終了指示でゴーグルを再び装着。
測定光源 LED マルチチップ

みならず，我慢できる許容範囲内に留めることを検討し，主要利用者に適応した環境を構築していくことが必要だと考えられる。

250W 天井灯

人間の行動は通常，眩しいものを見たとき，視線を逸ら測定環境

明室，暗室

測定距離5ｍ

す，目を細める等の回避行動を取る。この回避行動を常識

目視時間2 秒間的だと考え，スポーツ実施者を対象に眩しいと感じる光源を直視した際に短時間での状況認識を判断する実験を行っ実験２．眩しさの我慢限界における輝度領域た。この実験は，スポーツ等の実施中に眩しいものを見た

実験１と同一条件にて実験を行った。

ときに果たしてどのように周囲を認識しているかを確認す

明室，暗室では多少の差があるものの，我慢できないとるための実験ともなる。実験時の光源（Fig. 5），色紙，被感じる輝度領域は，実験１で行った眩しさを感じる輝度領

験者における位置関係を Fig. 6 に示す。また，測定環境の域とは異なる結果となった。

照度を Table 2 に示す。

約 60,000cd/㎡〜 150,000cd/㎡の範囲で我慢できないグループと 200,000cd/㎡まで我慢できるグループの２グルー㻃㻗㻓㻓䠩Ề㖗⅁┞ᙔ䛴䠞䠗䠖ක″䜘౐⏕

プに分離した。それぞれのグループには特徴が見られ，前者は普段の日常生活では高輝度光源を見ていない集団であり，後者は普段から太陽，LED 照明器具等の高輝度光源

᭩ኬ㍜ᗐ㻗㻘㻓㻏㻓㻓㻓㼆㼇㻒㼐㻕䚭Ⓠ⾔㟻├ᙼ䃜㻕㻘㻓䠿䠿に見慣れている集団となった。言い換えれば，日常生活空間での生活環境における違いが，眩しさの我慢限界に直接的に影響してくることがわかった。（Fig. 3, Fig. 4）
Fig. 5

Fig. 3Fig. 6

眩しさの我慢限界における輝度と被験者測定結果 明室

測定対象光源

実験時の光源，色紙，被験者における位置関係

Table. 2 測定環境の照度（lux：照度値）
測定環境

被験者実験位置

色紙設置位置明室

250 lux

160 lux

暗室

8 lux

3 lux

実験方法は，光源背面に 500mm 角の各種色紙を張り替
Fig. 4

えて，その色が確認できたかを判断する。光源から被験者

眩しさの我慢限界における輝度と被験者測定結果 暗室

迄の距離は５ｍとし，測定環境は暗室，明室で同一被験者
このことから，スポーツ環境における照明を検討する際がそれぞれの色，白色，黄色，緑色，赤色，青色の計５色

は，主要利用者の日常生活での生活環境を考慮しなくてはに対して実験を行った。被験者は全て野外スポーツクラブならないことが判明してくる。では，環境照度を下げ，眩に参加している男女である。実験１，２と同様にゴーグル

しさのみを軽減すれば良いのかとなると，この定義ではたを装着し，目視時間は２秒と規定し，開始指示でゴーグルだ暗くなってしまう可能性があり，別の問題点として浮上を外し，終了指示でゴーグルを再び装着する。
退室後，光源背面の左右にあった色紙の色について質問すると推測される。
スポーツ環境照明は，眩しさを超えた輝度領域の判断のを行い，その確認状態を検査した。

― 233 ―

田中武・高地正夫・池田篤志・葛原秀男・松下光一・呉浩廷・栗栖慎也

実験結果では，室内環境に関わらず，高輝度光源周囲にい状態であった。この判断できない状態とは，高輝度光源存在する状況変化には，全体的に反応する確率が小さく，を直視した際，視覚的に飽和状態となり，光源内部の輝度そのほとんどが被験者は認識していない結果となった。

分布は認識されず，形状認識に留まっている状態だと推測（Table.3）される。
（Fig. 7）
Table. 3

実験方法

測定結果
（％：認識率）

光源画像をサンプリング

光源を 4‑5 秒直視

画像としての認識ができたら中止

測定環境

白

黄色

緑赤

青

認識した光源形状記憶とサンプリング画像 n％２値化画像

明室

14.8％

14.8％

11.1％

3.7％

3.7％の比較で近似状態像を検出

暗室

11.1％

14.8％

7.4％

7.4％

0.0％

4 種類の光源でこの実験により，従来の眩しさにおける規格にある背景輝度の概念とは異なった状況を確認した。
実験方法

反復確認作業

測定環境

暗室

測定距離3ｍ目視時間

4 〜 5 秒間

光源背面に１ｍ角の各種色紙を張り替えその色の確認ができたかを判断。被験者は開始指示でゴーグルを外し，終了指示でゴーグルを再び装着。退室後，光源左右の色紙の色について質問を行いその確認状態を検査。測定は，暗室，明室で同一被験者がそれぞれの色に対して行う。
被験者

28‑49 歳

男子 12 名女子 15 名全員野外スポーツクラブに参加
測定環境

明室，暗室

測定距離5ｍ

目視時間

2 秒間

色紙サイズ

500mm×500mm

通常の生活空間では照明光源は比較的に低輝度であるため，人間の視野における調整範囲内で光源形状を認識している。しかし，高輝度光源を見た際には，どのような形状Fig. 7を認識しているのか。これは巷の文献やデータでは見当た光源画像と２値化抽出画像の測定例らない。そこで実験を実施するのだが，此れまでの通り目視時間が２秒間の短時間では，実験３で行った結果のよう2. 3に形状認識を確認することが困難なため，認識するまでには著者自身が観察しても４〜５秒程度の目視が必要になる。

これまでの基礎実験過程で得られた結果を基に，眩しさを感じる光源と被験者の関係を考察する。

この実験では被験者対象を著者及び社内希望者に留めた。
一部，50 万 cd/㎡以上の高輝度光源では著者自身のみの観眩しさの推移

被験者が直視した高輝度光源の眩しさは暗室，明室によって左右されるのではない結果となった。
従来の規格にある眩しさを感じる指標の定義は実験過程察とした。
実験方法は，光源から被験者迄の測定距離３ｍで４〜 5でバラつきが生じたが，我慢限界の範囲に着目すると，眩秒間直視し，形状認識した時点で光源の出力をオフにした。

しさの我慢限界は日常生活の生活環境によって左右される

続いて認識した形状とサンプリングした計測画像の２値化ものであり，実験と被験者の所属関係において一致する関画像の比較を行い，近似形状像を検出した。それぞれ光源係性が見られた。これらの結果からスポーツ環境の照明は，形状の異なる４種類の高輝度光源を用意し，反復確認作業主要利用者の観点で考慮する必要があることが判明した。
高輝度光源の周辺環境の認識，形状認識及び最大輝度のを実施した。
実験結果から，形状認識は 30％〜 10％程度の 2 値化と特定では，スポーツ実施者のほとんどが周辺環境の色味を近似してくることが判明した。同時に光源形状内における認識することができなかった。また，高輝度光源を直視し最大輝度の位置は特定することは困難であり，判断できなた際，視覚的に飽和状態となり，光源内部の輝度分布は認― 234 ―LED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例識されず，形状認識に留まっている状態が想定され，最大輝度の特定は得られなかった。
これらの結果からスポーツ等の実施中や眩しいものをとらえたときの回避行動時，視野内の状況における直接観察する眩しさの度合いは，背景を認識することはできず，ある程度の焦点に絞られることが想定される。また，低輝度光源では形状認識はできるが，高輝度光源の場合は，形状認識する上で飽和状態となることから，これまでの基礎実験結果を踏まえて，２値化における形状認識とその領域の輝度を抽出し，眩しさによる影響度合いによる傾向をシミュレートした。ここで用いられるＹ値は，形状領域内の輝度値を示している。Ｘ値は，形状認識とその領域内の輝度のFig. 8関係を百分率で表現した。仮に形状認識が小さくから大き形状認識とその領域輝度の眩しさ影響グラフ

く，その領域輝度が低輝度から高輝度とした一定推移の場
合，互いに影響されることなく描かれるが，双方が反転し推移することでＳ字カーブのような傾向となる。これは直下型の LED 光源とその眩しさ対策を施すため，拡散板を設

３．川崎市体育館の照明の LED 化
3.1

はじめに置した状況が想定される。直下型の LED 素子が露出した状

神奈川県川崎市にある体育館照明を従来の水銀灯（Fig. 9態では，対象光源の輝度は高いが，形状認識とする領域は参照）から LED（Fig. 10 参照）へ変更された。体育館照明

小さい。一方，拡散板を設置することで全体輝度を低下し，用電力の省エネルギーという観点では極めて優れている。

形状認識が広くなる。確かなのは高輝度の場合は，回避行

ここではその例として神奈川県川崎市で行われた LED へ動を取るか否かの時点では，形状認識する前に輝度の眩しの変更に伴う問題点解決に関して述べる。

さに影響される。反対に低輝度では輝度の影響は少なく形状認識に影響される点にある。その間となると，双方の影響を受けながら結びつくであろうと想定される。形状認識から輝度に影響され始める境を分岐点とし，想定として床面照度をある程度確保する領域を不確かさの領域とすると，形状認識の領域輝度が約 150,000cd/㎡〜 400,000cd/㎡あたりが目安となる。
（Fig. 8）そこに 50 万 cd/㎡を超える各光源を実測し，拡散板を設置することでどの程度軽減されるのかシミュレート上に配置した。通常の蛍光灯では，輝度影響を受けることなく形状認識の領域に推移している。各高輝度光源は拡散板を設置することで不確かさの予測領域近辺または不確かさの予測領域以下に収まることが確認でFig. 9水銀灯で照明されている川崎体育館

きる。（Table.4）また，光源の直視グレア評価法として，光源の輝度と視野角内の面積比から直視グレア（HGR）式，

HGR=ln｛（ln（面積比 ×10 3）（6×/M％輝度平均値 2）｝/N
M と N は定数。
を提案した。

Table. 4

各種光源の形状認識とその領域輝度における眩しさの影響

項目

点状光源 A

点状光源 A+ 拡散板

投光器 B

投光器 B+ 拡散板

蛍光灯

形状認識内輝度（cd/ ㎡）

11,260,000

451,500

6,566,100

74,20010,000眩しさ影響比率67.73％

96.50％

6.41％

70.79％

56.75％

想定影響要因

輝度影響

混在影響

輝度影響

形状認識影響形状認識影響― 235 ―

田中

武・高地正夫・池田篤志・葛原秀男・松下光一・呉3.2

浩廷・栗栖慎也

体育館照明の LED 化による，光源を直視した場合の眩しさ
体育館の天井を偶然見た体育館使用者から，眩しいとのクレームが出てきた。さらに，体育館の床面に映る照明用
光源の LED 素子が，特定のスポーツを行う利用者から体育館の床面がちらついて気が散ってしまい，集中してスポーツを行うことができないとの指摘が出てきた。
不快グレアに関しても，対象となる GR 値では等価光幕輝度からの計算式を用いるので，今回，クレームの出た問
題，すなわち，照明用光源を直視した条件は規定されておFig. 10

らず，対応ができない状態である。

LED ランプで照明されている川崎体育館

この問題に関しては，基本的な対応する方針がなく，担該当体育館は上記のような水銀灯光源設置の体育館で，当者が，現地で工夫しながら対応している状態である。今省エネルギー化のために LED 光源に変更したものである。

回の案件に対して取った対策を述べる。

上の図が設置後の状態となっているともに

3.3

計測機器

RISA-DCJ 社

一眼レフデジタルカメラ

Nikon D200

照明用光源の輝度，照度などの光源特性

照明用 LED 光源を点灯しその輝度分布の計測

直下照度の計測を行った。広いスペースを確保できないため計測距離を３ｍと決め，以後すべての計測をこの距離で行輝度調整済み
絞り

F5.6

い

その検証データを基にシミュレーションを行いシャッターコントロール1/15の設定条件に適合する方法を見つけることを試みた。

焦点距離18mm

ISO 感度ISO400

実際

Fig. 11 に，体育館照明用 LED 光源の輝度画像を示す。
Table 6 に，光源のデータを示す。
体育館でスポーツを行う人から提起された問題点につい

当初指定の照度（500LUX 以上）（Table 5 参照）は達成て検討した。検討する目標として，
１）照明用光源の LED 素子単体が見えない状態にする。

した。
今回の体育館の照明光源を水銀ランプから，LED に付

２）実際の直下照度を低下させない。とした。

け替える業務に関しての条件は最初に通常の市販の拡散板（乳半タイプ）を用いた。

１省エネ効果が規定条件を満たすものあること（Table7 参照） 光源の眩しさは無くなった。

２照度条件を満たすものであることである。この件に関しては，設置した LED 光源で達成しており，基本的設置条件を満足していた。
Table. 5しかし直下照度が 385Lux（46.8％）になり，仕様（500Lux以上）を達成できなくなった。

施工前後での照明の照度

Fig. 11― 236 ―LED 光源の輝度イメージ

LED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例
Table. 6

LED 光源の照度，および輝度

眩しくはないが暗いという状態になってしまった。次に，├ୖ↯ᗐ(Lux)823㸝100%㸞

新たに開発された，いくつかの拡散板を，LED 光源の前1/2 㒼කぽᗐ(r)119に設置して，照度を測定した。
（Table 8）LED 光源など，高1/2 ↯ᗐぽ(r)65

輝度な発光体を用いた照明用光源を直視した場合の眩しさධකᮨ(Lm)27,829㸝100%㸞の問題に関しては，規定されているものがないと思われる。
各種グレア数式では室内条件や等価光幕輝度を用いてい㍜ᗐฦᕱるので，直接光源を見る，または，その反射光を見る場合，すなわち，LED 光源を用いた人間の眩しさについて，理論的なアプローチや，数値計算を用いたアプローチには，適用が難しい。
᭩ኬ㍜ᗐ cd/m2

4,229,738㸝100%㸞ᖲᆍ㍜ᗐ cd/m2(1/e20v)

2,227,945㸝100%㸞

3.4

照明用光源の眩しさの感覚的な実験

照明用光源の眩しさに関する規定が，見つからないので，複数参加者の協力を得て眩しさに関する，いくつかの感覚

Table. 7 拡散パネルを用いた LED 光源の照度，および輝度実験を行い，そのデータを基に今回の眩しさの問題の解決├ୖ↯ᗐ(Lux)

385㸝46.8%㸞

1/2 㒼කぽᗐ(r)151

1/2 ↯ᗐぽ(r)72

ධකᮨ(Lm)

16,909㸝60.8%㸞

を試みた。
３種類の拡散板データ数値と感覚実験による結果，及び以前に行った LED パネルのムラに関する実験結果から，同一光源内においては，直線的な輝度成分値が存在した場㍜ᗐฦᕱ

合には，人間の視覚において，その特性である微分効果の影響を受けやすいということもあり，Table 8（c）サンプルを選択し，シミュレーションを行ったところ指定数値の500Lux. をはるかに超える数値が表示された。

᭩ኬ㍜ᗐ cd/m2

76,643㸝1.8%㸞

ᖲᆍ㍜ᗐ cd/m2(1/e20v)

49,382㸝2.2%㸞

また実際に水銀灯と今回の LED 灯との交換作業においての結果として，初期目的であった，省エネルギー性，照度の確保という目標を達成した。実際に設置しても設置基

Table. 8 三種の拡散パネルを用いた LED 光源の照度，および輝度準より照度数値が高いため実際には光源の電流値を落として使用している。

(a)

(b)

(c)

最後に，LED 化の施行前の水銀灯点灯時（Fig. 12），施

511

704697

工後の LED 点灯時（Fig. 13）の輝度分布を示す。眩しさ対㸝62.1%㸞

㸝85.5%㸞

㸝84.7%㸞

策を含めた今回の LED 化により，体育館内の照度分布の150117119

達成，眩しさの低減や，省エネルギー動作等を実現できた。

646261

ධකᮨ

19,67723,47323,030(Lm)

㸝70.7%㸞

㸝84.2%㸞㸝82.8%㸞

᭩ኬ㍜ᗐ

103,478

195,705

162,003cd/m2

㸝2.5%㸞

㸝4.6%㸞

㸝3.8%㸞

64,054

116,522

105,814

㸝2.9%㸞

㸝5.2%㸞

㸝4.8%㸞

├ୖ↯ᗐ
(Lux)
1/2 㒼කぽᗐ(r)1/2 ↯ᗐぽ(r)

㍜ᗐฦᕱ

ᖲᆍ㍜ᗐ
cd/m2
(1/e20v)

Fig. 12― 237 ―

水銀灯を用いた場合の輝度分布イメージ田中

武・高地正夫・池田篤志・葛原秀男・松下光一・呉浩廷・栗栖慎也

Ｈ・GR 計測
計測機器

E ONE SHOT Glare（ハイランド製）

指標

H・GR 値

計測方法

H・GR 計測・

高さ 1.5m

直視グレア

H・GR

輝度 cd/㎡

施工前20130,246

施工後

1657,511

4．
2Fig. 13

LED 光源を用いた場合の輝度分布イメージ

計測日時：
施工前 2015 年 11 月 11 日（火）４．スポーツ照明施行例
4．
1

鬼北総合公園体育館

施工後 2016 年１月 14 日（木）川崎市立高津中学校体育館

計測場所：〒798‑1333 愛媛県北宇和郡鬼北町永野市 1290‑1【 計測場所及び計測日時 】
計測日時：
施工前 2016 年４月 28 日（木）施工後 2016 年４月 28 日（木）計測場所：〒213‑0011 川崎市高津区久本 3‑11‑2

Fig. 14 川崎市立高津中学校

Fig. 16

鬼北総合公園体育館施工前

Fig. 17

鬼北総合公園体育館施工後

施工前

Ｈ・GR 計測
計測機器

E ONE SHOT Glare（ハイランド製）
照度計 IM-5M

Fig. 15 川崎市立高津中学校

施工後

指標

H・GR 値

計測方法

H・GR 計測・― 238 ―高さ 1.5mTopconLED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例

直視グレア

直視グレア

H・GR

輝度 cd/㎡

施工前1133,721

施工前（水銀灯）

施工後

1774,326

4．
3

H・GR

輝度 cd/㎡

1448,033

施工後（LED400W） 1769,799

５．LED 照明の輝度測定へのドローンの応用盈進学園高等学校体育館【 計測場所及び計測日時 】

5．
1

計測日時：

鶴学園広島工業大学高等学校におけるドローン飛行（4）高輝度 LED 照明をスポーツ施設に設置し，LED 照明環

施工前 2016 年５月 10 日（火）境の評価や関連技術の開発を行い，その後，上記の評価法

施工後 2016 年６月 28 日（月）や技術の教育環境を整備するために，広島工業大学高等学

計測場所：〒720‑0013 広島県福山市千田町大字千田 487‑4

校の鶴学園 50th メモリアル スポーツセンター内で，照明の輝度特性を測定できる仕様のドローンの飛行を試みた。
（Fig. 20Fig. 18

盈進学園高等学校体育館施工前

Fig. 19

盈進学園高等学校体育館施工後

測定機材，Fig. 21

飛行風景）

Fig. 20広島工業大学高等学校のアリーナの直視輝度を測定する機材（左から制御用パソコン，ドローンコントロール装置，ドローン）

Fig. 21

広島工業大学高等学校のアリーナの直視輝度を測定する機材を載せて飛行するドローン

Ｈ・GR 計測
計測機器

E ONE SHOT Glare（ハイランド製）

指標

H・GR 値

計測方法

H・GR 計測・

高さ 1.5m

Fig. 21 に示すように，直視輝度を測定する機材を載せて，アリーナ内を安定飛行する技術を習得した。
5．2 （株）中電工所有の体育館におけるドローン飛行
直視輝度を測定する機材を載せて，アリーナ内をドローンが安定飛行できる技術が習得できたので，照明用光源の眩しさを数値化する一手法として，輝度計測装置を用い，（株）中電工所有の体育館（広島市内）にて３次元輝度測定を試みた。３次元での測定を実現するために，屋外用照明― 239 ―田中武・高地正夫・池田篤志・葛原秀男・松下光一・呉浩廷・栗栖慎也の計測への拡張性を考慮して，ドローンを用いた。以下に測定系を示す。ドローンには輝度計測装置を鉛直方向に取り付け，スティック PC とモバイルバッテリーを搭載した。
輝度計測装置で得られた測定結果をスティック PC 内の専用ソフトウェアでリアルタイムに可視化しており，リモー
トデスクトップ機能を用いて地上のパソコンから測定データの保存ができるシステムとなっている。
【測定系】（Fig. 22（Fig. 20 に測定に用いるルータを追加））
・輝度計測装置（（有）ハイランド社製 ACE-100）・ドローン（DJI 社製 Phantom4）
・スティック PC（マウスコンピューター社製 NH-1）
・汎用 PC・モバイルバッテリー１（ANKER 社製

Astro E1 A1211）

・モバイルバッテリー２（ANKER 社製

Astro E5 A1208）

Fig. 24

Table. 9 地上３ｍにおける LED 照明の輝度測定結果

・無線ルーター（NEC 社製 PA-WF300HP2）㍜ᗐ゛ῼ⿞⨠ࢺ࣭ࣞࣤỏ⏕ PC

地上３ｍにおける LED 照明

最大輝度318.12［cd/㎡］

最小輝度

5.49［cd/㎡］

平均輝度32.79［cd/㎡］

最大 / 最小57.95

318.12［cd/㎡］以上を除いた平均輝度29.73［cd/㎡］

ࢪࢷ࢔ࢴࢠ PC

６.
࣓ࣁ࢕ࣜࣁࢴࢷ࣭ࣛ㸦

おわりに

現在では照明光源は急速に LED への道をたどっており，中には最高輝度が１千万 cd/㎡を超える光源までが出現し࣓ࣁ࢕ࣜࣁࢴࢷ࣭ࣛ㸧

Fig. 22ている。体育館のスポーツ照明として，LED 光源を用い，

↋⥲࣭ࣜࢰ࣭

１）照明用光源の LED 素子単体が見えない状態にする。

ドローンを用いたＬＥＤ照明の輝度測定系

２）実際の直下照度を低下させない。ことで，体育館内の，得られた測定結果の一例（Fig. 24
測定風景（Fig. 23）
および Table 9 を以下に示す。

照度分布の達成，眩しさの低減や，省エネルギー動作等を実現できた。また，その設置例を紹介した。ドローンを用いた測定により，アリーナ内の三次元輝度特性の測定できた。

謝辞

体育館スポーツ照明の直視輝度の３次元測定にご協力頂
いた，鶴学園広島工業大学高等学校（玉田康荘校長）に謝意を表します。また，体育館のスポーツ照明の実施例に関する測定データ等を提供して頂きました財団法人スポーツ環境総合技術推進協議会（http://www.segtpm.com）に謝意を表します。

文Fig. 23

ドローンを用いたＬＥＤ照明の輝度測定風景

献（1）国際照明委員会技術委員会（CIE TC-3-50）， Lighting

quality measures for interior lighting with LED lightingsystems テクニカルレポート，Draft3.0― 240 ―

LED を用いたアリーナのスポーツ照明と，その設置例（2）原直也， LED 照明のグレア評価法の国際標準化に向environment using LED lighting and diffusion plates，

けて ，照学誌，pp.349‑353（2012）．

ELECTROTECHNICA & ELECTRONICA E+E, 50（3）Takeshi Tanaka, Koji Mukai, Masayuki Yamauchi,

Masao Kochi, Atsushi Ikeda, Hideo Kuzuhara, Koichi（5, 6），pp.30‑35（2015）（4）広島工業大学，知の商店街，プロジェクト研究センター

Matsushita, Go Hironobu, A study in a sports lighting― 241 ―のご紹介，2016，p.5.