JP5633572B2

JP5633572B2 - 照明環境評価方法及び照明環境評価装置

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Publication number: JP5633572B2
Application number: JP2012537772A
Authority: JP
Inventors: 瑶子野口
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
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Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2014-12-03
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Description

本発明の実施形態は、照明環境評価方法及び照明環境評価装置に関する。

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、水平面照度を用いることがある。JIS（日本工業標準調査会）では、室内照明、建築業向けに水平面照度を用いた照度基準を規定している。

照明設計においては、このような水平面照度を用いた照明環境の評価方法を主に用いてきた。しかし、水平面照度は、床や机に入射する単位面積当たりの光束を表すものであって、人間の目に届く光を表すものではなく、空間の印象を適切に評価できるとは限らない。

これに対し、近年、人間の感じ方に近い照明設計が可能であるとして輝度を用いた評価方法が採用されるようになってきた。例えば、非特許文献１においては、人間は、光源が強いという感覚と、空間に光が満ちているという感覚（光量感）とを区別して知覚することが可能であり、空間の明るさ感の決定要因は光量感であることが記載されている。非特許文献１では、この理論を基に、輝度分布を用いた光量感の算定を試みている。

また、特許文献１においては、観測者の視野内に照明空間の特定領域を設定し、この特定領域において輝度の分布を求め、求めた輝度分布から極めて高い輝度（光源輝度）を除いた後に幾何平均輝度求め、この幾何平均輝度を空間の明るさ感覚指標に用いる手法を提案している。例えば、特許文献１においては、デジタルカメラによって写真をとり、撮像画像の輝度分布を求めることで、特定領域の幾何平均輝度を求めることができる。

しかしながら、既存の空間については写真を撮ることによって幾何平均輝度の算出が可能であるが、竣工前の室内空間のように輝度分布画像の撮影が不可能な場合には、配光データに基づくシミュレーションを行う必要がある。配光データに基づくシミュレーションは、コンピュータグラフィクスのソフトウェアを用いた時間と手間のかかる作業であり、簡単に特定領域の輝度分布を求めることはできない。
特開２００７−１７１０５５号公報石田泰一郎他著、「空間の明るさ感の心理的決定要因―光源の強さ感と空間の光量感」、照明学会誌、Vol.84,NO.8A,pp473-479(2000)

本発明の実施形態は、空間内の鉛直面上の点における照度を用いることで、簡単に空間の明るさ感を評価することができる照明環境評価方法及び照明環境評価装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る照明環境評価方法は、評価対象の照明空間内に所定の面を設定する手順と；前記所定の面上に観測設定点を設定する手順と；前記照明空間内の光を反射する反射物に関する情報及び前記照明空間内に設けられた照明器具に関する情報に基づいて、前記反射物による間接光のみに基づく前記観測設定点における照度を算出して算出結果を前記照明空間の明るさ感の指標とする手順と；前記照明器具からの光のうち直接光のみに基づく照度を算出する手順と；前記照明器具からの光のうち前記反射物による間接光のみに基づく照度を算出する手順と；前記直接光のみに基づく照度と前記間接光のみに基づく照度との割合を算出する手順と；前記照度の割合の情報を出力する手順と；を具備する。

本発明の第１実施の形態に係る照明環境評価装置を示すブロック図。本実施の形態における光情報設定部１１の設定を説明するための説明図。明るさ感の評価値を求める手法を説明するためのフローチャート。明るさ感の評価値を求める他の手法を説明するためのフローチャート。主観評価の評価スケールを示す説明図。横軸に実験に際して求めた水平面照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、水平面照度と明るさ感評価との関係を示すグラフ。横軸に直接光及び間接光による眼前照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、直接光を含む眼前照度と明るさ感評価との関係を示すグラフ。横軸に間接光のみによる眼前照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価との関係を示すグラフ。本発明の第２の実施の形態を示すフローチャート。眼前照度分布を示す説明図。本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。第３の実施の形態を示すフローチャート。照明条件が異なる空間を説明するための説明図。情報出力部１３による表示例を示す説明図。第３の実施の形態において図４のフローチャートに対応した動作フローを示すフローチャート。横軸に間接光のみによる眼前照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価との関係を示すグラフ。光情報設定部１１の他の設定を説明するための説明図。図１７の所定の面２８’上に設定した観測設定点における間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価値との関係を示すグラフ。

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。

実施形態に係る照明環境評価方法は、評価対象の照明空間内に所定の面を設定する手順と；前記所定の面上に観測設定点を設定する手順と；前記照明空間内の光を反射する反射物に関する情報及び前記照明空間内に設けられた照明器具に関する情報に基づいて、前記反射物による間接光のみに基づく前記観測設定点における照度を算出して算出結果を前記照明空間の明るさ感の指標とする手順と；を具備する。

また、前記明るさ感の指標とする手順は、前記照明器具からの光のうち直接光と前記反射物による間接光とに基づく前記観測測定点における第１の照度を算出する手順と、前記照明器具からの光のうち直接光に基づく前記観測測定点における第２の照度を算出する手順と、前記第１及び第２の照度の算出結果に基づいて、前記反射物による間接光のみに基づいて、前記観測設定点における照度を算出するものである。

また、実施形態に係る照明環境評価方法は、更に、法線方向が異なる複数の所定の面上の複数の観測設定点及び異なる位置の複数の観測設定点のうちの少なくとも一方の複数の観測設定点について求めた前記反射物による間接光のみに基づく照度を用いて前記照明空間内の明るさ感の分布を求める手順を具備する。

また、実施形態に係る照明環境評価方法は、前記照明器具からの光のうち直接光のみに基づく照度を算出する手順と；前記照明器具からの光のうち前記反射物による間接光のみに基づく照度を算出する手順と；前記直接光のみに基づく照度及び間接光のみに基づく照度の情報を出力する手順と；を具備する。

また、実施形態に係る照明環境評価方法は、前記照明器具からの光のうち直接光のみに基づく照度を算出する手順と；前記照明器具からの光のうち前記反射物による間接光のみに基づく照度を算出する手順と；前記直接光のみに基づく照度と前記間接光のみに基づく照度との割合を算出する手順と；前記照度の割合の情報を出力する手順と；を具備する。

また、実施形態に係る照明環境評価方法は、前記所定の面が、鉛直面である。

また、実施形態に係る照明環境評価装置は、上記照明環境評価方法を用いて前記照明空間内の明るさ感を評価するものである。

図１は本発明の第１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。

照明環境評価装置１０には、光情報設定部１１が設けられている。光情報設定部１１は、評価対象の照明空間内の照明に関する環境を設定する。光情報設定部１１は、設定した照明に関する環境の情報を照度計算部１２に供給するようになっている。照度計算部１２は光情報設定部１１からの情報に基づいて照度を算出する。

本実施の形態においては、光情報設定部１１は、評価対象の照明空間内に所定の鉛直面を想定し、この鉛直面内の所定位置に入射する光を求めるように、設定を行うようになっている。所定の鉛直面及び鉛直面内の点（以下、観測設定点という）は、評価対象の照明空間内に想定する人物の目の方向（視線方向）及び位置に対応して設定される。

照度計算部１２は、鉛直面内の観測設定点における照度（以下、眼前照度ともいう）を計算し、計算結果を評価対象の照明空間における明るさ感を表す情報として出力するようになっている。即ち、本実施の形態においては、目の位置に想定した鉛直面内の観測設定点の照度によって目に届く光を表すものである。情報出力部１３は照度計算部１２によって算出された明るさ感を表す情報を明るさ感の指標として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。

図２は本実施の形態における光情報設定部１１の設定を説明するための説明図である。

評価対象の照明空間２１は、天井２２、壁２３及び床２４によって囲まれた室内空間である。天井２２には照明器具２５が配設されている。床２４上には人物２６が立っている。本実施の形態においては、人物２６の目２７の直前に鉛直面２８を想定する。鉛直面２８は、人物２６の目２７の視線方向に垂直に配置される。

この鉛直面２８には、照明器具２５からの直接光２９（破線）、壁２３による間接光３０、床２４による間接光３１等が入射される。照度計算部１２は、鉛直面２８の観測設定点に入射する光の照度によって照明空間における明るさ感を求める。更に、照度計算部１２は、鉛直面２８に入射する光のうち直接光２９を除く間接光のみを用いて照度を求めることで、照明空間における明るさ感を一層精度良く求めることができるようになっている。

図３は明るさ感の評価値を求める手法を説明するためのフローチャートである。

光情報設定部１１は、ステップＳ１において、照明に関する環境情報として、配置する照明器具の台数及び位置、照明器具の配光特性のデータ、空間を構成する天井、壁、床及び空間内に配置される設置物等の光を反射する物体（以下、天井、壁、床等も含めて反射物という）の反射面の位置、サイズ及び反射率等を設定する。

照度計算部１２は、鉛直面中の目に対応する点を観測設定点とし、反射物の反射面における属性に応じて反射率を設定して、観測設定点における照度を算出する（ステップＳ２）。照度計算部１２は、例えば、公知の手法を採用して照度計算を行うことができる。

ステップＳ２において照度計算部１２が求めた照度は、観測設定点に直接光及び間接光が照射されることで得られる照度（以下、直接光を含む眼前照度ともいう）である。本実施の形態においては、明るさ感の評価精度を向上させるために、直接光による影響を除去する。即ち、照度計算部１２は、ステップＳ３において、反射物の反射面における反射率をその属性に拘わらず全て０％と仮定して、照度計算を行う。従って、ステップＳ３における照度計算では、直接光に基づく照度のみが得られる。

照度計算部１２は、ステップＳ４において、ステップＳ２によって算出した照度値からステップＳ３において算出した照度値を減算する。こうして、照度計算部１２は、間接光に基づく観測設定点の照度（以下、間接光のみによる眼前照度ともいう）を得る。

図４は明るさ感の評価値を求める他の手法を説明するためのフローチャートである。図４において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。

照度計算部１２は、ステップＳ２２において、反射物の反射面を仮想的に分割する。次に、照度計算部１２は、各分割面が照明器具から受けた直射光束に各分割面の反射率を乗じる（ステップＳ２３）。照度計算部１２は、当該分割面が、ステップＳ２３において得られた値の光束を発散する二次光源であると見なし、各二次光源が観測設定点に形成する照度を算出する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４によって得られる照度は、間接光のみによる眼前照度である。

次に、照度計算部１２が計算した眼前照度が照明空間における明るさ感を表す指標として有効であることを実験により説明する。

この実験は、室内空間における照明条件を変化させながら、１０名の被験者による主観評価を行って、指標の有効性を調べるためのものである。実験を行う室内空間には、天井に８つの照明器具、１つの壁に２つの壁側照明器具と７つの埋込型照明器具を配置し、これらの照明器具の点灯及び消灯を変化させると共に、室内空間に配置した机の水平面照度が異なる値となるように調光を行って、計１３通りの照明条件を設定した。

図５は主観評価の評価スケールを示す説明図である。被験者は、各照明条件での照明環境において、図５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５の例では、非常に暗いと感じた場合から非常に明るいと感じた場合までを１３段階に分け、明るさの印象に応じて１点から１３点までの点数を付けるようにする。各照明条件毎に全被験者の個人ポイントを平均して、各照明条件における明るさ感評価値とする。

図６乃至図８は実験結果を説明するためのものであり、図６乃至図８の各プロット点は各照明条件毎の値を示している。図６乃至図８は、夫々水平面照度と明るさ感評価値との関係、直接光を含む眼前照度と明るさ感評価値との関係、間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価値との関係を示すものである。照度は全て対数軸で表示している。

図６は横軸に実験に際して求めた水平面照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、水平面照度と明るさ感評価との関係を示すグラフである。図６の分布から、水平面照度に対して、明るさ感評価値のばらつきが大きいことが分かる。即ち、水平面照度は、明るさ感評価として有効な指標になり得るとは限らないことが分かる。なお、図６は直線によってｙ＝３．６１Ｌｎ（ｘ）−１３．９７で表される回帰式を示し、決定係数Ｒ^２は０．４５であり、相関係数は０．６７の例を示している。

図７は横軸に直接光及び間接光による眼前照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、直接光を含む眼前照度と明るさ感評価との関係を示すグラフである。図７の分布から、直接光を含む眼前照度に対して、明るさ感評価値のばらつきが比較的小さいことが分かる。即ち、本実施の形態における直接光及び間接光に基づく眼前照度は、明るさ感評価として有効な指標になり得ることが分かる。なお、図７は直線によってｙ＝１．９６Ｌｎ（ｘ）−２．７７で表される回帰式を示し、決定係数Ｒ^２は０．６２であり、相関係数は０．７９の例を示している。

図８は横軸に間接光のみによる眼前照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価との関係を示すグラフである。図８の分布から、間接光のみによる眼前照度に対して、明るさ感評価値のばらつきが十分に小さいことが分かる。即ち、本実施の形態における間接光のみに基づく眼前照度は、明るさ感評価として極めて有効な指標になり得ることが分かる。なお、図８は直線によってｙ＝４．５０Ｌｎ（ｘ）−８．１３で表される回帰式を示し、決定係数Ｒ^２は０．８６であり、相関係数は０．９３の例を示している。

このように本実施の形態においては、評価対象の照明空間に鉛直面を設定し、この鉛直面上の観測設定点における直接光を除く間接光のみによる眼前照度を求め、この値を明るさ感評価の指標とする。

特許文献１及び非特許文献１においては、輝度分布から得た幾何平均輝度を用いて明るさ感評価の指標を規定している。しかしながら、輝度分布の算出には、空間中の全ての点からの光を空間中の全ての点において観測する必要があり、膨大な演算が必要である。これに対し、本実施の形態においては、明るさ感評価の指標として眼前照度を用いており、輝度分布を得るためのシミュレーションを行う時間や手間、コストを削減し、水平面照度を求める場合と同様の工数で簡単な計算によって極めて有効な明るさ感評価の指標を算出することができる。

図９は本発明の第２の実施の形態を示すフローチャートである。図９において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態におけるハードウェア構成は、第１の実施の形態と同様である。

第１の実施の形態においては、評価対象の照明空間において、１つの鉛直面を設定し、鉛直面内の１つの観測設定点の照度を眼前照度として求めて明るさ感の指標とした。これに対し、本実施の形態は評価対象の照明空間における複数の眼前照度を明るさ感の評価の指標として用いるものである。例えば、照明空間内に複数の鉛直面を設定し、各鉛直面内の各１つの観測設定点における照度を夫々眼前照度として求めるのである。また、照明空間内の１つの鉛直面内の複数の観測設定点における照度を夫々眼前照度として求めてもよい。また、照明空間内の同一点であっても、鉛直面の法線方向毎に眼前照度は異なる。即ち、鉛直面の法線方向が異なれば、照明空間内の同一点であっても、観測設定点は異なることになる。このような鉛直面の同一位置の法線方向毎に複数の眼前照度を求めてもよい。

図９のステップＳ３２において、照度計算部１２は、照明空間内の１つの鉛直面上の観測設定点を設定する。次に、照度計算部１２は、設定した観測設定点における眼前照度を算出する。眼前照度の算出方法としては例えば図３、図４に示す手法を採用することができる。

次に、照度計算部１２は、ステップＳ３４において、全ての観測設定点における眼前照度を算出したか否かを判定する。全ての観測設定点における眼前照度を算出していない場合には、ステップＳ３２に処理を戻して、前回とは異なる観測設定点を設定して、処理を繰り返す。

照度計算部１２は、全ての観測設定点における眼前照度を算出すると、ステップＳ３５において、眼前照度分布を求める。

図１０は間接光のみの眼前照度分布を示す説明図である。図１０は天井、床及び壁Ｈ１〜Ｈ４によって囲まれた間口６ｍ、奥行き４ｍ、高さ３ｍの照明空間の平面を示しており、塗り潰し部分にて鉛直面を示している。なお、この鉛直面は、図１０に示すように、観測者の視線に対応して設定されている。各鉛直面に設定される観測設定点における視線方向を壁Ｈ１の壁面ｈ１に垂直な方向で壁面ｈ１向きに設定し、高さを床面から１．５ｍに固定している。観測設定点は平面的には照明空間に等間隔に配置されるように、１ｍ間隔で２１箇所に配置される。

照度計算部１２は、設定した全ての観測設定点における間接光のみの眼前照度を求めると、同一の照度値が得られる観測設定点同士を結ぶことで、間接光のみの眼前照度の分布を求める。図１０の例のように、観測設定点が少ない場合には、各観測設定点間における間接光のみの眼前照度を補間によって求めて間接光のみの眼前照度の分布を求めてもよい。観測設定点の数は、多いほど眼前照度の分布が精度よく求められると考えられるが、計算時間とのバランス考慮して自由に増減すればよい。

図１０の例では、狭い間隔の右上がり斜線部は眼前照度が６０−９０［ｌｘ］の範囲であり、狭い間隔の左上がり斜線部は眼前照度が３０−６０［ｌｘ］の範囲であり、広い間隔の右上がり斜線部は眼前照度が０−３０［ｌｘ］の範囲である。

図１０の間接光のみの眼前照度分布によって、照明空間における明るさ感を容易に把握することが可能である。図１０の例では、壁面ｈ１を向いて観測した場合には、壁面ｈ１に近い位置において明るさ感が高く、壁面ｈ１から離れた位置では明るさ感が低いことが分かる。

このように本実施の形態においては、簡単な照度計算によって、有効な明るさ感の指標を得ることができると共に、間接光のみの眼前照度分布を得ることで、照明空間における明るさ感の分布状態を把握することができるという利点がある。

特許文献１においては、明るさ感の指標の算出の仮定で輝度分布を求めているが、最終的には、求めた輝度分布の幾何平均を明るさ感の指標としており、照明空間の明るさ感をひとつの数値のみによって評価している。これに対し、本実施の形態においては、簡単な計算で照明空間の眼前照度分布を取得しており、同一の空間内であっても観測者の位置や向きによって変化する空間の明るさ感について十分に反映した指標を得ることができる。

図１１は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図１１において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

照度計算部２２は、照度計算部１２と同様の構成であり、照度計算部１２と同様の手法によって明るさ感の評価値を求めるようになっている。例えば、照度計算部２２は、図３のステップＳ２〜Ｓ４の手順によって、直接光を含む眼前照度、直接光に基づく照度、間接光のみによる眼前照度を得る。

本実施の形態においては、照度計算部２２は、直接光を含む眼前照度のうち、直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度との割合を算出する。照度計算部２２は、直接光を含む眼前照度、直接光に基づく照度、間接光のみによる眼前照度、及びその割合の情報を情報出力部１３に出力するようになっている。

情報出力部１３は、照度計算部２２から与えられた直接光を含む眼前照度、直接光に基づく照度、間接光のみによる眼前照度、及びその割合の情報をユーザに提示するようになっている。

次にこのように構成された実施の形態の動作について図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２は第３の実施の形態を示すフローチャートである。図１２において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。また、図１３は照明条件が異なる空間を説明するための説明図である。図１４は情報出力部１３による表示例を示す説明図である。

図１３（ａ），（ｂ）は異なる照明条件によって撮影した同一空間３１ａ，３１ｂを示しており、同一空間３１ａ，３１ｂの同一位置、同一方向に向けて配置した図示しない同一カメラによって同一の撮影範囲を撮像して得た撮像画像を示している。

空間３１ａ，３１ｂは四方が壁に囲まれた室内空間であり、空間３１ａの天井には照明ランプ３２ａが配設されており、空間３１ｂの天井には照明ランプ３２ｂが配設されている。照明ランプ３２ａ，３２ｂによって、空間３１ａ，３１ｂは異なる照明条件で照明される。

しかし、カメラのレンズ位置における鉛直面照度Ｅ１，Ｅ２は、いずれも３００［ｌｘ］と等しい値になるように設定されている。従来の照明計算装置においては、鉛直面照度Ｅ１，Ｅ２のみを表示するようになっており、従来の照明計算装置により得られる値だけでは、これらの空間３１ａ，３１ｂの明るさの印象に差がないと解釈される。

しかし実際には、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、奥の壁の明るさの分布の相違から、空間３１ａと空間３１ｂとでは、明るさの印象が異なっており、空間３１ｂの方が空間３１ａによりも明るさ感が大きいと感じられる。

そこで、本実施の形態においては、照度計算部２２は、直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度との割合を求めるようになっている。即ち、照度計算部２２は、図１２のステップＳ１〜Ｓ４において、直接光を含む眼前照度、直接光に基づく照度及び間接光のみによる眼前照度を求める。更に、照度計算部２２は、ステップＳ５において、直接光と間接光の照度の割合を求める。

いま、照度計算部２２による計算の結果、空間３１ａにおいては、直接光に基づく照度が２４０［ｌｘ］であり、間接光のみによる眼前照度が６０［ｌｘ］であったものとする。この場合には、照度計算部２２は、直接光に基づく照度の割合が８０［％］であり、間接光のみによる眼前照度の割合が２０［％］であると算出する。

また、照度計算部２２による計算の結果、空間３１ｂにおいては、直接光に基づく照度が１８０［ｌｘ］であり、間接光のみによる眼前照度が１２０［ｌｘ］であったものとする。この場合には、照度計算部２２は、直接光に基づく照度の割合が６０［％］であり、間接光のみによる眼前照度の割合が４０［％］であると算出する。

照度計算部２２は、これらの計算結果を情報出力部１３に出力する。情報出力部１３は照度計算部２２の計算結果を例えばディスプレイ上に表示する。例えば、情報出力部１３は、図１３（ａ），（ｂ）の撮像画像を表示すると共に、これらの撮像画像に対応させて下記表１のような計算結果の表示を行う。

表１

また、情報出力部１３は、図１４に示すように、照度計算部２２の計算結果をグラフ表示によって表示してもよい。図１４（ａ）は鉛直面照度に基づく表示を示している。図１４（ａ）においては、目に届く光の総量は、空間３１ａと空間３１ｂとで同一である。

これに対し、図１４（ｂ）は直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度との割合が分かるように表示した例であり、図１４（ｂ）の斜線部が間接光のみによる眼前照度を示している。図１４（ｂ）の表示によれば、直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度との割合を直感的に把握しやすい。

ユーザは、上記表１や図１４（ｂ）に示す直接光に基づく照度を比較することで、空間３１ａの方が空間３１ｂよりも光源の強さ感が大きいことを認識することができる。また、ユーザは、表１や図１４（ｂ）の間接光のみによる眼前照度を比較することで、空間３１ｂの方が空間３１ａよりも光量感が大きいことを認識することができる。また、空間の明るさ感は光量感に影響を受けることから、空間３１ｂの方が空間３１ａよりも明るさ感が高いと考察することができる。また、直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度との割合を表示することで、さまざまな条件の比較評価がしやすくなる。

なお、情報出力部１３は、直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度とのみを表示してもよく、また、これらの照度の割合のみを表示するようにしてもよい。

このように本実施の形態においては、直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度とを別々に提示すると共に両者の割合を提示することができ、ユーザは、その点における光源の強さ感と光量感がどの程度であるかを容易に把握することができ、照明環境の印象をより詳細に考察することが可能となる。

なお、上記実施の形態においては、図３と同様のフローによって直接光に基づく照度、間接光のみによる眼前照度及び両者の割合を求める例を説明したが、図４と同様のフローによってこれらの値を求めることが可能である。

図１５はこの場合の動作を説明するためのフローチャートである。図１５において図４と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。

図１５のフローを採用する場合には、照度計算部２２は、ステップＳ２２において、光源の出射面及び反射物の反射面を仮想的に分割する。次に、照度計算部２２は、反射物については、各分割面が照明器具から受けた直射光束に各分割面の反射率を乗じる（ステップＳ２３）。

照度計算部２２は、ステップＳ２５において、光源の分割面を一次光源とし、反射物の分割面はステップＳ２３において得られた値の光束を発散する二次光源であると見なして、各一次光源及び二次光源が観測設定点に形成する照度を夫々算出する。各一次光源による照度が直接光に基づく照度であり、各二次光源による照度が間接光のみによる眼前照度である。そして、照度計算部２２は、算出した直接光に基づく照度と間接光のみによる眼前照度との割合を求める。

他の作用は図１２のフローを採用する場合と同様である。また、上記第３の実施の形態を第２の実施の形態に適用することも可能である。

ところで、上記各実施の形態においては、眼前照度、特に間接光のみによる眼前照度が照明空間における明るさ感を表す指標として極めて有効であることを説明した。上述した図６乃至図８の実験結果は、この有効性を証明するものである。上記各実施の形態によって求めた眼前照度、特に間接光のみによる眼前照度は、光源（照明器具）の種類に拘わらず、照明空間における明るさ感を表す有効な指標となり得ると考えられる。

図１６は光源の種類に拘わらず、このような有効性が得られることを説明するためのものである。即ち、図１６は図６乃至図８によって示した実験と同様の実験を行って得た実験結果を示すグラフである。即ち、実験を行う室内空間には、天井に８つの照明器具、１つの壁に２つの壁側照明器具と７つの埋込型照明器具を配置し、これらの照明器具の点灯及び消灯を変化させると共に、室内空間に配置した机の水平面照度が異なる値となるように調光を行って、計１０通りの照明条件を設定した。そして、室内空間における照明条件を変化させながら、１０名の被験者による主観評価を行って、指標の有効性を調べる。

図６乃至図８によって示す実験では、全ての照明器具として蛍光灯を採用したのに対し、図１６によって示す実験では全ての照明器具としてＬＥＤを採用すると共に、照明条件の数が１０通りである。他の実験環境は相互に同一である。また、図１６においても図５に示す主観評価の評価スケールを採用しており、図５の評価スケールに従って評価を行い、各照明条件毎に全被験者の個人ポイントを平均して、各照明条件における明るさ感評価値とする。

図１６は横軸に間接光のみによる眼前照度をとり縦軸に実験結果の明るさ感評価値をとって、間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価との関係を示している。図１６の各プロット点は各照明条件毎の値を示している。図１６は間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価値との関係を示すものであり、照度は全て対数軸で表示している。

図１６の分布から、ＬＥＤ照明を採用した場合においても、間接光のみによる眼前照度に対して、明るさ感評価値のばらつきが十分に小さいことが分かる。即ち、上記実施の形態において求めた間接光のみに基づく眼前照度は、ＬＥＤ照明の場合にも、明るさ感評価として極めて有効な指標になり得ることが分かる。

また、図１６は直線によってｙ＝４．４４Ｌｎ（ｘ）−７．９７で表される回帰式を示し、決定係数Ｒ^２は０．８７であり、相関係数は０．９３の例を示している。即ち、図８に示す直線と図１６に示す直線とは、極めて近似している。これにより、上記実施の形態において求めた間接光のみに基づく眼前照度は、照明器具が蛍光灯であるかＬＥＤであるかに拘わらず、同一の尺度で共通に用いることが可能な明るさ感評価の指標であることが分かる。

また、上記各実施の形態においては、所定の鉛直面を設定して、鉛直面上の観測設定点における眼前照度を求めた。鉛直面を設定したのは、人物が直立する場合の視線方向を想定したからであり、人物が上方や下方を向いている場合のように、水平でない視線方向を想定した場合には、例えば、観測設定点は鉛直方向から人物の顔に応じて傾斜した面上に設定した方がよい。

図１７はこの場合における光情報設定部１１（図１参照）の設定を説明するための説明図である。図１７は人物２６の目２７の直前に想定する面として鉛直面２８に代えて所定の面２８’を想定した点が図２と異なるのみである。所定の面２８’は、人物の２６の目２７の視線方向に直交する面である。

図１８は図１６に示す実験と同様の実験によって、図１７の所定の面２８’上に設定した観測設定点における間接光のみによる眼前照度と明るさ感評価値との関係を示すグラフである。なお、所定の面２８’は、仰角２５度に設定したものである。図１８の分布から、観測設定点を鉛直面でなく所定角度傾斜面上に設定した場合でも、間接光のみによる眼前照度に対して、明るさ感評価値のばらつきが十分に小さいことが分かる。即ち、上記実施の形態において求めた間接光のみに基づく眼前照度は、観測設定点を設ける所定の面の角度（仰角）に拘わらず、明るさ感評価として極めて有効な指標になり得ることが分かる。

なお、図１８は直線によってｙ＝４．１４Ｌｎ（ｘ）−７．０７で表される回帰式を示し、決定係数Ｒ^２は０．９０であり、相関係数は０．９５の例を示している。

本出願は、２０１０年１０月８日に日本国に出願された特願２０１０−２２８９６９号及び２０１１年１月２１日に日本国に出願された特願２０１１−１１１９１号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

評価対象の照明空間内に所定の面を設定する手順と；
前記所定の面上に観測設定点を設定する手順と；
前記照明空間内の光を反射する反射物に関する情報及び前記照明空間内に設けられた照明器具に関する情報に基づいて、前記反射物による間接光のみに基づく前記観測設定点における照度を算出して算出結果を前記照明空間の明るさ感の指標とする手順と；
前記照明器具からの光のうち直接光のみに基づく照度を算出する手順と；
前記照明器具からの光のうち前記反射物による間接光のみに基づく照度を算出する手順と；
前記直接光のみに基づく照度と前記間接光のみに基づく照度との割合を算出する手順と；
前記照度の割合の情報を出力する手順と；
を具備する請求項１に記載の照明環境評価方法。
前記明るさ感の指標とする手順は、前記照明器具からの光のうち直接光と前記反射物による間接光とに基づく前記観測測定点における第１の照度を算出する手順と、
前記照明器具からの光のうち直接光に基づく前記観測測定点における第２の照度を算出する手順と、
前記第１及び第２の照度の算出結果に基づいて、前記反射物による間接光のみに基づいて、前記観測設定点における照度を算出する
請求項１に記載の照明環境評価方法。
法線方向が異なる複数の所定の面上の複数の観測設定点及び異なる位置の複数の観測設定点のうちの少なくとも一方の複数の観測設定点について求めた前記反射物による間接光のみに基づく照度を用いて前記照明空間内の明るさ感の分布を求める手順
を具備する請求項１又は２に記載の照明環境評価方法。
前記直接光のみに基づく照度及び間接光のみに基づく照度の情報を出力する手順；
を具備する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の照明環境評価方法。
前記所定の面は、鉛直面である
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の照明環境評価方法。
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の照明環境評価方法を用いて前記照度の割合の情報を出力することを特徴とする照明環境評価装置。