JP5774565B2 - 照明器具評価方法、照明器具評価装置および照明器具評価システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、照明器具評価方法、照明器具評価装置および照明器具評価システムに関する。

作業者の視野内に輝度の高い部分が存在すると、作業者に対するグレアの原因となる。グレアは、作業者に対して不快感や見えづらさを生じさせる。そのため、従来から、照明器具の発光面の輝度により生じるグレアの評価方法が規定されている。このグレアの評価結果に従い照明器具の選択や照明環境の設計を行うことで、作業者に対して生じるグレアを抑制することができる。従来技術によるグレア評価方法では、照明器具の輝度として、発光面の平均輝度を用いる。

一方、近年では、省電力や環境への配慮などから、従来から用いられる蛍光ランプを光源とした照明器具に代わり、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を光源として用いた照明器具（以下、ＬＥＤ照明器具と呼ぶ）が普及している。このＬＥＤ照明器具は、それぞれ点光源であるＬＥＤが多数配置されて構成されるため局所的に輝度の高い部分が存在し、発光面の輝度分布が一様にはならない場合がある。

特開平５―７２０３２号公報

ＪＩＳ Ｃ ８１０６：２００８，施設用蛍光灯器具 ＣＩＥ Ｐｕｂ Ｎｏ２９．２： Ｇｕｉｄｅ ｏｎ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｌｉｇｈｔｉｎｇ（１９８６）

上述した従来技術によるグレア評価方法は、ＬＥＤ照明器具などの、発光面に局所的に輝度の高い部分が存在する照明器具については考慮されておらず、適切な評価が得られない可能性があるという問題点があった。この場合、例えば、平均輝度に基づき求めたグレア評価に対して、実際のＬＥＤ照明器具によるグレアがより強くなってしまうおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、発光面に局所的に輝度の高い部分が存在する照明器具を用いた場合でも、適切にグレアを評価することが可能な照明器具評価方法、照明器具評価装置および照明器具評価システムを提供することにある。

実施形態の照明器具評価方法は、照明器具の輝度を照明器具に対する鉛直角毎に取得し、取得した輝度に基づき照明器具によるグレアの分類値を鉛直角毎に取得する。照明器具の発光面の輝度分布に基づき、発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を鉛直角毎に算出し、算出した鉛直角毎の輝度均斉度に基づき鉛直角毎の分類値をそれぞれ補正する。

図１は、各実施形態に適用可能な鉛直角ψを説明する図である。 図２は、第１の実施形態に適用可能なグレア分類を示す図である。 図３は、既存技術を用いて、対象となる照明器具のグレア分類を求める一例の処理を示すフローチャートである。 図４は、各実施形態に適用可能な、見かけの発光面積Ａの算出方法を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に適用可能なグレア分類値を示す図である。 図６は、各実施形態に関連する、ＬＥＤ照明器具と蛍光灯照明器具とを比較する図である。 図７は、第１の実施形態に適用可能な照明器具評価装置の一例の構成を示すブロック図である。 図８は、第１の実施形態による補正値情報の一例の構成を示す図である。 図９は、第１の実施形態による、対象となる照明器具のグレア分類を求める一例の処理を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態に適用可能な、ＣＩＥグレアセーフガードシステムにおける輝度制限について説明するための図である。 図１１は、第２の実施形態に適用可能な、ＣＩＥグレアセーフガードシステムにおける輝度制限について説明するための図である。 図１２は、第２の実施形態に適用可能な、ＣＩＥグレアセーフガードシステムによるグレア評価の一例の処理を示すフローチャートである。 図１３は、第２の実施形態によるグレア評価の一例の処理を示すフローチャートである。 図１４は、第３の実施形態に適用可能なコンピュータの一例の構成を示すブロック図である。 図１５は、第４の実施形態による、位置によって拡散度が異なる拡散板を照明器具の発光面に設けた場合の例を示す図である。 図１６は、第４の実施形態の変形例に適用可能な照明器具の例を示す図である。

（第１の実施形態）
（第１の実施形態に適用可能な既存技術）
以下、第１の実施形態に係る照明器具評価方法について説明する。先ず、理解を容易とするために、第１の実施形態に適用可能な既存技術による照明器具評価方法について説明する。作業者の視野内に輝度の高い部分が存在すると、作業者に対するグレアの原因となる。非特許文献１（ＪＩＳ Ｃ ８１０６：２００８，施設用蛍光灯器具）によると、照明器具の照明による、作業者の視野に入る輝度をできるだけ小さくし、作業者にグレアを与えないようにするグレアの輝度規制方式が規定されている。日本では、蛍光灯照明器具の鉛直角ψが６５°〜８５°における輝度に対して、制限値を段階的に設けてグレアの制限の程度を示すグレア分類を定めている。

なお、鉛直角ψは、図１に示されるように、照明器具１００の発光面に対する法線との角である。作業者１０１Ａおよび１０１Ｂの視線が照明器具１００の発光面よりも低い位置にあり、且つ、視線方向が照明器具１００の発光面の法線に対して直角とする。図１の例では、位置Ａにいる作業者１０１Ａに対する鉛直角ψが６５°であり、位置Ａよりも照明器具１００から離れた位置Ｂにいる作業者１０１Ｂに対する鉛直角ψが８５°であるとする。

図２は、非特許文献１に規定されるグレア分類を示す。図２によれば、グレア分類として、グレアが弱い順にグレア分類「Ｖ」、「Ｇ０」、「Ｇ１ａ」、「Ｇ１ｂ」、「Ｇ２」および「Ｇ３」が定義され、それぞれ、各鉛直角ψ＝６５°、ψ＝７５°およびψ＝８５°について輝度制限値が設定されている。輝度制限値は、対応するグレア分類における輝度値の上限であり、あるグレア分類は、当該グレア分類値に対応する輝度制限値の輝度から、当該グレア分類より１段階グレアが弱いグレア分類における輝度制限値の輝度までを含む。例えば、鉛直角ψ＝６５°において、輝度値が３０００(cd/m²)〜７２００(cd/m²)であれば、グレア分類「Ｇ１ａ」となる。対象となる照明器具１００について、各鉛直角ψについてグレア分類値を求め、最もグレアが強いグレア分類値を、当該照明器具１００のグレア分類とする。

なお、グレア分類では、２種類の分類を含む。第１の分類は、視覚特性から照明器具の輝度を制限するもので、照明器具のＧ分類と呼ぶ。図２におけるグレア分類「Ｇ０」、「Ｇ１ａ」、「Ｇ１ｂ」、「Ｇ２」および「Ｇ３」がＧ分類に含まれる。第２の分類は、ＶＤＴ(Visual Display Terminal)画面の反射グレア防止のために照明器具の輝度を制限するもので、照明器具のＶ分類と呼ぶ。図２におけるグレア分類「Ｖ」がＶ分類に含まれる。

図３は、既存技術を用いて、対象となる照明器具１００のグレア分類を求める一例の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１０で、規定された各鉛直角ψにおける照明器具１００の光度Ｉ_ψと、見かけの発光面積Ａを算出する。各鉛直角ψにおける照明器具１００の光度Ｉ_ψは、照明器具１００の配光曲線から求めることができる。配光曲線は、照明器具１００から放射される光の光度分布を示すもので、例えば照明器具１００の製造元から配光図として提供される。

ここで、見かけの発光面積Ａの算出方法について説明する。見かけの発光面積Ａは、照明器具１００を第１の側面側または第２の側面側に直角の方向から、鉛直角ψで見たときの、照明器具１００の発光面の面積である。

なお、照明器具１００の発光面とは、暗所に照明器具１００を置いたときに光源から出た光が放射される面であり、照明器具１００の開口部とも呼ばれる。発光面から放射される光は、照明器具１００の光源から放射される直接光と、光源から放射された光が照明器具１００が備える反射部材で反射された反射光と、直接光や反射光が拡散板などを介して放射された間接光とを含む。

図４を用いて、見かけの発光面積Ａの算出方法について、具体的に説明する。図４（ａ）は、照明器具１００を第１の側面側（正面側とする）から見た例、図４（ｂ）は、照明器具１００を第２の側面側（側面側とする）から見た例を示す。照明器具１００の正面側の幅を長さＱ、側面側の幅を長さＰとするとき、鉛直角ψにおける見かけの発光面積Ａは、次式（１）で算出される。
Ａ＝ＰＱｃｏｓψ …（１）

説明を図３のフローチャートに戻し、ステップＳ１１で、規定された鉛直角ψ毎に、照明器具１００の輝度Ｌ_ψを算出する。規定された鉛直角ψは、図２の例では、ψ＝６５°、ψ＝７５°およびψ＝８５°の３の角度である。次式（２）に従い、配光図などから求められる照明器具１００の各鉛直角ψの光度Ｉ_ψを、見かけの発光面積Ａで除して正規化した値を、各鉛直角ψにおける照明器具１００の輝度Ｌ_ψとする。
Ｌ_ψ＝Ｉ_ψ／Ａ＝Ｉ_ψ／(ＰＱｃｏｓψ) …（２）

次のステップＳ１２で、ステップＳ１１で算出された各鉛直角ψにおける照明器具１００の輝度Ｌ_ψに基づき図２のグレア分類を参照して、照明器具１００の各鉛直角ψにおけるグレア分類を求める。このとき、図５に例示されるように、各グレア分類に対して、グレアの度合いに応じてグレア分類値を対応付ける。図５の例では、最もグレアの度合いの低いグレア分類「Ｖ」にグレア分類値「０」が対応付けられ、以降、グレアの度合いが高くなるに連れ順次大きなグレア分類値が対応付けられ、最もグレアの度合いの高いグレア分類「Ｇ３」に対しては、最大のグレア分類値「５」が対応付けられている。

次のステップＳ１３で、ステップＳ１２で求められた各鉛直角ψのグレア分類値のうち、最も大きい（グレアの強い）グレア分類値を求め、このグレア分類値に対応するグレア分類を、当該照明器具１００のグレア分類として採用する。

例えば、鉛直角ψ＝６５°における輝度Ｌ_ψが３５００(cd/m²)、鉛直角ψ＝７５°における輝度Ｌ_ψが４０００(cd/m²)、鉛直角ψ＝８５°における輝度Ｌ_ψが４８００(cd/m²)であったとする。この場合、図２のグレア分類および図５のグレア分類値に基づき、照明器具１００は、鉛直角ψ＝６５°およびψ＝７５°のグレア分類値がそれぞれ「２」、鉛直角ψ＝８５°のグレア分類値が「３」である。したがって、最もグレア分類値の高い「３」に対応するグレア分類「Ｇ１ｂ」が照明器具１００のグレア分類として採用される。

（第１の実施形態による照明器具評価方法）
次に、第１の実施形態による照明器具評価方法ついて説明する。上述した既存技術による照明器具評価方法において、照明器具１００のグレア分類を求める際に用いる、各鉛直角ψにおける光度Ｉ_ψは、照明器具１００の配光図から求められる。この配光図は、照明器具１００が点光源であると見做して測光された結果に基づき作成される。したがって、配光図に記される照明器具１００の輝度は、照明器具１００の発光面において輝度が平坦に分布した場合の平均輝度と考えることができる。蛍光灯照明器具は、輝度の分布が平坦であるため、この考え方が適用可能である。

ここで、図６を用いて、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を光源として用いたＬＥＤ照明器具と、蛍光ランプを光源として用いた蛍光灯照明器具とを比較する。図６（ａ）は、ＬＥＤ照明器具１１０およびその発光面の輝度分布の例を示し、図６（ｂ）は、蛍光灯照明器具１２０およびその発光面の輝度分布の例を示す。また、図６（ａ）および図６（ｂ）の下側の図は、それぞれ上側の図に対応する輝度分布の例を示す図であって、横軸がそれぞれ上側の図に対応する位置を示し、縦軸が発光面の輝度Ｌを示す。

蛍光灯照明器具１２０は、図６（ｂ）の例では、直管の蛍光ランプ１２１を光源として用いており、発光面の輝度Ｌの分布は、蛍光ランプ１２１の有効発光範囲において最大輝度Ｌ_maxにて略平坦となっている。実際には、蛍光灯照明器具１２０において、蛍光ランプ１２１からはみ出る部分において輝度Ｌが低下するため、発光面の平均輝度Ｌ_avgは、最大輝度Ｌ_maxに対して若干小さな値となっている。

一方、ＬＥＤ照明器具１１０は、図６（ａ）の例のように、光源として複数のＬＥＤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄおよび１１１ｅを用いている。そのため、図６（ａ）の下側の図に示されるように、各ＬＥＤ１１１ａ〜１１１ｅの位置において局所的に輝度Ｌが高く、各ＬＥＤ１１１ａ〜１１１ｅの間では、輝度Ｌが０に近い値となっている。

したがって、ＬＥＤ照明器具１１０と蛍光灯照明器具１２０とでは、発光面の平均輝度Ｌ_avgが略同一の場合であっても、最大輝度Ｌ_maxが両者で大きく異なる。これは、換言すれば、ＬＥＤ照明器具１１０と蛍光灯照明器具１２０とでは、平均輝度Ｌ_avgと最大輝度Ｌ_maxとの差分ΔＬが大きく異なることを意味する。

そのため、照明器具の平均輝度Ｌ_avgに基づき作成された配光図に従い求められた、各鉛直角ψにおける輝度Ｌに基づくグレア分類方法を、ＬＥＤ照明器具１１０に適用した場合、ＬＥＤ照明器具１１０において、グレア分類結果と実際のグレアとが相違してしまうおそれがある。

そのため、第１の実施形態では、発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を定義して、グレア分類に導入した。発光面の輝度均斉度Ｕは、発光面の平均輝度Ｌ_avgおよび最大輝度Ｌ_maxを用いて、例えば次式（３）によって算出される。輝度均斉度Ｕは、換言すれば、発光面の輝度分布を定量的に示す値であるといえる。
Ｕ＝Ｌ_avg／Ｌ_max …（３）

式（３）によれば、輝度均斉度Ｕは、発光面の平均輝度Ｌ_avgと最大輝度Ｌ_maxとが等しい場合に、最大値の１を取り、平均輝度Ｌ_avgに対して最大輝度Ｌ_maxが大きいほど、小さな値となる。図６（ａ）および図６（ｂ）の例では、図６（ｂ）の蛍光灯照明器具１２０の場合は、輝度均斉度Ｕが１に近い値となり、図６（ａ）のＬＥＤ照明器具１１０の場合は、輝度均斉度Ｕは、蛍光灯照明器具１２０の場合に対してより小さい値となる。

なお、式（３）は一例であって、輝度均斉度Ｕは、他の方法で求めてもよい。例えば、発光面の平均輝度、最大輝度、最小輝度、輝度の標準偏差のうち２の組み合わせを用いて比率を算出し、輝度均斉度Ｕとすることが考えられる。すなわち、（平均輝度，最大輝度）、（平均輝度，最小輝度）、（平均輝度，輝度の標準偏差）、（最大輝度，最小輝度）、（最大輝度，輝度の標準偏差）および（最小輝度，輝度の標準偏差）のうち１の組み合わせで求めた比率を、輝度均斉度Ｕとする。

以下では、輝度均斉度Ｕを、上述の式（３）にて算出するものとする。この場合、輝度均斉度Ｕが小さいほど輝度分布の均一さが低いことを示す。これはこの例にかぎらず、輝度均斉度Ｕの算出方法によっては、輝度均斉度Ｕが大きいほど輝度分布の均一さが低い場合も有り得る。

図７は、第１の実施形態に適用可能な照明器具評価装置の一例の構成を示す。図７において、照明器具評価装置１は、輝度取得部１１、分類値取得部１２、算出部２１および補正部２２を有する。これら輝度取得部１１、分類値取得部１２、算出部２１および補正部２２は、協働するハードウェアによって構成してもよいし、一部または全部をＣＰＵ(Central Processing Unit)上で動作するプログラムにより構成してもよい。

輝度取得部１１は、対象となる照明器具について、配光図を含む器具情報１０に基づき各鉛直角ψ（ψ＝６５°、ψ＝７５°およびψ＝８５°）の輝度を取得する。器具情報１０は、照明器具評価装置１が予め各種の照明器具の器具情報１０が格納されたデータベースから取得してもよいし、ユーザが手動で照明器具評価装置１に入力してもよい。また、対象となる照明器具の各鉛直角ψの輝度は、輝度取得部１１が器具情報１０に含まれる配光図から算出してもよいし、ユーザが別途計算して手動で輝度取得部１１に対して入力してもよい。

分類値取得部１２は、輝度取得部１１で取得された、対象となる照明器具の各鉛直角ψの輝度に基づき、図２に示したような、各鉛直角ψの輝度とグレア分類とを対応付けた分類値テーブル１３を参照して、各鉛直角ψにおけるグレア分類値を取得する。

算出部２１は、測定部２０で測定された、対象となる照明器具の発光面の各鉛直角ψの輝度情報に基づき、輝度均斉度Ｕを算出する。測定部２０は、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などによるイメージャを使用して、照明器具の発光面における各部分の輝度を、イメージャの画素毎に測定する。測定部２０の出力は、例えば、照明器具の発光面をイメージャにより撮像した、輝度成分のみによる撮像画像データである。測定部２０による照明器具の発光面の輝度情報の測定は、各鉛直角ψについて行われる。

算出部２１は、例えば、測定部２０から入力された各鉛直角ψの輝度情報を解析して、発光面の領域を抽出し、抽出された発光面領域の輝度平均値Ｌ_avgと、最大輝度Ｌ_maxとを、各鉛直角ψについて求める。算出部２１は、求められた各鉛直角ψの輝度平均値Ｌ_avgおよび最大輝度Ｌ_maxを用いて、上述した式（３）に従い輝度均斉度Ｕを鉛直角ψ毎に算出する。

補正部２２は、分類値取得部１２で取得した各鉛直角ψのグレア分類値を、算出部２１で算出された各鉛直角ψの輝度均斉度Ｕに基づきそれぞれ補正する。このとき、補正部２２は、各鉛直角ψについて、鉛直角ψ毎に、輝度均斉度Ｕに応じたグレア分類値に対する補正値が対応付けられた補正値情報を、各鉛直角ψの輝度均斉度Ｕに基づき参照して、各鉛直角ψの補正値を求める。

図８は、この第１の実施形態による補正値情報の一例の構成を示す。各鉛直角ψにおいて、輝度均斉度Ｕの範囲に応じてグレア分類値に対する補正値が割り当てられている。輝度均斉度Ｕが平均輝度Ｌ_avgと最大輝度Ｌ_maxとの比率で表されるこの例では、輝度均斉度Ｕが大きいほど、小さな補正値が割り当てられ、輝度均斉度Ｕが小さくなるに連れ、割り当てられる補正値の値が大きくなる。

図８の例では、例えば鉛直角ψ＝６５°では、輝度均斉度Ｕが０．８以上、１．０未満で補正値が−１、輝度均斉度Ｕが０．３５以上、０．８未満で補正値が±０、輝度均斉度Ｕが０．２以上、０．３５未満で＋１、輝度均斉度Ｕが０以上、０．２未満で、＋２となっている。なお、ここでは、算出された輝度均斉度Ｕの値が予め定められた値以下の場合は、当該輝度均斉度Ｕが０であるものと見做している。

この補正値情報は、予め作成されて照明器具評価装置１に保持される。例えば、補正値情報は、照明器具評価装置１が有する補正値テーブル２３として予め記憶され、保持される。

補正部２２は、分類値取得部１２で取得した各鉛直角ψのグレア分類値を輝度均斉度Ｕを用いて補正したグレア分類値のうち、値が最も大きなグレア分類値を選択して、対応するグレア分類を、対象となる照明器具のグレア分類として採用する。採用されたグレア分類は、例えば図示されない表示装置などに表示され、出力される。

このように、第１の実施形態では、輝度均斉度Ｕが小さいほど、グレア分類値がより大きな値に補正され、当該照明器具は、発光面の平均輝度に基づき求めたグレア分類よりもよりグレアが強いと評価される。

図９は、第１の実施形態による、対象となる照明器具のグレア分類を求める一例の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ２０で、測定部２０により、対象となる照明器具の発光面の各部の輝度を、規定された各鉛直角ψ（ψ＝６５°、ψ＝７５°およびψ＝８５°）について測定する。次のステップＳ２１で、算出部２１は、ステップＳ２０で測定された、照明器具の発光面の各部の輝度から、当該発光面の鉛直角ψ毎の輝度均斉度Ｕを算出する。

ステップＳ２２で、輝度取得部１１は、器具情報１０に基づき、規定された各鉛直角ψにおける照明器具の光度Ｉ_θと、見かけの発光面積Ａとを算出する。次のステップＳ２３で、輝度取得部１１は、ステップＳ２２で算出された光度Ｉ_θと見かけの発光面積Ａとに基づき、対象となる照明器具の各鉛直角ψでの輝度Ｌ_ψを算出する。次のステップＳ２４で、分類値取得部１２は、ステップＳ２３で算出された各鉛直角ψでの照明器具の輝度Ｌ_ψに基づき分類値テーブル１３を参照し、照明器具の各鉛直角ψにおけるグレア分類値を求める。

なお、上述のステップＳ２０およびステップＳ２１の処理と、ステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理との順序は、この例に限られない。ステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理を行なってからステップＳ２０およびステップＳ２１の処理を行なってもよいし、ステップＳ２０およびステップＳ２１の処理とステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理とを並列的に実行してもよい。

次のステップＳ２５で、補正部２２は、ステップＳ２１で算出した鉛直角ψ毎の輝度均斉度Ｕに基づきステップＳ２４で求めたグレア分類値を補正する。より具体的には、補正部２３は、ステップＳ２１で算出した鉛直角ψ毎の輝度均斉度Ｕに基づき補正値テーブル２３を参照して、当該各鉛直角ψの輝度均斉度Ｕに対応する各鉛直角ψの補正値を取得する。補正部２２は、補正値テーブル２３から取得した各鉛直角ψの補正値により、ステップＳ２４で求めた各鉛直角ψのグレア分類値をそれぞれ補正する。

処理はステップＳ２６に移行され、補正部２２は、ステップＳ２５で補正された、各鉛直角ψのグレア分類値のうち最も値の大きいグレア分類値を求め、対象となる照明器具のグレア分類値として採用する。

このように、第１の実施形態によれば、発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を定義し、この輝度均斉度を、既存のグレア分類による照明評価に導入しているため、発光面に局所的に高輝度の部分が存在する照明器具についても、適切な評価を行うことができる。したがって、第１の実施形態により評価された照明器具を用いることで、発光面において局所的に輝度が高い部分が存在する場合であっても、適切な照明環境を得ることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る照明器具評価方法について説明する。第２の実施形態は、非特許文献２（ＣＩＥ Ｐｕｂ Ｎｏ２９．２： Ｇｕｉｄｅ ｏｎ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｌｉｇｈｔｉｎｇ（１９８６））による既存の照明器具評価方法に対して、上述した輝度均斉度を導入したものである。

（第２の実施形態に適用可能な既存技術）
先ず、理解を容易とするために、第２の実施形態に適用可能な既存技術による照明器具評価方法について説明する。非特許文献２に示されるＣＩＥ（国際照明委員会）グレアセーフガードシステムでは、照明器具による不快グレアの程度を、照明下で要求される作業の質が高い順に分類値がクラスＡ〜クラスＥの５の質的クラスに分類し、ある設計照度における不快グレアのクラスを維持するために必要となる照明器具の配光制限値をグラフにより求め、照明器具の配光が配光制限値に合致しているか否かを検討する。ＣＩＥグレアセーフガードシステムにおいて輝度制限を受ける範囲は、照明器具に対して鉛直角ψ＝４５°〜８５°の評価角の範囲となる。

図１０および図１１を用いて、ＣＩＥグレアセーフガードシステムにおける輝度制限について説明する。図１０は、質的クラスの分類値と設計照度との関係の例を示す。また、図１１は、輝度制限曲線の例を示す。輝度制限曲線は、各鉛直角ψと輝度制限値との関係を示す。図１１において、各輝度制限曲線に対してインデクスａ〜ｈが付され、図１０の同じインデクスａ〜ｈ設計照度の列に対応付けられる。

また、図１０において、各質的クラスに対して、グレア評価点が対応付けられる。グレア評価点は、第２の実施形態に直接的な関わりがないため、ここでの説明を省略する。

図１２は、ＣＩＥグレアセーフガードシステムによるグレア評価の一例の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ３０で、規定された各鉛直角ψ（ψ＝４５°〜８５°）における照明器具の光度Ｉ_ψと、見かけの発光面積Ａとを算出する。次のステップＳ３１で、照明環境の設計照度ｌｘを算出する。この設計照度ｌｘは、例えば対象となる照明器具が設置される照明環境の設計時に考慮される値である。次のステップＳ３２で、上述の式（２）に従い、ステップＳ３０で算出した各鉛直角ψの光度Ｉ_ψを見かけの発光面積Ａで除して正規化することで、規定された鉛直角ψ毎に照明器具の輝度Ｌ_ψを算出する。規定された鉛直角ψは、鉛直角ψ＝４５°〜８５°の範囲内の複数の角であって、例えば、鉛直角ψ＝４５°〜ψ＝８５°の範囲内で１０°毎に選択される。

次のステップＳ３３で、ステップＳ３２で算出された照明器具の鉛直角ψ毎の輝度Ｌ_ψに基づきＣＩＥ輝度限界曲線の分類を行い、分類結果とステップＳ３１で算出された照明環境の設計照度ｌｘとに基づきグレアの質的クラスを求める。

ステップＳ３３の処理は、より具体的には、図１１のグラフを参照し、照明器具の各鉛直角ψの輝度Ｌ_ψを、それぞれ対応する輝度制限曲線のインデクスに分類する。そして、求められたインデクスに基づき図１０の設計照度と質的クラスとの対応関係を参照して、インデクスと設計照度とに対応する質的クラスを求める。

一例として、設計照度が１０００(lx)、照明器具の例えば鉛直角ψ＝６５°の輝度Ｌ_ψがインデクスｄの輝度制限曲線に分類される値の場合、図１０から、質的クラス＝Ｃが求められる。この結果に対して、質的クラス＝Ｂが必要である場合、例えばインデクスｃに分類される輝度を有する照明器具を選択する。

この場合であっても、照明器具の輝度が発光面の平均輝度に基づき算出されているため、ＬＥＤ照明器具のような、発光面において局所的に輝度の高い部分が存在する照明器具を用いた場合、実際のグレアにそぐわない評価結果が得られてしまうおそれがある。

（第２の実施形態による照明器具評価方法）
次に、第２の実施形態による照明器具評価方法について説明する。第２の実施形態は、ＣＩＥグレアセーフガードシステムによるグレア評価方法に対して、第１の実施形態で説明した輝度均斉度を導入する。なお、第２の実施形態によるＣＩＥグレアセーフガードシステムによるグレア評価を行う構成は、図７を用いて説明した、第１の実施形態による照明器具評価装置１をそのまま適用可能であるため、ここでの詳細な説明を省略する。

図１３は、第２の実施形態によるグレア評価の一例の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ４０で、測定部２０により、対象となる照明器具の発光面の各部の輝度を、規定された各鉛直角ψ（例えばψ＝４５°〜８５°の範囲で１０°毎に選択）について測定する。次のステップＳ４１で、算出部２１は、ステップＳ４０で測定された、照明器具の発光面の各部の輝度に基づき、例えば上述の式（３）に従い、当該発光面の各鉛直角ψの輝度均斉度Ｕを算出する。

処理はステップＳ４２に移行され、輝度取得部１１は、器具情報１０に基づき、規定された各鉛直角ψにおける照明器具の光度Ｉ_ψと、見かけの発光面積Ａとを算出する。輝度取得部１１は、次のステップＳ４３で、照明環境の設計照度ｌｘを算出する。この設計照度ｌｘは、例えば対象となる照明器具が設置される照明環境の設計時に考慮される値である。輝度取得部１１は、次のステップＳ４４で、上述の式（２）に従い、ステップＳ４０で算出した各鉛直角ψの光度Ｉ_ψを見かけの発光面積Ａで除して正規化することで、規定された鉛直角ψ毎に照明器具の輝度Ｌ_ψを算出する。

なお、上述のステップＳ４０およびステップＳ４１の処理と、ステップＳ４２〜ステップＳ４４の処理との順序は、この例に限られない。ステップＳ４２〜ステップＳ４４の処理を行なってからステップＳ４０およびステップＳ４１の処理を行なってもよいし、ステップＳ４０およびステップＳ４１の処理とステップＳ４２〜ステップＳ４４の処理とを並列的に実行してもよい。

次のステップＳ４５で、分類値取得部１２は、ステップＳ４４で算出された照明器具の鉛直角ψ毎の輝度Ｌ_ψに基づきＣＩＥ輝度限界曲線の分類を行い、分類結果とステップＳ４３で算出された照明環境の設計照度ｌｘとに基づきグレアの質的クラスを求める。すなわち、照明器具の各鉛直角ψの輝度Ｌ_ψについて、図１１のグラフを参照して、分類される輝度制限曲線のインデクスをそれぞれ求め、求めたインデクスに基づき図１０の設計照度と質的クラスとの対応関係を参照して、インデクスと設計照度とに対応する質的クラスを求める。

なお、これら図１０の設計照度と質的クラスとの対応関係と、図１１のグラフデータは、それぞれテーブルとして分類値テーブル１３に予め記憶されるものとする。分類値取得部１２は、この分類値テーブル１３に記憶される各テーブルを参照して、グレアの質的評価を求める。

次のステップＳ４６で、補正部２２は、ステップＳ４１で算出した各鉛直角ψの輝度均斉度Ｕと、輝度均斉度Ｕの範囲と補正値とを対応付けた補正値情報とに基づき、グレアの質的クラスに対する補正値を求める。補正部２２は、求めた各鉛直角ψの補正値のうち最も大きな値の補正値を、グレアの質的クラスに対する補正値として選択する。

第２の実施形態における補正値情報は、図８を用いて説明した第１の実施形態による補正値情報と同様に、各鉛直角ψについて、輝度均斉度Ｕの範囲毎に補正値が対応付けられて構成される。例えば、輝度均斉度Ｕに対して、値が連続し且つ値が重複しない複数の範囲が設定され、各範囲に対して補正値が対応付けられる。輝度均斉度Ｕが式（３）に従い算出される場合、より小さな輝度均斉度Ｕに対してより大きな補正値が対応付けられる。このように構成された補正値情報は、予め作成され、例えば補正値テーブル２３に記憶され保持される。補正部２２は、補正値テーブル２３を参照して、補正値を求める。

次のステップＳ４７で、補正部２２は、ステップＳ４６で選択した補正値を用いて、グレアの質的クラスを補正する。例えば、補正部２２は、ステップＳ４６で選択した補正値に従い、グレアの質的クラスをシフトさせる。より具体的には、グレアの質的クラスにおいて、クラスＡが最も高いクラスとし、以降、クラスＢ、クラスＣ、クラスＤおよびクラスＥの順にクラスが１段階ずつ低くなり、高いクラスほど、グレアをより抑制することが求められるものとする。この場合、補正値が大きな値ほど、質的クラスをより低いクラスに補正する。

一例として、質的クラスがクラスＢであり、補正値が＋１であれば、クラスＢを１段階低いクラスＣに補正する。また、質的クラスがクラスＢであり、補正値が＋２であれば、クラスＢを２段階低いクラスＤに補正する。また、質的クラスがクラスＢであり、補正値が−１であれば、クラスＢを１段階高いクラスＡに補正する。

このように、第２の実施形態においても、発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を、既存のグレアの質的クラスによる照明評価に導入している。そのため、第２の実施形態では、発光面に局所的に高輝度の部分が存在する照明器具を照明環境に用いる場合についても、適切な評価を行うことができる。したがって、第２の実施形態により補正された質的クラスに基づき照明器具の選択や設計照度を決定することで、発光面において局所的に輝度が高い部分が存在する場合であっても、適切な照明環境を得ることが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、上述した第１の実施形態または第２の実施形態による照明器具評価装置を、コンピュータ上で動作するプログラムにより実現した例である。図１４は、第３の実施形態に適用可能なコンピュータ４００の一例の構成を示す。

図１４に例示されるコンピュータ装置４００において、バス４０１に対してＣＰＵ４０２、ＲＯＭ(Read Only Memory)４０３、ＲＡＭ(Random Access Memory)４０４および表示制御部４０５が接続される。また、バス４０１に対して、ハードディスク４０７、ドライブ装置４０８、入力部４０９、通信Ｉ／Ｆ４１０およびデータＩ／Ｆ４１１が接続される。

ＣＰＵ４０２は、ＲＯＭ４０３およびハードディスク４０７に記憶されるプログラムに従い、ＲＡＭ４０４をワークメモリとして用いて、このコンピュータ４００の全体を制御する。表示制御部４０５は、ＣＰＵ４０２により生成された表示制御信号を、表示装置４０６が表示可能な信号に変換して出力する。

ハードディスク４０７は、上述のＣＰＵ４０２が実行するためのプログラムが格納されると共に、入力画像となる画像データや他のデータが格納される。ドライブ装置４０８は、脱着可能な記録媒体４２０が装填可能とされ、当該記録媒体４２０に対するデータの読み書きを行うことができる。ドライブ装置４０８が対応可能な記録媒体４２０としては、ＣＤ(Compact Disk)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)といったディスク記録媒体や、不揮発性の半導体メモリが考えられる。

入力部４０９は、外部からのデータの入力を行う。例えば、入力部４０９は、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)やＩＥＥＥ１３９４(Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394)といった所定のインターフェイスを有し、このインターフェイスにより外部の機器からのデータ入力を行う。入力画像の画像データは、この入力部４０９から入力することができる。

また、入力部４０９に対して、キーボードやマウスといった入力デバイスが接続される。ユーザは、例えば表示装置４０６に対する表示に応じてこれら入力デバイスを操作することで、コンピュータ装置４００に対して指示を出すことができる。

通信Ｉ／Ｆ４１０は、所定のプロトコルを用いて外部の通信ネットワークと通信を行う。入力画像の画像データを、この通信Ｉ／Ｆ４１０を介して外部の通信ネットワークから供給してもよい。

データＩ／Ｆ４１１は、外部からのデータの入力を行う。また、データＩ／Ｆ４１１は、外部機器の制御を行う際のインターフェイスとしても機能する。例えば、データＩ／Ｆ４１１は、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)やＩＥＥＥ１３９４(Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394)といった所定のインターフェイスを有し、このインターフェイスにより外部の機器からのデータ入力を行ったり、外部機器を制御するためのコマンドやステータスのやり取りを行う。

ＣＰＵ４０２は、このデータＩ／Ｆ４１１を介して測定部２０の制御を行うことができる。また、測定部２０から出力された測定結果のデータは、このデータＩ／Ｆ４１１を介してコンピュータ４００に入力される。例えばＣＰＵ４０２により測定部２０を制御して測定結果データを得るようにすることで、コンピュータ４００を用いた照明器具評価システムを構成することができる。

上述した輝度取得部１１と、分類値取得部１２と、算出部２１と、補正部２２は、ＣＰＵ４０２上で動作する照明器具評価プログラムによって実現される。また、分類値テーブル１３および補正値テーブル２３は、ＨＤ４０７やＲＡＭ４０４により実現される。

第１および第２の実施形態に係る照明器具評価方法を実行するための照明器具評価プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体４２０に記録して提供される。これに限らず、照明器具評価プログラムを、ＲＯＭ４０３に予め記憶させて提供してもよい。

さらに、第１および第２の実施形態に係る照明器具評価方法を実行するための照明器具評価プログラムを、インターネットなどの通信ネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、通信ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第１および第２の実施形態に係る照明器具評価方法を実行するための画像処理プログラムを、インターネットなどの通信ネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

第１および第２の実施形態に係る照明器具評価方法を実行するための照明器具評価プログラムは、例えば、上述した各部（輝度取得部１１と、分類値取得部１２と、算出部２１と、補正部２２）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ４０２が例えばハードディスク４０７から当該画像処理プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置（例えばＲＡＭ４０４）上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、上述した輝度均斉度の思想を適用した照明器具に関するものである。すなわち、発光面において局所的に輝度の高い部分が存在する光源を用いた照明器具に対し、発光面から放射される輝度を拡散させる仕組みを取り入れることで、発光面の輝度の分布をより均一化する。これにより、当該照明器具の輝度均斉度がより向上し、発光面の輝度分布が蛍光灯照明器具の輝度分布に近いものとなり、既存のグレア分類や、グレアの質的クラスによる評価を適用した場合の、評価と実際のグレアとの差異が低減される。

発光面から放射される輝度を拡散させる仕組みは、様々に考えられる。図１５は、位置によって拡散の度合い（以下、拡散度と呼ぶ）が異なる拡散板を照明器具の発光面に設けた場合の例である。図１５（ａ）は、位置によって拡散度が異なる拡散板１３２を用いた例、図１５（ｂ）は、厚みに応じて拡散度が変わり、位置によって厚みが異なる拡散板１４２を用いた例をそれぞれ示す。

図１５（ａ）において、照明器具１３０は、例えばＬＥＤを光源１３１として用いたＬＥＤ照明器具であるとする。この照明器具１３０における発光面の法線方向を図中に矢印で示す方向とし、各鉛直角ψに応じた領域１３２ａ、１３２ｂおよび１３２ｃ毎に拡散度が異なる拡散板１３２を、発光面に設ける。

このとき、図２や図１１に示したように、鉛直角ψが９０°に近いほど輝度の制限値が低くなり、作業者がよりグレアを感じやすいことが分かる。したがって、拡散板１３２の各領域１３２ａ、１３２ｂおよび１３２ｃは、鉛直角ψが９０°により近い領域１３２ａの拡散度を最も高くし、領域１３２ｂ、領域１３２ｃと、鉛直角ψが小さくなるに連れ拡散度を順次低くする。鉛直角ψが０°の近傍の領域で拡散度を最も小さくする。

なお、図１５（ａ）の例では、拡散板１３２の拡散度が各領域１３２ａ、１３２ｂおよび１３２ｃの順に段階的に変化するように示したが、これはこの例に限定されない。すなわち、拡散板１３２は、位置に応じて連続的に拡散度が変化するようにしてもよい。

図１５（ｂ）において、照明器具１３０の発光面に対して、各鉛直角ψに応じた領域１４２ａ、１４２ｂおよび１４２ｃ毎に厚みを変化させた拡散板１４２を発光面に設ける。この場合においても、より鉛直角ψが９０°に近い領域１４２ｃの厚みを最も厚くして拡散度を大きくさせ、領域１４２ｂ、領域１４２ａと、鉛直角ψが小さくなるに連れ拡散板１４２の厚みを減らして拡散度を順次低くする。鉛直角ψが０°の近傍の領域で拡散板１４２の厚みを最も薄くし、拡散度を最も小さくする。

なお、図１５（ｂ）の例では、拡散板１４２の厚みが各領域１４２ａ、１４２ｂおよび１４２ｃの順に段階的に変化するように示したが、これはこの例に限定されない。すなわち、拡散板１４２は、位置に応じて連続的に厚みが変化するようにしてもよい。

（第４の実施形態の変形例）
次に、第４の実施形態の変形例について説明する。第４の実施形態の変形例は、光源が設けられる光源面と、拡散板が設けられる発光面との間の距離を可変とした照明器具に関するものである。

光源としてＬＥＤのような局所的に輝度の高い部分が存在する光源を用いる場合、光源面と発光面との距離を大きくするに連れ、発光面から放射される照明光の輝度は下がる一方で、発光面の輝度が均一化され、輝度均斉度が向上される。また、光源面と発光面との距離を小さくすると、発光面から放射される照明光の輝度が上がる一方で、発光面に局所的に輝度の高い部分が現れるようになり、輝度均斉度が下がる。照明器具の目的などに応じて光源面と発光面との間の距離を調整して、様々な場面において適切な照明を得ることが可能となる。

図１６は、第４の実施形態の変形例に適用可能な照明器具の例を示す。図１６（ａ）において、照明器具１５０は、例えばＬＥＤが光源として配列された光源面１５１と、光源面１５１からの光が放射される発光面１５５と、支柱１５２ａ、１５２ｂおよび１５３とを有する。光源面１５１は、支柱１５２ａ、１５２ｂおよび１５３に対して、これら支柱１５２ａ、１５２ｂおよび１５３をガイドとして、水平を保ったまま上下に移動可能なように取り付けられる。

例えば、光源面１５１は、クランク１５４を回転させることで駆動される昇降機構により、クランク１５４を第１の方向に回転させることで上昇し、反対方向に回転させることで下降するようになっている。また、クランク１５４を止めると、光源面１５１は、その高さで停止するようになっている。クランク１５４は、手動で回転させてもよいし、モータなどで回転駆動させてもよい。図１６（ｂ）は、クランク１５４を回転させて光源面１５１を上昇させた場合の例を示す。

このように構成された照明器具１５０によれば、光源面１５１の高さを調整して発光面１５５における輝度均斉度を制御することができ、照明器具１５０の設置環境に応じてグレアが制御された照明を得ることができる。また、同一の設置環境であっても、輝度を重視した設定とグレア防止を重視した設定とを容易に切り替えることができ、状況に応じた照明を得ることができる。

なお、本発明は上述した各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 照明器具評価装置
１０ 器具情報
１１ 輝度取得部
１２ 分類値取得部
１３ 分類値テーブル
２０ 測定部
２１ 算出部
２２ 補正部
２３ 補正値テーブル
１００，１３０，１５０ 照明器具
１１０ ＬＥＤ照明器具
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１１１ｅ ＬＥＤ
１２０ 蛍光灯照明器具
１２１ 蛍光ランプ
１３１ 光源
１３２，１４２ 拡散板
１５１ 光源面
１５２ａ，１５２ｂ，１５３ 支柱
１５４ クランク
１５５ 発光面
４００ コンピュータ

Claims (8)

1. 照明器具の輝度を、該照明器具に対する鉛直角毎に取得する輝度取得ステップと、
   前記輝度に基づき前記照明器具によるグレアの分類値を前記鉛直角毎に取得する分類値取得ステップと、
   前記照明器具の発光面の輝度分布に基づき、該発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を前記鉛直角毎に算出する算出ステップと、
   前記鉛直角毎の前記輝度均斉度に基づき前記鉛直角毎の前記分類値をそれぞれ補正する補正ステップと
   を有する
   ことを特徴とする照明器具評価方法。
2. 前記補正ステップは、
   前記分類値を、前記輝度均斉度がより低い均一さを示すほど、より強いグレアを示す分類値になるように補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明器具評価方法。
3. 前記算出ステップは、
   前記発光面の平均輝度と、最大輝度と、最小輝度と、輝度の標準偏差とのうち２を前記輝度分布から求めて前記輝度均斉度を算出する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明器具評価方法。
4. 前記算出ステップは、
   前記輝度分布から求めた前記発光面の平均輝度と最大輝度との比率を前記輝度均斉度として算出する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明器具評価方法。
5. 前記補正ステップは、
   予め用意された、前記鉛直角毎の前記輝度均斉度と、分類値に対する補正値とが関連付けられた補正値情報を用いて、前記分類値取得ステップで取得された前記鉛直角毎の分類値をそれぞれ補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の照明器具評価方法。
6. 前記輝度取得ステップは、
   前記照明器具が設置される照明環境の設計照度をさらに取得し、
   前記分類値取得ステップは、
   前記輝度取得ステップで前記鉛直角毎に取得した輝度と、前記設計照度とを用いて前記分類値を前記鉛直角毎に取得する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の照明器具評価方法。
7. 照明器具の輝度を、該照明器具に対する鉛直角毎に取得する輝度取得部と、
   前記輝度に基づき前記照明器具によるグレアの分類値を前記鉛直角毎に取得する分類値取得部と、
   前記照明器具の発光面の輝度分布に基づき、該発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を前記鉛直角毎に算出する算出部と、
   前記鉛直角毎の前記輝度均斉度に基づき前記鉛直角毎の前記分類値をそれぞれ補正する補正部と
   を有する
   ことを特徴とする照明器具評価装置。
8. 照明器具の発光面の輝度分布を測定する測定部と、
   照明器具の輝度を、該照明器具に対する鉛直角毎に取得する輝度取得部と、
   前記輝度に基づき前記照明器具によるグレアの分類値を前記鉛直角毎に取得する分類値取得部と、
   前記輝度分布に基づき発光面の輝度分布の均一さを示す輝度均斉度を前記鉛直角毎に算出する算出部と、
   前記鉛直角毎の前記輝度均斉度に基づき前記鉛直角毎の前記分類値をそれぞれ補正する補正部と
   を有する
   ことを特徴とする照明器具評価システム。

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