JPH09265813A

JPH09265813A - 照明方法および照明装置

Info

Publication number: JPH09265813A
Application number: JP7269796A
Authority: JP
Inventors: Shiro Otake; 史郎大竹; Yukio Akashi; 行生明石
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】相関色温度の異なる光源に応じて適切にまぶ
しくない照明装置を製造したり、それらを使用して快適
な光環境を設計する。【解決手段】光源の相関色温度に応じて、少なくとも
鉛直角６０〜９０度の範囲で輝度値を変えて光を照射す
る照明方法であって、光源の相関色温度が３１５０Ｋ以
下であり、鉛直角９０度方向における輝度が６０００cd
/m²以下、鉛直角７０度方向における輝度が８０００cd/
m²以下、もしくは光源の相関色温度が４６００〜５４０
０Ｋであり、鉛直角９０度方向における輝度が６０００
cd/m²以下、鉛直角７０度方向における輝度が４０００c
d/m²以下としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明一般、特にオ
フィスを照明する照明方法および照明装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】様々な照明分野において、光源からの放
射光を有効に利用して作業面に十分な照度の照明光を供
給できるように、光源を取り囲むようにして反射板やプ
リズムを配置して照明する方法が開発され実用化されて
いる。作業面における照度が高いほど視作業性が向上す
ることから、一般に高い照度を供給する照明装置が望ま
しい。ところが、高い照度を供給する照明装置では、一
般に光源から直接的または間接的に放射する光の発光面
の輝度が高いため、この照明装置に対して、作業者がま
ぶしさ（グレア）を感じ、輝度によっては不快であると
いう問題がある。照明装置のまぶしさによる不快感につ
いて、例えば国際照明委員会出版物１１７号（１９９５
年刊）に記されているように、光源の輝度、大きさ、お
よび在室者の視線方向に対して光源がなす角により評価
できる経験式がある。

【０００３】現在、まぶしさを防止するために、前記経
験式をもとに種々の方法によって照明装置の配光制御が
行なわれている。例えば、オフィス照明分野では、照明
装置にルーバー、反射板、遮蔽板等を用いて在室者の目
の方向へ照射される光量を低減する方法が広く用いられ
ている。照明学会や照明器具工業会では、この輝度値
（照明器具直下を０度とする鉛直角６０〜９０度の範囲
の輝度値）の程度によって照明装置のまぶしさ（グレ
ア）防止特性を分類している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】照明装置に用いる光源
は様々な種類がある。それらの光色は、相関色温度によ
って特徴づけられる。蛍光ランプの光色については、電
球色は２６００〜３１５０Ｋ、温白色は３２００〜３７
００Ｋ、白色は３９００〜４５００Ｋ、昼白色は４６０
０〜５４００Ｋ、昼光色は５７００〜７１００Ｋの相関
色温度に対応することが日本工業規格Ｚ９１１２に規定
されている。一般に色の違いは、光によって生じる他の
感覚量（たとえば、「明るさ」）に影響する。発明者ら
は、その類推および実際の光環境を観察し、様々な観測
条件のもとで、光色によってまぶしさが異なるという推
測に確信をもつにいたった。

【０００５】光源の光色とまぶしさとの関係もとにした
発明としては、例えば特開平４ー２５５６０９号公報
（特願平３−９６４２号）「照明装置」がある。この発
明は、光源もしくは照明器具を直視した場合の実験デー
タをもとにして、机上面は相関色温度を高く、机の周辺
は相関色温度を低くすることにより、机上面のまぶしさ
を低減するものである。しかしながら、実際の光環境に
おいては、在室者は視線からはずれた方向にある光源や
照明器具のまぶしさを感じるのであり、机上面を直視し
た状態でまぶしさを感じることは殆どない。

【０００６】また、特開平６ー２９５６０４号公報（特
願平５−１０７４６０号）「スポーツ競技場照明塔」で
も、同様な原理に基づき、競技者の視線方向の光源の相
関色温度を低く、視線からはずれた方向にある光源の相
関色温度を高くすることにより、まぶしさの低減と照明
効率向上とをはかっている。しかしながら、現実には視
線方向からはずれた位置にある光源こそ、まぶしさを感
じ、それによって不快感を生じる原因となることが多
い。

【０００７】すなわち、様々な光色の光源があるにもか
かわらず、光源の相関色温度と、光源が視線方向に対し
てなす角とまぶしさとの関係は明らかでないため、相関
色温度の異なる光源に応じて適切にまぶしくない照明装
置を製造したり、それらを使用して快適な光環境を設計
することはできていなかったことになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の解決手段
は、光源の相関色温度に応じて、少なくとも仰角方向０
〜３０度の範囲で輝度値を変えて光を照射することであ
る。

【０００９】本発明の第２の解決手段は、光源の相関色
温度が３１５０Ｋ以下であり、鉛直角９０度方向におけ
る輝度が６０００cd/m²以下、鉛直角７０度方向におけ
る輝度が８０００cd/m²以下とすることである。

【００１０】本発明の第３の解決手段は、光源の相関色
温度が４６００〜５４００Ｋであり、鉛直角９０度方向
における輝度が６０００cd/m²以下、鉛直角７０度方向
における輝度が４０００cd/m²以下とすることである。

【００１１】本発明の第４の解決手段は、照明装置が在
室者の視線方向に対してなす角度と、前記照明装置から
放射される光の相関色温度とから、予め求めておいた前
記角度と前記相関色温度とまぶしさを感じる輝度の限界
値との関数関係をもとに、まぶしさを感じる輝度の限界
値を予測することである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の解決手段は、光源
の相関色温度に応じて、少なくとも仰角方向０〜３０度
の範囲で輝度値を変えて光を照射することである。

【００１３】本発明の第２の解決手段は、光源の相関色
温度が３１５０Ｋ以下であり、鉛直角９０度方向におけ
る輝度が６０００cd/m²以下、鉛直角７０度方向におけ
る輝度が８０００cd/m²以下とするもので、光源の光色
が電球色である場合について、二つの鉛直角方向につい
て輝度の上限を提供する。

【００１４】本発明の第３の解決手段は、光源の相関色
温度が４６００〜５４００Ｋであり、鉛直角９０度方向
における輝度が６０００cd/m²以下、鉛直角７０度方向
における輝度が４０００cd/m²以下とするもので、光源
の光色が昼白色である場合について、二つの鉛直角方向
について輝度の上限を提供する。

【００１５】本発明の第４の解決手段は、照明装置が在
室者の視線方向に対してなす角度と、前記照明装置から
放射される光の相関色温度とから、予め求めておいた前
記角度と前記相関色温度とまぶしさを感じる輝度の限界
値との関数関係をもとに、まぶしさを感じる輝度の限界
値を予測することで、光源が在室者の視線方向となく角
度だけでなく、光源の相関色温度も加えて、まぶしさを
感じる限界輝度を予測する。

【００１６】発明者らは、本発明に先だって自らの考え
を明らかにするため観測実験を実施した。図２に観測実
験の実験装置のブロック構成を示す。図中１は白熱電
球、２は色フィルタ、３は拡散フィルタ、４は開口、５
はシャッタ、６は白熱電球調光装置、７は固視用指標で
ある。白熱電球１から放射された光は、色フィルタ２を
透過し、拡散フィルタ３を拡散透過する。この光を開口
４およびシャッタ５を通して観測する。観測者は、白熱
電球１からの放射光と色フィルタ２とを組み合わせてつ
くられた分光分布をもつ光を、開口４において一定の大
きさを有する拡散光源として、シャッタ５で決まる時間
だけ観測した。

【００１７】白熱電球１は、白熱電球調光装置６で放射
光量を制御した。白熱電球制御装置６は、交流電源と可
変チョークとから構成し、白熱電球１へ供給する電源の
電圧を変化させることにより調光した。固視用指標７
は、観測者が視線方向を固定するための指標であり、観
測条件に応じて位置を変化させた。光刺激の大きさは、
実際の光環境で光源を見上げる場合に近い条件として視
角寸法１．３度となるよう、開口４の大きさおよび観測
者と開口４との距離を設定した。観測した刺激光のｘｙ
色度は、以下の２種類とした。

【００１８】（ｘ，ｙ）＝（０．４９，０．４２）およ
び（０．３５，０．４３）それぞれの相関色温度は２３００Ｋ（蛍光ランプの光色
区分による電球色の規定における相関色温度の下限より
も低いが、いわゆる「電球」の光色）および５０００Ｋ
（蛍光ランプの光色区分では昼白色）であった。光刺激
の提示位置は、固視用視標７は開口４の中心に対して２
０度の角をなすように配置した場合（以下、偏心度２０
度もしくは周辺視）、用いずにシャッタ５の中心（開口
４の中心と同じ）を固視した場合（以下、偏心度０度も
しくは中心視）の２種類とした。刺激光の提示時間は、
眼球運動の停留時間を考慮して１秒とした。観測者に
は、暗順応状態で固視用指標７を十分固視した後に提示
する刺激光に対して「まぶしい」か「まぶしくない」か
を応答する。この応答が「まぶしい」であった場合は白
熱電球制御装置６により刺激光の輝度を下げ、「まぶし
くない」であった場合は刺激光の輝度を上げた後、観測
を繰り返す。この操作を、観測者の応答が「まぶしい」
と「まずしくない」とが交互に出現し、光刺激の輝度
が、まぶしいと感じる限界の輝度に収束するまで繰り返
した。

【００１９】このようにしてまぶしいと感じる輝度値を
求める手順を、一条件あたり４回以上繰り返し、統計的
操作を可能にした。図３に前記の実験によって得られた
結果を示す。横軸は偏心度、縦軸はまぶしいと感じる限
界の輝度［cd/m²］、白丸は相関色温度２３００Ｋの光
刺激、黒丸は相関色温度５０００Ｋの光刺激である。各
点からのびている棒は、標準偏差を示す。

【００２０】白丸（相関色温度２３００Ｋの光刺激）に
ついて、偏心度０度ではまぶしいと感じる限界の輝度の
平均値は約６０００cd/m² であり、偏心度２０度では約
８０００cd/m² である。すなわち、偏心度とともにまぶ
しさを感じる限界の輝度は増加する。この傾向および限
界値は、前記国際照明委員会出版物１１７号に記載され
た不快グレア評価のための経験式による予測と一致す
る。

【００２１】しかしながら、黒丸（相関色温度５０００
Ｋの光刺激）については、偏心度０度ではまぶしいと感
じる限界の輝度は約６０００cd/m²(相関色温度２３００
Ｋの光刺激と比べて有意な差はない)であるが、偏心度
２０度では約４０００cd/m²である。すなわち偏心度と
ともにまぶしさを感じる限界の輝度は減少する。この傾
向は、前記不快グレア評価のための経験式によっては予
測されておらず、光色によってまぶしさが異なるという
発明者らの推測は実験的に検証できた。

【００２２】したがって、まぶしくない照明装置や光環
境とするためには、光源の光色に応じて、視線方向とな
す角とまぶしさを感じない限界の輝度との関係が異なる
ように設計すればよい。オフィスを想定すると、他の在
室者の顔が見やすくなるような状態は最も重要な行為で
ある。このとき、視線は水平面上にあり、照明装置に対
して鉛直角９０度が在室者に対して偏心度０度に相当
し、照明装置に対して鉛直角７０度が在室者に対して偏
心度２０度に相当する。配光特性を異なるようにする鉛
直角の範囲は、少なくとも前記日本照明器具工業会によ
るグレア分類に使用されている鉛直角６０〜９０度の範
囲とする。

【００２３】特に、相関色温度の高い光源を用いる場合
は、従来からの経験式では予測され得なかったため、ま
ぶしさを防止する配光特性とするためには設計段階で、
前記実験結果に留意する必要がある。その配光特性を図
１に示す。すなわち、鉛直角９０度方向での輝度は相関
色温度に関係なく６０００cd/m² 以下とし、鉛直角７０
度方向において光色が電球色（相関色温度３１５０Ｋ以
下）の場合は輝度は８０００cd/m² 以下（図１ａ）と
し、光色が昼白色（相関色温度４６００〜５４００Ｋ）
の場合は輝度は４０００cd/m² 以下（図１ｂ）とすれば
よい。それ以外の光色もしくは相関色温度の光源を用い
た場合も、前記と同様な実験を行なって求めたによりま
ぶしさを感じない限界の輝度値をもとに配光特性を決め
ることができる。

【００２４】さらに、光源が在室者の視線方向となす角
度と光源の相関色温度とから、前記角度と相関色温度と
まぶしさを感じる輝度の限界値との関数関係をもとに、
光源に対してまぶしさを感じる輝度の限界を、従来から
の経験式では実現できなかった精度で正確に予測するこ
とができる。

【００２５】たとえば、図４に示すように相関色温度を
パラメータとした、偏心度とまぶしさを感じる限界の輝
度との関数関係を、前述と同様な実験を予め実施して求
めておき、設計する光源の相関色温度に応じてまぶしさ
の限界の輝度値と偏心度との関係を読みとればよい。

【００２６】実際の光環境において、光源がまぶしいか
否かを判定する装置があれば、光源もしくはそれを使用
した照明装置の改善目標を明確にすることができる。図
５にまぶしさ判定装置のブロック構成を示す。

【００２７】図５において、１０は照準、１１はカラー
撮像装置、１２は光源検出部、１３は偏心度演算部、１
４は輝度・色度演算部、１５は相関色温度演算部、１６
は限界輝度予測部、１７は比較部、１８は表示部であ
る。照準１０とカラー撮像装置１１とは近接し、照準１
０を通してみた視対象物はカラー撮像装置１１で撮像さ
れる二次元画像の中心にくるように配置する。カラー撮
像装置１１は、色分解系Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの二次元画
像を出力する。

【００２８】光源検出部１２は、前記色分解系出力のう
ち輝度に最も相関の高いＧのみを入力し、その二次元画
像データに対して、中心部Ａ（視線方向に対応）と、数
値が飽和に近い部分Ｂ（光源の方向に対応）のみを１と
し、他をゼロとした二次元画像データを出力する。偏心
度演算部１３は前記二次元画像データを入力し、カラー
撮像装置１１の光学系の主点から撮像素子との距離、カ
ラー撮像装置１１の撮像素子上の実像の長さから前記二
次元画像データ座標における距離との倍率、前記二次元
画像データ座標におけるＡＢ間の距離（数値が１である
二点間の距離）とから、実空間でＡＢがなす角を演算
し、その結果を出力する。

【００２９】輝度・色度演算部１４は、カラー撮像装置
１１からのＲ，Ｇ，Ｂについての二次元画像データと、
光源検出部１２からの二次元画像データを入力し、前記
Ｂの位置における視対象物（光源）の輝度および色度を
演算し、出力する。相関色温度演算部１５は、前記演算
した色度をもとに、相関色温度を演算し出力する。演算
方法は、例えば日本工業規格Ｚ８７２５「光源の分布温
度及び色温度・相関色温度の測定方法」に基づいて行な
う。

【００３０】限界輝度予測部１６は、例えば図４に示す
ように、関数関係を予め入力しておき、偏心度演算部１
３からの出力および相関色温度演算部１５からの出力を
もとに、与えられた相関色温度と偏心度におけるまぶし
さを感じる限界輝度を演算する。比較部１７は、輝度・
色度演算部１４からの輝度に対応する出力と、限界輝度
予測部１６からの出力とを比較し、前者が後者よりも大
きい場合は表示部１８に「まぶしい」と表示（赤色ラン
プ点灯でもよい）し、前者が後者よりも小さい場合は表
示部１８には表示しないものとする。

【００３１】このように構成することにより、実際の光
環境におけるまぶしさを、あらゆる視線方向に対して容
易に評価できる装置を提供できる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、相関色温
度の異なる光源に応じて適切にまぶしくない照明装置を
製造したり、それらを使用して快適な光環境を設計する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b)本発明による照明装置の配光を示す図

【図２】観測実験用実験装置のブロック構成図

【図３】観測実験結果を示す図

【図４】偏心度とまぶしさを感じる限界の輝度との関係
を示す図

【図５】まぶしさ判定装置のブロック構成図

【符号の説明】

１０照準１１カラー撮像装置１２光源検出部１３偏心度演算部１４輝度・色度演算部１５相関色温度演算部１６限界輝度予測部１７比較部１８表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源の相関色温度に応じて、少なくとも鉛
直角６０〜９０度の範囲で輝度値を変えて光を照射する
ことを特徴とした照明方法。
【請求項２】光源の相関色温度に応じて、少なくとも鉛
直角６０〜９０度の範囲で輝度値を変えて光を照射する
照明装置であって、前記光源の相関色温度が３１５０Ｋ以下であり、鉛直角
９０度方向における輝度が６０００cd/m²以下、鉛直角
７０度方向における輝度が８０００cd/m²以下であるこ
とを特徴とした照明装置。
【請求項３】光源の相関色温度に応じて、少なくとも鉛
直角６０〜９０度の範囲で輝度値を変えて光を照射する
照明装置であって、前記光源の相関色温度が４６００〜５４００Ｋであり、
鉛直角９０度方向における輝度が６０００cd/m²以下、
鉛直角７０度方向における輝度が４０００cd/m²以下で
あることを特徴とした照明装置。
【請求項４】照明装置が在室者の視線方向に対してなす
角度と、前記照明装置から放射される光の相関色温度と
から、予め求めておいた前記角度と前記相関色温度とま
ぶしさを感じる輝度の限界値との関数関係をもとに、ま
ぶしさを感じる輝度の限界値を予測することを特徴とし
た予測方法。