特許 6409336 照明装置、及び照明システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6409336

(24)【登録日】2018年10月5日

(45)【発行日】2018年10月24日

(54)【発明の名称】照明装置、及び照明システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20181015BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20181015BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20181015BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20181015BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20181015BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 L

   G06T7/00 130

   F21V9/40

   F21S2/00 350

   H05B37/02 G

   F21Y115:10

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-106240(P2014-106240)

(22)【出願日】2014年5月22日

(65)【公開番号】特開2015-26601(P2015-26601A)

(43)【公開日】2015年2月5日

【審査請求日】2017年4月12日

(31)【優先権主張番号】特願2013-127332(P2013-127332)

(32)【優先日】2013年6月18日

(33)【優先権主張国】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 〔刊行物名〕 日本色彩学会誌 第３８巻 第３号（２０１４年）、平成２６年５月１日発行

(73)【特許権者】

【識別番号】000000192

【氏名又は名称】岩崎電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北野 貫

(72)【発明者】

【氏名】柴田 周作

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００９８０７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２３８４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−５８８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ９／４０

Ｇ０６Ｔ ７／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数色の光を単独、又は混光して照明光を出射する照明装置において、
前記照明光の色に応じて、照射箇所の輝度、及び色度と、前記照射箇所に対して人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した知覚強度値ＰＳとの間に成り立つ所定の関係式に基づいて求めた、当該人が感じる前記知覚強度値ＰＳの値が予め設定した知覚強度基準値となるように前記照明光の光量を調整するコントローラを有し、
前記関係式は、次の式（Ａ）及び（Ｂ）であることを特徴とする照明装置。

・白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい知覚強度値ＰＳと知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとし、ＬＣ／ＬＷ＞１．０のとき白色光の強度よりも低い色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＝１．０のとき白色光の強度と等しい色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＜１．０のとき白色光の強度よりも高い色彩強度とし、
白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい知覚強度値ＰＳと知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとした場合、色彩強度ＣＳ（ＣＳ＝知覚強度値ＰＳ）は、関係式（Ａ）に示すように、等強度の白色の輝度で表される。
ＬＷ＝（１０＾ｆ’）・ＬＣ → ＣＳ＝１０＾（ｆ’）・ＬＣ ・・・（Ａ）
・係数ｆ’は、有彩色刺激のｕ’ｖ’色度座標で定まる補正係数である。
ｆ’＝１．３３８−２．８４５ｖ’−１７．１ｕ’ｖ’＋３６．６ｕ’^２ｖ’
＋１１１ｕ’ｖ’^３＋７０３ｕ’^３ｖ’^２−５７１ｕ’^２ｖ’^３
−１５３６ｕ’^４ｖ’^２＋１６９３ｕ’^４ｖ’^３ ・・・（Ｂ）

【請求項2】

前記関係式は、前記照射箇所の視野角が５°以上の所定角度で成り立つ式であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

既知の前記照明光の分光分布と前記照射箇所の分光反射率との組み合わせに基づいて、前記照射箇所の輝度、及び色度を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記知覚強度基準値を調整可能にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置。

【請求項5】

複数色の光を単独、又は混光して照明光を出射する照明装置と、
前記照明装置の照明光を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記照明光の色に応じて、照射箇所の輝度、及び色度と、前記照射箇所に対して人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した知覚強度値ＰＳとの間に成り立つ所定の関係式に基づいて求めた、当該人が感じる前記知覚強度値ＰＳの値が予め設定した知覚強度基準値となるように前記照明光の光量を調整することを前記照明装置に指示するコントローラを有し、
前記関係式は、次の式（Ａ）及び（Ｂ）であることを特徴とする照明システム。

・白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい知覚強度値ＰＳと知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとし、ＬＣ／ＬＷ＞１．０のとき白色光の強度よりも低い色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＝１．０のとき白色光の強度と等しい色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＜１．０のとき白色光の強度よりも高い色彩強度とし、
白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい知覚強度値ＰＳと知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとした場合、色彩強度ＣＳ（ＣＳ＝知覚強度値ＰＳ）は、関係式（Ａ）に示すように、等強度の白色の輝度で表される。
ＬＷ＝（１０＾ｆ’）・ＬＣ → ＣＳ＝１０＾（ｆ’）・ＬＣ ・・・（Ａ）
・係数ｆ’は、有彩色刺激のｕ’ｖ’色度座標で定まる補正係数である。
ｆ’＝１．３３８−２．８４５ｖ’−１７．１ｕ’ｖ’＋３６．６ｕ’^２ｖ’
＋１１１ｕ’ｖ’^３＋７０３ｕ’^３ｖ’^２−５７１ｕ’^２ｖ’^３
−１５３６ｕ’^４ｖ’^２＋１６９３ｕ’^４ｖ’^３ ・・・（Ｂ）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、照明装置、及び照明システムに係り、複数の色の光を使って照明する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、照明光の色を有彩色にして照明する、いわゆるカラーライティングと呼ばれる照明が知られている。このような照明は、例えば光源ランプからの光を、カラーフィルタを通して照明光の色を選択して行う手法、或いは、ネオン管などの色付けされた光源を用いて行う手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
近年では、互いに発光色が異なる複数の発光素子（例えばＬＥＤ等）を組み合わせて光源を構成した照明装置も知られており、このような照明装置では、点灯させる発光素子を選択的に制御することで、照明光の色や光量を瞬時に可変して照明するカラーライティングが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−２３４４０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、照明設計においては、基準面の照度や照らし出される物（以下、「照射対象物」と言う）の測光量（照度、輝度など）に基づく設計値を満たすように、照明装置の設置灯数や照射光の照射角度を、計算または実際に測定し決定している。カラーライティングにおいても、照明光の色ごとに測光量を計算または実際に測定し、いずれの色の照明光で照射した場合でも、照射対象物において画一的な測光量に基づく設計値を満たすように、照明装置設置灯数や照射光の照射角度を決定することがある。

【0005】

しかしながら、白色光に比べ青色光や赤色光は、分光視感効率に基づく測光量に寄与する割合が低い短波長または長波長成分を多く含むため、白色光と同程度の照度や輝度を得ようとすると、その分、照明光の光量を大きくする必要があり、照明装置の消費電力が増大することになる。

【0006】

また、従来の照明設計の手法には、次の別の問題点もある。
すなわち、従来、輝度の等しい色刺激であっても刺激純度または彩度の変化によって、知覚される色の明るさが変化する現象（いわゆる、ヘルムホルツ−コールラウシュ（Helmholtz-Kohlrausch phenomenon）効果）が知られている。したがって、実際に、照明光を任意の色に変えた場合に、照射箇所の輝度が一定であっても、照射箇所に対して人が感じる明るさは異なってしまうことがある。

【0007】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、分光視感効率に基づく測光量に寄与する割合が低い波長成分を多く含む照明光の色で照明する場合でも、消費電力の増大を抑えることができ、また、照明光の色を変えた場合に、意図せずに前記照射箇所に対して人が感じる明るさの変化が生じることを抑えることができる照明装置、及び照明システム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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は、複数色の光を単独、又は混光して照明光を出射する照明装置において、前記照明光の色に応じて、照射箇所の輝度、及び色度と、前記照射箇所に対して人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した知覚強度値ＰＳとの間に成り立つ所定の関係式に基づいて求めた、当該人が感じる前記知覚強度値ＰＳの値が予め設定した知覚強度基準値となるように前記照明光の光量を調整するコントローラを有し、前記関係式は、次の式（Ａ）及び（Ｂ）であることを特徴とする。
・白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい知覚強度値ＰＳと知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとし、ＬＣ／ＬＷ＞１．０のとき白色光の強度よりも低い色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＝１．０のとき白色光の強度と等しい色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＜１．０のとき白色光の強度よりも高い色彩強度とし、
白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい強度（知覚強度値ＰＳ）と知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとした場合、色彩強度ＣＳ（ＣＳ＝知覚強度値ＰＳ）は、関係式（Ａ）に示すように、等強度の白色の輝度で表される。
ＬＷ＝（１０＾ｆ’）・ＬＣ → ＣＳ＝１０＾（ｆ’）・ＬＣ ・・・（Ａ）
・係数ｆ’は、有彩色刺激のｕ’ｖ’色度座標で定まる補正係数である。
ｆ’＝１．３３８−２．８４５ｖ’−１７．１ｕ’ｖ’＋３６．６ｕ’^２ｖ’
＋１１１ｕ’ｖ’^３＋７０３ｕ’^３ｖ’^２−５７１ｕ’^２ｖ’^３
−１５３６ｕ’^４ｖ’^２＋１６９３ｕ’^４ｖ’^３ ・・・（Ｂ）

【0010】

また本発明は、上記照明装置において、前記関係式は、前記照射箇所の視野角が５°以上の所定角度で成り立つ式であることを特徴とする。
また本発明は、上記照明装置において、既知の前記照明光の分光分布と前記照射箇所の分光反射率との組み合わせに基づいて、前記照射箇所の輝度、及び色度を求めることを特徴とする。
また本発明は、上記照明装置において、前記所定値を調整可能にしたことを特徴とする。

【0012】

また本発明は、複数色の光を単独、又は混光して照明光を出射する照明装置と、前記照明装置の照明光を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記照明光の色に応じて、照射箇所の輝度、及び色度と、前記照射箇所に対して人が感じる明るさとの間に成り立つ所定の関係式とに基づいて求めた、当該人が感じる明るさの値が知覚強度値ＰＳとの間に成り立つ所定の関係式に基づいて求めた、当該人が感じる前記知覚強度値ＰＳの値が予め設定した知覚強度基準値となるように前記照明光の光量を調整することを前記照明装置に指示するコントローラを有し、前記関係式は、次の式（Ａ）及び（Ｂ）であることを特徴とする照明システムを提供する。
・白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい強度（知覚強度値ＰＳ）と知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとし、ＬＣ／ＬＷ＞１．０のとき白色光の強度よりも低い色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＝１．０のとき白色光の強度と等しい色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＜１．０のとき白色光の強度よりも高い色彩強度とし、
白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい強度（知覚強度値ＰＳ）と知覚された有彩色円形刺激の輝度を値ＬＣとした場合、色彩強度ＣＳ（ＣＳ＝知覚強度値ＰＳ）は、関係式（Ａ）に示すように、等強度の白色の輝度で表される。
ＬＷ＝（１０＾ｆ’）・ＬＣ → ＣＳ＝１０＾（ｆ’）・ＬＣ ・・・（Ａ）
・ここで、係数ｆ’は、有彩色刺激のｕ’ｖ’色度座標で定まる補正係数である。
ｆ’＝１．３３８−２．８４５ｖ’−１７．１ｕ’ｖ’＋３６．６ｕ’^２ｖ’
＋１１１ｕ’ｖ’^３＋７０３ｕ’^３ｖ’^２−５７１ｕ’^２ｖ’^３
−１５３６ｕ’^４ｖ’^２＋１６９３ｕ’^４ｖ’^３ ・・・（Ｂ）

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、前記照明光の色に応じて、照射箇所の輝度、及び色度と、照射箇所に対して人が感じる明るさとの間に成り立つ所定の関係式とに基づいて求めた、当該人が感じる明るさの値が所定値となるように照明光の光量が調整される。
このため、分光視感効率に基づく測光量に寄与する割合が低い照明光の色で照明する場合には、測光量を所定の基準に一律に維持する場合に比べ、人が感じる明るさの程度を所定値に維持しつつも低い光量での照明が可能になる。この結果、照明光の光量が下げられる分、消費電力の増大を抑えることができ、高い省エネルギー性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係る照明システムの構成の模式図である。

【図2】ｘｙ色度座標における刺激純度の変化を説明するための図である。

【図3】等しい知覚明るさを生じさせる測光量の比の一例を示す概念図である。

【図4】分光視感効率と複数色の光の分光分布の一例を示す図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る照明システムの構成の模式図である。

【図6】実験装置の模式図である。

【図7】白色円形刺激と有彩色円形刺激の模式図である。

【図8】実験対象の白色円形刺激、及び有彩色円形刺激をｕ’ｖ’色度座標上に布置した図である。

【図9】実験対象のｕ’ｖ’色度の数値を示した図である。

【図10】等強度輝度比ＬＣ／ＬＷの結果を示した箱ひげ図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る照明システム１の構成の模式図である。
この照明システム１は、照射対象物３を演出照明に供されるシステムであり、照明装置の一例たる複数台の投光器２と、これらの投光器２による照明を制御するコントローラ４とを備えている。演出照明の例としては、屋外の建造物（例えば橋やタワー等)や看板等のライトアップ、又は、舞台の演出照明或いは特殊照明が挙げられる。

【0016】

投光器２は、照明光を出射する光源部６と、照明光の光量を可変する調光ユニット８とを備えている。この投光器２は、光源部６が三原色の赤色光、緑色光、及び青色光を照明光として個別に、又は混光して任意の色に変えて出射可能に構成されており、具体的には、赤色光源９Ａ、緑色光源９Ｂ、及び青色光源９Ｃを備えている。これら赤色光源９Ａ、緑色光源９Ｂ、及び青色光源９Ｃは、例えばＬＥＤ等の発光素子で構成されており、赤色光源９Ａには赤色光を発するＬＥＤ、緑色光源９Ｂには緑色光を発するＬＥＤ、及び青色光源９Ｃには青色光を発するＬＥＤがそれぞれ用いられている。

【0017】

調光ユニット８は、光源部６を制御して、照明光の色、及び光量を可変するものである。具体的には、調光ユニット８は、赤色光源９Ａ、緑色光源９Ｂ、及び青色光源９Ｃごとに個別に光量を調整可能に構成されている。赤色光、緑色光、及び青色光の混光比を調整することで、赤色、緑色、及び青色の単色、並びに、これらの混光により得られる白色を含め、任意の色の照明光が得られる。
調光ユニット８は、上記コントローラ４と通信線１２を通じて接続され、当該コントローラ４より制御信号Ｃｍを受信し、当該制御信号Ｃｍに基づいて光源部６の照明光の色、及び光量を調整する。

【0018】

なお、この照明システム１が備える複数台の投光器２の各々は、その光源の種類、照明装置の定格光束、配光が必ずしも一致する必要はなく、その設置位置や照射範囲等に応じて適宜に異ならせることができる。
また、照明システム１における投光器２の台数は１台でも良い。

【0019】

コントローラ４は、投光器２の各々の照明を統括的に制御するものであり、色指定部１４と、知覚明るさ指定部１６と、光量決定部１８と、を備えている。
色指定部１４は、照明光の色または照射箇所の色度を指定する色指定値Ｂａを光量決定部１８に入力するものであり、例えば各種の操作子を有する操作部を備え、ユーザが操作部を操作して照明光の色または照射箇所の色度を指定可能になっている。照射箇所の色度は、既知の照明光の分光分布と照射箇所の分光反射率から求められるため、どちらを指定しても良い。また色指定部１４の他の態様としては、色指定部１４が予め設定された決定規則に基づいて自動的に照明光の色または照射箇所の色度を決定する構成も有り得る。この決定規則は、例えば照明光の色または照射箇所の色度と時間的要素との対応関係を規定したものである。この時間的要素には、例えば、季節、一年における時期、一日における時間帯、又は時刻等の任意の時間的要素が有り得る。色指定部１４による色の指定により、単色、白色、又は混光色の任意色でのカラーライティングが可能になる。

【0020】

知覚明るさ指定部１６は、ライトアップされた照射対象物３に対し人が感じる（知覚する）明るさの程度（以下、「知覚明るさ値Ｄ」と言う）をユーザが調整するために用いられる操作部であり、知覚明るさ値Ｄの調整後の値を知覚明るさ指定値Ｄａとして光量決定部１８に出力する。
この照明システム１では、知覚明るさ値Ｄの基準値が知覚明るさ基準値Ｄｓとして予め設定されており、知覚明るさ指定部１６は、この知覚明るさ基準値Ｄｓを基準に知覚明るさ値Ｄを増減させる。
この知覚明るさ値Ｄは、詳細については後述するが、照明光の光量が同一である場合でも、照明光の色に応じて異なる値である。知覚明るさ値Ｄを基準として照明光の光量の調整に用いることで、測光量を基準として照明光の光量を調整する場合に比べ、照明光の色の違いに依らずに、人が感じる明るさを一定に維持した調整が可能となる。
知覚明るさ指定部１６は、無段階、又は多段階の調整を可能な例えば回転ボリューム子やテンキー等を備え、これにより、ユーザが適宜に知覚明るさ値Ｄを可変できるようになっている。

【0021】

ここで、この実施形態の照明システム１では、知覚明るさ基準値Ｄｓに用いる照明光の色を白色とし、照射対象物３の照度又は輝度の測光量が所望の設計値を満たしたときの知覚明るさ値Ｄが知覚明るさ基準値Ｄｓに用いられている。

【0022】

光量決定部１８は、色指定部１４より入力される色指定値Ｂａと、知覚明るさ指定部１６により入力される知覚明るさ指定値Ｄａとに基づいて、各投光器２による照明光の光量、すなわち照射対象物３を照らし出す合算の光量を決定する。
詳述すると、ヘルムホルツ−コールラウシュ効果によれば、同一輝度の色刺激において、知覚される色の明るさは、一部の色(黄色系)を除き、刺激純度又は彩度が高くなるほど大きくなると報告されている。したがって、図２に示すように、ｘｙ色度座標において、白色に相当する座標Ｐ０を起点に、照射対象物３の色度に相当する座標Ｐｔが黄色方向以外に離れるほど（刺激純度又は彩度が高くなるほど）、知覚明るさ値Ｄが大きくなる。このため、ライトアップにおいて、赤色、緑色、及び青色等の単色光での照明と白色光での照明では、照射箇所が同一輝度となる場合において、知覚明るさ値Ｄの違いが顕著となる。
換言すれば、各色の知覚明るさ値Ｄを一定に維持する場合には、これとは逆に色ごとの光量が大きく可変することになる。したがって、知覚される色の明るさが小さい白色の知覚明るさ値Ｄを基準とした場合、これと同程度の知覚明るさ値Ｄを他の色で得るには、照射箇所を同一輝度とする場合に比べて照明光の光量を下げることができ、特に単色光では、その光量を大きく下げることができる。
そこで、この照明システム１では、照明光の色が変わった場合でも、照射対象物３に対する知覚明るさ値Ｄを一定にするように、照明光の光量を調整することで、光量の増大を抑えることとしている。

【0023】

ここで、光の色と、その色刺激に対して人間が感じる明るさ（知覚明るさ値Ｄ）との関係を示す多数の式が知られている。
この照明システム１では、ライトアップされる照射対象物３の輝度Ｌ、及び色度と、その輝度Ｌ、及び色度に対して人が知覚する明るさ（知覚明るさ値Ｄ）とを関係付ける関係式（以下、「輝度・色度−知覚明るさ関係式Ｇ」と言う）を用いて知覚明るさ値Ｄを評価することとしている。
係る輝度・色度−知覚明るさ関係式Ｇには、例えばＣＩＥ（国際照明委員会：Commission Internationale de l'Eclairage）によって勧告された実験式を用いることができる。
すなわち、照射対象物３を異なる色の照明光で照射したときの輝度をそれぞれＬ１とＬ２とし、ｘｙ色度から成るｆを補正係数とした場合、次の関係式（１）が成立することで、ライトアップされた照射対象物３の照射箇所の知覚明るさ値Ｄが同じであると評価できる。

【0024】

ｌｏｇ（Ｌ１）＋ｆ１＝ｌｏｇ（Ｌ２）＋ｆ２ ・・・（１）
ただし、ｆ＝０．２５６−０．１８４ｙ
−２．５２７ｘｙ＋４．６５６ｘ³ｙ＋４．６５７ｘｙ⁴

【0025】

なお、この関係式（１）は、照射対象物３の視野角θが０．５°以上、４°以下であり、輝度が２ｃｄ／ｍ²以上の場合に最も適合する。
この照明システム１では、上述の通り、白色光で照射対象物３をライトアップしたとき、照射対象物３の照度又は輝度の測光量が所望の設計値を満たしたときを基準とし、このときの輝度Ｌ１と、色度を用いて得られる上記（１）式の左辺の値（すなわち、ｌｏｇ（Ｌ１）＋ｆ１）が上記知覚明るさ基準値Ｄｓとして設定される。
したがって、この照明システム１では、上記（１）式の輝度・色度−知覚明るさ関係式Ｇは、次式（２）のように表される。
ｌｏｇ（Ｌ２）＋ｆ２＝知覚明るさ基準値Ｄｓ ・・・（２）

【0026】

照明光の色を変える場合には、そのときの照射対象物３の輝度Ｌ２と色度が、式（２）の輝度・色度−知覚明るさ関係式Ｇを満たすように照明光の光量を調整することで、知覚明るさ値Ｄが一定に維持されることとなる。
なお、本実施形態では、知覚明るさ基準値Ｄｓの算出に用いる輝度Ｌ１と色度は、例えば投光器２の設置時の実測や照明設計時に、既知の白色光の分光分布と照射箇所の分光反射率との組み合わせに基づいて予め計算によって求められる。

【0027】

ここで、上記知覚明るさ基準値Ｄｓの算出の際に、測定、又は計算によって得られている上記輝度Ｌ１、及び、そのときの出力光量等のデータに基づき、各色の照射対象物３の輝度Ｌ２と、その色の出力光量との対応を算出可能である。
光量決定部１８は、各種データを記憶する記憶部１９を備え、この記憶部１９に、知覚明るさ基準値Ｄｓ、輝度Ｌ２と出力光量との対応関係を規定した光量−輝度対応データＥ、及び、上記（２）の輝度・色度−知覚明るさ関係式Ｇが予め格納されている。
光量−輝度対応データＥは、例えば図３に概念的に示すように、白色光を基準にした上記知覚明るさ基準値Ｄｓに一定に維持できる光量を、照明光の色ごとに白色光の光量との相対値で規定したデータとして構成できる。すなわち、この光量−輝度対応データＥでは、照射対象物３の色度が照明光の色に予め変換されており、これにより、照明光の色ごとに必要な光量を簡単に特定できるようになる。

【0028】

そして光量決定部１８は、色指定部１４によって照明光の色が指定された場合、その色の照明光でライトアップしたときの知覚明るさ値Ｄを知覚明るさ基準値Ｄｓと等しくする光量を、光量−輝度対応データＥとして、上記（２）式の輝度・色度−知覚明るさ関係式Ｇに基づいて特定する。この照明システム１では、知覚明るさ指定部１６によって知覚明るさ値Ｄを増減指定可能に成されているため、より正確には、光量決定部１８は、上記（２）式の知覚明るさ基準値Ｄｓを、知覚明るさ指定部１６による知覚明るさ指定値Ｄａに置き換えて光量を特定することとなる。

【0029】

光量決定部１８は、このようにしてライトアップに供する照明光の光量を決定した後、各投光器２が担う光量を割り振る。この割り振りは、投光器２の各々に等分であっても良く、また投光器２の配光や照射対象物３における照射箇所等に応じて異ならせても良い。
そして、コントローラ４は、光量決定部１８が割り振った光量、及び照明光の色を、制御信号Ｃｍとして各投光器２に出力する。
投光器２の各々は、係る制御信号Ｃｍに基づいて調光制御し、これにより、照明光の色が任意に変わった場合でも、ユーザが知覚明るさ指定部１６によって指定した知覚明るさ指定値Ｄａを維持して照射対象物３がライトアップされることとなる。

【0030】

ここで図４に示すように、緑色光の波長帯域ＦＧに対し、赤色光の波長帯域ＦＲ、及び青色光の波長帯域ＦＢは、分光視感効率に基づく測光量に寄与する割合が低い波長帯域である。このため、照射対象物３のライトアップにおいて、青色光、又は赤色光を照明光としたときに白色光と同程度の照度や輝度を得ようとすると、非常に大きな光量を要し、消費電力が増大する。
これに対し、この照明システム１によれば、青色光、又は赤色光を照明光とした場合でも、照度や輝度を白色光と同程度まで高めなくとも、それ以下の光量で、人が感じる明るさが同程度に維持される。これにより、その分、消費電力を大きく削減でき、省エネルギー性に優れた照明が可能になる。

【0031】

このように本実施形態によれば、照明光の色が変わる場合には、人が感じる明るさである知覚明るさ値Ｄが知覚明るさ指定値Ｄａとなるように照明光の光量が調光制御されるため、分光視感効率に基づく測光量に寄与する割合が低い照明光の色で照明する場合であっても、消費電力の増大を抑えることができ、高い省エネルギー効果が得られる。

【0032】

また、本実施形態によれば、照射対象物３の知覚明るさ値Ｄを知覚明るさ指定部１６によってユーザが調整できるようにした。これにより、照度や輝度を直接的に指定して明るさを変える場合に比べ、省エネルギー性効果を得つつ、明るさを効果的に変えることができる。
また、既知の照明光の分光分布と照射対象物３の分光反射率との組み合わせに基づいて、あらかじめ照射対象物３の輝度、及び色度を求め、求めた輝度、及び色度に基づいて照射対象物３に対して知覚明るさ値Ｄを求めるので、照射箇所の輝度、及び色度をより正確に求めることができ、知覚明るさ値Ｄをより正確に求めやすくなる。

【0033】

なお、本実施形態のコントローラ４が、照射対象物３の輝度Ｌ２、及び色度を測定する測定器を備え、この測定器により輝度Ｌ２、及び色度を実測し、この実測値と、輝度・色度―知覚明るさ関係式Ｇとに基づいて、知覚明るさ値Ｄを求めるようにしても良い。この場合、コントローラ４は、照明光の色が変わるときには、例えばフィードバック制御により、この知覚明るさ値Ｄが知覚明るさ指定値Ｄａになるように、各投光器２の光量を可変制御する。

【0034】

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る照明システム５１の構成の模式図である。
この照明システム５１は、ライトアップされた照射対象物３に対し、人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した強度である知覚強度の値ＰＳ（以下、知覚強度値ＰＳと言う）が、予め設定された知覚強度基準値ＰＳ０となるように照明光の光量を調光制御する照明システムである。この照明システム５１は、コントローラ５４以外は第１実施形態に係る照明システム１と同様であり、同様の部分は同一の符号を付して重複説明を省略し、異なる部分を詳述する。

【0035】

コントローラ５４は、色指定部１４と、知覚強度指定部６６と、光量決定部６８と、を備えている。知覚強度指定部６６は、知覚強度値ＰＳをユーザが調整するために用いられる操作部であり、知覚強度値ＰＳの調整後の値を知覚強度指定値ＰＳ１として光量決定部６８に出力する。
この照明システム５１では、知覚強度値ＰＳの基準値が知覚強度基準値ＰＳ０として予め設定されており、知覚強度指定部６６は、この知覚強度基準値ＰＳ０を基準に知覚強度値ＰＳを増減させる。
また、知覚強度指定部６６は、無段階、又は多段階の調整を可能な例えば回転ボリューム子やテンキー等を備え、これにより、ユーザが適宜に知覚強度値ＰＳを可変できるようになっている。

【0036】

ここで、知覚強度値ＰＳは、照明光の光量が同一である場合でも、照明光の色に応じて異なる値である。知覚強度値ＰＳは、照明光の色が非常に刺激純度の高い色だった場合、「明るさ＝白さ」と認識する人にとって、「明るさ」という感覚が受け入られない場合に受け入れやすい評価値である。
この知覚強度値ＰＳを照明光の光量の調整に用いることで、測光量を基準として照明光の光量を調整する場合に比べ、照明光の色の違いに依らずに、人が感じる「明るさ」と「目立ち」を加味した強度を一定に維持した調整が可能となる。これにより、例えば、非常に刺激純度の高い色の照明光であっても、人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した強度を一定に調整することができる。

【0037】

ここで、照射対象物３の視野角θは、詳細については後述するが、５°以上であり、照射対象物３に白色光を照射した場合の輝度ＬＷに対し、背景輝度ＬＢは、５％程度とされ、輝度ＬＷについては、後述するように、例えば４、６、１２ｃｄ／ｍ²とされる。なお、視野角θや輝度ＬＷ、ＬＢは、上記値に限定されるものではない。
この前提の下、この照明システム５１では、知覚強度基準値ＰＳ０に用いる照明光の色を白色とし、照射対象物３の照度又は輝度の測光量が所望の設計値を満たしたときの知覚強度値ＰＳが知覚強度基準値ＰＳ０に用いられている。

【0038】

光量決定部６８は、色指定部１４より入力される色指定値Ｂａと、知覚強度指定部６６により入力される知覚強度指定値ＰＳ１とに基づいて、各投光器２による照明光の光量を決定する。
ここで、光量決定部６８は、各種データを記憶する記憶部６９を備え、この記憶部６９に、知覚強度基準値ＰＳ０、輝度ＬＣと出力光量との対応関係を規定した光量−輝度対応データＥ１、及び、後述する式（２）で表される輝度・色度−知覚強度関係式Ｇ１のデータが予め記憶されている。

【0039】

光量−輝度対応データＥ１は、白色光を基準にした上記知覚強度基準値ＰＳ０に一定に維持できる光量を、照明光の色ごとに白色光の光量との相対値で規定したデータとして構成できる。すなわち、この光量−輝度対応データＥ１では、照射対象物３の色度が照明光の色に予め変換されており、これにより、照明光の色ごとに必要な光量を簡単に特定できるようになる。

【0040】

そして光量決定部６８は、色指定部１４によって照明光の色が指定された場合、その色の照明光でライトアップしたときの知覚強度値ＰＳを知覚強度基準値ＰＳ０と等しくする光量を、光量−輝度対応データＥ１として、後述する（２）式の輝度・色度−知覚強度関係式Ｇ１に基づいて特定する。この照明システム５１では、知覚強度指定部６６によって知覚強度値ＰＳを増減指定可能に成されているため、より正確には、光量決定部６８は、上記知覚強度基準値ＰＳ０を知覚強度指定値ＰＳ１に置き換えて光量を特定する。

【0041】

光量決定部６８は、このようにしてライトアップに供する照明光の光量を決定した後、各投光器２が担う光量を割り振る。この割り振りは、投光器２の各々に等分であっても良く、また投光器２の配光や照射対象物３における照射箇所等に応じて異ならせても良い。
そして、コントローラ５４は、光量決定部６８が割り振った光量、及び照明光の色を、制御信号Ｃｍとして各投光器２に出力する。
投光器２の各々は、係る制御信号Ｃｍに基づいて調光制御し、これにより、照明光の色が任意に変わった場合でも、ユーザが知覚強度指定部６６によって指定した知覚強度指定値ＰＳ１を維持して照射対象物３がライトアップされることとなる。

【0042】

次に、知覚強度値ＰＳを求める主観評価実験について説明する。
発明者等は、白色光と有彩色光で照明したそれぞれの対象物の知覚強度値ＰＳを等しく調節する主観評価実験を行った。
図６は実験装置の模式図を示す。被験者は暗室８１内の椅子に座り、前方にある輝度ＬＢに調整した黒紙８２を観察し、５分間の順応を行う。黒紙８２には予め視野中心から左右対称に同サイズの円形の穴８２Ｌ、８２Ｒを２つ開けており、順応中は同じ黒紙で塞いでいる。
黒紙８２のさらに前方には白壁８３を設けており、被験者から見て左側の白壁８３Ｌには、左側に配置されたＬＥＤ投光器８４Ｌからの５０００Ｋの白色光で一様に照明し、右側の白壁８３Ｒには、右側に配置されたＬＥＤ投光器８４Ｒからの有彩色光で一様に照明している。左右の白壁８３Ｌ、８３Ｒの中心には隔壁８５を設けており、左右の光が混光しないようにしている。

【0043】

順応後、穴８２Ｌ、８２Ｒを塞いでいた黒紙を取り去り、被験者に穴８２Ｌ、８２Ｒを通して白壁８３Ｌに照明した白色光による刺激（以下、白色円形刺激）と有彩色光による刺激（以下、有彩色円形刺激）を呈示する。両円形刺激を観察する際は、顔を左右に振って左右の円の中心を見るように教示した。
図７は白色円形刺激と有彩色円形刺激の模式図を示す。なお、図７中、右側が有彩色円形刺激であり、有彩色の領域をハッチングで示している。本実験では、白色円形刺激の輝度ＬＷはＣＩＥ９４の照射対象物の推奨輝度と同じく、４ｃｄ／ｍ²（周囲の明るさが暗い場合に相当）、６ｃｄ／ｍ²（周囲の明るさが中程度の場合に相当）、１２ｃｄ／ｍ²（周囲の明るさが明るい場合に相当）の３条件とし、そのときの背景輝度ＬＢは輝度ＬＷの５％（それぞれ０．２、０．３、０．６ｃｄ／ｍ²）とした。また、呈示した円形刺激の視野角θは、実際にライトアップされた照射対象物を事前調査し、想定される視点場から照射対象物を見たときの視野サイズに基づいて、５°以上の５°、１５°、３０°の３サイズとした。

【0044】

白色円形刺激を参照刺激、有彩色円形刺激をテスト刺激とし、被験者に白色円形刺激と等しい強度（知覚強度値ＰＳ）と知覚されるように、有彩色円形刺激の輝度ＬＣを手元の調光器８６で調節させた。調節が終わると、そのときの有彩色円形刺激の輝度ＬＣを測定し、再び異なる有彩色円形刺激を呈示し、調節作業を実施した。
ここで、図８は、実験対象の白色円形刺激（Ｎｏ．０）、及び有彩色円形刺激（Ｎｏ．１〜１７）をｕ’ｖ’色度座標上に布置した図である。また、図９は実験対象のｕ’ｖ’色度の数値を示した図である。図８及び図９に示すように、実験対象の有彩色光は全部で１７色とした。調節作業は全部で１５３回（＝１７色×３条件×３サイズ）、実験は白色円形刺激の輝度ＬＷを異ならせて３回に分けて実施した。

【0045】

実験結果によれば、白色円形刺激の輝度ＬＷと等しい強度（知覚強度値ＰＳ）と知覚された有彩色円形刺激の輝度ＬＣとの比（以下、「等強度輝度比ＬＣ／ＬＷ」と言う）は、有彩色光の強度（以下、「色彩強度」と言う）に反比例する。つまり、ＬＣ／ＬＷ＞１．０のとき白色光の強度よりも低い色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＝１．０のとき白色光の強度と等しい色彩強度となり、ＬＣ／ＬＷ＜１．０のとき白色光の強度よりも高い色彩強度となる。

【0046】

図１０は、等強度輝度比ＬＣ／ＬＷの結果を示した箱ひげ図である。なお、図１０は輝度ＬＷ＝４ｃｄ／ｍ²、視野角θ＝５°の場合を示している。
等強度輝度比ＬＣ／ＬＷは、白色円形刺激の輝度ＬＷ、及び円形刺激の視野角θの違いで結果に差異はほとんど見られなかった．図８〜図１０より、同一主波長（例えば、Ｎｏ．１１、１２、１３）では，刺激純度の高い色の方が等強度輝度比ＬＣ／ＬＷは小さく、高い強度であることを示す結果となった。この結果は、刺激純度を増加させたときに知覚色の”明るさ”が変化するヘルムホルツ−コールラウシュ効果と同じ現象となる。
また、図１０から分かるように，等強度輝度比ＬＣ／ＬＷの結果はある程度のばらつきをもつ。そこで、被験者１０名から得られた結果の第３四分位をその有彩色の等強度輝度比ＬＣ／ＬＷとし、カラーライティングの強度（知覚強度値ＰＳ）の導出を試みた。

【0047】

ＣＩＥでは、異なる有彩色光の輝度Ｌ１と輝度Ｌ２の明るさを比較する実験式（上述した式（１））を勧告している。式（１）が成り立つとき、輝度Ｌ１と輝度Ｌ２は同じ明るさである。式（１）は、輝度Ｌ１、Ｌ２とｘｙ色度から成る係数ｆによって明るさを表し、白色のときｆはほぼ零となるため、白色の明るさは輝度で表される。
式（１）の輝度Ｌ１を輝度ＬＷとし、輝度Ｌ２を輝度ＬＣとすると、色彩強度ＣＳ（Chromatic Strength，ＣＳ＝知覚強度値ＰＳ）は、以下の関係式（２）に示すように、等強度の白色の輝度で表すことができる。

【0048】

ＬＷ＝（１０＾ｆ’）・ＬＣ → ＣＳ＝１０＾（ｆ’）・ＬＣ ・・・（２）

【0049】

このとき、係数ｆ’＝Ｌｏｇ（ＬＷ／ＬＣ）となるので、右辺を被説明変数とし、実験で使用した有彩色円形刺激のｕ’ｖ’色度から成る項を説明変数とし、重回帰分析によって係数ｆ’を求める回帰式（３）を得た。

【0050】

ｆ’＝１．３３８−２．８４５ｖ’−１７．１ｕ’ｖ’＋３６．６ｕ’²ｖ’
＋１１１ｕ’ｖ’³＋７０３ｕ’³ｖ’²−５７１ｕ’²ｖ’³
−１５３６ｕ’⁴ｖ’²＋１６９３ｕ’⁴ｖ’³ ・・・（３）

【0051】

このように、係数ｆ’は、有彩色刺激のｕ’ｖ’色度座標で定まる値である。
また、ＣＩＥ９４の照射対象物の推奨輝度４ｃｄ／ｍ²（周囲の明るさが暗い場合に相当）、６ｃｄ／ｍ²（周囲の明るさが中程度の場合に相当）、１２ｃｄ／ｍ²（周囲の明るさが明るい場合に相当）となるように、照射対象物３を白色光で照明したときの知覚強度値ＰＳを知覚強度基準値ＰＳ０としたときのカラーライティングの輝度ＬＣは、次の関係式（４）により得られる。このとき、ＣＳ＝４、６、１２ｃｄ／ｍ²である。このように、知覚強度基準値ＰＳ０は周囲の明るさに応じて自動的に異ならせることもできる。
なお、色彩強度ＣＳ（知覚強度値ＰＳ）の算出に用いる輝度、及び色度は、例えば投光器２の設置時の実測や照明設計時に、既知の白色光の分光分布と照射対象物３の分光反射率との組み合わせに基づいて予め計算によって求められる。

【0052】

ＬＣ＝ＣＳ／（１０＾ｆ’） ・・・（４）

【0053】

以上説明したように、本実施形態の照明システム５１では、照明光の色に応じて、照射箇所である照射対象物３の輝度、及び色度と、照射対象物３に対して人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した知覚強度との間に成り立つ関係式（２）に基づいて、知覚強度値ＰＳが知覚強度指定値ＰＳ１となるように照明光の光量が調光制御されるため、青色光、又は赤色光を照明光とした場合でも、照度や輝度を白色光と同程度まで高めなくとも、それ以下の光量で、知覚強度が同程度に維持される。
これにより、分光視感効率に基づく測光量に寄与する割合が低い照明光の色で照明する場合であっても、消費電力の増大を抑えることができ、高い省エネルギー効果が得られる、といった第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、人が感じる「明るさ」と「目立ち」を加味した強度を一定に維持した調整が可能になる。このため、照明光の色を変えた場合に、意図せずに照射対象物３に対して「明るさ」と「目立ち」を加味した強度の変化が生じることを抑えることができる。

【0054】

また、知覚強度値ＰＳを知覚強度指定部６６によってユーザが調整できるので、照度や輝度を直接的に指定して「明るさ」と「目立ち」を変える場合に比べ、省エネルギー性効果を得つつ、「明るさ」と「目立ち」を効果的に変えることができる。
また、上記関係式（２）を、照射箇所の視野角が５°以上の所定角度の条件で求めた式としたため、実際の景観照明の状況におかれた人を基準にして、当該人の視点場から照射対象物３を見たときの視野サイズを考慮した調整が可能になる。

【0055】

また、既知の照明光の分光分布と照射対象物３の分光反射率との組み合わせに基づいて、あらかじめ照射対象物３の輝度、及び色度を求め、求めた輝度、及び色度に基づいて照射対象物３に対して知覚強度値ＰＳを求めるので、照射箇所の輝度、及び色度をより正確に求めることができ、知覚強度値ＰＳをより正確に求めやすくなる。

【0056】

また、本実施形態のコントローラ５４が、照射対象物３の輝度、及び色度を測定する測定器を備え、この測定器により輝度、及び色度を実測し、この実測値と、輝度・色度―知覚明るさ関係式Ｇ１とに基づいて、知覚強度値ＰＳを求めるようにしても良い。この場合、コントローラ４は、照明光の色が変わるときには、例えばフィードバック制御により、この知覚強度値ＰＳが知覚強度指定値ＰＳ１になるように、各投光器２の光量を可変制御する。また、照射対象物３の周囲の明るさを測定し、知覚強度基準値ＰＳ０を自動的に増減させても良い。

【0057】

なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

【0058】

例えば、上述した実施形態において、照射対象物３の表面の色を白色とし、その分光反射率Ｋ（λ）が波長λに依らずに一定であるものとして光量調整を行うようにしても良い。また、照射対象物３の分光反射率Ｋ（λ）を予め測定し、光量決定部１８、６８が、この測定データに基づいて、光量−輝度対応データＥ、Ｅ１を補正するようにしても良い。

【0059】

また例えば、上述した実施形態では、コントローラ４、５４を投光器２とは別体に設けたが、これに限らず、各々の投光器２に設けても良い。
また、投光器２の光源はＬＥＤに限らず、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ等の高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）でも良い。

【0060】

また例えば、上述した実施形態では、光源部６が三原色の赤色光、緑色光、及び青色光を個別に照明可能に備える構成を例示したが、これに限らず、例えば、これら三原色に加えて他の色の光源を備えた構成でも良い。また例えば、光源部６は、三原色の全ての色を備える必要はなく、そのうちの２色のみを光源に備えても良い。すなわち、光源部６は、三原色、及びその他の色の中から２以上の任意の色の光源を備える構成であれば良い。
また上述した実施形態において、屋外の建物や看板をライトアップ等の演出照明に係る照明システム１、５１に本発明を適用した場合を例示したが、これに限らない。すなわち屋外、及び屋内の任意の照明に本発明を用いることができる。

【符号の説明】

【0061】

１、５１ 照明システム
２ 投光器（照明装置）
３ 照射対象物（照射箇所）
４、５４ コントローラ
６ 光源部
８ 調光ユニット
９Ａ 赤色光源
９Ｂ 緑色光源
９Ｃ 青色光源
１４ 色指定部
１６ 知覚明るさ指定部
１８、６８ 光量決定部
１９ 記憶部
６６ 知覚強度指定部
Ｂａ 色指定値
Ｃｍ 制御信号
Ｄ 知覚明るさ値（人が感じる明るさ）
Ｄａ 知覚明るさ指定値（人が感じる明るさの所定値）
Ｄｓ 知覚明るさ基準値
Ｅ、Ｅ１ 光量−輝度対応データ
Ｋ 分光反射率
Ｇ 輝度・色度−知覚明るさ関係式（所定の関係式）
Ｇ１ 輝度・色度−知覚強度関係式（所定の関係式）
ＰＳ 知覚強度値（人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した強度）
ＰＳ０ 知覚強度基準値
ＰＳ１ 知覚強度指定値（人が感じる明るさ、及び目立ちを加味した強度の所定値）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】