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調光・調色制御による動的LED照明空間の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 20K04813
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23020:建築環境および建築設備関連
研究機関千葉工業大学

研究代表者

望月 悦子  千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (80458629)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードLED照明 / 調光 / 調色 / 照明制御 / duv / 明るさ知覚 / 色味知覚 / LED
研究開始時の研究の概要

省エネルギーや視的快適性・健康性確保の観点から、建築照明の調光・調色制御は今後デフォルトになると考えられる。しかし、制御の過程で生じる照明光の黒体軌跡からの色ずれduvによって、空間内の色の見えや雰囲気は逐次変化することとなり、居住者の視的快適性が損なわれる可能性もある。現行の照明基準では、許容される照明光の色ずれduvの範囲に内装の違いや空間内の色の見え・雰囲気に対する影響は考慮されていない。
本研究では、より質の高い建築照明空間を実現するLEDを用いた調光・調色照明システムの確立を目指し、内装材を考慮した照明光の適正な色ずれduvの範囲を明らかにする。

研究成果の概要

照明光の色度の黒体軌跡からのずれduvが空間内の光の色味知覚、明るさ知覚に与える影響を、壁・床の反射率も考慮した箱模型で検討した。結果,以下が明らかになった。
1)duv=0.00の場合は,内装反射率が不均一で,床面が低照度の場合の方が空間内の光に色味を知覚しやすい。2)相関色温度2700Kでは、duv変化後60秒間順応した後も、空間内の光に赤みを知覚する。3)duvがマイナス側に変化することで、低色温度の場合は空間の明るさ評価が若干上昇,高色温度の場合は明るさ知覚が低下する傾向にある。4)duv変化が空間の明るさ知覚に与える影響は,内装反射率が均一の場合の方が不均一な場合よりも顕著である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在市販されている調光・調色型のLED照明システムは、2種類のLED光源を組み合わせ、両者の色度の範囲で制御するものが一般的である。組み合わせる元のLED光源は、単体としては極力、黒体放射軌跡上(温度放射による太陽や白熱電球等の色度)に色度が乗るよう設計されているが、調色の段階で黒体放射軌跡から色度がずれる(以下、duv)領域がどうしても生じてしまう。
本研究成果により、内装材の反射率の影響も考慮した上で、調色制御の過程で生じるduvが空間の明るさ知覚、空間内の色味知覚に与える影響を明らかにし、視的快適性を損ねないduv変化の許容範囲を示した。今後の調色制御向けLED照明の設計目標が示された。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 照明光の黒体軌跡からの偏差<i>d<sub>uv</sub></i> が空間内の光の色味,明るさに与える影響(その1):均一輝度分布の模型空間による検証2022

    • 著者名/発表者名
      望月悦子、村雲貴之
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 87 号: 797 ページ: 403-410

    • DOI

      10.3130/aije.87.403

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • 年月日
      2022-07-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of chromaticity difference from Planckian locus duv of lighting on tinted color of illumination and brightness in space (part 1): Experiment using a scale model with uniform luminance distribution2022

    • 著者名/発表者名
      Etsuko MOCHIZUKI, Takayuki MURAKUMO
    • 雑誌名

      Japan Architectural Review

      巻: 5 号: 4 ページ: 507-516

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12278

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 照明光の黒体軌跡からの偏差<i>d<sub>uv</sub></i>が空間の明るさ評価に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      望月悦子
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 86 号: 779 ページ: 51-58

    • DOI

      10.3130/aije.86.51

    • NAID

      130007977770

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 視覚疲労を軽減する休憩時の照明環境2023

    • 著者名/発表者名
      望月悦子
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] LED照明の照度及び色偏差が明るさ評価に与える影響-輝度分布が不均一な空間での検証-2022

    • 著者名/発表者名
      村雲貴之、望月悦子
    • 学会等名
      第55回 照明学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 空間全体の色印象と印象評価2022

    • 著者名/発表者名
      望月悦子
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] LED 照明の照度及び色偏差が明るさ評価に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      村雲貴之、望月悦子
    • 学会等名
      照明学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] LED照明の黒体軌跡からの偏差が空間の明るさ知覚に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      村雲貴之、望月悦子
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] EFFECTS OF LUMINOUS COLOUR SHIFT Duv ON COLOUR PREFERENCE2021

    • 著者名/発表者名
      Musashi KOYAMA, Etsuko MOCHIZUKI
    • 学会等名
      CIE Midterm Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EFFECTS ON SPATIAL BRIGHTNESS OF MOMENTARY CHROMATICITY CHANGE OF LED LIGHTING2021

    • 著者名/発表者名
      Takayuki MURAKUMO, Etsuko MOCHIZUKI
    • 学会等名
      CIE Midterm Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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