| 研究課題/領域番号 |
15H04087
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
岩田 利枝 東海大学, 工学部, 教授 (80270627)
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| 研究分担者 |
中村 芳樹 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (30189071)
望月 悦子 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80458629)
原 直也 関西大学, 工学部, 教授 (00330176)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 建築環境・設備 / 光源技術 / 人間生活環境 / グレア / 輝度画像 |
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| 研究実績の概要 |
スポーツ照明のグレアの実態把握を目的に、①高輝度測定のための輝度測定システムの精度確認、②競技者がまぶしさを感じる状況の抽出、③体育館の光環境調査、④体育館における被験者評価、⑤視線の動きがグレア感に与える影響に関する実験準備を行った。
①については現在一般に用いられている数種類の輝度画像取得カメラシステムについてMTF特性を明らかにした上で、これらのシステムを用いてLED投光器の輝度分布を測定した。これまで不明瞭だった「輝度測定システムの精度」に踏み込み、スポーツ照明に限らず、輝度測定全般に影響を与える成果を得た。
②についてはバドミントン競技者を対象に、メガネ型ビデオカメラを用いた視線移動調査で、競技中に光源が視線上にある頻度を抽出した。またアンケートによりまぶしさを感じるプレー内容を明らかにした。
③④については、体育館8件（LED照明5件、HID照明3件）において、光環境調査と被験者評価を行った。JIS「スポーツ照明基準」にしたがった照度分布測定の他、光源を中心に仰角別輝度分布測定を行った。いずれの体育館でも仰角が大きくなると高輝度となったが、各体育館の天井高が異なっていたため、LED照明とHID照明に輝度分布の差は見られなかった。輝度分布から空間フィルターを用いてグレア源と背景との輝度比を算出し、グレア推定値の検討を行った。被験者実験の結果では、視線仰角が大きくなるほどグレアを感じやすく、視認性低下への影響も大きくなることが示された。LED照明とHID照明によるグレア感には差がなかった。
⑤については、視線移動がグレア感に及ぼす影響を把握するための実験装置に必要な、高輝度LED光源の調光制御システムを構築し、その調光システムの性能確認を行なうとともに、調光可能LED光源を内蔵した実験装置の作成に取り組んだ。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
LED投光器の輝度測定では、現在使われているカメラによる輝度分布測定システムの中にはLED照明の微小な高輝度が捉えられないものがあることを示した。また、解像度を上げるとより高輝度値が測定されたが、本研究では「現場で見る場合の投光器からの距離」や「ヒトの目の解像度」などを配慮し、測定システムの精度の向上を深く追求するのは現実的ではないと判断した。そこで、光学レンズの結像性能評価指標として知られているMTF特性を用いて、測定システムの性能を示した上で、測定値を示すという方法をとった。これにより、測定精度の問題で進捗が遅れることを避けることができた。
実環境に設置されたLED照明器具のグレアを推定するためには、光源輝度，背景輝度、光源サイズという三つのパラメータを、測定された輝度画像から推定することが必要となる。現在までに、空間フィルタリングを利用したコントラスト・プロファイル法を改良し、グレア・プロファイルを作成するアルゴリズムを開発することができ、計画通りに進行している。
実測・被験者実験を行う体育館の現場確保を懸念していたが、体育館8件（LED照明5件、HID照明3件）の協力を得ることができた。これらは天井高や競技場としてのJISクラスが異なっており、光源による違いを比較検討するためにはさらなるデータの収集が必要である。また、輝度分布と被験者評価の対応を解析していく必要がある。競技者がまぶしさを感じる状況の抽出はウェアラブルカメラの画像から解析しているが、データが膨大なので一部未解析のデータが残っている。28年度も解析を続ける予定である。
視線の動きがグレア感に与える影響に関する実験室実験は実験室及び装置の作成に時間がとられ、実験は予備データの収集にとどまった。
28年度の解決すべき課題も明らかになっており、全体として、順調な進捗状況だと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、体育館を中心にスポーツ施設の現場実測と被験者実験を行い、並行して実験室実験を行っていく。昨年度に被験者実験を行った体育館は、天井高が全て異なったため、グレア評価時の視野内に占めるシャトルと投光器の視覚サイズのバランスが体育館により異なった。注視対象物と投光器の立体角組み合わせを考慮し（天井高（投光器見かけの大きさ）3条件×視対象物大きさ2条件）、昨年度評価した8物件で充足できない条件となる体育館にて追加実験を行い、グレアを軽減するための光源（配光）特性を明らかにする。
輝度画像の時間履歴の数量化についても、当初の予定通り、視線の移動履歴のモデルデータを基に数量化を試み、単純なグレア源の被験者によるグレア評価との整合を図る。さらに、同様の展開を、複雑な輝度分布をもつ実環境のLED照明器具に対して行うために必要な条件を整理する。
調光制御システムの構築に予想以上の時間を費やすことになり、実験計画に遅れが生じたが、実験を実施するに十分なシステムの完成の目処が立ったことから、実験の視線移動は研究実績②で得られたデータを参考にして、視線移動、フォーカス位置の差異が中心視の不快グレアに及ぼす影響を把握する実験を実施する。
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