用於評價不舒適眩光的方法以及不舒適眩光的評價程序的製作方法

2023-09-21 19:59:50

專利名稱：用於評價不舒適眩光的方法以及不舒適眩光的評價程序的製作方法
技術領域：
本文所描述的實施例大體上涉及用於評價不舒適眩光的方法以及不舒適眩光評價程序。
背景技術：
在設計用於照明器具或內部環境(interior environment)的照明時,適當地評價不舒適眩光並獲得良好的眩光特性非常重要。在這裡，提出了各種用於評價不舒適眩光的·方法。已經研發了使用諸如發光二極體(LED)等半導體發光裝置的照明器具。因此需要一種方法來適當地評價來自這種新照明器具的眩光。


圖I是示出應用了根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的照明環境的示意圖；圖2是示出應用了根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的照明環境的示意圖；圖3A至圖3D是示出應用了根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的照明器具的不意圖；圖4是示出在根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法中所使用的位置索引的表格；圖5是示出在與不舒適眩光有關的實驗中所使用的評價環境的示意圖；圖6A至圖6L和圖7A至圖7L是示出在與不舒適眩光有關的實驗中所使用的照明器具的不意圖；圖8是示出在與不舒適眩光有關的實驗中所使用的照明器具的特性的示意圖；圖9A和圖9B是示出用於評價不舒適眩光的實驗的狀態的示意圖；圖10是示出在評價不舒適眩光的實驗中的主觀評價值的視圖；圖IIA和圖IIB是示出計算值UGR與UGR判斷值之間的關係的視圖；圖12和圖13是示出與不舒適眩光有關的實驗結果的曲線圖；圖14是示出由根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法所獲取的評價結果的曲線圖；圖15是示出根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的流程圖；以及圖16是示出不舒適眩光評價裝置的配置的方框圖，該不舒適眩光評價裝置能夠實施根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法。
具體實施例方式根據一個實施例，公開了一種用於評價不舒適眩光的方法。所述方法可以包括獲取與照明器具的發光表面的平均亮度La (cd/m2)有關的平均亮度信息、與所述發光表面的亮度均勻度U (無量綱值)有關的亮度均勻度信息、與所述發光表面的尺寸《 (sr)有關的發光表面尺寸信息以及與所述照明器具的背景亮度Lb (cd/m2)有關的背景亮度信息。所述方法可以包括基於在所述獲取中所獲取的所述平均亮度La、所述亮度均勻度U、所述發光表面尺寸《以及所述背景亮度Lb來計算評價參數值。所述評價參數值是基於所述La的值、基於所述U的值以及基於所述Co的值的乘積除以基於所述Lb的值的值。根據另一實施例，一種不舒適眩光評價程序包括使得計算機獲取包括與照明器具的發光表面的平均亮度La有關的平均亮度信息、與所述發光表面的亮度均勻度U有關的亮度均勻度信息、與所述發光表面的尺寸《有關的發光表面尺寸信息、以及與所述照明器具 的背景亮度Lb有關的背景亮度信息的信息，並且所述程序包括使得所述計算機基於在所述信息獲取中所獲取的所述平均亮度La、所述亮度均勻度U、所述發光表面尺寸Co以及所述背景亮度Lb來計算評價參數值。所述平均參數值是基於所述La的值、基於所述U的值、以及基於所述《的值的乘積除以基於所述Lb的值的值。下文中將參照附圖詳細描述各個實施例。附圖是示意性和概念性的；並且各部分的厚度與寬度之間的關係、各部分中的尺寸比例等不必與其實際值相同。此外，即使對於相同的部分，也可以在附圖中不同地示出大小和比例。在說明書和附圖中，類似於以上附圖中所描述或所示出的部件的部件採用相似的附圖標記來標記，並且視情況來省略詳細描述。(第一實施例)圖I是示出應用了根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的照明環境的示意圖。如圖I中所示，例如，可以應用根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法的內部環境250是房間。照明器具210設置在房間(內部環境250)的天花板251上。觀測者101位於房間內的地板253上。觀測者101的視線104將觀測者101的視點102與觀測者101的注視點103連接。在視點102與照明器具210之間的沿視線104方向的距離表示為視線距離R。在視線104與照明器具210之間的沿水平方向的距離表示為水平距離T。在視線104與照明器具210之間的沿垂直方向的距離表示為垂直距離H。例如，照明器具210的發光表面220 (發光面)的亮度可以表示為亮度L (cd/m2 坎德拉/平方米)。照明器具210的背景亮度表示為背景亮度Lb (cd/m2)。例如，照明器具210的尺寸可以表示為立體角。具體來說，發光表面220的尺寸(立體角)表示為尺寸《(sr :球面度)。圖2是示出應用了根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的照明環境的示意圖。
如圖2中所示，連接視點102和注視點103的視線104平行於水平平面253a。例如，將平行於觀測者101的眼睛的水平方向的軸表示為X軸。將與觀測者101的眼睛垂直的軸表示為Y軸。將垂直於X軸和Y軸的軸表示為Z軸。從視點102來看，以視線距離R、水平距離T以及垂直距離H來表示照明器具210的發光表面220的中心位置(照明器具中心221)。例如，在視線104與照明器具221的中心之間的沿X軸的距離對應於水平距離T。在視線104與照明器具221的中心之間的沿Y軸的距離對應於垂直距離H。在視線104與照明器具221的中心之間的沿視線104的距離(諸如沿Z軸的距離)對應於視線距離R。在根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法中，使用了照明器具210的發光表面220的平均亮度La和亮度均勻度U。在下文中，解釋了上述參數。
圖3A至圖3D是示出應用了根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的照明器具的示意圖。圖3A是第一示例210a的照明器具210的平面圖。圖3B是示出第一示例210a的照明器具210的特性的曲線圖。圖3C是第二示例210b的照明器具210的平面圖。圖3D是示出第二示例210b的照明器具210的特性的曲線圖。在這裡，垂直於照明器具210的發光表面220 (發光面)的軸表示為Zd軸。垂直於Zd軸的一個軸表示為Xd軸。垂直於Zd軸和Xd軸的軸表示為Yd軸。圖3B和圖3D分別示出了第一示例210a和第二示例210b的照明器具210沿Xd軸的亮度。曲線圖中的水平軸給出了沿Xd軸的位置。垂直軸表示亮度BI (任意單位)。如圖3A中所示，第一示例210a的照明器具210包括多個光源230。多個光源230例如是LED。多個光源230沿Xd軸對齊。多個光源230中的每一個的亮度均相對較高。如圖3B中所示，在包括多個光源230的第一示例210a中，亮度BI沿Xd軸的變化很大。具體來說，亮度BI在對應於多個光源230的位置的位置處具有最大亮度Blx。換句話說，在第一示例210a中，亮度BI的均勻度較低。另一方面，如圖3C中所示，第二示例210b的照明器具210包括單個光源230。光源230例如是螢光燈FL。光源230沿Xd軸延伸。如圖3D中所示，在包括單個光源230的第二示例210b中，亮度BI沿Xd軸的變化很小。具體來說，亮度BI沿Xd軸基本上是恆定的。換句話說，在第二示例210b中，亮度BI的均勻度較高。因此，亮度BI的狀態(諸如均勻度等)根據照明器具210的配置會有很大變化。如下文中所述，發明人首次發現人們所感受的不舒適的眩光(諸如亮度)的程度根據照明器具210的均勻度而變化。基於以上現象，在根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法中，使用亮度均勻度U來評價不舒適眩光。在該實施例中，照明器具210的發光表面220的亮度均勻度U (無量綱值)表示為U=Bla/Blx。在這裡，如圖3B和圖3D所示，平均亮度Bla是照明器具210的發光表面220的亮度BI的平均值。最大亮度Blx是發光表面220的亮度BI的最大值。應當注意，取決於待評價的照明器具210，可能難以定義亮度BI的最大值。在此情況下，如圖3B和圖3D中所示，可以使用寬度ABl來確定最大亮度(有效最大亮度Blxx)，寬度ABl是亮度BI的峰值與最小值Blm之間的差值和預定值的乘積。例如，寬度ABl可以是亮度BI的峰值與最小值Blm之間的差值的10%。最大亮度(有效最大亮度Blxx)則是最小值Blm和峰值與最小值Blm之間的差值的90%的總和。或者，例如，寬度ABl可以是亮度BI的峰值與最小值Blm之間的差值的20%。最大亮度(有效最大亮度Blxx)則是最小值Blm和峰值與最小值Blm之間的差值的80%的總和。以這種方式，可以使用有效最大亮度Blxx來作為最大亮度Blx。使用以這種方式確定的最大亮度Blx以及平均亮度Bla，將亮度均勻度U例如確定為U=Bla/Blx。當照明器具210中的發光表面220的亮度均勻度較高時，亮度均勻度U的值較大。當亮度均勻度較低時，亮度均勻度U的值較低。在根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法中，使用平均亮度La (相當於上述平均亮度Bla)和亮度均勻度U來作為發光表面220的亮度L。基於發光表面220的背景亮度Lb和尺寸Co這些值，來計算不舒適眩光的評價參數值。因此，在該實施例中，基於平均亮度La、亮度均勻度U、發光表面尺寸《和背景亮 度Lb來計算評價參數值。具體來說，通過將基於La的值、基於U的值和基於《的值的乘積除以基於Lb的值來計算評價參數值。隨後，在用於評價不舒適眩光的這種方法中，例如可以輸出基於評價參數值的值。因此，可以適當地評價具有LED等的新照明器具210的不舒適眩光。在根據本發明的用於評價不舒適眩光的方法中，還可以使用與設置了照明器具210的內部環境250有關的環境信息以及與內部環境250中的視點102有關的視點信息。此外，還可以使用基於環境信息和視點信息的與第i個(其中i是大於等於I的整數)照明器具210的預定位置索引pi有關的信息。使用視線距離R、水平距離T以及垂直距離H預先確定位置索引pi。圖4是示出在根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法中所使用的位置索引的圖表。如圖4中所示，根據對應於照明器具210的位置(照明器具的中心位置221)的T/R值和H/R值來確定位置索引pi。因此，根據第i個照明器具的T/R值和H/R值來確定位置索引pi。對於在圖4中所示的T/R值與圖4中所示的H/R值之間的值之間的位置索引pi而言，使用圖4中所示的值的插值。對於該插值，採用線性插值和拉格朗日插值之一。對於第i個(其中i是大於等於I的整數)照明器具210，根據發光表面220的平均亮度Li (cd/m2)、發光表面220的亮度均勻度Ui (無量綱值)、發光表面220的尺寸《 i(sr)、位置索引pi (無量綱值)以及第i個照明器具210周圍的背景的背景亮度Lb (Cd/m2)，使用以下公式I來計算評價參數值Y。Y=A- IogjJ7Z+ constl
_ I Lh I Pi J _fiOJ)=! * (Iogk(U))n+const2(公式 I)在公式I *,A、B、a、b、c、d、k、n、constl 和 const2 為常數，並且 a、b、c、d、k 和 n
大於等於0且小於等於10。「 」表示乘法。因此，可以適當地評價具有LED等的新照明器具210的不舒適眩光。在下文中，描述了形成創造根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法的基礎的實驗。
圖5是示出在與不舒適眩光有關的實驗中所使用的評價環境的示意圖。如圖5中所示，在該實驗中，使用深度(沿Z軸的長度)為5米、寬度(沿X方向的長度)為2. 4米且高度(沿Y方向的長度)為2. 4米的房間來作為評價環境(內部環境250)。內部環境250的天花板251的反射率是82%且地板253的反射率是20%。對於牆壁252而言，使用了兩種類型具有高反射率狀態的牆壁(反射率為82%)與具有低反射率狀態的牆壁(反射率為51%)。對於照明器具210而言，使用下述12種類型的照明器具。對於12種類型照明器具210中的每一種，將照明器具210安裝在內部環境250的天花板251中的3個位置處。對於觀測者101的位置，採用了兩個位置第一位置Pse和第二位置Psc。第一位置Pse是靠近內部環境250中的入口 254的位置。第二位置Psc是內部環境250的地板253的中心部分的位置。假定觀測者101的視線104是水平的(平行於X-Y平面)，並假定視線104的高度為I. 2m。 作為受試者，18個人(日本人)參與作為觀測者101，其中包括9個女人和9個男人。圖6A至圖6L和圖7A至圖7L是示出在與不舒適眩光有關的實驗中所使用的照明器具的示意圖。圖6A、圖6C、圖6E、圖6G、圖61、圖6K、圖7A、圖7C、圖7E、圖7G、圖71以及圖7K是平面圖。圖6B、圖6D、圖6F、圖6H、圖6J、圖6L、圖7B、圖7D、圖7F、圖7H、圖7J以及圖7L
是截面圖。如圖6A和圖6B中所示，第一樣品SOl的照明器具210是設置在天花板251中的並包括光源230的底面開口型凹入式照明器具，光源230為螢光燈FL。所發光的顏色為中性白光。如圖6C和圖6D中所示，第二樣品S02的照明器具210是提供有光源230的底面開口型凹入式照明器具，光源230為螢光燈FL。所發光的顏色為暖白光。如圖6E和圖6F中所示，第三樣品S03的照明器具210是包括光源230的OA百葉窗型凹入式照明器具，光源230為螢光燈FL。如圖6G和圖6H中所示，第四樣品S04的照明器具210是包括光源230的漫射燈罩面板型凹入式照明器具，光源230為螢光燈FL。如圖61和圖6J中所示，第五樣品S05的照明器具210是設置在天花板251上的且包括光源230的廣角型表面安裝式照明器具，光源230為螢光燈FL。如圖6K和圖6L中所示，第六樣品S06的照明器具210是包括光源230的透明亞克力面板型表面安裝式照明器具，光源230為多個LED。如圖7A和圖7B中所示，第七樣品S07的照明器具210是包括光源230的透明亞克力面板型凹入式照明器具，光源230為多個LED。第七樣品S07中的光源230的布置的間距小於第六樣品S06的間距。第七樣品S07中的光源230的密度高於第六樣品S06的密度。如圖7C和圖7D中所示，第八樣品S08的照明器具210是包括光源230的不透面板型表面安裝式照明器具，光源230為多個LED。如圖7E和圖7F中所示，第九樣品S09的照明器具210是包括光源230的透明亞克力面板型凹入式照明器具，光源230為多個LED。如圖7G和圖7H中所示，第十樣品SlO的照明器具210是包括光源230的白色百葉窗型凹入式照明器具，光源230為多個LED。如圖71和圖7J中所示，第i^一樣品Sll的照明器具210是包括光源230的鏡面百葉窗型凹入式照明器具，光源230為多個LED。如圖7K和圖71中所示，第十二樣品S12的照明器具210是包括光源230的直線型凹入式照明器具，光源230為多個LED。上述12種類型照明器具210中的每一種均安裝在內部環境250的天花板251中的3個位置處。圖8是示出在與不舒適眩光有關的實驗中所使用的照明器具的特性的示意圖。 圖8示出第一至第十二樣品SOl至S12的照明器具210的平均亮度Eave (Ix)0如已描述的，在該實驗中，在牆壁252的反射率Rfw為82%和牆壁的反射率Rfw為51%這兩種條件下進行評價。圖8示出了在這兩種條件下第一至第十二樣品SOl至S12的照明器具210的平均亮度Eave。圖9A和圖9B是示出用於評價不舒適眩光的實驗狀態的示意圖。圖9A示出了觀測者101處於第一位置Pse (靠近入口 254的位置)的狀態。圖9B示出了觀測者101處於第二位置Psc (地板253中心部分的位置)的狀態。安裝上述12種類型的照明器具210，並對每種類型的不舒適眩光作出主觀評價。圖10是示出在評價不舒適眩光的實驗中的主觀評價值的視圖。如圖10中所示，在主觀評價中，採用與不舒適眩光程度有關的主觀評價值Esub(7至31)。具體來說，主觀評價值Esub為7對應於「察覺不到」，主觀評價值Esub為10對應於「剛剛察覺」，主觀評價值Esub為13對應於「能夠察覺」，主觀評價值Esub為16對應於「剛剛不可接受」，主觀評價值Esub為19對應於「不可接受」，主觀評價值Esub為22對應於「剛剛不舒適」，主觀評價值Esub為25對應於「不舒適」，主觀評價值Esub為28對應於「剛剛無法忍受」，主觀評價值Esub為31對應於「無法忍受」。對於12種類型的照明器具210(第一至第十二樣品SOl至S12)，由觀測者101(受試者)主觀評價了總共48種條件。具體來說，對於每個樣品來說，評價包括使用兩個內部條件(牆壁的反射率Rfw為82%或51%)在兩個位置處(第一位置Pse以及第二位置Psc)的評價。每個受試者使用主觀評價值Esub (個人主觀評價值Esubp)來作出響應。隨後,對於48種條件中的每一個，計算所有受試者的個人主觀評價值Esubp的平均值，並且表示為主觀評價值Esuba。相比之下，作為用於評價參考示例的不舒適眩光的方法，計算以下公式2中所表示的計算值UGR (統一眩光等級)。
r n 」廠 0 ,「0.25 p//.4 一、(/G^ = S-Iog^r (公式 2)
L k P' J在這裡，L是照明器具亮度。在這種情況下，使用了平均亮度La。Lb是背景亮度。 是照明器具210的發光表面220的立體角(尺寸)。p是照明器具210的位置索引並且是圖4中所示的值。隨後，為了確保計算值UGR對應於主觀評價值Esub，使用變換的計算值UGRg。UGRg=UGR-3。基於對於受試者並非日本人的經驗公式，確定上述計算值UGR。因此，可以知道當受試者是日本人時主觀結果值和計算值UGR不一定匹配。執行該變換以對此進行校正。圖IIA和圖IIB是示出計算值UGR與UGR判斷值之間的關係的視圖。這兩個視圖示出了對於日本人而言在計算值UGR與UGR判斷值(UGRj )之間的關係。如在用於室內工作區的照明標準設計指南(JCIE. 2009)中所描述的，該關係對應於計算值UGR與UGR判斷值之間的關係。如從該兩幅視圖所清楚看出的，在日本人的情況下，使用(UGR-3)來作為UGR判斷值(UGRj)是適合的。因此,在該實驗中，評價由主觀評價結果(主觀評價值Esuba)與變換的計算值UGRg (=UGR-3)之間的關係構成。在下文中，為了簡單起見，將「變換的計算值UGRg」簡單 地表示為「UGRg值」。圖12是示出與不舒適眩光有關的實驗結果的曲線圖。在圖12中，水平軸是UGRg值(=UGR_3)，而垂直軸是主觀評價值Esuba。在圖12中，斜線301是關於Esuba=UGRg的關係的直線。例如，位於斜線301上方的點對應於實驗結果(主觀評價值Esuba)被評價為比由UGRg值所預期的更亮的情況。如圖12中所示，UGRg值隨著主觀計算值的增大而增大，並且UGRg值與主觀評價值Esuba有顯著的相關性。然而，UGRg值與主觀評價值Esuba之間的相關係數(R)是0. 54，並且分散(scatter)很大。因此，上述計算值UGR (以及UGRg值)與主觀評價結果之間的匹配度不足。發明人進一步分析了該實驗的結果。圖13是示出與不舒適眩光有關的實驗結果的曲線圖。在圖13中，在圖12中所示的實驗結果中，給部分條件的數據添加標記。如圖13中所示，位於斜線301上方的第六樣品S06是LED型照明器具210且具有低亮度均勻度。相比之下，位於斜線301下方的第四樣品S04是FL型照明器具210且具有高亮度均勻度。具體來說，第六樣品S06的亮度均勻度U是0. 01，而第四樣品S04的亮度均勻度U是0. 77。因此，從評價結果可以看出，在明顯位於斜線301上方的樣品和明顯位於斜線301下方的樣品的亮度均勻度U中存在很大的差異。即使在UGRg值基本上相同時，也存在主觀評價結果根據亮度均勻度U中的差異而差異巨大的趨勢。通過發明人獨立地進行實驗而首次獲取了這些實驗結果。對于越來越多的用於實際應用中的LED型照明器具而言，亮度均勻度往往較低。在這些新照明器具中，主觀評價結果與計算值UGR (以及UGRg值)之間的差異容易很大。因此，最近發現如何減小這種差異的問題。該實施例提供了能在適當評價不舒適眩光的同時減小主觀評價結果與計算值之間的差異的配置。如圖13中所述，由此發明人注意到這種現象，即使在UGRg值實質上相同時，由於亮度均勻度U中的差異所致，在主觀評價結果中會存在很大差異。基於該實驗事實，發明人配置了根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法。具體來說，在根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法中，不僅基於照明器具210的發光表面220的亮度(平均亮度La)，還基於亮度均勻度U來計算評價參數值。具體來說，發明人引入了使用下述公式3 (與公式I相同)來表示的評價參數Y，評價參數Y作為對應於上述實驗結果中的主觀評價值Esub的計算值。F = Iogi工太([「)Ci>i I + comtl
[IA < Pl J__f J (U) =B (Iogk (U) )n+const2(公式 3)在該實驗中，使用了三個照明器具210，給定i=l至3。對於第一至第三照明器具210中的每一個，從圖4中找到位置索引pi。對於第i個照明器具210，使用發光表面220的平均亮度Li、發光表面220的亮度平均度Ui、發光表面220的尺寸《 i以及位置索引pi來計算上述評價參數值Y。具體來說，使用下述公式4和公式5。
「 I ^ I: ■ f ( U)-CO I·Y = A-I Iog-T——:—■；-~(公式 4)
L/Tf ⑶=-0. 069 (Ioge (U) )3+0. 412(公式 5)隨後，計算上述常數A，以便減小主觀評價結果(主觀評價值Esuba)之間的差異。因此得到下述公式6。
II2 f {I!) mF = 5.712- log——Y^^ (公式 6)
L 4/'~ p。 J以下描述了公式6中所表示的評價參數值Y與主觀評價值Esuba之間的關係。圖14是示出由根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法獲取的評價結果的曲線圖。在圖14中，水平軸是公式6中所表示的評價參數值Y，而垂直軸是主觀評價值Esuba0由圖14可以看出，評價參數值Y與主觀評價值Esuba的匹配度較高。事實上，主觀評價值Esuba與評價參數值Y之間的相關係數(R)是0. 77。因此，根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法，可以作出評價，其中，與主觀評價結果的匹配度高於使用計算值UGR (以及UGRg)的情況。因此，即使對於具有低亮度均勻度U的新照明器具，也可以適當地作出對不舒適眩光的評價。確定公式5和公式6的常數，以實現與實驗結果的匹配，並且因此可以根據用於評價不舒適眩光的期望條件而適當地改變。根據發明人的研究，公式1(與公式3相同)中的a和c優選為大於等於0且小於等於I。對於b和d，優選的值為2。在這種情況下，更可能的是評價參數Y與主觀評價值Esuba之間的相關係數會很高。此外，對於k，例如可以使用自然對數的底數(大約為2. 718)。此夕卜，n例如可以大於等於2. 3且小於等於3. 5。具體來說，n可以是3。因此，相關係數更可能會很高。圖15是示出根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法的流程圖。如圖15中所示，根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法包括信息獲取過程(步驟SI 10)以及計算過程(步驟S120)。信息獲取過程(步驟S110)包括獲取與照明器具210的發光表面220的平均亮度La有關的平均亮度信息、與發光表面220的亮度均勻度U有關的亮度均勻度信息、與發光表面220的尺寸co有關的發光表面尺寸信息、以及與照明器具210的背景亮度Lb有關的背景亮度信息(步驟SI 11)。在計算過程中(步驟S120)，基於在信息獲取過程中所獲取的平均亮度La、亮度均勻度U、發光表面的尺寸《以及背景亮度Lb (評價值)來計算評價參數值。具體來說，通過將基於La的值、基於U的值和基於《的值的乘積除以基於Lb的值來計算評價參數值。在計算過程中(步驟S120)，可以輸出基於所計算的評價參數值的值。信息獲取過程(步驟S110)還可以包括獲取與設置有照明器具210的內部環境250有關的環境信息(步驟SlOl )，以及獲取與內部環境250中的視點102有關的視點信息(步驟S102)。信息獲取過程(步驟S110)還可以包括基於環境信息與視點信息獲取第i個(其中 i是大於等於I的整數)照明器具210的預定位置索引pi (步驟S112)。平均亮度信息包括第i個照明器具210的發光表面220的平均亮度Li。亮度均勻度信息包括第i個照明器具210的發光表面220的亮度均勻度Ui。發光表面尺寸信息包括第i個照明器具210的發光表面220的尺寸《i。此外，計算過程(步驟S120)包括計算在上述公式I中所表示的評價參數值Y，來作為評價參數值。另外，該計算過程(步驟S120)可以包括計算基於評價參數值的值。例如，在與內部環境250有關的環境信息的獲取中(步驟S101)，獲取了與內部環境250的尺寸有關的信息、內部環境250的內反射率、關於照明器具210的信息以及照明器具210的數量等，來作為與內部環境250有關的信息。關於照明器具210的信息包括照明器具210的發光強度分布、發光面(諸如發光表面220)的最大亮度、發光面的尺寸(諸如以平方米為單位的面積)、守恆率(conservation ratio)、調光率等。與內部環境250有關的信息可以由用於評價不舒適眩光的方法的用戶來設定，或者可以從信息源獲取。例如，在與內部環境250中的視點102有關的視點信息的獲取中(步驟S102)，獲取了與內部環境250中的視點102的位置有關的信息。視點信息可以由用於評價不舒適眩光的方法的用戶來設定，或者可以從信息源獲取。在執行步驟SlOl和步驟S102之後，該過程在步驟S103中確定獲取是否結束(設定結束)，並且如果獲取結束，則行進至步驟SI 11。在步驟Slll中，獲取發光表面220的平均亮度La、亮度均勻度U、尺寸這些值可以由用於評價不舒適眩光的方法的用戶來設定，或者可以從信息源獲取。另外，可以基於上述環境信息和視點信息來計算這些值。在位置索引pi的獲取中(步驟S112)，例如基於上述環境信息和視點信息來計算位置索引Pi。位置索引可以由用於評價不舒適眩光的方法的用戶來設定，或者可以從信息源獲取。具體來說，可以例如從使用諸如顏色傳感器、光電二極體和圖像傳感器等各種傳感器或能夠輸入和輸出的信息終端裝置的裝置，提供步驟Slll中的發光表面220的平均亮度La、亮度均勻度U、尺寸《和背景亮度Lb以及步驟SI 12中的位置索引pi。在執行步驟Slll和步驟S112之後，該過程在步驟S113中確定獲取是否結束(設定結束)，並且如果獲取結束，則行進至步驟S120。根據該過程，可以評價任何內部環境250的不舒適眩光。
圖16是示出不舒適眩光評價裝置的配置的方框圖，該不舒適眩光評價裝置能夠實施根據第一實施例的用於評價不舒適眩光的方法。如圖16中所示，根據該實施例的不舒適眩光評價裝置400例如包括設定單元401、參數計算單元402、計算單元403、輸出單元404以及電源單元405。該不舒適眩光評價裝置400還可以包括存儲單元406。設定單元401、參數計算單元402以及計算單元403是可以集成的功能塊。對於不舒適眩光評價裝置400，使用諸如計算機等信息裝置。例如，設定單元401設定與內部環境250有關的上述環境信息。例如，設定單元401給參數計算單元402提供設定的環境信息。基於從設定單元401獲取的信息，參數計算單元402例如計算照明器具210的發光表面220的平均亮度La (或Li)、發光表面220的亮度均勻度U (或Ui)、發光表面220的尺寸《 (或《 i)、背景亮度Lb以及位置索引pi。將計算值提供至計算單元403。·
計算單元403使用從參數計算單元402提供的值，來計算評價參數值Y。例如，計算單元403計算對應於內部環境250的人所感受的不舒適眩光的程度的值。將計算值提供至輸出單元404。輸出單元404給不舒適眩光評價裝置400的用戶提供由計算單元403所計算的值。對於輸出單元404，例如可以使用各種類型的顯示器、印表機或聲音產生設備。輸出單元404可以將數據提供至其它電子設備。電源單元405給上述單元中的每一個提供電能。存儲單元406存儲所需的數據，並且將數據按需要提供給這些單元。計算單元403能夠執行上述步驟S120的操作。例如，當步驟S120中所計算的評價參數值Y超出預定範圍時，計算單元403可以給輸出單元404提供作為警告的信號。在獲取作為警告的信號後，輸出單元404可以將諸如警告聲音或警告指示器等警告信號提供給用戶。輸出單元404可以連同所獲取的評價參數值Y —起提供警告信號。通過使用根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法來評價不舒適眩光，可以在考慮不舒適眩光的情況下設計照明裝置以及照明空間。例如，通過使用公式I和/或公式6，可以設計具有低眩光不舒適的照明器具和照明空間。例如，在使用照明器具210且照明器具210的發光表面220的平均亮度La是20000cd/m2、發光表面220的亮度均勻度U是0.01、照明器具210的尺寸《 (立體角)是
0.02sr、照明器具210的亮度(背景亮度Lb)是20cd/m2、照明器具210的位置索引pi是10的照明環境250中，根據公式6，內部環境250的不舒適眩光的評價參數Y是22. O。如已經描述的，該值與主觀評價值Esub有力匹配。在使用參照圖10所描述的主觀評價特性時，評價參數Y為22. 0對應於「開始感覺不舒適」。例如，假如對於辦公室而言，推薦的UGR的參考值是19。通過使用該實施例，可以看出將評價參數值從22. 0減小至19或更小的一個方式是將照明器具210的發光表面220設定為大於等於0. 06。因此，通過使用根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法，可以確定用於減少不舒適眩光的照明空間的設計規格。應當注意，公式I中所包括的各種常數可以按需要變化。例如，在已經對這些參數查對數時，在已經改變了用於照明器具210的發光表面220的亮度均勻度U的計算方法時，在已經改變了照明器具210的條件和照明空間(內部環境250)時，或在直接觀察照明器具210時，可以通過將不同的常數運用於公式6中的常數來適當地評價不舒適眩光。在上文中，描述了以下情況確定不舒適眩光的評價參數值Y，以便匹配參照圖10所描述的主觀評價值Esub，但主觀評價值Esub的特性可以不同於圖10中所描述的特性。在此情況下，適當地設定公式I中的常數。因此，公式6中的常數也適當地改變。因此，採用根據該實施例的用於評價不舒適眩光的方法，可以通過簡單的計算來適當地評價使用具有低亮度均勻度U的發光表面220 (發 光面)的照明器具210 (諸如LED照明器具等)的內部環境250中的不舒適眩光。而且，採用根據實施例的用於評價不舒適眩光的方法，可以通過簡單的計算來發現包括發光表面220 (發光面)具有低亮度均勻度U的部分的照明器具210的不舒適眩光。而且，通過適當地評價該不舒適眩光，可以提出照明參數以得到具有控制為期望水平的不舒適眩光程度的內部環境250 (包括照明器具210)。(第二實施例)第二實施例涉及用於評價不舒適眩光的電腦程式。例如，根據該實施例的不舒適眩光評價程序使得計算機運行參照圖15所描述的操作。該程序使得計算機獲取包括以下信息的信息與照明器具210的發光表面220的平均亮度La有關的平均亮度信息、與發光表面220的亮度均勻度U有關的亮度均勻度信息、與發光表面220的尺寸Co有關的發光表面尺寸信息以及與照明器具210的背景亮度Lb有關的背景亮度信息(步驟SllO包括步驟SI 11)。該程序使得計算機基於在上述信息獲取中所獲取的平均亮度La、亮度均勻度U、發光表面尺寸《以及背景亮度Lb來計算評價參數值。具體來說，通過將基於La的值、基於U的值、以及基於Co的值的乘積除以基於Lb的值來計算評價參數值(步驟S120)。例如，該程序可以使得計算機輸出基於所計算的評價參數值的值。上述步驟SllO還可以使得計算機獲取與設置有照明器具210的內部環境250有關的環境信息(步驟SlOl )，以及獲取與內部環境250中的視點102有關的視點信息(步驟S102)。步驟SllO還可以使得計算機基於環境信息與視點信息獲取第i個(其中i是大於等於I的整數)照明器具210的預定位置索引pi (步驟S112)。平均亮度信息包括第i個照明器具210的發光表面220的平均亮度Li。亮度均勻度信息包括第i個照明器具210的發光表面220的亮度均勻度Ui。發光表面尺寸信息包括第i個照明器具210的發光部分220的尺寸《i。此外，步驟S120包括使得計算機計算公式I中所表示的評價參數值Y。另外，在步驟S120中，可以使得該計算機輸出基於評價參數值Y的值。例如，在步驟SlOl中，使得計算機獲取與內部環境250的尺寸有關的信息、內部環境250的內部反射率、關於照明器具210的信息以及照明器具210的數量等，來作為與內部環境250有關的信息。關於照明器具210的信息包括照明器具210的發光強度分布、發光面(諸如發光表面220等)的最大亮度、發光面的尺寸(諸如以平方米為單位的面積等)、守恆率、調光率等。該程序可以使得計算機提示用於評價不舒適眩光的方法的用戶設定與內部環境250有關的信息。或者，該程序可以使得計算機從信息提供源獲取與內部環境250有關的信息。例如，步驟S102使得計算機獲取與內部環境250中的視點102的位置有關的信息。該程序可以使得計算機提示用於評價不舒適眩光的方法的用戶設定視點信息。或者，該程序可以使得計算機從信息提供源獲取視點信息。在運行步驟SlOl和步驟S102之後，該過程在步驟S103中確定獲取是否結束(設定結束)，並且如果獲取結束，則行進至步驟SI 11。在步驟Slll中，該程序使得計算機獲取發光部分220的平均亮度La、亮度均勻度U、尺寸《以及背景亮度Lb。例如，該程序可以使得計算機提示用於評價不舒適眩光的方法的用戶設定上述值。或者，該程序可以使得計算機從信息提供源獲取上述值。未來的一種可能性是該程序使得計算機基於上述環境信息和視點信息計算上述值。
在步驟S112中，該程序使得計算機基於上述環境信息和視點信息計算位置索引pi。該程序可以使得計算機提示用於評價不舒適眩光的方法的用戶設定位置索引pi。或者，該程序可以使得計算機從信息提供源獲取位置索引。具體來說，該程序可以使得計算機在步驟Slll中從各種裝置獲取發光表面220的平均亮度La、亮度均勻度U、尺寸《以及背景亮度Lb，並且在步驟SI 12中獲取位置索引pi。對於各種裝置，可以採用使用諸如顏色傳感器、光電二極體和圖像傳感器等各種傳感器、能夠輸入和輸出的信息終端裝置等的裝置。在運行步驟Slll和步驟S112之後，該過程在步驟S113中確定獲取是否結束(設定結束)，並且如果獲取結束，則行進至步驟S120。根據該過程，可以評價任何內部環境250的不舒適眩光。採用根據該實施例的不舒適眩光評價程序，可以在計算機上適當地評價諸如具有低亮度均勻度U (例如，LED照明器具)的照明器具210等照明器具的不舒適眩光。此外，可以提供具有適當抑制的不舒適眩光的照明設計。根據該實施例，可以提供用於評價不舒適眩光的方法以及能適當評價不舒適眩光的不舒適眩光評價程序。以上參照示例描述了本發明的實施例。然而，本發明的實施例並不限於這些示例。例如，如果在本發明所屬技術領域的本領域技術人員通過對用於評價不舒適眩光的方法的照明器具、發光表面、照明環境等根據公知範圍而適當地選擇特定的元件配置，以相同的方式來實施本發明並能夠獲取相同的結果，則該配置包括在本發明的範圍內。另外，可以在技術可行的程度內組合特定示例的任意兩個或更多部件，並且包括在包括本發明的主旨的程度的本發明的範圍內。另外，基於能以這些實施例中所描述的方式適當評價不舒適眩光的用於評價不舒適眩光的方法和不舒適眩光評價程序，由本領域技術人員通過合適的設計修改所獲得的所有用於評價不舒適眩光的方法或不舒適眩光評價程序均包括在本發明的範圍內。本領域技術人員在本發明的精神內可以構思各種其它變形和修改，並且應當理解這些變形和修改也包含在本發明的範圍內。儘管已經描述了某些實施例，然而這些實施例僅是通過示例的方式而提供，並非旨在限制本發明的範圍。事實上，本文所描述的新穎實施例可以體現為多種其它形式；而且，在不脫離本發明的精神的情況下，可以對本文所描述的實施例的形式做出各種省略、替換和變化。所附權利要求及其等同形式旨在覆蓋落入本發明的範圍和精神內的這些形式或 修改。
權利要求
1.一種用於評價不舒適眩光的方法，包括 獲取與照明器具的發光表面的平均亮度La (cd/m2)有關的平均亮度信息、與所述發光表面的亮度均勻度U (無量綱值)有關的亮度均勻度信息、與所述發光表面的尺寸《 (sr)有關的發光表面尺寸信息以及與所述照明器具的背景亮度Lb (cd/m2)有關的背景亮度信息；以及 基於在所述獲取中所獲取的所述平均亮度La、所述亮度均勻度U、所述發光表面尺寸 以及所述背景亮度Lb來計算評價參數值，所述評價參數值是基於所述La的值、基於所述U的值以及基於所述《的值的乘積除以基於所述Lb的值的值。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述獲取還包括獲取與設置有所述照明器具的內部環境有關的環境信息以及與所述內部環境中的視點有關的視點信息， 所述獲取還包括基於所述環境信息和所述視點信息來獲取與第i個(其中i是大於等於I的整數)照明器具的預定位置索引Pi有關的信息， 所述平均亮度信息包括所述第i個照明器具的所述發光表面的所述平均亮度Li (cd/m2), 所述亮度均勻度信息包括所述第i個照明器具的所述發光表面的亮度均勻度Ui (無量綱值)， 所述發光表面尺寸信息包括所述第i個照明器具的所述發光表面的尺寸(sr)，並且 所述計算計算由以下公式I所表示的值Y，來作為所述評價參數值
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述a大於等於0且小於等於I，所述b為2，所述c大於等於0且小於等於1，並且所述d為2。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述a和所述c為1，並且所述b和所述d為2。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述k是自然對數的底數。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述n為3。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述A為5.712。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述B為-0.069，並且所述const2為0. 412。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述constl為O。
10.根據權利要求2所述的方法，其中，所述獲取包括基於所述環境信息和所述視點信息，計算所述發光表面的所述位置索引Pi、所述背景亮度Lb、所述平均亮度La、所述亮度均勻度U以及所述尺寸w中的至少一個。
11.根據權利要求2所述的方法，其中，所述獲取中的所述發光表面的所述環境信息、所述視點信息、所述位置索引Pi、所述背景亮度Lb、所述平均亮度La、所述亮度均勻度U以及所述尺寸《中的至少一個是輸入值。
12.根據權利要求2所述的方法，其中所述獲取包括測量所述發光表面的所述環境信息、所述視點信息、所述位置索引pi、所述背景亮度Lb、所述平均亮度La、所述亮度均勻度U以及所述尺寸《中的至少一個。
13.一種不舒適眩光評價程序，包括 使得計算機獲取包括以下信息的信息與照明器具的發光表面的平均亮度La有關的平均亮度信息、與所述發光表面的亮度均勻度U有關的亮度均勻度信息、與所述發光表面的尺寸《有關的發光表面尺寸信息、以及與所述照明器具的背景亮度Lb有關的背景亮度"[目息;以及 使得所述計算機基於在所述信息獲取中所獲取的所述平均亮度La、所述亮度均勻度U、所述發光表面尺寸《以及所述背景亮度Lb來計算評價參數值，所述平均參數值是基於所述La的值、基於所述U的值、以及基於所述Co的值的乘積除以基於所述Lb的值的值。
14.根據權利要求13所述的程序，其中，所述獲取信息還包括使得所述計算機獲取與設置有所述照明器具的內部環境有關的環境信息以及與所述內部環境中的視點有關的視點信息，並且 所述獲取信息還包括使得所述計算機基於所述環境信息和所述視點信息來獲取與第i個(其中i是大於等於I的整數)照明器具的預定位置索引Pi有關的信息， 所述平均亮度信息包括所述第i個照明器具的所述發光表面的平均亮度Li， 所述亮度均勻度信息包括所述第i個照明器具的所述發光表面的亮度均勻度Ui (無量綱值)， 所述發光表面尺寸信息包括所述第i個照明器具的所述發光表面的尺寸，並且 所述計算包括使得所述計算機計算由以下公式I所表示的值Y，來作為所述評價參數值
15.根據權利要求14所述的程序，其中，所述a大於等於0且小於等於I，所述b為2，所述c大於等於0且小於等於1，並且所述d為2。
16.根據權利要求14所述的程序，其中，所述a和所述c為1，並且所述b和所述d為2。
17.根據權利要求16所述的程序，其中，所述k是自然對數的底數。
18.根據權利要求17所述的程序，其中，所述n為3。
19.根據權利要求18所述的程序，其中，所述A為5.712。
20.根據權利要求19所述的程序，其中，所述B為-0.069，所述const2為0. 412，並且所述constl為O。
全文摘要
本發明公開了一種用於評價不舒適眩光的方法以及不舒適眩光評價程序。根據一個實施例，公開了一種用於評價不舒適眩光的方法。所述方法可以包括獲取與照明器具的發光表面的平均亮度La有關的平均亮度信息、與所述發光表面的亮度均勻度U有關的亮度均勻度信息、與所述發光表面的尺寸ω有關的發光表面尺寸信息以及與所述照明器具的背景亮度Lb有關的背景亮度信息。所述方法可以基於在所述獲取中所獲取的所述La、所述U、所述ω以及所述Lb來計算評價參數值。所述評價參數值是基於所述La的值、基於所述U的值以及基於所述ω的值的乘積除以基於所述Lb的值的值。
文檔編號G01M11/02GK102967442SQ201210319128
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者東洋邦, 古賀翔大, 石渡朋子 申請人:株式會社東芝