JP2008202283A - 擬似窓 - Google Patents

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俊裕 大塚
Hajime Yamaguchi
一 山口
Motoyuki Iwahashi
基行 岩橋
Michiya Suzuki
道哉 鈴木
Keigo Takeuchi
啓五 竹内
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Abstract

【課題】窓としての自然さを演出することで違和感を解消し、リアリティのある擬似窓を提供することを目的としている。
【解決手段】風景映像を表示する映像表示装置4を室内空間の壁部に設けて窓のように見せる擬似窓1において、映像表示装置4の周りのペリメータ部分に光を照射する照明装置6と、映像表示装置4の風景映像の輝度を検知する輝度検知手段7と、輝度検知手段7により検知された輝度値に応じて照明装置6を制御し、風景映像に調和するようにペリメータ部分の照度を調整する照度調整手段8とが備えられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、窓が在るかのように見せることができる擬似窓に関する。
地下空間に設けられたオフィスや原子力発電所の制御室などでは、窓を設けることができない。そこで、従来より、上記したような無窓空間の壁面に擬似窓を設ける技術が提案されている。擬似窓は、窓を擬似したものであり、壁面に取り付けられた窓枠の枠内に、風景映像を映し出す大型ディスプレイ(映像表示装置)や風景写真を嵌め込んだ構成からなるものである。この擬似窓によれば、大型ディスプレイ等に映し出された風景が、まるで窓から眺める風景のように見えるため、無窓空間における閉塞感や圧迫感を解消することができる(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−205602号公報
しかしながら、上記した従来の擬似窓では、大型ディスプレイに映し出された映像が明るい風景であるのにもかかわらず、擬似窓周辺のペリメータ部分が暗いため、違和感が生じる場合がある。これは、本物の窓であれば、窓の外が明るい時には外から光が射し込んでペリメータ部分も明るくなるはずだからである。
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、窓としての自然さを演出することで違和感を解消し、リアリティのある擬似窓を提供することを目的としている。
本発明に係る擬似窓は、風景映像を表示する映像表示装置を室内空間の壁部に設けて窓のように見せる擬似窓において、前記映像表示装置の周りのペリメータ部分に光を照射する照明装置と、前記映像表示装置の風景映像の輝度を検知する輝度検知手段と、該輝度検知手段により検知された輝度値に応じて前記照明装置を制御し、前記風景映像に調和するように前記ペリメータ部分の照度を調整する照度調整手段とが備えられていることを特徴としている。
このような特徴により、輝度検知手段によって映像表示装置の風景映像の輝度を検知する。晴れた昼間の風景等のような明るい映像が表示されている場合には輝度値が高くなる。反対に、夜景等のような暗い映像が表示されている場合には輝度値は低くなる。そして、照度調整手段によって輝度値に応じて照明装置を制御してペリメータ部分の照度を調整する。明るい映像が表示されていて輝度値が高い場合には、ペリメータ部分の照度が高くなるように照明が照らされる。反対に、暗い映像が表示されていて輝度値が低い場合には、ペリメータ部分の照度が低くなるように照明が落とされる。
また、本発明に係る擬似窓は、時刻に応じて前記照明装置を制御し、前記時刻における日差しの色温度に合わせて前記照明装置の光源の色温度を調整する色温度調整手段が備えられていることが好ましい。
これにより、時刻に応じて照明装置の光源の色温度が調整される。太陽高度が低い朝方および夕方では、日差しの色温度が低いため、照明装置の光源の色温度も低くなるように調整され、黄赤色の光がペリメータ部分に照射される。一方、太陽高度が高い正午では、日差しの色温度が高いため、照明装置の光源の色温度も高くなるように調整され、青白色の光がペリメータ部分に照射される。
また、本発明に係る擬似窓は、前記輝度検知手段が、前記映像表示装置へ送られる映像信号に含まれる輝度情報から風景映像の輝度を検知する手段であることが好ましい。
これにより、映像信号に含まれる輝度情報を読み出して所定の演算処理を行うだけで風景映像の輝度が検知される。
また、本発明に係る擬似窓は、前記輝度検知手段が、前記映像表示装置の表示部、または前記映像表示装置と同じ風景映像を表示する輝度検知用表示装置の表示部の少なくとも一方に設けられた輝度センサを用いて風景映像の輝度を検知する手段であってもよい。
これにより、輝度センサで輝度を測定するだけで風景映像の輝度が検知される。
本発明に係る擬似窓によれば、映像表示装置に表示された風景映像の明るさに応じてペリメータ部分の照度が調整されるため、窓としての自然さが演出され、違和感を解消することができる。このように、リアリティのある擬似窓にすることで、擬似窓としての効果、つまり、閉塞感や圧迫感を解消させるという効果が大きなり、室内空間の快適性を一層向上させることができる。
以下、本発明に係る擬似窓の第1、第2、第3の実施の形態について、図面に基いて説明する。
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態における擬似窓1について説明する。図1は擬似窓1を表す斜視図であり、図2は擬似窓1を表す模式図である。
図1、図2に示すように、擬似窓1は、外の風景が見える窓を擬似したものであり、その概略構成は、壁部2の開口部3内に嵌め込まれた状態で設置された大型のディスプレイ4と、ディスプレイ4の前方(室内側)にあるペリカウンタ5(窓下部分)の上面を照明する照明装置6と、ディスプレイ4に映し出された風景映像の輝度を検知する輝度検知装置7と、照明装置6を制御する照明制御装置8と、からなる。
ディスプレイ4は、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等の公知の映像表示装置であり、図示せぬカメラで撮影されているリアルタイム映像や録画映像等の映像信号を受けて風景映像を表示する装置である。このディスプレイ4は、壁部2の室内側の壁面よりも奥に配置されており、ディスプレイ4の表示面(室内側の面)は、開口部3の内周面に囲まれた状態になっている。また、ディスプレイ4の外縁部には、ディスプレイ4を窓のように見せるための窓枠9が取り付けられており、窓枠9の中にディスプレイ4の画面4a(表示部)が嵌め込まれた状態となっている。
輝度検知装置7は、ディスプレイ4へ送る映像信号に含まれる輝度情報からディスプレイ4に映し出された風景映像の輝度を検知する装置である。この輝度検知装置7には、ディスプレイ4へ映像信号を送る映像ソース10から映像信号が入力される。輝度検知装置7では、映像ソース10から送られた映像信号の中の輝度情報を基にその時刻の画面全体の平均輝度値を算出する。算出された平均輝度値は、輝度検知装置7から出力されて照明制御装置8へ入力される。上記した平均輝度値は、晴れた昼間の風景等のような明るい映像がディスプレイ4に映し出されている場合には高くなる。反対に、夜景等のような暗い映像がディスプレイ4に映し出されている場合には低くなる。
上記した平均輝度値の求め方について具体的に説明する。
図3は時刻xに対する風景映像の輝度Iの変化を表したグラフである。図3に示すf(x)は時刻xにおける輝度信号である。図3に示すように、映像信号において輝度情報は走査線分の情報を時系列で持っているため、ディスプレイ4の画面4aを1回走査する時間以上の時間(b−a)で平均し、画面4a全体の平均輝度値を求める。例えば、ディスプレイ4に表示される時刻bの平均輝度値をI(b)とすると、平均輝度値I(b)は次式で表される。
Figure 2008202283
照明制御装置8は、輝度検知装置7から送られた平均輝度値を基に照度調節用の出力値を演算して出力する装置である。照明制御装置8により算出される出力値は、基本的に、平均輝度値が高いほど高くなり、平均輝度値が低いほど低くなる。照明制御装置8から出力された出力値は、照明装置6に入力される。
照明装置6は、開口部3の上面3aに設置された指向性を有するダウンライト式の照明装置である。この照明装置6によって、開口部3の上面3aから下方に向けて光が照射されてペリカウンタ5の上面が照明される。照明装置6の光源6aとしては、白熱灯や蛍光灯等の公知の光源を用いることができる。
また、照明装置6は、光源6aの明るさを調整することが可能な調光式照明装置であり、照明制御装置8から送られた照度調節用の出力値を受けて光源6aの明るさが調整される。仮に、光源6aが白熱灯の場合、出力値を基に光源6aのフィラメントに流す電流を変化させて光源6aの明るさを調整する。また、光源6aが蛍光灯の場合、出力値を基に電圧を変化させて光源6aの明るさを調整する。なお、照明装置6は、複数の段階に調光される段階調光式の照明装置であってもよく、或いは、連続的に調光される無段階調光式の照明装置であってもよい。
上記したように光源6aの明るさが調整されることで、ディスプレイ4に映し出された風景映像に調和するようにペリカウンタ5の照度が調整される。例えば、ディスプレイ4に明るい映像が表示されている場合には、平均輝度値が高く、照度調節用の出力値も高くなり、照明装置6の光源6aの明るさが上げられる。これにより、ペリカウンタ5の照度が高くなる。一方、ディスプレイ4に暗い映像が表示されている場合には、平均輝度値が低く、照度調節用の出力値も低くなり、照明装置6の光源6aの明るさが落とされる。これにより、ペリカウンタ5の照度が低くなる。
上記した構成からなる擬似窓1によれば、ディスプレイ4に表示された風景映像の明るさに応じてペリカウンタ5の照度が調整されるため、窓としての自然さが演出され、違和感を解消することができる。このように、リアリティのある擬似窓1にすることで、閉塞感や圧迫感を解消するという効果が大きなり、擬似窓1が設置された室内空間の快適性を一層向上させることができる。
また、上記した構成からなる擬似窓1によれば、ディスプレイ4へ送られる映像信号に含まれる輝度情報から風景映像の輝度を検知する輝度検知装置7が備えられているため、ディスプレイ4に表示された風景映像の輝度を簡単に検知することができる。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態に係る擬似窓101について説明する。図4は擬似窓101を表す模式図である。なお、上述した第1の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、擬似窓101に備えられた輝度検知装置107は、ディスプレイ4の画面4a(表示部)に設けられた輝度センサ117を用いて、ディスプレイ4に映し出された風景映像の輝度を検知する装置である。輝度センサ117としては、公知の輝度センサを用いることができる。この輝度センサ117により輝度センサ117の設置位置での輝度を測定し、ディスプレイ4の画面4a上の代表的な輝度値を得る。輝度センサ117によって得られた輝度値は照明制御装置8に入力される。
なお、上記した輝度センサ117は、ディスプレイ4の画面4aの任意の位置に設置することが可能であるが、目立たないように画面4aの端部に配置することが好ましい。
また、輝度センサ117は、画面4aの範囲内のうち、風景の明るさを表す位置に配置することが好ましい。風景の明るさを表す位置とは、例えば空等を表示した位置である。
風景映像の場合、画面4aの上部の範囲が風景の明るさを表す部分となる場合が多いため、画面4aの上部の範囲に輝度センサ117が配置されることが好ましい。反対に、画面4aの下部の範囲は、地面や草木等が表示され、風景の明るさよりも暗くなっている場合が多い。このため、仮に、輝度センサ117が画面4aの下部の範囲に配置されていると、実際に映し出されている映像が晴れの風景であっても輝度センサ117により検知した輝度値が低くなる場合があり、この場合、ペリカウンタ5の照度が暗くなり、風景映像の明るさに対して違和感が生じる。
上記した構成からなる擬似窓101によれば、ディスプレイ4の画面4aに設けられた輝度センサ117を用いて、ディスプレイ4の画面4aに映し出された風景映像の輝度を検知する輝度検知装置107が備えられているため、輝度センサ117で測定するだけで簡単に風景映像の輝度を検知することができる。また、輝度センサ117を任意の位置に設置することができるので、測定に最適な位置で輝度の検知を行うことができ、風景の明るさを正確に検知することができる。
なお、上記した第2の実施の形態では、輝度センサ117がディスプレイ4の画面4a上に1つだけ設置されているが、本発明は、ディスプレイ4の画面4a上に複数の輝度センサ117を設置してもよい。複数の輝度センサ117を設置した場合、複数の輝度センサ117によってそれぞれ測定された複数の輝度値の平均値を算出して出力してもよく、或いは、複数の輝度センサ117によってそれぞれ測定された複数の輝度値のうちの1つを出力してもよく、或いは、それ以外の演算等を行って輝度値を出力してもよい。
また、上記した第2の実施の形態では、輝度センサ117がディスプレイ4の画面4a上に設けられているが、本発明は、図5に示すように、擬似用のディスプレイ4とは別の輝度検知用のディスプレイ104が備えられ、この輝度検知用のディスプレイ104の画面104a上に輝度センサ117を設けてもよい。具体的に説明すると、擬似用のディスプレイ4に映像信号を送る映像ソース10と輝度検知用のディスプレイ104とを接続して、映像ソース10から輝度検知用のディスプレイ104へ擬似用のディスプレイ4と同じ映像信号を送信する。これにより、輝度検知用のディスプレイ104の画面104aには、擬似用のディスプレイ4と同一の風景映像が表示される。そして、輝度検知用のディスプレイ104の画面104a上に設けられた輝度センサ117によって任意の位置で輝度を測定し、測定された輝度値を照明制御装置8に送る。このように、輝度検知用のディスプレイ104の画面104a上に輝度センサ117を設けることで、擬似用のディスプレイ4の画面4a上に輝度センサ117が設置しないで済む。また、輝度検知用のディスプレイ104であれば画面104aの真中の位置に輝度センサ117を配置させても問題がないため、輝度センサ117の設置位置の選択の幅を広げることができる。なお、擬似用のディスプレイ4の画面4a上および輝度検知用のディスプレイ104の画面104a上にそれぞれ輝度センサ117を設けてもよい。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態に係る擬似窓201について説明する。図6は擬似窓201を表す模式図である。なお、上述した第1の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図6に示すように、擬似窓201に備えられた照明制御装置208は、輝度検知装置7から送られた平均輝度値を基に照度調整用の出力値を演算して出力し、且つ、時刻に応じた色温度調整用の出力値を出力する装置である。照明制御装置208から出力される色温度調整用の出力値は、基本的に、太陽高度が低い朝方(日の出)および夕方(日の入り)の時間帯が低くなり、太陽高度が高い昼間の時間帯が高くなる。照明制御装置208から出力された照度調整用の出力値および色温度調整用の出力値は、照明装置206にそれぞれ入力される。
照明装置206は、光源206aの明るさ及び色温度をそれぞれ調整することが可能な調光−色温度可変式の照明装置である。照明装置206の光源206aの明るさは、第1の実施の形態の照明装置6と同様に、照明制御装置208から送られた照度調節用の出力値を受けて調整される。また、照明装置206の光源206aの色温度は、時刻に応じて調整される。光源206aの色温度調整は、例えば色温度変換フィルターを用いて行うことが可能であり、複数の段階に可変される段階式の色温度調整であってもよく、或いは、連続的に可変される無段階式の色温度調整であってもよい。
ここで、光源206aの色温度の調整について詳しく説明する。
図7は時系列の色温度制御模式図であり、時刻に対する光源206aの色温度を表したグラフである。
図7に示すように、光源206aの色温度は時刻に応じて可変され、その時刻における日差しの色温度に合わせて調整される。具体的に説明すると、日の出時刻(Tr)では、光源206aの色温度を日の出日の入り時の日射色温度(K)とする。日の出時刻(Tr)から太陽高度がある一定のところまで達するまでの時間を変化時間(c)とすると、日の出(Tr)から太陽高度がある一定のところまで達する時刻(Tr+c)までは光源206aの色温度を徐々に高くしていき、太陽高度がある一定のところまで達する時刻(Tr+c)では光源206aの色温度を日中の最大色温度(K)にする。その後、太陽高度がある一定以上の時間帯においては、光源206aの色温度を最大色温度(K)で一定にする。最大色温度(K)は、例えば6000K程度である。そして、太陽高度がある一定以下に下がり始める時刻(Ts−c)から日の入り時刻(Ts)までは徐々に色温度(K)を低くしていき、日の入り時刻(Ts)では光源206aの色温度を日の出日の入り時の日射色温度(K)とする。
日の出時刻(Tr)から太陽高度がある一定のところまで達する時刻(Tr+c)までの間の光源206aの色温度Yは、次式で表される。
Figure 2008202283
また、太陽高度がある一定のところまで達した時刻(Tr+c)から太陽高度がある一定以下に下がり始める時刻(Ts−c)までの間の光源206aの色温度Yは、次式で表される。
Figure 2008202283
また、太陽高度がある一定以下に下がり始めた時刻(Ts−c)から日の入り時刻(Ts)までの間の光源206aの色温度Yは、次式で表される。
Figure 2008202283
なお、上記した図7に示す色温度制御の例では、太陽高度がある一定以下に下がり始めた時刻から日の入り時刻(Ts)までの時間(以下、変化時間と記す。)を、日の出時刻(Tr)から太陽高度がある一定のところまで達するまでの時間と同じ変化時間(c)としているが、両者の変化時間が異なっていてもよい。
また、上記した図7に示す色温度制御の例では、日の出日の入り時の日射色温度(K)が同じ色温度になっているが、日の出時の日射色温度と日の入り時の日射色温度が異なっていてもよい。
上記した図7に示す光源206aの色温度制御は一例であり、他の色温度制御であってもよい。
例えば、図8に示すように、光源206aの色温度を一定にする時間帯がなくてもよい。
図8に示す色温度制御では、日の出時刻(Tr)から太陽高度が最も高くなる時刻((Tr+Ts)/2)までの間の光源206aの色温度Yは、次式で表される。
Figure 2008202283
また、太陽高度が最も高くなる時刻((Tr+Ts)/2)から日の入り時刻(Ts)までの間の光源206aの色温度Yは、次式で表される。
Figure 2008202283
また、光源206aの色温度制御は、直線的に変化させるのではなく、図9に示すように、曲線的に変化させてもよい。
図9に示す色温度制御では、光源206aの色温度Yは、次式で表される。
Figure 2008202283
ただし、上の式のd、e、fは下記の行列により導かれる。
Figure 2008202283
上記した構成からなる擬似窓201によれば、時刻に応じて照明装置206が制御され、時刻における日差しの色温度に合わせて照明装置206の光源206aの色温度が調整されるため、一日周期で変動する日差しの色温度が表現され、よりリアリティのある擬似窓201にすることができる。これにより、擬似窓201としての効果が大きなり、擬似窓201が設置された室内空間の快適性を一層向上させることができる。
なお、上記した第3の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、ディスプレイ4へ送る映像信号に含まれる輝度情報からディスプレイ4に映し出された風景映像の輝度を検知する輝度検知装置7が備えられているが、本発明は、第3の実施の形態における輝度検知装置7に代えて、第2の実施の形態に記載された輝度検知装置107を用いてもよい。すなわち、上述した第3の実施の形態の構成において、第2の実施の形態と同様に、輝度センサ117を用いてディスプレイ4に映し出された風景映像の輝度を検知することも可能である。
また、上記した第3の実施の形態では、時刻に応じて照明装置206が制御され、時刻における日差しの色温度に合わせて照明装置206の光源206aの色温度が調整されているが、時刻だけでなく、対象地の緯度経度及び日付の両方または何れか一方に応じて照明装置206を制御し、対象地の緯度経度、日付及び時刻における日差しの色温度に合わせて照明装置206の光源206aの色温度を調整してもよい。例えば、日の出時刻(Tr)および日の入り時刻(Ts)は、一年周期で変動するため、日付情報からこれらを呼び出して設定してもよい。また、日の出時刻(Tr)および日の入り時刻(Ts)は、対象地の場所によっても変動するため、対象地の緯度と経度によってこれらを補正してもよい。これにより、照明装置206の光源206aの色温度を、実際の日差しの色温度にさらに近似させることができ、より一層リアリティのある擬似窓201を実現することができる。
以上、本発明に係る擬似窓の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した第1〜第3の実施の形態では、照明装置6、206が開口部3の上面3aに設置されているが、本発明は、開口部3の上面3a以外の場所に照明装置が設置されていてもよく、開口部の側面や室内の天井等に照明装置を設置することが可能である。
また、上記した第1〜第3の実施の形態では、照明装置6、206によりペリカウンタ5の上面を照明しているが、本発明は、ペリカウンタ5以外のペリメータ部分を照明することも可能である。例えば、開口部3の側面に照明を当ててもよく、或いは、窓下の床面に照明を当ててもよい。
また、本発明は、擬似窓1、101、201の室内側にカーテンやブラインドを設置することも可能である。これにより、擬似窓1、101、201が更に窓らしく見え、擬似窓1、101、201としての効果がより一層向上させることができる。
また、本発明は、窓枠9に透明又は半透明のガラス板を嵌め込み、ディスプレイ4の手前(室内側)にガラス板を対向配置させることも可能である。これにより、擬似窓1、101、201が更に窓らしく見え、擬似窓1、101、201としての効果がより一層向上させることができる。
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
本発明に係る第1の実施の形態を説明するための擬似窓を表す斜視図である。 本発明に係る第1の実施の形態を説明するための擬似窓の構成を表す模式図である。 本発明に係る第1の実施の形態を説明するための時刻に対する風景映像の輝度の変化を表したグラフである。 本発明に係る第2の実施の形態を説明するための擬似窓の構成を表す模式図である。 本発明に係る他の実施の形態を説明するための擬似窓の構成を表す模式図である。 本発明に係る第3の実施の形態を説明するための擬似窓の構成を表す模式図である。 本発明に係る第3の実施の形態を説明するための時刻に対する光源の色温度制御の一例を表したグラフである。 本発明に係る第3の実施の形態を説明するための時刻に対する光源の色温度制御の他の例を表したグラフである。 本発明に係る第3の実施の形態を説明するための時刻に対する光源の色温度制御の他の例を表したグラフである。
符号の説明
1、101、201 擬似窓
2 壁部
4 ディスプレイ(映像表示装置)
4a 画面(表示部)
5 ペリカウンタ(ペリメータ部分)
6、206 照明装置
7、107 輝度検知装置(輝度検知手段)
8 照明制御装置(照度調整手段)
208 照明制御装置(照度調整手段、色温度調整手段)
104 輝度検知用のディスプレイ(輝度検知用表示装置)
104a 画面(表示部)
117 輝度センサ

Claims (4)

  1. 風景映像を表示する映像表示装置を室内空間の壁部に設けて窓のように見せる擬似窓において、
    前記映像表示装置の周りのペリメータ部分に光を照射する照明装置と、
    前記映像表示装置の風景映像の輝度を検知する輝度検知手段と、
    該輝度検知手段により検知された輝度値に応じて前記照明装置を制御し、前記風景映像に調和するように前記ペリメータ部分の照度を調整する照度調整手段と
    が備えられていることを特徴とする擬似窓。
  2. 請求項1記載の擬似窓において、
    時刻に応じて前記照明装置を制御し、前記時刻における日差しの色温度に合わせて前記照明装置の光源の色温度を調整する色温度調整手段が備えられていることを特徴とする擬似窓。
  3. 請求項1または2のいずれか一項に記載の擬似窓において、
    前記輝度検知手段は、前記映像表示装置へ送られる映像信号に含まれる輝度情報から風景映像の輝度を検知する手段であることを特徴とする擬似窓。
  4. 請求項1または2のいずれか一項に記載の擬似窓において、
    前記輝度検知手段は、前記映像表示装置の表示部、または前記映像表示装置と同じ風景映像を表示する輝度検知用表示装置の表示部の少なくとも一方に設けられた輝度センサを用いて風景映像の輝度を検知する手段であることを特徴とする擬似窓。
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