JP2022167137A - 疑似環境生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】窓のない室内環境において利用者が自然に感じる刺激を生成することができる疑似環境生成装置を提供する。【解決手段】壁面に設けられた窓枠と、前記窓枠との間に開口を形成する開状態と、前記窓枠内を閉塞し、前記窓枠との間に開口が形成されない閉状態と、を取り得るように前記窓枠に対して移動可能とされた移動部材と、前記窓枠内に疑似環境を示す画像を表示する表示装置と、前記疑似環境に応じた刺激を生成する刺激生成部と、前記移動部材の開度に応じて前記刺激生成部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする、疑似環境生成装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、室内に設けられた疑似窓により疑似環境を生成することができる疑似環境生成装置に関する。

オフィスや病院などにおいて、窓の設置が困難な部屋・空間に対し、リフレッシュや外部とのつながりを感じさせるために、疑似窓が設置される場合がある。疑似窓とは、窓のない環境において、窓の代わりとして疑似的に窓のように見せているものの総称を言う（非特許文献１参照）。疑似窓の具体例として、窓枠と風景が描かれたポスターや、磨りガラス越しに照明をあてて自然光を採光した状態を模したものなどがある(非特許文献１参照)。

近年、ディスプレイ装置の表示画像が高精細に表示されるため、疑似窓の表示に利用することが研究されている。更に疑似窓の表示に連動して、表示画像の内容に合わせた音、気流、香りなどの環境因子に基づく刺激を利用者に与え、より現実的な窓に近づけることが研究されている。

特開２０２０－０６０１３３号公報

三木光範、 佐藤輝希; 疑似窓の有効性に関する研究、 日本建築学会・情報システム技術委員会 第35回情報・システム・利用・技術シンポジウム2012、 H34、 p.247-250、 2012

疑似窓において上記の環境因子を制御する場合、利用者にとっての操作方法が実際の窓に対する行動とかけ離れている場合がある。例えば、特許文献１に記載された技術によれば、利用者の位置情報をカメラで認識して自動的に気流が供給される方法が提案されている。この他、スマートフォンにインストールされたアプリケーションやリモコンなど外部入力により制御することも研究されている。

しかし、疑似窓をより自然な窓らしく感じさせるため、疑似窓の制御方法は、実際の窓に対して利用者が行う行動や動作と乖離するものではないことが望ましい。また、不特定多数の人が立ち寄る空間に自動制御に基づく疑似窓を設置した場合、気流を望まない利用者にも気流を曝露させる虞がある。上記の様に疑似窓において利用者に与える刺激を発生させる装置を追加した場合、通常の窓であれば許容され得る刺激であっても、人為的に後付けされた疑似窓に関しては、利用者が不満を感じる虞がある。

本発明は、窓のない室内環境において利用者が自然に感じる刺激を生成することができる疑似環境生成装置を提供することを目的とする。

本発明は、壁面に設けられた窓枠と、前記窓枠との間に開口を形成する開状態と、前記窓枠内を閉塞し、前記窓枠との間に開口が形成されない閉状態閉状態と、を取り得るように前記窓枠に対して移動可能とされた移動部材と、前記窓枠内に疑似環境を示す画像を表示する表示装置と、前記疑似環境に応じた刺激を生成する刺激生成部と、前記移動部材の開度に応じて前記刺激生成部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする疑似環境生成装置である。

本発明によれば、窓の無い室内環境において、窓から見える風景を疑似的に利用者に提供すると共に風景に応じた刺激を提供することで、利用者が疑似環境をより自然に感じることができる。

また、本発明は、前記表示装置は、室外又は室内の疑似的な風景を示す前記画像を表示し、前記制御部は、前記刺激生成部を制御して前記風景に関連する光、音、芳香、気流、湿度、熱放射を含む前記刺激のうち１つ以上を前記開度に応じた出力量において出力してもよい。

本発明によれば、実際の窓から得られる様々な刺激を疑似的に窓の開度に応じた出力量において出力することで、利用者に対して自然な雰囲気を提供することができる。

また、本発明は、前記制御部は、前記開度に応じて前記出力量を段階的に調整してもよい。

本発明によれば、実際の窓から得られる様々な刺激を窓の開度に応じて出力するため、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。

また、本発明は、前記制御部は、日時に基づいて前記出力量を変動させてもよい。

本発明によれば、時刻、季節に応じて刺激の出力が変更されるため、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。

また、本発明は、前記制御部は、前記刺激の内容に応じた前記出力量を個別に調整してもよい。

本発明によれば、刺激の内容に応じて出力が変更されるため、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。

また、本発明は、前記刺激生成部は、前記移動部材の表面に貼付された熱放射装置を備え、前記制御部は、前記疑似環境に含まれる疑似熱源から放射され得る前記熱放射の前記出力量を算出し、算出結果に基づいて前記熱放射装置を制御し、前記熱放射の前記出力量を調整してもよい。

本発明によれば、自然光や風景に含まれる熱源から放射される熱放射を再現することで、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。

また、本発明は、前記刺激生成部は、前記窓枠に設けられた送風装置を備え、前記制御部は、前記疑似環境の内容に応じて発生し得る前記気流の前記出力量を算出し、算出結果に基づいて前記送風装置を制御して前記窓枠と戸の間の開口から流入する前記気流の前記出力量を調整してもよい。

本発明によれば、実際の窓があれば流入し得る気流を窓の開度に応じて生成することができ、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。

また、本発明は、前記刺激生成部は、前記窓枠に設けられた芳香発生装置を備え、前記制御部は、前記疑似環境の内容に応じて発生し得る前記芳香の前記出力量を算出し、算出結果に基づいて前記芳香発生装置を制御し、前記窓枠と戸の間の開口から流入する前記芳香の前記出力量を調整してもよい。

本発明によれば、実際の窓があれば流入し得る芳香を窓の開度に応じて生成することができ、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。

本発明によれば、窓のない室内環境において利用者が自然に感じる刺激を生成することができる。

本発明の実施形態に係る疑似環境生成装置の構成を示す図である。 疑似環境生成装置の構成を示すブロック図である。 疑似環境生成装置の制御方法を示す図である。 疑似環境生成装置が適用された室内の状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る疑似環境生成装置の実施形態について説明する。

図１に示されるように、疑似環境生成装置１は、例えば、採光や換気をするための開口が設けられていない壁面Ｗに設けられ、屋外につながる開口に似せた疑似窓２を構成する。疑似環境生成装置１は、疑似窓２により採光や換気をするための窓が設けられているかのような疑似環境を提供するものである。この疑似環境は、疑似窓２に表示される疑似的な環境の画像と、疑似環境の内容に関連する刺激とに基づく雰囲気が提供されるものである。

疑似環境生成装置１は、例えば、壁面Ｗに固定された窓枠３と、窓枠３に対して移動可能とされ、窓枠３との間に開口を形成、又は窓枠３との間の開口を閉塞する戸（移動部材、窓ともいう）４と、を備える。窓枠３は、太陽光や風雨に晒されることがないため、必ずしも耐候性を有する金属により形成されていなくてもよく、例えば、軽量な樹脂や木材で形成してもよい。本実施例では、戸４は、窓枠３に設けられたレールで窓枠３に囲まれた空間内をスライド移動することにより、窓枠３との間に開口を形成する開状態と、窓枠３内を閉塞し、窓枠３との間に開口が形成されない閉状態と、を取り得るように取り付けられている。なお戸４は、窓枠３に対して軸を中心として回動することにより、窓枠３との間に開口を形成する開状態と、窓枠３内を閉塞し、窓枠３との間に開口が形成されない閉状態と、を取り得るように取り付けられていてもよい。戸４は、ガラス戸を模して形成されている。戸４は、戸枠４Ａと、戸枠４Ａ内に設けられた板材４Ｂと、を備える。

板材４Ｂは、窓ガラスを模して形成されている。板材４Ｂは、透明なものの他、少なくとも透光性を有するものであればよく、太陽光や風雨に晒されることがないため、必ずしも耐候性を有するガラス板により形成されていなくてもよい。板材４Ｂは、アクリル板やポリカーボネート板など、破損し難い材質により形成されていることが望ましい。戸枠４Ａは、板材４Ｂを補強するために設けられた、板材４Ｂの周囲を取り囲む部材である。戸枠４Ａは、太陽光や風雨に晒されることがないため、必ずしも耐候性を有する金属により形成されていなくてもよく、例えば、軽量な樹脂や木材で形成してもよい。疑似窓２は、戸４を手動で移動させることにより開閉するものとしてもよいし、操作部１０に入力された操作に基づいて自動的に戸４を移動させ、開閉するものとしてもよい。

図２に示されるように、疑似環境生成装置１は、例えば、窓枠３と、窓枠３に囲まれた疑似窓２に疑似環境を示す画像を表示する表示装置７と、疑似環境の内容に関連する刺激を生成する刺激生成部１１と、戸４の開度に応じて刺激生成部１１を制御する制御部９と、を備える。ここで、戸４（移動部材）の開度とは、窓枠３との間に形成された開口の大きさに対応した指標である。戸４の開度は、窓枠３と戸４との間に形成された開口の大きさが大きくなれば、大きくなる。具体的には、戸４が窓枠３内を閉塞し、窓枠３と戸４との間に開口が形成されない閉状態が開度０％であり、戸４が窓枠３に囲まれた空間内を移動させられ、窓枠３との間に開口が形成された開状態のうち、開口の大きさが最大となる状態が開度１００％である。

窓枠３には、例えば、戸４の開度を検出する検出部６が設けられている。検出部６は、例えば、戸４の位置を検出する位置センサである。検出部６のセンサは、戸４の開度が検出可能であればどのようなセンサが用いられてもよい。窓枠３内には、表示装置７により画像Ｍが表示される。画像Ｍは、操作部１０に入力された操作に基づいて表示されてもよいし、室内の照明装置のオン状態に連動して表示されてもよい。

表示装置７は、例えば、室外又は室内の疑似的な風景を示す画像Ｍを表示する。表示装置７は、例えば、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置が窓枠３内に設けられ、板材４Ｂを介して、もしくは戸４と窓枠３との間の開口から光が伝わる疑似窓２として機能するように構成されている。表示装置７は、窓枠３内に立体画像を表示するものであってもよい。表示装置７は、窓枠３内に画像Ｍを投射する投射装置により構成されていてもよい。表示装置７は、利用者の位置を検出し、利用者から見た俯角に基づいて画像Ｍの視点を変更してもよい。表示装置７は、車窓から見える風景等、外部環境が変化する画像Ｍ（動画）を表示してもよい。表示装置７は、操作部１０において受け付けられた操作に基づいて画像Ｍを変更してもよい。表示装置７は、窓枠３内に画像Ｍを表示可能であればどのような装置が用いられてもよい。窓枠３内に表示される疑似環境の画像Ｍに連動して、刺激生成部１１により疑似環境の内容に関連する刺激が生成される。

刺激生成部１１は、例えば、疑似的な風景の画像Ｍに関連する光、音、芳香（におい）、気流、湿度、熱放射を含む刺激のうち１つ以上を戸４の開度に応じた出力量において出力する。刺激生成部１１は、例えば、光の刺激を生成する照明装置１２を備える。照明装置１２は、例えば、窓枠３に設けられている。照明装置１２は、例えば、画像Ｍでは再現できない日照方向を再現する。照明装置１２は、制御部９により制御され、日時に応じた日照方向に照明の照射方向を調整して照射する。照明装置１２は、例えば、自然光を再現したＬＥＤ光源（不図示）と、照射方向を調整するアクチュエータ（不図示）を備える。

照明装置１２は、時刻に応じて光源の色を変更し、日の出前後、日中、日の入り前後の自然光を再現してもよい。これにより、照明装置１２は、時刻、季節に応じた自然光を再現することができる。照明装置１２は、太陽光の他、月明り等の自然光を再現してもよい。表示装置７は、照明装置１２に連動して日時に応じて自然光の照射方向を変化させた画像Ｍを表示する。

刺激生成部１１は、例えば、熱放射による刺激を生じさせる熱放射装置１３を備える。熱放射装置１３は、板材４Ｂの表面に貼付された透明なフィルムヒータである。熱放射装置１３は、窓枠３内の領域に貼付されていてもよい。熱放射装置１３の貼付対象の板材４Ｂは、耐熱材質により形成されていることが望ましい。熱放射装置１３は、通電により発熱し、風景の画像Ｍにおける日射により暖められた窓からの放射熱を再現する。熱放射装置１３は、例えば、画像Ｍに室内の暖炉等の熱を放射する熱源が表示されている場合、暖炉の熱放射を再現してもよい。熱放射装置１３は、赤外線を生じさせるヒータであってもよい。

刺激生成部１１は、例えば、音による刺激を生じさせるスピーカ１４を備える。スピーカ１４は、例えば窓枠３内に設けられており、画像Ｍにおける音声発生源から発生する音を再現する。スピーカ１４は、例えば、風雨、樹木、植物、昆虫、水流、波、動物、人、車両、人工物等から発生する音を再現する。なおスピーカ１４は、板材４Ｂを振動板として音を発生させるものであってもよい。

刺激生成部１１は、窓枠３に設けられた芳香発生装置１５を備える。芳香発生装置１５は、画像Ｍにおける芳香発生源から発生する芳香（におい）を再現する。芳香発生装置１５は、例えば、樹木、草花、料理等から発生する芳香を再現する。芳香発生装置１５は、例えば、芳香源となる芳香液を貯留する容器（不図示）と、容器から射出される芳香液を霧化する霧化装置（不図示）を備える。

刺激生成部１１は、例えば、窓枠３に設けられた送風装置１６を備える。送風装置１６は、戸４の開度に応じて流入する気流を再現する。送風装置１６は、例えば、モータにより駆動される複数のファン（不図示）を備える。ファンは、例えば、窓枠３の上下一対或いは左右一対、或いは上下左右の枠から枠内に向けて気流を生成し、窓枠３から室内方向に向かう気流を生成する。ファンは、窓枠３の下部に設けられ、風向調整装置（不図示）に基づいて風向を調整してもよい。

刺激生成部１１は、例えば、窓枠３に設けられた加湿装置１７を備える。加湿装置１７は、例えば、送風装置１６と連動し、戸４から送風される空気の湿度を調整し、疑似環境の湿度を再現する。送風装置１６及び加湿装置１７は、室内とは異なる温湿度の空気を供給し、あたかも外部からの冷気・暖気が流入してきた状態を再現する。加湿装置１７は、例えば、水を貯留する容器（不図示）と、容器から滴下される水を霧化する霧化装置（不図示）を備える。上述した刺激生成部１１の１つ以上の各構成の出力量は、制御部９により制御される。

図３に示されるように、制御部９は、操作部１０において操作された操作内容に基づいて、記憶部８に予め記憶されたプログラム及びデータに基づいて刺激生成部１１の出力量を調整する。制御部９は、必ずしも全ての刺激生成部１１の各構成を制御しなくてもよい。制御部９は、例えば、戸４の開度に応じて刺激生成部１１の出力量を個別に段階的に調整する。制御部９は、刺激の内容に応じた出力量を個別に調整する。

制御部９は、例えば、音声、気流、芳香の刺激に関して、刺激生成部１１を制御して、戸４が閉状態である開度０％における出力量を０％に調整し、開度Ｘ％における出力量をＸ％に調整し、開度１００％における出力量を１００％に調整する。制御部９は、戸４の開度の大きさに比例して開度と同じ値で出力量を大きく調整し、切片を０（開度０％では出力も０）とする比例関係において出力量を調整する。

制御部９は、例えば、光の刺激に関して戸４の開度０％における出力量を７０％に調整し、開度７０－１００％の間で出力量を線形に対応させるように調整する。制御部９は、例えば、放射の刺激に関して戸４の開度０％における出力量を１００％となるように反比例させるように調整する。制御部９の制御方法はこの限りでなく、例えば、以下のように調整してもよい。

戸４の開度０％において、屋外からわずかに入り込む音を再現するために環境音のみ出力量１０％としてもよい。実際の窓における気流場や騒音レベルを開度ごとに測定し、その関係に基づいて開度に応じて気流の供給量や環境音の音量を決定してもよい。また、必ずしも戸４の開度と出力量とが線形関係でなくてもよい。

制御部９は、疑似環境に含まれる疑似熱源から放射され得る熱放射の出力量を算出し、算出結果に基づいて熱放射装置１３を制御し、熱放射の出力量を調整してもよい。制御部９は、疑似環境の内容に応じて発生し得る気流の出力量を算出し、算出結果に基づいて送風装置１６を制御して窓枠３と戸４の間の開口から流入する気流の出力量を調整してもよい。

制御部９は、疑似環境の内容に応じて発生し得る芳香の出力量を算出し、算出結果に基づいて芳香発生装置１５を制御し、窓枠３と戸４の間の開口から流入する芳香の出力量を調整してもよい。

制御部９は、上記の各出力量の調整において、季節における環境の変化を再現するために、日時に基づいて出力量を変動させてもよい。これにより、時刻、季節に応じて刺激の出力が変更されるため、利用者に刺激を自然に感じさせることができる。制御部９は、音声、芳香、光、熱放射に関する刺激についてはそれぞれ、スピーカ、芳香発生装置、照明装置１２、熱放射装置の出力量を調整する。

図４に示されるように、制御部９は、気流の刺激に関して室内に実際の窓が無い環境において疑似窓２及び刺激生成部１１が設けられ、使用者に戸４から見える疑似環境を提供する。制御部９は、例えば、操作部１０に入力された操作内容に基づいて刺激生成部１１を調整する。

操作部１０は、例えば、操作を入力する入力部を有するリモートコントローラにより構成される。リモートコントローラは、専用アプリケーションがインストールされたスマートフォン、タブレット型端末により構成されていてもよい。操作部１０の入力部は、表示装置７により窓枠３内に表示されてもよい。操作部１０は、タッチパネル式の表示装置７に表示される画像により構成されていてもよい。操作部１０は、利用者の好みに応じて画像Ｍを選択する操作を受け付けてもよい。操作部１０は、刺激生成部１１が提供する刺激を利用者の好みに応じて選択する操作を受け付けてもよい。操作部１０は、刺激生成部１１が提供する刺激の出力量を利用者の好みに応じて調整する操作を受け付けてもよい。

上述した制御部９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。これらの各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置を有する記憶部８に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施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、戸４は、実施形態の様に引き戸だけでなく、観音開き、片開き、ブラインド、カーテンなど、開閉状態/開度と環境制御が連動していれば、他の種類の開閉機構が用いられてもよい。また、戸４は、開放時のスペースが確保できない場合、透明で巻き取り可能に構成されていてもよい。

戸４の開度は、窓の形態に合わせて適用されたセンサの検出値に基づいて算出されてもよい。戸４が引き戸に構成されている場合、距離センサの検出値に基づいて開度が算出されてもよいし、戸４が片開き戸に構成されている場合、回転角度センサの検出値に基づいて開度が算出されてもよい。

１ 疑似環境生成装置
２ 疑似窓
３ 窓枠
４ 戸
４Ａ 戸枠
４Ｂ 板材
６ 検出部
７ 表示装置
８ 記憶部
９ 制御部
１０ 操作部
１１ 刺激生成部
１２ 照明装置
１３ 熱放射装置
１４ スピーカ
１５ 芳香発生装置
１６ 送風装置
１７ 加湿装置
Ｍ 画像
Ｗ 壁面

Claims (8)

1. 壁面に設けられた窓枠と、
   前記窓枠との間に開口を形成する開状態と、前記窓枠内を閉塞し、前記窓枠との間に開口が形成されない閉状態と、を取り得るように前記窓枠に対して移動可能とされた移動部材と、
   前記窓枠内に疑似環境を示す画像を表示する表示装置と、
   前記疑似環境に応じた刺激を生成する刺激生成部と、
   前記移動部材の開度に応じて前記刺激生成部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする、
   疑似環境生成装置。
2. 前記表示装置は、室外又は室内の疑似的な風景を示す前記画像を表示し、
   前記制御部は、前記刺激生成部を制御して前記風景に関連する光、音、芳香、気流、湿度、熱放射を含む前記刺激のうち１つ以上を前記開度に応じた出力量において出力する、
   請求項１に記載の疑似環境生成装置。
3. 前記制御部は、前記開度に応じて前記出力量を段階的に調整する、
   請求項２に記載の疑似環境生成装置。
4. 前記制御部は、日時に基づいて前記出力量を変動させる、
   請求項２又は３に記載の疑似環境生成装置。
5. 前記制御部は、前記刺激の内容に応じた前記出力量を個別に調整する、
   請求項２から４のうちいずれか１項に記載の疑似環境生成装置。
6. 前記刺激生成部は、前記移動部材の表面に貼付された熱放射装置を備え、
   前記制御部は、前記疑似環境に含まれる疑似熱源から放射され得る前記熱放射の前記出力量を算出し、算出結果に基づいて前記熱放射装置を制御し、前記熱放射の前記出力量を調整する、
   請求項２から５のうちいずれか１項に記載の疑似環境生成装置。
7. 前記刺激生成部は、前記窓枠に設けられた送風装置を備え、
   前記制御部は、前記疑似環境の内容に応じて発生し得る前記気流の前記出力量を算出し、算出結果に基づいて前記送風装置を制御して前記窓枠と前記移動部材の間の前記開口から流入する前記気流の前記出力量を調整する、
   請求項２から６のうちいずれか１項に記載の疑似環境生成装置。
8. 前記刺激生成部は、前記窓枠に設けられた芳香発生装置を備え、
   前記制御部は、前記疑似環境の内容に応じて発生し得る前記芳香の前記出力量を算出し、算出結果に基づいて前記芳香発生装置を制御し、前記窓枠と前記移動部材の間の前記開口から流入する前記芳香の前記出力量を調整する、
   請求項２から７のうちいずれか１項に記載の疑似環境生成装置。

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