JP5452951B2 - 光量制御システム - Google Patents

Description

本発明は、室内空間の光の明るさ（強さ）を調整して、就寝者を心地よく目覚めさせる光量制御システムに関するものである。

従来から、設定した起床予定時刻が近づくにしたがい、就寝者に徐々に明るくなるように光を調整して照射し、就寝者を心地よく目覚めさせることがなされている。

例えば、特許文献１では、この光として、照明器具の光を利用した従来技術が開示されている。

また、特許文献２では、この光として、太陽光と照明器具の光とを併用した従来技術が開示されている。

ここで、特許文献１，２のような従来技術では、就寝者を目覚めさせる光としては、主として照明器具の光を利用することを前提としたものである。

特開平０７−３１８６７０号公報 特開２００５−３１０４３８号公報

しかしながら、就寝者を心地よく目覚めさせるには、照明器具の光よりも自然光である太陽光の方が勝っていることは、実験などで確認されているし、心理的にも自明の理である。

ただし、太陽光は、場所や日時などでもその強さが異なるし、その日の天候によっても、太陽が急に雲に隠れたり、雲間から急に現れたりして、明るさの制御が困難である。

このため、主に太陽光を利用して就寝者を心地よく目覚めさせることができる従来技術はなかった。

そこで、本発明は、主に太陽光を利用して就寝者を心地よく目覚めさせることができる光量制御システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の光量制御システムは、建物の室内空間へ自然光を採り入れる窓に設置される複数のスラットを有するブラインドと、前記室内空間及び前記窓近傍の少なくともいずれか一方に設置される光の明るさを計測可能な受光センサーと、前記ブラインドの前記複数のスラットの開度を制御可能な制御手段とを備えており、前記制御手段は、予め入力された設定時刻より所定時間前から前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整を開始させて、前記所定時間前から前記設定時刻までの間に、前記室内空間が、多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲で段階的に明るくなるように制御を行う手段であって、前記受光センサーの計測値に基づいて、太陽光として直射光が差し込んでいるのか、散乱光が差し込んでいるのかを判断し、直射光が差し込んでいると判断した場合の直射光モードと、散乱光が差し込んでいると判断した場合の散乱光モードとを有し、各モードに適した前記複数のスラットの開度の調整制御を行うことを特徴とする。

ここで、前記直射光モードのときは、直射光を前記室内空間へ直接入射させずに、前記ブラインドの前記複数のスラットの表面側で反射させ、前記室内空間の少なくとも天井及び壁のいずれか一方に反射させて、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるように前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整制御を行うとよい。

また、前記散乱光モードのときは、直接空の明るさを前記室内空間へ極力採り入れるように、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるように前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整制御を行うとよい。

さらに、前記直射光モードのときは、前記複数のスラットの開度を短い時間間隔で制御し、前記散乱光モードのときは、前記直射光モードのときよりも長い時間間隔で前記複数のスラットの開度の調整制御を行うとよい。

また、前記制御手段は、初期値に基づいて、前記ブラインドの前記複数のスラットの開度を段階的に大きくする基本制御を行うとともに、前記受光センサーの計測値が前記初期値から設定した許容範囲を超えて、下回ったり、上回ったりしたときは、前記直射光モード又は前記散乱光モードにより、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるように前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整制御を行ってもよい。

さらに、前記初期値は、当該光量制御システムが設置される場所、方角、日時において予測される光の明るさの値であるとよい。

また、前記制御手段は、当該光量制御システムが設置される場所、日時において予測される日の出前に、前記ブラインドの複数のスラットを閉じた状態とする制御を行うとよい。

さらに、前記ブラインドの複数のスラットは、表面側は反射率が２０％以上の凸部で、裏面側は反射率が０〜５％の凹部である円弧板状とされているとよい。

また、前記ブラインドの複数のスラット間の間隔は、前記スラットの幅の７５％以下であるとよい。

さらに、多段階に設定した１段階目の光の明るさは、４０ｌｘ以下であるとよい。

また、多段階に設定した最終段階の光の明るさは、３００〜１０００ｌｘであるとよい。

さらに、前記制御手段による前記ブラインドの複数のスラットの開度調整ステップは、１ステップの回転角度が２０°以下とされているとよい。

また、段階的に照射光の明るさの調整が可能な照明器具も備えており、前記制御手段は、前記受光センサーの計測値が最低限必要な所定値を下回ったときは、前記照明器具により、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲とする明るさの照射光を照射して補うとよい。

このような本発明の光量制御システムは、建物の室内空間へ自然光を採り入れる窓に設置される複数のスラットを有するブラインドと、室内空間及び窓近傍の少なくともいずれか一方に設置される光の明るさを計測可能な受光センサーと、ブラインドの複数のスラットの開度を制御可能な制御手段とを備えている。

そして、制御手段は、予め入力された設定時刻より所定時間前からブラインドの複数のスラットの開度の調整を開始させて、所定時間前から設定時刻までの間に、室内空間が、多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲で段階的に明るくなるように制御を行う手段である。

そのうえ、制御手段は、受光センサーの計測値に基づいて、太陽光として直射光が差し込んでいるのか、散乱光が差し込んでいるのかを判断し、直射光が差し込んでいると判断した場合の直射光モードと、散乱光が差し込んでいると判断した場合の散乱光モードとを有し、各モードに適した複数のスラットの開度の調整制御を行う構成とされている。

こうした構成なので、主に太陽光を利用するため、主に照明器具の光を利用していた従来技術に比べて、就寝者をより心地よい目覚めに導くことができる。

また、電力を必要とする照明器具の照射光でなく、主に太陽光を利用するため、省エネルギーとなる。

ここで、直射光モードのときは、直射光を室内空間へ直接入射させずに、ブラインドの複数のスラットの表面側で反射させ、室内空間の少なくとも天井及び壁のいずれか一方に反射させて、室内空間を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるようにブラインドの複数のスラットの開度の調整制御を行う場合は、直射光モードに適した複数のスラットの開度の調整制御を簡易な構成で実現することができる。

また、散乱光モードのときは、直接空の明るさを室内空間へ極力採り入れるように、室内空間を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるようにブラインドの複数のスラットの開度の調整制御を行う場合は、散乱光モードに適した複数のスラットの開度の調整制御を簡易な構成で実現することができる。

さらに、直射光モードのときは、複数のスラットの開度を短い時間間隔で制御し、散乱光モードのときは、直射光モードのときよりも長い時間間隔で複数のスラットの開度の調整制御を行う場合は、急激な変化の少ない散乱光が差し込んでいる散乱光モードのときは、ゆっくりとした制御で済み、急激な変化のある直射光が差し込んでいる直射光モードのときは、就寝者の不快を招くこと無く素早く制御でき、全体として、ブラインドの複数のスラットの開度を絶えず頻繁に調整する必要がなく、複数のスラットの回転音も少なくて済み、動力部を絶えず頻繁に駆動させる必要がなく、故障するおそれが少なく耐久性に優れたものとすることができる。

また、制御手段は、初期値に基づいて、ブラインドの複数のスラットの開度を段階的に大きくする基本制御を行うとともに、受光センサーの計測値が初期値から設定した許容範囲を超えて、下回ったり、上回ったりしたときは、直射光モード又は散乱光モードにより、室内空間を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるようにブラインドの複数のスラットの開度の調整制御を行う場合は、複雑なプログラムを組み込む必要がなく、簡単な初期設定でシステム制御が行え、低コストで実施することができる。

さらに、初期値は、この光量制御システムが設置される場所、方角、日時において予測される光の明るさの値である場合は、初期値を、通年のデータなどをもとに簡易に算出できるため、より低コストで実施することができる。

また、制御手段は、この光量制御システムが設置される場所、日時において予測される日の出前に、ブラインドの複数のスラットを閉じた状態とする制御を行う場合は、例えば、手動でブラインドを開けたままにしてしまっていたときなども、この光量制御システムが起動する前に、明るい太陽光が就寝者に照射されて目覚めさせてしまうのを回避することができる。

さらに、ブラインドの複数のスラットは、表面側は反射率が２０％以上の凸部で、裏面側は反射率が０〜５％の凹部である円弧板状とされている場合は、太陽光は、反射率が高い表面側で反射するため、太陽光を就寝者に眩しさを感じさせることなく、且つ天井や壁での反射も利用して効率よく室内空間へ採り入れることができ、特にこの光量制御システムの起動開始時には、ブラインドのスラット間から漏れて入射した太陽光が、反射率が低い裏面側では乱反射しないため、室内空間を容易に就寝者の快適感に影響を与えない略所定の光の明るさ範囲にすることができる。

そのうえで、この数値範囲内であれば、性能を低下させずに好みの色のブラインドを選択できるため、意匠的外観を向上させることができる。

また、ブラインドの複数のスラット間の間隔は、スラットの幅の７５％以下である場合は、特別な遮光機構を用いずとも、就寝者に不快感を与えずに、多段階に設定した略所定の光の明るさに調整制御できることが、モニター試験により確認された。

このため、より精度の高い調整制御を行える無駄のないブラインドを用いることができる。

さらに、多段階に設定した１段階目の光の明るさは、４０ｌｘ以下である場合は、就寝者に不快感を与えず、途中で目覚めさせたりしないことが、モニター試験により確認された。

また、多段階に設定した最終段階の光の明るさは、３００〜１０００ｌｘである場合は、就寝者が心地よく目覚めさせることができることが、モニター試験により確認された。

さらに、制御手段によるブラインドの複数のスラットの開度調整ステップは、１ステップの回転角度が２０°以下とされている場合は、就寝者に不快感を与えずに、多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲に調整制御できることが、実邸試作試験により確認された。

また、段階的に照射光の明るさの調整が可能な照明器具も備えており、制御手段は、受光センサーの計測値が最低限必要な所定値を下回ったときは、照明器具により、室内空間を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲とする明るさの照射光を照射して補う場合は、極めて天候が悪かったり、外がまだ明るくないときなども、対応することができる。

（ａ）、（ｂ）は、実施例１の光量制御システムの概略構成を示す説明図である。 実施例１のブラインドの概略構成を示す斜視図である。 実施例１の光量制御システムにおける時刻と照度との関係を示すグラフである。 実施例１の光量制御システムと、ブラインドが実施例１の要件を満たさず、直射光モード及び散乱光モード自体が機能しない光量制御システムとの性能を比較したグラフである。 モニター試験における起床時での最終照度と疲労回復因子及び起床時眠気因子との関係を示すグラフである。 モニター試験における条件（１）〜（３）のもとでの疲労回復因子と起床時眠気因子との関係を示すグラフである。 ブラインドの複数のスラットを全閉状態にした場合における時刻と室内空間の照度との関係を示すグラフである。 実施例２の光量制御システムの概略構成を示す説明図である。 実施例３の光量制御システムの概略構成を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜３に基づいて説明する。

まず、図１〜図３に基づいて、実施例１の光量制御システムについて説明する。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施例１の光量制御システムを備えた建物１の概略構成を示している。

このような建物１は、基礎底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設された基礎側壁コンクリート１ｃと、この基礎側壁コンクリート１ｃの上端開口を塞ぐ床部１ｄと、さらに基礎側壁コンクリート１ｃの上に立設された外壁部１ｅと、この外壁部１ｅの上端開口を塞ぐ天井部１ａとから主に構成されている。

そして、実施例１の光量制御システムは、床部１ｄと外壁部１ｅと天井部１ａとに囲まれて形成された室内空間２に設置されている。

ここで、天井部１ａの表面（室内空間２側の面）は、白色、ベージュ色などの通常の住宅の室内装であるが、反射率が高い色とされている。

また、内壁部１ｆの表面（室内空間２側の面）も、白色、ベージュ色などの通常の住宅の室内装であるが、反射率が高い色とされている。

この実施例１の光量制御システムは、ブラインド３と、自然光である太陽光Ｌ１の光の明るさ（照度）を測定可能な受光センサーとしての照度センサー６Ａ，６Ｂと、照明器具としての蛍光灯８と、制御手段としてのコントローラ５とから主に構成されている。

なお、受光センサーとしては、照度センサー６Ａ，６Ｂの代わりに、輝度センサーを使用して輝度を測定し、太陽光Ｌ１の光の明るさを測定してもよい。

ここで、このブラインド３は、図２に示したように、窓４の窓枠４ａの室内空間２側に取り付けられるものであり、窓４から入射する太陽光Ｌ１を採光又は遮蔽する複数のスラット３ａ，・・・が、最上部のボックス３１内部から昇降コード３２，３２で吊設されている。

また、これらのスラット３ａ，・・・は、表面側は、白色、ベージュ色などの反射率が２０％以上の凸部で、裏面側は、黒色、こげ茶色などの反射率が０〜５％の凹部である円弧板状とされている。

さらに、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・間の間隔は、スラット３ａの短辺側の幅の７５％以下とされている。

また、これらのスラット３ａ，・・・は、ボックス３１内部の巻き上げモータ（図示せず）により昇降コード３２，３２を電動で巻き上げて昇降可能である。

さらに、これらのスラット３ａ，・・・は、これらの長手側両端面に、ボックス３１内部のアクチュエータ（図示せず）に接続されたラダーコード３３，３３が設けられており、電動で開度が調節可能である。

そして、ボックス３１内部の巻き取りモータ及びアクチュエータは、コントローラ５からの有線又は無線による信号を受信してスラット３ａ，・・・の電動による昇降又は開度の調整が行われる。

なお、このブラインド３では、操作紐３４により、スラット３ａ，・・・の昇降や開度の調整は、手動でも可能とされている。

また、このブラインド３としては、特別な遮光機構を有する専用のものを使用する必要はなく、専用のものに比べて安価な民生用のものを使用することができる。

さらに、照度センサー６Ａが、就寝者７の枕元近傍の内壁部１ｆに設けられており、ブラインド３の複数のスラット３ａの間から入射したり、室内空間２の天井部１ａで反射したりした太陽光Ｌ１の照度を計測する。

また、照度センサー６Ｂが、窓４とブラインド３との間に設けられており、窓４から入射する太陽光Ｌ１の照度を計測する。

そして、これらの照度センサー６Ａ，６Ｂは、有線又は無線で、コントローラ５に計測した照度の信号を送信可能とされている。

さらに、蛍光灯８が天井部１ａに設けられている。

ここで、この蛍光灯８は、調光器（図示せず）が内蔵されており、段階的に照射光の照度の調整が可能とされており、必要に応じて、有線又は無線で、コントローラ５により、スイッチのオン・オフに加え、照射光Ｌ２の照度が調整される。

また、コントローラ５は、所望の設定時刻（起床予定時刻）がボタンで入力されると、この設定時刻より所定時間前からブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を、基本的には段階的に大きくしていく。

そして、所定時間前から設定時刻までの間に、室内空間２が多段階に設定した略所定の照度範囲で段階的に明るくなるように制御を行う。

また、コントローラ５は、照度センサー６Ａ，６Ｂに入射する太陽光Ｌ１の照度に下記する直射光モードと散乱光モードとのモード切り換えの基準となる境界値（例えば照度センサー６Ａでは８００ｌｘとし、照度センサー６Ｂでは１００００ｌｘとする。）を設定し、この境界値以上であると、直射光と判断し、この境界値未満であると、散乱光と判断する。

そして、コントローラ５によるブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御は、直射光と判断した場合の直射光モードと、散乱光と判断した場合の散乱光モードとの２つのモードに分かれている。

まず、図１（ａ）における直射光モードでは、急激な変化のある太陽光Ｌ１としての直射光が、就寝者７の不快を招くことの無いように、直射光を室内空間２へ直接入射させずに、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の表面側で反射させ、室内空間２の天井部１ａの表面や内壁部１ｆの表面などで反射させて、室内空間２を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の照度範囲となるようにブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う。

そのうえで、直射光モードのときは、太陽の高度や方位又は雲の移動など時間的変動要因が大きいので、例えば１〜２秒の間の短い時間間隔で、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を素早く行う。

これに対し、図１（ｂ）における散乱光モードでは、太陽光Ｌ１としての散乱光は急激な変化がないため、直接空の明るさを室内空間２へ極力採り入れるように、室内空間２を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の照度範囲となるようにブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う。

そのうえで、散乱光モードのときは、太陽の高度や方位又は雲の移動など時間的変動要因は小さいので、例えば１０〜１２０秒の間の直射光モードよりもかなり長い時間間隔で、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う。

ここで、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御には、多段階に設定した各所定の照度範囲をそれぞれ目標値としたフィードバック制御が用いられる。

例えば、快晴の日などは、直射光モードが主に使用され、コントローラ５の内部で１〜２秒の短い時間間隔でフィードバック制御が行われているため、太陽が急に雲に隠れたりして、照度が不足し散乱光と判断したときは、すぐさま散乱光モードに切り換わり、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を大きく調整する制御がなされる。

その後に、太陽が急に雲間から現れたりして、照度が過剰となり直射光と判断したときには、すぐさま直射光モードに切り換わり、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を、上記したように天井部１ａの表面や内壁部１ｆの表面などで反射させることができる開度まで小さく調整する制御がなされる。

これに対し、例えば、曇りの日などには、散乱光モードが主に使用され、コントローラ５の内部で１０〜１２０秒の長い時間間隔でフィードバック制御は行われているが、太陽光Ｌ１の急激な変化がないため、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を調整する制御がなされる頻度はあまりない。

また、極めて天候が悪く太陽光Ｌ１による日照がほとんどないときなどは、コントローラ５により、不足した照度を蛍光灯８の照射光Ｌ２で補い設定した略所定の照度範囲とする制御を行う。

なお、コントローラ５は、この実施例１の光量制御システムが設置される場所、日時において予測される日の出前に、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・を閉じた状態とする制御を行い、この実施例１の光量制御システムが起動する前に、太陽光が就寝者７に照射されて目覚めさせてしまったり、４０ｌｘを超えて就寝者７の起床時の快適感を損なわせてしまったりすることを回避する。

こうして、就寝者７を、所望の設定時間頃に、心地よく目覚めさせることができる。

一例として、図３に示したように、１段階目として、コントローラ５に設定時刻（起床予定時刻）として、Ｔ３＝８時００分を入力すると、３０分前のＴ０＝７時３０分からブラインド３のスラット３ａ，・・・の開度が少し開かれ、２０分間、Ｓ１＝約４０ｌｘの低照度の光が就寝者７に照射される。

続いて、Ｔ１＝７時５０分からブラインド３のスラット３ａ，・・・の開度がさらに開かれ、約５分間、Ｓ２＝約２００ｌｘの中照度の光が就寝者７に照射される。

最後に、Ｔ２＝７時５５分からブラインド３のスラット３ａ，・・・の開度がさらにより開かれ、Ｓ３＝約５００ｌｘの高照度の光が約５分間、就寝者７に照射されると、就寝者７は、設定時刻Ｔ３＝８時００分頃に心地よく目覚めることとなる。

この場合、極めて天候が悪く、日照がほとんどないときを考慮して、蛍光灯８としては、最大約５００ｌｘの照度の照射光Ｌ２を照射できるものが使用される。

なお、こうした３段階に照度を大きくして実施することには限定されず、４段階以上で実施してもよい。

次に、この実施例１の光量制御システムの作用効果について説明する。

このような実施例１の光量制御システムは、建物１の室内空間２へ太陽光Ｌ１を含む自然光を採り入れる窓４に設置される複数のスラット３ａ，・・・を有するブラインド３と、室内空間２及び窓４近傍に設置される照度を計測可能な受光センサーとしての照度センサー６Ａ，６Ｂと、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を制御可能な制御手段としてのコントローラ５とを備えている。

そして、コントローラ５は、予め入力された設定時刻より所定時間前からブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整を開始させて、所定時間前から設定時刻までに室内空間２が、多段階に設定した略所定の照度範囲で段階的に明るくなるように制御を行う手段である。

そのうえ、コントローラ５は、照度センサー６Ａ，６Ｂの計測値に基づいて、太陽光Ｌ１として直射光が差し込んでいるのか、散乱光が差し込んでいるのかを判断し、直射光が差し込んでいると判断した場合の直射光モードと、散乱光が差し込んでいると判断した場合の散乱光モードとを有し、各モードに適した複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う構成とされている。

こうした構成なので、主に太陽光Ｌ１を利用するため、主に照明器具の光を利用していた従来技術に比べて、就寝者をより心地よい目覚めに導くことができる。

また、電力を必要とする照明器具の照射光でなく、主に太陽光Ｌ１を利用するため、省エネルギーとなる。

ここで、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御には、多段階に設定した各所定の照度範囲をそれぞれ目標値としたフィードバック制御が用いられる。

このため、複雑なプログラムを組み込む必要がなく、簡単な初期設定でシステム制御が行え、低コストで実施することができる。

また、直射光モードのときは、直射光を室内空間２へ直接入射させずに、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の表面側で反射させ、室内空間２の天井部１ａの表面や内壁部１ｆの表面などで反射させて、室内空間２を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の照度範囲となるようにブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う。

このため、直射光モードに適した複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を簡易な構成で実現することができる。

さらに、散乱光モードのときは、直接空の明るさを室内空間２へ極力採り入れるように、室内空間２を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の照度範囲となるようにブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う。

このため、散乱光モードに適した複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を簡易な構成で実現することができる。

また、直射光モードのときは、複数のスラット３ａ，・・・の開度を短い時間間隔で制御し、散乱光モードのときは、直射光モードのときよりも長い時間間隔で複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御を行う。

このため、急激な変化の少ない散乱光が差し込んでいる散乱光モードのときは、ゆっくりとした制御で済み、急激な変化のある直射光が差し込んでいる直射光モードのときは、就寝者７の不快を招くこと無く素早く制御でき、全体として、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を絶えず頻繁に調整する必要がなく、複数のスラット３ａ，・・・の回転音も少なくて済み、動力部としてのアクチュエータなどを絶えず頻繁に駆動させる必要がなく、故障するおそれが少なく耐久性に優れたものとすることができる。

さらに、制御手段は、この光量制御システムが設置される場所、日時において予測される日の出前に、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・を閉じた状態とする制御を行うので、例えば、手動でブラインド３を開けたままにしてしまっていたときなども、この光量制御システムが起動する前に、明るい太陽光Ｌ１が就寝者に照射されて目覚めさせてしまったり、４０ｌｘを超えて就寝者７の起床時の快適感を損なわせてしまったりするのを回避することができる。

また、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・は、表面側は反射率が２０％以上の凸部で、裏面側は反射率が０〜５％の凹部である円弧板状とされているので、太陽光Ｌ１は、反射率が高い表面側で反射するため、太陽光Ｌ１を就寝者７に眩しさを感じさせることなく、且つ天井部１ａの表面や内壁部１ｆの表面などでの反射も利用して効率よく室内空間へ採り入れることができ、特にこの光量制御システムの起動開始時には、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・間から漏れて入射した太陽光Ｌ１が、反射率が低い裏面側では乱反射しないため、室内空間２を容易に就寝者７の快適感に影響を与えない略所定の照度範囲にすることができる。

そのうえで、この数値範囲内であれば、性能を低下させずに好みの色のブラインドを選択できるため、意匠的外観を向上させることができる。

さらに、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・間の間隔は、スラット３ａの短辺側の幅の７５％以下である。

このことにより、特別な遮光機構を用いずとも、就寝者７に不快感を与えずに、多段階に設定した略所定の照度範囲に調整制御できることが、下記したモニター試験により確認された。

このため、より精度の高い調整制御を行える無駄のないブラインド３を用いることができる。

また、多段階に設定した１段階目の照度は、４０ｌｘ以下であると、就寝者７に不快感を与えず、途中で目覚めさせたりしないことが、下記したモニター試験により確認された。

さらに、多段階に設定した最終段階の照度は、３００〜１０００ｌｘであると、就寝者７が心地よく目覚めさせることができることが、下記したモニター試験により確認された。

また、制御手段としてのコントローラ５によるブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度調整ステップは、１ステップの回転角度が２０°以下とされていると、就寝者７に不快感を与えずに、多段階に設定した略所定の照度範囲に調整制御できることが、下記した実邸試作試験により確認された。

さらに、段階的に照射光Ｌ２の明るさの調整が可能な照明器具としての蛍光灯８も備えており、制御手段としてのコントローラ５は、受光センサー６Ａ，６Ｂの計測値が最低限必要な所定値を下回ったときは、蛍光灯８により、室内空間２を所定時間前から設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の照度範囲とする明るさの照射光Ｌ２を照射して補うので、極めて天候が悪かったり、外がまだ明るくないときなども、対応することができる。

次に、建物１の実邸試作試験を行ったところ、次の試験結果が得られた。

まず、実施例１の光量制御システムと、ブラインド３が上記した実施例１の要件を満たさず、直射光モード及び散乱光モード自体が機能しない光量制御システムとの性能を比較したところ、図４に示すグラフが得られた。

ここで、実施例１の光量制御システムの室内空間２の照度変化Ａ１は、目標の照度範囲となる調整制御が行えた。

これに対し、ブラインド３が上記した実施例１の要件を満たさず、直射光モード及び散乱光モード自体が機能しない光量制御システムの室内空間２の照度変化Ａ２では、特に最終段階において、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・に所謂ハンチング動作が起きてしまい、大きく変化して目標の照度範囲となる調整制御が行えなかった。

すなわち、本発明のように、ブラインド３が上記した実施例１の要件を満たし、直射光モード及び散乱光モードを有する構成でなければ、図３に示したような多段階の照度の調整制御がうまく行えないことが確認された。

また、上記したように、コントローラ５によるブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度調整ステップは、１ステップの回転角度が２０°以下とすると、就寝者７に不快感を与えずに、多段階に設定した略所定の照度に調整制御できることも確認された。

次に、本発明の実用化のために、モニター試験を行ったところ、次の試験結果が得られた。

なお、このモニター試験では、「山本由華吏,田中秀樹, 高瀬美紀,山崎勝男,阿住一雄,白川修一郎：中高年・高齢者を対象としたOSA睡眠調査票（MA版）の開発と標準化,脳と精神の医学,vol.10,p401-409,1999」で報告されている方法に従って、モニター（被験者）にＯＳＡ睡眠調査票の各項目について評価してもらい、起床時眠気、入眠と睡眠維持、夢み、疲労回復、睡眠時間の各因子について分析を行った。

図５は、起床時の最終照度値とOSA睡眠調査票における疲労回復因子Ｂ１及び起床時眠気因子Ｂ２との関係を示すグラフである。

この図５のグラフから分かるように、最終照度値が３００ｌｘ〜１０００ｌｘの範囲で疲労回復因子Ｂ１及び起床時眠気因子Ｂ２ともに標準化得点（Zi）が高い値となっている。

更に詳しく見ると、疲労回復因子Ｂ１は５００ｌｘで最も高く、１０００ｌｘでは評価値がさがっている。起床時眠気因子Ｂ２は３００ｌｘから徐々に評価値が高くなり１０００ｌｘで最も高くなっている。

つまり、より望ましい領域としては両因子を満足する領域としての５００ｌｘ〜１０００ｌｘの範囲であると考えられる。

なお、１０００ｌｘでは直射光に対して眩しさを感じる被験者もいたことなどを考慮すると、厳密には８００ｌｘ以下とすることが望ましいとも考えられる。

図６は、部屋（室内空間２）を、就寝時から起床までを１ｌｘ未満とした場合（条件（１））、部屋（室内空間２）を、就寝時から起床３０分前までを１ｌｘとしその後照明による漸増光で起床時までに徐々に３００ｌｘとした場合（条件（２））、部屋（室内空間２）を、就寝時から起床３０分前までを４０ｌｘとしその後照明による漸増光で起床時までに徐々に３００ｌｘとした場合（条件（３））でのOSA睡眠調査の疲労回復因子Ｂ１及び起床時眠気因子Ｂ２との関係を示すグラフである。

この図６のグラフから分かるように、条件（２）と条件（３）とでは、起床時眠気因子Ｂ２に差はないが、疲労回復因子Ｂ１は若干高くなっている。

また、条件（３）としても途中で起床する被験者もなく、快適性因子および目覚め感に関わる因子も略同等であった。

よって、多段階設定の制御開始前の照度を４０ｌｘ以下とするのは勿論、多段階設定の１段階目の照度は、４０ｌｘ以下であれば快適な起床が可能となることが確認された。

図７は、年間を通して日差しが最も強い時期で、天候が快晴であった日のブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・を全閉状態にした場合における時刻と室内空間２の照度との関係を示すグラフである。

ここで、照度の変化Ｃ１は、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の裏面の反射率を上記したように０〜５％とし、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・間の間隔をこれらスラット３ａ，・・・の幅の７５％以下としたときのものである。

また、照度の変化Ｃ２は、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の裏面の反射率を、５％を超えるようにし、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・間の間隔をこれらスラット３ａ，・・・の幅の７５％を超えるようにしたときのものである。

この図７のグラフから分かるように、起床予定時刻を８時００分と仮定し、設定した所定時間３０分前の７時３０分においては、照度変化Ｃ１では、不快感を与えず、途中で目覚めることのない４０ｌｘ以下に抑えることができるが、照度変化Ｃ２では、所定時間の４０分前の６時２３分頃で既に４０ｌｘを超えてしまう。

この結果から、ブラインド３の複数のスラットの裏面の反射率を０〜５％とし、スラット間の間隔をスラットの幅の７５％以下とすることで、眠りを妨げない４０ｌｘ以下に抑えることに対し有効であることが分かった。

さらに、モニター実験によりブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・間の間隔が、これらスラット３ａの幅の７５％以下であると、不快感を与えずに室内空間２の照度の調整制御が行えることが確認された。

次に、図８に基づいて、実施例２の光量制御システムについて説明する。なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２の光量制御システムでは、窓４の近傍の照度センサー６Ｂが設けられていないことが、上記実施例１と主に異なる。

この実施例２の光量制御システムでは、窓４の近傍の照度センサー６Ｂが設けられていない分、室内空間２の照度センサー６Ａのみで太陽光Ｌ１の照度を計測するため、光の感知速度が一瞬だけ遅くなるが、上記したモニター試験の結果、起床時の快適性効果には影響を与えず、実施例１の光量制御システムに比べて、その分、簡易な構成にすることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例１と略同様であるので説明を省略する。

次に、図９に基づいて、実施例３の光量制御システムについて説明する。なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例３の光量制御システムでは、室内空間２の照度センサー６Ａが設けられていないことが、上記実施例１と主に異なる。

この実施例３の光量制御システムでは、室内空間２の照度センサー６Ａが設けられていない分、窓４の近傍の照度センサー６Ｂのみで太陽光Ｌ１の照度を計測するため、室内空間２の照度は、予め設定して得られる換算値となるが、上記したモニター試験の結果、起床時の快適性効果には影響を与えず、実施例１の光量制御システムに比べて、その分、簡易な構成にすることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例１と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態について実施例１〜３をもとに詳述してきたが、具体的な構成は、上記した実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記実施例１〜３では、本発明の説明を簡単にするために、建物１の構成を単純なものとして実施したが、これに限定されず、複雑な構成の建物において実施してもよい。

また、上記実施例１では、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御には、多段階に設定した各所定の照度範囲をそれぞれ目標値としたフィードバック制御を用いて実施したが、これに限定されない。

例えば、コントローラ５が、実施例１の光量制御システムが設置される場所、方角、日時、太陽高度等の条件により予測される明るさからブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度を予め設定し、設定した開度では目標とする照度に満たない場合にフィードバック制御で調整を行うものであってもよい。

ここで、照度センサー６Ａ，６Ｂで計測した計測値と基本制御の目標値との間の差分には、許容範囲（例えば設定した各所定の照度Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の±１０％）を設定しておき、この許容範囲内では、ブラインド３の複数のスラット３ａ，・・・の開度の調整制御は行わないものとしてもよい。

この場合も、実施例１と同様、複雑なプログラムを組み込む必要がなく、簡単な初期設定でシステム制御が行え、低コストで実施することができる。

そのうえ、初期値は、通年のデータなどをもとに簡易に算出できるため、より低コストで実施することができる。

１ 建物
２ 室内空間
３ ブラインド
３ａ スラット
４ 窓
５ コントローラ（制御手段）
６Ａ 照度センサー（受光センサー）
６Ｂ 照度センサー（受光センサー）
７ 就寝者
８ 蛍光灯（照明器具）
Ｌ１ 太陽光
Ｌ２ 蛍光灯（照明器具）の照射光

Claims (11)

1. 建物の室内空間へ自然光を採り入れる窓に設置される複数のスラットを有するブラインドと、前記室内空間及び前記窓近傍の少なくともいずれか一方に設置される光の明るさを計測可能な受光センサーと、前記ブラインドの前記複数のスラットの開度を制御可能な制御手段とを備えており、
   前記制御手段は、予め入力された設定時刻より所定時間前から前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整を開始させて、前記所定時間前から前記設定時刻までの間に、前記室内空間が、多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲で段階的に明るくなるように制御を行う手段であって、前記受光センサーの計測値に基づいて、太陽光として直射光が差し込んでいるのか、散乱光が差し込んでいるのかを判断し、直射光が差し込んでいると判断した場合の直射光モードと、散乱光が差し込んでいると判断した場合の散乱光モードとを有し、各モードに適した前記複数のスラットの開度の調整制御をフィードバック制御で行い、
   前記制御手段は、初期値に基づいて、前記ブラインドの前記複数のスラットの開度を段階的に大きくする基本制御を行うとともに、前記受光センサーの計測値が前記初期値から設定した前記複数のスラットの開度の調整制御を行わない許容範囲を超えて、下回ったり、上回ったりしたときは、前記直射光モード又は前記散乱光モードにより、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるように前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整制御を行い、
   前記直射光モードのときは、短い時間間隔で、前記散乱光モードのときは、前記直射光モードのときよりも長い時間間隔で、前記フィードバック制御による前記複数のスラットの開度の調整制御を行うことを特徴とする光量制御システム。
2. 前記直射光モードのときは、直射光を前記室内空間へ直接入射させずに、前記ブラインドの前記複数のスラットの表面側で反射させ、前記室内空間の少なくとも天井及び壁のいずれか一方に反射させて、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるように前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光量制御システム。
3. 前記散乱光モードのときは、直接空の明るさを前記室内空間へ極力採り入れるように、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲となるように前記ブラインドの前記複数のスラットの開度の調整制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光量制御システム。
4. 前記初期値は、当該光量制御システムが設置される場所、方角、日時において予測される光の明るさの値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量制御システム。
5. 前記制御手段は、当該光量制御システムが設置される場所、日時において予測される日の出前に、前記ブラインドの複数のスラットを閉じた状態とする制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量制御システム。
6. 前記ブラインドの複数のスラットは、表面側は反射率が２０％以上の凸部で、裏面側は反射率が０〜５％の凹部である円弧板状とされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光量制御システム。
7. 前記ブラインドの複数のスラット間の間隔は、前記スラットの幅の７５％以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光量制御システム。
8. 多段階に設定した１段階目の光の明るさは、４０ｌｘ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光量制御システム。
9. 多段階に設定した最終段階の光の明るさは、３００〜１０００ｌｘであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光量制御システム。
10. 前記制御手段による前記ブラインドの複数のスラットの開度調整ステップは、１ステップの回転角度が２０°以下とされていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光量制御システム。
11. 段階的に照射光の明るさの調整が可能な照明器具も備えており、前記制御手段は、前記受光センサーの計測値が最低限必要な所定値を下回ったときは、前記照明器具により、前記室内空間を前記所定時間前から前記設定時刻までの間の多段階に設定した略所定の光の明るさ範囲とする明るさの照射光を照射して補うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光量制御システム。

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