JP6719982B2 - 日射遮蔽システム - Google Patents

Description

本発明は、建物の開口部に入射する光を遮蔽する割合である遮蔽度を変更可能な遮蔽手段と、遮蔽度を調整する調整手段とを具備する日射遮蔽システムの技術に関する。

従来、建物の開口部に入射する光を遮蔽する割合である遮蔽度を変更可能な遮蔽手段と、遮蔽度を調整する調整手段とを具備する日射遮蔽システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載されるブラインド制御システム（日射遮蔽システム）は、ブラインド（遮蔽手段）、照度計及び制御部（調整手段）等を具備する。ブラインドは、建物の窓（開口部）に設置される。照度計は、建物の屋上で照度を計測してその結果を制御部に入力する。制御部は、屋上の照度（照度計の計測結果）等に基づいてブラインドのスラット角（遮蔽度）を調整する。

特許文献１に記載されるブラインド制御システムは、現在の屋上の照度からスラット角を調整する構成である。この場合、例えば、太陽が雲に隠れると（照度が下がると）、前記ブラインド制御システムは、スラット角を調整して室内に光を入射し易くする。また、雲に隠れていた太陽が出てくると（照度が上がると）、前記ブラインド制御システムは、スラット角を調整して窓から入射する光を遮蔽する。この場合、太陽が出てからスラット角を調整するまでの間、一時的に光（直射日光）が室内に入射してしまい、グレアが発生してしまう可能性がある。前記ブラインド制御システムにおいては、この点に関して改善の余地があった。

特開２０１５−１２７４７０号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、グレアの発生を抑制することが可能な日射遮蔽システムを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、建物の開口部に設置され、前記開口部に入射する光を遮蔽する割合である遮蔽度を変更可能な遮蔽手段と、前記建物の上空を撮像して画像データを作成する撮像手段と、前記画像データ上における雲の量を考慮して前記遮蔽度を調整する調整手段と、を具備し、前記調整手段は、前記画像データ上における色を考慮して前記画像データ上における晴れ間の量を推定し、当該晴れ間の量と前記雲の量とを考慮して、前記画像データ上における空全体の中で前記雲が占める割合を算出し、当該雲が占める割合を考慮して段階的に前記遮蔽度を調整するものであり、前記開口部に直射日光が入射すると判断した場合にのみ、段階的に前記遮蔽度を調整するものである。

請求項２においては、前記調整手段は、前記画像データ上における色を考慮して前記雲の量を推定するものである。

請求項３においては、前記調整手段は、日時を考慮して前記開口部に直射日光が入射するか否かを判断するものである。

請求項４においては、前記調整手段は、前記開口部に直射日光が入射しないと判断した場合に、前記遮蔽度を最小の値となるように調整するものである。

請求項５においては、前記撮像手段は、前記画像データを繰り返し作成し、前記調整手段は、最新の前記画像データ上における雲の量を考慮して仮の遮蔽度の値を決定し、繰り返し作成された前記画像データ上における雲の量の時間的な変化を考慮して前記仮の遮蔽度の値を補正することで、最終的な遮蔽度の値を決定し、前記遮蔽度を前記最終的な遮蔽度の値となるように調整するものである。

請求項６においては、建物の開口部に設置され、前記開口部に入射する光を遮蔽する割合である遮蔽度を変更可能な遮蔽手段と、前記建物の上空を撮像して画像データを作成する撮像手段と、前記画像データ上における雲の量を考慮して前記遮蔽度を調整する調整手段と、を具備し、前記撮像手段は、前記画像データを繰り返し作成し、前記調整手段は、最新の前記画像データ上における雲の量を考慮して仮の遮蔽度の値を決定し、繰り返し作成された前記画像データ上における雲の量の時間的な変化を考慮して前記仮の遮蔽度の値を補正することで、最終的な遮蔽度の値を決定し、前記遮蔽度を前記最終的な遮蔽度の値となるように調整するものである。

請求項７においては、前記遮蔽手段は、調光ガラスによって構成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、グレアの発生を抑制することができる。また、請求項１においては、遮蔽度を簡単に調整することができる。また、請求項１においては、無駄なくシステムを動作させることができる。

請求項２においては、雲の量を簡単に得ることができる。

請求項３においては、開口部に直射日光が入射するか否かを簡単に判断できる。

請求項４においては、グレアが発生する可能性がない場合に、開口部から多くの光を取
り込むことができる。

請求項５においては、雲の時間的な変化を考慮して遮蔽度を調整できる。

請求項６においては、グレアの発生を抑制することができる。また、請求項６においては、雲の時間的な変化を考慮して遮蔽度を調整できる。

請求項７においては、開口部から外部を見易くすることができるため、閉塞感を低減することができる。

日射遮蔽システムの構成を示した模式図。 日射遮蔽システムの動作を示したフローチャート。 日射情報ＤＢのテーブル構成を示した図。 画像データを解析した結果を示した図。 雲が占める割合とグレア発生の危険度との関係を示した図。

以下では、本発明の一実施形態に係る日射遮蔽システム１について説明する。

日射遮蔽システム１は、建物Ｂの窓Ｂ１に入射する光を適宜遮蔽するためのシステムである。本実施形態において、窓Ｂ１に入射する光には、太陽光線による昼間の光、すなわち直射日光、天空光及び地物反射光等が含まれる。

まず、本実施形態に係る建物Ｂについて説明する。

図１に示す建物Ｂは、オフィスビルである。建物Ｂには、外壁及び内壁によって区画された空間に会社や事務所等が入居している。外壁には、複数の窓Ｂ１（採光や通風のための開口部）が設けられる。また、建物Ｂには、屋上Ｂ２が設けられる。

次に、図１を参照して日射遮蔽システム１の構成について説明する。なお、以下においては、図１に示す窓Ｂ１（一つの窓）に入射する光を遮蔽する場合を例に挙げて説明する。

日射遮蔽システム１は、建物Ｂに構築される。日射遮蔽システム１は、調光ガラス１０、天空監視カメラ２０、演算装置３０及びコントローラ４０を具備する。

調光ガラス１０は、窓Ｂ１に入射する光を遮蔽するためのものである。調光ガラス１０は、窓Ｂ１に設置される。調光ガラス１０は、屋内側と屋外側とに間隔を空けて配置される二枚のガラス（不図示）と、当該二枚のガラスの間に設けられる液晶シート（不図示）とを具備する。調光ガラス１０は、前記液晶シートに印加される電圧の大きさに応じて透明度（光を遮蔽する割合）を変更可能に構成される。

天空監視カメラ２０は、建物Ｂの上空を撮影するためのものである。天空監視カメラ２０は、屋上Ｂ２に設置される。天空監視カメラ２０は、そのレンズが上空を向けて配置される。天空監視カメラ２０は、上空を撮影して作成した画像データＤ（図４参照）を、外部に出力可能に構成される。天空監視カメラ２０は、日の出の時間から日没の時間まで上空を撮影する。このような日の出の時間及び日没の時間は、日付（撮影日）及び建物Ｂの経緯度によって求めることができる。また、天空監視カメラ２０は、一定の間隔（本実施形態では１５分間隔）で繰り返し上空を撮影する。

演算装置３０は、日射遮蔽システム１の処理に必要な演算処理等を行うものである。演算装置３０は、バスで相互に接続された中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ及びＲＯＭのような主記憶装置やＳＳＤ及びＨＤＤのようなストレージ）、入力装置（キーボードやマウス）及び出力装置（液晶ディスプレイ）等を具備する。演算装置３０は、市販のＰＣに適宜プログラム等がインストールされることで構成される。演算装置３０は、ストレージに記憶されるプログラムを中央処理装置が呼び出して実行することで、日射遮蔽システム１の処理に必要な演算処理を行うことができる。また、演算装置３０は、内部に時計機能を有し、現在の日時を取得することができる。演算装置３０は、天空監視カメラ２０と接続され、画像データＤが入力可能に構成される。演算装置３０は、日射判定部３１、画像解析部３２、透明度決定部３３及び日射情報ＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）３４を具備する。

日射判定部３１は、ある日時（例えば、１月１日の７時等）に快晴であると仮定した場合に直射日光が窓Ｂ１に入射するか否かを判定するためのものである。日射判定部３１は、演算装置３０で動作するプログラムを実行することで実現される。なお、日射判定部３１の処理については、後で詳述する。

画像解析部３２は、画像データＤ上における色を解析するためのものである。画像解析部３２は、演算装置３０で動作するプログラムを実行することで実現される。なお、画像解析部３２の処理については、後で詳述する。

透明度決定部３３は、調光ガラス１０の透明度を決定するためのものである。透明度決定部３３は、演算装置３０で動作するプログラムを実行することで実現される。なお、透明度決定部３３の処理については、後で詳述する。

日射情報ＤＢ３４は、快晴であると仮定した場合に直射日光が窓Ｂ１に入射するか否かを、日時毎に記憶するためのものである。日射情報ＤＢ３４は、例えば、演算装置３０にインストールされたＤＢＭＳ（Ｄａｔａｂａｓｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に、月日、時間及び日射の有無を列名とするテーブルが作成されることで実現される（図３参照）。

なお、日射の有無は、ある日時に快晴であると仮定した場合に直射日光が窓Ｂ１に入射するか否かを示すものである。日射の有無は、直射日光が入射する場合にそのデータが「有」となり、直射日光が入射しない場合にそのデータが「無」となる。日射情報ＤＢ３４（テーブル）には、このような日射の有無等が後述する日射遮蔽システム１の処理において登録される。

コントローラ４０は、調光ガラス１０を制御するためのものである。コントローラ４０は、調光ガラス１０と接続され、前記液晶シートに印加する電圧の大きさを制御可能に構成される。また、コントローラ４０は、演算装置３０と接続され、演算装置３０から透明度に関する信号が入力可能に構成される。コントローラ４０は、透明度に関する信号に基づいて、前記液晶シートに印加する電圧の大きさを制御する。これにより、コントローラ４０は、演算装置３０からの信号に応じた透明度となるように、調光ガラス１０を制御することができる。

次に、図２から図５までを参照して、日射遮蔽システム１の処理について説明する。日射遮蔽システム１の処理は、天空監視カメラ２０で撮影した画像データＤに基づいて、調光ガラス１０の透明度を調整する処理である。本実施形態に係る日射遮蔽システム１の処理は、天空監視カメラ２０が撮影するタイミングと同じタイミングに実行される。これにより、日射遮蔽システム１は、同じタイミングに天空監視カメラ２０で撮影された画像データＤ（すなわち、最新の画像データＤ）に基づいて、１５分間隔で繰り返し透明度を調整する。

図２に示すように、ステップＳ１０１において、演算装置３０は、現在の日時を日射判定部３１に入力する。このとき、演算装置３０は、例えば、前記時計機能等を利用して現在の日時を取得し、その取得結果を日射判定部３１に入力する。演算装置３０は、ステップＳ１０１の処理を実行した後、ステップＳ１０２の処理を実行する。

図２及び図３に示すように、ステップＳ１０２において、演算装置３０は、日射情報ＤＢ３４（テーブル）に日付、時間及び日射の有無のデータを入力（登録）する。演算装置３０は、例えば、建物Ｂの経緯度、窓Ｂ１の向き及び周囲の環境（直射日光を遮るものがあるか否か等）に基づいてシミュレーションを行うことによって、日射の有無を日時毎に求める。そして、演算装置３０は、求めた結果を日射情報ＤＢ３４に登録する。これにより、日射情報ＤＢ３４には、日射遮蔽システム１が動作する時間（日の出の時間から日没の時間まで）の日射の有無が１５分間隔で登録される。また、日射情報ＤＢ３４には、１月１日から１２月３１日までの間の日射の有無が登録される。

なお、ステップＳ１０２の処理は、日射遮蔽システム１を構築してから最初に行われる処理（一回目の処理）でのみ実行され、次回以降の処理（二回目以降の処理）においてはスキップされる。演算装置３０は、ステップＳ１０２の処理を実行した後、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ１０３において、演算装置３０は、日射判定部３１を実行することで、日射があるか（快晴であると仮定した場合に直射日光が窓Ｂ１に入射するか）否かを判定（判断）する。日射判定部３１は、次に日射遮蔽システム１の処理が行われるタイミング（１５分後の日時）に日射があるか否かを判定する。日射判定部３１は、このような判定を、ステップＳ１０１で入力された現在の日時及び日射情報ＤＢ３４を用いて行う。より詳細には、日射判定部３１は、現在の日時の１５分後の日時をキーにして、日射情報ＤＢ３４を検索する。例えば、ステップＳ１０１で「１／１」及び「６：４５」と現在の日時が入力された場合、日射判定部３１は、「１／１」及び「７：００」をキーにして日射情報ＤＢ３４を検索し、その検索結果として日射の有無が「無」であることを取得する。日射判定部３１は、日射の有無が「無」であった場合に、日射がないと判定する（ステップＳ１０３でＮＯ）。この場合、演算装置３０は、ステップＳ１０４の処理を実行する。

ステップＳ１０４において、演算装置３０は、調光ガラス１０の透明度を（当該調光ガラス１０が調整し得る）最大の値（調光ガラス１０がほぼ透明となるような値（１００％に近い値））に決定する。このような最大の値は、光を遮蔽する割合が最小となる値である。そして、演算装置３０は、透明度（最大の値）に関する信号をコントローラ４０に入力する。コントローラ４０は、演算装置３０からの信号に基づいて透明度が最大の値となるように調光ガラス１０を制御する。これにより、演算装置３０及びコントローラ４０は、調光ガラス１０の透明度を最大の値に調整する。

ここで、ステップＳ１０３で日射がないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、次に日射遮蔽システム１の処理が行われるまでは、快晴であっても直射日光が窓Ｂ１に入射せず、グレアが発生しないと考えられる。そこで、このような場合に調光ガラス１０の透明度を最大の値に調整し（ステップＳ１０４）、窓Ｂ１から入射する光を極力遮蔽しないようにしている。これによれば、グレアが発生する可能性がない場合に、窓Ｂ１から極力光を取り込むことができるため、自然光を利用して照明の照度を下げることができる。このため、照明の消費電力を下げて、省エネ効果を得ることができる。

演算装置３０は、ステップＳ１０４の処理を実行した後、日射遮蔽システム１の処理を終了する。

また、ステップＳ１０３において、日射があると日射判定部３１が判定した（日射の有無が「有」であった）場合に（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、演算装置３０は、ステップＳ１０５の処理を実行する。

ステップＳ１０５において、演算装置３０は、画像データＤ上における雲Ｃの量を求めて透明度決定部３３に入力する。雲Ｃの量とは、画像データＤ上における雲Ｃの領域を数値化したもの、具体的には、雲Ｃの画素数や画像データＤ上での雲Ｃの面積等である。図４に示すように、演算装置３０は、画像解析部３２に画像データＤを入力して、画像解析部３２を実行することで、雲Ｃの量を求める。なお、図４においては、晴れ間Ｆ（雲Ｃの切れ目のような空の青い部分）を斜線で示している。

ステップＳ１０５において、まず、画像解析部３２は、画像データＤの画素を色毎に集計する。このとき、画像解析部３２は、色情報（本実施形態ではＲＧＢ値）が同一である画素が同じ色であると判断して集計を行う（同一のＲＧＢ値が設定された画素の数を数える）。そして、画像解析部３２は、集計値が大きい上位十位の色（第一位の色Ｃ１から第十位の色Ｃ１０まで）を抽出し、そのＲＧＢ値と画素数とを関連付けた情報（図４に示す棒グラフ参照）を取得する。なお、図４に示す棒グラフは、縦軸に沿って棒が並べられ、棒の横幅（長さ）が集計値（画素数）を示すものとなっている。

ステップＳ１０５において、画像解析部３２は、第一位の色Ｃ１から第十位の色Ｃ１０までの中で、雲Ｃの色（白色又は灰色）を抽出する。このとき、画像解析部３２は、第一位の色Ｃ１から第十位の色Ｃ１０までのＲＧＢ値（図４に示すＲＧＢ値参照）が、「Ｒの値＝Ｇの値＝Ｂの値」又は「Ｒの値＞Ｂの値、かつ、Ｇの値＞Ｂの値」の条件を満たすか否かを判断する。そして、画像解析部３２は、前記条件を満たした色を雲Ｃの色として抽出する。これにより、画像解析部３２は、第一位の色Ｃ１、第二位の色Ｃ２、第五位の色Ｃ５から第七位の色Ｃ７まで及び第十位の色Ｃ１０を抽出する。このような雲Ｃの色を抽出する条件は、日射遮蔽システム１の処理を行う前に予め設定されている。

ステップＳ１０５において、画像解析部３２は、抽出した色Ｃ１・Ｃ２．Ｃ５〜Ｃ７・Ｃ１０の画素数（棒グラフの長さ）を合計することで、雲Ｃの量を推定する。これにより、画像解析部３２は、雲Ｃの量を求めて透明度決定部３３に入力する。

図２に示すように、演算装置３０は、ステップＳ１０５の処理を実行した後、ステップＳ１０６の処理を実行する。

ステップＳ１０６において、演算装置３０は、画像データＤ上における晴れ間Ｆの量を求めて透明度決定部３３に入力する。晴れ間Ｆの量とは、画像データＤ上における晴れ間Ｆの領域を数値化したもの、具体的には、晴れ間Ｆの画素数や画像データＤ上での晴れ間Ｆの面積等である。演算装置３０は、画像解析部３２を実行することで、晴れ間Ｆの量を求める。

ステップＳ１０６において、画像解析部３２は、図４に示す第一位の色Ｃ１から第十位の色Ｃ１０までの中で、晴れ間Ｆの色（水色）を抽出する。このとき、画像解析部３２は、ステップＳ１０５で雲Ｃの色として抽出されなかった色Ｃ３・Ｃ４・Ｃ８・Ｃ９の中から、晴れ間Ｆの色を抽出する。画像解析部３２は、前記色Ｃ３・Ｃ４・Ｃ８・Ｃ９のＲＧＢ値が、「Ｒの値＜Ｂの値、かつ、Ｇの値≦Ｂの値」を満たすか否かを判断する。そして、画像解析部３２は、前記条件を満たした色を晴れ間Ｆの色として抽出する。これにより、画像解析部３２は、第三位の色Ｃ３、第四位の色Ｃ４、第八位の色Ｃ８及び第九位の色Ｃ９を抽出する。このような晴れ間Ｆの色を抽出する条件は、日射遮蔽システム１の処理を行う前に予め設定されている。なお、画像解析部３２は、色Ｃ３・Ｃ４・Ｃ８・Ｃ９のうち、前記条件を満たさない色があった場合、当該色を雲Ｃの色又は晴れ間Ｆの色ではないと判断して除外する。

ステップＳ１０６において、画像解析部３２は、雲Ｃの量を推定した場合と同じ手順で晴れ間Ｆの量を推定する。これにより、画像解析部３２は、晴れ間Ｆの量を求めて透明度決定部３３に入力する。

図２に示すように、演算装置３０は、ステップＳ１０６の処理を実行した後、ステップＳ１０７の処理を実行する。

ステップＳ１０７において、演算装置３０は、透明度決定部３３を実行することで、画像データＤ上における空全体の中で雲Ｃが占める割合を算出する。

より詳細には、ステップＳ１０７において、透明度決定部３３は、ステップＳ１０５・Ｓ１０６で入力された雲Ｃの量と晴れ間Ｆの量とを合算することで、画像データＤ上における空全体の量（画像データＤ上における空全体の領域を数値化したもの、本実施形態では空全体の画素数）を算出する。そして、透明度決定部３３は、雲Ｃの量（雲Ｃの色の画素数）から空全体の量を除算することで、雲Ｃが占める割合を算出する。このような雲Ｃが占める割合は、雲Ｃの量が多い（曇っている）場合にその値が１に近い値となり、雲Ｃの量が少ない（晴れている）場合にその値が０に近い値となる。

ステップＳ１０７において、透明度決定部３３は、図５に示すような表を用いて、雲Ｃが占める割合からグレア発生の危険度（グレアが発生する可能性の度合い）を判断する。例えば、図２及び図５に示すように、透明度決定部３３は、雲Ｃが占める割合が０．７以上である場合に、危険度が「低」であると判断し（ステップＳ１０７で「危険度：低」）、ステップＳ１０８の処理を実行する。

ステップＳ１０８において、透明度決定部３３は、調光ガラス１０の透明度を最大の値（ほぼ透明）に決定する。そして、演算装置３０は、透明度決定部３３で決定した透明度（最大の値）に関する信号をコントローラ４０に入力し、調光ガラス１０の透明度を最大の値にする。

ここで、雲Ｃが占める割合が０．７以上である場合（ステップＳ１０７で「危険度：低」）、雲Ｃの量が多く、現時点からしばらくの間（例えば、次に日射遮蔽システム１が動作するまで）は太陽Ｓが雲Ｃで覆われていることが想定される。この場合、現時点からしばらくの間は、直射日光が窓Ｂ１に入射し難く、グレアが発生し難い（グレア発生の危険度が低い）と考えられる。そこで、調光ガラス１０の透明度を最大の値に調整し（ステップＳ１０８）、窓Ｂ１から入射する光を極力遮蔽しないようにしている。これによれば、グレアが発生する可能性が低い場合に、窓Ｂ１から極力光を取り込むことができる。

演算装置３０は、ステップＳ１０８の処理を実行した後、日射遮蔽システム１の処理を終了する。

また、ステップＳ１０７において、透明度決定部３３は、雲Ｃが占める割合が０．３以上、かつ０．７未満である場合に、グレア発生の危険度が「中」であると判断し（ステップＳ１０７で「危険度：中」）、ステップＳ１０９の処理を実行する。

ステップＳ１０９において、透明度決定部３３は、透明度を２０％に決定する。そして、演算装置３０は、透明度決定部３３で決定した透明度（２０％）に関する信号をコントローラ４０に入力し、調光ガラス１０の透明度を２０％にする。

ここで、雲Ｃが占める割合が０．３以上、かつ０．７未満である場合（ステップＳ１０７で「危険度：中」）、雲Ｃがまばらであり、現時点で太陽Ｓが雲Ｃに隠れていても、すぐに太陽Ｓが雲Ｃから出てくることが想定される。このように、雲Ｃがまばらである場合、現時点で太陽Ｓが雲Ｃに隠れていても、すぐに（例えば、次に日射遮蔽システム１の処理を行うまでに）直射日光が窓Ｂ１に入射するようになってグレアが発生する可能性がある。そこで、透明度を２０％に調整し（ステップＳ１０９）、調光ガラス１０で光を遮蔽するようにしている。これによれば、予め（太陽Ｓが雲Ｃから出てきて直射日光が窓Ｂ１に入射する前に）透明度を下げておくことができるため、グレアの発生を効果的に抑制することができる。また、透明度を２０％（調光ガラス１０が調整し得る最小の値よりもやや高い値）にすることで、雲Ｃがまばらにある場合でも、グレアの発生を抑制しつつ、室内に光を極力取り込むことができる。これにより、雲Ｃが占める割合に応じて適切な採光状態にすることができる。

演算装置３０は、ステップＳ１０９の処理を実行した後、日射遮蔽システム１の処理を終了する。

また、ステップＳ１０７において、透明度決定部３３は、雲Ｃが占める割合が０．３未満である場合に、グレア発生の危険度が「高」であると判断し（ステップＳ１０７で「危険度：高」）、ステップＳ１１０の処理を実行する。

ステップＳ１１０において、透明度決定部３３は、透明度を１０％に決定する。そして、演算装置３０は、透明度決定部３３で決定した透明度（１０％）に関する信号をコントローラ４０に入力し、調光ガラス１０の透明度を１０％にする。

ここで、雲Ｃが占める割合が０．３未満である場合（ステップＳ１０７で「危険度：高」）、雲Ｃの量が少なく、現時点からしばらくの間は太陽Ｓが雲Ｃから出ていることが想定される。この場合、現時点からしばらくの間は、直射日光が窓Ｂ１に入射し易く、グレアが発生する可能性が高いと考えられる。そこで、調光ガラス１０の透明度を１０％に調整し（ステップＳ１１０）、窓Ｂ１から入射する光を極力遮蔽するようにしている。これによれば、グレアが発生する可能性が高い場合に、窓Ｂ１に入射する直射日光を効果的に遮蔽することができる。これによって、グレアの発生を抑制することができる。

演算装置３０は、ステップＳ１１０の処理を実行した後、日射遮蔽システム１の処理を終了する。

以上のように、透明度決定部３３は、雲Ｃが占める割合に基づいて、１５分以内にグレアが発生する可能性（グレア発生の危険度）を予測している（ステップＳ１０７）。また、透明度決定部３３は、グレア発生の危険度を三段階（「低」、「中」及び「高」）に分けている。また、演算装置３０及びコントローラ４０は、このようなグレア発生の危険度に応じて透明度を三段階（最大の値、２０％又は１０％）に調整する（ステップＳ１０８〜Ｓ１１０）。これによって、演算装置３０及びコントローラ４０は、透明度を段階的に調整する。これによれば、コントローラ４０での調光ガラス１０の制御を簡素化することができる。

以上の如く、本実施形態に係る日射遮蔽システム１は、建物Ｂの窓Ｂ１（開口部）に設置され、前記窓Ｂ１に入射する光を遮蔽する割合である透明度を変更可能な調光ガラス１０（遮蔽手段）と、前記建物Ｂの上空を撮像して画像データＤを作成する天空監視カメラ２０（撮像手段）と、前記画像データＤ上における雲Ｃの量を考慮して前記透明度を調整する演算装置３０及びコントローラ４０（調整手段）と、を具備するものである。

このように構成することにより、グレアの発生を抑制することができる。

また、前記演算装置３０は、前記画像データＤ上における色を考慮して前記雲Ｃの量を推定するものである。

このように構成することにより、画像データＤから簡単に雲Ｃを識別することができるため、雲Ｃの量を簡単に得ることができる。

また、前記演算装置３０及びコントローラ４０は、前記画像データＤ上における色を考慮して前記画像データＤ上における晴れ間Ｆの量を推定し、当該晴れ間Ｆの量と前記雲Ｃの量とを考慮して、前記画像データＤ上における空全体の中で前記雲Ｃが占める割合を算出し、当該雲Ｃが占める割合を考慮して前記透明度を調整するものである。

このように構成することにより、雲Ｃが占める割合（雲Ｃがまばらにあるか等）からグレアが発生する可能性を判断して透明度を調整可能となるため（ステップＳ１０７〜Ｓ１１０）、グレアの発生を効果的に抑制することができる。

また、前記演算装置３０及びコントローラ４０は、前記雲Ｃが占める割合に応じて段階的に前記透明度を調整するものである。

このように構成することにより、コントローラ４０での調光ガラス１０の制御を簡素化できるため、透明度を簡単に調整することができる。

また、前記演算装置３０及びコントローラ４０は、前記窓Ｂ１に直射日光が入射すると判断した場合にのみ、段階的に前記透明度を調整するものである。

このように構成することにより、グレアが発生する可能性がある場合にのみ（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、段階的に透明度を調整できる。これにより、必要なときだけ、画像データＤを解析して雲Ｃの量を入力する処理等（ステップＳ１０５〜Ｓ１１０）を実行することができる。これによれば、無駄なくシステムを動作させることができる。

また、前記演算装置３０は、日時を考慮して前記窓Ｂ１に直射日光が入射するか否かを判断するものである。

このように構成することにより、簡単に取得可能な値を用いて、窓Ｂ１に直射日光が入射するか否かを判断できる。これによれば、簡単に直射日光が入射するか否かを判断できる。

また、前記演算装置３０及びコントローラ４０は、前記窓Ｂ１に直射日光が入射しないと判断した場合に、前記透明度を最大の値（窓Ｂ１に入射する光を遮蔽する割合が最小となる値）となるように調整するものである。

このように構成することにより、グレアが発生する可能性がない場合に（ステップＳ１０７でＹＥＳ）透明度を最大の値に調整できるため（ステップＳ１０８）、窓Ｂ１から多くの光を取り込むことができる。

また、前記遮蔽手段は、調光ガラス１０によって構成されるものである。

このように構成することにより、窓Ｂ１から外部を見易くすることができるため、閉塞感を低減することができる。

なお、本実施形態に係る窓Ｂ１は、本発明に係る開口部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る調光ガラス１０は、本発明に係る遮蔽手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る天空監視カメラ２０は、本発明に係る撮像手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る演算装置３０及びコントローラ４０は、本発明に係る調整手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る透明度は、本発明に係る遮蔽度に相当する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、日射遮蔽システム１が適用される建物Ｂの種類は、オフィスビルに限定されるものではなく、マンションや一軒家や病院等であってもよい。

また、調光ガラス１０が設置される場所は、窓Ｂ１に限定されるものではない。調光ガラス１０が設置される場所は、建物Ｂの開口部のうち、直射日光が入射するような場所であればよい。具体的には、ベランダに通じる出入口や天窓等であってもよい。

また、日射遮蔽システム１は、１つの窓Ｂ１に入射する光を遮蔽する（１つの調光ガラス１０を具備する）場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、複数の窓Ｂ１に入射する光を遮蔽するものであってもよい。この場合、調光ガラス１０は、例えば、複数の窓Ｂ１に対応するように設置される（１つの窓Ｂ１に対して１つの調光ガラス１０が設置される）。また、日射情報ＤＢ３４には、複数の調光ガラス１０に対応するように複数のテーブルが作成される（１つの調光ガラス１０に対して１つのテーブルが作成される）。また、日射判定部３１は、各調光ガラス１０に対応するテーブルを検索して、各窓Ｂ１における日射の有無を取得する。また、演算装置３０及びコントローラ４０は、ステップＳ１０４・Ｓ１０８〜Ｓ１１０で複数の調光ガラス１０の透明度を調整する。

また、遮蔽手段は、調光ガラス１０に限定されるものではなく、例えば、スラット角を変更可能なブラインド等であってもよい。この場合、演算装置３０は、ステップＳ１０４・Ｓ１０８〜Ｓ１１０において、ブラインドで光を遮蔽する割合を決定する。コントローラ４０は、演算装置３０で決定した割合となるように、ブラインドのスラット角を制御する。このとき、コントローラ４０は、日時によって判断される太陽の高度や位置等からスラット角を適宜制御する。このように、本発明に係る遮蔽度は、窓Ｂ１に入射する光を遮蔽する割合である。具体的には、遮蔽度は、調光ガラス１０の透明度や日時に応じたブラインドのスラット角等である。

また、天空監視カメラ２０が設置される場所は、上空を撮影可能な場所であれば屋上Ｂ２に限定されるものではない。具体的には、天空監視カメラ２０が設置される場所は、建物Ｂの敷地内や建物Ｂとは異なる建物の屋上等であってもよい。

また、天空監視カメラ２０がで上空を撮影する時間及び日射遮蔽システム１の処理を実行する時間は、日の出の時間から日没の時間までとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、オフィスビルに入居している会社や事務所の始業時間から終業時間まで等であってもよい。

また、天空監視カメラ２０で上空を撮影する間隔及び日射遮蔽システム１の処理を実行する間隔は、１５分に限定されるものではなく、１０分や２０分であってもよい。また、季節等によって、天空監視カメラ２０で上空を撮影する間隔及び日射遮蔽システム１の処理を実行する間隔を適宜変更してもよい。

また、ステップＳ１０３において、日射判定部３１は、現在の日時の１５分後（１５分後の日時）に日射があるか否かを判定したが、日射があるか否かを判定する時間は、１５分後の日時に限定されるものではない。例えば、日射判定部３１は、現在の日時に日射があるか否かを判定してもよい。また、日射判定部３１は、現在の日時及び１５分後の日時に日射があるか否かをそれぞれ判定してもよい。この場合、日射判定部３１は、例えば、現在の日時又は１５分後の日時の少なくともいずれか一方で日射があると判定した場合に、ステップＳ１０５以降の処理を実行する。

また、日射判定部３１は、ある日時に快晴であると仮定した場合に直射日光が窓Ｂ１に入射するか否かを判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、実際に直射日光が窓Ｂ１に入射する直前であるか否かを判定するものであってもよい。この場合、例えば、日射判定部３１は、窓Ｂ１周辺の照度を測定する照度計の測定結果に基づいて、直射日光が入射する直前であるか否かを判定する。より詳細には、日射判定部３１は、照度計の測定結果が所定の閾値を越えた場合に直射日光が入射する直前であると判定し、照度計の測定結果が前記所定の閾値以下となった場合に直射日光が入射する直前でないと判定する。これによれば、日射情報ＤＢ３４を用いることなく直射日光が窓Ｂ１に入射するか否かを判定することができる。以上のように、本発明に係る「開口部に直射日光が入射する」とは、「快晴であると仮定した場合に直射日光が開口部に入射する」ことと、「実際に直射日光が開口部に入射する直前である」こととを含むものである。

また、演算装置３０は、必ずしも日射があるかを判定する（ステップＳ１０３の処理を実行する）必要はない。

また、画像解析部３２は、画像データＤに所定の建物（建物Ｂや建物Ｂとは異なる建物）が写っている場合に、所定の建物を考慮して雲Ｃの量及び晴れ間Ｆの量を求めてもよい。このような所定の建物は、画像データＤに常に同じように撮影される。そこで、画像解析部３２は、例えば、天空監視カメラ２０で予め撮影した画像データから所定の条件を満たす色を所定の建物の色として抽出し、その画素数を集計する。そして、ステップＳ１０５において、画像解析部３２は、画像データＤ上における色のうち、所定の建物の色と一致する色の集計値（画素数）から、予め集計した所定の建物の色の画素数を減算する。これにより、画像データＤから所定の建物の色を除去して雲Ｃの量及び晴れ間Ｆの量を求めることができる。このため、雲Ｃの量及び晴れ間Ｆの量を精度良く求めることができ、その結果雲Ｃが占める割合を精度良く求めることができる。

ここで、画像データＤは、上空を撮影したものであるため、その多くの領域が雲Ｃや晴れ間Ｆで占められている。このため、ステップＳ１０５で集計した値が大きい（画素数が多い）色は、雲Ｃや晴れ間Ｆの領域を示す色であると考えられる。一方、集計した値が非常に小さい（画素数が少ない）色は、予め撮影されることが想定できないもの、例えば飛行物等であると考えられる。そこで、ステップＳ１０５において、画像解析部３２は、画像データＤ上における色のうち、集計値が大きい色を所定の数（本実施形態では十種類）だけ抽出している。これによれば、飛行物等の色、すなわち雲Ｃや晴れ間Ｆ以外の領域の色を除外することができるため、雲Ｃの量及び晴れ間Ｆの量を精度良く求めることができる。なお、ステップＳ１０５で抽出する色の数は、十色（上位十位まで）に限定されるものではなく、例えば、九色以下や十一色以上であってもよい。

また、画像解析部３２は、同一のＲＧＢ値毎に画素の数を集計するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、目では見分けの付かない色を同じ色として（ＲＧＢ値が近似する色をまとめて）集計してもよい。

また、ステップＳ１０５・Ｓ１０６において用いられる雲Ｃの色及び晴れ間Ｆの色を抽出する条件は、本実施形態のような条件に限定されるものではない。

また、雲Ｃが占める割合を算出する手法は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、透明度決定部３３は、ステップＳ１０５で入力された雲Ｃの量を、画像データＤ全体の画素数で除算して雲Ｃが占める割合を算出してもよい。このように構成することで、晴れ間Ｆの色が水色とは異なる色となる時間帯（例えば、夕方の時間帯等）において、雲Ｃが占める割合を精度良く算出することができる。また、このような画像データＤ全体の画素数を用いる手法と、本実施形態に係るステップＳ１０７のような晴れ間Ｆの量を用いる手法とを、時間帯によって使い分けてもよい（例えば、夕方の時間帯だけ画像データＤ全体の画素数を用いて雲Ｃが占める割合を算出してもよい）。これによれば、時間帯に関わらず、雲Ｃが占める割合を精度良く算出することができる。

また、画像解析部３２は、画像データＤに対して画像処理（例えば、輪郭を検出するためのエッジ処理等）を施して、雲Ｃ及び晴れ間Ｆの領域の面積を求め、当該面積を雲Ｃ及び晴れ間Ｆの量とするものであってもよい。

また、ステップＳ１０７〜Ｓ１１０においては、雲Ｃが占める割合に基づいて調光ガラス１０の透明度を調整したが、これに限定されるものではなく、例えば、雲Ｃの量に基づいて調光ガラス１０の透明度を調整してもよい。

また、ステップＳ１０７〜Ｓ１１０においては、雲Ｃが占める割合に応じて最大の値、２０％又は１０％となるように（三段階に）透明度を調整するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、日射遮蔽システム１は、雲Ｃが占める割合に応じて四段階以上に透明度を調整するものであってもよい。これにより、透明度をより細かく調整することができる。また、雲Ｃが占める割合に応じて最大の値又は１０％となるように透明度を調整してもよい。

また、ステップＳ１０４・Ｓ１０８〜Ｓ１１０で調整される透明度の値は、本実施形態の値（最大の値、２０％又は１０％）に限定されるものではなく、任意の値を設定することができる。

また、透明度決定部３３は、前回の日射遮蔽システム１の処理で算出した雲Ｃが占める割合（１５分前に算出した雲Ｃが占める割合、以下「前回の雲Ｃが占める割合」と称する）を利用して、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０で決定した透明度を補正してもよい。

このような構成において、例えば、透明度決定部３３は、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０で決定した透明度を仮の透明度の値（最大の値、２０％又は１０％）として決定する。そして、透明度決定部３３は、前回の雲Ｃが占める割合とステップＳ１０７で算出した雲Ｃが占める割合との差分を算出し、当該差分が小さい（雲Ｃが占める割合の変動が小さい）場合に、天候が安定していると判断する。この場合、透明度決定部３３は、仮の透明度の値よりも高い値（仮の透明度に所定の値を加算した値）を最終的な透明度の値として決定する。その後、日射遮蔽システム１は、最終的な透明度の値となるように調光ガラス１０の透明度を調整する。これによれば、天候が安定している場合に、仮の透明度（ステップＳ１０８〜Ｓ１１０で決定した透明度）が高くなるように補正できるため、窓Ｂ１から極力光を取り込むことができる。また、差分が小さい（天候が安定している）場合、頻繁に透明度を調整する必要がないため、演算装置３０は、次に日射遮蔽システム１の処理を行うタイミングを遅くする。具体的には、１５分間隔で処理を行うところを２０分間隔等にする。これにより、透明度の調整頻度を減らすことができる。なお、仮の透明度の値が最大の値である場合（ステップＳ１０８）、透明度決定部３３は、最終的な透明度の値を最大の値のままとする（仮の透明度の値を補正しない）。

また、透明度決定部３３は、差分が大きい場合に、天候が不安定であると判断し、仮の透明度の値よりも低い値（仮の透明度を所定の値で減算した値）を最終的な透明度の値として決定する。そして、日射遮蔽システム１は、最終的な透明度の値となるように調光ガラス１０の透明度を調整する。これによれば、天候が不安定であることが想定される場合に、仮の透明度が低くなるように補正できるため、窓Ｂ１に入射する直射日光を遮断し易くなるため、グレアの発生を効果的に抑制することができる。また、演算装置３０は、差分が大きい場合に、次に日射遮蔽システム１の処理を行うタイミングを早くする。具体的には、１５分間隔で処理を行うところを１０分間隔等にする。これにより、急な天候の変化に合わせて透明度を迅速に調整することができる。

ここで、差分を算出する場合、前回の日射遮蔽システム１の処理において、日射がない（ステップＳ１０３で「ＮＯ」）と判断されて前回の雲Ｃが占める割合が算出されていない可能性がある。この場合、差分を求める前に、前回撮影された画像データＤから雲Ｃが占める割合を算出すればよい。

以上のような差分を利用して透明度を補正する処理は、ステップＳ１０７で「危険度：中」となった場合に行うことが望ましい。これにより、雲がまばらにあってグレアが発生する可能性を明確に判断し難い場合に、雲Ｃが占める割合だけではなく、天候が安定しているか否か（雲Ｃが占める割合とは異なる情報）を用いて透明度を最終的に決定することができる。これによれば、透明度をより最適な値にすることができる。また、前記処理においては、前回の雲Ｃが占める割合だけではなく、前回よりも前に算出された雲Ｃが占める割合も利用して差分を算出してもよい。

以上の如く、前記天空監視カメラ２０は、前記画像データＤを繰り返し作成し、前記演算装置３０及びコントローラ４０は、最新の前記画像データＤ上における雲Ｃの量を考慮して仮の透明度の値を決定し、繰り返し作成された前記画像データＤ上における雲Ｃの量の時間的な変化を考慮して前記仮の透明度の値を補正することで、最終的な透明度の値を決定し、前記透明度を前記最終的な透明度の値となるように調整するものである。

このように構成することにより、雲Ｃの時間的な変化を考慮して透明度を調整できる。

また、日射情報ＤＢ３４は、演算装置３０内に構築されるものとしたが、これに限定されるものではなく、演算装置３０とは異なるＰＣに構築されていてもよい。例えば、日射情報ＤＢ３４は、インターネット回線等によって演算装置３０と接続可能なＤＢサーバに構築されていてもよい。これにより、日射遮蔽システム１の処理にかかる負荷を複数のＰＣ（演算装置３０及びＤＢサーバ）に分散させることができる。

１ 日射遮蔽システム
１０ 調光ガラス（遮蔽手段）
２０ 天空監視カメラ（撮像手段）
３０ 演算装置（調整手段）
４０ コントローラ（調整手段）
Ｂ 建物
Ｂ１ 窓（開口部）
Ｄ 画像データ

Claims (7)

1. 建物の開口部に設置され、前記開口部に入射する光を遮蔽する割合である遮蔽度を変更可能な遮蔽手段と、
   前記建物の上空を撮像して画像データを作成する撮像手段と、
   前記画像データ上における雲の量を考慮して前記遮蔽度を調整する調整手段と、
   を具備し、
   前記調整手段は、
   前記画像データ上における色を考慮して前記画像データ上における晴れ間の量を推定し、
   当該晴れ間の量と前記雲の量とを考慮して、前記画像データ上における空全体の中で前記雲が占める割合を算出し、
   当該雲が占める割合を考慮して段階的に前記遮蔽度を調整するものであり、
   前記開口部に直射日光が入射すると判断した場合にのみ、段階的に前記遮蔽度を調整する、
   日射遮蔽システム。
2. 前記調整手段は、
   前記画像データ上における色を考慮して前記雲の量を推定する、
   請求項１に記載の日射遮蔽システム。
3. 前記調整手段は、
   日時を考慮して前記開口部に直射日光が入射するか否かを判断する、
   請求項１又は請求項２に記載の日射遮蔽システム。
4. 前記調整手段は、
   前記開口部に直射日光が入射しないと判断した場合に、前記遮蔽度を最小の値となるように調整する、
   請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の日射遮蔽システム。
5. 前記撮像手段は、
   前記画像データを繰り返し作成し、
   前記調整手段は、
   最新の前記画像データ上における雲の量を考慮して仮の遮蔽度の値を決定し、
   繰り返し作成された前記画像データ上における雲の量の時間的な変化を考慮して前記仮の遮蔽度の値を補正することで、最終的な遮蔽度の値を決定し、
   前記遮蔽度を前記最終的な遮蔽度の値となるように調整する、
   請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の日射遮蔽システム。
6. 建物の開口部に設置され、前記開口部に入射する光を遮蔽する割合である遮蔽度を変更可能な遮蔽手段と、
   前記建物の上空を撮像して画像データを作成する撮像手段と、
   前記画像データ上における雲の量を考慮して前記遮蔽度を調整する調整手段と、
   を具備し、
   前記撮像手段は、
   前記画像データを繰り返し作成し、
   前記調整手段は、
   最新の前記画像データ上における雲の量を考慮して仮の遮蔽度の値を決定し、
   繰り返し作成された前記画像データ上における雲の量の時間的な変化を考慮して前記仮の遮蔽度の値を補正することで、最終的な遮蔽度の値を決定し、
   前記遮蔽度を前記最終的な遮蔽度の値となるように調整する、
   日射遮蔽システム。
7. 前記遮蔽手段は、
   調光ガラスによって構成される、
   請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の日射遮蔽システム。

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