JP7194029B2 - 光源位置決定装置及び日射シミュレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光以外の光源を位置決めするための光源位置決定装置等に関する。

下記特許文献１は、建物への太陽光線の照射位置が変化する状態をシミュレーションするための方法を提案している。この方法では、先ず、予め入力された年月日及び時間等の情報から、太陽の照射角等を演算する。次に、疑似の太陽光線を照射するための点光源を、演算結果に基づいて移動させる。

特開平０７－０７２７８５号公報

上記の方法では、演算回路を内蔵した制御手段や、演算結果に基づいて点光源を移動させるための移動手段等の装置が必要であり、多くのコストを要するという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、光源を低コストで位置決めすることが可能な光源位置決定装置、及び、日射シミュレーション方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、任意に定められた第１の位置と、予め定められた時期かつ予め定められた時刻の太陽の位置との関係を、太陽光以外の光源を用いて再現するために、前記第１の位置に対する前記光源の位置を決定するための装置であって、影生成部と、影受け部とを含み、前記影生成部は、前記光源からの光を受けて影を生成するものであり、前記影生成部には、前記影に特定の時刻を示す目盛りを付加するための目盛り模様が形成されており、前記影受け部は、前記第１の位置に合わせて置くための第２の位置が定義されており、かつ、前記影受け部は、前記影生成部の前記影及びそこからはみ出す前記光源の光を受け得る受面を有し、前記受面は、前記光源が、前記第２の位置に対して、予め定められた時期かつ予め定められた時刻の太陽の位置を再現するように位置決めされたことを、前記影の前記目盛りとの関係で識別させる識別部を有することを特徴とする。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記第２の位置は、前記受面に定義されていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記識別部は、前記第２の位置に設けられていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記識別部は、前記目盛りを前記第２の位置に合わせるためのマークであってもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記影受け部には、前記第１の位置の東西南北に合わせるための目印が設けられていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記時期は、夏至、春分、秋分及び冬至の少なくとも一つを含んでもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記影生成部は、複数の時期を再現するために複数設けられていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記影受け部の少なくとも一部は、前記第１の位置を含む平面に沿った平面部分を含んでもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記影生成部は、前記影受け部から上方に延びていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記影生成部の少なくとも一部は、前記影受け部に対して傾斜していてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記影生成部は、上に凸の円弧状に延びる上部エッジを含んでもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記上部エッジには、前記目盛り模様が設けられていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記目盛り模様は、日の出から日の入りまでの時間帯のうちの複数の時刻に対応して複数設けられていてもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記目盛り模様は、前記影の輪郭に凹部及び凸部を形成してもよい。

本発明に係る前記光源位置決定装置において、前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方は、互いに異なる少なくとも２種類の形状を有していてもよい。

本発明は、請求項１ないし１５のいずれかに記載の前記光源位置決定装置を用いて、前記第１の位置における前記太陽光による日射を、前記光源からの光で再現するための方法であって、前記第１の位置に前記第２の位置を合わせて、前記光源位置決定装置を配置する工程と、前記光源の光を前記影生成部に照射して、前記影を前記受面に生成する工程と、前記目盛りと前記識別部との関係に基づいて、前記光源が前記位置決めされたことを識別する工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記日射シミュレーション方法において、前記光源位置決定装置を前記第１の位置から取り除く工程と、前記第１の位置に、日当たり調査の対象物を配置する工程とを含んでもよい。

本発明に係る前記日射シミュレーション方法において、前記対象物は、建物の図面及び模型の少なくとも一方を含んでもよい。

本発明の光源位置決定装置は、影生成部が、目盛りが付加された影を生成する。また、本発明の光源位置決定装置の影受け部は、識別部を有し、この識別部は、前記影の前記目盛りとの関係で、前記光源が所望の位置に位置決めされたことを識別することができる。したがって、本発明の装置は、低コストで、前記光源を所望の位置に決定することができる。

日射シミュレーション方法によって日当たりの調査が行われる対象物、光源、及び、光源位置決定装置の一例を示す斜視図である。 光源位置決定装置の一例を示す斜視図である。 光源位置決定装置の側面図である。 第１影生成部以外の影生成部を省略した光源位置決定装置の一例を示す斜視図である。 第２影生成部以外の影生成部を省略した光源位置決定装置の一例を示す斜視図である。 第３影生成部以外の影生成部を省略した光源位置決定装置の一例を示す斜視図である。 時期が夏至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源が位置決めされたときの影の一例を示す図である。 時期が春分又は秋分であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源が位置決めされたときの影の一例を示す図である 時期が冬至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源が位置決めされたときの影の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態の光源位置決定装置の一例を示す斜視図である。 図１０の光源位置決定装置の側面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。なお、各図面は、発明の内容の理解を高めるためのものであり、誇張された表示が含まれる他、各図面間において、縮尺等は厳密に一致していない点が予め指摘される。図１は、日射シミュレーション方法によって日当たりの調査が行われる対象物２、光源３、及び、光源位置決定装置４の一例を示す斜視図である。

対象物２としては、日当たりの調査が行われるものであれば、適宜採用することができる。対象物２の一例としては、建物の図面５及び模型６などが挙げられる。本実施形態の対象物２は、建物の図面５及び模型６の双方を含んでいるが、建物の図面５及び模型６の少なくとも一方が含まれていてもよい。

図面５としては、建物の間取り図である場合が例示される。模型６としては、窓等の外壁開口部のみを部分的に表したものが例示される。なお、模型６としては、建物全体を表した模型でもよいし、居住者を表した人形や、樹木を表した模型などがさらに含まれてもよい。これらの対象物２は、例えば、平滑な上面を有するテーブル８に配置されているが、床や地面等に配置されていてもよい。

光源３は、太陽光（図示省略）以外のものであれば、適宜採用することができる。本実施形態の光源３には、照明装置が採用されている。照明装置としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ及び蛍光灯等から適宜選択することができるが、光の指向性が強い発光ダイオード（ＬＥＤ）が採用されるのが望ましい。また、本実施形態の照明装置は、電球型に形成されているが、例えば、直管型等に形成されるものでもよい。

本実施形態の光源３は、支持手段１０によって支持されており、対象物２の上方の空間の任意の位置に配置されている。本実施形態の支持手段１０は、例えば、テーブル８に固定されたフレキシブルアームスタンドとして構成されているが、光源３を支持できるものであれば、このような態様に限定されない。

光源位置決定装置４は、任意に定められた第１の位置１１と、予め定められた時期かつ予め定められた時刻の太陽の位置との関係を、光源３を用いて再現するために、第１の位置１１に対する光源３の位置を決定するためのものである。

第１の位置１１は、太陽光による日射を、光源３からの光で再現したい位置に設定される。本実施形態の第１の位置１１は、対象物２が配置される位置（例えば、図面５の間取りの任意の位置）に設定される。

時期については、太陽光による日射を再現したい時期（例えば、１年のうちの所定の日）を適宜設定することができる。時期には、例えば、太陽の南中高度が最も高い夏至、南中高度が最も低い冬至、並びに、南中高度がそれらの中間となる春分及び秋分の少なくとも一つが含まれるのが望ましい。本実施形態では、季節毎に異なる日射を再現するために、夏至、春分、秋分及び冬至の全てを含んでいる。

時刻については、太陽光による日射を再現したい時刻（日の出から日の入りまでの時間帯から選択される時刻）であれば、特に限定されない。本実施形態では、上述の時期（例えば、夏至など）での日の出から日の入りまでの時間帯において、一時間毎（例えば、…１０時、１１時、１２時、…）に、時刻が設定される。これにより、日の出から日の入りまでの任意の時刻において、太陽光による日射を再現することができる。なお、時刻については、日の出から日の入りまでの時間帯のうち、特定の時間帯（例えば、西日の強い時間帯等）のみに限定されてもよいし、一つの時刻（例えば、１２時）のみに限定されてもよい。

図２は、光源位置決定装置４の一例を示す斜視図である。図３は、光源位置決定装置４の側面図である。図３において、後述の支持部１８（図２に示す）を省略して示している。光源位置決定装置４は、影生成部１５と、影受け部１６とを含んで構成されている。これらの影生成部１５及び影受け部１６は、一体に形成されているが、互いに離間していてもよい。影生成部１５及び影受け部１６を構成する材料としては、例えば、紙材、不織布や織布といった布材、樹脂、及び、金属等が採用することができる。本実施形態の影生成部１５及び影受け部１６は、コスト面で優れる紙材で形成されている。

影生成部１５は、光源３からの光を受けて影２１（図３に示す）を生成するためのものである。本実施形態では、複数の時期（例えば、夏至、春分及び秋分、並びに、冬至）の太陽の位置をそれぞれ再現するために、それらの時期に対応する複数の影生成部１５が設けられている。なお、特定の時期の太陽の位置を再現する場合には、一つの影生成部１５のみで構成されてもよい。

上述したように、本実施形態において、太陽光による日射を再現したい時期は、夏至、春分、秋分及び冬至の全てを含んでいる。このため、本実施形態の影生成部１５は、夏至を再現するための第１影生成部１５Ａ、春分及び秋分を再現するための第２影生成部１５Ｂ、及び、冬至を再現するための第３影生成部１５Ｃを含んでいる。

図４は、第１影生成部１５Ａ以外の影生成部１５を省略した光源位置決定装置４の一例を示す斜視図である。図５は、第２影生成部１５Ｂ以外の影生成部１５を省略した光源位置決定装置４の一例を示す斜視図である。図６は、第３影生成部１５Ｃ以外の影生成部１５を省略した光源位置決定装置４の一例を示す斜視図である。

図３に示されるように、本実施形態の各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、板状に形成されているが、このような態様に限定されない。各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、影受け部１６から上方に延びている。図４～図６に示されるように、各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、それらの下方に設けられた支持部１８を介して、影受け部１６に固定されている。

図３に示されるように、影生成部１５（影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃ）の少なくとも一部は、影受け部１６に対して傾斜している。本実施形態の各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、影受け部１６に対して、同一の方向に、同一の角度θで傾斜している。このため、各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、側面視において、平行に配置されている。

各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃの傾斜方向については、適宜設定することができる。本実施形態では、光源位置決定装置４において、南Ｓが設定される方向に向かって傾斜している。

各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃの影受け部１６に対する角度θについては、適宜設定することができる。本実施形態の角度θは、春分及び秋分の南中高度（例えば、５５度）と同一に設定されている。これにより、第１影生成部１５Ａは、春分及び秋分よりも高い夏至の南中高度に配された光源３の光を受けると、角度θで傾斜している部分によって、南Ｓが設定される方向に影２１を生成することができる。一方、第３影生成部１５Ｃは、春分及び秋分よりも低い冬至の南中高度に配された光源３の光を受けると、角度θで傾斜している部分によって、北Ｎが設定される方向に影２１を生成することができる。なお、第２影生成部１５Ｂは、春分及び秋分の南中高度に配された光源３の光を受けると、角度θで傾斜している部分（後述の突出部２７を除く）では、その厚みによって生成される影２１を除いて、実質的に影２１を生成しない。

図４～図６に示されるように、各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、上に凸の円弧状に延びる上部エッジ２０を含んで構成されている。図５に示されるように、第２影生成部１５Ｂの下端側には、影受け部１６に定義された後述の第２の位置１２（識別部３８）を露出させるための開口２４が設けられている。

図７は、時期が夏至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源３（図３に示す）が位置決めされたときの影２１の一例を示す図である。図８は、時期が春分又は秋分であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源３（図３に示す）が位置決めされたときの影２１の一例を示す図である。図９は、時期が冬至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源３（図３に示す）が位置決めされたときの影２１の一例を示す図である。図７～図９において、影受け部１６に付された表示（例えば、日の出の時間及び日の入りの時間）の一部を省略して示している。

図７～図９に示されるように、各影生成部１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃには、影２１に特定の時刻を示す目盛り２２を付加するための目盛り模様２３が形成されている。図４～図６に示されるように、本実施形態の目盛り模様２３は、上部エッジ２０に設けられている。

本実施形態の目盛り模様２３は、日の出から日の入りまでの時間帯のうち、複数の時刻に対応して複数設けられている。このため、前記時間帯が最も長い夏至を再現するための第１影生成部１５Ａの上部エッジ２０（図４に示す）の長さは、第２影生成部１５Ｂ（図５に示す）及び第３影生成部１５Ｃ（図６に示す）に比べて大きく形成されている。また、前記時間帯が最も短い冬至を再現するための第３影生成部１５Ｃの上部エッジ２０（図６に示す）の長さは、第１影生成部１５Ａ（図４に示す）及び第２影生成部１５Ｂ（図５に示す）に比べて小さく形成されている。

図４に示されるように、第１影生成部１５Ａの目盛り模様２３は、夏至の日の出（例えば、４時４５分）から日の入り（例えば、１９時０４分）までの時間帯において、一時間ごと（例えば、５時～１９時ごと）に設けられている。なお、太陽光による日射を再現したい時刻が、特定の時間帯（例えば、西日の強い時間帯等）のみに限定される場合や、一つの時刻（例えば、１２時）のみに限定される場合には、その時刻に対応する目盛り模様２３のみが形成される。

本実施形態の第１影生成部１５Ａの目盛り模様２３は、上部エッジ２０から半径方向内側に凹んでいる。これにより、第１影生成部１５Ａの目盛り模様２３は、図７に示されるように、影２１に付加される目盛り２２として、影２１の輪郭に凹部２５を形成することができる。

本実施形態では、第２の位置１２に対して、光源３（図３に示す）が、予め定められた時期（本例では、夏至）かつ予め定められた時刻（本例では、５時～１９時のいずれか）の太陽の位置を再現するように位置決めされたときに、光源３と第２の位置１２とを通る直線４１（図３に示す）上に、その時刻に対応する目盛り模様２３が形成されている。このような目盛り模様２３は、第２の位置１２（後述の識別部３８）に、その時刻を示す目盛り２２（凹部２５）を形成することができる。図７では、時期が夏至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源３が位置決めされたときに、第２の位置１２（後述の識別部３８）に、１２時に対応する目盛り模様２３によって目盛り２２（凹部２５）が形成されている。

図７に示されるように、凹部２５（目盛り２２）は、互いに異なる少なくとも２種類の形状を有するのが望ましい。これにより、各凹部２５が示す時刻（例えば、５時～１９時のいずれか）を、容易に識別することができる。

図４に示されるように、本実施形態では、８時、１２時及び１６時に対応する目盛り模様２３が矩形状に凹んでいる。これにより、図７に示されるように、それらの目盛り模様２３で形成される影２１の目盛り２２（凹部２５）も、矩形状に形成される。一方、図４に示されるように、その他の時刻（５時及び６時など）に対応する目盛り模様２３は、Ｖ字状に凹んでいる。これにより、図７に示されるように、それらの目盛り模様２３で形成される影２１の目盛り２２（凹部２５）も、Ｖ字状に形成される。このように、凹部２５は、互いに異なる少なくとも２種類の形状を有することで、各凹部２５が示す時刻（即ち、各凹部２５を形成する目盛り模様２３の時刻）を、容易に識別することができる。なお、凹部２５は、これらの形状に限定されるわけではなく、例えば、円弧状など適宜形成することができる。また、各凹部２５は、それぞれ異なる形状であってもよい。

図５に示されるように、第２影生成部１５Ｂの目盛り模様２３は、春分及び秋分の日の出（例えば、６時）から日の入り（例えば、１８時）までの時間帯において、一時間ごと（例えば、７時～１７時ごと）に設けられている。なお、太陽光による日射を再現したい時刻が、特定の時間帯（例えば、西日の強い時間帯等）のみに限定される場合や、一つの時刻（例えば、１２時）のみに限定される場合には、その時刻に対応する目盛り模様２３のみが形成される。

本実施形態の第２影生成部１５Ｂの目盛り模様２３は、上部エッジ２０から突出する一対の突出部２７、２７で形成されている。一対の突出部２７、２７の間は、Ｖ字状に凹んでいるが、例えば、矩形状に凹んでいてもよい。これらの突出部２７、２７は、図３及び図５に示されるように、第２影生成部１５Ｂの厚さ方向の一方側に向かって（本実施形態では、北Ｎに向かって）折り曲げられている。これにより、第２影生成部１５Ｂの目盛り模様２３は、図８に示されるように、影２１に付加される目盛り２２として、影２１の輪郭に、一対の凸部２９、２９、及び、一対の凸部２９、２９の間の凹部３０を形成することができる。

本実施形態では、第２の位置１２に対して、光源３（図３に示す）が、予め定められた時期（本例では、春分又は秋分）かつ予め定められた時刻（本例では、７時～１７時のいずれか）の太陽の位置を再現するように位置決めされたときに、光源３と第２の位置１２とを通る直線４２（図３に示す）上に、その時刻に対応する目盛り模様２３（一対の突出部２７、２７の間で凹む部分）が形成されている。このような目盛り模様２３は、第２の位置１２（後述の識別部３８）に、その時刻を示す目盛り２２（本実施形態では、凹部３０）を形成することができる。図８では、時期が春分及び秋分であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源３が位置決めされたときに、第２の位置１２（後述の識別部３８）に、１２時に対応する目盛り模様２３によって目盛り２２（凹部３０）が形成されている。

本実施形態の一対の凸部２９、２９及び凹部３０（目盛り２２）の少なくとも一方は、それぞれ同一の形状に形成されているが、互いに異なる少なくとも２種類の形状に形成されてもよい。これにより、一対の凸部２９、２９及び凹部３０が示す時刻（例えば、７時～１７時のいずれか）を、容易に識別することができる。

図６に示されるように、第３影生成部１５Ｃの目盛り模様２３は、冬至の日の出（例えば、７時０１分）から日の入り（例えば、１６時５１分）までの時間帯において、一時間ごとに（例えば、８時～１６時）に設けられている。なお、太陽光による日射を再現したい時刻が、特定の時間帯（例えば、西日の強い時間帯等）のみに限定される場合や、一つの時刻（例えば、１２時）のみに限定される場合には、その時刻に対応する目盛り模様２３のみが形成される。

本実施形態の第３影生成部１５Ｃの目盛り模様２３は、第１影生成部１５Ａの目盛り模様２３と同様に、上部エッジ２０から半径方向内側に凹んでいる。これにより、第３影生成部１５Ｃの目盛り模様２３は、図９に示されるように、影２１に付加される目盛り２２として、影２１の輪郭に凹部３１を形成することができる。

本実施形態では、第２の位置１２に対して、光源３が、予め定められた時期（本例、冬至）かつ予め定められた時刻（本例では、８時～１６時のいずれか）の太陽の位置を再現するように位置決めされたときに、光源３と第２の位置１２とを通る直線４３（図３に示す）上に、その時刻に対応した目盛り模様２３が形成されている。このような目盛り模様２３は、第２の位置１２（後述の識別部３８）に、その時刻を示す目盛り２２（凹部３１）を形成することができる。図９では、時期が冬至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置に、光源３が位置決めされたときに、第２の位置１２（後述の識別部３８）に、１２時に対応する目盛り模様２３によって目盛り２２（凹部３１）が形成されている。

凹部３１（目盛り２２）は、互いに異なる少なくとも２種類の形状を有するのが望ましい。これにより、各凹部３１が示す時刻（例えば、８時～１６時のいずれか）を、容易に識別することができる。

図６に示されるように、本実施形態では、８時、１２時及び１６時に対応する目盛り模様２３が、矩形状に凹んでおり、その他の時刻（９時及び１０時など）に対応する目盛り模様２３が、Ｖ字状に凹んでいる。これらの目盛り模様２３により、図９に示されるように、凹部３１は、互いに異なる少なくとも２種類の形状（本例では、矩形状及びＶ字状）に形成されるため、各凹部３１が示す時刻を、容易に識別することができる。

図３及び図７～図９に示されるように、影受け部１６は、影生成部１５の影２１及びそこからはみ出す光源３の光を受け得る受面３３を有するものである。図３に示されるように、影受け部１６の少なくとも一部は、第１の位置１１（図１及び図３に示す）を含む平面に沿った平面部分３４を含んでいる。本実施形態の影受け部１６は、平面部分３４のみを含む板状に形成されているが、このような態様に限定されない。本実施形態の影受け部１６は、平面部分３４の上面に、受面３３が形成されている。図７～図９に示されるように、平面部分３４は、平面視において円形状に形成されているが、このような態様に限定されない。

図３及び図４～図６に示されるように、影受け部１６には、第１の位置１１（図１及び図３に示す）に合わせて置くための第２の位置１２が定義されている。第２の位置１２は、受面３３に定義されている。本実施形態の第２の位置１２は、受面３３に設けられたマークとして構成されている。このようなマークにより、第２の位置１２を、第１の位置１１に容易に合わせることができる。

さらに、影受け部１６には、図７に示されるように、第１の位置１１（図１及び図３に示す）の東西南北に合わせるための目印３６が設けられている。本実施形態において、第１の位置１１の東西南北は、図１に示した対象物２（図面５及び模型６）に予め設定されている。本実施形態の目印３６は、第２の位置１２と同様に、受面３３に定義されている。

目印３６は、図１に示した第１の位置１１（第２の位置１２）に対して北側を示す第１目印３６ａ、第１の位置１１に対して南側を示す第２目印３６ｂ、第１の位置１１に対して東側を示す第３目印３６ｃ、及び、第１の位置１１に対して西側を示す第４目印３６ｄの少なくとも１つを含んでおり、本実施形態では、第１目印３６ａ～第４目印３６ｄの全てを含んでいる。このような目印３６は、影受け部１６（光源位置決定装置４）を、第１の位置１１の東西南北に合わせて配置するのに役立つ。本実施形態の各目印３６ａ～３６ｄは、それぞれの方角を示す文字（Ｎ、Ｓ、Ｅ及びＷ）として構成されているが、例えば、矢印等の模様で構成されてもよい。

受面３３は、光源３（図３に示す）が、第２の位置１２に対して、予め定められた時期かつ予め定められた時刻の太陽の位置を再現するように位置決めされたことを、影２１の目盛り２２との関係で識別させる識別部３８を有している。本実施形態の識別部３８は、第２の位置１２に設けられており、目盛り２２を第２の位置１２に合わせるためのマークとして構成されている。本実施形態の識別部３８は、第２の位置１２のマークで定義されている。

このような識別部３８は、第２の位置１２に対して、光源３が、予め定められた時期（即ち、夏至、春分及び秋分、並びに、冬至から選択される任意の時期）かつ予め定められた時刻（即ち、各目盛り２２（凹部２５、３０及び３１）を形成する目盛り模様２３の任意の時刻）の太陽の位置を再現するように位置決めされたときに、第２の位置１２に、その時刻を示す目盛り２２が形成されたことを容易に識別するのに役立つ。

識別部３８の形状については、適宜設定することができる。本実施形態の識別部３８の形状は、円形状に設定されている。識別部３８の大きさについても、適宜設定することができる。識別部３８の大きさは、目盛り２２（凹部２５、３０及び３１）の大きさよりも小さく形成されていてもよい。これにより、目盛り２２の中に、識別部３８を配置することができるため、第２の位置１２に、目盛り２２が形成されたことを容易に識別することができる。

次に、光源位置決定装置４を用いた日射シミュレーション方法について説明する。日射シミュレーション方法では、図１に示されるように、第１の位置１１における太陽光による日射を、光源３からの光で再現する。再現される太陽光による日射の時期及び時刻については、適宜設定することができる。本実施形態の日射シミュレーションでは、時期が夏至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置を、光源３によって再現される場合について説明する。

本実施形態の日射シミュレーション方法では、先ず、図３に示されるように、第１の位置１１（図１に示す）に、光源位置決定装置４の第２の位置１２（図５に示す）を合わせて、光源位置決定装置４を配置する工程（以下、「第１工程」ということがある。）が行われる。上述したように、本実施形態の第１の位置１１は、対象物２を配置する位置（例えば、図面５の間取りの任意の位置）に設定される。第１工程では、第１の位置１１の上に、影受け部１６の第２の位置１２が配置される。これにより、第１工程では、第１の位置１１に第２の位置１２を合わせて、光源位置決定装置４を配置することができる。

さらに、本実施形態の第１工程では、図７に示した影受け部１６の目印３６（第１目印３６ａ～第４目印３６ｄ）が、第１の位置１１（図１に示す）の方角（東西南北）に合うように、光源位置決定装置４が配置されている。これにより、第１工程では、対象物２に予め設定された方角（東西南北）と、光源位置決定装置４の方角とを合わせることができる。

第１工程では、光源位置決定装置４に対して、光源３の光を遮るもの（例えば、図１に示した模型６等）を取り除いておくのが望ましい。これにより、後述の第２工程において、光源３の光を、影生成部１５（図３に示す）に確実に照射することができる。

次に、本実施形態の日射シミュレーション方法では、図３に示されるように、光源３の光を影生成部１５に照射して、影生成部１５の影２１を受面３３に生成する工程（以下、「第２工程」ということがある。）が行われる。第２工程では、先ず、影生成部１５に光源３を向ける。本実施形態では、時期が夏至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置を再現するため、少なくとも第１影生成部１５Ａに光源３が向けられる。次に、第２工程では、光源３の光を、影生成部１５に照射する。これにより、光源３からの光を受けた影生成部１５は、影受け部１６の受面３３に影を生成することができる。

次に、本実施形態の日射シミュレーション方法では、図７に示されるように、目盛り２２と識別部３８との関係に基づいて、光源３（図３に示す）が位置決めされたことを識別する工程（以下、「第３工程」ということがある。）が実施される。本実施形態では、時期が夏至であり、かつ、時刻が１２時の太陽の位置を再現する。このため、本実施形態の第３工程では、第１影生成部１５Ａの１２時に対応する目盛り模様２３によって形成された目盛り２２（凹部２５）が、識別部３８に配置されるように、光源３の位置を調節する。この光源３の位置の調節によって、１２時に対応する目盛り２２（凹部２５）が識別部３８に配置されることにより、第３工程では、その光源３が、予め定められた時期（本例では、夏至）かつ予め定められた時刻（本例では、１２時）の太陽の位置を再現するように位置決めされたことを識別することができる。

本実施形態では、第２影生成部１５Ｂの下端に、第２の位置１２（識別部３８）を露出させるための開口２４（図５に示す）が設けられている。このため、図２及び図３に示されるように、第１影生成部１５Ａ、第２影生成部１５Ｂ及び第３影生成部１５Ｃが配置されていても、図７に示されるように、第１影生成部１５Ａによって形成される目盛り２２を、第２の位置１２（識別部３８）に合わせることができる。

このように、本実施形態の光源位置決定装置４及び日射シミュレーション方法は、影２１の目盛り２２と、識別部３８との関係に基づいて、光源３が、第２の位置１２に対して、予め定められた時期（本例では、夏至）かつ予め定められた時刻（本例では、１２時）の太陽の位置を再現するように位置決めされたこと識別することができる。これにより、本実施形態の光源位置決定装置４及び日射シミュレーション方法は、上記特許文献１のような演算回路を内蔵した制御手段（図示省略）や、演算結果に基づいて点光源を移動させるための移動手段（図示省略）等の装置を必要とすることなく、光源３を位置決めすることができる。したがって、本実施形態の光源位置決定装置４及び日射シミュレーション方法は、低コストで、光源３を所望の位置に決定することができる。

次に、本実施形態の日射シミュレーション方法では、光源位置決定装置４を第１の位置１１から取り除く工程（以下、「第４工程」ということがある。）が行われる。これにより、第４工程では、図１に示されるように、光源位置決定装置４によって覆われていた第１の位置１１を露出させることができるため、所望の位置（本例では、夏至の１２時の太陽の位置）に決定された光源３からの光を、第１の位置１１に照射させることができる。

次に、本実施形態の日射シミュレーション方法では、第１の位置１１に、対象物２（例えば、図１に示した窓等の外壁開口部のみを部分的に表した模型６等）を配置する工程（以下、「第５工程」ということがある。）が行われる。第５工程Ｓ５では、第１工程で取り除かれていた模型も配置される。これにより、日射シミュレーション方法では、第１の位置１１において、対象物２への太陽光による日射を再現することができる。これにより、日射シミュレーション方法は、対象物２の日当たり調査（例えば、窓等の開口からの太陽光（西日など）の入り方や、樹木による太陽光の遮断効果など）を効果的に行うことができる。したがって、本実施形態の日射シミュレーション方法は、例えば、住宅の設計初期段階や住宅のリフォーム時において、居室の採光等を事前に確認するのに役立つ。

これまでの実施形態では、図７に示されるように、識別部３８が第２の位置１２に設けられたが、このような態様に限定されない。例えば、影受け部１６において、第２の位置１２が遮られており、かつ、その遮るものが受面３３として構成されている場合には、その受面３３に、識別部３８が設けられてもよい。図１０は、本発明の他の実施形態の光源位置決定装置４の一例を示す斜視図である。図１１は、図１０の光源位置決定装置４の側面図である。この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

この実施形態の影受け部１６は、第１の位置１１（図１１に示す）を含む平面に沿った第１部分１６ａ、第１部分１６ａから上下に延びる一対の第２部分１６ｂ、１６ｂ、及び、第２部分１６ｂ、１６ｂの上端間を水平に延びる第３部分１６ｃを含んで構成されている。第１部分１６ａの下面には、第１の位置１１に合わせて置くための第２の位置１２（図１１に示す）が設けられている。この第２の位置１２は、第２部分１６ｂ、１６ｂ及び第３部分１６ｃによって遮られている（覆われている）。

この実施形態の影受け部１６には、第１影生成部１５Ａ、第２影生成部１５Ｂ及び第３影生成部１５Ｃを差し込むためのスリット（図示省略）が設けられている。本実施形態のスリットは、第２部分１６ｂ、１６ｂ及び第３部分１６ｃに設けられている。このようなスリットに、第１影生成部１５Ａ、第２影生成部１５Ｂ及び第３影生成部１５Ｃが差し込まれることにより、各影生成部１５Ａ～１５Ｃを影受け部１６に対して傾斜させつつ、影受け部１６から上方に延びるように配置することができる。

この実施形態の影受け部１６は、第１部分１６ａ、第２部分１６ｂ、１６ｂ及び第３部分１６ｃの外面に、影生成部１５Ａ～１５Ｃの影（図示省略）、及び、そこからはみ出す光源３（図３に示す）の光を受け得る受面３３が形成されている。

この実施形態では、図１１に示されるように、第２の位置１２に対して、光源３（図３に示す）が、予め定められた時期かつ予め定められた時刻（即ち、目盛り模様２３の任意の時刻）の太陽の位置を再現するように位置決めされたときに、その時期及び時刻に対応した目盛り模様２３、光源３、及び、第２の位置１２を通る直線４５と、受面３３とが交わる部分に、識別部３８が設けられている。図１１では、第２部分１６ｂ、１６ｂｃの外面（受面３３）に設けられる識別部３８のみを表示しているが、第３部分１６ｃにも識別部３８（図示省略）が設けられている。各識別部３８は、各目盛り模様２３によって形成される目盛り２２（図示省略）に対応するようにそれぞれ設けられている。

この実施形態では、これまでの実施形態のように、第２の位置１２に識別部３８を設けられなくても、各目盛り模様２３によって形成される目盛り２２（図示省略）が、その目盛り２２に対応して設けられた識別部３８に合わせられることにより、第２の位置１２に対する所望の位置に、光源３（図３に示す）が位置決めされたことを識別することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

４ 光源位置決定装置
１５ 影生成部
１６ 影受け部
２３ 目盛り模様
３３ 受面

Claims (18)

1. 任意に定められた第１の位置と、予め定められた時期かつ予め定められた時刻の太陽の位置との関係を、太陽光以外の光源を用いて再現するために、前記第１の位置に対する前記光源の位置を決定するための装置であって、
   影生成部と、影受け部とを含み、
   前記影生成部は、前記光源からの光を受けて影を生成するものであり、
   前記影生成部には、前記影に特定の時刻を示す目盛りを付加するための目盛り模様が形成されており、
   前記影受け部は、前記第１の位置に合わせて置くための第２の位置が定義されており、かつ、前記影受け部は、前記影生成部の前記影及びそこからはみ出す前記光源の光を受け得る受面を有し、
   前記受面は、前記光源が、前記第２の位置に対して、予め定められた時期かつ予め定められた時刻の太陽の位置を再現するように位置決めされたことを、前記影の前記目盛りとの関係で識別させる識別部を有する、
   光源位置決定装置。
2. 前記第２の位置は、前記受面に定義されている、請求項１記載の光源位置決定装置。
3. 前記識別部は、前記第２の位置に設けられている、請求項１又は２記載の光源位置決定装置。
4. 前記識別部は、前記目盛りを前記第２の位置に合わせるためのマークである、請求項１ないし３のいずれかに記載の光源位置決定装置。
5. 前記影受け部には、前記第１の位置の東西南北に合わせるための目印が設けられている、請求項１ないし４のいずれかに記載の光源位置決定装置。
6. 前記時期は、夏至、春分、秋分及び冬至の少なくとも一つを含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の光源位置決定装置。
7. 前記影生成部は、複数の時期を再現するために複数設けられている、請求項１ないし６のいずれかに記載の光源位置決定装置。
8. 前記影受け部の少なくとも一部は、前記第１の位置を含む平面に沿った平面部分を含む、請求項１ないし７のいずれかに記載の光源位置決定装置。
9. 前記影生成部は、前記影受け部から上方に延びている、請求項８記載の光源位置決定装置。
10. 前記影生成部の少なくとも一部は、前記影受け部に対して傾斜している、請求項９記載の光源位置決定装置。
11. 前記影生成部は、上に凸の円弧状に延びる上部エッジを含む、請求項９又は１０記載の光源位置決定装置。
12. 前記上部エッジには、前記目盛り模様が設けられている請求項１１記載の光源位置決定装置。
13. 前記目盛り模様は、日の出から日の入りまでの時間帯のうちの複数の時刻に対応して複数設けられている、請求項１ないし１２のいずれかに記載の光源位置決定装置。
14. 前記目盛り模様は、前記影の輪郭に凹部及び凸部を形成する、請求項１ないし１３のいずれかに記載の光源位置決定装置。
15. 前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方は、互いに異なる少なくとも２種類の形状を有している、請求項１４記載の光源位置決定装置。
16. 請求項１ないし１５のいずれかに記載の前記光源位置決定装置を用いて、前記第１の位置における前記太陽光による日射を、前記光源からの光で再現するための方法であって、
    前記第１の位置に前記第２の位置を合わせて、前記光源位置決定装置を配置する工程と、
    前記光源の光を前記影生成部に照射して、前記影を前記受面に生成する工程と、
    前記目盛りと前記識別部との関係に基づいて、前記光源が前記位置決めされたことを識別する工程とを含む、
    日射シミュレーション方法。
17. 前記光源位置決定装置を前記第１の位置から取り除く工程と、
    前記第１の位置に、日当たり調査の対象物を配置する工程とを含む、請求項１６記載の日射シミュレーション方法。
18. 前記対象物は、建物の図面及び模型の少なくとも一方を含む、請求項１７記載の日射シミュレーション方法。

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