JP4455928B2 - 自然光覚醒装置 - Google Patents

Description

本発明は就寝中の使用者を太陽光により覚醒（目をさまさせる）させる自然光覚醒装置に関する。

従来、特許文献１には、使用者が希望する起床時刻を起床時間設定部に設定すると、その起床時刻になったときブラインドのブレードを開放させて室内に入射させて使用者を覚醒させる覚醒用の採光調整装置が開示されている。

また特許文献２には、室内の明るさおよび室外の明るさを検出するセンサをもち、室外の明るさが明るい昼間では、室内灯を消灯してスラットの角度を開放して自然光を室内に取り入れ、且つ、日が暮れて室外が暗くなると、スラットが自動的に閉じると共に室内灯を点灯させるように制御されるブラインドが開示されている。
特開平８−６０９５５号公報 特開平７−５９８７１号公報

上記した特許文献１は太陽光による覚醒に関する技術であるものの、ブラインドを構成する複数のブレードのうち一部を開放させると共に他の部分を閉じた状態とする技術を開示するものではない。このためブラインドを構成する複数のブレードを全部開放させてしまうため、室内の全体が必要以上に明るくなってしまう。この場合、仮に、他の人が同室に寝ているときには、他の人も就寝から覚めてしまうおそれが高い。

上記した特許文献２は使用者の覚醒に関する技術ではない。更に特許文献２は、ブラインドを構成する複数のブレードのうち一部を開放させると共に他の部分を閉じた状態とする技術を開示するものではない。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、就寝中の前記使用者を覚醒させるとき、他の人に与える影響を少なくしつつ、太陽高度認識手段で認識された使用者の起床時刻に対応する太陽高度と、使用者検出センサで検出された就寝中の使用者の就寝位置とに応じて、覚醒に必要な太陽光を室内に取り入れて就寝中の使用者を覚醒させる自然光覚醒装置を提供することを課題とする。

本発明に係る自然光覚醒装置は、透光範囲および遮光範囲を可変する複数のスラットを有するブラインドで形成された遮光透光切替手段と、起床時刻に対応する太陽高度に関する情報を認識する太陽高度認識手段と、就寝中の使用者の就寝位置を検出する使用者検出センサと、使用者の起床時刻に対応する太陽高度の太陽光を就寝中の使用者に到達させて使用者を覚醒させるように、遮光透光切替手段を構成する複数の前記スラットのうち、一部の前記スラットを透光状態にしつつ他の前記スラットを遮光状態とする覚醒制御手段とを具備しており、
覚醒制御手段は、就寝中の使用者を覚醒させるとき、太陽高度認識手段で認識された使用者の起床時刻に対応する太陽高度と、使用者検出センサで検出された就寝中の使用者の就寝位置とに応じて、遮光透光切替手段を構成する複数のスラットのうち開放すべきスラットを決定することを特徴とするものである。

覚醒制御手段は、就寝中の使用者を覚醒させるとき、太陽高度の太陽光が就寝中の使用者に到達するように、太陽高度認識手段で認識された使用者の起床時刻に対応する太陽高度と、使用者検出センサで検出された就寝中の使用者の就寝位置とに応じて、遮光透光切替手段を構成する複数のスラットのうち、開放すべきスラットを決定し、一部のスラットを透光状態にしつつ他のスラットを遮光状態とする。このため覚醒させたい就寝中の使用者を太陽光で覚醒させることができ、しかも遮光透光切替手段を構成する複数のスラットのうち一部のスラットを透光状態にしつつ、他のスラットを遮光状態にするため、室内の全体が過剰に明るくなることが抑制される。

本発明に係る自然光覚醒装置によれば、就寝中の使用者を覚醒させるときには、太陽高度認識手段で認識された使用者の起床時刻に対応する太陽高度と、使用者検出センサで検出された就寝中の使用者の就寝位置とに応じて、遮光透光切替手段を構成する複数のスラットのうち一部のスラットを透光状態にしつつ、他のスラットを遮光状態にする。このため室内の全体が過剰に明るくなることが抑制され、覚醒させたい使用者を覚醒させることができる。従って、就寝中の他の人が存在する場合、就寝中の他の人に影響を与えることを抑制することができる。

本発明によれば、太陽光を遮光透光切替手段を経て使用者に到達させるとき、使用者の上半身、上半身付近、殊に、使用者の顔、顔付近に到達させることが好ましい。付近とは、使用者の輪郭から６０ｃｍ以内、３０ｃｍ以内、殊に１０ｃｍ以内とすることができる。

太陽高度認識手段は、使用者が就寝する地理的情報（国名、県名、市名等の情報、または、緯度および経度の情報）、起床する月日、起床する時刻に対応する太陽高度に関する情報を記憶している形態を採用することができる。地理的情報（国名、県名、市名等の情報、または、緯度および経度の情報）、起床する月日、起床する時刻に対応して、太陽高度は変化するためである。

覚醒制御手段は、使用者の起床時刻となったとき、その起床時刻に対応する太陽高度の太陽光が使用者に到達するように、太陽高度認識手段で認識された太陽高度（図１においてはαに相当）と、使用者検出センサで検出された就寝中の使用者の就寝位置（図１においてはＬに相当）とに応じて、遮光透光切替手段を構成する複数のスラットのうち開放すべきスラット（図１においてはスラット１０ｐ）を決定し、その開放すべきスラットを開放させることにより当該スラットを透光状態にしつつ、他のスラットを遮光状態とする。遮光透光切替手段としては、好ましくは、複数のスラットを有するブラインド方式を採用する。複数のスラットを有するブラインド方式では、スラット毎にアクチュエータを取付け、スラットのそれぞれを独立に開閉させることができる。あるいは、複数のスラットからなるスラット群をまとめて開閉させるアクチュエータを取付け、他のスラット群と独立させて一のスラット群を開閉させることができる。アクチェエータとしてはモータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、圧電素子、磁歪素子等を例示できる。

覚醒制御手段は、複数のスラットを有するブラインド方式の遮光透光切替手段を透過する透光強度および／または透光範囲を時間経過につれて増加させていく形態を採用することができる。この場合、使用者を心地よく覚醒させて起床させるのに有利である。また覚醒制御手段は、複数のスラットを有するブラインド方式の遮光透光切替手段を透過する透光状態と遮光状態とを交互に繰り返す形態を採用することができる。この場合、明暗が交互に繰り返されるので、目が覚めにくい使用者を覚醒させて起床させるのに有利である。

また、室外の明るさを検出する室外明るさセンサと、使用者を照らす人工光源とをもち、覚醒制御手段は、室外明るさセンサで検知された室外の明るさが覚醒に適さないほど暗いとき、人工光源の光を使用者に照らす形態を採用することができる。この場合、室外がまだ暗く、太陽光がないまたは少ないときであっても、人工光源の光により使用者を覚醒させることができる。人工光源としては、室内に設けた照明灯等を例示できる。

また、覚醒制御手段は複数の使用者に対応できる形態とすることができる。この場合、複数の使用者のうち第１の使用者の起床時刻となったとき、第１の使用者の起床時刻に対応する太陽高度の太陽光が第１の使用者に到達し、第１の使用者を覚醒させるように、遮光透光切替手段のうち他の部分を遮光状態にしつつ遮光透光切替手段の一部を透光状態とする。且つ、複数の使用者のうち第２の使用者の起床時刻となったとき、その起床時刻に対応する太陽高度の太陽光が第２の使用者に到達し、第２の使用者が覚醒するように、複数のスラットを有するブラインド方式の遮光透光切替手段のうち他の部分（スラット）を遮光状態にしつつ遮光透光切替手段の一部（スラット）を透光状態とする形態を採用することができる。この場合、第１の使用者を覚醒させるとき、第２の使用者が就寝しているときであっても、第２の使用者への影響を少なくできる。また、第２の使用者を覚醒させて起床させるとき、第１の使用者が就寝しているときであっても、第１の使用者への影響を少なくできる。第１の使用者と第２の使用者とが同一室内で就寝しているときであっても、他の使用者に与える影響を抑えることができる。

ブラインド方式の遮光透光切替手段を透光状態とすると、室内に入射する太陽光により他の使用者を覚醒させて起床させてしまうおそれがあるとき、覚醒制御手段は、起床を希望しない使用者へは人工光源の光を当てないものの、起床を希望する使用者に人工光源の光を当てる形態を採用することができる。

また、就寝中の使用者の位置を検出する使用者位置センサをもち、覚醒制御手段は、使用者位置センサで検出した使用者の位置に応じて、その起床時刻に対応する太陽高度の太陽光が使用者に到達するように、複数のスラットを有するブラインド方式の遮光透光切替手段のうち他の部分（スラット）を遮光状態にしつつ遮光透光切替手段の一部（スラット）を透光状態とする形態を採用することができる。使用者位置センサとしては、ベッドまたは畳等の就寝具に設けることができ、使用者の荷重による加圧力を検出する加圧センサ、使用者の体温を検出する温度センサ、あるいは、使用者の身体の輪郭を映像として検出する映像センサ等を例示できる。

ブラインド等の遮光透光切替手段を透過する透光範囲（光照射幅）、遮光透光切替手段に対する使用者の就寝位置のうちの少なくとも一方を予め登録できる登録手段を有する形態を採用することができる。この場合、同一室内に複数の使用者が就寝するときには、使用者のそれぞれについて登録することができることが好ましい。

［参考例１］
以下、本発明の参考例１を図１〜図５を参照して具体的に説明する。本参考例に係る自然光覚醒装置は、図１に示すように、開閉可能な遮光透光切替手段としてのブラインド１をもつ。ブラインド１は、構造物である建築物２の窓２０に窓２０全体を覆うように設けられており、室内２１側に配置されている。但し、ブラインド１は室外２２側に設けられていても良い。ブラインド１の近傍にベッド２４が設けられている。ブラインド１は、上下方向に沿って並設された回動式開閉部である複数のスラット１０と、スラット１０を保持する基体１１とをもつ。各スラット１０にはアクチュエータ１２がそれぞれ設けられている。アクチェエータ１２は小型モータとされている。各スラット１０は、アクチュエータ１２により個別に且つ互いに独立して回動して開閉できる。従って他のスラット１０を遮光状態に閉じたままで、１個のスラット１０のみを回動させて開放させて、１個のスラット１０のみを透光状態とすることもできる。このように各スラット１０の回動により、ブラインド１の透光範囲および遮光範囲は可変である。

また、室外２２の明るさを検出する室外明るさセンサ２７と、室内２１の明るさを検出する室内明るさセンサ２８とが設けられている。更に室内２１には、使用者を照らすことができる人工光源２６が設けられている。人工光源２６は室内２１の天井面２１ｒに設けることができるが、これに限定されるものではなく、ベッド２４でも良い。人工光源２６は光の散乱性が低くて集光性を有するスポット光方式のものが好ましい。

コントローラ３が設けられている。図２に示すように、室外明るさセンサ２７の信号、室内明るさセンサ２８の信号、設定器３５の信号は、コントローラ３に入力される。コントローラ３はブラインド１の各アクチュエータ１２及び人工光源２６等を制御する。コントローラは入力処理回路、出力処理回路、ＣＰＵ、メモリ３ｍを有する。コントローラ３は、太陽高度に関する情報を認識する太陽高度認識手段と、使用者の覚醒を制御する覚醒制御手段として機能することができる。図３に示すように太陽高度に関する情報は、地理的情報（国名、県名、市名といった情報、あるいは緯度、経度の情報等）、月日及び時刻といった条件に対応する太陽高度に関する情報である。このような太陽高度に関する情報は、コントローラ３に搭載されている記憶手段としてのメモリ３ｍのエリアに格納されている。従って、使用者が就寝する地域の地理的情報、所望する月日に起床したい時刻を設定器３５に設定すると、その地域において起床したい月日、起床したい時刻における太陽高度がコントローラ３により認識される。

コントローラ３は、ブラインド１に対する使用者の就寝位置を設定器３５から登録する登録手段として機能することができる。ここで、図１に示すように、ブラインド１と就寝中の使用者Ａ（使用者Ａの中心線）との間の水平距離（使用者の就寝位置に相当）をＬとし、ブラインド１の下端と就寝中の使用者Ａ（使用者の背中）との間の垂直距離をＨとし、起床を希望する使用者Ａに当てる所望の光照射幅をＷとする。水平距離Ｌ,垂直距離Ｈは、ブラインド１に対する使用者Ａの就寝位置に相当する。水平距離Ｌ,垂直距離Ｈ、光照射幅Ｗは、設定器３５からコントローラ３に登録することができる。使用者Ａが大柄なとき、就寝位置が変化しやすいとき等には、一般的には、光照射幅をＷを大きくすることができる。使用者Ａが小柄なとき、あるいは、就寝位置が変化しにくいとき等には、一般的には、光照射幅をＷを小さくすることができる。光照射幅Ｗが大きいとき、あるいは、就寝位置が変化しやすいときには、隣で就寝している人に影響を与えやすいので、光照射幅Ｗの設定には隣の人への距離を考慮することが好ましい。

ここで、図１に示すように、起床を希望する月日について、その起床時刻における太陽高度をαとし、希望する起床時刻において開放させる中心的なスラット１０のブラインド１の下端からの距離をｈとし、希望する起床時刻に開放されるブラインド１の開放幅をδとすると、下記の（１）が得られ、（２）（３）が導出される。

tanα≒（ｈ＋Ｈ）／Ｌ…（１）
（ｈ＋Ｈ）≒Ｌ・tanα…（２）
ｈ≒Ｌ・tanα−Ｈ…（３）
更に（４）が得られ、（５）が導出される。

tanα≒δ／Ｗ…（４）
δ≒Ｗ・tanα…（５）
上記した（３）(５）式によれば、起床時刻が相対的に早くて、その起床時刻の太陽高度αが低いときには、ｈ及びδは小さい。また起床時刻が相対的に遅くて、その起床時刻の太陽高度αが高いときには、ｈ及びδは大きくする。このように起床時刻の太陽高度αに応じて、ｈの値およびδの値は調整される。

窓２０側の使用者Ａの希望する起床時刻になると、覚醒制御手段を構成するコントローラ３は、その起床時刻に対応する太陽高度の太陽光が使用者Ａに到達するように、ブラインド１の一部であるスラット１０ｐを開放させて透光状態としつつ、ブラインド１のうち他の部分のスラット１０ｓを遮光状態にする。このため使用者Ａの起床時刻に対応する太陽高度α_１２の太陽光を、開放状態のスラット１０ｐの開放幅δを経て、覚醒させたい使用者Ａ（特に顔付近）に到達させることができる。

即ち、使用者Ａが第１の起床時刻に起床したいときには、コントローラ３は、その起床時刻に対応する太陽高度α_１２の太陽光が使用者Ａ（特に顔付近）に到達するように、ブラインド１のうち他の部分のスラット１０ｓを遮光状態にしつつ、ブラインド１の一部であるスラット１０ｐ(上記したδで規定されるスラット)を開放させて透光状態とする。このため室外２２の太陽光は、開放状態のスラット１０（開放幅δ）を経て、覚醒させたい使用者Ａ（特に顔付近）に到達する。

また使用者Ａが第２の起床時刻に覚醒したいときには、覚醒制御手段は、その第２の起床時刻に対応する太陽高度α_５の太陽光が使用者Ａ（特に顔付近）に到達するように、ブラインド１の一部であるスラット１０ｒ（開放幅δ）を開放させて透光状態にしつつ、ブラインド１のうち他の部分を遮光状態にする。このため室外２２の太陽光は、開放状態のスラット１０ｒ（開放幅δ）を経て、覚醒させたい使用者Ａ（特に顔付近）に到達する。このようにして使用者Ａを太陽光で覚醒させることができる。このとき、ブラインド１の全部のスラット１０が開放するのではなく、覚醒に必要な太陽光を透過させるスラット１０のみ（開放幅δ）が開放するため、室内２１の全体が過剰に明るくなることが抑制され、覚醒させたい使用者Ａに太陽光を当ててその使用者Ａを覚醒させることができる。従って、隣の就寝中の使用者Ｂに影響を与え、使用者Ｂを覚醒させてしまう不具合を抑制することができる。

なお使用者Ａが覚醒して起床すれば、隣で寝ている使用者Ｂの就寝を確保するため、コントローラ３はブラインド１のスラット１０を再び全閉とする。使用者Ａの覚醒の確認は、使用者Ａ等が設定器３５の起床確認スイッチ（起床確認要素）３５ｅを操作することによりコントローラ３に認識される。

そして、使用者Ｂの希望する起床時刻になると、覚醒制御手段を構成するコントローラ３は、使用者Ｂの起床時刻に対応する太陽高度の太陽光が使用者Ｂに到達するように、ブラインド１の一部であるスラット１０を開放させて透光状態としつつ、ブラインド１のうち他の部分（スラット）を遮光状態にする。このためその起床時刻に対応する太陽高度の太陽光は、開放状態のスラット１０を経て、覚醒させたい使用者Ｂ（特に顔付近）に到達し、使用者Ｂを覚醒させることができる。なお、使用者Ｂがその室内２１で最後に起床する人であるときには、他の者を意に反して覚醒させてしまうおそれがないため、コントローラ３はブラインド１のスラット１０の全部を開放して室内２１全体を明るくする。

なお、ブラインド１のスラット１０を開放させるときには、その起床時刻における太陽高度の太陽光の向きとスラット１０の向きとが平行またはほぼ平行となるように、スラット１０の開放角度を設定することが好ましい。その理由としては、太陽光の進行がスラット１０の向きで影響されることを抑えるためである。

また本例によれば、コントローラ３は、使用者を覚醒させるとき、ブラインド１を透過する透光状態と遮光状態とを短時間のうち交互に繰り返す形態を採用することができる。この場合、明暗が繰り返されるので、目が覚めにくい使用者であっても覚醒させるのに有利である。

また、コントローラ３は、冬期の早朝、雨天等のように、室外２２が暗いため、室外明るさセンサ２７で検知された室外２２の明るさ（太陽光）が人の覚醒に適さないと判断するときには、室内２１の人工光源２６を点灯させ、人工光源２６の光を使用者の顔付近に照らす。このように室外２２がまだ暗く、太陽光を利用できないときであっても、人工光源２６の光により使用者を覚醒させることができる。

また、窓に近い側の使用者Ａよりも、窓から遠い側の使用者Ｂの覚醒時間が早い場合には、人工光源２６の光を、使用者Ａに当てることなく、使用者Ｂ（殊に顔付近）に当てることにする。これにより使用者Ａに影響を与えることを抑えつつ、使用者Ｂを覚醒させて起床させるのに有利となる。

スラット１０は透過させる太陽光の指向性を高めるため、太陽光の透過方向に対してスラット幅が大きいものが好ましい。これにより太陽光の指向性を高めることができる。また太陽光の減衰性を低減させるため、スラット１０の表面は光反射率が高いものが好ましい。

図４はコントローラ３が実行する代表する制御則のフローチャートを示す。制御則はあくまでも一例であり、図４に示すフローチャートに限定されるものではない。図４において、まず、設定器３５の就寝スイッチ３５ｆが操作されると、ブラインド１の全部のアクチェエータ１２が駆動して全部のスラット１０を閉じることにより、ブラインド１を全閉じ状態とする（ステップＳ１０２）。そして現在時刻が使用者Ａの起床時刻か否か判定する（ステップＳ１０４）。現在時刻が使用者Ａの起床時刻となるまで待機する。現在時刻が使用者Ａの起床時刻であれば、室外明るさセンサ２７の信号に基づいて、室外２２が明るいか否か判定する（ステップＳ１０６）。室外２２が明るいならば、太陽光で覚醒させることができるため、使用者Ａ，Ｂが就寝するその地域においてその月日における起床時刻の太陽高度αを求める（ステップＳ１０８）。更に、使用者Ａの起床時刻の太陽高度α、垂直距離Ｈ、水平距離Ｌ、光照射幅Ｗに応じて、上記の（３式）（５式）によりｈ及びδを求める（ステップＳ１１０）。ｈは、ブラインド１を構成する複数のスラット１０のうち、どのスラット１０を開放させるかを決定する要素に相当する。δは、希望する光照射幅Ｗを得るのに必要なスラット１０の開放枚数に相当する。

上記したｈ、δに応じて、ブラインド１のうち所定のスラット１０のみを開放させると共に他のスラット１０を閉じた状態に維持する自然光覚醒処理を行う（ステップＳ１１２）。更に使用者Ａの起床が確認されたか否か判定する（ステップＳ１１４）。使用者Ａの起床が確認されないときには、使用者Ａは就寝していると推定されるため、ブラインド１のうち、ｈ、δに基づいて規定されたスラット１０の開放、閉鎖を交互に繰り返して、太陽光を使用者Ａに間欠的に当てる（ステップＳ１１６）。つまり、明暗を繰り返す。このように明暗を繰り返せば、覚醒しにくい使用者であっても、覚醒させやすくなる。

使用者Ａの起床が確認されるときには、ブラインド１を全閉じとし、各スラット１０を閉鎖させる（ステップＳ１１８）。これにより太陽光が室内２１に入射することを抑えられるため、起床時刻が来ていない使用者Ｂの就寝が良好に維持される。そして使用者Ｂの起床時刻まで待機する（ステップＳ１２０）。使用者Ｂの起床時刻になったら、ブラインド１を全開とし、各スラット１０を開放させる（ステップＳ１２２）。

なお、冬期の早朝等のように、使用者Ａの起床時刻になっても、太陽光で覚醒させることができないほど室外２２が暗いときには、ステップＳ１０６からステップＳ１３２に移行し、室内２１の人工光源２６を所定の光強度で点灯させ、人工光源２６の光を使用者Ａ（特に顔付近）に所定時間当てる（ステップＳ１３２）。そして使用者Ａの起床を確認する（ステップＳ１３４）。人工光源２６の光を使用者Ａ（特に顔付近）に所定時間当てるだけでは、使用者Ａの起床が確認されないときには、人工光源２６の点灯及び消灯を繰り返す（ステップＳ１３６）。つまり人工光源２６による明暗を繰り返す。これにより覚醒しにくい使用者であっても、覚醒され易くなる。

これでも使用者の覚醒が確認されないとき（ステップＳ１３８）には、人工光源２６の光強度を更に増加し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１３６に戻り、人工光源２６の点灯及び消灯を繰り返す。使用者Ａの起床が確認されたときには、ステップＳ１１８に移行し、前述のようにブラインド１を全閉じとし、各スラット１０を閉鎖させる（ステップＳ１１８）。これにより太陽光が室内２１に入射することを抑えられるため、起床時刻がまだ来ない使用者Ｂの就寝が良好に維持される。そして使用者Ｂの起床時刻まで待機する（ステップＳ１２０）。使用者Ｂの起床時刻になったら、ブラインド１を全開とし、各スラット１０を開放させる（ステップＳ１２２）、室内２１の全体に太陽光を取り入れる。

図５は上記したステップＳ１１２の自然光覚醒処理の代表的な制御則を示す。自然光覚醒処理の制御則はあくまでも一例であり、図５に示すフローチャートに限定されるものではない。図５に示すように、自然光覚醒処理では、上記したｈで規定される１枚目のスラット１０(ｈにもっとも近いスラット１０)を微量開放させる（ステップＳ３０２）。これによりわずかの太陽光を使用者Ａ（特に顔付近）に当てる。次に所定時間Ｔ１待機した後（ステップＳ３０４）に、上記したｈで規定される１枚目のスラット１０の開放量を増加させる（ステップＳ３０６）。次に所定時間Ｔ２待機した後（ステップＳ３０８）に、上記したｈで規定される１枚目のスラット１０の開放量を更に増加させる（ステップＳ３１０）。次に所定時間Ｔ３待機した後（ステップＳ３１２）に、上記したｈおよびδで規定される２枚目のスラット１０（ｈに２番目に近いスラット１０）を開放させる（ステップＳ３１４）。

次に、所定時間Ｔ４待機した後（ステップＳ３１６）に、上記したｈおよびδで規定される３枚目のスラット１０（ｈに２番目に近いスラット１０を開放させる（ステップＳ３１８）。次に所定時間Ｔ５待機した後（ステップＳ３２０）に、上記したｈおよびδで規定される開放させる必要枚数のうち残りのスラット１０を開放させる（ステップＳ３２２）。

このように本例に係る自然光覚醒処理では、使用者の起床時刻になったら、スラット１０の開放量を少しずつ増加させ、使用者に当たる太陽光の光照射幅を少しずつ増加させていく。このため使用者を心地よく良好に目覚めさせるのに有利である。

［実施例１］
図６は実施例１を示す。実施例１は前記した参考例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。従って本実施例においても、参考例１における図１と同様に、起床を希望する月日について、その起床時刻における太陽高度をαとし、希望する起床時刻において開放させる中心的なスラット１０のブラインド１の下端からの距離をｈとし、希望する起床時刻に開放されるブラインド１の開放幅をδとすると、下記の（１）が得られ、（２）（３）が導出される。

tanα≒（ｈ＋Ｈ）／Ｌ…（１）
（ｈ＋Ｈ）≒Ｌ・tanα…（２）
ｈ≒Ｌ・tanα−Ｈ…（３）
更に（４）が得られ、（５）が導出される。

tanα≒δ／Ｗ…（４）
δ≒Ｗ・tanα…（５）
上記した（３）(５）式によれば、起床時刻が相対的に早くて、その起床時刻の太陽高度αが低いときには、ｈ及びδは小さい。また起床時刻が相対的に遅くて、その起床時刻の太陽高度αが高いときには、ｈ及びδは大きくする。このように起床時刻の太陽高度αに応じて、ｈの値およびδの値は決定される。ｈの値およびδの値は、開放すべきスラットを決定する。

ベッド２４において就寝中の使用者Ａ，Ｂの位置を検出する使用者位置センサ４０がベッド２４（就寝具）の内部に設けられている。使用者位置センサ４０は、ベッド２４上の使用者Ａ，Ｂの身体の荷重による加圧力を受けて使用者の位置を検出する加圧センサで形成されている。使用者位置センサ４０の信号はコントローラ３に入力され、コントローラ３はベッド２４上の使用者Ａ，Ｂの位置を認識することができる。このため使用者Ａの位置が就寝中に変化しているときであっても、コントローラ３はベッド２４上の使用者Ａ，Ｂの位置を認識することができる。そして、ブラインド１のうち他の部分を遮光状態にしつつ、ブラインド１の一部（スラット）を透光状態とする際において、コントローラ３は、使用者位置センサ４０で検出された使用者Ａの就寝位置に応じて、ブラインド１を構成する複数のスラット１０のうち開放すべきスラット１０を決定する。具体的には、ｈの演算にあたり、ブラインド１からの水平距離Ｌの値を補正する。このように使用者Ａの就寝位置（Ｌ）に応じて補正するため、使用者Ａの位置が就寝中に変化しているときであっても、使用者Ａの起床時刻に対応する太陽高度αの太陽光を使用者Ａ（特に顔付近）に良好に到達させて当てることができ、使用者Ａを良好に覚醒させることができる。

［実施例２］
図７は実施例２を示す。実施例２は参考例１および実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、参考例１および実施例１と異なる部分を中心として説明する。図７に示すように、窓２０側に就寝している使用者Ａを覚醒させることなく、窓２０よりも遠い側の使用者Ｂであっても、使用者Ｂに太陽光を当てて覚醒させることが可能である。また、ベッド２４において就寝中の使用者の位置を検出する使用者位置センサ４０がベッド２４（就寝具）に設けられているため、使用者の位置が就寝中に変化するときであっても、コントローラ３は、開放すべきスラット１０を使用者の就寝位置に応じて決定するため、起床時刻に対応する太陽高度αの太陽光を使用者Ｂ（殊に顔付近）に良好に到達させて当てることができ、ブラインド１を全開とすることなく、つまり、室内２１の全体を明るくせずとも、使用者Ｂを覚醒させて起床させることができる。

［参考例２］
図８は参考例２を示す。参考例２は参考例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、参考例１と異なる部分を中心として説明する。図８に示すように、ブラインド１Ｃは建築物２の窓２０に一体的に設けられた光シャッター方式とされており、窓に上下方向に並設された複数のエレクトロクロミック層で形成したシャッター層１８（１８ａ〜１８ｊ）を有する。エレクトロクロミック層は、電圧の印加及び印加解除により着色及び消色するものであり、これにより遮光状態及び透光状態（透明状態）とを切り換えることができるため、ブラインドとして機能することができる。

本例においても、使用者Ａの希望する起床時刻になると、コントローラ３は、その起床時刻に対応する太陽高度の太陽光を使用者Ａに到達させるように、ブラインド１のうち他の部分を遮光状態にしつつ、ブラインド１の一部であるシャッター層１８を開放させて透光状態（透明状態）とする。このためその起床時刻に対応する太陽高度の太陽光は、開放状態のシャッター層１８を経て、覚醒させたい使用者Ａ（特に顔付近）に良好に到達する。他の部分のシャッター層１８は遮光状態であるため、隣で寝ている使用者Ｂに太陽光が当たることを抑制することができる。

［実施例３］
図９は実施例３を示す。実施例３は参考例１および実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、参考例１および実施例１と異なる部分を中心として説明する。この場合、図９に示すように、太陽高度αを検出する太陽高度検出センサ８０が室外２２に設けられている。太陽高度検出手段８０は、太陽光が当たる影形成物体８１と、影形成物体８１で形成された影８２及び影８２の回りの太陽光を受ける２次元式の光センサ８３とを有する。影形成物体８１の高さＨ_Ｘと、太陽光を受光しない影８２の部分の距離Ｌ_Ｘとに応じて、太陽高度検出センサ８０は起床時刻の太陽高度αを直接的に検出することができる。このようにして太陽高度検出手段８０により求められた太陽高度αは、コントローラ３（太陽高度認識手段）により認識される。従って、実施例１の場合と同様に、ｈの値およびδの値を求めることができる。

（他の例）
上記した実施例によれば、使用者はベッド２４に就寝しているが、畳に就寝していても良い。ベッド２４に３人（子供等）就寝する場合でも良い。人工光源２６は必ずしも設けられていなくても良い。上記した例によれば、コントローラ３のメモリ３ｍは、地理的情報、起床する月日、起床する時刻に対応する太陽高度に関する情報を記憶しているが、これに限らず、コントローラ３は、地理的情報、起床する月日、起床する時刻に基づいて、その起床時刻における太陽高度を演算で求めることにしても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。

本発明は就寝している使用者を太陽光で目覚めさせる自然光覚醒装置に利用することができる。

自然光覚醒装置を用いて使用者を覚醒させる概念を示す構成図である。 コントローラ付近のブロック図である。 地理的情報、月日、起床時刻、太陽高度に関する情報を示す構成図である。 コントローラが実行する代表的なフローチャートである。 コントローラが実行する代表的な自然光覚醒処理のフローチャートである。 実施例１に係り、自然光覚醒装置を用いて使用者を覚醒させる概念を示す構成図である。 実施例２に係り、自然光覚醒装置を用いて使用者を覚醒させる概念を示す構成図である。 参考例２に係り、複数のエレクトロクロミック層で形成されたシャッター層を有するブラインドを模式的に示す概念図である。 実施例３に係り、太陽高度検出センサの概念図である。

図中、１はブラインド（遮光透光切替手段）、１０はスラット、１２はアクチュエータ、１８はシャッター層、２０は窓、２１は室内、２２は室外、２４はベッド、２６は人工光源、２７は室外明るさセンサ、２８は室内明るさセンサ、３はコントローラ（覚醒制御手段）、３５は設定器、４０は使用者位置センサを示す。

Claims (7)

1. 透光範囲および遮光範囲を可変する複数のスラットを有するブラインドで形成された遮光透光切替手段と、
   起床時刻に対応する太陽高度に関する情報を認識する太陽高度認識手段と、
   就寝中の使用者の就寝位置を検出する使用者検出センサと、
   使用者の起床時刻に対応する太陽高度の太陽光を就寝中の前記使用者に到達させて前記使用者を覚醒させるように、前記遮光透光切替手段を構成する複数の前記スラットのうち、一部の前記スラットを透光状態にしつつ他の前記スラットを遮光状態とする覚醒制御手段とを具備しており、
   前記覚醒制御手段は、就寝中の前記使用者を覚醒させるとき、前記太陽高度認識手段で認識された前記使用者の起床時刻に対応する太陽高度と、前記使用者検出センサで検出された就寝中の前記使用者の就寝位置とに応じて、前記遮光透光切替手段を構成する複数の前記スラットのうち開放すべき前記スラットを決定することを特徴とする自然光覚醒装置。
2. 請求項１において、前記覚醒制御手段は、就寝中の前記使用者を覚醒させるとき、スラットの開放に基づく光照射幅を前記使用者の体型に応じて可変させ、前記使用者の体型が大柄のとき小柄の場合よりも前記光照射幅を大きくし、前記使用者の体型が小柄のとき大柄の場合よりも前記光照射幅を小さくすることを特徴とする自然光覚醒装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記覚醒制御手段は、複数の前記スラットをそれぞれ独立させて開閉制御でき、就寝中の前記使用者を覚醒させるとき、開放すべき１枚目の前記スラットを最初微小開放させ、その後、前記１枚目のスラットの開放量を徐々に増加させ、その後、次の別の前記スラットを開放させることを特徴とする自然光覚醒装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記覚醒制御手段は、就寝中の前記使用者を覚醒させるとき、太陽高度の太陽光の向きと前記スラットとが平行となるように、開放すべき前記スラットの向きを制御することを特徴とする自然光覚醒装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記使用者位置検出センサは、前記使用者として第１使用者および第２使用者の就寝位置を検出し、前記覚醒制御手段は、就寝中の前記使用者を覚醒させるとき、前記太陽高度と前記就寝位置とに応じて、前記遮光透光切替手段を構成する全部の前記スラットのうち所定領域のみの前記スラットを開放させ、前記スラットを通過する太陽光を前記第１使用者に到達させて前記第１使用者を覚醒させることを特徴とする自然光覚醒装置。
6. 請求項５において、前記覚醒制御手段は、前記第１使用者に対して覚醒を行った後、前記第２使用者の起床時刻になると、前記ブライドを全開させることを特徴とする自然光覚醒装置。
7. 請求項５において、前記覚醒制御手段は、太陽高度と就寝位置とに応じて所定領域のみのスラットを開放させて当該スラットを通過する太陽光により第１使用者を覚醒させ、その後、前記第１使用者の起床が検出された場合、前記ブラインドを全閉させることを特徴とする自然光覚醒装置。

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