(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御可能なシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御するシステムであって、
−シェーディングエリアの画像信号を提供する少なくとも１つの検出器ユニットと、
−制御ユニットであって、
−前記画像信号を受信し、
−前記信号から、特徴的なパターンが前記シェーディングエリアにおいて存在するかを決定し、
−前記特徴的なパターンが決定される場合に、前記特徴的なパターンを低減させるために前記シェーディング要素を制御する
ように構成される制御ユニットと、
を含むシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記シェーディング要素の少なくとも角度位置が制御可能であり、前記制御ユニットは、前記特徴的なパターンを低減させるために少なくとも前記角度位置を制御するように適合される、システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシステムであって、前記特徴的なパターンが、ストライプパターンであり、前記制御ユニットは、前記ストライプパターンのストライプのコントラスト比を検出することによって特徴的なパターンが存在するかを決定し、そして前記コントラスト比が最大コントラストしきい値よりも高い場合に前記シェーディング要素を制御するように構成される、システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、前記最大コントラストしきい値は10:1である、システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のシステムであって、前記制御ユニットは、前記コントラスト比が前記最大コントラストしきい値に実質的に対応するように、前記シェーディング要素を制御するように構成される、システム。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一項に記載のシステムであって、前記制御ユニットは、前記コントラスト比が最小コントラストしきい値より低い場合に、前記シェーディング要素を制御するように適合される、システム。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載のシステムであって、前記制御ユニットは、前記コントラスト比が10:4と10:2の間にあるように、前記シェーディング要素を制御するように構成される、システム。
【請求項８】
複数の制御可能なシェーディング要素を有する少なくとも１つのシェーディング装置と、請求項１乃至７のいずれかに記載の前記シェーディング装置を制御するシステムと、を有するシェーディングシステム。
【請求項９】
複数の制御可能なシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御する方法であって、
−シェーディングエリアの画像信号を受信するステップと、
−前記信号から、特徴的なパターンが前記シェーディングエリアにおいて存在するかを決定するステップと、
−前記特徴的なパターンが決定される場合に、前記特徴的なパターンを低減させるために前記シェーディング要素を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項１０】
複数のシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御するシステムであって、前記シェーディング要素は少なくとも１つの制御可能なパラメータを有し、
−シェーディングエリアの輝度信号を提供する少なくとも１つの検出器ユニットと、
−制御ユニットであって、
−前記少なくとも１つの制御可能なパラメータを変化させ、
−前記輝度信号を受信し、
−前記輝度信号の勾配を計算し、
−前記勾配から前記少なくとも１つの制御可能なパラメータに関してパラメータ設定を決定し
−前記パラメータ設定を用いて前記シェーディング要素を制御する
ように構成される制御ユニットと、
を含むシステム。
【請求項１１】
複数のシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御する方法であって、前記シェーディング要素は少なくとも１つの制御可能なパラメータを有し、
−前記少なくとも１つの制御可能なパラメータを変化させるステップと、
−シェーディングエリアの輝度信号を受信するステップと、
−前記輝度信号の勾配を計算するステップと、
−前記勾配から前記少なくとも１つの制御可能なパラメータに関してパラメータ設定を決定するステップと、
−前記パラメータ設定を用いて前記シェーディング要素を制御するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御可能なシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラインドなどのシェーディング装置は、例えばオフィスビルなどのビル構造から出る過度な光及び熱を維持するために、様々な商用及び家庭用応用例において使用されている。通常、シェーディング装置は、窓の外側又は内側のいずれか、又は窓枠の間に装着され、ビルに入る太陽光の量が手動で又は適切な制御システムを用いて調整され得るように制御可能であるようにされる。
【０００３】
昼光状況及び風などの1つ以上の測定される環境パラメータに従い、又は、ビル全体制御設定若しくはユーザの好みに従い、シェーディング装置を制御する自動制御システムは、従来の技術分野において知られている。国際特許公開公報WO2008/149285A1は、多重のスラット（Slat)を有する制御可能な窓ブラインドを開示し、これにおいて、前記スラットは、検出される室内光強度に応答して制御される。
【０００４】
しかし、室内光強度が適切に制御される場合であっても、それにも関わらず例えば太陽光などの直接光がシェーディング装置を通過されることがあり得、このことは、作業デスク及びコンピュータモニタなどの他の反射性表面における過熱又はグレアを生じさせ得、これにより、特にオフィス環境において、相当な妨害又は不快感を生じさせるので、問題が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的の１つは、直接太陽光通過を低減させ且つ温度的な快適性及び照明の状況を改善する、シェーディング装置を制御するシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、請求項１及び１０に記載のシェーディング装置を制御するシステム、及び請求項９及び１１に記載のシェーディング装置を制御する対応する方法によって解決される。従属項は、本発明の好ましい実施例に関する。
【０００７】
本発明の基本的な着想は、複数の制御可能なシェーディング要素を有するシェーディング装置を通り抜ける直接光通過を、前記直接光通過によって生じられる特徴的なパターンを検出すること及び前記特徴的なパターンを低減させるためにシェーディング要素を制御するによって、低減させることである。この文脈において、「直接光通過」又は「直接光」という用語は、太陽光などのある方向から向けられた供給源からの光を参照する。
【０００８】
本発明に従うと、複数の制御可能なシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御するシステムは、シェーディングエリアの画像信号を提供する少なくとも１つの検出器ユニットと、前記画像信号を受信する制御ユニットを含む。前記制御ユニットは、前記信号から、特徴的なパターンが前記シェーディングエリアにおいて存在するかを決定し、前記特徴的なパターンが決定される場合に、前記特徴的なパターンを低減させるために前記シェーディング要素を制御する。
【０００９】
本発明は、したがって、直接的な太陽光の通過を低減又は好ましくは除去することを可能にさせ、これにより、これらの光から生じる温度的な不快感及びグレアが有利に低減され得るようにされる。
【００１０】
本発明の文脈において、「シェーディングエリア」という用語は、前記シェーディング装置によって少なくとも部分的に遮られる、ビル構造の内装などの何れかの領域又は空間部分を参照する。例えば、シェーディングエリアは、ファサードの窓開口を通じて透過される太陽光からシェーディング装置によって遮られるオフィスルームであり得る。シェーディングエリアは、応用例に応じて、興味ある特定の区分におけるグレアを低減させるために、作業領域又はデスク領域などの、部屋の一部のみを参照することもあり得る。「シェーディングエリア」という用語は、更に、例えば窓枠などの、シェーディング装置によって遮られ、前記特徴的なパターンの信頼性の高い検出に関して特に適切である、部屋の一部を参照し得る。
【００１１】
検出器ユニットは、例えば、カメラ、CCDラインアレイセンサ、又は有機フォトダイオード、アモルファスシリコン、厚膜若しくは薄膜印刷に基づく大面積センサなどの、前記シェーディングエリアの画像信号を提供するいずれかの適した種類のものであり得る。検出器ユニットの数は、システムの全体複雑性を低減させるために小さく維持されることが好ましいものの、観察されるべきシェーディングエリアのサイズ又は幾何形状に依存して、確かに、複数の検出器ユニットが使用され得る。
【００１２】
画像信号は、特徴的なパターンが前記シェーディングエリアに存在するかを決定することを可能にする。したがって、少なくとも１つの検出器ユニットは、特徴的なパターンの識別が可能である限りは、色画像信号、グレースケール画像信号、又は、例えば適切なリニアセンサなどによって得られる一次元画素アレイのみさえも、提供するように構成され得る。
【００１３】
少なくとも１つの検出器ユニットは、画像信号を、例えば適切な接続などによって、制御ユニットへ供給する。この接続は、例えば、UART、SPI、LAN、W-LAN、DALI、Zigbee、Bluetooth、又は何れかの他の適した種類の恒久的又は一時的データ接続など、有線又は有線であり得る。
【００１４】
画像信号が受信されると、制御ユニット」は、前記信号から、例えば直接光通過等から生じる特徴的なパターンが、前記シェーディングエリアに存在するかを決定する。
【００１５】
本発明の文脈において、「特徴的なパターン」という用語は、多重のシェーディング要素を有する対応するシェーディング装置を通ずる直接光の特徴的な画像から生じるパターンを参照する。
【００１６】
前記特徴的なパターンは、使用されるシェーディング装置の種類に及び特に前記シェーディング要素の形状に依存し、これにより、制御ユニットは、使用されるシェーディング装置の特定の種類に従うパターンを検出するように適合されるべきであるようにされる。
【００１７】
特徴的なパターンは、前記シェーディング装置を通過される直接光から生じる低輝度の領域と交互に発生し、且つ、前記多重のシェーディング要素の影と交互に発生する、高輝度の領域の周期的なパターンであり得る。例えば、シェーディング装置が細長いブラインドである場合、特徴的なパターンは明るい／暗いストライプパターンであり得る。
【００１８】
制御ユニットは、いずれかの適した方法によって特徴的なパターンの存在を決定するように構成され得る。好ましくは、制御ユニットは、所定の群のパラメータと画像信号を比較する画像認識回路を含み、これにより、前記特徴的なパターンは、確実に検出され得るようにされる。代替的に、制御ユニットは、前記シェーディングエリアの画像を特徴的なパターンと比較して及び比較しないことによって、特徴的なパターンを「学習」するように構成され得る。例えば、明るい／暗いストライプパターンは、エッジ検出を画像に適用し、且つ規則的な間隔を有するある数の並行エッジを識別することによって、検出され得る。エッジ検出及び更なる画像分析方法は、「L.  O'Gorman,  M.J.  Sammon,  M.  Seul,  Practical  Algorithms  for  Image  Analysis,  Cambridge  University  Press,  2008」に記述され、参照として本文書に組み込まれる。
【００１９】
本発明に従うと、制御ユニットは、特徴的なパターンの存在が決定されると、この特徴的なパターンを低減するために前記シェーディング要素を駆動又は制御する。したがって、制御ユニットは、例えば、上述の種類の接続のうちの１つの接続などの、適切な恒久的又は一時的接続を用いてシェーディング装置へ接続され得る。
【００２０】
シェーディング要素の制御は、好ましくは、閉ループ動作で実行され得る、すなわち、特徴的なパターンの低減が前記制御ユニットによって決定され得るように、シェーディング要素が制御され、対応する画像信号が得られる。
【００２１】
代替的に、制御ユニットは、１つ又は複数の事前設定に従いシェーディング要素を制御するように構成され得る。例えば、シェーディング要素は、パターンが検出されると、特徴的なパターンが除去されるように、完全な閉位置へと駆動され得る。
【００２２】
制御ユニットは、上述のような、前記特徴的なパターンを決定し、シェーディング要素を制御するのを可能にする、いかなる適した種類のものであり得る。例えば、制御ユニットは、適したプログラムを有する計算機又はマイクロプロセッサを含み得る。
【００２３】
制御ユニット及び検出器ユニットは上記では個別のコンポーネントとして記載されているが、２つのユニットは、一体的に形成され得る、又は、更なるコンポーネントと一体であり得る。例えば、制御ユニット及び／又は検出器ユニットは、非常に小型なシステムを得るために、シェーディング装置と一体であり得る。
【００２４】
制御ユニットは、実際には、しばしば「デイライトハーヴェスティング（daylight  harvesting）」と呼ばれるような、シェーディング要素の第１グループが遮蔽に使用され、第２グループが光の方向を変えるのに使用される場合などにおいて、１つより多いシェーディング装置を制御する、又はシェーディング装置のシェーディング要素のいくつかのみを制御するように構成され得る。特にこの場合において、第１グループは、本発明に従い有利に制御され得る一方で、第２グループは手動で又は本文書に参考として組み込まれる「A  System  for  Optimizing  Interior  Daylight  Distribution  Using  Reflective  Venetian  Blinds  with  Independent  Blind  Angle  Control",  by  Molly  E.  McGuire,  Master  Thesis  at  the  Massachusetts  Institute  of  Technology,  June  2005」及びその参考文献などに記載される適切な方法により制御され得る。制御ユニットは、この場合、前記第１及び第２グループを制御するように適合され得る。
【００２５】
更に、制御ユニットは、例えば、強風の場合に安全な位置へ外部シェーディング装置を制御するなどのために、ビル全体に関する全体制御設定を得るように中央制御システムへ接続され得る。
【００２６】
本発明のシステムは、確かに、例えば、輝度、内部若しくは外部温度、風などの環境パラメータを検出する更なる検出器、中央制御システムへの適切なインターフェイス、手動制御器などの、更なるコンポーネントを含み得る。
【００２７】
本発明に従うシステムは、少なくとも１つの制御可能なパラメータを有する、複数の個別のシェーディング要素を有するいかなる種類のシェーディング装置をも制御するのに使用され得る。シェーディング装置は、例えば、シェーディング要素のうちの少なくとも１つパラメータが制御可能である限りは、ローラーシャッタ、プリーツのあるブラインド、又は垂直若しくは水平の細長いブラインドなどであり得る。本発明は、「ベネチアンブラインド」とも称される水平の細長いブラインドとの使用に特に適している。
【００２８】
制御可能なパラメータは、例えば、開／閉状態、シェーディング要素が下げられる高さ、又はいかなる他の適した制御パラメータなどであり得る。
【００２９】
本発明の好ましい実施例に従うと、シェーディング要素の少なくとも角度位置が制御可能であり、制御ユニットは、特徴的なパターンを低減させるために少なくとも角度位置を制御するように構成される。角度位置の制御は、入射角度が一日において及び一年において変化する太陽光の場合に特に、前記特徴的なパターンを低減するのを可能にする。
【００３０】
好ましくは、特徴的なパターンは、例えば細長いブラインドなどによって形成されるストライプパターンである。制御ユニットは、ストライプパターンのストライプのコントラスト比を検出することによってストライプパターンが存在するかを決定し、コントラスト比が最大コントラストしきい値よりも高い場合に、前記ストライプパターンを低減するために前記シェーディング要素を制御するように構成されることが最も好ましい。
【００３１】
コントラスト比、すなわち、ストライプパターンのストライプの輝度コントラスト比の決定は、相当な不快感を生じさせる直接光を検出するのを更に強化することを可能にする。
【００３２】
本文書の文脈において、「ストライプパターン」という用語は、高及び低輝度の少なくとも４つの交互のストライプのパターンを参照する。ストライプの幾何形状は、実際には、使用されるシェーディング装置の種類、入射光の角度、及びシェーディング装置に対する観察されるシェーディングエリアの位置に依存する。
【００３３】
制御ユニットは、実際には、低輝度を有する多重ストライプの中央値輝度を決定し、そして、前記ストライプパターンのコントラスト比を決定するために、生じる値を高輝度を有する多重ストライプの中央値輝度と比較するように構成されることが好ましくあり得る。代替的に又は追加的に、コントラスト比は、最低輝度を示すストライプパターンのストライプを、最高輝度を示すストライプと比較することによって決定され得る。
【００３４】
妨害する直接光が前記シェーディングエリアに存在するか及び前記シェーディング要素の制御が必要かを決定するために、決定されたコントラスト比は、最大コントラストしきい値と比較される。
【００３５】
しきい値は、制御ユニットによって設定され得る、又は、例えば適切な手動制御器を用いて、ユーザ制御可能であり得る。代替的に、又は、追加的に、最大コントラストしきい値は、上述のように中央制御システムによって制御され得る。
【００３６】
最大コントラストしきい値は、それぞれの応用例に依存して選択され得る。例えば、直接光透過の特定の程度が家庭用応用例において許容可能である一方で、オフィス環境におけるコンピュータ作業スペースにおいていかなるグレアも許容することが可能でなくあり得る。
【００３７】
好ましくは、最大コントラストしきい値は、ストライプパターンの前記明るい／暗いストライプの最大コントラスト比に関して10：1であり、これにより、大抵の応用例に関して直接光からの適切な保護が提供される。最も好ましくは、最大コントラストしきい値は、10：2であり、更に好ましくは、10:3である。
【００３８】
上述のように、ストライプパターンが検出されると、制御ユニットは、ストライプパターンを低減するために前記シェーディング要素を制御するように構成される。実際には、シェーディング要素は、ストライプパターンが完全に除去され、何のグレアもシェーディングエリアに存在しないようにするように制御されることが好ましい。ストライプパターンの前記の完全な除去は、人間の輝度の近くの感度が理由により、10:9に等しい又はそれより低いコントラスト比におおよそ対応する。
【００３９】
しかし、多くの応用例において、前記シェーディング装置を通ずる所定の量直接光透過は、許容される。したがって、制御ユニットは、最大コントラストしきい値よりも下のコントラスト比へ前記シェーディング要素を制御することが好ましい。このことは、シェーディング装置を介してのユーザにとってのビュー(view)が重要である場合に特に有用であり得、これにより、例えば、対応するシェーディング装置を有する部屋にいるユーザが、外部へのビューを提供されるようにされ、このことは、ユーザの健康・安心で居ることを向上させる。
【００４０】
本発明の展開に従うと、制御ユニットは、前記コントラスト比が最大コントラストしきい値に実質的に対応するように、前記シェーディング要素を制御するように構成される。したがって、直接光通過からの妨害するグレアは、許容可能なレベルへ有利に低減される一方で、例えば部屋の外などへのシェーディング装置を介するビューは、最大化される。この文脈において、「実質的に」という用語は、±10%の僅かな偏差に対応するが、コントラスト比は前記最大コントラストしきい値より僅かに下であることが好ましい。
【００４１】
しばしば「ブラインド角度制御」とも称される、角度制御可能なスラットを有するスラットブラインドの場合、スラットは、許容可能なレベルへグレアを低減するのに必要な限りにのみ閉じられる一方、ブラインドを介したビューを有利に最大化させる。
【００４２】
上述のように、シェーディング装置を介するビューは、ユーザの健康・安心で居ることを更に向上させるのに有利であり得る。したがって、前記コントラスト比が最小コントラストしきい値より低い場合にも、前記シェーディング要素が制御されることが好ましい。本発明の実施例に従うと、システムは、直接光通過が高いのでグレアを低減させる場合だけでなく、シェーディング装置を介するビューが制限される場合にも、シェーディング要素を制御する。
【００４３】
最小コントラストしきい値は、応用例に従って選択され得る。好ましくは、最小コントラストしきい値は、10：9であり、更に好ましくは10:5であり、最も好ましくは10:4である。
【００４４】
本発明の展開に従うと、制御ユニットは、ストライプパターンの前記コントラスト比が10:5〜10:1の間にあるように、好ましくは10:4〜10:2の間にあるように前記シェーディング要素を制御するように構成され、これにより、グレアの実質的な制御及び低減を可能にする一方で、同時にシェーディング装置を通ずる十分なビューを維持させる。
【００４５】
この場合に特に、制御ユニットは、適切なヒステリシスを用いて前記シェーディング要素を制御するように構成されることが好ましくあり得、これにより、例えば、10:3のコントラスト比が、目標コントラスト比として選択されるようにされるが、前記シェーディング要素の制御は、コントラスト比が最大値より高い又は最小値コントラストしきい値より低い場合のみに実行される。
【００４６】
本発明のシステムの最も小型のセットアップを達成するために、検出器ユニットは、好ましくは、窓枠に装着するように構成され得る。代替的に、検出器ユニットは、窓枠を観察するように構成され得る。
【００４７】
複数の制御可能なシェーディング要素を有する少なくとも１つのシェーディング装置を有するシェーディングシステムは、上述のように前記シェーディング装置を制御するシステムを備えられ得る。
【００４８】
上記及び他の目的に対する独立した又は追加した解決法は、本発明の更なる点において以下に述べられる。
【００４９】
本発明のこの態様の基本的な着想は、少なくとも１つの制御可能なパラメータを有する複数のシェーディング要素を有するシェーディング装置を通ずる直接光通過を、前記制御可能なパラメータを変化させ且つ対応する輝度信号の勾配から適切なパラメータ設定を決定する場合に、前記シェーディング装置のシェーディングエリアにおける輝度を検出することによって低減させることである。この文脈において、「直接光通過」又は「直接光」という用語は、太陽光などの、方向付けられた供給源からの光を参照する。
【００５０】
この態様に従う複数のシェーディング要素を有するシェーディング装置を制御するシステムは、シェーディングエリアの輝度信号を提供する少なくとも１つの検出器ユニット、及び制御ユニットを有する。シェーディング要素は、少なくとも１つの制御可能なパラメータを有する。
【００５１】
この態様に従う制御ユニットは、前記少なくとも１つの制御可能なパラメータを変化させ、前記輝度信号を受信するように構成される。制御ユニットは、前記輝度信号の勾配(gradient)を計算し、前記勾配からシェーディング要素に関する適切なパラメータ設定を決定する。シェーディング要素は、対応するパラメータ設定を用いて制御される。
【００５２】
この態様に従うシステムは、前記勾配から適切なパラメータ設定、すなわち前記制御可能なパラメータを変化させる場合に前記シェーディングエリアにおける輝度の変動、を決定することによってグレアを低減することを可能にさせる。したがって、勾配は、前記シェーディングエリアにおける輝度の変化を記述する少なくとも１つの値を参照し、これにより、好ましくは、前記制御可能なパラメータの多重値と輝度の関連付けられる勾配との間のマッピングが可能であるようにされる。
【００５３】
検出器ユニットは、例えばフォトダイオードなどの、前記シェーディングエリアの前記輝度信号を提供するためのいかなる適した種類のものであり得る。観察されるべきシェーディングエリアのサイズ又は幾何学形状に依存して、実際に、多重の検出器ユニットが、使用され得、輝度信号は、例えば、検出器ユニットのそれぞれの平均輝度信号によって形成され得る。好ましくは、検出器ユニットは、この場合間接光に対する直接光の比率が大きいような、例えば窓枠においてなど、前記シェーディングエリアの少なくとも一部を観察するためにシェーディング装置の近くに配置される。
【００５４】
検出器ユニットは、輝度信号を、例えば適切な接続によって、制御ユニットへ提供する。接続は、例えば、UART、SPI、LAN、W-LAN、DALI、Zigbee、Bluetooth、又は何れかの他の適した種類の恒久的又は一時的データ接続など、有線又は有線であり得る。
【００５５】
制御ユニットは、例えば所与のしきい値と勾配を比較することによるなど、いかなる適切な方法によっても前記パラメータを決定するために構成され得る。
【００５６】
好ましくは、制御ユニットは、勾配における相当な変化を決定することによってパラメータ設定を決定するように構成される。関連付けられるパラメータ設定は、直接光がほぼブロックされる一方で、シェーディング装置を介するビューが最大化されるシェーディング要素の設定に対応する。
【００５７】
この実施例は、少なくとも１つの制御可能なパラメータを連続的に変化させる場合に、輝度は適宜基本的に変化するという結論に基づく。勾配、すなわち輝度における変化は一定である。直接光がシェーディング装置を介して透過される設定から、実質的に何の直接光も透過されず、すなわち間接光のみがシェーディングエリアに存在する設定へ、制御可能なパラメータを変更する場合、又はその逆の場合、勾配における相当な変化、すなわち輝度の鋭い増加は発見され得る。
【００５８】
関連付けられるパラメータ設定は、シェーディング装置を介するビューが最大化される一方で、直接光がほぼブロックされるシェーディング要素の設定に有利に対応する。
【００５９】
勾配における相当な変化は、いずれかの適切な方法によって決定され得る。制御ユニットは、例えば、連続的なパラメータ設定に関して輝度信号の勾配を比較し、これにより、勾配における相当な変化を決定し得る。
【００６０】
代替的又は追加的に、制御ユニットは、輝度信号の二次導関数を計算するように構成され得る。上述の鋭い増加は、輝度信号の二次導関数における特異点又はピークに対応し、これにより、関連付けられるパラメータ設定は、応用例に依存して選択され得る振幅しきい値と二次導関数を比較することによって決定され得る。
【００６１】
代替的に、前記パラメータ設定は、輝度信号の二次導関数における最高ピークを検出することによって決定され得る。好ましくは、前記ピークは、全ての更なるピークの振幅の２倍の振幅を有する。
【００６２】
本発明に従うシステムは、少なくとも１つの制御可能なパラメータを有する、複数の個別のシェーディング要素を有するいかなる種類のシェーディング装置をも制御するのに使用され得る。シェーディング装置は、例えば、シェーディング要素のうちの少なくとも１つパラメータが制御可能である限りは、ローラーシャッタ、プリーツのあるブラインド、又は垂直若しくは水平の細長いブラインドなどであり得る。本発明は、「ベネチアンブラインド」とも称される水平の細長いブラインドとの使用に特に適している。
【００６３】
制御可能なパラメータは、例えば、開／閉状態、シェーディング要素が下げられる高さ、又はいかなる他の適した制御パラメータなどであり得る。好ましくは、少なくとも１つの制御可能なパラメータは、シェーディング要素の角度位置であり、制御ユニットは、少なくとも１つの前記角度位置を変化及び制御させるように適合される。
【００６４】
本発明のこれら及び他の態様は、好ましい実施例の以下の記述から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明に従うシェーディング装置を制御するシステムの第１の実施例の三次元図を示す。
【図２】図２は、図１に示される、実施例の概略的ブロック図を示す。
【図３】図３は、本発明に従うシステムの第２実施例を示す。
【図４】図４は、本発明に従うシステムの第３実施例を示す。
【図５】図５は、図４の実施例に従うシェーディング装置を制御する例示的な方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１は、例えば、オフィスビルの一室などの、部屋１に導入されたシェーディング装置を制御するシステムの第１の実施例の三次元図を示す。部屋１は、オフィスビルの外側に対する窓２を有する。
【００６７】
窓２は、水平に配置される複数の個別の長方形の細長い板(スラット：slat)４を有する一般的なベネチアンスラットブラインド３を含む。スラット４の角度、すなわちチルト角は、電気モータ及び対応する懸架システム(図示されず)を用いて制御可能である。更に、スラットが下げられる高さは制御可能である。
【００６８】
スラットブラインド３は、スラット４のチルト角を制御するために無線接続を用いて制御ユニット５へ接続される。
【００６９】
ＣＣＤカメラ６は、部屋１、特に、窓２を通じて落ち込む太陽光からスラットブラインド３によって影にされるデスク７を観察するように構成される。カメラ６は、無線接続を用いて制御ユニット５へ接続される。
【００７０】
本発明に従うシステムの概略的ブロック図は、図２に示される。図２から確認され得るように、システムは、温度、太陽光状況、季節、風などに基づく制御事前設定などの一般的な制御パラメータを得るために中央ビル制御システム８へ任意選択的に接続され得る。更に、中央制御システム８は、試運転工程で得られる、部屋１に関する特定の制御パラメータを用いて構成され得る。
【００７１】
システムは、更に又は代替的に、ユーザに、必要であればブラインド３のスラット４が手動で下げられる高さ及びスラット４のチルト角を設定させるのを可能にする、例えば部屋１に導入される、手動制御器９と接続され得る。
【００７２】
制御するためのシステムは、制御器９を用いて手動コマンドによって又は中央制御システム８の対応するコマンドによってのいずれかによりブラインド３のスラット４を低くすることによって有効化される。制御ユニット５は、対応する制御コマンドを受信し、スラット４を低くする。制御ユニット５は、この場合、カメラ６に、デスク７の画像信号を得るようにクエリを行う。
【００７３】
図1に概略的に示されるように、直接太陽光がブラインド３を通じて落ち込む場合、前記太陽光によって形成され、スラット４の影と交互になるストライプパターン１０が存在し、グレア及び熱による不快感を生じさせる。
【００７４】
画像信号を受信すると、制御ユニット５は、前記ストライプパターン１０が存在するかを決定し、ストライプパターンが検出されると、スラット４のチルト角を変化させるために、対応する制御コマンドをブラインド３へ送信する。チルト角の制御において、カメラ６は、一定してデスク７の画像信号を制御ユニット５に供給し、これにより、ストライプパターン１０を低減するためにシステムの閉ループ動作を可能にする。
【００７５】
この実施例に従うと、制御ユニット５は、ストライプパターン１０が存在するかを、エッジ検出に基づく画像認識アルゴリズムを用いて決定する。
【００７６】
制御ユニット５は、この場合、ストライプパターンのストライプの輝度コントラスト比を、すなわち、最高輝度を有するストライプを最低輝度を有するストライプと比較することによって、決定する。ブラインド３の制御は、コントラスト比が10:2よりも高い場合に、グレアを低減するために、又は、10:4より低い場合に、窓２を通じて外側へのビューを部屋にいるユーザへ提供するために、実行される。制御ユニット５は、ヒステリシスを用いて設定され、スラット４のチルト角を10:3の目標コントラスト比へ制御する。
【００７７】
スラット４のチルト角は、外側へのビューを維持しつつ、グレアを低減させるために最適位置へと、このように制御される、すなわち、ブラインド３は、グレア低減させるために必要な限りにのみ閉じられている。
【００７８】
部屋１を観察するカメラ６の構成に追加的又は代替的に、センサモジュール３１は、図３における本発明のシステムの第２の実施例に示されるように、窓２の窓枠３２に設けられ得る。
【００７９】
図3の実施例は、カメラ６の代わりに２つのセンサモジュール３１がストライプパターン１０を検出するために窓２の窓枠３２に設けられ、システム非常に小型なセットアップを可能にする。
【００８０】
センサモジュール３１は、例えば、Melexis  Corpから入手可能である型番MRX90255BCのリニアセンサアレイなどを含む。図３の実施例の動作の詳細は、図１及び２の実施例に対応する。
【００８１】
シェーディング装置を制御するための本発明のシステムの第３の実施例は、図４において、部屋１の三次元図で示される。この実施例は、図１の実施例に実質的に対応するが、カメラ６の代わりに、制御ユニット５へ接続されるフォトダイオード４１が、部屋１に配置される。図４に示されるシステムの動作は、以下において、図５のフロー図を参照にして示される。
【００８２】
この実施例に従うと、シェーディング装置を通過される、直接光から生じるグレアの検出は、スラット４のチルト角を変化させる場合に、部屋１における輝度の勾配の変化の検出に基づく。
【００８３】
本実施例において、制御ユニット５は、中央制御システムの又は手動制御器９の制御コマンドに応答して、制御ユニット５によりステップ５１において開始される較正工程を実行するように構成される。代替的に、この工程は、例えば、２時間毎など、周期的に実行され得る。
【００８４】
制御ユニット５は、例えば完全な閉位置から開位置へなど、ステップ５２においてスラット４のチルト角を変化させるように構成される。チルト角を変化させる間において、制御ユニット５は、前記フォトダイオード４１の輝度信号を受信し、これにより、チルト角の各設定に関する輝度値が得られ、制御ユニット５の適切なメモリに記憶される。
【００８５】
ステップ５３において、制御ユニット５は、輝度信号の勾配を計算し、ステップ５４において、例えば前記勾配における不連続性などの相当な変化が存在するかを、輝度信号の二次導関数を計算し且つ前記二次導関数の最高ピークを決定することによって、決定する。
【００８６】
このような相当な変化が存在する場合、スラット４のチルト角は、ステップ５５において、勾配における相当な変化に対応する設定へと制御し、この工程はステップ５６において終了する。勾配において何の相当な変化も決定されない場合、工程は、直接スラット４が上げられて、又は外側へのビューを最大化させる角度位置が設定されて、終了する。
【００８７】
この実施例は、ブラインド３のスラット４のチルト角を変化させる一方で、輝度もそれに応じて変化するという結論に基づく。輝度信号の勾配、すなわち輝度の変化は、一定である。
【００８８】
ブラインド３の閉状態から開状態へのチルト角を変化させる場合、且つ、直接太陽光が特定の角度位置でブラインド３を通じて落ち込む場合に、輝度は、ある特定の角度において劇的に増加し得る。輝度信号の勾配は、これにより変化する。直接太陽光がブロックされる一方で、ブラインド３を介した十分なビューを提供するような、スラット４に関する最適なチルト角が達成される。
【００８９】
上述の実施例に対して以下のようないくつかの修正態様が可能である。
−システムが、１つより多くのブラインド３を制御するために、又はブラインド３のスラット４のある一群のみを制御するために使用され得る。
−ある一群のスラット４のみが制御される場合、更なる一群は、「"A  System  for  Optimizing  Interior  Daylight  Distribution  Using  Reflective  Venetian  Blinds  with  Independent  Blind  Angle  Control",  by  Molly  E.  McGuire,  Master  Thesis  at  the  Massachusetts  Institute  of  Technology,  June  2005」及びそこで引用される参考文献に開示される方法に従う「デイライトハーヴェスティング」とも呼ばれるような、光を部屋へ方向付けすることのために使用され得る。
−カメラ６又はセンサモジュール３１を使用する代わりに、例えば「"H.  Tanaka,  T.  Yasuda,  K.  Fujita,  T.  Tsutsui,  Transparent  image  sensors  using  an  organic  multilayer  photodiode,  Advanced  Materials,  2006,  Vol.  18,  p.  2230-2233」に開示される種類などの、有機多層フォトダイオードが、画像信号を手依拠するために使用され得る。
−代替的に、「"Tse  Nga  Ng,  et.  al,  Low  temperature  a-Si:  Photodiodes  and  flexible  image  sensor  arrays  patterned  by  digital  lithography,  Applied  Physics  Letters,  2007,  Vol.  91,  0635050,  3  pages"」に開示される種類のセンサアレイが使用され得る。
−更なる代替態様において、「"M.  Yahaya  et.  al,  Fabrication  of  photodiode  by  screen  printing  technique,  Proceedings  IEEE,  ICSE  1998,  p.  254-259"」に記載されるフォトダイオードが、使用され得る。
−図３の実施例の設定に対して代替的に、ストライプパターンは、適切な結像光学系によってリニアセンサの表面にマップされ得る。結像光学系が使用される場合、ストライプパターンは、センサモジュール３１と窓枠の同一の側へ配置され得る、又はストライプパターンは、対向する側へ配置され得る。
【００９０】
本発明は、図面及び上述の記載において詳細に例示及び記述されてきた。このような例示及び記述は、例証的又は例示的であり、制限的であるとは見なされるべきではなく、本発明は、開示される実施例に制限されない。
【００９１】
「有する」という動詞及びその活用形の使用は、請求項に記載される以外の異なる他の要素又はステップの存在を排除しないことは明らかである。単数形の構成要素は、複数個の斯様な構成要素の存在を排除しない。
【００９２】
請求項において、「有する」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）なる単語は、他の構成要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞（「ａ」又は「ａｎ」）は複数の形態を排除するものでもない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されていることができないと示すものではない。請求項における如何なる参照符号も請求項を制限するように解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００９３】
１  部屋
２  窓
３  ブラインド
４  スラット
５  制御ユニット
６  カメラ
７  デスク
８  中央制御システム
９  手動制御器
１０  ストライプパターン
３１  センサモジュール
３２  窓枠
４１  フォトダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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