JP2001250696A

JP2001250696A - 照度自動設定システム

Info

Publication number: JP2001250696A
Application number: JP2000058481A
Authority: JP
Inventors: Hideji Naruo; 秀二鳴尾; Kazuo Okada; 一穂岡田; Minoru Yoshida; 稔吉田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】対象物が美しく見えるように照明器具の明るさ
を制御し、照度を自動設定する。【解決手段】照度計測装置５は、対象物付近の画像を撮
影する撮影装置で構成されており、操作端末装置１は、
対象物の目標照度を設定する照度設定部１０と、照明器
具４を選択する器具選択部１２と、撮影装置５が撮影す
る画像情報を基にして対象物を指定する対象物指定部１
１と、撮影装置５が撮影する画像情報を基にして対象物
の周囲の照度を推定する照度推定部１３と、器具選択部
１２で選択した照明器具４の明るさを制御して、照度推
定部１３が推定する照度を目標照度に一致させる照度調
節部１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、美術館、博物館、
舞台、商業施設などにおいて、照明器具の光によって、
対象物を美しく映し出すとともに、対象物での照度を自
動的に調節することができる照度自動設定システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の照明制御システムは、その対象が
オフィスなどであり、照度分布が均一になることを目的
として、照明器具の明るさを自動制御していた。照明制
御システムは、例えば、複数の照明器具の各々の明るさ
を、調光レベル信号を出力して設定する照明制御装置
と、この照明制御装置を通信ネットワークを介して接続
して、照明制御装置を制御する操作端末装置と、この操
作端末装置に接続され、対象物の照度を計測する照度計
測装置とで構成される。

【０００３】操作端末装置において、指定した位置の目
標とする照度を設定すれば、その位置に対応した照明器
具の明るさを調節して、照度計測装置が計測する照度に
させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、美術館、博
物館、舞台、商業施設などにおいては、展示物などが美
しく見えるように照明をあてることが要求されており、
従来の照明制御システムでは、照度を均一にすることの
みを目的としていたため、そのような照度設定が実現で
きなかった。

【０００５】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、対象物を美しく見えるように光をあて
ることができる照度自動設定システムを提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の照明器具の各々の明るさを、調光
レベル信号を出力して設定する照明制御装置と、この照
明制御装置を接続して、照明制御装置を制御する操作端
末装置と、この操作端末装置に接続され、対象物の照度
を計測する照度計測装置とを備えたシステムの改良を提
案する。

【０００７】請求項１では、照度計測装置は、対象物付
近の画像を撮影する撮影装置で構成されており、操作端
末装置は、対象物の目標照度を設定する照度設定部と、
照明器具を選択する器具選択部と、撮影装置が撮影する
画像情報を基にして対象物を指定する対象物指定部と、
撮影装置が撮影する画像情報を基にして対象物の周囲の
照度を推定する照度推定部と、器具選択部で選択した照
明器具の明るさを制御して、照度推定部が推定する照度
を目標照度に一致させる照度調節部とを備える。

【０００８】請求項２では、請求項１において、対象物
の周囲が、安定した光反射率を有する素材の面であるこ
とを特徴とする。ここに、対象物の周囲となる面には、
壁面、床面、天井面などがあり、対象物が設置されてい
る面であればよく、この面を撮影装置で撮影すると、均
一な画像情報が得られるようになっている。

【０００９】請求項３では、請求項２において、照度推
定部は、撮影装置が撮影する画像情報を基にして２値化
処理を行い、対象物と対象物の周囲とを区別し、対象物
の外形を認識することを特徴とする。したがって、対象
物又はその外周部分と、対象物の周囲とは、画像情報の
内容が大きく異なる、黒色と白色などであることが望ま
しい。

【００１０】請求項４では、請求項３において、照度推
定部は、区別された対象物の周囲である壁面の照度を推
定することを特徴とする。これによって、壁面の照度を
調節すれば、結果的に、壁面に掛けられた絵画などの対
象物の照度を設定することができる。

【００１１】請求項５では、請求項１〜請求項４のいず
れかにおいて、器具選択部は、予め、対象物と照明器具
とを対応させて登録したテーブルを有しており、対象物
指定部によって対象物が指定されたときには、テーブル
を参照して、対象物に対応する照明器具を自動的に選択
することを特徴とする。

【００１２】請求項６では、請求項１〜請求項５のいず
れかにおいて、照度計測装置を構成する撮影装置は、監
視用の撮影装置として兼用されることを特徴とする。す
なわち、防犯監視などのためのカメラを、照度設定のた
めの照度計測装置として使用する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面とともに説明する。図１は照度自動設定シス
テムの構成の一例を示したブロック図、図２はシステム
構成を模式的に示した図である。

【００１４】照度自動設定システムは、複数の照明器具
４の各々の明るさを、調光レベル信号を出力して設定す
る照明制御装置２と、この照明制御装置２を通信ネット
ワークＮを介して接続して、照明制御装置２を制御する
操作端末装置１と、この操作端末装置１に接続され、対
象物の照度を計測する照度計測装置５とを備えて構成さ
れる。

【００１５】操作端末装置１と照明制御装置２とを接続
する通信ネットワークＮには、ＬＡＮ、公衆網、インタ
ーネットなどの電気通信回線が用いられ、インタフェー
ス（プロトコル）として、イーサネット（登録商標）や
ＴＣＰ／ＩＰなどが用いられる。

【００１６】照明制御装置２には、各照明器具４の明る
さを制御する調光盤３が接続されており、調光盤３は、
照明制御装置２からの調光レベル信号を受けて、指定さ
れた照明器具４の調光レベルを制御する。ここでは、照
明制御装置２と調光盤３とは、ＤＭＸインタフェース
（ＤＭＸ５１２）によって接続されている。ＤＭＸと
は、調光制御のための標準的な伝送方式であり、通信の
物理層としてＲＳ４８５を用い、通信速度を２５０ｋｂ
ｐｓとして、複数の調光レベルの信号の伝送を可能にし
ている。この方式によれば、約２５ミリ秒周期で５１２
チャンネル分の調光レベルデータが送出できる。

【００１７】図２には、操作端末装置１が、無線によっ
て通信ネットワークＮに接続されている場合を示してい
る。操作端末装置１は、無線ＬＡＮカードＣを装着すれ
ば、ネットワーク側の無線ＬＡＮ−ＨＵＢなどの無線ア
クセス装置６との間で、赤外線や電波などを用いた通信
が可能になる。

【００１８】操作端末装置１には、携帯可能な（可搬型
の）ノートパソコンやＰＤＡ（携帯情報端末）などのモ
バイルコンピュータを用いればよい。そうすれば、展示
物などを目前にして、照明制御が可能になる。また、操
作端末装置１は、管理室などに設置されたデスクトップ
型のパソコンなどであってもよく、この場合、ビルなど
の全体の照度設定が可能になる。

【００１９】操作端末装置１は、照度計測装置５を接続
しており、本発明では、照度計測装置５は、対象物付近
の画像を撮影する撮影装置で構成されている。撮影装置
５で撮影された画像情報は、操作端末装置１に送信され
る。ここでは、両者はシリアル通信によって接続されて
いるが、これに限定されることはなく、パラレル通信で
あってもよく、汎用の通信ネットワークで接続されてい
てもよい。なお、照度計測装置を構成する撮影装置５
は、監視用の撮影装置と兼用するようにしてもよい。す
なわち、防犯監視などのためのカメラを、照度設定のた
めの照度計測装置として使用する。これによって、照度
設定用に新たに撮影装置を設置する必要がない。このよ
うに構成した操作端末装置１を管理室などに設置してお
けば、撮影場所の監視とともに、その場所の照度設定が
できる。

【００２０】図１に示すように、操作端末装置１は、対
象物の目標照度を設定する照度設定部として照度設定用
ＧＵＩソフト１０を備え、撮影装置５が撮影する画像情
報を基にして対象物を指定する対象物指定部として場所
指定用ＧＵＩソフト１１を備えている。これによって、
液晶ディスプレイやＣＲＴなどに表示された画面上を、
マウスなどのポインティングなどで操作すれば、簡単に
画面入力ができる。なお、操作端末装置１の構成をタッ
チパネル方式として、画面表示と操作入力とを一体化さ
せてもよい。

【００２１】また、操作端末装置１は、照明器具４を選
択する器具選択部として器具指定部１２を備えている。
器具指定部１２は、予め、対象物と照明器具４とを対応
させて登録したテーブルやデータベースを有しており、
画像情報を基に対象物が指定されたときには、テーブル
などを参照して、対象物に対応する照明器具４を自動的
に選択する。これによって、わざわざ照明器具４を選択
する必要がない。なお、照明器具４は、自動的に選択す
ることには限定されず、器具選択部として器具選択用Ｇ
ＵＩソフトを備え、操作入力によって照明器具４を選択
するようにしてもよい。

【００２２】操作端末装置１では、照度推定部１３が、
撮影装置５が撮影する画像情報を基にして対象物の周囲
の照度を推定し、照度調整部１４が、器具指定部１２で
選択した照明器具４の明るさを制御して、照度推定部１
３が推定する照度を目標照度に一致させる。照度推定部
１３は、対象物周囲の照度分布を推定し算出する照度算
出部１３ａと、対象物の外形を認識する外形認識部１３
ｂとを備えている。

【００２３】このような照度調整をするためには、対象
物の周囲は、安定した光反射率を有する素材の面である
ことが望ましい。ここに、対象物の周囲となる面には、
壁面、床面、天井面などがあり、対象物が設置されてい
る面であればよく、この面を撮影装置５で撮影すると、
均一な画像情報が得られるようになっている。

【００２４】これによって、画像情報を基に推定した照
度値をフィードバックさせながら、照明器具４の明るさ
を調節し、周囲の照度を設定することで、結果的に、対
象物の照度を目標とする照度に自動的に設定できる。ま
た、対象物の周囲が安定した反射率を有する素材であれ
ば、反射率データを記憶するメモリ容量を小さくでき、
画像情報を基にして、容易に、対象物の照度が設定でき
る。更に、操作者は、自動的に又は任意に照明器具４が
選択できるので、美術館や博物館などの展示物に対して
の照明の演出効果を高めることができる。

【００２５】照度推定部１３は、撮影装置５が撮影する
画像情報を基にして２値化処理を行い、外形認識部１３
ｂが対象物と対象物の周囲とを区別し、対象物の外形を
認識する。したがって、対象物又はその外周部分と、対
象物の周囲とは、画像情報の内容（データ値）が大きく
異なる、黒色と白色などであることが望ましい。これに
よって、対象物の周囲を照度設定の基準とすれば、対象
物自体の光の反射係数や拡散特性に影響されることな
く、画像情報を基に対象物を特定し、その照度を自動設
定できる。

【００２６】また、照度推定部１３の照度算出部１３ａ
は、区別された対象物の周囲である壁面の照度を推定す
る。これによって、画像情報を基に対象物を特定し、壁
面の照度分布を認識でき、壁面の照度を調節すれば、結
果的に、壁面に掛けられた絵画などの対象物の照度を、
目標とする照度分布値に近い制御で自動設定することが
できる。

【００２７】図３には、操作端末装置１の動作をフロー
チャート（１００〜１１２）で示している。ここでは、
壁面に設置された絵画などの照度を自動設定する場合に
ついて説明する。

【００２８】まず、照度設定用ＧＵＩソフト１０によっ
て、目標照度値を画面から数値入力する（１００）。こ
のとき、目標照度値は、照度値の一覧の中から選択する
ようにしてもよい。次に、場所指定用ＧＵＩソフト１１
によって、撮影装置５が撮影する画像情報を基にして、
照度を自動設定する対象物を指定する（１０１）。する
と、器具指定部１２が、対象物に対応する調光制御の対
象となる照明器具４を自動的に選択する（１０２）。こ
のとき、器具の一覧の中から照明器具４を操作入力によ
って選択してもよいし、画面上に建物内などの地図を表
示し、その地図の中から各場所に設置されている照明器
具４を操作入力で選択してもよい。

【００２９】続いて、キーボードやマウスなどの操作に
よって、照度設定の開始を指示すると（１０３）、撮影
装置５から画像情報を受信し（１０４）、画像情報に対
して２値化処理を行い（１０５）、対象物と壁面とを区
別し（１０６）、壁面照度を推定する（１０７）。

【００３０】例えば、美術館の壁面の素材は布クロスで
あると、光の拡散性が高く、色彩も無彩色で白っぽいも
のが多い。これに対して絵画をおさめている額縁は黒っ
ぽいものが多いことから、壁面と額縁の境目を２値化画
像から識別し、絵画周辺の壁面照度を推定する。絵画周
辺の壁面照度が一定であれば、対象物である絵画上の照
度も同じような照度値になるので、絵画周辺の照度を調
節すれば、絵画上の照度を調節できる。

【００３１】壁面照度の推定は、画像輝度から実輝度を
推定し、所定の算出式によって算出する。実輝度の推定
は、例えば、予め、壁面の輝度と画像輝度との関係を測
定してその比率を設定し、画像輝度を基にして行う。

【００３２】実輝度を用いて壁面照度を算出する式に
は、「照度＝（π×実輝度）／反射率」を用いればよ
い。この式は、被測定面が均等拡散面であると仮定した
場合の照度と輝度との関係を示す一般式である。この場
合の壁面の反射率は、予め測定し設定しておく。ただ
し、上記した式では、輝度は「光束／（立体角×面
積）」であって立体角は次元を持ち、照度は「光束／面
積」であるので、両辺の次元は一致しないが、数値とし
て等しいことを示す。なお、壁面照度の推定は、上記の
ように算出することには限定されず、例えば、予め画像
輝度と壁面照度との関係を設定したテーブルを用いても
よい。

【００３３】推定した対象物周囲の壁面の照度値が目標
照度値と一致せず（１０８のＮ）、目標照度値よりも小
さければ（１０９のＹ）、調光レベル増加信号を照明制
御装置２に対して出力する一方（１１０）、目標照度値
よりも大きければ（１０９のＮ）、調光レベル減少信号
を照明制御装置２に対して出力する（１１１）。以上の
動作（１０４〜１１１）を、推定照度値が目標照度値と
一致するまで繰り返し、推定照度値と目標照度値が一致
すると（１０８のＹ）、照度の自動設定の終了を表示す
る（１１２）。これによって、選択された照明器具４の
明るさを調節して、対象物の照度を目標照度値に自動設
定することができる。

【００３４】図４には、照度計測装置として機能する撮
影装置５が撮影する画像の例を示している。ここには、
場所指定用ＧＵＩソフト１１によって表示される、美術
館などの展示会場を撮影した撮影画面１１ａの例を示し
ている。この画像において、対象物となる絵画（ア）を
指定すれば、その周囲の壁面（ウ）と、額縁（イ）とを
判別し、壁面（ウ）の照度を調節して、絵画（ア）の照
度を自動設定することができる。

【００３５】図５には、対象とする照明器具４を操作入
力によって選択する場合の画面の例を示している。ここ
では、器具選択画面１１ｂに加えて、照射比率画面１１
ｃを表示している。器具選択画面１１ｂには、平面図上
に、照明器具４の位置が番号とともに示されている。照
明器具４は、番号の入力や、画面上の照明器具４の位置
でのクリック操作などで選択できる。照射比率画面１１
ｃでは、照明器具４の各々が照射する光の強さのレベル
を、マウスのクリック操作などで変化させ、設定するこ
とができる。照射比率の設定は、器具選択画面１１ｂに
おいて選択した照明器具４についてのみが有効となる。
このような構成にすることによって、任意に選択した照
明器具４の明るさを、各照明器具４の光の配分を変化さ
せ、計測した照度値をフィードバックさせながら調節
し、対象物の照度を目標とする照度に自動的に設定する
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明の請求項１〜請求項６の各々に記載の照度自動設定
システムでは、操作端末装置は、対象物の目標照度を設
定し、照明器具を選択し、撮影装置が撮影する画像を基
にして対象物を指定すれば、選択した照明器具の明るさ
を制御して、対象物の周囲の照度をフィードバックさせ
ながら調節し、結果的に、対象物の照度を目標照度に設
定することができる。

【００３７】特に、請求項２では、対象物の周囲が安定
した反射率を有する素材の面であるので、反射率データ
を記憶するメモリ容量を小さくでき、画像情報を基にし
て、容易に、対象物の照度が設定できる。

【００３８】また、請求項３では、撮影装置が撮影する
画像情報を基にして２値化処理を行い、対象物と対象物
の周囲とを区別し、対象物の外形を認識してから、周囲
の照度を調節するので、対象物自体の光の反射係数や拡
散特性に影響されることなく、画像情報を基に対象物を
特定し、その照度を自動設定できる。

【００３９】請求項４では、対象物の周囲である壁面の
照度を基にして、照度を調整するので、壁面の照度を調
節すれば、結果的に、壁面に掛けられた絵画などの対象
物の照度を設定することができる。

【００４０】請求項５では、対象物が指定されたときに
は、その対象物に対応して登録されている照明器具を自
動的に選択するので、わざわざ照明器具を選択する必要
がない。請求項６では、照度計測するための撮影装置
は、監視用の撮影装置と兼用できるので、照度設定用に
新たに撮影装置を設置する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照度自動設定システムの構成の一例を
示すブロック図である。

【図２】本発明の照度自動設定システムの構成の一例を
模式的に示す図である。

【図３】操作端末装置の動作の一例を示すフローチャー
トである。

【図４】操作端末装置の操作画面の一例を示す図であ
る。

【図５】操作端末装置の操作画面の他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１操作端末装置１０照度設定用ＧＵＩソフト１１場所指定用ＧＵＩソフト１２器具指定部１３照度推定部１３ａ照度算出部１３ｂ外形認識部１４照度調整部２照明制御装置３調光盤４照明器具５照度計測装置（撮影装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田稔大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3K073 AA00 AA53 AA75 AB02 BA28 BA29 CA01 CA02 CB06 CE12 CF13 CG02 CG06 CG42 CH21 CH23 CJ00 CJ01 CJ02 CJ05 CJ06 CJ11 CJ22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の照明器具の各々の明るさを、調光レ
ベル信号を出力して設定する照明制御装置と、この照明
制御装置を接続し、照明制御装置を制御する操作端末装
置と、この操作端末装置に接続され、対象物の照度を計
測する照度計測装置とを備えた照度自動設定システムに
おいて、上記照度計測装置は、対象物付近の画像を撮影する撮影
装置で構成されており、上記操作端末装置は、対象物の
目標照度を設定する照度設定部と、照明器具を選択する
器具選択部と、上記撮影装置が撮影する画像情報を基に
して対象物を指定する対象物指定部と、上記撮影装置が
撮影する画像情報を基にして対象物の周囲の照度を推定
する照度推定部と、上記器具選択部で選択した照明器具
の明るさを制御して、上記照度推定部が推定する照度を
上記目標照度に一致させる照度調節部とを備えた照度自
動設定システム。
【請求項２】上記対象物の周囲が、安定した光反射率を
有する素材の面であることを特徴とする請求項１に記載
の照度自動設定システム。
【請求項３】上記照度推定部は、上記撮影装置が撮影す
る画像情報を基にして２値化処理を行い、対象物と対象
物の周囲とを区別し、対象物の外形を認識することを特
徴とする請求項２に記載の照度自動設定システム。
【請求項４】上記照度推定部は、上記区別された対象物
の周囲である壁面の照度を推定することを特徴とする請
求項３に記載の照度自動設定システム。
【請求項５】上記器具選択部は、予め、対象物と照明器
具とを対応させて登録したテーブルを有しており、上記
対象物指定部によって対象物が指定されたときには、上
記テーブルを参照して、対象物に対応する照明器具を自
動的に選択することを特徴とする請求項１〜請求項４の
いずれかに記載の照度自動設定システム。
【請求項６】上記照度計測装置を構成する撮影装置は、
監視用の撮影装置として兼用されることを特徴とする請
求項１〜請求項５のいずれかに記載の照度自動設定シス
テム。