JP2002208493A

JP2002208493A - 照明制御装置

Info

Publication number: JP2002208493A
Application number: JP2001005457A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Nagasoe; 和史長添; Junro Nanahara; 淳郎七原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】リビングのように出入口が限定できない部位で
も設置可能な信頼性の高い人体検知機能を実現した照明
制御装置を低コストで提供する。【解決手段】照明負荷１と、その点灯制御部２と、照明
負荷１の点灯開始信号を出力する点灯開始信号出力部３
と、所定範囲を撮像して画像データを出力する画像セン
サ部４と、点灯開始信号出力部３と画像センサ部４の出
力信号に応じて点灯制御部２を制御する制御部５とを備
え、照明負荷１が点灯開始あるいは高輝度点灯開始する
タイミングは、点灯開始信号出力部３の出力信号に従
い、照明負荷１が消灯あるいは低輝度点灯開始するタイ
ミングは、少なくとも画像センサ部４の出力する画像デ
ータを使って制御部５で演算した結果に従う構成とす
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、画像センサを用い
た人体検知機能を有する照明制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、トイレ等で用いる照明制御装置に
おいて、人体検知手段を有し、人が近傍に存在すると自
動的に点灯し、人が遠ざかると自動的に消灯するものは
存在した。人体検知手段を構成するセンサとしては、主
に超音波センサ、測距センサ、焦電センサ（熱線セン
サ、ＰＩＲ）などが使用されている。

【０００３】ここで、超音波センサは超音波を、測距セ
ンサは赤外線を、それぞれ人体あるいは物体に対して出
力し、反射波が戻るまでの時間を測定したり、反射角度
を三角法で測定することにより、人体の存在や人体まで
の距離を検知する能動型センサ（アクティブタイプセン
サ）である。このタイプのセンサの長所は、人体が完全
に静止していても確実に存在を検知できることである。
反対に短所は、検知範囲（検知角度）が狭いことと、セ
ンサ稼働時の消費電力が比較的大きいこと、周辺回路も
含めたコストが高いことである。

【０００４】また、焦電センサは、人体の体温により発
生する遠赤外線の変化量を検出して人体の移動を検知す
るセンサであり、センサ自身からは何も出力しない受動
型センサ（パッシブタイプセンサ）である。このセンサ
の長所は、比較的広い検知範囲（検知角度）が得られる
ことと、比較的消費電流が少ないこと、壁など人体以外
の物体との誤検知が少ないこと、周辺回路も含めたコス
トが比較的安価なことである。反対に短所は、熱量の変
化を検出するセンサであるから、人体が完全に静止する
と人体検知ができないことである。

【０００５】最近は、以上のような各センサの特徴を考
慮して、能動型センサは洗面所のミラーライト等、人体
が必ず点灯制御装置の正面に位置する部位に、受動型セ
ンサは廊下等の移動空間の点灯制御装置に利用されるこ
とが多い。

【０００６】また、玄関やトイレ等、人体が静止する可
能性があるが、一定以上の検知範囲（検知角度）の必要
な部位の点灯制御装置では、受動型センサである焦電セ
ンサを使用し、人体が静止した時に人体検知できないこ
との対策として、数十秒から数分の範囲で動作するタイ
マ回路を使用して、焦電センサにより人体検知して点灯
した後、上記タイマが動作中は点灯状態を保持して、タ
イムアップ後に消灯する点灯制御方式が用いられてい
る。なお、以後このタイマの動作時間を点灯保持時間と
呼ぶ。

【０００７】一方、ビデオカメラやデジタルスチルカメ
ラに用いられている、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ
で得られた画像データを、人体の検知に利用する技術も
提案されている。照明制御に応用した例としては、特開
２０００−１３８９２５号で提案されている。すなわ
ち、取得した画像データと予め取得しておいた背景デー
タから物体の形を演算し、予め記憶していた物体のパタ
ーンとの一致度に基づいて訪問者（人体）を認識する。
訪問者を認識すれば照明の点灯制御を行う。

【０００８】また、特開２０００−２２３２８２号で
は、部屋の出入り口に設置した、人体から放射する赤外
線を検知する赤外線画像センサの出力する赤外線画像デ
ータを演算することによって在室の判断を行い、その判
断結果に応じて照明の点灯制御を行うものが提案されて
いる。

【０００９】さらに、特開２０００−１５５１７７号で
は、焦電センサによる赤外線の移動検知手段と、可視光
画像センサの画像データを演算することによる物体の大
きさ検知手段が略同時に検知したときのみ、警報を発す
る防犯装置が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、照明制
御装置の人体検知手段として、超音波センサや測距セン
サなどアクティブセンサを用いた場合、静止状態でも人
体を検知できるが、検知範囲が狭く、リビング等では部
屋全体をカバーできない。また、トイレ等のように、出
入り口が１つの場合は出入り口付近だけを検知範囲とす
れば良いが、リビング等のように、出入り口が複数の部
屋では現実的ではない。

【００１１】一方、焦電センサ（パッシブセンサ）を用
いた場合は、検知範囲は広いが静止している人体を検知
できないという問題がある。リビング等では静止する時
間も比較的長く、トイレ等に比べて点灯保持時間をかな
り長く設定する必要があり、その結果、人が不在なのに
照明負荷が点灯している時間が長くなり、本来の目的で
ある省エネの効果が期待できなくなる。

【００１２】一方、画像センサを活用した場合は、以下
のような問題がある。まず、特開２０００−１３８９２
５号で提案されている構成では、夜、周囲が暗い場合は
画像センサが使えない（照明負荷が点灯している状態で
は問題ない）。仮に画像センサが赤外線画像センサであ
ると仮定すれば、この問題は解決できるが、赤外線画像
センサはコストが高く実用的ではない。また、背景画像
データとの差分演算を行っているが、リビング等では雑
誌や本が放置されることはよくあり、しかも画像センサ
を照明器具に内蔵する場合、画像センサは天井から床を
撮像するが、人間の姿勢も多様で、天井から見た人体と
雑誌等との差を検出するためにはパターンマッチングの
精度をかなり高くしなければならない。従って画像解析
手段のコストが高くなり、現実的ではない。

【００１３】次に、特開２０００−２２３２８２号で提
案されている構成では、リビング等のように、出入り口
が複数ある部位では赤外線画像センサを複数個必要と
し、制御も複雑となり、コストが高く実用的ではない。

【００１４】また、特開２０００−１５５１７７号で提
案されている構成では、焦電センサによる赤外線の移動
検知手段と、可視光画像センサの画像データを演算する
ことによる物体の大きさ検知手段が略同時に検知したと
きのみ警報を発するものであるから、常に可視光画像セ
ンサが撮像できるのでなければ人体の検知ができない。
従って周囲が暗い状態では検知動作ができない問題があ
る。

【００１５】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、リビングのように出入口が限定できない部
位でも設置可能な、信頼性の高い人体検知機能を実現し
た照明制御装置を低コストで提供することを課題とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１による照明制御
装置は、図１の基本構成図に示すように、照明負荷１
と、上記照明負荷１を点灯、消灯または調光制御する点
灯制御部２と、上記照明負荷１の点灯開始信号を出力す
る点灯開始信号出力部３と、所定範囲を撮像して画像デ
ータを出力する画像センサ部４と、上記点灯開始信号出
力部３と画像センサ部４の出力信号に応じて点灯制御部
２を制御する制御部５と、上記各回路部１〜５に電力を
供給する電源回路部（図示を省略）とで構成され、上記
照明負荷１が点灯開始あるいは高輝度点灯開始するタイ
ミングは、上記点灯開始信号出力部３の出力信号に従
い、上記照明負荷１が消灯あるいは低輝度点灯開始する
タイミングは、少なくとも画像センサ部４の出力する画
像データを使って制御部５で演算した結果に従うことを
特徴とするものである。

【００１７】この照明制御装置は、照明負荷１が消灯状
態で人が入室すると、点灯開始信号出力部３が点灯開始
信号を出力する。その信号を受信した制御部５が点灯制
御部２に対して点灯制御信号を送信し、照明負荷１を点
灯開始あるいは高輝度点灯に切り替える。照明負荷１が
点灯開始あるいは高輝度点灯すると、画像センサ部４で
撮像して得られた画像データを演算することによって人
体の存在を判定する。その判定結果、あるいはその判定
結果と点灯開始信号出力部３の出力信号に従って消灯開
始あるいは低輝度点灯に切り替える。従って、照明負荷
１が消灯状態あるいは低輝度点灯状態では、画像センサ
部４は実質的に動作しておらず、周囲が暗い状態でも問
題は生じない。また、点灯開始信号出力部３が人の静止
状態で人体を検知できなくても、入室時は必ず検知でき
るので問題は生じない。

【００１８】請求項２による照明制御装置は、カウント
中は上記照明負荷が点灯を維持し、カウント終了後照明
負荷が消灯あるいは低輝度点灯に切り替わる点灯保持タ
イマを設け、少なくとも画像センサの出力する画像デー
タを使って制御部で演算した結果、所定エリアに人が存
在すると判断した場合は、点灯保持タイマを更新し、少
なくとも画像センサの出力する画像データを使って制御
部で演算した結果、所定エリアに人が存在しないと判断
した場合は、タイマを更新しないことを特徴とする。こ
のように構成すれば、仮に人が在室しているのに不在と
誤判断しても、すぐには消灯あるいは低輝度点灯状態に
移行しないので、検知動作の信頼性が向上するという効
果が得られる。また、点灯保持時間が数秒程度であれば
省エネルギーの観点からも実用上問題は生じない。

【００１９】請求項３による照明制御装置は、所定エリ
アに人が存在か不在かの判断は、現在の画像データと所
定時間前の画像データにおける各画素の差の絶対値の合
計を、所定の判定値と比較することで行うことを特徴と
する。請求項４による照明制御装置は、上記点灯開始信
号出力部が、所定の時間間隔で出力する赤外線や超音波
等の反射を利用する能動型センサであることを特徴とす
る。請求項５による照明制御装置は、上記点灯開始信号
出力部が、人体が発生する遠赤外線（熱量）等を検出す
ることによって人体の存在を検知する焦電センサ（受動
型センサ）であることを特徴とする。請求項６による照
明制御装置は、上記点灯開始信号出力部が、超音波等の
反射波周波数の違いを利用する（ドップラー効果）セン
サであることを特徴とする。請求項７による照明制御装
置は、上記点灯開始信号出力部が、ドアの開閉を検出す
ることによって人体の存在を検知するセンサであること
を特徴とする。請求項８による照明制御装置は、上記点
灯開始信号出力部が、無線あるいは有線でリモコン信号
を送信するリモコン送信部と、そのリモコン信号を受信
するリモコン受信部とで構成したリモコン部であること
を特徴とする。

【００２０】請求項９による照明制御装置は、上記画像
センサ部が、人体が発生する遠赤外線（熱量）等を検知
できる赤外線画像センサであることを特徴とする。請求
項１０による照明制御装置は、上記点灯開始信号出力部
がなく、撮像エリアにおける現在の赤外線画像データと
所定時間前の赤外線画像データにおける各画素の差の絶
対値合計を、所定の判定値と比較することで行うことを
特徴とする。請求項１１による照明制御装置は、上記画
像センサ部が、人体が発生する遠赤外線（熱量）等を検
出することによって人体の存在を検知する焦電センサ
（受動型センサ）を、複数個接続した焦電センサモジュ
ール等で構成したことを特徴とする。請求項１２による
照明制御装置は、上記点灯開始信号出力部がなく、上記
焦電センサモジュールを構成する焦電センサの少なくと
も１個が検知すれば、照明負荷が点灯開始あるいは高輝
度点灯することを特徴とする。請求項１３による照明制
御装置は、上記照明負荷が消灯あるいは低輝度点灯中
は、画像センサ部の動作を停止することを特徴とする。
このように構成すれば、装置の無駄な消費電力を抑える
ことが可能である。

【００２１】請求項１４による照明制御装置は、上記画
像センサ部の撮像範囲を少なくとも２つに分割し、その
第１の撮像範囲が第２の撮像範囲に囲まれ、現在の画像
データと所定時間前の画像データにおける各画素の差の
絶対値合計を、所定の判定値と比較して人体が存在する
と判断したとき、現在の画像データと所定時間前の画像
データにおける各画素の差の絶対値を所定の閾値と比較
して、所定の閾値よりも大きい画素の位置が、少なくと
も上記第１の撮像範囲に分布している場合は人体が画像
センサ部の撮像範囲の中央付近に位置していることを示
すフラグをセットし、上記第２の撮像範囲のみに分布し
ている場合は上記フラグをリセットし、現在の画像デー
タと所定時間前の画像データにおける各画素の差の絶対
値合計を、所定の判定値と比較して人体が存在しないと
判断したとき、上記フラグがセットされていれば人体が
静止状態で存在していると判断し、上記フラグがリセッ
トされていれば人体が存在しないと判断することを特徴
とする。このように構成すれば、２つの画像の差が小さ
いときに、過去に人体が移動したときの位置から、人体
が静止しているのか退室したのかを判断できる。

【００２２】請求項１５による照明制御装置は、所定時
間前の画像データを、予め設定された背景の画像データ
（人の存在しない画像データ）に置き換えたことを特徴
とする。このように構成すれば、人体が静止していても
存在を検知できる。請求項１６による照明制御装置は、
背景の画像データの撮像は、手動の操作手段を操作した
ときに行うことを特徴とする。請求項１７による照明制
御装置は、背景の画像データの撮像は、装置の電源を入
れた略直後に行うことを特徴とする。

【００２３】請求項１８による照明制御装置は、人が不
在と判断して、点灯状態あるいは高輝度点灯状態から、
消灯状態あるいは低輝度点灯状態に移行する直前に、背
景の画像データを更新することを特徴とする。このよう
に構成すれば、小さい物を放置されても自動的に背景画
像を更新でき、検知性能の信頼性を向上できる。請求項
１９による照明制御装置は、現在の画像データと、所定
時間前の画像データあるいは背景の画像データにおける
各画素の差の絶対値を所定の判定値と比較して、判定値
よりも大きい画素のかたまりの画素数（画像におけるか
たまりの面積）を所定の判定値と比較して、人体の存在
を判断することを特徴とする。

【００２４】請求項２０による照明制御装置は、現在の
画像データと、所定時間前の画像データあるいは背景の
画像データにおける各画素の差の絶対値を所定の判定値
と比較して、判定値よりも大きい画素のかたまりの画素
数（画像におけるかたまりの面積）をＡとし、Ａと比較
する２つの判定値をＢ、Ｃとする（Ｂ＞Ｃ）と、Ａ＜Ｃ
の時は人が存在しない（例えば小動物）と判断して消灯
あるいは低輝度点灯あるいは点灯保持タイマを更新しな
い。Ｂ＞Ａ＞Ｃの時は人が存在し歩いているか座ってい
ると判断し点灯状態あるいは高輝度点灯状態を維持する
（点灯保持タイマを更新する）。Ａ＞Ｂの時は睡眠中と
判断して低輝度点灯することを特徴とする。このように
構成すれば、付加機能として、人が横になったとき調光
することが可能である。

【００２５】請求項２１による照明制御装置は、現在の
画像データと、所定時間前の画像データあるいは背景の
画像データにおける各画素の差の絶対値を所定の判定値
と比較して得られた画像データ（２値化画像）を雑音除
去処理した後に、どちらの撮像範囲に分布しているかを
判定することを特徴とする。これにより検知性能の信頼
性を向上できる。なお、請求項１〜２１のいずれかに記
載の照明制御装置を照明器具として一体化することによ
り省施工化、低コスト化が図れる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の上記および他の目的、特
徴および利点を明確にすべく、以下添付した図面を参照
しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。（実施形態１）図２は本発明の一実施の形態としての照
明制御装置のブロック図である。この実施形態では点灯
開始信号出力部として人体検知部３ａを採用している。
人体検知部３ａは焦電センサ（ＰＩＲ）、アンプ回路、
判定回路（コンパレータ）から構成され、人体の発生す
る遠赤外線の変化量を焦電センサで電気量に変換してア
ンプ回路で増幅する。増幅した電圧値を判定回路で所定
の判定値と比較する。人体が移動すれば人体検知信号を
制御部５に出力する。なお判定回路は制御部５のマイク
ロコンピュータと一体化してもよい。

【００２７】画像センサ部４は、光量を電荷量に変換す
る光電素子をアレイ状に複数個並べた、ＣＣＤやＣＭＯ
Ｓイメージセンサ等の画像センサやその周辺部品で構成
されている。画像センサの各画素の輝度値を順に制御部
５へ出力する。なお、基本的に画像センサ部４から出力
する画像データはアナログ量で、制御部５のＡ／Ｄ変換
回路でデジタル信号に変化するが、画像センサ部４にＡ
／Ｄ変換回路が集積された複合ＩＣを使用してもよい。
また、画像センサ部４の出力する画像データは２次元デ
ータとは限らず、例えば三菱電機（株）製の人工網膜Ｌ
ＳＩのように２次元画像データをＸ軸、Ｙ軸方向に射影
した１次元データ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に対するそれぞ
れの平均値）でもよく、２つの画像データの差分演算が
できればよい。

【００２８】制御部５はマイクロコンピュータやＲＡＭ
等で構成したメモリ回路、タイマ回路、画像センサ部４
や点灯開始信号出力部（人体検知部３ａ）の出力したア
ナログデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路
で構成している。なおメモリ回路やタイマ回路等はマイ
クロコンピュータと一体化してもよい（ワンチップマイ
コン）。照明負荷としてこの実施形態では蛍光灯１ａを
接続している。もちろん白熱灯やＬＥＤランプ等でもよ
い。

【００２９】点灯制御部２は蛍光灯１ａを点灯／消灯制
御する回路で、蛍光灯１ａに高周波電力を供給するイン
バータ回路等で構成する。点灯制御部２は接続する照明
負荷によって採用する回路が変わり、白熱灯の場合はト
ライアック等で構成され、ＬＥＤランプではＭＯＳＦＥ
Ｔ等で構成される。なお、図２では電源回路部は図示を
省略している。

【００３０】この実施形態の動作を図３のフローチャー
トで説明する。また、動作の流れを図４に示す。また、
実際の画像データの一例を図５に示す。検知動作は人体
の移動と比較して短いインターバルで行う。検知動作は
照明負荷の状態で異なる。消灯中は人体検知部による検
知動作を行い、人体を検知すると点灯を開始し、点灯保
持タイマの計時をスタートする。そしてランプの安定の
為に一定時間待ってから画像センサの動作を開始する。

【００３１】点灯中は、撮像後、１フレーム前の画像デ
ータと各画素毎に差分演算してから絶対値演算する。現
時点の座標（ｘ，ｙ）での輝度値をＬ１（ｘ，ｙ）、前
画像データはＬ２（ｘ，ｙ）とすると、画素（ｘ，ｙ）
についての輝度値の差分の絶対値は次式で与えられる。Ｓ（ｘ，ｙ）＝｜Ｌ１（ｘ，ｙ）−Ｌ２（ｘ，ｙ）｜０≦ｘ≦３１、０≦ｙ≦３１の範囲について、画素毎の
差分の絶対値Ｓ（０，０），Ｓ（１，０），…，Ｓ（３
０，３１），Ｓ（３１，３１）を次式のように求める。Ｓ（０，０）＝｜Ｌ１（０，０）−Ｌ２（０，０）｜Ｓ（１，０）＝｜Ｌ１（１，０）−Ｌ２（１，０）｜Ｓ（３０，３１）＝｜Ｌ１（３０，３１）−Ｌ２（３
０，３１）｜Ｓ（３１，３１）＝｜Ｌ１（３１，３１）−Ｌ２（３
１，３１）｜この画素毎の差分の絶対値を次式により合計する。 ΣＳ（ｘ，ｙ）＝Ｓ（０，０）＋Ｓ（１，０）＋…＋Ｓ
（３１，１）＋Ｓ（０，１）＋・…＋Ｓ（３０，３１）
＋Ｓ（３１，３１）

【００３２】上記ΣＳ（ｘ，ｙ）を予め設定された判定
値と比較する。判定値よりも大きい場合は、人体が撮像
範囲に存在すると判断して、点灯保持タイマを更新す
る。またその時の人体の位置を調べるために、上記絶対
値差分した結果を画素毎に予め設定した判定値と比較し
て２値化画像を得る。図５において、（ａ）は現在の画
像、（ｂ）は差分絶対値の画像、（ｃ）は２値化画像で
ある。図５では、判定値より大きい画素は白、判定値よ
りも小さい画素は黒となる。ここで図６に示したよう
に、画像センサの撮像範囲を中央エリアと周辺エリアに
分ける。上記２値化画像の判定値よりも大きい画素の座
標が、周辺エリアのみの場合は人体位置フラグをリセッ
トし、反対に少なくとも中央エリアに存在する場合は人
体値位置フラグをセットする。

【００３３】一方、上記ΣＳ（ｘ，ｙ）を予め設定され
た判定値と比較して、判定値よりも小さい場合は、人体
位置フラグを調べる。人体位置フラグがセットされてい
る場合は、人体が静止状態で画像データに変化がなかっ
たと判断し、点灯保持タイマを更新する。人体位置フラ
グがリセットされていた場合は人体が撮像範囲から出て
いった（退室した）と判断して、点灯保持タイマを更新
しない。従って、点灯保持タイマがタイムアウトするま
でに画像データに一定以上の変化がなければ消灯する。

【００３４】この実施形態では、照明負荷が消灯状態で
は、画像センサは実質動作しておらず、周囲が暗い状態
でも問題は生じない。また人体検知部が人の静止状態に
人体検知できなくても、入室時は必ず動作しているので
問題は生じない。さらに点灯保持タイマを設けているの
で、仮に人が在室しているのに不在と誤判断しても、す
ぐに消灯状態には移行しないので、検知動作の信頼性が
向上するという効果が得られる。省エネルギーの観点か
ら見ても、点灯保持時間が数秒程度であれば実用上問題
は生じない。画像の変化が小さい場合でも、人体が過去
に移動したときの位置から、人体が静止していることに
より２つの画像の差が小さいのか、人体が退室した後な
のか判断できる。また画像データの処理には背景画像と
の比較を用いていないので、物を放置されても問題なく
人体を検知できる。

【００３５】ところで、人体検知部としては人の入室が
検知できれば良いので、上記で説明した焦電センサ等で
構成する例だけでなく、所定の時間間隔で出力する赤外
線や超音波等の反射を利用する能動型センサ（超音波セ
ンサ、測距センサ）を全ての出入口近傍に設置しても良
い。同様に、ドアの開閉を検出することによって人体の
存在を検知するセンサや、超音波等の反射波の周波数の
違いを利用する（ドップラー効果）センサでも良い。こ
れらのセンサは検知範囲が焦電センサより狭いので、寝
室など出入口の限られた部位に設置すると効果的であ
る。なお、この照明制御装置を照明器具に内蔵すると、
照明器具として一体化することにより省施工化、低コス
ト化が図れる。

【００３６】（実施形態２）本発明の第２の実施形態に
おけるフローチャートを図７に示す。構成は実施形態１
と同様である。実施形態１と異なるのは、照明負荷の制
御が点灯／消灯の切り替えではなく、高輝度点灯／低輝
度点灯の切り替えとしたことである。従って、点灯制御
部は蛍光灯の調光が可能である。点灯制御部を構成する
インバータ回路の発振周波数を変更することによって蛍
光灯に供給する高周波電力を調整する。それ以外に実施
形態１との違いは、高輝度点灯中の人体検知動作を画像
センサと人体検知部とのＯＲ制御とすること、２値化後
ノイズ除去の為、収縮処理を行っていることである。収
縮処理は、ある画素の近傍に１つでも黒があればその画
素を黒に、近傍が全て白であればある画素を白に置き換
える処理であり、この処理を全画素に対して行う。ここ
で近傍とは例えば、ある画素に接する８個の画素であ
る。ノイズ除去としては、収縮処理以外に孤立点除去処
理や、収縮処理後に続けて膨張処理を行ってもよい。人
体検知動作を、画像センサと人体検知部とのＯＲ制御と
することや、ノイズ除去処理を追加することによって、
人体検知性能の信頼性の向上が図れる。

【００３７】（実施形態３）本発明の第３の実施形態
を、図８の構成図と図９のタイムチャートに示す。実施
形態１との構成上の違いは、点灯開始信号出力部が赤外
線でリモコン信号を送信するリモコン送信回路３ｂと、
そのリモコン信号を受信するリモコン受信回路３ｃとで
構成される点である。なお、リモコン信号は赤外線だけ
でなく、超音波や有線（電力線にリモコン信号を重畳さ
せる電力線搬送技術を含む）でも良い。照明負荷は白熱
灯１ｂである。実施形態１とのアルゴリズム的な違い
は、画像センサ部４で取り込んだ画像データの処理とし
て、１フレーム前の画像データとの差分演算をするので
はなく、人の存在しない背景データとの差分演算を行う
点である。背景データとの差分演算を行い、人体が完全
に静止していても存在が検知できるため、人体の位置で
検知判断を切り替える必要はなく、差分演算した全画素
の合計が予め設定されている判定値と比較して大きい場
合は存在、小さい場合は不在と判断する。

【００３８】ここで背景画像の撮像は、装置の電源を入
れた略直後に行う。従って電源を投入した直後は照明負
荷を強制的に点灯する。また人が不在と判断して点灯状
態から消灯状態に移行する直前に背景の画像データを更
新する。それにより小さい物を放置されても自動的に背
景画像を更新でき、検知性能の信頼性を向上できる。一
方、大きい物を放置した場合あるいは家具の配置替えを
した場合を考慮して、背景の画像データの撮像をリモコ
ン送信器を使用して手動で操作したときにも行えるよう
にする。

【００３９】本実施形態では背景との差分を演算する方
式であるから、人が静止していても確実に存在を検知で
きる。なお、点灯開始信号出力部はリモコン信号だけで
なく、人体検知信号とのＯＲ制御でも良い。

【００４０】（実施形態４）本発明の第４の実施形態
を、図１０の構成図に示す。実施形態１との構成上の違
いは、上記画像センサ部４ａが、人体が発生する遠赤外
線（熱量）等を検知できる赤外線画像センサであること
と、点灯開始信号出力部がなく、撮像エリアにおける現
在の赤外線画像データと、所定時間前の赤外線画像デー
タにおける各画素の差の絶対値の合計が所定の判定値と
比較して大きいときに点灯開始することである。またア
ルゴリズム的な違いは、現在の画像データと、所定時間
前の画像データにおける各画素の差の絶対値を所定の判
定値と比較したとき、判定値よりも大きい画素のかたま
りの画素数（画像におけるかたまりの面積）に従って、
照明負荷の制御を行うことである。すなわち、現在の画
像データと、所定時間前の画像データにおける各画素の
差の絶対値を所定の判定値と比較して、判定値よりも大
きい画素のかたまりの画素数（画像におけるかたまりの
面積）をＡとし、Ａと比較する２つの判定値をＢ，Ｃ
（Ｂ＞Ｃ）とすると、Ａ＜Ｃの時は人が存在しない（例
えば小動物）と判断して消灯する、あるいは点灯保持タ
イマを更新しない。Ｂ＞Ａ＞Ｃの時は人が存在し歩いて
いるか座っていると判断し、点灯状態を維持する（点灯
保持タイマを更新する）。Ａ＞Ｂの時は睡眠中と判断し
て低輝度点灯する。

【００４１】この実施形態のように構成することによっ
て、熱源である人体だけを検知でき、大きさによって小
動物とも区別できる。また赤外線画像を撮像するため、
可視光がなくても動作可能である。従って、画像センサ
が点灯開始信号出力部を兼用でき、構成が簡単になる。
さらに熱画像の面積によって照明負荷の制御が可能であ
り、使用者の快適性が向上する。

【００４２】（実施形態５）本発明の第５の実施形態
を、図１１の構成図に示す。実施形態１との構成上の違
いは、画像センサ部４ｂが、人体が発生する遠赤外線
（熱量）等を検出することによって人体の存在を検知す
る焦電センサ（受動型センサ）を、複数個アレイ状に接
続した焦電センサモジュール等で構成している点であ
る。このとき、実施形態４と同様に点灯開始信号出力部
は必要なく、上記焦電センサモジュールを構成する焦電
センサの少なくとも１個が検知すれば、照明負荷が点灯
すれば良い。点灯後の人体検知の判断も焦電センサの少
なくとも１個が検知すれば良い。

【００４３】また、焦電センサモジュールが人の移動を
検知するので、現在の画像データと、所定時間前の画像
データあるいは背景の画像データにおける各画素の差の
絶対値の合計を所定の判定値と比較する必要がなく、人
の移動が現画像データに現れる。従って実施形態１の現
在の画像データと、所定時間前の画像データの各画素の
差の絶対値で出来た画像データを、焦電センサモジュー
ルの出力する現画像データに置き換えれば良い。この
後、２値化して周辺エリアのみに存在するのかの判定を
すればよい。

【００４４】このように、焦電センサモジュールを用い
たことによって、低コストで、実施形態４と同じように
画像センサが点灯開始信号出力部を兼用でき、構成が簡
単になる。なお、本発明が上記各実施形態に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は
適宜変更され得ることは明らかである。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、リビングのよ
うに出入口が限定できない部位でも設置可能な信頼性の
高い人体検知機能を実現した照明制御装置が低コストで
提供できる。また、請求項２のような点灯保持タイマを
用いれば、仮に人が在室しているのに不在と誤判断して
も、すぐには消灯あるいは低輝度点灯状態に移行しない
ので、検知動作の信頼性が向上するという効果が得られ
る。また、点灯保持時間が数秒程度であれば省エネルギ
ーの観点からも実用上問題は生じない。

【００４６】請求項１０の発明によれば、点灯開始信号
出力部を省略できるので、構成が簡単になり、コストを
低減できる効果がある。請求項１３の発明によれば、照
明負荷が消灯あるいは低輝度点灯中は、画像センサ部の
動作を停止することにより、装置の無駄な消費電力を抑
えることができる効果がある。請求項１４の発明によれ
ば、人体が過去に移動したときの位置から、人体が静止
しているのか退室した後なのか判断できる効果がある。
請求項１５の発明によれば、背景の画像データとの差分
を求めるので、人体が静止していても存在を検知できる
効果がある。

【００４７】請求項１８の発明によれば、小さい物を放
置されても自動的に背景画像を更新でき、検知性能の信
頼性を向上できる効果がある。請求項２０の発明によれ
ば、付加機能として人が横になったとき照明負荷を調光
することが可能である。請求項２１の発明によれば、２
値化画像を雑音除去処理した後に、位置を判定すること
により検知性能の信頼性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態のブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】本発明の第１の実施形態の画像処理の流れを示
す説明図である。

【図５】本発明の第１の実施形態の画像データの一例を
示す説明図である。

【図６】本発明の第１の実施形態の画像センサの撮像範
囲を示す説明図である。

【図７】本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。

【図８】本発明の第３の実施形態のブロック図である。

【図９】本発明の第３の実施形態の動作説明図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態のブロック図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施形態のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１照明負荷２点灯制御部３点灯開始信号出力部４画像センサ部５制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K073 AA04 AA83 AB04 AB07 BA25 CB01 CB06 CF13 CF14 CF18 CG06 CG15 CG24 CG25 CJ11 CJ19 CJ22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明負荷と、上記照明負荷を点灯、消灯または調光制御する点灯制御
部と、上記照明負荷の点灯開始信号を出力する点灯開始信号出
力部と、所定範囲を撮像して画像データを出力する画像センサ部
と、上記点灯開始信号出力部と画像センサ部の出力信号に応
じて点灯制御部を制御する制御部と、上記各回路部に電力を供給する電源回路部とで構成さ
れ、上記照明負荷が点灯開始あるいは高輝度点灯開始するタ
イミングは、上記点灯開始信号出力部の出力信号に従
い、上記照明負荷が消灯あるいは低輝度点灯開始するタ
イミングは、少なくとも画像センサ部の出力する画像デ
ータを使って制御部で演算した結果に従うことを特徴と
する照明制御装置。
【請求項２】上記制御部は、上記照明負荷が点灯あ
るいは高輝度点灯を維持する時間をカウントする点灯保
持タイマを備え、少なくとも画像センサ部の出力する画像データを使って
制御部で演算した結果、所定エリアに人が存在すると判
断した場合は、点灯保持タイマを更新し、所定エリアに
人が存在しないと判断した場合は、点灯保持タイマを更
新しないことを特徴とする請求項１記載の照明制御装
置。
【請求項３】所定エリアに人が存在か不在かの判断
は、現在の画像データと所定時間前の画像データにおけ
る各画素の差の絶対値の合計を、所定の判定値と比較す
ることで行うことを特徴とする請求項２記載の照明制御
装置。
【請求項４】上記点灯開始信号出力部が、所定の時
間間隔で出力する赤外線や超音波等の反射を利用する能
動型センサであることを特徴とする請求項１記載の照明
制御装置。
【請求項５】上記点灯開始信号出力部は、人体が発
生する赤外線を検出することによって人体の存在を検知
する受動型センサであることを特徴とする請求項１記載
の照明制御装置。
【請求項６】上記点灯開始信号出力部は、超音波等
の反射波の周波数の違いを利用して人体の移動を検出す
るドップラー効果センサであることを特徴とする請求項
１記載の照明制御装置。
【請求項７】上記点灯開始信号出力部は、ドアの開
閉を検出することによって人体の存在を検知するセンサ
であることを特徴とする請求項１記載の照明制御装置。
【請求項８】上記点灯開始信号出力部は、無線ある
いは有線でリモコン信号を送信するリモコン送信部と、
そのリモコン信号を受信するリモコン受信部とで構成さ
れるリモコン部であることを特徴とする請求項１記載の
照明制御装置。
【請求項９】上記画像センサ部は、人体が発生する
赤外線を検知できる赤外線画像センサであることを特徴
とする請求項１記載の照明制御装置。
【請求項１０】上記点灯開始信号出力部に代えて、
撮像エリアにおける現在の赤外線画像データと所定時間
前の赤外線画像データにおける各画素の差の絶対値の合
計を、所定の判定値と比較することで点灯開始信号を発
生することを特徴とする請求項９記載の照明制御装置。
【請求項１１】上記画像センサ部は、人体が発生す
る赤外線を検出することによって人体の存在を検知する
受動型センサを、複数個接続したセンサモジュールで構
成されることを特徴とする請求項１記載の照明制御装
置。
【請求項１２】上記点灯開始信号出力部に代えて、
上記センサモジュールを構成する焦電センサの少なくと
も１個が検知すれば、照明負荷が点灯開始あるいは高輝
度点灯することを特徴とする請求項１１記載の照明制御
装置。
【請求項１３】上記照明負荷が消灯あるいは低輝度
点灯中は、画像センサ部の動作を停止することを特徴と
する請求項１記載の照明制御装置。
【請求項１４】上記画像センサ部の撮像範囲を少な
くとも２つに分割し、その第１の撮像範囲が第２の撮像
範囲に囲まれ、現在の画像データと所定時間前の画像データにおける各
画素の差の絶対値合計を、所定の判定値と比較して人体
が存在すると判断したとき、現在の画像データと所定時
間前の画像データにおける各画素の差の絶対値を所定の
閾値と比較して、所定の閾値よりも大きい画素の位置
が、少なくとも上記第１の撮像範囲に分布している場合
は人体が画像センサ部の撮像範囲の中央付近に位置して
いることを示すフラグをセットし、上記第２の撮像範囲
のみに分布している場合は上記フラグをリセットし、現在の画像データと所定時間前の画像データにおける各
画素の差の絶対値合計を、所定の判定値と比較して人体
が存在しないと判断したとき、上記フラグがセットされ
ていれば人体が静止状態で存在していると判断し、上記
フラグがリセットされていれば人体が存在しないと判断
することを特徴とする請求項３記載の照明制御装置。
【請求項１５】所定時間前の画像データを、予め設
定された背景の画像データに置き換えたことを特徴とす
る請求項３記載の照明制御装置。
【請求項１６】背景の画像データは、手動の操作手
段を操作したときに撮像されることを特徴とする請求項
１５記載の照明制御装置。
【請求項１７】背景の画像データは、装置の電源を
入れた略直後に撮像されることを特徴とする請求項１５
記載の照明制御装置。
【請求項１８】人が不在と判断して、点灯状態ある
いは高輝度点灯状態から、消灯状態あるいは低輝度点灯
状態に移行する直前に、背景の画像データを更新するこ
とを特徴とする請求項１５記載の照明制御装置。
【請求項１９】現在の画像データと、所定時間前の
画像データあるいは背景の画像データにおける各画素の
差の絶対値を所定の閾値と比較して、閾値よりも大きい
画素の数を所定の判定値と比較して、人体の存在を判断
することを特徴とする請求項３あるいは１５のいずれか
に記載の照明制御装置。
【請求項２０】現在の画像データと、所定時間前の
画像データあるいは背景の画像データにおける各画素の
差の絶対値を所定の判定値と比較して、判定値よりも大
きい画素のかたまりの画素数（画像におけるかたまりの
面積）をＡとし、Ａと比較する２つの判定値をＢ、Ｃ
（Ｂ＞Ｃ）とすると、Ａ＜Ｃの時は人が存在しないと判
断して点灯保持タイマを更新せず消灯あるいは低輝度点
灯状態とし、Ｂ＞Ａ＞Ｃの時は人が存在すると判断して
点灯保持タイマを更新して点灯状態あるいは高輝度点灯
状態を維持し、Ａ＞Ｂの時は人が臥位で存在すると判断
して低輝度点灯状態とすることを特徴とする請求項３あ
るいは請求項１５のいずれかに記載の照明制御装置。
【請求項２１】現在の画像データと、所定時間前の
画像データあるいは背景の画像データにおける各画素の
差の絶対値を所定の閾値と比較して得られた２値化画像
を雑音除去処理した後に、どちらの撮像範囲に分布して
いるかを判定することを特徴とする請求項１４記載の照
明制御装置。