JP2006507641A - 光源を制御するシステム及び方法と照明配置 - Google Patents

光源を制御するシステム及び方法と照明配置 Download PDF

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Abstract

本発明は、領域(200)における光源(208、110、112)を制御するシステムに係る。このシステムは、領域における少なくとも1人の人の位置を検出する位置選定手段と、領域において少なくとも1人の人により行われる活動の種類を検出する活動手段と、検出された少なくとも1人の人及び領域において少なくとも1人の人により行われる活動の種類に応答して、領域における光源を制御する照明制御手段を有する。

Description

発明の詳細な説明
本発明は、領域における光源を制御するシステムに係る。
本発明は更に、領域における光源を制御する方法に係る。
本発明は更に、そのようなシステムを有する照明配置に係る。
このようなシステム及び方法の実施例は、米国特許出願公開番号2002/0015097に開示される。ここでは、室内の、好適には可視光線並びに赤外光線である電磁気放射線を測定可能なセンサを有する照明配置が記載される。この照明配置は更に、測定した放射線に依存して室内の照明を制御する制御手段を有する。センサは、部屋の電子画像を生成可能な電荷結合装置(CCD)センサといったビデオセンサを有する。この照明配置では、光源のオンオフの切り替えは、人の存在に依存して自動制御される。一人以上の人が、例えば、オフィス内で検出されると、光源は、その人がオフィス内にいる限りオンにされる。更に、一日のうちの時間に依存して時計情報を使用して、掃除のサービスのためには全てのライトをオンにする、又は、人々が作業場への道が分かるよう方向案内照明のみをオンにすることが可能である。この照明配置では、室内における照明の制御が制限される。
本発明は、改善された方法で光源を制御する冒頭段落に記載したようなシステムを提供することを目的とする。
この目的を達成するために、領域における光源を制御する本発明のシステムは、領域における少なくとも1人の人の位置を検出する位置選定手段と、領域において少なくとも1人の人により行われる活動の種類を検出する活動手段と、検出された少なくとも1人の人及び領域において少なくとも1人の人により行われる活動の種類に応答して、領域における光源を制御する照明制御手段を有する。人が行っている活動を検出することにより、その活動に最も適した光源が、その人に与えられることが可能である。例えば、ある人が読書をしている場合は、光源は、その人がテレビ番組を見ている場合よりも明るいべきである。光源は更に、ある人が読書をしている場合には、その本の上にフォーカスを当てるようにすることが可能である。一方で、光源は、ある人がテレビ番組を見ている場合には、テレビ画面上にフォーカスを当てるべきではない。後者の場合、例えば、天井を介する間接照明がより適切である。更なる利点として、使用者は、特定の活動に対してライト設定を変更するためにライトのスイッチを明示的に動作することにより光源を制御する必要がない。
本発明のシステムの1つの実施例は、請求項2に記載する。ここでは、システムは、少なくとも1人の人により行われる活動の種類のインテンシティを検出するインテンシティ手段を有し、照明制御手段は、検出されたインテンシティに応答して、領域における光源を制御する。インテンシティは、活動の種類に依存可能である。例えば、ある人が、パーソナルコンピュータを動作し、ワード処理プログラムとインタラクトする場合、このワード処理プログラムとのインタラクションのインテンシティは、例えば、自動車レースゲームとのインタラクションのインテンシティとは異なる。このインテンシティに依存して、ライトは適宜調整される。ワード処理プログラムについては、平均輝度レベルを有する白色又は黄色光がもたらされ、一方、自動車レースゲームについては、ライトは、異なる輝度レベルを有する色で継続的に変化可能である。
本発明のシステムの1つの実施例は、請求項3に記載する。ここでは、システムは、日時を決定する日時手段を有し、照明制御手段は、決定された日時に応答して、領域における光源を制御する。輝度レベルは、活動が行われる日時に依存可能である。例えば、人々は、朝の朝食の間は、夜の夕ご飯を食べるときよりも明るい光を好む。
本発明のシステムの1つの実施例は、請求項4に記載する。ここでは、システムは、領域におけるノイズを検出するノイズ手段を有し、照明制御手段は、検出されたノイズに応答して、領域における光源を制御する。ノイズを検出することにより、室内に誰かがいてライトがオンにされるべきであることが検出可能である。更に、2人の人の会話のインテンシティも検出可能である。例えば、2人の人がリラックスした様子で互いと話している場合は、照明は、減光したレベルのままとなる。しかし、2人の会話が、音量が上がることによってより激しくなる場合は、照明は明るくなる。
本発明のシステムの1つの実施例は、請求項5に記載する。ここでは、システムは、領域における人の動作を検出する動作手段を有し、照明制御手段は、検出された動作に応答して、領域における光源を制御する。ある人が部屋の中を動きまわる場合、その人は、歩いている場所を適切に見ることができるようより多くの光を必要とする。ある人が椅子に座る場合は、光源はあまり明るくなる必要はない。このようにして、光は、より良好に制御可能である。
本発明のシステムの1つの実施例は、請求項6に記載する。人の嗜好を決定する嗜好手段を有し、照明制御手段は、少なくとも1人の人の嗜好に応答して、領域における光源を制御する。様々な人が様々な好みの照明設定を有することが可能である。例えば、年を取った人は、光に対して目が鈍感なので、若い人より読書のためにより明るい光を好むであろう。好みの光の色といった個人の好みに依存する嗜好も、ライトを制御する際に考慮に入れることが可能である。
本発明は、改善された方法で光源を制御する冒頭段落に記載したような方法を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明の方法は、領域における少なくとも1人の人の位置を検出する段階と、領域において少なくとも1人の人により行われる活動の種類を検出する段階と、検出された少なくとも1人の人及び領域において少なくとも1人の人により行われる活動の種類に応じて、領域における光源を制御する段階を有する。
本発明の方法の実施例は、請求項7及び8に記載する。
本発明は更に、改善された方法で光源を制御する冒頭段落に記載したような照明配置を提供することを目的とする。この目的を達成するために、本発明の照明配置は、請求項1乃至6のうちいずれか一項記載のシステムを有する。
本発明のこれらの及び他の面は、以下の図面に図示されるように本願に記載する実施例を参照することにより明らかとなりまた説明する。
今日では、ライトは、人々が時間を過ごす部屋を照明するためにますます重要となってきている。照明状態は、オフィスの中に入る自然光、一日のうちの時間、環境といった幾つかのファクタに依存する。例えば、多くの個人によってオフィス環境では非常に不快であると考えられる照明状態は、ディスコでは肯定的に受け入れられるであろう。幾つかの照明のアスペクトは、操作可能である。即ち、光の量、光の分散、光のスペクトラム、これらのアスペクトの時間に亘っての変動、及び照明器具の外見が操作可能である。
照度は、表面上に落ちる光の量である。例えば、快適なレベルでの読書といったタスクを行うことを可能にするために必要とされる照明の量は、例えば、細かい針仕事といったタスクのために必要とされる照明の量とは異なる。例えば、中間コントラスト紙に基づいたタスクの最適な可視性のために必要とされる照度は、500乃至1000ルクスの範囲である。この範囲は、コンピュータスクリーン可視性の照度範囲よりかなり高い。
輝度は、表面から放射される光の量である。室内における輝度レベルは、室内にある様々なオブジェクトによって通常異なる。タスク対周囲領域対全体的な背景の10:3:1の輝度割当てが、一般的に快適であると分かっている。
グレアは、人の視野において高い光度の領域がある場合に起きる。直接グレアは、視野における光源により引き起こされ、反射グレアは、例えば、光沢のある表面からの高い光度の反射により引き起こされる。グレアは、細かい詳細を見る可能性を低減することにより不快感をもたらす。グレアは、間接照明により低減可能である。
壁、天井、及び室内の他の面の反射率は、室内における光の分配に影響を与える。
照明状態は更に、使用される色によっても決定される。任意の色の出現は、色相、彩度、及び明度により決定される。色相は、ある色が他の色から区別される特性である。彩度は、強度、インテンシティ、又は色度とも呼ばれる。彩度は、所与の色の純度を示す。色の明度は、その表面から反射される光の量の尺度である。
適応型ライトシステムを設計する際は、これらの全ての様々な特徴を考慮に入れて適切に光を適応させるライトシステムを作成可能である。
図1は、概略的に本発明の適応ライト環境を示す。パーソナルコンピュータ(PC)102は、ライトユニット104、108、及び110、並びにセンサユニット106に接続される。この電化製品ネットワークは、イーサネット(登録商標)接続を介して接続され、ライトユニットは、PC102において実行されるローカルオペレーティングネットワーク(LON)を介して制御される。ライトユニットは更に、デジタルアドレス指定可能照明インタフェース(DALI)を用いることによって、又は、光ユニットのバラスを直接制御可能な専用マイクロコントローラ印刷回路基板(PCB)によって制御可能である。ライトユニット104は、ハロゲンランプである。ライトユニット108は、2つのランプ、1つは、暖光の白熱灯、もう1つは、冷光の白熱灯を有する。ライトユニット110は、赤、緑、及び青発光ダイオード(LED)を有するLEDアレイを有する。ハロゲンランプは、減光によってスポットサイズ及びインテンシティを変化させることによって機能的照明を提供する。暖光及び冷光は、雰囲気を与える。一般的に、どの色も特定の感情を呼び起こすことが可能なその特定の特性を有する。赤及び橙は、「暖かさ及び快適さ」を示唆すると一般的に考えられ、青は、「冷たさ及び陰気さ」を示唆すると考えられ、一方、色の混ぜ合わせは、「陽気さ及びお祝い気分」を示唆し、紫及び黒は、「悲しい及び憂鬱な」環境を呼び起こすと考えられる。一部の他の色は、特定の関連付けが割り当てられる。例えば、緑は休養であり、白は無菌である。従って、暖光は、赤及び橙色を与え、一方、冷光は、青及び白色を与える。LEDを用いて、赤、緑、及び青LEDの光を光学的に混ぜることにより色は調整可能である。センサユニット106は、ある領域内での動作を検出する動作センサを有することが可能である。センサユニット106は、室内に存在する人、テーブル、及び動物といったオブジェクトを記録可能であるビデオカメラも有することが可能である。センサユニット106は更に、ノイズレベルを記録可能なマイクロホンも有することが可能である。
使用されるライトユニットの数及び種類は例示的に過ぎず、このことは、全ての電化製品をPCに接続するために用いられる接続についても言えることである。
図2は、概略的に適応ライト環境を有する部屋を示す。部屋200は、テーブル202、2つの椅子204、照明配置206、及び照明配置206に取り付けられる3つの光源208、210、及び212を有する。ビデオ監視カメラ214が部屋の角に取り付けられる。別の角には、マイクロホン216が天井に取り付けられる。照明配置206、ビデオ監視カメラ214、及びマイクロホン216は、図1に関連して説明したLON制御PC102に接続される。光源208、210、及び212は、ハロゲンランプであり、それらの輝度レベル及びフォーカスは制御可能である。
これらの設定と共に、以下の使用ケースを行うことが可能である:今日、ピートは、のんびりと一日を始めようと決めた。長いシャワーを浴びた後、彼は、キッチンへ行き、コーヒーを入れる。彼は、朝刊を片方の手に、コーヒーをもう片方の手に持ち居間に入る。居間に入ると、ビデオ監視カメラが記録を始め、ビデオ画像が継続的にPCに送られる。PCでは、ビデオを解析するよう設計される専用ソフトウェアモジュールが、ビデオを解析するよう実行開始する。この解析から、ソフトウェアモジュールは、居間内に動作があることを検出する。この検出ソフトウェアモジュールは、この情報をライト制御モジュールに渡す。このライト制御モジュールもPC上で実行される。ライト制御モジュールは、光源208、210、及び212のライト設定を制御するよう設計される。居間内に動作が検出されたというメッセージを受信すると、ライト制御モジュールは、各ハロゲンランプを適度な輝度に及び広いフォーカスでオンにする。このようにすると、ピートは、室内を容易に動き周り、長テーブルにつくことが可能となる。彼はコーヒーを飲み、朝刊を広げる。今度は、検出ソフトウェアモジュールは、ビデオの解析から、人(ピート)はテーブルの近くに座り、その人の前にオブジェクト(朝刊)があることを導出する。この情報は、光制御モジュールに渡される。ビデオ画像を解析するのではなく、椅子及びテーブルが圧力センサを有することも可能である。その場合、圧力センサから受信したデータから、検出ソフトウェアモジュールは、人が椅子に座り、オブジェクトがテーブル上にあることを導出可能である。ライト制御モジュールは、ハロゲンランプがピートの位置にフォーカスを合わし、輝度レベルを上げるようにさせる。しばらくして、ジャナが部屋に入り、ピートの反対側でテーブルにつく。彼女は、休暇の計画について話し始める。マイクロホン216が、彼らの声の音を検出する。この音は継続的にPCに送られる。PC上では、ノイズ信号を解析するよう設計される別のソフトウェアモジュールが実行される。このノイズ解析ソフトウェアモジュールは、室内でノイズが検出されたという信号をライト制御モジュールに与える。この信号を受信すると、ライト制御モジュールは、ハロゲンランプのインテンシティを再び弱める。その間に、ビデオ解析モジュールは、最初の人の反対側に別の人が座っていることを解析し、この情報をライト制御モジュールに転送する。この情報は、室内の絶対座標としてのこの2人の座標か、ハロゲンライトに対しての2人の座標を有することが可能である。この情報を受信すると、ライトコーンは再び広げられて、ピートとジャナの両者がライトフォーカス内に入るようにされる。
他の使用ケースにおいて、ピートは家で作業している。彼はテーブルにつき、前にラップトップを配置する。上述したようにビデオを用いてテーブルにラップトップがあることが検出される。このことは、照明をピート並びにピートの周りに及びラップトップに、ラップトップの画面に対し調節される輝度レベルでフォーカスさせる。ラップトップは、LON制御PCに接続される家庭用ネットワークにも接続される。ピートは、テキスト処理プログラムを使い始める。この情報は、LON制御PCに転送される。ライトは、ピートがテキスト処理プログラムを使用するのに十分な光を与えるよう調整される。次に、ピートは、グラフィカルプログラムに切り替える。このプログラムは、スクリーン上に表示されるアイテムのより正確な選択を必要とするので、スクリーンを取り囲む光は、テキスト処理プログラムの場合よりも明るく設定される。グラフィカルプログラムを動作した後、ピートは、クライアントのひとりに連絡を取らなければならなくなった。彼は、ビデオ会議プログラムを開始する。今度は、ライトは、クライアントが楽に感じるように暖かい雰囲気となるよう再び減光する。
図3は、概略的に複数のライト設定を有する部屋設定を示す。部屋300は、テーブル302を有するダイニング領域Iを有する。テーブルの上方には、2つの光源304が取り付けられる。4つの椅子306がテーブル302を囲む。この部屋は更に、テレビジョン310、光源312、及びソファ308を有するテレビジョン領域IIIも有する。更にこの部屋300は、椅子314と光源316を有するリラックス領域IIを有する。ビデオカメラ318が天井に取り付けられる。部屋は、3つの領域I、II、及びIIIに分けられる。各領域において、ライト設定は別々に制御可能である。ビデオコンテンツを解析するよう設計されるソフトウェアモジュールにおいて、各領域の座標は既知である。人が部屋に入ってくると、人がいる場所の座標が、制御されるライトを決定する。例えば、室内に一人しかおらず、その人が椅子314に座っている場合、ライト制御ソフトウェアモジュールによって光源316のみがオンにされる。人の活動に依存して、ライト設定が調整される。人が針仕事をしている場合、ライトは、例えば、その人が読書をしているときよりも明るくされる。それぞれ室内の異なる領域にいる複数の人がいる場合、より多くのライトが制御される。例えば、ある人がダイニングテーブル302において本を読んでいる場合は、ライト304がオンにされ、その本を持っている人にフォーカスが当てられる。別の人がテレビジョン310を見ている場合、テレビジョン310の隣のライト312がオンにされ、テレビジョン310に間接照明を与えるよう天井に向けられる。
図4は、概略的に本発明のシステムを示す。システム400は、中央演算処理ユニット402、ランダムアクセスメモリ410、ソフトウェアバス428、イーサネット(登録商標)接続408を有する。イーサネット(登録商標)接続408は、システムを、光源、ビデオカメラ、マイクロホン等の電化製品に接続する。メモリ410は、ソフトウェアバス428を介して中央演算処理ユニット402と通信可能である。メモリ410は、コンピュータ可読コード412、414、416、418、420、422、424、及び426を有する。コンピュータ可読コード412は、ある領域における人の場所を推論するよう設計される。場所は、ビデオから推論可能である。場所は更に、その領域内に設置される圧力センサから、又は、IRセンサ又はプロキシミティセンサといった当該技術において周知である他の電化製品を用いて推論可能である。コンピュータ可読コード414は、その領域内においてその人が行っている活動を推論するよう設計される。活動は、接続された電化製品からイーサネット(登録商標)接続408を介して受信される明白なメッセージから推論可能である。例えば、PCは、その人が使用しているアプリケーションを示すメッセージを供給可能であり、又は、コーヒーメーカは、その人によってコーヒーメーカが使用されていることを示すメッセージを供給可能である。他の活動は、例えば、読書、ラジオ視聴、睡眠、電話で話すこと、映画鑑賞、話すこと等である。コンピュータ可読コード418は、活動が行われているインテンシティを決定するよう設計される。インテンシティは、例えば、PCに入力を与えるために人が使用するキーストロークの回数から推論可能である。インテンシティは、ノイズレベルからも推論可能である。会話のノイズレベルが高いほど、その会話がより激しい。コンピュータ可読コード420は、日時を決定するよう設計される。日時はライト設定を影響することが可能である。ライト設定は、時間、即ち、朝、夜、及び日中や、日にち、即ち、週末、平日、夏時間等に依存可能である。コンピュータ可読コード422は、その領域におけるノイズレベルを検出するよう設計される。これは、その領域における人により生成されるデジベル数を決定可能である。音は、イーサネット(登録商標)接続408に接続されるマイクロホンを介して供給される。コンピュータ可読コード424は、室内に動作が検出されたか否かを決定するよう設計される。従って、動作センサがシステム400に接続される。コンピュータ可読コード426は、その領域内に入ることが可能な様々な人のライト設計に関する嗜好を有するよう設計される。この嗜好は、コンピュータ可読コード412乃至422からの読出しと組み合わされて使用可能である。この点に関して、コンピュータ可読コード412は更に、領域内にいる人を検出するよう設計される。ビデオ画像を解析し顔認識を行うことによって、存在する1人の人及び/又は複数の人を認識可能である。更に、コンピュータ可読コード422は更に、声紋から人を認識するよう設計される。これらの嗜好を組み合わせることにより、好まれるライトの色又は輝度レベルといったように特定の嗜好が考慮に入れられる。例えば、人の年齢といった非特定的な嗜好も考慮に入れられることが可能である。コンピュータ可読コード416は、イーサネット(登録商標)接続408を介してシステムに接続されるライトに特定の照明設定を転送するよう設計される。接続されるセンサからの読出しをライト設定に変換する責任は、その読出しを受信する特定のコンピュータ可読コードにあるか、又は、特定の照明設定を転送且つ命令するコンピュータ可読コード416にあることが可能である。これは設計事項である。システムは、例示的に、ソフトウェアシステムとして記載する。しかし、専用ハードウェア、又は、プログラマブルハードウェアといったソフトウェアとハードウェアの組み合わせも可能である。
図5は、概略的に本発明の方法を示す。段階500は、初期化段階であり、この段階では、各センサは、LON制御PCに登録される。更に、使用される光源の設定及び能力が、LON制御PCに転送される。次の段階S502において、室内の人の場所が決定される。例えば、室内のある領域における位置の座標を決定することにより、その人の場所が決定される。段階S504において、その人が行っている活動が決定される。段階S506において、この活動が行われているインテンシティが決定される。段階S508において、現在の日にち及び時間が決定される。次の段階S510において、室内において生成されるノイズレベルが検出される。ノイズレベルが最高の場所を決定することも可能である。段階S512において、室内における様々な領域内の動作が検出される。段階S514では、段階S516においてユーザ嗜好の情報の全てが、色相、彩度、色、方向、フォーカス等のもっとも好適な照明設定に変換されるようユーザ嗜好が考慮に入れられる。この方法は、段階S518において終了する。上述したように様々な段階に対して情報を供給する電化製品に依存して、段階は省略可能であるか、又は、段階の順番が変換可能である。
図6は、本発明のシステムを有する照明配置を示す。照明配置600は、3つのLEDライト602、604、及び606を有し、それぞれ異なる色、即ち、赤、緑、及び青を有する。照明配置は更に、上述したような本発明のシステム608を有する。照明配置は、システム608により与えられるイーサネット(登録商標)接続を介して他の照明配置及び更にセンサに接続可能である。
尚、上述した実施例は、本発明を制限するものではなく例示したものに過ぎない。当業者は、請求項の範囲から逸脱することなく多くの他の実施例を設計可能であろう。請求項において、括弧内に置かれる任意の参照符号は、その請求項を制限すると解釈すべきではない。「有する」という用語は、請求項に列挙される素子又は段階以外の存在を排除するものではない。単数形で示される素子も、その素子が複数存在することを排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の素子を有するハードウェア、及び、好適にプログラムされたコンピュータにより実施可能である。幾つかの手段を列挙するシステム請求項において、これらの手段のうちの幾つかは、1つのコンピュータ可読ソフトウェア又はハードウェアアイテムにより具現化可能である。特定の手段が相互に異なる従属項に引用されるという単なる事実は、これらの手段が組み合わせられて有利に使用することが不可能であることを示すものではない。
概略的に本発明の適応ライト環境を示す図である。 概略的に適応ライト環境を有する部屋を示す図である。 概略的に複数のライト設定を有する部屋設定を示す図である。 概略的に本発明のシステムを示す図である。 概略的に本発明の方法を示す図である。 概略的に本発明の照明配置を示す図である。

Claims (9)

  1. 領域における光源を制御するシステムであって、
    領域における少なくとも1人の人の位置を検出する位置選定手段と、
    前記領域において前記少なくとも1人の人により行われる活動の種類を検出する活動手段と、
    前記検出された少なくとも1人の人及び前記領域において前記少なくとも1人の人により行われる活動の種類に応答して、前記領域における前記光源を制御する照明制御手段と、
    を有するシステム。
  2. 前記少なくとも1人の人により行われる活動の種類のインテンシティを検出するインテンシティ手段を有し、
    前記照明制御手段は、前記検出されたインテンシティに応答して、前記領域における前記光源を制御する請求項1記載のシステム。
  3. 日時を決定する日時手段を有し、
    前記照明制御手段は、前記決定された日時に応答して、前記領域における前記光源を制御する請求項1記載のシステム。
  4. 前記領域におけるノイズを検出するノイズ手段を有し、
    前記照明制御手段は、前記検出されたノイズに応答して、前記領域における前記光源を制御する請求項1記載のシステム。
  5. 前記領域における前記人の動作を検出する動作手段を有し、
    前記照明制御手段は、前記検出された動作に応答して、前記領域における前記光源を制御する請求項1記載のシステム。
  6. 人の嗜好を決定する嗜好手段を有し、
    前記照明制御手段は、前記少なくとも1人の人の嗜好に応答して、前記領域における前記光源を制御する請求項1記載のシステム。
  7. 領域における光源を制御する方法であって、
    領域における少なくとも1人の人の位置を検出する段階と、
    前記領域において前記少なくとも1人の人により行われる活動の種類を検出する段階と、
    前記検出された少なくとも1人の人及び前記領域において前記少なくとも1人の人により行われる活動の種類に応じて、前記領域における前記光源を制御する段階と、
    を有する方法。
  8. 前記方法は、前記少なくとも1人の人により行われる活動の種類のインテンシティを検出する段階を有し、
    前記光源を制御する段階は、前記検出されたインテンシティに応答して、前記領域における前記光源を制御する段階を有する請求項7記載の方法。
  9. 請求項1乃至6のうちいずれか一項記載のシステムを有する照明配置。
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