JP2010055808A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】照明システムにおいて、画像センサによる画像データに基づき、照明器具から出射される光やこの光によって生じる人や物の影による影響を受けることなく、照明器具を的確に点灯させる。
【解決手段】本システム１の備える各照明器具３Ａ乃至３Ｃは、光源と、画像センサと、画像データを解釈して光源を点灯制御する制御部と、点灯タイミングを調整するタイミング調整部とを備える。照明器具３Ａ、３Ｂが一定値以上の光出力で点灯し、照明器具３Ｃが一定値より小さい光出力で点灯している場合、各タイミング調整部は照明器具３Ａ、３Ｂの点灯タイミングを一致させ、照明器具３Ｃの点灯タイミングを照明器具３Ａ、３Ｂの点灯タイミングとずらす。照明器具３Ｃの画像センサ３４は、照明器具３Ａ、３Ｂの点灯周期の波形が最小となる区間で画像データで取得し、制御部が前記により取得した画像データを解釈して照明器具に対する点灯制御条件を変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像センサから出力される画像データの色情報に応じて照明器具を点灯させる照明システムに関する。

従来より、近赤外線を受光する撮像素子で成る画像センサを用いて、人が存在するか否かを検知する技術が知られている。このような技術として、図６に示すように、事前に撮像した人が存在しない状態に相当する基準画像と、画像センサより取得される現在の撮像画像とを比較して差分画像を演算し、双方の画像間に一定以上の差異がある場合に、人の存在ありと判断する方式がある。また、図７に示すように、所定時間毎に連続した撮像画像を画像センサより取得し、これら複数の撮影画像を時系列に比較することにより、移動する人を検知する方式がある。

ここで、上述のような人体検知技術を用いたシステムとして、特許文献１に記載される照明システムについて説明する。図８に示すように、照明システム１は、屋内２に設けられた複数の照明器具３Ａ乃至３Ｅと、照明器具３Ａ、３Ｂが設置されているエリアを撮像する画像センサ４１と、照明器具３Ｄ、３Ｅが設置されているエリアを撮像する画像センサ４２とを備える。照明器具３Ａ、３Ｂと画像センサ４１は、互いに通信線５により接続されている。照明器具３Ｄ、３Ｅと画像センサ４２についても同様である。

屋内２は、互いに区画形成された第１の領域２１、通路２２及び第２の領域２３で構成され、これらの下方部には床２４が敷設される。照明器具３Ａ、３Ｂは、第１の領域２１に設置されており、画像センサ４１により取得される画像データに基づき第１の領域２１に人が存在するか否かを検知し、人が存在する場合には点灯するように構成されている。照明器具３Ｃは、通路２２に設置されており、点灯スイッチ６によって点灯／消灯態様を手動で切替られるように構成されている。照明器具３Ｄ、３Ｅは、第２の領域２３に設置されており、画像センサ４２により取得される画像データに基づき第２の領域２３に人が存在するか否かを検知し、人が存在する場合には点灯するように構成されている。

上記のように構成された照明システム１の動作について説明する。図９（ａ）に示すように、第１の領域２１、通路２２、第２の領域２３が消灯（又は暗く調光）しているときに、第１の領域２１に人が入ると照明器具３Ａ、３Ｂが点灯する。また、ユーザが点灯スイッチ６を点灯操作すると照明器具３Ｃが点灯する。このとき、照明器具３Ａ、３Ｂ、３Ｃから出射される光Ｌが、第２の領域２３に届き、第２の領域２３が明るくなることがある。そのため、画像センサ４１により撮像される画像データは、照明器具３Ａ、３Ｂ、３Ｃの点灯前と比較して、画像の明るさが大きく変化し、照明器具３Ｄ、３Ｅは、第２の領域２３に人が存在すると誤認識して点灯することがある。

また、図９（ｂ）に示すように、照明器具３Ａ、３Ｂ、３Ｃが点灯していて、且つ照明器具３Ｄ、３Ｅが消灯（又は暗く調光）しているときに、人が通路２２を移動すると、第２の領域２３下方部の床２４に人の影Ｓが映り込むことがある。これにより、画像センサ４２がこの影Ｓを撮像し、照明器具３Ｄ、３Ｅは、上述と同様に点灯することがある。
特表２００４−５０１４９６号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、画像センサによる画像データに基づき、照明器具から出射される光やこの光によって生じる人や物の影による影響を受けることなく、照明器具を的確に点灯させることが可能な照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、複数の照明器具と、前記各照明器具が設置されているエリアを撮像する画像センサと、前記画像センサにより取得される画像データを解釈して前記照明器具に対する点灯制御条件を変更する制御部を備え、前記制御部の制御により前記照明器具の光出力が周期的に変化する照明システムにおいて、前記制御部は、前記画像データの解釈により人が存在すると判断されたとき、前記照明器具を一定値以上の光出力で点灯させ、人が存在しないと判断されたとき、前記照明器具を一定値より小さい光出力で点灯させ、該システムは、前記照明器具同士が通信することにより、互いの照明器具の点灯タイミングを調整するタイミング調整手段を備え、前記タイミング調整手段は、一定値以上の光出力で点灯している照明器具については、その点灯タイミングを一致させ、一定値より小さい光出力で点灯している照明器具については、前記一定値以上の光出力で点灯している照明器具と点灯タイミングをずらし、前記画像センサは、前記一定値以上の光出力で点灯している照明器具の光出力が最小の区間において、前記一定値より小さい光出力で点灯している照明器具が設置されているエリアの画像データを取得するものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、人が存在しない状態に相当する基準画像データを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された基準画像データと前記画像センサにより取得される画像データとを比較し、その結果、画像の明るさのみが変化し、色度に変化がない場合には、人が存在しないと判断するものである。

請求項１の発明によれば、画像センサによる画像データ取得のタイミングを工夫したことにより、画像データを解釈して照明器具の点灯制御条件を変更する際に、一定値以上の光出力で点灯している照明器具から出射される光や、この光によって生じる影による影響を最小限にでき、従って、照明器具を所望の点灯制御条件で点灯させることが可能になる。

請求項２の発明によれば、データ比較の結果、画像の明るさのみが変化し、色度に変化がない場合には、人が存在しないと判断されて照明器具が一定値より小さい光出力で点灯するので、照明器具からの出射光による上記影響を確実に排除できる。ひいては、画像の背景部分における明るさ変動により、人の存在の誤検知を排除できる。

本発明の一実施形態に係る照明システムについて図１乃至図５を参照して説明する。図１は本実施形態に係る照明システム１の概略構成を示す。本システム１は、事務所や学校、工場等の屋内２を照明するものであって、屋内２に設置された複数の照明器具３Ａ乃至３Ｃを備える。各照明器具３Ａ乃至３Ｃは、それぞれ同等の構成を有する。屋内２は、互いに区画形成された第１の領域２１、通路２２、及び第２の領域２３で構成されており、第１の領域２１と第２の領域２３が通路２２を挟んで向き合っている。照明器具３Ａが設置されるエリアは第１の領域２１であり、照明器具３Ｂが設置されるエリアは通路２２であり、照明器具３Ｃが設置されるエリアは第２の領域２３である。照明器具３Ａ乃至３Ｃの各々は、通信線５により接続されており、照明器具同士による相互通信が可能となっている。通信線５の規格としては、ＲＳ４８５や電力線搬送によるものが挙げられる。

図２は照明器具３Ａ乃至３Ｃの内部構成を示す。以下では、代表して照明器具３Ａについて説明する。照明器具３Ａは、複数の光源３１と、光源３１に電力を供給する交流電源３２と、光源３１に流れる電流を制御する点灯制御回路３３と、照明器具３Ａの設置が設置されているエリア（以下、設置エリアという）を撮像する画像センサ３４と、画像センサ３４により取得される画像データを解釈して光源３１に対する点灯制御条件を変更する制御部３５とを備える。また、照明器具３Ａは、制御部３５が画像データを解釈する際に使用される基準画像データを記憶する記憶部３６と、互いの照明器具の点灯タイミングを調整するタイミング調整部（タイミング調整手段）３７とを備える。基準画像データは、画像センサ３４の検知範囲において人が存在しない状態に相当するものであり、各照明器具３Ａ乃至３Ｃの設置エリアを人が存在しない状態で撮像したデータである。

光源３１としては、蛍光灯や白熱灯、ＬＥＤ等が挙げられる。光源３１は、図示のように点灯制御回路３３に対して複数接続されていてもよいし、１つだけ接続されていてもよい。点灯制御回路３３は、制御部３５から出力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に応じて光源３１に流れる電流のデューティ比を調整するように構成されており、これにより、光源３１の光出力が周期的に変動する。

画像センサ３４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる撮像素子３４ａと、撮像素子３４ａの視野範囲を決定するレンズ３４ｂで構成され、画像データの色情報を標準的なＹｕｖ形式によって出力する。ここで、照明器具３Ａが持つ画像センサ３４は、視野範囲として第１の領域２１が設定され、照明器具３Ｂが持つ画像センサ３４は、同範囲として通路２２が設定され、照明器具３Ｃが持つ画像センサ３４は、同範囲として第２の領域２３が設定される。画像センサ３４は、一定値以上の光出力で点灯している照明器具の光出力が最小の区間において、一定値より小さい光出力で点灯している照明器具の設置エリアの画像データを取得するようになっている。

制御部３５は、取得した画像データと記憶部３６に記憶された基準画像データとを比較し、双方の画像間に規定値以上の差異がある場合には人が存在すると判断し、差異が規定値より小さい場合には人が存在しないと判断する。ただし、規定値以上の差異がある場合において、画像の明るさのみが変化し、色度に変化がない場合には、人が存在しないと判断する。制御部３５は、人が存在すると判断した場合には、光源３１を予め設定される一定値以上の光出力で点灯させるＰＷＭ信号を送出し、人が存在しないと判断した場合には、光源３１を消灯又は該一定値より小さい光出力で点灯させるＰＷＭ信号を送出する。

照明器具３Ａが持つ記憶部３６には、第１の領域２１に対応する基準画像データが格納され、照明器具３Ｂが持つ記憶部３６には、通路２２に対応する基準画像データが格納され、照明器具３Ｃが持つ記憶部３６には、第２の領域２３に対応する基準画像データが格納される。

タイミング調整部３７は、上述の通信線５を用いた相互通信により、他の照明器具の点灯タイミングを把握できるようになっている。タイミング調整部３７は、一定値以上の光出力で点灯している照明器具については、その点灯タイミングを一致させ、一定値より小さい光出力で点灯している照明器具については、一定値以上の光出力で点灯している照明器具と点灯タイミングをずらすよう構成されている。画像センサ３４は、光源３１が一定値より小さい光出力で点灯している場合には、一定値以上の光出力で点灯している他の照明器具の光出力が最小の区間において画像データを取得するようになっている。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態の照明システムにおけるタイミング調整部３７による点灯タイミングの調整と、画像センサ３４が画像データを取得するタイミングについて説明する。例えば、照明器具３Ａ、３Ｂが一定値以上の光出力で点灯し、照明器具３Ｃが一定値より小さい光出力で点灯している場合には、各タイミング調整部３７は、相互通信を行って、照明器具３Ａ、３Ｂの点灯タイミングを一致させ、照明器具３Ｃの点灯タイミングを照明器具３Ａ、３Ｂの点灯タイミングに対して所定サイクル（例えば、半サイクル）ずらす。ここで、光源３１に交流点灯する蛍光灯等を用いた場合、図３に示すように、照明器具３Ｃの画像センサ３４は、照明器具３Ａ、３Ｂの点灯周期の波形が最も小さくなるタイミングで、画像データを取得する。また、光源３１に直流点灯するＬＥＤ等を用いた場合、図４に示すように、照明器具３Ｃの画像センサ３４は、照明器具３Ａ、３Ｂが消灯状態となる区間タイミングで画像データを取得する。

次に、各照明器具３Ａ乃至３Ｃの光源３１及び画像センサ３４の設置箇所について説明する。図５は、各光源３１及び画像センサ３４の設置構成を示す。第１の領域２１、通路２２、第２の領域２３は、壁２４により区画形成されており、第１領域と通路２２、及び第２領域と通路２２を仕切る双方の壁２４には、入口２５及び窓２６が設けられている。

照明器具３Ａの光源３１は、第１の領域２１の天井全体に１２箇所（２列×６行）設置され、照明器具３Ａの画像センサ３４は、第１の領域２１の天井略中央にレンズを下向きにして１箇所設置されている。照明器具３Ｃの光源３１は、第２の領域２３の天井全体に上記同様に設置され、照明器具３Ｃの画像センサ３４は、第２の領域２３の天井略中央に上記同様に設置されている。照明器具３Ｂの光源３１は、通路２２の天井に沿って複数設置され、照明器具３Ｂの画像センサ３４は、入口２５近傍に位置する第２の領域２３の天井部分に１箇所設置されている。上記のような配列構成により、第１の領域２１と第２の領域２３にある光源３１から出射される光は、入口２５及び窓２６を通って通路２２に入射し、通路２２にある光源３１から出射される光は、第１の領域２１と第２の領域２３に入射するようになっている。

上記のように構成された照明システム１の動作について説明する。各照明器具３Ａ乃至３Ｃの画像センサ３４は、一定値以上の光出力で点灯している照明器具３Ａ乃至３Ｃがない場合には、対応する個々の設置エリアの画像データを予め設定された時間間隔毎に取得している。このような場合に、人が照明器具３Ａ乃至３Ｃの設置エリア（第１領域２１、通路２２又は第２領域２３）のいずれかに入ると、そのエリアにある照明器具の制御部３５は、画像センサ３４より取得した画像データを解釈して、人が存在すると判断して光源３１を一定出力以上の光出力で点灯させる。このとき、各照明器具３Ａ乃至３Ｃのタイミング調整部３７は、一定値以上の光出力で点灯した照明器具３Ａ乃至３Ｃの点灯タイミングを、消灯又は一定値より小さい光出力で点灯している他の照明器具３Ａ乃至３Ｃの点灯タイミングとずらす。

一定値以上の光出力で点灯している照明器具３Ａ乃至３Ｃがある場合に、人が一定値以上の光出力で点灯していない他の照明器具３Ａ乃至３Ｃの設置エリアに入ると、人が入ったエリアにある照明器具の制御部３５は、人が存在すると判断して光源３１を一定出力以上の光出力で点灯させる。このとき、各照明器具３Ａ乃至３Ｃのタイミング調整部３７は、一定値以上の光出力で点灯している照明器具３Ａ乃至３Ｃの点灯タイミングを全て一致させ、消灯又は一定値より小さい光出力で点灯している照明器具３Ａ乃至３Ｃの点灯タイミングとずらす。

以上、本実施形態に係る照明システム１によれば、画像センサ３４による画像データ取得のタイミングを工夫したことにより、画像データを解釈して光源３１の点灯制御条件を変更する際に、一定値以上の光出力で点灯している照明器具から出射される光や、この光によって生じる影による影響を最小限にできるので、照明器具３Ａ乃至３Ｃを所望の点灯制御条件で点灯させることが可能になる。また、データ比較の結果、画像の明るさのみが変化し、色度に変化がない場合には、人が存在しないと判断されて照明器具が一定値より小さい光出力で点灯するので、照明器具からの出射光による上記影響を確実に排除できる。ひいては、画像の背景部分における明るさ変動により、人の存在の誤検知を排除できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、照明器具３Ａ乃至３Ｃの各々が制御部３５を備える構成について示したが、本システム１が各照明器具３Ａ乃至３Ｃの光源３１を一括して点灯制御する制御部を備える構成であってもよい。また、制御部３５は、人が存在すると判断した場合には光源３１を一定値以上の光出力で点灯させ、光源３１が点灯を開始してから予め設定された点灯保持時間が経過したときに、光源３１を消灯又は一定値より小さい光出力で点灯させるものであってもよい。また、タイミング調整部３７は、無線通信により互いの照明器具３Ａ乃至３Ｃの点灯タイミングを調整するものであってよい。

本発明の一実施形態に係る照明システムの構成図。 上記照明システムの照明器具を示すブロック図。 上記照明器具の点灯タイミングの一例を示す図。 上記照明器具の点灯タイミングの他の例を示す図。 上記照明システムの光源及び画像センサの設置例を示す平面図。 画像センサを用いて人を検知する技術の一例を説明する図。 上記技術の他の例を説明する図。 従来の照明システムの構成図。 （ａ）は上記照明システムの動作の一例を示す図、（ｂ）は同動作の他の例を示す図。

符号の説明

１ 照明システム
２１ 第１の領域（エリア）
２２ 通路（エリア）
２３ 第２の領域（エリア）
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 照明器具
３４ 画像センサ
３５ 制御部
３６ 記憶部
３７ タイミング調整部（タイミング調整手段）

Claims (2)

1. 複数の照明器具と、前記各照明器具が設置されているエリアを撮像する画像センサと、前記画像センサにより取得される画像データを解釈して前記照明器具に対する点灯制御条件を変更する制御部を備え、前記制御部の制御により前記照明器具の光出力が周期的に変化する照明システムにおいて、
   前記制御部は、前記画像データの解釈により人が存在すると判断されたとき、前記照明器具を一定値以上の光出力で点灯させ、人が存在しないと判断されたとき、前記照明器具を一定値より小さい光出力で点灯させ、
   該システムは、前記照明器具同士が通信することにより、互いの照明器具の点灯タイミングを調整するタイミング調整手段を備え、
   前記タイミング調整手段は、一定値以上の光出力で点灯している照明器具については、その点灯タイミングを一致させ、一定値より小さい光出力で点灯している照明器具については、前記一定値以上の光出力で点灯している照明器具と点灯タイミングをずらし、
   前記画像センサは、前記一定値以上の光出力で点灯している照明器具の光出力が最小の区間において、前記一定値より小さい光出力で点灯している照明器具が設置されているエリアの画像データを取得することを特徴とする照明システム。
2. 人が存在しない状態に相当する基準画像データを記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された基準画像データと前記画像センサにより取得される画像データとを比較し、その結果、画像の明るさのみが変化し、色度に変化がない場合には、人が存在しないと判断することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。