JP2015002366A

JP2015002366A - 負荷制御システム

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Publication number: JP2015002366A
Application number: JP2013124565A
Authority: JP
Inventors: 橋本　幸一郎; Koichiro Hashimoto; 幸一郎橋本; 杭　耕一郎; Koichiro Kui; 耕一郎杭; 利春竹ノ内; Toshiharu Takenouchi; 卓原口; Taku Haraguchi
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2015-01-05

Abstract

【課題】検知領域内の人の状態の認識結果を外部から確認することが可能な負荷制御システムを提供する。【解決手段】負荷制御システム１ａは、検知領域１０内の人Ｈの状態を認識する画像センサ２と、負荷を制御する第１端末器３と、前記状態を表示する第２端末器４と、伝送制御装置５を備える。画像センサ２、第１端末器３及び第２端末器４は、それぞれ固有のアドレスが設定されている。画像センサ２は、前記状態を示す監視データを、信号線Ｌｓを介して伝送制御装置５に伝送するように構成されている。伝送制御装置５は、画像センサ２から伝送された前記監視データに基づいて、第２端末器４を制御する第２制御データを生成し、第２端末器４に対して第２端末器４のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第２制御データを含む伝送信号を伝送するように構成され、第２端末器４は、前記第２制御データに基づいて前記状態を表示するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷制御システムに関するものである。

負荷制御システムとしては、例えば、図２０に示す負荷制御システムが提案されている（特許文献１）。

この負荷制御システムは、人センサ１０１と、制御装置１０２と、複数の照明負荷１０３と、で構成される。制御装置１０２は、人センサ１０１から伝送線を介して伝送される人検知情報に応じて各照明負荷１０３に対する制御指令を生成し、生成した制御指令を、信号線を介して各照明負荷１０３に伝送する。照明負荷１０３は、白熱灯や蛍光ランプ、あるいはＬＥＤランプなどの光源(図示せず)と、制御指令に応じて光源を点灯・消灯及び調光する点灯装置(図示せず)、とを有する。照明負荷１０３は、照明空間(例えば、オフィスビルの１フロア)の天井に配設される。

特開２０１３−９６９４７号公報

図２０に示した負荷制御システムでは、撮像部と画像処理部とを備えた人センサ１０１が、その検知領域内における人の存否及び存在する人数、位置、人の行動（滞在、静止又は移動）を判断することができるように構成されている。

しかしながら、この負荷制御システムでは、人センサ１０１の判断結果を外部から確認することができなかった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、検知領域内の人の状態の認識結果を外部から確認することが可能な負荷制御システムを提供することにある。

本発明の負荷制御システムは、検知領域を撮像し連続的に生成した画像から前記検知領域内の人の状態を認識する画像センサと、負荷が接続され前記負荷を制御する第１端末器と、前記画像センサが認識した状態を表示する第２端末器と、前記画像センサ、前記第１端末器及び前記第２端末器が２線式の信号線を介して接続された伝送制御装置と、を備え、前記画像センサ、前記第１端末器及び前記第２端末器は、それぞれ固有のアドレスが設定され、前記伝送制御装置は、前記信号線を介して、前記画像センサ、前記第１端末器及び前記第２端末器それぞれにアドレスデータを含む伝送信号を伝送するように構成され、前記画像センサは、前記状態を示す監視データを、前記信号線を介して前記伝送制御装置に伝送するように構成され、前記伝送制御装置は、前記画像センサから伝送された前記監視データに基づいて、前記画像センサに対応付けられた前記第１端末器に接続された前記負荷を制御する第１制御データを生成し、前記第１端末器に対して前記第１端末器のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第１制御データを含む伝送信号を伝送するとともに、前記監視データに基づいて前記第２端末器を制御する第２制御データを生成し、前記第２端末器に対して前記第２端末器のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第２制御データを含む伝送信号を伝送するように構成され、前記第２端末器は、前記第２制御データに基づいて前記状態を表示するように構成されていることを特徴とする。

この負荷制御システムにおいて、前記画像センサは、前記状態として人の滞在、移動及び不在を認識するように構成されていることが好ましい。

この負荷制御システムにおいて、前記画像センサは、前記状態として人の数を認識するように構成されていることが好ましい。

この負荷制御システムにおいて、前記画像センサは、前記検知領域の画像を複数の領域に分割して、前記状態として各領域毎の人の存否を認識し、前記監視データとして、各ビット位置と各領域とが１対１で対応付けられ各ビット位置それぞれに、対応する領域の人の存否を示す１又は０のビットデータが設定されたデータを生成することが好ましい。

本発明の負荷制御システムにおいては、検知領域内の人の状態の認識結果を外部から確認することが可能となる。

図１は、実施形態の負荷制御システムの概略構成図である。図２は、実施形態の負荷制御システムにおける伝送制御装置の回路ブロック図である。図３は、実施形態の負荷制御システムにおける第１端末器の回路ブロック図である。図４は、実施形態の負荷制御システムにおける第２端末器の回路ブロック図である。図５（ａ）は、調光操作用の端末器を取付枠に取り付けた状態の概略正面図である。図５（ｂ）は、調光操作用の端末器を取付枠に取り付けた状態の概略側面図である。図６は、調光操作用の端末器の使用形態における概略正面図である。図７は、調光操作用の端末器の動作説明図である。図８（ａ）は、実施形態の負荷制御システムにおける画像センサの概略斜視図である。図８（ｂ）は、実施形態の負荷制御システムにおける画像センサの一部破断した概略下面図である。図９は、実施形態の負荷制御システムにおける画像センサの回路ブロック図である。図１０は、実施形態の負荷制御システムの伝送信号の説明図である。図１１は、実施形態の負荷制御システムの動作説明図である。図１２は、実施形態の負荷制御システムにおける第２端末器の動作説明図である。図１３は、実施形態の負荷制御システムの第１変形例における動作説明図である。図１４は、実施形態の負荷制御システムの別の動作説明図である。図１５は、実施形態の負荷制御システムの別の動作説明図である。図１６は、実施形態の負荷制御システムの第２変形例の動作説明図である。図１７は、実施形態の負荷制御システムの第３変形例の動作説明図である。図１８は、実施形態の負荷制御システムの第３変形例の動作説明図である。図１９は、実施形態の負荷制御システムの第３変形例の動作説明図である。図２０は、従来の負荷制御システムのシステム構成図である。

以下では、本実施形態の負荷制御システム１ａについて図１〜１２に基づいて説明する。

負荷制御システム１ａは、検知領域１０を撮像し連続的に生成した画像から検知領域１０内の人Ｈの状態を認識する画像センサ２と、負荷が接続され前記負荷を制御する第１端末器３と、画像センサ２が認識した前記状態を表示する第２端末器４と、を備える。また、負荷制御システム１ａは、画像センサ２、第１端末器３及び第２端末器４が２線式の信号線Ｌｓを介して接続された伝送制御装置５を備える。

画像センサ２、第１端末器３及び第２端末器４は、それぞれ固有のアドレスが設定されている。

伝送制御装置５は、信号線Ｌｓを介して、画像センサ２、第１端末器３及び第２端末器４それぞれとの間でアドレスデータを含む伝送信号Ｖｓ（図１０参照）を伝送するように構成されている。

画像センサ２は、前記状態を示す監視データを、信号線Ｌｓを介して伝送制御装置５に伝送するように構成されている。

伝送制御装置５は、画像センサ２から伝送された前記監視データに基づいて、画像センサ２に対応付けられた第１端末器３に接続された前記負荷を制御する第１制御データを生成し、第１端末器３に対して第１端末器３のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第１制御データを含む伝送信号Ｖｓを伝送するように構成されている。また、伝送制御装置５は、前記監視データに基づいて第２端末器４を制御する第２制御データを生成し、第２端末器４に対して第２端末器４のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第２制御データを含む伝送信号Ｖｓを伝送するように構成されている。

第２端末器４は、前記第２制御データに基づいて前記状態を表示するように構成されている。

よって、負荷制御システム１ａは、検知領域１０内の人Ｈの状態の認識結果を外部から確認することが可能となる。

負荷制御システム１ａの各構成要素については、以下に詳細に説明する。

伝送制御装置５は、３つの電源用端子５６と、２つの信号用端子５７と、を備えている。伝送制御装置５は、３つの電源用端子５６に接続される例えば単相３線の電線を介して交流電源（図示せず）から交流電圧が供給される。伝送制御装置５は、２つの信号用端子５７に２線式の信号線Ｌｓが接続されている。

伝送制御装置５は、図２に示すように、マイクロプロセッサからなる伝送処理部５１と、伝送ドライバ回路５２と、を備え、伝送処理部５１が、伝送ドライバ回路５２を介して信号線Ｌｓに接続されている。伝送制御装置５は、伝送処理部５１の動作を規定するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）により構成される第１メモリ５３を備えている。また、伝送制御装置５は、第１端末器３と第２端末器４と画像センサ２との対応関係を格納した第２メモリ５４を備えている。この対応関係は、テーブル形式で第２メモリ５４に格納されているのが好ましい。第２メモリ５４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）等の不揮発性メモリにより構成されているのが好ましい。また、伝送制御装置５は、第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２との間で授受するデータ等を格納する第３メモリ５５を備えている。第３メモリ５５は、例えば、ＲＡＭ（random access memory）により構成されているのが好ましい。伝送処理部５１は、制御データを作成したり、第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２の状態を監視したりするように構成されている。伝送ドライバ回路５２は、伝送処理部５１の制御に基いて、信号線Ｌｓを介して第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２との信号の授受を行うように構成されている。

図１には、第１端末器３と第２端末器４と画像センサ２とが、１つずつ図示されているが、それぞれ複数であってもよい。

第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２と信号線Ｌｓとの接続形態には、送り配線が採用される。第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２は、信号線Ｌｓに接続するための端子を備えている。

第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２には、それぞれ個別のアドレスが設定されている。伝送制御装置５は、それらのアドレスに基いて第１端末器３及び第２端末器４を個別に認識する。

負荷制御システム１ａでは、画像センサ２のアドレスと第１端末器３のアドレスと第２端末器４のアドレスとの対応関係を伝送制御装置５で管理している。伝送制御装置５では、１台の画像センサ２のアドレスを１台の第１端末器３のアドレスに対応付けるだけでなく、１台の画像センサ２のアドレスを複数台の第１端末器３のアドレスに対応付けることも可能である。負荷制御システム１ａは、伝送制御装置５において１台の画像センサ２のアドレスを複数台の第１端末器３のアドレスに対応付けるように、アドレスを設定すれば、画像センサ２からの前記監視データに基づいて複数回路の前記負荷を一括して制御することが可能になる。本明細書では、この種の制御を一括制御と称し、とくに、複数の前記負荷を同じ制御状態に制御する一括制御をグループ制御と称し、複数の前記負荷をあらかじめ個々に設定した制御状態に制御する一括制御をパターン制御と称する。前記負荷としては、照明負荷を採用しているが、これに限らず、例えば、空調機等でもよい。

画像センサ２及び第１端末器３にはそれぞれ個別のアドレスが設定されているから、グループ制御を行なう場合には、１台の画像センサ２のアドレスに複数台の第１端末器３のアドレスを対応付ければよい。これにより、負荷制御システム１ａは、例えば、画像センサ２から伝送制御装置５に、人Ｈが存在することを示す前記監視データが伝送されると、伝送制御装置５が、前記監視データに対応させて複数の前記第１制御データを順次発生させグループ制御の対象となる第１端末器３に順に伝送するのである。よって、負荷制御システム１ａは、グループ制御の対象となる第１端末器３に接続された複数の前記負荷を１つの前記監視データに基づいて一括して制御することができる。

第１端末器３は、２線式の信号線Ｌｓを介して伝送制御装置５に接続され、伝送制御装置５との間で、伝送信号を時分割多重方式で伝送する。第１端末器３は、図３に示すように、マイクロコンピュータからなる信号処理部３１と、送受信回路３２と、アドレス設定部３４と、を備えている。信号処理部３１は、送受信回路３２を介して信号線Ｌｓに接続されている。信号処理部３１を構成するマイクロコンピュータには適宜のプログラムが搭載されている。

送受信回路３２は、信号線Ｌｓを伝送される双極性の伝送信号Ｖｓを無極性化（つまり、全波整流）して受信し、受信した信号を信号処理部３１に与えるように構成されている。信号処理部３１から伝送制御装置５に返送される信号は、送受信回路３２において電流モード信号に変換されて信号線Ｌｓに送出される。アドレス設定部３４は、その第１端末器３に固有のアドレスを設定するために設けるものであり、例えば、不揮発性メモリ等により構成することができる。

第１端末器３は、４つのリレーＲｙを接続できるように構成されており、４つのリレーＲｙを各別に駆動する４つのリレー駆動部３５を備えている。

負荷制御システム１ａは、第１端末器３に、それぞれが前記負荷をオンオフする複数のリレーＲｙが接続されている。リレーＲｙは、商用電源等の交流電源（図示せず）と前記負荷との直列回路を接続して使用される。これにより、リレーＲｙは、その器体内に設けられている接点が、交流電源と前記負荷との間で交流電源及び前記負荷に直列に接続される。よって、負荷制御システム１ａは、前記負荷のオンオフを制御することができる。リレーＲｙは、ラッチング型のリレーにより構成されている。第１端末器３がリレーＲｙを制御する際には、リモコントランスＴからリレーＲｙにパルス的に電源を供給する。リモコントランスＴは、交流電源に接続されており、１００Ｖの交流電圧を変圧してリレーＲｙ及び第１端末器３に２４Ｖの交流電圧を供給するように構成されている。

第１端末器３は、リレー駆動部３５によりリレーＲｙを制御する。第１端末器３は、最大で４回路のリレーＲｙを制御可能である。このため、第１端末器３には、リレーＲｙを個別に認識するために２ビットの負荷番号が付加されている。以下では、第１端末器３のチャンネルと負荷番号とをまとめてアドレスと呼ぶことにする。つまり、負荷制御システム１ａは、画像センサ２、各リレーＲｙに、それぞれ個別のアドレスが付与されていることになる。また、負荷制御システム１ａは、互いに一対一に対応する画像センサ２と第１端末器３とを同チャンネルに設定することにより、対応関係をわかりやすくしてある。

第１端末器３は、アドレスデータに含まれる負荷番号が一致するリレーＲｙを制御することで対応する前記負荷を制御する。

ところで、負荷制御システム１ａでは、画像センサ２のアドレスとリレーＲｙのアドレスとの対応関係を伝送制御装置５で管理しているから、伝送制御装置５において１つの画像センサ２のアドレスに複数回路のリレーＲｙのアドレスを関係データとして対応付けておけば、１つの画像センサ２で複数回路のリレーＲｙを一括して制御することが可能である。このような一括制御には、上述のグループ制御とパターン制御とがある。グループ制御やパターン制御は、リレーＲｙにより制御される前記負荷が照明負荷であるときにとくに有効であって、オフィス空間のように多数の照明負荷が配列されているような場所で、複数の照明負荷を一斉に点灯・消灯させる際にグループ制御やパターン制御を利用することができる。

負荷制御システム１ａは、伝送制御装置５、第１端末器３、各リレーＲｙ及びリモコントランスＴが、分電盤７内に配置されるのが好ましい。なお、伝送制御装置５、第１端末器３、各リレーＲｙ及びリモコントランスＴそれぞれの器体の外形寸法は、例えば、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＣ８３７０）で規格化されている電灯分電盤用協約形配線遮断器の単位寸法の整数倍の大きさに設定されているのが好ましい。また、伝送制御装置５、第１端末器３、各リレーＲｙ及びリモコントランスＴそれぞれは、分電盤７内に固定される盤用連接取付板に取り付けることができるように構成されているのが好ましい。盤用連接取付板は、分電盤内に固定され、電灯分電盤用協約形配線遮断器を連接して取り付けることができる取付板である。

また、負荷制御システム１ａは、第２端末器４が、例えば、オフィス等の壁面に配置されるように構成されているのが好ましい。

第２端末器４は、図４に示すように、マイクロコンピュータからなる信号処理部４１と、送受信回路４２と、電源回路４３と、アドレス設定部４４と、前記状態を表示するための表示部４５と、を備えている。信号処理部４１は、送受信回路４２を介して信号線Ｌｓに接続されている。信号処理部３１を構成するマイクロコンピュータには適宜のプログラムが搭載されている。

送受信回路４２は、信号線Ｌｓを伝送される双極性の伝送信号Ｖｓを無極性化して受信し、受信した信号を信号処理部４１に与えるように構成されている。また、電源回路４３は、信号線Ｌｓを伝送される伝送信号から第２端末器４の内部電源を得るように構成されている。信号処理部４１から伝送制御装置５に返送される信号は、送受信回路４２において電流モード信号に変換されて信号線Ｌｓに送出される。アドレス設定部４４は、その第２端末器４に固有のアドレスを設定するために設けるものであり、例えば、不揮発性メモリ等により構成することができる。

第２端末器４としては、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すような調光操作用の端末器４ａを流用することができる。端末器４ａの器体４０は、大角形連用配線器具の取付枠に最大３個まで取り付けることができる１個モジュール寸法の配線器具の３個分に相当する寸法（この寸法は、「３個モジュール寸法」と呼ばれている。）を有している。大角形連用配線器具の取付枠は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＣ８３７５）で規格化されている。

端末器４ａは、器体４０の前面側に、３個のスイッチＳａ、Ｓｂ及びＳｃと、調光レベルを表示するためのレベル表示部ＤＬと、照明負荷のオンオフを表示するためのオン表示部ＬＮ及びオフ表示部ＬＦと、が設けられている。端末器４ａは、内部にＥＥＰＲＯＭよりなるアドレス設定部を備え、外部の設定器との間でワイヤレス信号を授受することにより、アドレスの設定、確認及び変更が可能になっている。

スイッチＳａは、照明負荷のオン、オフを指示するためのスイッチである。スイッチＳｂは、照明負荷の調光レベルをアップさせることを指示するためのスイッチである。スイッチＳｃは、調光レベルをダウンさせることを指示するためのスイッチである。レベル表示部ＤＬは、発光色が同じ複数個（図示例では、６個）の発光ダイオードが列設されており、各発光ダイオードそれぞれの前方に、発光ダイオードの光を出射する透光部４６が設けられている。オン表示部ＬＮ及びオフ表示部ＬＦは、発光ダイオードと、発光ダイオードの前方に設けられ発光ダイオードの光を出射する透光部とで構成されている。オン表示部ＬＮとオフ表示部ＬＦとは、互いに発光色の異なる発光ダイオードを採用している。

端末器４ａは、０〜１２７の調光レベルを７ビットの情報として伝送制御装置５との間で授受できるように構成されている。図７は、調光レベルが３８のときの７ビットの情報である。

器体４０は、例えば、１個モジュール寸法の配線器具を３個並べて取り付けることのできる取付枠６０に着脱自在に取り付けられる。取付枠６０は、合成樹脂製の取付枠である。なお、器体４０は、金属製の取付枠に着脱自在に取り付けてもよい。

取付枠６０は、第１側片６２ａと第２側片６２ｂとの上端部同士、下端部同士をそれぞれ第１連結片６５ａ、第２連結片６５ｂで連結した矩形枠状に形成されている。よって、取付枠６０は、第１側片６２ａと第１連結片６５ａと第２側片６２ｂと第２連結片６５ｂとで囲まれた開口窓６１を有している。取付枠６０は、第１側片６２ａ及び第２側片６２ｂに、器体４０の両側縁に突設された係止爪４０ａがそれぞれ係合する保持孔６３を有している。また、取付枠６０は、第２側片６２ｂに、第１側片６２ａとの距離を変えるように撓むことができる操作片６４が形成されている。

取付枠６０に器体４０を取り付けるときには、取付枠６０の後方（図５（ｂ）の右側）から器体４０を開口窓６１に挿入する向きに移動させるようにすれば、操作片６４が撓んで器体４０を取付枠６０に嵌着でき、このとき、器体４０の前部が開口窓６１から突出する。一方、取付枠６０から器体４０を外すには、操作片６４を、第２側片６２ｂから引き離すようにドライバ等でこじればよい。第１連結片６５ａ及び第２連結片６５ｂには、スイッチボックスに取付枠６０を結合するためのボックスねじを挿入する長孔６６や取付枠６０の前面を覆うプレート枠（図示せず）を取り付けるプレートねじが螺合するねじ孔６７等が設けられる。プレート枠の前面側には、化粧プレート６９（図６参照）が着脱自在に取り付けられる。図６に示した例では、プレート枠と化粧プレート６９とでプレートが構成される。さらに、第１連結片６５ａ及び第２連結片６５ｂには、長孔６６を通して挿入されるねじに螺合し、壁パネル等に形成された取付孔の周部を取付枠６０との間で挟持する挟み金具の一端部が挿入される孔６８も形成されている。

第２端末器４として端末器４ａを流用する場合には、レベル表示部ＤＬを表示部４５として利用する。この点については、後述する。

また、負荷制御システム１ａは、画像センサ２が、例えば、オフィス等の天井に配置されるのが好ましい。このため、画像センサ２は、例えば、オフィス等の天井等に取り付けることができるように構成されている。

画像センサ２の器体２０は、図８に示すように、天井に取り付けるためのフランジ部２０ａａと、フランジ部２０ａを覆う化粧プレート２９と、を備えている。フランジ部２０ａａには、天井材の上側に配置された埋込ボックスのねじ孔に螺合するボックス取付ねじや、天井材に直付けする際に用いるタッピンねじを挿通するための第１孔２０ａｃが２つ形成されている。両第１孔２０ａｃは、フランジ部２０ａａの中心に対して互いに反対側に形成されている。また、フランジ部２０ａａには、天井材に固定する際に用いる２つの取付具８０の引締ねじ８１をそれぞれ露出させる２つの第２孔２０ａｂが形成されている。取付具８０は、フランジ部２０ａａの上面の溝に下端部が嵌入される支柱８２と、支柱８２内に挿通され先端部が支柱８２の上端部に保持された引締ねじ８１と、引締ねじ８１に螺合した挟み片８３と、を備えている。取付具８０は、施工者等が、ドライバ等により引締ねじ８１を右回りに回して締め付けることによって、挟み片８３がフランジ部２０ａａとの距離を小さくする向きに移動する。取付具８０を利用して画像センサ２を天井材に取り付ける場合には、器体２０を天井材の孔に挿入してフランジ部２０ａａを天井材の下面に当接させ、その後、引締ねじ８１を適宜締め付けて、挟み片８３とフランジ部２０ａａとで天井材を挟持させればよい。

画像センサ２は、伝送制御装置５との間で伝送信号の伝送を行うことができるよう、図９に示すように、マイクロコンピュータからなる信号処理部２１と、送受信回路２２と、電源回路２３と、アドレス設定部２４と、を備えている。信号処理部２１は、送受信回路２２を介して信号線Ｌｓに接続されている。信号処理部２１を構成するマイクロコンピュータには適宜のプログラムが搭載されている。

送受信回路２２は、信号線Ｌｓを伝送される双極性の伝送信号Ｖｓを無極性化して受信し、受信した信号を信号処理部２１に与えるように構成されている。また、電源回路２３は、信号線Ｌｓを伝送される伝送信号から画像センサ２の内部電源を得るように構成されている。信号処理部２１から伝送制御装置５に返送される信号は、送受信回路２２において電流モード信号に変換されて信号線Ｌｓに送出される。アドレス設定部２４は、その画像センサ２に固有のアドレスを設定するために設けるものであり、例えば、不揮発性メモリ等により構成することができる。

負荷制御システム１ａは、画像センサ２と複数回路の負荷とが１対多で対応付けられているが、これに限らず、１対１で対応付けられていてもよい。

画像センサ２は、図９に示すように、撮像部２５と、画像処理部２６と、設定部２７と、記憶部２８と、を備えている。

撮像部２５は、撮像素子と、アナログの出力信号をディジタルの画像信号(画像データ)に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、を備えている。

撮像素子は、それぞれが各別の画素を構成する複数の受光部（センサ部）が２次元のマトリクス状に配列されている。

撮像素子としては、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサを用いているが、これに限らず、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等を採用してもよい。低消費電力化の観点からは、撮像素子として、ＣＣＤイメージセンサよりもＣＭＯＳイメージセンサを用いるのが好ましい。また、撮像部２５は、レンズを好適に備えている。レンズは、例えば、各受光部の視野を調整するために設けられる。

記憶部２８は、書換可能な不揮発性メモリにより構成してある。不揮発性メモリとしては、例えば、フラッシュメモリ等を採用することができる。記憶部２８は、画像処理部２１における画像処理及び判断処理に必要な種々の情報を記憶している。

設定部２７は、外部の設定器から種々の情報を取り込むためのインタフェースを構成し、外部の設定器との間でワイヤレス信号を授受することができるように構成されている。

画像センサ２は、第１端末器３により制御される前記負荷が配置されるオフィス等の天井に設置される。負荷制御システム１ａは、前記負荷が照明負荷の場合、画像センサ２の検知領域１０を、照明負荷による照明空間に設定するのが好ましい。

画像処理部２６は、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などで構成され、撮像部２５から取り込む画像データに対して種々の画像処理を実行し、且つ画像処理の結果を利用して人Ｈの存在などを判断する判断処理を実行する。

画像センサ２は、例えば、検知領域１０に人Ｈが存在しない状況で撮像された検知領域１０の画像データが、背景画像データとして記憶部２８に記憶される。画像処理部２６は、撮像部２５から順次出力される画像データと背景画像データの差分である差分画像を生成し、その差分画像から人Ｈの輪郭や人Ｈの領域に対応した画素領域(以下、「人体画素領域」と呼ぶ。)の抽出処理を行い、人体画素領域を抽出すれば人Ｈが存在すると判断する。差分画像は、画像データと背景画像データとの間で対応する画素ごとの差分を画素値とする画像である。画像処理部２６は、画像データと背景画像データとから差分画像を生成する代わりに、時系列的に並ぶ２つのフレームの画像から差分画像を生成するようにしてもよい。なお、撮像部２５は、１秒間に３０フレームの画像を出力する。撮像部２５が撮像する時間間隔は、特に限定するものではない。

また、画像処理部２６は、人体画素領域における代表位置を求め、当該代表位置が所定時間(所定のフレーム数)内に変位する距離をしきい値と比較することで人Ｈの行動(滞在、移動等)を判断する。つまり、画像処理部２６は、当該距離がしきい値未満の場合、その人Ｈが同じ場所に滞在していると判断し、当該距離がしきい値以上の場合、移動していると判断する。ただし、代表位置とは、人体画素領域の重心位置や人体の特定の部位(例えば、頭部)の位置である。なお、画像処理部２６は、２つのフレームの画像から差分画像を生成する場合、人Ｈが静止して滞在していると、人体画素領域が抽出できない可能性もあるが、画像データと背景画像データとから差分画像を生成することにより、人Ｈが静止して滞在していても、人体画素領域の抽出が可能である。さらに、画像処理部２６は、抽出した人体画素領域の数を検知領域１０に存在する人Ｈの数と判断する。画像センサ２は、信号処理部２１が、画像処理部２６の判断結果に基いて前記監視データを生成し、前記監視データを送受信回路２２から信号線Ｌｓに送出するように構成されている。

ところで、伝送制御装置５は、信号線Ｌｓに対して、図１０（ａ）に示すフォーマット（信号形態）の伝送信号Ｖｓを送出する。伝送信号Ｖｓは、双極性（±２４Ｖ）の時分割多重信号であり、パルス幅変調によってデータが伝送されるようになっている（図１０（ｂ））。伝送信号Ｖｓは、スタートパルス信号ＳＹ、モードデータＭＤ、アドレスデータＡＤ、制御データＣＤ、チェックサムデータＣＳ及び信号返送期間ＷＴよりなる。スタートパルス信号ＳＹは、信号送出開始を示す信号である。モードデータＭＤは、伝送信号Ｖｓのモードを示すデータである。アドレスデータは、第１端末器３や第２端末器４や画像センサ２を各別に呼び出すためのデータである。制御データＣＤは、リレーＲｙや負荷を制御するためのデータである。チェックサムデータは、伝送誤りを検出するためのデータである。信号返送期間ＷＴは、第１端末器３や第２端末器４や画像センサ２からの返送信号を受信するタイムスロットである。

第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２は、信号線Ｌｓを介して受信した伝送信号Ｖｓに含まれるアドレスデータＡＤが自己のアドレスに一致すると、伝送信号Ｖｓから制御データＣＤを取り込む。そして、第１端末器３、第２端末器４及び画像センサ２は、伝送信号Ｖｓの信号返送期間ＷＴに監視データを電流モード信号として返送する。電流モード信号は、信号線Ｌｓを適当な低インピーダンスを介して短絡することにより送出される信号である。

伝送制御装置５は、所望の第１端末器３又は第２端末器４にデータを伝送する場合、モードデータＭＤを制御モードとし、所望の第１端末器３又は第２端末器４のアドレスをアドレスデータＡＤとする伝送信号Ｖｓを送出する。そして、負荷制御システム１ａでは、アドレスデータＡＤに一致するアドレスの第１端末器３又は第２端末器４が、制御データＣＤを受け取り、信号返送期間ＷＴに監視データを返送する。そして、伝送制御装置５は、送出した制御データＣＤと信号返送期間ＷＴに受信した監視データとの関係によって制御データＣＤが所望の第１端末器３又は第２端末器４に伝送されたことを確認する。

第１端末器３は、受け取った制御データＣＤ（前記第１制御データ）に従ってリレーＲｙを制御する。第２端末器４は、受け取った制御データＣＤ（前記第２制御データ）に従って表示部４０に人Ｈの状態を表示させる。

伝送制御装置５は、通常時にはモードデータＭＤをダミーモードとした伝送信号Ｖｓを一定時間間隔で送出している（常時、ポーリングを行っている）。画像センサ２は、伝送制御装置５に対して何らかの情報を伝送しようとする場合、ダミーモードの伝送信号Ｖｓのスタートパルス信号ＳＹに同期させて、図１０（ｃ）のような割込信号を発生させる。このとき、画像センサ２は、割込フラグを設定して伝送制御装置５との以後の情報の授受に備える。

伝送制御装置５は、割込信号を受信すると、モードデータＭＤを割込ポーリングモードとし且つアドレスデータＡＤの上位の半数のビット（アドレスデータＡＤを８ビットとすれば上位４ビット）を順次増加させながら伝送信号を送出する。割込信号を発生した画像センサ２は、割込ポーリングモードの伝送信号ＶｓのアドレスデータＡＤの上位４ビットが自己のアドレスの上位４ビットに一致するときに、信号返送期間ＷＴにアドレスの下位の半数のビットを伝送制御装置５に返送する。これにより、伝送制御装置５は、割込信号を発生した画像センサ２を認識することができる。

伝送制御装置５は、割込信号を発生した画像センサ２のアドレスを獲得すると、モードデータＭＤを監視モードとし、獲得したアドレスデータＡＤを持つ伝送信号ＶＳを信号線Ｌｓに送出する。そして、画像センサ２は、この伝送信号Ｖｓに対して、伝送しようとする情報（前記監視データ）を信号返送期間ＷＴに返送する。

最後に、伝送制御装置５は、割込信号を発生した画像センサ２に対して割込リセットを指示する信号を送出し、画像センサ２の割込フラグを解除する。

以上のようにして、画像センサ２から伝送制御装置５への前記監視データの伝送は、伝送制御装置５から画像センサ２への４回の信号伝送（ダミーモード、割込ポーリングモード、監視モード、割込リセット）によって完了する。

以下では、画像センサ２が、前記監視データとして、検知領域１０内の人Ｈの滞在、移動、不在のいずれかを示すデータを生成する場合について説明する。

負荷制御システム１ａでは、画像センサ２が、例えば、図１１に示すように、人Ｈの移動を示す前記監視データを「００００００１」とし、人Ｈの滞在を示す監視データを「０００００１０」とし、人Ｈの不在を示す前記監視データを「００００１００」とすることにより、伝送制御装置５において、人Ｈの状態として、滞在、移動、不在を識別することができる。そして、負荷制御システム１ａは、伝送制御装置５が、人Ｈの状態に応じて前記負荷を制御する。例えば、伝送制御装置５は、人Ｈの状態が滞在もしくは移動の場合、画像センサ２に対応付けられた負荷をオンさせるための前記第１制御データを生成して第１端末器３へ伝送する。また、伝送制御装置５は、人Ｈの状態が不在の場合、画像センサ２に対応付けられた前記負荷をオフさせるための前記第１制御データを生成して第１端末器３へ伝送する。

また、伝送制御装置５は、人Ｈの状態が移動の場合、端末器４ａに対して、調光レベルが「００００００１」であることを表示させるための前記第２制御データを生成して端末器４ａへ伝送する。これにより、端末器４ａでは、図１２の左側に示すように、表示部４５における６つの透光部４６のうち１つの透光部４６に対応する発光ダイオードのみが点灯し、１つの透光部４６から発光ダイオードの光が出射される。図１２では、ハッチングを施している透光部４６から発光ダイオードの光が出射されることを示している。また、伝送制御装置５は、人Ｈの状態が滞在の場合、端末器４ａに対して、調光レベルが「０００００１０」であることを表示させるための前記第２制御データを生成して端末器４ａへ伝送する。これにより、端末器４ａでは、図１２の真ん中に示すように、表示部４５における６つの透光部４６のうち２つの透光部４６に対応する発光ダイオードのみが点灯し、２つの透光部４６から発光ダイオードの光が出射される。また、伝送制御装置５は、人Ｈの状態が不在の場合、端末器４ａに対して、調光レベルが「００００１００」であることを表示させるための前記第２制御データを生成して端末器４ａへ伝送する。これにより、端末器４ａでは、図１２の右側に示すように、表示部４５における６つの透光部４６のうち３つの透光部４６に対応する発光ダイオードのみが点灯し、３つの透光部４６から発光ダイオードの光が出射される。よって、第２端末器４では、人Ｈの移動、滞在、不在の別によって表示部４５の表示を異ならせることができる。

第１端末器３としては、調光制御用の端末器を用いてもよい。調光制御用の端末器としては、例えば、調光データを生成する機能を有するものを採用することができる。この場合、前記負荷としては、ＬＥＤを用いた光源と、調光データに基づいて光源を調光点灯させることが可能な点灯装置とを備えた、ＬＥＤ照明器具を採用することができる。

この場合、伝送制御装置５は、前記監視データが人Ｈの滞在を示している場合、前記第１制御データとして前記負荷を定格点灯させるためのデータを生成し、前記監視データが人Ｈの移動を示している場合、前記第１制御データとして前記負荷を調光点灯させるためのデータを生成し、前記監視データが人Ｈの不在を示している場合、前記第１制御データとして前記負荷を消灯させるためのデータを生成することが好ましい。これにより、負荷制御システム１ａは、より一層の低消費電力化を図ることが可能となる。

負荷制御システム１ａの第１変形例は、第２端末器４として、図１３に示すように表示部４５が上下に並ぶ３つの透光部４６を備えた表示用の端末器４ｂを用いるようにしてもよい。端末器４ｂの構成は、図４と同じである。第２端末器４として端末器４ｂを用いる場合の、端末器４ｂの動作例は、図１３の通りである。図１３では、ハッチングを施している透光部４６から発光ダイオードの光が出射されることを示している。なお、３つの透光部４６それぞれに対応する発光ダイオードは、互いの発光色を異ならせてあるが、発光色が同じもよい。

第１変形例では、例えば、人Ｈの状態が移動のときに、図１３の左側に示すように上の透光部４６に対応する発光ダイオードのみ点灯させる。また、第１変形例では、人Ｈの状態が滞在のときに図１３の真ん中に示すように、中央の透光部４６に対応する発光ダイオードのみ点灯させる。また、負荷制御システム１ａは、人Ｈの状態が不在のときに図１３の右側に示すように下の透光部４６に対応する発光ダイオードのみ点灯するようにすればよい。

以下では、画像センサ２が、前記監視データとして、検知領域１０内の人Ｈの数を示すデータを生成する場合について説明する。

負荷制御システム１ａは、画像センサ２が、例えば、図１４に示すように、人Ｈの数を示す前記監視データを「０１００１１０」とすることにより、伝送制御装置５において、人Ｈの数が３８人であることを識別することができる。そして、負荷制御システム１ａでは、伝送制御装置５が、人Ｈの数に応じて前記負荷を制御する。例えば、伝送制御装置５は、人Ｈの数が１以上の場合、画像センサ２に対応付けられた前記負荷をオンさせるための前記第１制御データを生成して第１端末器３へ伝送する。また、伝送制御装置５は、人Ｈの数が０の場合、画像センサ２に対応付けられた前記負荷をオフさせるための前記第１制御データを生成して第１端末器３へ伝送する。

また、伝送制御装置５は、人Ｈの数が１の場合、端末器４ａに対して、調光レベルが「００００００１」であることを表示させるための前記第２制御データを生成して端末器４ａへ伝送する。これにより、端末器４ａでは、図１５の左側に示すように、表示部４５における６つの透光部４６のうち１つの透光部４６に対応する発光ダイオードのみが点灯し、１つの透光部４６から発光ダイオードの光が出射される。また、伝送制御装置５は、人Ｈの数が４０の場合、端末器４ａに対して、調光レベルが「０１０１０００」であることを表示させるための制御データを生成して端末器４ａへ伝送する。これにより、端末器４ａでは、図１５の右側に示すように、表示部４５における６つの透光部４６のうち４つの透光部４６に対応する発光ダイオードのみが点灯し、４つの透光部４６から発光ダイオードの光が出射される。よって、第２端末器４では、人Ｈの数によって表示部４５の表示を異ならせることができる。

負荷制御システム１ａの第２変形例は、第２端末器４として、図１６に示すように表示部４５が人Ｈの数を表示するディスプレイにより構成された表示用の端末器４ｃを用いるようにしてもよい。ディスプレイとしては、例えば、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置等を採用することができる。端末器４ｃの基本的な回路構成は、図４と同じであり、表示部４５の構成が相違する。第２端末器４として端末器４ｃを用いる場合の、端末器４ｂの動作例は、図１６の通りである。図１６における表示部４５の表示は、画像センサ２により検知された人Ｈの数が１０人の場合の例である。

本実施形態の負荷制御システム１ａの第３変形例では、画像センサ２が、検知領域１０の画像を例えば図１７に示すように複数の領域Ａ１〜Ａ９に分割して各領域Ａ１〜Ａ９毎の人Ｈの存否を認識するようにしてもよい。画像センサ２においては、設定部２７によって複数の領域Ａ１〜Ａ９の位置情報、例えば、各領域Ａ１〜Ａ９の４つの頂点の座標が設定され、設定された位置情報が記憶部２８に記憶される。画像処理部２６は、記憶部２８に記憶されている位置情報に基づき、各領域Ａ１〜Ａ９毎に人Ｈの存否を判断する。

第３変形例では、画像センサ２が、前記監視データとして、例えば、図１８に示すように、各ビット位置と各領域Ａ１〜Ａ９とが１対１で対応付けられ各ビット位置それぞれに、対応する領域Ａ１〜Ａ９の人Ｈの存否を示す１又は０のビットデータが設定されたデータを生成する。図１８では、人Ｈが存在する場合のビットデータを１とし、人Ｈが存在しない場合のビットデータを０としてある。

第３変形例では、第２端末器４として、図１９に示すように表示部４５が各領域Ａ１〜Ａ９ごとの人Ｈの存否を表示するディスプレイにより構成された表示用の端末器４ｄを用いる。端末器４ｄの基本的な回路構成は、図４と同じであり、表示部４５の構成が相違する。第２端末器４として端末器４ｄを用いる場合の、端末器４ｄの動作例は、図１９の通りである。図１９では、表示部４５を複数の領域Ａ１〜Ａ９に１対１で対応する複数（図示例では、９つ）の小領域に分割してあり、人Ｈの存在する小領域のみにハッチングを施してある。よって、第３変形例では、検知領域１０内において人Ｈの存在する位置を外部から確認することが可能となる。なお、表示部４５は、ディスプレイに限らず、複数の発光ダイオードを利用して構成してもよい。

以上、本発明の構成を、実施形態等に基いて説明したが、本発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。

１ａ負荷制御システム
２画像センサ
３第１端末器
４第２端末器
５伝送制御装置
１０検知領域
Ａ１〜Ａ９領域
Ｌｓ信号線
Ｈ人

Claims

検知領域を撮像し連続的に生成した画像から前記検知領域内の人の状態を認識する画像センサと、負荷が接続され前記負荷を制御する第１端末器と、前記画像センサが認識した状態を表示する第２端末器と、前記画像センサ、前記第１端末器及び前記第２端末器が２線式の信号線を介して接続された伝送制御装置と、を備え、
前記画像センサ、前記第１端末器及び前記第２端末器は、それぞれ固有のアドレスが設定され、前記伝送制御装置は、前記信号線を介して、前記画像センサ、前記第１端末器及び前記第２端末器それぞれにアドレスデータを含む伝送信号を伝送するように構成され、
前記画像センサは、前記状態を示す監視データを、前記信号線を介して前記伝送制御装置に伝送するように構成され、
前記伝送制御装置は、前記画像センサから伝送された前記監視データに基づいて、前記画像センサに対応付けられた前記第１端末器に接続された前記負荷を制御する第１制御データを生成し、前記第１端末器に対して前記第１端末器のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第１制御データを含む伝送信号を伝送するとともに、前記監視データに基づいて前記第２端末器を制御する第２制御データを生成し、前記第２端末器に対して前記第２端末器のアドレスに一致するアドレスデータ及び前記第２制御データを含む伝送信号を伝送するように構成され、
前記第２端末器は、前記第２制御データに基づいて前記状態を表示するように構成されていることを特徴とする負荷制御システム。
前記画像センサは、前記状態として人の滞在、移動及び不在を認識するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の負荷制御システム。
前記画像センサは、前記状態として人の数を認識するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の負荷制御システム。
前記画像センサは、前記検知領域の画像を複数の領域に分割して、前記状態として各領域毎の人の存否を認識し、前記監視データとして、各ビット位置と各領域とが１対１で対応付けられ各ビット位置それぞれに、対応する領域の人の存否を示す１又は０のビットデータが設定されたデータを生成することを特徴とする請求項１記載の負荷制御システム。