JP2015069781A

JP2015069781A - 照明制御システム

Info

Publication number: JP2015069781A
Application number: JP2013201971A
Authority: JP
Inventors: 晃久奥谷; Teruhisa Okuya; 百合子上垣; Yuriko Kamigaki; 透中村; Toru Nakamura
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13
Also published as: US9351376B2; US20150097490A1

Abstract

【課題】照明によってユーザに与えるまぶしさを抑制できる照明制御システムを提供する。
【解決手段】照明制御システムは、ユーザの眼の状態により変化する信号を検出する信号検出部４と、検出された信号に基づいて眼の開閉状態を判断する開閉判断部３ａと、検出された信号に基づいて照明器具１に対するユーザの視線方向を検出する視線検出部３ｂと、ユーザの眼が閉眼状態であると判断した場合には照明器具１を制御して照度を低下させ、ユーザの眼が開眼状態であると判断した場合には視線検出部３ｂにより検出された視線方向に基づいて照明器具１を制御して照度及び色を変更する制御部２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザの状態に応じて照明を制御する照明制御システムに関する。

ユーザの状態に応じて照明を制御する技術としては、下記の特許文献１が知られている。

この特許文献１には、被照射者の眼の開閉状態の如何に関わらず、被照射者に光刺激を付与して被照射者の覚醒を効果的に促す照明装置が記載されている。具体的に、この照明装置は、ユーザが閉眼状態にあるときに瞼の光透過率の高い波長域の光を発する光源を点灯させる。さらに、照明装置は、ユーザが開眼状態にあるときにメラトニンの分泌抑制の効果の高い波長域の光を発する光源を点灯させる。

特開２００９−２６６４８４号公報

しかしながら、上述した照明装置は、ユーザの眼の開閉状態の如何に関わらずユーザに光刺激を付与している。このことから、ユーザが閉眼状態から眼を開けた時やユーザの視線が光源に向けられた時にユーザにまぶしさを与えてしまう。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、照明によってユーザに与えるまぶしさを抑制できる照明制御システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る照明制御システムは、ユーザが存在する空間に設置された照明器具を制御する照明制御システムであって、ユーザの眼の状態により変化する信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段により検出された信号に基づいて眼の開閉状態を判断する開閉判断手段と、前記信号検出手段により検出された信号に基づいて前記照明器具に対するユーザの視線方向を検出する視線検出手段と、前記開閉判断手段によりユーザの眼が閉眼状態であると判断した場合には前記照明器具を制御して照度を低下させ、前記開閉判断手段によりユーザの眼が開眼状態であると判断した場合には前記視線検出手段により検出された視線方向に基づいて前記照明器具を制御して照度及び色を変更する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る照明制御システムは、前記信号検出部は、カメラ、眼電位計測手段、脳活動検知手段の少なくとも一つであることを特徴とする。

本発明によれば、照明によってユーザに与えるまぶしさを抑制できる。

本発明の実施形態として示す照明制御システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施形態として示す照明制御システムにおける眼の状態に応じて検出される画像を説明する図であり、（ａ）は開眼状態、（ｂ）は薄目状態を示す。本発明の実施形態として示す照明制御システムにおいて、眼の状態と照度との関係を示す図である。本発明の実施形態として示す照明制御システムにおいて、（ａ）は眼の中心窩から光源の距離（角度）と照度との関係を示し、（ｂ）は眼の中心窩から光源の距離（角度）と色の濃さとの関係を示す図である。本発明の実施形態として示す照明制御システムにおいて、眼の中心窩から光源の距離（角度）と色の濃さとの関係を示す図である。本発明の実施形態として示す照明制御システムの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態として示す照明制御システムは、例えば図１に示すように構成される。この照明制御システムは、照明部１、制御部２、判断部３、及び、信号検出部４を有する。制御部２、判断部３及び信号検出部４は、例えばマイクロコンピュータ等により構成されている。

なお、照明制御システムにおいて、照明部１、制御部２、判断部３、信号検出部４の設置位置は、任意でよい。すなわち、例えばシーリングライトとしての照明部１が制御部２と共に天井に設けられ、判断部３及び信号検出部４はシーリングライトと別体であってもよい。

照明部１は、例えば家庭内の各部屋に設置される照明器具である。照明部１は、部屋の天井に設けられたシーリングライトであってもよく、任意の箇所に設けられたスポットライト等であってもよい。照明部１は、照明光の明るさ、色が変更可能なものである。さらに、照明部１は、設置箇所からの方向ごとに、照明光の明るさ、色が変更可能であることが望ましい。

照明部１は、制御部２からの制御信号によって、配光パターンが制御される。この配光パターンは、設置箇所からの方向に対する照明光の明るさ、色の組み合わせである。これにより、照明部１は、照明部１が設けられた空間における照度、色を調整できる。

信号検出部４は、ユーザの眼の状態により変化する信号を検出する信号検出手段である。信号検出部４は、カメラ、眼電位計測手段、脳活動検知手段の少なくとも一つである。

判断部３は、開閉判断部３ａと、視線検出部３ｂとを含む。開閉判断部３ａは、信号検出部４により検出された信号に基づいて眼の開閉状態を判断する。視線検出部３ｂは、信号検出部４により検出された信号に基づいて照明部１に対するユーザの視線方向を検出する。

信号検出部４がカメラの場合、信号検出部４は、図２に示すような画像信号を得る。この画像信号は、眼の輪郭を含む。信号検出部４は、ユーザの眼が開眼状態である場合には図２（ａ）のように直径がＥａの画像信号を得ることができる。一方、ユーザの眼が薄目状態である場合には、図２（ｂ）のように直径がＥｂのように小さい画像信号を得る。なお、Ｅｂは、予め設定され、開眼状態におけるＥａよりも小さく、閉眼状態ではないと判断できる値であればよい。

判断部３の開閉判断部３ａは、画像信号に対するエッジ抽出処理や、テンプレートマッチング法によって眼の輪郭を抽出する。そして開閉判断部３ａは、眼の縦方向の長さを監視する。眼の縦方向の長さがゼロになると、閉眼状態と判定する。

信号検出部４が眼電位計測手段の場合、信号検出部４は、目の周りの筋電位を計測する。例えば、眼の上方に第１電極、眼の下方に第２電極を貼り付ける。信号検出部４は、各電極からの信号に基づいて各電位を検出して増幅処理、フィルタ処理、Ａ−Ｄ変換処理、動きの平均処理、論理結合処理を行う。

判断部３の開閉判断部３ａは、所定期間（数百ｍｓｅｃ）での最大電位、最小電位を抽出する。そして、最大電位と最小電位との差が所定値を超えた場合に、まぶたが動いたと判断する。これにより、開閉判断部３ａは、閉眼状態を判断する。

なお、開閉判断部３ａは、任意の空間に複数のユーザが居る場合には、複数のユーザの全員が同時に眼を閉じている場合に、閉眼状態と判断してもよい。さらに、開閉判断部３ａは、複数のユーザのうち誰かが開眼した場合に、開眼状態と判断してもよい。

信号検出部４が脳活動検知手段の場合、信号検出部４は、ユーザの脳波を検出する。判断部３の開閉判断部３ａは、ユーザの脳波のうちα波の周波数成分を検出する。開閉判断部３ａは、α波帯域である８〜１３Ｈｚ成分が多く含まれている場合にはユーザの眼が閉眼状態であると判断する。

視線検出部３ｂは、信号検出部４から供給された信号に基づいて照明部１に対するユーザの視線方向を検出する。視線検出部３ｂは、信号検出部４がカメラにより構成されている場合に、カメラの画像信号を取得する。視線検出部３ｂは、カメラの画像信号からユーザの眼の瞳孔を検出する。視線検出部３ｂは、画像内の瞳孔の大きさや方向から、照明部１に対するユーザの視線方向を判断する。例えば、画像内の瞳孔が小さい場合、視線検出部３ｂは、点灯している照明部１に視線が近づいていると判定できる。

制御部２は、判断部３の判断結果に基づいて照明部１を制御する。このとき、制御部２は、ユーザが照明部１により発せられる光によってまぶしさを感じることを抑制するように制御する。

制御部２は、開閉判断部３ａによりユーザの眼が閉眼状態であると判断した場合には照明部１を制御して照度を低下させる。制御部２は、ユーザが開眼した時に照明部１の光によってまぶしさを感じないような照度となるよう照明部１の明るさを低下させる。このとき、制御部２は、照明部１に含まれる各光源の明るさを変更してもよい。又は、制御部２は、照明部１に含まれる光源のうち点灯する光源の数を制御してもよい。

具体的には、図３に示すように、ユーザが開眼（時刻ｔ１）から閉眼（時刻ｔ２）に変化した場合、照明制御システムは、照度をＩ１からＩ２に低下させる。このとき、制御部２は、閉眼と判断された時刻ｔ２から次第に照度を低下させるよう照明部１を制御する。

その後、時刻ｔ３においてユーザの薄目状態が検出される。すると、制御部２は、照度をＩ２から次第に上昇させる。時刻ｔ４においてユーザが開眼状態となると、制御部２は、照度をＩ１まで上昇させる。

なお、照度Ｉ１は予め設定された照度であってもよく、ユーザが設定した照度であってもよい。また、照度Ｉ２はユーザの開眼時にまぶしさを感じさせない照度であることが望ましい。

制御部２は、開閉判断部３ａによりユーザの眼が開眼状態であると判断した場合には視線検出部３ｂにより検出された視線方向に基づいて照明部１を制御して照度及び色を変更する。制御部２は、ユーザの視線方向が照明部１に向けられている場合に、照度及び色の濃さを低下させる。

具体的には、図４に示すように照度及び色の濃さを調整する。図４によれば、制御部２は、眼の中心窩から光源の距離（角度）が近い場合に、照度及び色の濃さを低下させる。眼の中心窩から光源の距離（角度）が近い場合とは、ユーザの視線方向が照明部１に向けられていることに相当する。したがって、制御部２は、視線検出部３ｂにより検出された視線方向が照明部１に近い場合に、照度及び色の濃さを低下させる。

なお、図４に示したような眼の中心窩から光源の距離（角度）と照度や色の濃さとの関係は、予め制御部２に記憶しておく。制御部２は、検出された視線方向から、記憶しておいた眼の中心窩から光源の距離（角度）を認識できる。

制御部２は、照明部１を直視するような視線方向であるほど明るさへの感度が上昇するため、図４（ａ）に示すように照度を下げる。これにより、照明制御システムは、照明部１を直視した時のまぶしさを低減する。

また、制御部２は、照明部１を直視するような視線方向であるほど色を感じやすいため、図４（ｂ）に示すように色を薄くする。これにより、照明制御システムは、色の強調で生じる違和感を抑制する。

人間の眼は、照度が極めて低い場合以外は、網膜の視細胞である杆体、錐体細胞が働く。杆体及び錐体細胞は、図５に示すような密度で網膜に分散している。錐体は、中心窩付近に多く分布している。杆体は中心窩から離れた領域に多く分布している。錐体は、周囲が明るい場合に働く。一方、杆体は、周囲が暗いところでも働く。

したがって、制御部２に記憶しておく図４に示した眼の中心窩から光源の距離（角度）と照度や色の濃さとの関係は、網膜中の視細胞が分布している眼の中心窩から光源の距離（角度）に対応している。すなわち、ある程度明るい環境において、まぶしさや色の濃さの違和感を抑制するよう設計されている。これにより、まぶしさや色の濃さによって与える違和感を抑制できる。

このように構成された照明制御システムは、上述したような機能を有することによって、図６に示すように動作する。

先ずステップＳ１において、照明制御システムは、信号検出部４によってユーザの眼の状態により変化する信号を検出する。これにより照明制御システムは眼の開閉状態を検出する。

次のステップＳ２において、照明制御システムは、判断部３の開閉判断部３ａによって、ステップＳ１にて検出された信号を用いてユーザの眼が閉眼状態であるか否かを判定する。閉眼状態である場合にはステップＳ３に処理を進め、閉眼状態ではない場合にはステップＳ４に処理を進める。

ステップＳ３において、照明制御システムは、制御部２によって照明部１の照度を低下させる。

ステップＳ４において、照明制御システムは、判断部３の視線検出部３ｂによって、ステップＳ１にて検出された信号を用いてユーザの視線方向を検出する。

ステップＳ５において、照明制御システムは、ステップＳ４において検出された視線方向に応じて、制御部２によって照度及び色を制御する。

以上のように、照明制御システムは、ユーザが存在する空間に設置された照明器具（１）を制御する。照明制御システムは、ユーザの眼の状態により変化する信号を検出する信号検出手段（４）を有する。さらに照明制御システムは、信号検出手段により検出された信号に基づいて眼の開閉状態を判断する開閉判断手段（３ａ）と、信号検出手段により検出された信号に基づいて照明器具に対するユーザの視線方向を検出する視線検出手段（３ｂ）とを有する。さらに照明制御システムは、開閉判断手段によりユーザの眼が閉眼状態であると判断した場合には照明器具を制御して照度を低下させる制御手段（２）を有する。一方、照明制御システムは、開閉判断手段によりユーザの眼が開眼状態であると判断した場合には視線検出手段により検出された視線方向に基づいて照明器具を制御して照度及び色を変更する制御手段（２）を有する。

これにより、照明制御システムによれば、閉眼状態から開眼したときに、ユーザが照明部１のまぶしさを感じる程度を抑制できる。さらに、照明制御システムによれば、ユーザの視線方向が照明部１に向いたときにおけるまぶしさを低減できる。さらに照明制御システムによれば、ユーザの視線方向が照明部１に向いた時に、色の濃さの違和感を抑制できる。

さらに、照明制御システムは、信号検出部が、カメラ、眼電位計測手段、脳活動検知手段の少なくとも一つであってもよい。これにより、照明制御システムは、ユーザの眼の開閉状態を検出して、照明部１の制御をすることができる。

さらに、照明制御システムによれば、閉眼状態からユーザの眼が薄目状態となったことを検出する。このとき、制御部２は、閉眼状態を検出した後に照度を次第に上昇させる。したがって、この照明制御システムは、ユーザに与えるまぶしさを更に低減することができる。

さらに、上述した照明制御システムによれば、ユーザに与えるまぶしさを低減できるが、これだけではなく、消費電力を省くこともできる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

上述した実施形態では、照明部１を制御して任意の空間の照度や色を調整することについて説明したが、制御対象は照明部１に限らない。例えばテレビやスマートフォンのバックライトを上述したように制御してもよい。この場合、テレビやスマートフォンに搭載された既存のカメラを用いてユーザに与えるまぶしさや色の濃さの違和感を低減できる。

１照明部
２制御部
３判断部
３ａ開閉判断部
３ｂ視線検出部
４信号検出部

Claims

ユーザが存在する空間に設置された照明器具を制御する照明制御システムであって、
ユーザの眼の状態により変化する信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段により検出された信号に基づいて眼の開閉状態を判断する開閉判断手段と、
前記信号検出手段により検出された信号に基づいて前記照明器具に対するユーザの視線方向を検出する視線検出手段と、
前記開閉判断手段によりユーザの眼が閉眼状態であると判断した場合には前記照明器具を制御して照度を低下させ、前記開閉判断手段によりユーザの眼が開眼状態であると判断した場合には前記視線検出手段により検出された視線方向に基づいて前記照明器具を制御して照度及び色を変更する制御手段と
を備えることを特徴とする照明制御システム。
前記信号検出手段は、カメラ、眼電位計測手段、脳活動検知手段の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。