JP2015130597A - 動体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知対象領域が暗い場合でもより広い範囲で動体を検知できる動体検知装置を提供する。
【解決手段】発光部１２は、撮像部１１の撮像空間に、撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布で、撮像素子１７が感度を有する光を照射する。画像処理部１３は、撮像素子１７の画像を解析し、検知対象領域における動体の存否を検知する。撮像素子１７の画像から求めた被写体輝度が所定の閾値以上となる明環境下では、制御部１５は、発光部１２を消灯させ、第１条件で撮像部１１および画像処理部１３を動作させる。撮像素子１７の画像から求めた被写体輝度が閾値未満となる暗環境下では、制御部１５は、発光部１２を点灯させ、発光部１２の配光分布に合わせて設定された、第１条件とは異なる第２条件で撮像部１１および画像処理部１３を動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、動体検知装置に関し、より詳細には、対象空間を撮像した画像から動体を検知する動体検知装置に関する。

従来、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの画像センサを用い、画像センサの視野内に人が進入したことを検知すると、照明器具を自動点灯させる照明制御システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１０８４１７号公報

ところで、照明光や外光がない暗所でも、画像センサの画像が得られるように、画像センサの撮像エリアに例えば赤外光を照射する光源を備えたものもあるが、一般的な光源の配光は正面に集中しているため、画像センサの真下付近の狭い範囲の画像しか得られず、動体の検知範囲が狭くなるという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為され、検知対象領域が暗い場合でもより広い範囲で動体を検知できる動体検知装置を提供することを目的とする。

本発明の動体検知装置は、撮像部と、発光部と、画像処理部と、出力部と、制御部とを備える。前記撮像部は検知対象領域を撮像する。前記発光部は、前記撮像部の撮像空間に、前記撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布で、前記撮像部が感度を有する光を照射する。前記画像処理部は、前記撮像部の画像を解析して、前記検知対象領域における動体の存否を検知する。前記出力部は前記画像処理部の検知結果を出力する。前記制御部は、前記撮像部と前記発光部と前記画像処理部の動作を制御する。前記撮像部の画像から求めた被写体輝度が所定の閾値以上となる明環境下では、前記制御部は、前記発光部を消灯させ、且つ、第１条件で前記撮像部と前記画像処理部を動作させるように構成される。前記撮像部の画像から求めた被写体輝度が前記閾値未満となる暗環境下では、前記制御部は、前記発光部を点灯させ、且つ、前記発光部の配光分布に合わせて設定された、前記第１条件とは異なる第２条件で前記撮像部と前記画像処理部を動作させるように構成される。

この動体検知装置において、前記発光部の配光分布が、前記撮像空間において前記発光部の光軸方向に対応する位置を囲む環状の第１領域で光度が極大となるような配光分布であることも好ましい。

この動体検知装置において、前記発光部の配光分布が、前記撮像空間おいて複数の斑点状の第２領域で光度が極大となるような配光分布であることも好ましい。

この動体検知装置において、前記発光部の配光分布が、前記撮像空間において前記発光部の光軸方向に対応する位置を含む第３領域で光度が極大となるような配光分布であることも好ましい。

この動体検知装置において、前記制御部は、前記第１条件での露光時間に比べて、前記第２条件での露光時間の方が長くなるように、前記撮像部の動作を制御するように構成されることも好ましい。

この動体検知装置において、以下の構成を備えることも好ましい。前記撮像部は、所定のフレームレートで前記検知対象領域を撮像する。前記画像処理部は、前記撮像部から１フレームの画像が入力されるたびに画像処理を行って動体の存否を判定し、動体が存在するとの判定が所定の判定回数連続すると、動体が存在するとの検知結果を出力するように構成される。前記制御部は、前記第１条件で適用される前記判定回数に比べて、前記第２条件で適用される前記判定回数の方が少ない回数となるように前記画像処理部の動作を制御するように構成される。

この動体検知装置において、以下の構成を備えることも好ましい。前記画像処理部には、動体と検知する画素領域の最小値が設定されている。前記制御部は、前記第１条件で適用される前記最小値に比べて、前記第２条件で適用される前記最小値の方が小さくなるように、前記画像処理部の動作を制御するように構成される。

この動体検知装置において、以下の構成を備えることも好ましい。前記画像処理部には、前記撮像部の画像において前記検知対象領域の一部が検知範囲として設定されている。前記制御部は、前記第１条件では、前記画像処理部に前記検知範囲で動体の存否を検知させ、前記第２条件では、前記画像処理部に、前記検知範囲に関わらず、前記発光部の光が照射される領域を少なくとも含む領域で動体の存否を検知させるように構成される。

この動体検知装置において、前記制御部は、前記第２条件では、前記撮像部の画像において、輝度値が所定の下限値を上回る画素領域で、動体の存否を検知させるように、前記画像処理部の動作を制御するように構成されることも好ましい。

本発明によれば、暗環境下で点灯させられる発光部が、撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布を有しているので、撮像空間の中央部から離れた領域でも動体（例えば人など）を撮像しやすくなり、より広い範囲で動体を検知できる。しかも、制御部は、明環境下と暗環境下で撮像部および画像処理部の動作条件を変更しており、暗環境下では発光部の配光分布に合わせて設定された第２条件で動作するから、暗環境下でも動体をより確実に検知することができる。

本実施形態の動体検知装置の概略的なブロック図である。 本実施形態の動体検知装置の撮像部による撮像画像の一例を示す説明図である。 （ａ）は本実施形態の動体検知装置に用いられる発光部の外観図、（ｂ）（ｃ）は発光部の配光分布の説明図である。 （ａ）は本実施形態の動体検知装置に用いられる別の発光部の外観図、（ｂ）は発光部の配光分布の説明図である。 本実施形態の動体検知装置の別の構成を示す概略的なブロック図である。 （ａ）は本実施形態の動体検知装置に用いられる発光部の外観図、（ｂ）は発光部の配光分布の説明図である。

以下では、本発明に係る動体検知装置を、人の検知結果に応じて照明器具の動作を制御する照明制御システムに適用した実施形態について図１〜図６を参照して説明する。本実施形態の照明制御システムは、例えばオフィスビルなどの室内に設置された複数台の照明器具の動作を、室内における人の存否に応じて制御する。

図１は照明制御システムの全体構成を示すブロック図である。この照明制御システムは、動体検知装置１と、制御装置２と、複数台の照明器具３とを備える。

複数台の照明器具３の各々は、蛍光灯やＬＥＤのような光源と、この光源を点灯させる点灯回路を備えている。複数台の照明器具３は室内の天井に設置されて、室内を照明しており、室内の明るさがほぼ均一になるように配置が決められている。各照明器具３の点灯／消灯は制御装置２によって制御される。尚、照明器具３の台数及び配置は、照明対象の領域によって異なるので、適宜変更が可能である。

制御装置２は、動体検知装置１による動体（例えば人）の検知結果に応じて、動体検知装置１の検知対象領域を照明する照明器具３の点灯／消灯を制御する。例えば、動体検知装置１が、検知対象領域において人を検知すると、制御装置２は、検知対象領域を照明する照明器具３を点灯させる。一方、動体検知装置１が、検知対象領域において人を検知していなければ、制御装置２は、検知対象領域を照明する照明器具３を消灯させる。

次に、本実施形態の動体検知装置１について説明する。動体検知装置１は、撮像部１１と、発光部１２と、画像処理部１３と、出力部たる通信部１４と、制御部１５とを備える。また、本実施形態の動体検知装置１は記憶部１６をさらに備えている。動体検知装置１は、例えば天井或いは壁に設置されており、照明領域内に設定された検知対象領域において人の存否を検知する。

撮像部１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサのような赤外光および可視光に感度を有する撮像素子１７と、魚眼レンズ１８とを組み合わせて実現される。撮像素子１７は、複数台の照明器具３による照明範囲に設定された検知対象領域を所定のフレームレートで撮影し、画像データを画像処理部１３に出力する。図２は撮像部１１が撮像した画像の一例を示す説明図である。撮像部１１は、例えば天井に設置された状態で室内を広範囲に撮像できるように、魚眼レンズ１８のレンズ特性などが設計されている。なお、撮像素子１７はＣＣＤイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサのような画像センサでもよい。また撮像部１１は魚眼レンズ１８を備えているが、魚眼レンズ１８の代わりに広角レンズを備えてもよい。

発光部１２は、撮像部１１の撮像空間が暗い場合でも撮像部１１を撮像可能なように、撮像空間に対して、撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布で、撮像素子１７が感度を有する光（例えば赤外光）を照射する。図３（ａ）は発光部１２の外観図であり、発光部１２は、赤外光を発光する発光ダイオード（図示せず）を、透光性の樹脂からなる砲弾型のレンズ１２ａで覆うことによって形成されている。レンズ１２ａの先端部分には中心付近に凹み１２ｂが設けられている。図３（ｂ）は発光部１２の光軸と直交する平面内での配光分布を示し、発光部１２による照射光の光度が所定の基準値よりも明るい領域Ｃ１をドットパターンで示している。すなわち、図３（ａ）に示すようなレンズ形状を有する発光部１２の場合、発光部１２の光軸中心Ｐ１を囲む環状（図示例では円環状）の領域（第１領域）Ｃ１で光度が極大となるような配光分布が得られる。なお、照射光の光度が所定の基準値よりも明るい領域Ｃ１は円環状に限らず、長方形の環状に設定されていてもよい。

画像処理部１３は、例えば画像処理用のプロセッサを用いて構成され、撮像部１１が異なる時刻に撮像した複数フレームの画像を解析することによって、所定の検知対象領域において人などの動体が存在するか否かを判定する。なお、画像処理部１３は、背景差分法又はフレーム間差分法などの従来周知の画像処理方法を用いて動体を検知しており、その検知方法については説明を省略する。

通信部１４は制御装置２との間で通信線を介してデータ通信を行う。なお、通信部１４と制御装置２の間の通信は有線通信に限定されるものではなく、特定小電力無線局のような無線免許が必要ない無線局を用いた無線通信でもよい。

制御部１５は例えばマイクロコンピュータからなり、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行することで、撮像部１１と発光部１２と画像処理部１３とを制御する機能が実現される。

記憶部１６は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなる。記憶部１６は、撮像部１１が撮像する検知対象領域のうち、動体の存否を検知する検知範囲をどの範囲にするかを設定するための設定情報などの動作条件などを記憶する。また、記憶部１６には、撮像部１１および画像処理部１３の動作条件として、明環境下での第１条件や、暗環境下での第２条件が記憶されている。

次に本システムの動作について説明する。

動体検知装置１及び制御装置２が動作を開始すると、制御部１５は撮像素子１７を制御し、撮像素子１７に所定のフレームレートで撮像空間を撮像させる。撮像素子１７は所定のフレームレートで撮像空間を撮像し、１フレーム分の画像を撮像するごとに１フレーム分の画像データを画像処理部１３に出力する。

画像処理部１３は、撮像素子１７から１フレーム分の画像データが入力されると、異なる時刻に撮像された画像データを解析することで、検知対象領域において動きのある画素領域、すなわち画素値が変化する画素領域を抽出する。人以外の小動物などを誤検出しないように、記憶部１６には、動体として検知すべき画素領域の大きさの最小値や、フレーム間で人が移動可能な距離の最大値が設定されている。画像処理部１３は、画像処理を行って動きのある画素領域を抽出した場合に、抽出した画素領域の大きさが記憶部１６に設定された最小値よりも小さければ、抽出した画素領域は検知対象ではないと判断し、動体の検知信号を出力しない。また、画像処理部１３は、画像処理を行って動きのある画素領域を抽出した場合に、抽出した画素領域のフレーム間での移動距離が記憶部１６に設定された距離の最大値を超えていると、抽出した画素領域は検知対象ではないと判断し、動体の検知信号を出力しない。

すなわち、画像処理部１３は、画像処理によって抽出した動きのある画素領域の大きさが所定の最小値以上であり、且つ、抽出した画素領域のフレーム間での移動距離が所定の最大値以下であれば、動体を検知したと判断し、動体の検知信号を制御部１５に出力する。なお、本実施形態のように、動体検知装置１を室内の照明制御に利用する場合、動体検知装置１の検知対象は室内にいる人であり、室内にいる人が着席することによって、その動きが小さくなったとしても、室内にいる人を検知できることが必要になる。そこで、画像処理部１３は、動きのある画素領域を抽出できなくなると、動きのある画素領域を抽出できた時の画像との相関を解析することで、静止状態の人を検出できるように構成されている。

制御部１５は、画像処理部１３から動体の検知信号が入力されると、この検知信号を通信部１４から制御装置２へ送信させる。制御装置２は、動体検知装置１から動体の検知信号を受信すると、複数台の照明器具３を全て点灯させており、人が存在する場合には照明器具３を点灯させることができる。また、制御部１５は、画像処理部１３から動体の検知信号が入力されなくなると、動体の非検知状態を通知する非検知信号を通信部１４から制御装置２へ送信させる。制御装置２は、動体検知装置１から動体の非検知信号を受信すると、所定の点灯保持時間（例えば数十秒）が経過した後に複数台の照明器具３を全て消灯させており、人が不在の場合には照明器具３を消灯させることができる。なお、動体検知装置１は、検知対象領域における動体の検知結果を制御装置２に出力しているが、動体の検知結果に基づく照明器具３の制御信号を通信部１４から制御装置２へ送信させてもよい。この場合、制御装置２は、動体検知装置１から送信された制御信号にしたがって、照明器具３の動作を制御する。

これにより、動体検知装置１が、照明器具３の照明範囲に設定された検知対象領域において人などの動体を検知すると、制御装置２が、検知対象領域を照明する照明器具３を点灯させる。また、動体検知装置１が、検知対象領域において人などの動体を検知しなくなると、制御装置２が、検知対象領域を照明する照明器具３を消灯させる。

ところで、撮像素子１７による撮像空間の光量が不足している場合、撮像素子１７が撮像空間を撮像した画像に、撮像空間にいる人が映らず、検知漏れが発生する可能性がある。そこで、本実施形態の動体検知装置１では、画像処理部１３が、撮像素子１７から入力された１フレーム分の画像データをもとに、所定の画素領域の平均輝度値を定期的に算出し、平均輝度値の算出結果を制御部１５に出力している。なお、画像処理部１３は、撮像素子１７の画像内に設定された所定の画素領域の平均輝度値を被写体輝度として求めているが、画像全体の平均輝度値を被写体輝度として求めてもよい。

制御部１５には、画像処理部１３から被写体輝度の算出結果が定期的に入力される。制御部１５は、画像処理部１３から被写体輝度が入力されると、この被写体輝度と所定の閾値との明暗を比較する。被写体輝度が閾値以上となる明環境下では、制御部１５は、発光部１２を消灯させ、且つ、第１条件で撮像部１１および画像処理部１３を動作させるように構成される。一方、被写体輝度が閾値未満となる暗環境下では、制御部１５は、発光部１２を点灯させ、且つ、発光部１２の配光分布に合わせて設定された、第１条件と異なる第２条件で撮像部１１および画像処理部１３を動作させるように構成される。ここにおいて、記憶部１６には、発光部１２の配光分布に合わせて動体をより確実に検出できるように設定された撮像部１１および画像処理部１３の動作条件が第２条件として記憶されいる。制御部１５は、暗環境下において、撮像部１１および画像処理部１３の動作条件を第２条件に変更しており、撮像部１１および画像処理部１３に発光部１２の配光分布に適した動作を行わせることができる。

このように、被写体輝度が閾値未満となる暗環境下では発光部１２が点灯させられ、発光部１２から撮像空間に撮像素子１７が感度を有する光（例えば赤外光）が照射される。本実施形態の発光部１２は、図３（ｂ）に示すように、撮像部１１の撮像空間において発光部１２の光軸方向に対応する位置を囲む環状の第１領域Ｃ１で光度が極大となるような配光分布で光を照射する。したがって、動体検知装置１が天井に設置された場合、動体検知装置１の直下の領域（発光部１２の光軸方向の前方領域）に比べて、動体検知装置１から離れた領域（第１領域Ｃ１に対応する領域）に、発光部１２から光度の大きい赤外光が照射されることになる。

検知対象領域の外側から検知対象領域の中央に移動してくる物体は、発光部１２の光度が周囲に比べて大きい第１領域Ｃ１を通過することになるから、撮像部１１は第１領域Ｃ１を通過する人を確実に撮影できる。よって、動体検知装置１は、第１領域Ｃ１を通過する人を確実に検知して、照明器具３を点灯させることができ、動体の検知漏れが発生する可能性を低減できる。

また、制御部１５は、第１条件での露光時間に比べて、第２条件での露光時間の方が長くなるように、撮像部２（撮像素子１７）の動作を制御するように構成されている。暗環境下では明環境下に比べて撮像素子１７の露光時間を長くしているので、検知対象領域にいる動体を検出しやすくなり、動体の検知漏れが発生する可能性を低減できる。

また、画像処理部１３は、撮像部１１から１フレームの画像が入力されるたびに画像処理を行って動体の存否を判定し、動体が存在するとの判定が所定の判定回数連続すると、動体が存在するとの検知結果を出力するように構成されている。ここで、制御部１５は、第１条件で適用される判定回数に比べて、第２条件で適用される判定回数の方が少ない回数となるように画像処理部１３の動作を制御してもよい。

暗環境下では、発光部１２の光が照射される領域に入った動体は撮像部１１によって撮像されやすいが、発光部１２の光が照射される領域以外では動体が撮像されにくくなる。したがって、画像処理部１３が、撮像部１１の画像を処理して動体が存在すると判定できた場合でも、動体が存在すると連続して判定されるフレーム数は明環境下に比べて少なくなると考えられる。そこで、制御部１５は、第１条件で適用される判定回数に比べて、第２条件で適用される判定回数の方が少ない回数となるように画像処理部１３の動作を制御しており、暗環境下においても動体の存在をより確実に検知できる。

また、本実施形態の動体検知装置１において、以下の構成を備えることも好ましい。画像処理部１３には、撮像部１１の画像において、動体と検知する画素領域の最小値が設定されるのであるが、制御部１５は、第１条件で適用される最小値に比べて、第２条件で適用される最小値の方が小さくなるように、画像処理部１３の動作を制御してもよい。

画像処理部１３は、動きのある画素領域を検知した場合に、この画素領域の大きさが予め設定された最小値よりも小さければ、人以外の小動物などを検知したと判断しており、誤検知を低減している。ところで、暗環境下では、発光部１２の光が照射される領域に入った動体は撮像部１１によって撮像されやすくなるが、発光部１２の光が照射される領域以外では動体が撮像されにくくなる。したがって、暗環境下では、撮像部１１の画像には動体（人体）の一部しか映らず、画像処理部１３の画像に映る動体の大きさは、明環境下に比べて小さくなると考えられる。そこで、制御部１５は、画像処理部１３が動体と検知する画素領域の最小値を、暗環境下では明環境下に比べて小さくしており、暗環境下でも動体の存在をより確実に検知できる。

また、本実施形態の動体検知装置１では、画像処理部１３には、撮像部１１の画像において、撮像部１１が撮像する検知対象領域の一部が、検知範囲として設定されている。ここで、制御部１５は、第１条件では、画像処理部１３に検知範囲で動体の存否を検知させ、第２条件では、画像処理部１３に、検知範囲に関わらず、発光部１２の光が照射される領域を少なくとも含む領域で動体の存否を検知させてもよい。

暗環境下では撮像部１１によって動体が撮像されにくくなるので、検知範囲のみで動体の存否を検知していると、動体の検知漏れが発生する可能性がある。図２に示すような撮像部１１の画像Ｐ１（検知対象領域）において、検知範囲が、図２中の右上の領域Ｗ１に設定されているものとする。また、発光部１２の光は、光軸方向を中心とする円環状の領域Ｃ１で光度が極大となるように配光されているものとする。なお、撮像部１１は魚眼レンズ１８を備えているため、撮像素子１７の画像は周縁部が歪んだ画像となるが、図２では図示を簡単にするため領域Ｃ１を円環状に表示している。

明環境下では撮像部１１によって視野内の明るい画像が得られているので、領域Ｗ１（検知範囲）だけで動体の存否を検知していても、領域Ｗ１に外部から入ってくる動体を検知可能である。一方、暗環境下では領域Ｃ１以外は輝度値が低く、画像処理に適さない。そのため、暗環境下においても領域Ｗ１のみで動体の存否を検知していると、領域Ｃ１と領域Ｗ１とが重なる部分を動体が通過しなければ、動体を検知できなくなる。そこで、制御部１５は、第２条件では、画像処理部１３に検知範囲Ｗ１に関わらず、領域Ｃ１を少なくとも含む領域（例えば撮像部１１が撮像する検知対象領域の全体）で動体の存否を検知させている。これにより、画像処理部１３は、領域Ｃ１の全体で動体の存否を検知することができ、検知対象領域の外側から中央へと移動する動体をより確実に検知でき、動体の検知漏れを低減することができる。

また、本実施形態の動体検知装置１において、制御部１５は、第２条件（暗環境下）では、撮像部１１の画像において、輝度値が所定の下限値を上回る画素領域で、動体の存否を検知させるように、画像処理部１３の動作を制御してもよい。ここで、所定の下限値とは、輝度値がノイズレベルであるか否かを判断する基準となる値であり、例えば１〜２（ｌｘ）に設定される。

画像処理部１３は、第２条件（暗環境下）では、輝度値が下限値を上回る画素領域で画像処理を行って、動きのある画素領域を抽出しており、ノイズレベルと判断される画素領域以外で動体の存否を検知する。暗環境下では発光部１２の光が検知対象領域に照射されるが、発光部１２から被照射部までの距離が遠かったり、被照射部の反射率が低かったりして、発光部１２の光が照射される領域であっても輝度値が下限値以下となる場合がある。輝度値が下限値以下となる画素領域は映像ノイズを含んでいると考えられるので、輝度値が下限値を上回る画素領域で画像処理部１３が画像処理を行うことによって、ノイズを誤検知する可能性を低減することができる。

また、本実施形態の発光部１２の配光分布は、撮像空間において光軸方向に対応する位置Ｐ１を中心とする円環状の第１領域Ｃ１において、光度が極大となるような配光分布となっているが、配光分布は適宜変更が可能である。

例えば図３（ｃ）に示すように、撮像空間において光軸方向に対応する位置Ｐ１をそれぞれ中心とする、複数（例えば３つ）の円環状の第１領域Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３において、それぞれ光度が極大となるような配光分布であってもよい。検知対象領域の外側から中央に入ってくる物体は、発光部１２の光度が周囲に比べて大きい第１領域Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３をそれぞれ通過することになるから、撮像部１１は第１領域Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３のそれぞれを通過する人を確実に撮影できる。動体検知装置１は、複数設けられた第１領域Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の何れかで人を検知すると、動体の検知信号を制御装置２に出力し、制御装置２に照明器具３を点灯させているので、より確実に人を検知して、照明器具３を点灯させることができる。

また、撮像空間に設定した複数の斑点状の第２領域で光度が極大となるような配光分布とするため、図４（ａ）に示すようにレンズ１２ａの先端部分に複数の半球状のレンズ部１２ｃが設けられてもよい。図４（ｂ）は発光部１２の光軸と直交する平面内での配光分布を示し、発光部１２による照射光の光度が所定の基準値よりも明るい第２領域Ｃ２をドットパターンで示している。複数の第２領域Ｃ２は、発光部１２の光軸と直交する平面内で、互いに直交する２つの方向（図４（ｂ）における上下方向および左右方向）において一定の間隔を開けて設けられている。複数ある第２領域Ｃ２の各々は、隣り合う他の第２領域Ｃ２との間隔が、例えば１〜２ｍ程度になるように設定されており、検知対象領域の外側から中央に入ってくる人は、何れかの第２領域Ｃ２を通過すると考えられる。したがって、検知対象領域の外側から中央に入ってくる人は、発光部１２の光度が周囲に比べて大きい第２領域Ｃ２を通過することになり、撮像部１１は第２領域Ｃ２を通過する人を確実に撮影できる。動体検知装置１は、何れかの第２領域Ｃ２で人を検知すると、動体の検知信号を制御装置２に出力し、制御装置２に照明器具３を点灯させているので、より確実に人を検知して、照明器具３を点灯させることができる。

ところで、本実施形態の動体検知装置１は、天井に設置されるため、動体検知装置１に各種の設定を行うために、動体検知装置１との間でワイヤレス通信を行うリモコン端末が用いられる。

図５は、リモコン端末４との通信機能を備えた動体検知装置１のブロック図である。この動体検知装置１は、赤外光を発光する発光部１２と、赤外光を受光する受光部１９とを備え、発光部１２と受光部１９とを用いてリモコン端末４との間で赤外光を用いた光通信を行っている。尚、受光部１９が追加された点を除いては、図１で説明した動体検知装置１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

この動体検知装置１では、制御部１５が、発光部１２の光出力を変調させることによって、リモコン端末４に赤外光からなるワイヤレス信号を送信する。また、受光部１９はリモコン端末４から送信された赤外光を受光すると、受光信号を復調して制御部１５に出力しており、制御部１５は受光信号を復調することによって、リモコン端末４から送信された信号を取得する。

ここで、発光部１２の配光分布が図３又は図４に示すような分布となる場合、発光部１２から送信された光信号をリモコン端末４が確実に受信するためには、第１領域Ｃ１又は第２領域Ｃ２にリモコン端末４を持っていく必要がある。しかしながら、第１領域Ｃ１は発光部１２の光軸中心Ｐ１を囲む環状の領域であり、第２領域Ｃ２は撮像空間に斑点状に設けられているので、リモコン端末４をどこに持って行けば、光度の大きい光信号を受光できるのかが判りにくいという問題がある。

そこで、発光部１２の配光分布を、撮像空間において、発光部１２の光軸方向に対応する位置を含む第３領域で光度が極大となるような配光分布とすることも好ましい。

図６（ａ）は発光部１２の外観図であり、発光部１２は、赤外光を発光する発光ダイオード（図示せず）を、透光性の樹脂からなる砲弾型のレンズ１２ａで覆うことによって形成されている。レンズ１２ａの先端部分には中心付近に凹み１２ｂが設けられ、凹み１２ｂの底には平坦面１２ｄが設けられている。図６（ｂ）は発光部１２の光軸と直交する平面内での配光分布を示し、発光部１２による照射光の光度が所定の基準値よりも明るい領域Ｃ１，Ｃ３をドットパターンで示している。すなわち、図６（ａ）に示すようなレンズ形状を有する発光部１２の場合、発光部１２の光軸中心Ｐ１を含む円形の領域（第３領域）Ｃ３で光度が極大となり、且つ、光軸中心Ｐ１を囲む円環状の領域（第１領域）Ｃ１で光度が極大となるような配光分布が得られる。

このように、発光部１２の配光分布は、発光部１２の光軸方向Ｐ１に対応する位置を含む第３領域Ｃ３と、光軸中心Ｐ１を囲む環状の第１領域Ｃ１とで、それぞれ光度が極大となるような配光分布となっている。したがって、発光部１２の光軸が鉛直下向きとなるように動体検知装置１が天井に取り付けられている場合、発光部１２の略真下にリモコン端末４を持って行けば、リモコン端末４が第３領域Ｃ３内に存在することになり、動体検知装置１との光通信が確実に行える。したがって、リモコン端末４を使用する者は、リモコン端末４をどこに持って行けば確実に通信が行えるのかを直感的に理解でき、使い勝手が向上するという利点がある。なお、動体検知装置１が壁に取り付けられている場合は、動体検知装置１の正面にリモコン端末４を持って行けば、リモコン端末４が第３領域Ｃ３内に存在することになり、動体検知装置１とリモコン端末４の間の光通信が確実に行える。

以上説明したように、本実施形態の動体検知装置１は、撮像部１１と、発光部１２と、画像処理部１３と、出力部たる通信部１４と、制御部１５とを備える。撮像部１１は検知対象領域を撮像する。発光部１２は、撮像部１１の撮像空間に、撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布で、撮像部１１が感度を有する光を照射する。画像処理部１３は、撮像部１１の画像を解析して、検知対象領域における動体の存否を検知する。通信部１４は画像処理部１３の検知結果を出力する。制御部１５は、撮像部１１と発光部１２と画像処理部１３の動作を制御する。撮像部１１の画像から求めた被写体輝度が所定の閾値以上となる明環境下では、制御部１５は、発光部１２を消灯させ、且つ、第１条件で撮像部１１および画像処理部１３を動作させるように構成される。撮像部１１の画像から求めた被写体輝度が閾値未満となる暗環境下では、制御部１５は、発光部１２を点灯させ、且つ、発光部１２の配光分布に合わせて設定された、第１条件と異なる第２条件で撮像部１１および画像処理部１３を動作させるように構成される。

制御部１５は暗環境下では発光部１２を点灯させており、発光部１２は撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布を有しているので、撮像空間の中央部から離れた領域でも動体（例えば人など）を撮像しやすくなり、より広い範囲で動体を検知できる。しかも、制御部１５は、明環境下と暗環境下で撮像部１１および画像処理部１３の動作条件を変更しており、暗環境下では発光部１２の配光分布に合わせて設定された第２条件で動作するから、暗環境下でも動体をより確実に検知することができる。

本実施形態の動体検知装置１において、発光部１２の配光分布が、撮像空間において発光部１２の光軸方向に対応する位置を囲む環状の第１領域Ｃ１（又は第１領域Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）で光度が極大となるような配光分布であることも好ましい。

発光部１２の配光分布は、光軸方向に対応する位置を囲む環状の第１領域Ｃ１で光度が極大となるような配光分布になっているので、光軸方向に対応する位置で光度が極大となっている場合に比べて、光軸方向に対応する位置から離れた、広い範囲に光を照射できる。検知対象領域の外側から中央に入ってくる人などの動体は第１領域Ｃ１を通過し、第１領域Ｃ１に入った動体は発光部１２の光で照らされるから、撮像部１１が第１領域Ｃ１を通過する動体を撮像しやすくなり、第１領域Ｃ１を通過する動体を確実に検知できる。さらに、暗環境下での第２条件は、発光部１２の配光分布に適した動作条件に設定されており、暗環境下では、撮像部１１および画像処理部１３に発光部１２の配光分布に適した動作を行わせることができる。

本実施形態の動体検知装置１において、発光部１２の配光分布が、撮像空間に設定した複数の斑点状の第２領域Ｃ２で光度が極大となるような配光分布であることも好ましい。

発光部１２の配光分布は、撮像空間に設定した複数の斑点状の第２領域Ｃ２で光度が極大となるような配光分布となっているので、光軸方向に対応する位置で光度が極大となっている場合に比べ、光軸方向に対応する位置から離れた、広い範囲に光を照射できる。そして、検知対象領域を移動する人などの動体が第２領域Ｃ２を通過すると、第２領域Ｃ２に入った動体が発光部１２の光で照らされるから、撮像部１１が第２領域Ｃ２を通過する動体を撮像しやすくなり、第２領域Ｃ２を通過する動体を確実に検知できる。

また本実施形態の動体検知装置１において、発光部１２の配光分布が、撮像空間において、発光部１２の光軸方向に対応する位置を含む第３領域Ｃ３で光度が極大となるような配光分布であることも好ましい。

発光部１２の出力光を変調させて光通信を行う場合、発光部１２から送信される光信号を受信する受信器（リモコン端末４）を発光部１２の光軸方向の前方に持って行けば、受信器が第３領域Ｃ３内に入り、動体検知装置１と受信器との間で確実に通信が行える。したがって、受信器を使用する使用者は、受信器をどこに持って行けば確実に通信が行えるのかを直感的に理解でき、使い勝手が向上する。

また、本実施形態の動体検知装置１において、制御部１５は、第１条件での露光時間に比べて、第２条件での露光時間の方が長くなるように、撮像部１１の動作を制御するように構成されることも好ましい。暗環境下では明環境下に比べて撮像素子１７の露光時間を長くしているので、映像ノイズが相対的に低下し、検知対象領域にいる動体を検出しやすくなる。

また、本実施形態の動体検知装置１では、撮像部１１は、所定のフレームレートで検知対象領域を撮像する。画像処理部１３は、撮像部１１から１フレームの画像が入力されるたびに画像処理を行って動体の存否を判定し、動体が存在するとの判定が所定の判定回数連続すると、動体が存在するとの検知結果を出力するように構成される。ここで、制御部１５は、第１条件で適用される判定回数に比べて、第２条件で適用される判定回数の方が少ない回数となるように画像処理部１３の動作を制御するように構成されることも好ましい。

暗環境下では、発光部１２の光が照射される領域に入った動体は撮像部１１によって撮像されやすくなるが、発光部１２の光が照射される領域以外では動体が撮像されにくくなる。したがって、画像処理部１３が、撮像部１１の画像を処理して動体が存在すると判定できた場合でも、動体が存在すると連続して判定されるフレーム数は明環境下に比べて少なくなると考えられる。そこで、制御部１５は、第１条件で適用される判定回数に比べて、第２条件で適用される判定回数の方が少ない回数となるように画像処理部１３の動作を制御しており、暗環境下においても動体の存在をより確実に検知できる。

また、本実施形態の動体検知装置１では、画像処理部１３には、動体と検知する画素領域の最小値が設定されている。制御部１５は、第１条件で適用される最小値に比べて、第２条件で適用される最小値の方が小さくなるように、画像処理部１３の動作を制御することも好ましい。

画像処理部１３は、動きのある画素領域を検知した場合に、この画素領域の大きさが最小値よりも小さければ、人以外の小動物などを検知したと判断して、誤検知を低減している。ところで、暗環境下では、発光部１２の光が照射される領域に入った動体は撮像部１１によって撮像されやすくなるが、発光部１２の光が照射される領域以外では動体が撮像されにくくなる。したがって、撮像部１１の画像に映り込む動体の大きさは暗環境下では明環境下よりも小さくなると考えられる。制御部１５は、動体と検知する画素領域の最小値について、第１条件（明環境下）で適用される最小値に比べて、第２条件（暗環境下）で適用される最小値の方が小さくなるように、画像処理部１３の動作を制御しているので、暗環境下でも動体を確実に検知できる。

また、本実施形態の動体検知装置１では、画像処理部１３には、撮像部１１の画像において検知対象領域の一部が検知範囲として設定されている。制御部１５は、第１条件では、画像処理部１３に検知範囲で動体の存否を検知させ、第２条件では、画像処理部１３に検知範囲に関わらず発光部１２の光が照射される領域を少なくとも含む領域で動体の存否を検知させることも好ましい。第２条件（暗環境下）では、画像処理部１３は、発光部１２の光が照射される領域を少なくとも含む領域で動体の存否を検知しているので、動体の検知漏れが低減する。

また、本実施形態の動体検知装置１において、制御部１５は、第２条件では、撮像部１１の画像において、輝度値が所定の下限値を上回る画素領域で、動体の存否を検知させるように、画像処理部１３の動作を制御することも好ましい。画像処理部１３は、輝度値が下限値以下となる画素領域以外で動体の存否を検知するので、ノイズによる誤検知を低減できる。

本実施形態は、動体検知装置１を照明制御システムに適用した実施形態であるが、検知エリア（室内）の状況把握という観点から他の用途にも適用が可能である。例えば動体検知装置１の検知結果を、室内の空調制御を行う空調制御システムや、夜間や外出時など警戒モードに設定された場合に侵入者を検知する防犯システムで利用することも考えられる。

１ 動体検知装置
２ 制御装置
１１ 撮像部
１２ 発光部
１３ 画像処理部
１４ 通信部（出力部）
１５ 制御部
１７ 撮像素子
１８ 魚眼レンズ

Claims (9)

1. 検知対象領域を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の撮像空間に、前記撮像空間の中央部から離れた領域で光度が極大となるような配光分布で、前記撮像部が感度を有する光を照射する発光部と、
   前記撮像部の画像を解析して、前記検知対象領域における動体の存否を検知する画像処理部と、
   前記画像処理部の検知結果を出力する出力部と、
   前記撮像部と前記発光部と前記画像処理部の動作を制御する制御部とを備え、
   前記撮像部の画像から求めた被写体輝度が所定の閾値以上となる明環境下では、前記制御部は、前記発光部を消灯させ、且つ、第１条件で前記撮像部と前記画像処理部を動作させるように構成され、
   前記撮像部の画像から求めた被写体輝度が前記閾値未満となる暗環境下では、前記制御部は、前記発光部を点灯させ、且つ、前記発光部の配光分布に合わせて設定された、前記第１条件とは異なる第２条件で前記撮像部および前記画像処理部を動作させるように構成されたことを特徴とする動体検知装置。
2. 前記発光部の配光分布が、前記撮像空間において、前記発光部の光軸方向に対応する位置を囲む環状の第１領域で光度が極大となるような配光分布であることを特徴とする請求項１記載の動体検知装置。
3. 前記発光部の配光分布が、前記撮像空間に設定した複数の斑点状の第２領域で光度が極大となるような配光分布であることを特徴とする請求項１記載の動体検知装置。
4. 前記発光部の配光分布が、前記撮像空間において、前記発光部の光軸方向に対応する位置を含む第３領域で光度が極大となるような配光分布であることを特徴とする請求項２又は３に記載の動体検知装置。
5. 前記制御部は、前記第１条件での露光時間に比べて、前記第２条件での露光時間の方が長くなるように、前記撮像部の動作を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の動体検知装置。
6. 前記撮像部は、所定のフレームレートで前記検知対象領域を撮像し、
   前記画像処理部は、前記撮像部から１フレームの画像が入力されるたびに画像処理を行って動体の存否を判定し、動体が存在するとの判定が所定の判定回数連続すると、動体が存在するとの検知結果を出力するように構成されており、
   前記制御部は、前記第１条件で適用される前記判定回数に比べて、前記第２条件で適用される前記判定回数の方が少ない回数となるように前記画像処理部の動作を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の動体検知装置。
7. 前記画像処理部には、動体と検知する画素領域の最小値が設定されており、
   前記制御部は、前記第１条件で適用される前記最小値に比べて、前記第２条件で適用される前記最小値の方が小さくなるように、前記画像処理部の動作を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の動体検知装置。
8. 前記画像処理部には、前記撮像部の画像において前記検知対象領域の一部が検知範囲として設定されており、
   前記制御部は、前記第１条件では、前記画像処理部に前記検知範囲で動体の存否を検知させ、前記第２条件では、前記画像処理部に、前記検知範囲に関わらず、前記発光部の光が照射される領域を少なくとも含む領域で動体の存否を検知させるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の動体検知装置。
9. 前記制御部は、前記第２条件では、前記撮像部の画像において、輝度値が所定の下限値を上回る画素領域で、動体の存否を検知させるように、前記画像処理部の動作を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の動体検知装置。

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