JP2016522976A - 照明装置の輝度制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、照明装置の輝度制御装置に関する。本発明は、複数の街灯を含む照明装置の照明領域を撮影するカメラモジュールと、上記カメラモジュールの撮影映像を受信して上記照明領域の平均輝度を算出し、上記平均輝度と基準輝度とを比較して、その比較結果によって輝度制御信号を送信する輝度制御器と、上記照明装置の各街灯に設けられて上記輝度制御器の輝度制御信号によって、ＬＥＤ光源部の輝度を調節する街灯装置部と、からなる。本発明は、複数の街灯の集合である照明装置が照明する領域を撮影したカメラの映像を処理して、その領域の平均輝度を算出し、その平均輝度によって照明装置の輝度を制御することによって、従来のセンサー位置での輝度と照明装置の平均輝度との差異による輝度制御の難しさを解消することができる効果がある。

Description

本発明は、照明装置の輝度制御装置に関し、より詳細には、周辺の輝度を勘案して自動で輝度を制御することに関する。特に、トンネルなどのような場合、外部輝度を感知してトンネルなどの輝度が自動で制御される照明装置の輝度制御装置に関する。

一般的に、ＬＥＤは、既存の照明に比べて寿命が長く、消費電力が低いという特徴があり、最近は、街灯、室内燈などの既存の照明を代替することができる製品が開発されている。ＬＥＤを用いた街灯の場合、既存の街灯に比べて消費電力が低いという点で大きな長所を有するが、周辺輝度に関係なく、一定の程度に点灯される場合には、相対的に電力の消費が不要に増加する問題点があった。

これを考慮して、韓国公開特許第１０−２０１３−００２４４３３号公報（以下、‘特許文献１’と称する）に記載のように、外部の照度によってＬＥＤ街灯の照度を制御する技術が開発された。

しかしながら、このように外部照度を検出する照度センサーを各ＬＥＤ街灯に付着する場合、照度センサーがＬＥＤ街灯から露出されなければならないために、製品のデザインが容易でなく、街灯の製造原価が上昇するという問題点があった。

照度センサーを使用する場合、街灯により実際に照明される領域の照度ではなく、街灯の上部側の照度である外部照度を検出するために、検出された外部照度によって設定された照度で街灯を制御する方式が適用される。

すなわち、街灯の照明領域は道路であるが、照度センサーは、普通、街灯の上部側に設置されているので、差異がある。上記照度センサーは、道路で反射された光、または周辺建物や隣接した道路に設置された街灯の光により影響を受けるために、照度センサーを通じて検出された照度が街灯の照明領域の照度であると見ることができず、これを補正するための努力が必要な問題点があった。

また、トンネルなどの場合には、陽光が強い日に運転手がトンネルに進入する場合、ブラックアウト（Black out）現象が生じて、あっという間に視野が曇る状態が発生する。したがって、外部輝度によってトンネルなどの輝度も制御されなければならない必要性が要求される。

韓国公開特許第１０−２０１３−００２４４３３号公報

上記のような問題点を勘案した本発明が解決しようとする技術的課題は、周辺の輝度を検出し、その平均輝度によって照明装置を制御することができる照明装置の輝度制御装置を提供することにある。

特に、トンネルなどの場合には、トンネル外部の輝度を検出し、検出された輝度によってトンネル内部の輝度が制御されるようにする装置を提供することにある。

併せて、本発明が解決しようとする他の技術的課題は、照明装置が照明する領域の輝度検出を、別途の装置を付加せずに、現在道路に設置された装置を利用して遂行することによって、費用を節減し、汎用性を確保することができる照明装置の輝度制御装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するための本発明の照明装置の輝度制御装置は、輝度制御用イメージを獲得するためのカメラモジュールと、上記カメラモジュールの撮影イメージを受信して特定領域の平均輝度を算出し、上記平均輝度と基準輝度とを比較して、その比較結果によって輝度制御信号を送信する輝度制御器と、照明装置に設けられて上記輝度制御器の輝度制御信号によってＬＥＤ光源部の輝度を調節する照明装置部と、を含む。

本発明の照明装置の輝度制御装置は、照明装置の周辺領域を撮影したカメラの映像を処理して、その領域の平均輝度を算出し、その平均輝度によって照明装置の輝度を制御することによって、従来のセンサー位置での輝度と照明装置の平均輝度との差異による輝度制御の難しさを解消することができる効果がある。

また、本発明の照明装置の輝度制御装置は、既存の道路に設置された防犯用または猛スピード取り締まり用、車線違反取り締まり用などのカメラを利用して輝度を検出できるようになって、街灯をセンサーを具備する街灯に交替する必要がないので、汎用性を確保し、費用を節減することができる効果がある。

本発明の望ましい実施形態による照明装置の輝度制御装置のブロック構成図である。 本発明の望ましい実施形態による照明装置の輝度制御方法の順序図である。

以下、本発明照明装置の輝度制御装置及び方法に対して添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の望ましい実施形態による照明装置の輝度制御装置ブロック構成図である。

図１を参照すると、本発明の望ましい実施形態による照明装置の輝度制御装置は、照明装置３０の周辺で設定された地域の映像を撮影するカメラモジュール１０と、カメラモジュール１０の映像を受信してＨＤＲ（High Dynamic Range）イメージを生成し、輝度の平均を算出した後、基準輝度と比較して照明装置３０に属した一つ以上の街灯装置部３０ａ〜３０ｎに輝度制御信号を送信する輝度制御器２０と、を含んで構成される。
以下、上記のように構成された本発明の望ましい実施形態による照明装置の輝度制御装置の構成及び作用を、輝度制御方法と共により詳細に説明する。
図２は、本発明の望ましい実施形態による照明装置の輝度制御方法の順序図であり、以下では、図１及び図２を各々参照して本発明に対して詳細に説明する。

まず、ステップＳ２１では、カメラモジュール１０を利用して照明装置３０の周辺の設定領域を撮影する。カメラモジュール１０は、デジタル映像を撮影できるもので、照明装置３０の周辺設定領域を撮影する。カメラモジュール１０の設置位置は制限がなく、トンネルなどの場合には、トンネル外部の設定領域であり得、街灯の場合には、照明する領域であり得る特徴がある。
カメラモジュール１０は、別途に設置されることができ、必要によっては、既存の道路に多様な目的に設置されているカメラを利用することができる。

既存の道路には、防犯用、猛スピード取り締まり用、バス専用車線取り締まり用、可変叉路取り締まり用、交通情報収集用など、多様な目的のカメラがあちこちに設置されており、このような既存のカメラを本発明のカメラモジュール１０として応用する場合、初期設置費用を最小化することができる。

カメラモジュール１０は、周期的に映像を撮影して輝度制御器２０に送信してもよい。
そのカメラモジュール１０が動画を撮影すると、周期的に一つのフレームの映像を抽出して送信するように構成する。

その次に、ステップＳ２２のように、輝度制御器２０は、カメラモジュール１０から受信された照明装置３０の照明領域の映像をＨＤＲ（High Dynamic Range）イメージで生成して、ステップＳ２３のようにそのイメージの平均輝度を算出する。

輝度制御器２０は、カメラモジュール１０の映像信号を受信する映像受信部２２と、映像受信部２２を通じて受信された映像を処理して平均輝度を検出し、その平均輝度を基準輝度と比較してその差異による輝度制御信号を出力する制御部２１と、制御部２１の制御信号を照明装置３０の街灯装置部３０ａ〜３０ｎに送信する送信部２３と、を含んで構成される。

送信部２３は、中央制御システム（図示せず）と通信し得るＷＣＤＭＡ（登録商標）モジュールを含むことができ、街灯装置部３０ａ〜３０ｎとは近距離無線通信または有線通信を通じて輝度を制御する制御信号を送信することができる。
近距離無線通信方式としては、ジグビー（zigbee）（登録商標）方式を使用することができる。

また、輝度制御器２０の設置位置に従う中央制御システムの制御を受けるために、ＧＰＳモジュール２４をさらに含み得る。上記中央制御システムは、実質的に輝度の制御に直接関与しないことがあり、輝度制御器２０と照明装置３０の状態を確認し、維持保守するためのものとして理解できる。

カメラモジュール１０で撮影された照明装置３０の照明領域の映像は、ＲＳ−２３２、イーサネット（登録商標；Ethernet（登録商標））通信方式を通じて映像受信部２２に受信される。映像受信部２２に受信された映像は、制御部２１でＨＤＲイメージに変換される。

ＨＤＲイメージは、一般映像に比べてより多くの階調で、多様で華麗な色を表現するものであり、このためにカメラモジュール１０は露出の範囲を広くして映像を撮影しなければならず、これをＲＡＷ形式のイメージデータで送信する。ＲＡＷ形式のデータは、一般的なＪＰＧ形式のデータが８ビット階調を表現できることに比べて、１４ビットの階調を表現できるという特徴がある。

上記のようにカメラモジュール１０の映像を受信した制御部２１は、ステップＳ２２のように受信された映像をＨＤＲイメージで補正生成した後、ステップＳ２３のように該当イメージの平均輝度を算出する。この時の平均輝度は、各ピクセル領域の輝度の和をピクセルの数で除算した値とする。この時、演算量を考慮して代表ピクセル領域を選定して代表ピクセル領域の平均値を平均輝度とすることができる。例えば、上記代表ピクセル領域は、輝度が明るい順に１００個、暗い順に１００個の輝度を合算した後に、代表ピクセル領域の数である２００で除算した値とすることができる。

その次に、ステップＳ２４のように、制御部２１は、算出した平均輝度を基準輝度と比較する。上記基準輝度は、照明装置３０が照明領域を常時照明しなければならない基準であり、上記算出した平均輝度が基準輝度より暗い場合には、照明装置３０に属した街灯装置部３０ａ〜３０ｎの照明をより明るく制御しなければならず、算出した平均輝度が基準輝度より明るい場合、暗く制御するか、街灯装置部３０ａ〜３０ｎの照明をターンオフさせる制御をしなければならない。

すなわち、ステップＳ２４の判断結果、算出した平均輝度が基準輝度と同一の場合、現在の制御状態を維持するようにするステップＳ２５を遂行する。この時、必ず算出した平均輝度が基準輝度と同一の場合に限定することもできるが、上記算出した平均輝度が基準輝度を基準として定めた基準輝度範囲の内にあることと拡張することもできる。

これは、基準輝度と近接した平均輝度である場合、街灯装置部３０ａ〜３０ｎのディミング制御をしないことで、あまり頻繁な輝度制御が発生することを防止するためである。

ステップＳ２４で算出した平均輝度が基準輝度と異なるか、算出した平均輝度が基準輝度範囲に属しない場合、ステップＳ２６のように制御部２１は輝度制御信号を発生させて送信部２３を通じて送信する。

送信部２３を通じて送信された輝度制御信号を、受信部３１を通じて受信した街灯装置部３０ａ〜３０ｎのディミング制御部３２は、ＬＥＤ光源部３３に供給される電源供給部３４の電源を制御して、照明装置３０が照明する照明領域の輝度を輝度基準に符合するように照明する。
その次に、ステップＳ２７では、設定された時間が経過したか否かを判断して、経過したらステップＳ２１から再遂行する。

したがって、本発明は、照明領域の輝度ではなく、外部輝度を検出する従来の方式から脱皮して、複数の街灯が照明する照明領域を撮影した映像に基づいて照明領域の平均輝度を算出し、その算出された平均輝度を利用して照明装置を制御できるようになって、正確な輝度の制御が可能になる。

一方、本実施形態の照明装置３０は、例えば、一つ以上の街灯であり得る。また、上記一つ以上の街灯装置部３０ａ〜３０ｎは、例えば、照明装置３０の各街灯に設けられて輝度制御器２０の輝度制御信号によって街灯装置部３０ａ〜３０ｎのＬＥＤ光源部３３の輝度を調節することができる。

また、本実施形態の輝度制御装置における上記照明装置が、例えば、長距離上に設置された街灯やトンネルなどである場合、上記複数の街灯及び／またはトンネルなどをグルーピングして制御することも当業者には十分に類推可能なことである。

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的要旨を逸脱しない範囲内で多様に修正及び変形されて実施可能であることは本発明が属する技術分野における当業者にとっては自明である。

１０ カメラモジュール
２０ 輝度制御器
２１ 制御部
２２ 映像受信部
２３ 送信部
２４ ＧＰＳモジュール
３０ 照明装置
３１ 受信部
３２ ディミング制御部
３３ ＬＥＤ光源部
３４ 電源供給部

Claims (6)

1. 輝度制御用イメージを獲得するためのカメラモジュールと、
   前記カメラモジュールの撮影イメージを受信して撮影領域の平均輝度を算出し、前記平均輝度と基準輝度とを比較して、その比較結果によって輝度制御信号を送信する輝度制御器と、
   照明装置に設けられて前記輝度制御器の輝度制御信号によってＬＥＤ光源部の輝度を調節する照明装置部と、からなることを特徴とする照明装置の輝度制御装置。
2. 前記カメラモジュールは、
   デジタルイメージを撮影することであり、道路に既設置されたカメラを使用することを特徴とする請求項１に記載の照明装置の輝度制御装置。
3. 前記輝度制御器は、
   前記カメラモジュールで撮影した映像をＨＤＲ（High Dynamic Range）イメージに変換して前記平均輝度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置の輝度制御装置。
4. 前記輝度制御器は、
   前記カメラモジュールで撮影した映像を受信する映像受信部と、
   前記映像受信部で受信された映像を前記ＨＤＲイメージに変換し、前記ＨＤＲイメージの平均輝度を算出した後、予め設定された基準輝度と比較して、その差によって輝度制御信号を出力する制御部と、
   前記制御部の輝度制御信号を前記照明装置部に送信する送信部と、からなることを特徴とする請求項３に記載の照明装置の輝度制御装置。
5. 前記平均輝度は、
   前記ＨＤＲイメージの各ピクセルの輝度の和をピクセルの数で除算した値であるか、
   輝度別に定められた数のピクセルである代表ピクセルの輝度和を前記代表ピクセルの数で除算した値であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置の輝度制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記平均輝度が基準輝度と異なる場合、前記輝度制御信号を出力するか、前記平均輝度が基準輝度範囲に属しない場合に、輝度制御信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の照明装置の輝度制御装置。

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