JP2017098170A

JP2017098170A - 照明装置

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Publication number: JP2017098170A
Application number: JP2015231283A
Authority: JP
Inventors: 柏木　正徳; Masanori Kashiwagi; 正徳柏木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP6695021B2

Abstract

【課題】視線方向の変化に追従して視線が示す注目領域と、その周辺領域との異なる照明条件で照明可能で、かつ、視作業を効率化することができる照明装置を提供する。【解決手段】本発明に係る照明装置１は、ユーザ２０の注視位置２２を検出する視線検出部２と、照明領域４を照明する発光部３と、発光部３を制御する制御部５を備える照明装置１であって、発光部３は、発光輝度、放射光の方向、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくとも１つの発光条件を、発光面の位置に応じて変更することができ、照明領域４は、注視位置２２を含む注目領域４１と、注目領域４１の外縁部の外側に構成される周辺領域４２とから構成されており、制御部５は、注目領域４１の照明条件と周辺領域４２の照明条件とが異なるように発光部３の発光条件を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関する。

近年、照明器具において、広範囲の視対象を効率的に照明する方法として、利用者の視線をもとに利用者の注目領域を判断し、注目領域が適切な明るさになるように、輝度を自動的に調整する方法がある（特許文献１）。

特開２０１０−２６９７３６号公報

しかしながら、特許文献１では、光源を直視するか、手元を見るか、というような比較的大きな変化を検出して、照明光全体の輝度を調整するものであり、細かな視線の移動に追従し、かつ、注目領域とその周辺領域とを区別して、照明条件を変化させることができない。そのため、特許文献１の目的であるまぶしさ防止に対しては、十分な効果が得られても、集中力の向上や、速読の支援といった、視作業を効率化する効果を得ることはできない。

本発明は、このような課題を解決するためにされたものであり、視線方向の変化に追従して視線が示す注目領域と、その周辺領域との異なる照明条件で照明可能で、かつ、視作業を効率化することができる照明装置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、本発明に係る照明装置の一態様は、ユーザの注視位置を検出する視線検出部と、照明領域を照明する発光部と、発光部を制御する制御部を備える照明装置であって、前記発光部は、発光輝度、放射光の方向、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくとも１つの発光条件を、発光面の位置に応じて変更することができ、前記照明領域は、前記注視位置を含む注目領域と、前記注目領域の外縁部の外側に構成される周辺領域とから構成されており、前記制御部は、前記注目領域の照明条件と前記周辺領域の照明条件とが異なるように前記発光部の発光条件を制御することを特徴とする。

本発明によれば、視線方向の変化に追従して視線が示す注目領域と、その周辺領域との異なる照明条件で照明可能な制御部を備えた照明装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係る照明装置の動きを示す概略図である。図３は、本発明の実施の形態の変形例１に係る照明装置の概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接
続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態に係る照明装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。

図１に示すように、本実施の形態にかかる照明装置１は、ユーザ２０の注視位置２２を検出する視線検出部２と、照明領域４を照明する発光部３と、発光部３を制御する制御部５とから構成されている。照明領域４は、注視位置２２を含む注目領域４１と、注目領域４１の外縁部で構成される周辺領域４２とから構成されている。また、制御部５は、注目領域４１の照明条件と、周辺領域４２の照明条件との照明条件が異なるように、発光部３の発光条件を制御することを特徴とする。

以下、照明装置１の詳細構成について、図１を用いて詳述する。

［視線検出部］
本実施の形態において視線検出部２は、ユーザ２０の視線を検知するＣＣＤカメラで構成されている。視線検出部２は、ユーザ２０の左右眼球の位置を撮影し、撮影した画像を画像処理によって解析し、ユーザ２０の視線２１の向きを検出する。検出したユーザ２０の左右の視線２１の向きの交点を注視位置２２として抽出する。抽出された注視位置２２の情報は、制御部５に送られる。

なお、本実施の形態において視線検出部２は、目状態検出部（図示せず）を備えていることが好ましい。目状態検出部は、視線検出部２により撮影したユーザ２０の左右眼球の画像から、瞬き、目の閉じ具合、瞳孔径などの目の状態を検出し、ユーザ２０の睡眠や疲労などの体調を分析する。目状態検出部において分析された体調情報は、制御部５に送られる。このような構成にすることにより、ユーザ２０の状態にあった、より適切な照明条件に設定することができる。

本実施の形態では、視線検出部２は、制御部５と有線で接続されているが、視線検出部２と制御部５は、無線で接続されていてもよい。

なお、視線検出を容易にするために、非可視光をマーカとしてユーザ２０の目近傍に投影してもよい。マーカをユーザ２０の目近傍に投影することにより、ユーザ２０の視線２１の向きをより正確に検出することができる。例えば、瞳孔もしくは、白目部分に非可視光のマーカを照射することで、その反射光の位置や角度をからユーザ２０の視線２１の向きを推定することができる。

［発光部］
本実施の形態において発光部３は、発光面の位置に応じて発光輝度、放射光の方向、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくとも１つの発光条件を変更することができる構成となっている。具体的には、例えば、発光部３を複数の光源で構成することにより、それぞれの光源の発光輝度、放射光の方向、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくと
も１つを変化させることにより発光部３の発光条件を変化させることができる。また、例えば、発光部３を１つの光源で構成し、かつ、機械的に光源からの放射光の位置及び角度をステッピングモータ等の機械的な走査をすると同時に、時間的に光源の発光輝度、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくとも１つを変化させることにより、発光部３の発光条件を変化させることができる。また、例えば、発光部３を１つの光源と液晶パネルとで構成し、液晶パネルの電気的制御によって、発光部３の発光条件を変化させることができる。

発光部３に用いる光源としては、ＬＥＤ等の半導体発光素子、エレクトロルミネッセンスライト，電球、蛍光灯等を用いることができる。

［制御部］
本実施の形態において制御部５は、視線検出部２で抽出された注視位置２２を含む注目領域４１と、注目領域４１の外縁部の外側に構成される周辺領域４２を照明できるように発光部３の発光条件を制御する。制御方法としては、発光部３を電子制御することによって発光条件を制御することができる。また、制御部５は、電子制御をするために、マイコン等を搭載してもよい。また、制御部５としてステッピングモータ等の機械的駆動部を設けることによって、制御部５によって発光部３の向きを駆動して放射光の方向を制御してもよい。

図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）が示すように、本実施の形態において、注目領域４１は、視線２１が移動することによって注視位置２２が移動したことを視線検出部２が検出すると、注視位置２２の動きに追従して、注目領域４１の位置も移動するように制御部５は発光部３を制御する。具体的には、図２（ｂ）に示す注視位置２２が左側に移動すると、図２（ａ）に示すように注視位置２２に追従して注目領域４１及び周辺領域４２が移動する。また、図２（ｂ）に示す注視位置２２が右側に移動すると、図２（ｃ）に示すように注視位置２２に追従して注目領域４１及び周辺領域４２が移動する。

さらに、本実施の形態において制御部５は、視線検出部２が検出した注視位置２２の移動量もしくは注視位置２２の振動周波数が予め定めた範囲内の場合には、照明領域４の照明条件が変化しないように制御することが好ましい。特に、照明領域４の照明条件のうち、特に注目領域４１の位置が変化しないように、放射光の方向が変化しないように発光部３を制御することが好ましい。このような構成にすることにより、微小な視線の動きに対応した照明領域４の照明条件の変化はおこらず、結果としてユーザ２０に対して無用な外乱を与えず、安定的に視作業の効率化を支援することができる。

視線検出部２が検出した注視位置２２の移動量に対する予め定めた範囲としては、具体的には、例えば、人間の固視微動による注視位置２２の移動を除外できる範囲を限定してもよい。本実施の形態において、予め定めた範囲は、例えば注視位置の移動量が１ｃｍ以内と定めることができる。

視線検出部２が検出した注視位置２２の振動周波数に対する予め定めた範囲としては、具体的には、例えば、人間の固視微動による注視位置２２の振動周波数を除外できる範囲を限定してもよい。本実施の形態において、予め定めた範囲は、例えば眼球の振動周波数が２Ｈｚ以上と定めることができる。

さらに、視線検出部２が検出した注視位置２２の移動量に対する予め定めた範囲としては、視線の移動方向によって異なる値を定めていてもよい。例えば、ユーザ２０が横書きの文章を読んでいる場合には、視線の横方向の移動については、注視位置２２が注目領域４１の外側に移動した場合のみ照明領域４の照明条件が変化するように、予め定めた範囲
を設定し、視線の縦方向の移動については、人間の固視微動による注視位置２２の移動を除外できるように、予め定めた範囲を設定してもよい。このように設定することにより、ユーザ２０が文章を読む際に、数行を１つの領域として認識し、領域単位で視線を移動させ、視線および注目箇所の移動回数を少なくするといった方法で速読を行う際に、より速読を効果的に行うことができる。

また、本実施の形態において制御部５は、目状態検出部から送られたユーザ２０の体調情報に応じた照明条件で照明できるよう発光部３を制御することが好ましい。具体的には、目状態検出部からユーザ２０が眠気や疲労を有するとの情報が送られてきた場合に、注目領域４１と周辺領域４２の照明条件の差を大きくすることができる。このように制御することにより、注目領域４１の見えを強調することができる。また、ユーザ２０が眠気や疲労を有する場合に、注目領域４１と周辺領域４２との照明条件の差を小さくすることができる。このように制御することにより、ユーザの目を休ませることができる。さらに、目状態検出部からユーザ２０が眠気や疲労を有するとの情報が送られてきた場合に、注目領域４１と周辺領域４２の照明条件の差を大きくするか小さくするかについては、ユーザごとにあらかじめ設定しておいてもよい。その場合、ユーザの個人識別を、目元の特徴をもとに行い、あらかじめユーザごとに設定された照明条件を適応することもできる。

［特徴構成及び作用効果］
次に、本実施の形態に係る照明装置１の特徴構造及び作用効果について説明する。

本実施の形態における発光部３から照射される放射光によって照明領域４が照明される。照明領域４は、注目領域４１と周辺領域４２とから構成されている。注目領域４１は、注視位置２２を含み、例えば、直径１５ｃｍの円形である。周辺領域４２は、注目領域４１の外縁部の外側に構成されており、例えば、直径５０ｃｍの円と注目領域４１で囲まれたドーナツ状の形状をしている。

発光部３は、照明領域４において被照明物４０が照明される照明条件が、注目領域４１と周辺領域４２とで異なるように、放射光を発する。この際、発光部３は、発光輝度、放射光の方向、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくとも１つの発光条件を変化させることによって、注目領域４１の照明条件と周辺領域４２の照明条件とが異なるように制御されている。このような構成にすることにより、注目領域４１においては、視作業に適した照明条件を実現し、作業の効率化を図ることができる。

本実施の形態において、注目領域４１の照明条件は、周辺領域４２の照明条件よりも視認性が高くなるように発光部３の発光条件が制御されることが好ましい。より具体的には、注目領域４１における輝度が、周辺領域４２における輝度よりも高くすることができる。例えば、注目領域４１における輝度は、周辺領域４２における輝度の１．２倍以上、より好ましくは１．５倍以上とすることができる。また、注目領域４１における色温度は、周辺領域４２における色温度よりも高くすることができる。例えば、注目領域４１の色温度を４０００Ｋ以上、より好ましくは５０００Ｋ以上とし、周辺領域の色温度を３０００Ｋ以下とすることができる。また、注目領域４１における照度は、７００ルクス以上とし、周辺領域４２における照度は、３００ルクス以下とすることができる。このような構成にすることにより、より視認性が高い注目領域４１に視線が集中し、周囲に関心が向くことを押さえて作業に集中することができる。

なお、注目領域４１の形状は、円形に限らず、長手方向を一方向に決めることが可能な形状にしてもよい。具体的には、略楕円形や、略長方形などの形状とすることができる。また注目領域４１をこのような構成にする場合には、周辺領域４２の形状は、注目領域４１の外縁部に沿った帯状の形状とすることができる。このような構成にすることにより、
例えば、横書きの文章であれば、文字が並ぶ行の方向を長手方向として注目領域４１を設定することでき、速読において短時間にまとめて認識したい箇所を同時に注目領域４１の照明条件で照明することができ、速読の支援など、視作業の効率化ができる。

（変形例１）
次に、本発明の変形例１に係る照明装置１’の構成について図３を用いて説明する。なお、以下の説明では、照明装置１’の特徴となる構成で、上記実施の形態１における照明装置１と異なる点を説明し、その他の構成については、発光装置１と同様である。

具体的には、本変形例では、制御部５と視線検出部２に物体認識部７が接続されている。物体認識部７はＣＣＤカメラと画像処理装置によって構成されている。物体認識部７のＣＣＤカメラは、注目領域４１内に存在する被照明物４０を検出し、画像処理装置によって、被照明物４０がどのような物であるかを認識する。具体的には、例えば、被照明物４０が白黒の印刷物なのか、カラー写真なのか、文字情報が記載されている紙なのか等を認識する。物体認識部７によって、被照明物４０が文字情報の印刷された紙であると認識された場合には、制御部５は、注目領域４１の照明条件を速読しやすい照明条件となるように発光部３を制御するようにしてもよい。具体的には、例えば、速読テクニックとしては、一文字一文字を順に目で追うのではなく、数行を１つの領域として認識し、領域単位で視線を移動させて、１ページを読むのに必要な視線および注目箇所の移動回数を少なくする方法などが提案されている。この場合、１つの領域として認識する数行分を注目領域４１となるような照明条件として制御してもよい。また、物体認識部７によって、被照明物４０がカラー写真である場合には、発色がきれいに見える発光スペクトルをもつように制御部５は発光部３を制御するようにしてもよい。このような構成にすることによって、注目領域４１にある物体に応じて、照明条件を変化させ、集中力向上などの視作業効率化を支援することができる。

（変形例２）
次に、本発明の変形例２に係る照明装置（図示せず）の構成について説明する。なお、以下の説明では、照明装置の特徴となる構成で、上記実施の形態１における照明装置１と異なる点を説明し、その他の構成については、発光装置１と同様である。

具体的には、本変形例において発光部３は、プロジェクタ装置など映像情報を照射できる構成となっており、発光部３によって照射された映像情報が、制御部５によって注目領域４１に重畳される。このような構成にすることによって、例えば、映像情報として文字情報に対して罫線を投影すれば、文字を読みやすくすることができる。また、例えば、変形例１と組み合わせることによって、物体認識部７によって認識された文字列の翻訳情報を投影してもよい。このような構成にすることにより、効率的な情報取得が可能となる。

（変形例３）
次に、本発明の変形例３に係る照明装置１’’’（図示せず）の構成について説明する。なお、以下の説明では、照明装置１’’’の特徴となる構成で、上記実施の形態１における照明装置１と異なる点を説明し、その他の構成については、発光装置１と同様である。

具体的には、本変形例では視線検出部２がメガネ等に搭載されたウェアラブル型である。視線検出部２をウェアラブル型にすることで、ユーザ２０の目近傍に視線検出部２を設けることが可能となるため、視線検出を精度よく行うことができる。さらに、視線検出部２をウェアラブル型にすることで、複数ユーザへの対応が容易になる。

本変形例においては、視線検出を容易にするために、マーカとしてグリッド線状の非可
視光をウェアラブル型の視線検出部２の近傍から注目領域付近に向けて投影してもよい。このような構成にすることによって、注目領域付近のマーカの位置情報からユーザ２０の顔の向きを検出することが容易になり、視線検出の精度をあげることができる。

（その他）
以上、本発明に係る発光装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。

例えば、目状態検出部は、視線検出部２とは別に設けられていてもよい。

その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１’ 照明装置
２視線検出部
２０ユーザ
２２注視位置
３発光部
４照明領域
４０被照明物
４１注目領域
４２周辺領域
５制御部
７物体認識部

Claims

ユーザの注視位置を検出する視線検出部と、照明領域を照明する発光部と、発光部を制御する制御部を備える照明装置であって、
前記発光部は、発光輝度、放射光の方向、発光色、色温度及び発光スペクトルの少なくとも１つの発光条件を、発光面の位置に応じて変更することができ、
前記照明領域は、前記注視位置を含む注目領域と、前記注目領域の外縁部の外側に構成される周辺領域とから構成されており、
前記制御部は、前記注目領域の照明条件と前記周辺領域の照明条件とが異なるように前記発光部の発光条件を制御する
ことを特徴とする照明装置。
前記制御部は、前記注目領域の照明条件が前記周辺領域の照明条件よりも視認性が高くなるように前記発光部の発光条件を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記制御部は、前記視線検出部が検出した前記注視位置の移動量が予め定めた範囲内の場合もしくは前記視線検出部が検出した前記注視位置の振動周波数が予め定めた範囲内の場合には、前記照明条件が変化しないよう制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
前記照明領域に存在する被照明物を認識する物体認識部を備え、
前記制御部は、認識した前記被照明物に応じて、前記注目領域の照明条件を制御する
ことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の照明装置。
前記制御部は、前記注目領域の形状が長手方向を一方向に決めることが可能な形状となるように制御する
ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の照明装置。
前記ユーザの目の状態を検出する目状態検出部を備え、
前記制御部は、検出した前記目の状態に応じて、前記照明領域の照明条件を制御する
ことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の照明装置。
前記発光部は、映像情報を照射し、
前記制御部は、前記注目領域に前記映像情報を重畳する
ことを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の照明装置。
前記視線検出部は、ウェアラブル型である
ことを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の照明装置。