JP2017528888A - 照明の制御 - Google Patents

Abstract

光を放出するために複数の照明デバイスを制御するための制御装置であって、各照明デバイスが、少なくとも１つのそれぞれの設定に依存し、制御装置が、カメラによって捕捉される、ユーザの少なくとも１つの角膜の少なくとも一部からカメラに反射された光によって形成される角膜像を表す画像データを取得することと；角膜像に基づいて、照明デバイスの１つ又は複数のそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することと；更新に従って１つ又は複数の照明デバイスを制御することと；ユーザが移動するときに、これらの取得、決定、及び制御のステップを繰り返して、照明デバイスの設定を動的に適合させることとを行うように構成された制御装置である。

Description

本開示は、１つ又は複数の照明デバイスを自動的に及び動的に制御するための技法に関する。

例えばライトをオン及びオフに切り替える、光レベルを増光及び減光する、又は放出される光の色設定を設定するために、部屋又は他の環境を照光する照明器具等の１つ又は複数の照明デバイスを制御するための幾つかの技法が存在する。

１つの技法は、スマートフォン、タブレット、又はラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ等のユーザ端末で動作するアプリケーションを使用することである。有線又は無線通信チャネルが、ユーザ端末と照明デバイスの制御装置との間に提供され、この通信チャネルは、典型的には、モバイルユーザ端末の場合にはWi-Fi（登録商標）、ZigBee（登録商標）、又はBluetooth（登録商標）チャネル等のＲＦチャネルである。アプリケーションは、このチャネルを使用して、ユーザ端末で動作するアプリケーションに入力されたユーザ入力に基づいて、照明制御リクエストを制御装置に送信するように構成される。しかし、これは、あまりユーザフレンドリーではない。

照明デバイスを制御するための別の技法は、ジェスチャコントロールである。ジェスチャコントロールを採用するシステムでは、システムは、適切なセンサ機器、例えば、２Ｄビデオカメラ、ステレオビデオカメラ、奥行き知覚（測距）ビデオカメラ（例えば飛行時間型カメラ）、赤外線若しくは超音波ベースの検知デバイス、又はウェアラブルセンサデバイス（例えば、１つ又は複数の加速度計及び／又はジャイロセンサを組み込む衣服又はアクセサリ）を設けられる。制御装置で動作するジェスチャ認識アルゴリズムは、センサ機器から入力を受信し、この入力に基づいて、ユーザによって行われる所定のジェスチャを認識し、これらのジェスチャを照明制御リクエストにマッピングするように作用する。これは、ユーザにとって幾分自然であるが、明示的な手動ユーザ入力を依然として必要とする。

建物又は部屋等のライトを自動的に制御するための幾つかの技法が存在する。これらは、受動赤外線センサ又は能動超音波センサ等の存在検出器によってユーザの存在を検出することを含む。しかし、これらの技法は、かなり大雑把である傾向がある。なぜなら、それらの技法は、建物又は部屋の特定の所定の区域内にユーザがいるか否かを検出して、いるか否かに応じて単にライトをオン若しくはオフに切り換える、又は増光及び減光させるにすぎないからである。

ユーザが制御したい１つ又は複数の照明デバイスを自動的に制御するための代替技法を見出すことが望ましい。

角膜イメージングは、新たに出現した技術であり、この技術では、人の高解像度ピクチャがカメラによって捕捉され、その人の目の中で見られる反射が抽出されて、視野内に何があるかを決定する。本発明者らは、この（既知の）技術が、照明制御、及び特に照明の自動的な動的制御に適用されることを認識している。従って、以下では、ユーザが移動して反射された角膜像が変化するときに、ユーザの角膜で反射される照明システム又は照光される環境の全体又は一部の画像に基づいて照明システムを制御する制御装置、システム、方法、及びコンピュータプログラム製品を開示する。そのような機能は、反射されたシーンが取得されるように、高解像度カメラを使用してユーザの角膜を撮像することによって得られる。反射されたシーンが変化するときに新たな画像が獲得され、各シーン毎に照光が決定され得るという点で、制御は動的である。次いで、新たな照光設定が計算され得る。

従って、本明細書で開示される一態様によれば、光を放出するために複数の照明デバイスを制御するための制御装置であって、各照明デバイスが、少なくとも１つのそれぞれの設定に依存し、制御装置が、カメラによって捕捉される、ユーザの少なくとも１つの角膜の少なくとも一部からカメラに反射された光によって形成される角膜像を表す画像データを取得することと；角膜像に基づいて、照明デバイスの１つ又は複数のそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することと；更新に従って１つ又は複数の照明デバイスを制御することと；ユーザが移動するときに、取得、決定、及び制御を繰り返して、照明デバイスの設定を動的に適合させることとを行うように構成された制御装置が提供される。本明細書で開示される更なる態様によれば、対応するシステム、方法、コンピュータプログラム製品が提供される。

これに関して、ユーザが見ている方向を決定するために、眼球追跡又は視線追跡が使用され得る。眼球追跡及び視線追跡の分野で、目の画像が使用されて、例えばユーザの頭部に対する目の相対位置を決定して、人が左を向いているか右を向いているかを決定し；又はユーザの環境に対する目の相対位置を決定して、ユーザの環境内のどの領域をユーザが見ているかを決定する。これらの技術を使用してユーザがどの物体を見ているかを決定するためには、ユーザの環境のマップを必要とする。更に、ユーザの目、即ち瞳孔の中心の位置の検出が、ユーザの視線を決定する。これは角膜イメージングとは異なり、角膜イメージングでは、照明デバイスのどれが角膜像内に現れているか及び／又は影響を及ぼすかに基づいて、照明デバイスの１つ又は複数のそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定する。

幾つかの実施形態では、制御装置は、決定が、角膜像に対する１つ又は複数の照明デバイスの位置に基づいて、それぞれの設定に対する更新を自動的に決定することを含むように構成され得る。

例えば、制御装置は、位置に依存する決定が、直接的に角膜像内に現れているかどうかに依存して、１つ又は複数の照明デバイスのそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することを含むように構成され得る。代替として又は追加として、制御装置は、位置に依存する決定が、間接的に角膜像を形成する光に寄与しているかどうかに依存して、１つ又は複数の照明デバイスのそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することを含むように構成され得る。

更に、角膜像を捕捉することが可能なだけでなく、幾つかの実施形態では、角膜像内のユーザの視野（ＦｏＶ）、又はユーザの中心視野領域及び／又は周辺視野も推定され得る。それにより、ユーザの視線に基づいて、ユーザのＦｏＶ、中心視野領域、又は周辺視野内に現れている又は影響を及ぼす照明が推定され、それらの影響が考慮に入れられ得るように処理され得る。

従って、幾つかの実施形態では、制御装置は、角膜像内でのユーザの視野を決定するように構成され得て、且つ、位置に依存する決定が、視野内に現れているかどうかに依存して、及び／又は視野内の光に寄与しているかどうかに依存して、１つ又は複数の照明デバイスのそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することを含むように構成され得る。幾つかの実施形態では、制御装置は、位置に依存する決定が、中心領域内に現れているかどうかに依存して、及び／又は中心領域内の光に寄与しているかどうかに依存して、１つ又は複数の照明デバイスのそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することを含むように構成され得る。代替として又は追加として、制御装置は、位置に依存する決定が、周辺領域内に現れているかどうかに依存して、及び／又は周辺領域内の光に寄与しているかどうかに依存して、１つ又は複数の照明デバイスのそれぞれの設定に対する更新を自動的に決定することを含むように構成され得る。

例えば、更新は、角膜像、視野、又は中心領域内の任意の照明デバイスをオン又は第１の光出力レベルに設定し、それぞれ角膜像、視野、又は中心領域外の任意の照明デバイスをオフ又は第２の光出力レベルに設定することを含み得る。

一例では、更新は、ユーザが移動するときに、角膜像、視野、又は中心領域に現在現れている任意の照明デバイスの設定に関して一定値を維持し、及び／又はユーザが移動するときに、角膜像、視野、又は中心領域での光に現在寄与している任意の照明デバイスの設定に関して一定値を維持することを含み得る。

更なる実施形態では、新たな照明設定が、例えばユーザ選好、ユーザの角膜像又はＦｏＶ内の物体に関連付けられる光設定、及び／又はユーザの角膜像内で観察されている現在及び／又は以前の光設定、及び／又は他のユーザの光設定に従って計算され得る。

例えば、制御装置は、決定が、（ａ）所定の物体が角膜像、視野、又は中心領域内に現れたことの検出に応答して、更新を自動的に決定すること、（ｂ）角膜像、視野、又は中心領域で測定されたコントラストの尺度に基づいて、更新を自動的に決定すること、及び／又は（ｃ）角膜像、視野、若しくは中心領域での強度が閾値を超えたことの検出に応答して、１つ又は複数の照明デバイスの強度を自動的に減少させることの１つ又は複数を含むように構成される。

幾つかの実施形態では、制御装置は、データベースから１つ又は複数の予め設定された照明制御規則を読み出すように構成され得て、照明制御規則は、ユーザによって予め設定され、適用されるべき更新が、１つ又は複数の予め設定された照明制御規則に従って決定され得る。

本開示の理解を助け、実施形態が実施され得る様子を示すために、例として添付図面を参照する。

照明システム及びユーザを含む環境の概略図である。 照明デバイスの角膜反射を含むユーザの目の概略図である。 照明デバイスを自動的に及び動的に制御する方法の流れ図である。 環境内でユーザ移動するときに、照明デバイスの設定を自動的に及び動的に更新するための方式を概略的に示す図である。 環境内でユーザ移動するときに、照明デバイスの設定を自動的に及び動的に更新するための方式を概略的に示す図である。

ここ数十年、より高解像度のセンサが利用可能になり、撮像は進化している。例えば、現在、幾つかの現代のスマートフォンは、洗練されたレンズシステムと共に、４０メガピクセルを超える解像度を提供している。画素解像度の増加は、角膜イメージングを実現可能にする助けとなる。角膜イメージングは、ターゲット画像が角膜の小さな面積のみから（しばしばある距離から）反射されるので、高い画素解像度を必要とする。角膜イメージングは、コロンビア大学他によって文書化されている。例えば、以下の文献を参照されたい。
“Corneal Imaging System: Environment from Eyes”; KO NISHINO, Department of Computer Science, Drexel University, 3141 Chestnut Street, Philadelphia, PA 19104; and SHREE K.NAYAR, Department of Computer Science, Columbia University, 1214 Amsterdam Avenue MC 0401, New York, NY 10027; Published April 2006; Springer Science + Business Media, Inc.; International Journal of Computer Vision 70(1), 23-40, 2006; DOI 10.1007/s11263-006-6274-9。例えば、この引用文献の図１、図１５、図１７、図１８、及び図１９は、現在、現代の技法を使用して角膜から捕捉され得るレベル詳細の着想を与える。

“Eyes for Relighting”, Ko Nishino and Shree K Nayer, Department of Computer Science, Columbia University, 2004, ACM 0730-0301/04/0800-0704も参照されたい。

更に、角膜イメージングは、本明細書で認識されるような照明制御を含めた様々な市場分野にわたって多くの製品化の可能性がある。

従って、以下では、下記の反復プロセスに基づいて照明デバイスを制御する制御装置、システム、コンピュータプログラム、及び方法を開示する：
角膜像（即ち、ユーザが見ているものを示す角膜内の反射の画像）を捕捉するプロセス；
角膜像に基づいて、どの照明デバイスがユーザの視野（ＦｏＶ）内にあるか、又はどの照明デバイスがユーザのＦｏＶに対する効果を有するかを（例えば符号化光又は放出される光の色に基づいて）決定するプロセス（幾つかの実施形態では、照明デバイス自体が必ずしもユーザの視野内にある必要はなく、放出される光のみがユーザのＦｏＶ内にあればよいことに留意されたい）；
識別された照明デバイスに適用されるべき（例えばユーザプロファイルに基づく）光設定を決定するプロセス；及び
（例えばユーザによって予め設定された）規則に従って照明デバイスを制御するプロセス。

これらの規則の例は、以下のようなものである：
照明効果が、ユーザが見ている場所と共に移動する。例えば、ユーザが部屋の右側を見ると、それに応答して、そこが紫等の何らかの特定の色で照光され、その後、ユーザが部屋の左側を見始めると、次にそこが紫の色相で照光される；
ユーザのＦｏＶ内にない照明デバイスをオフに切り替える（又はユーザのＦｏＶに寄与しない照明デバイスをオフに切り替える。幾つかの照明デバイスは、ユーザからは見えないことがあるが、それらが生み出す光効果は依然としてユーザのＦｏＶ内にあり、例えば壁から反射される）。

一般に、実際には角膜像全てがユーザによって見られるわけではないことに留意されたい。即ち、角膜は、瞳孔を通ってユーザの網膜に投影されるよりも多くを反射している。従って、幾つかの実施形態では、角膜像は、角膜像内のユーザの視野を推定するために処理される。しかし、本明細書で述べられる実施形態はＦｏＶに関して例示され得るが、より一般的には、本明細書で述べられるプロセスは、どの照明デバイスが（ユーザの視野の近似としての）完全な角膜像内に現れている及び／又は影響を及ぼすかに関する判断に基づいて、又は特に、どの照明デバイスが、ユーザのＦｏＶの（例えば中心窩又は黄斑に対応する）中心領域及び／又は（例えば中心窩又は黄斑の外にある）周辺視野等、ＦｏＶ内のより小さな部分領域内に現れている及び／又は影響を及ぼすかの判断に基づいて、又はそのような考慮事項の任意の組合せに基づいて適用され得る。

図１は、本開示の幾つかの実施形態による例示的な照明システムを示す。このシステムは、環境２内に設置又は配設され、そのような環境２は、例えば、１つ又は複数の部屋及び／又は廊下を備える建物の屋内空間、庭や公園等の屋内空間、又は東屋等の一部覆われた空間、又は実際には、車両の車室等の任意の他の空間である。システムは、制御装置９と、無線及び／又は有線接続を介して制御装置９に結合された１つ又は複数の制御可能な照明デバイス４とを備え、制御装置９は、無線及び／又は有線接続を介して照明デバイス４を制御することができる。図１には例として３つの照明デバイス４ａ、４ｂ、及び４ｃが示されているが、他の実施形態では、システムは、制御装置９の制御中に、１個から数十、数百、更には数千個の照明デバイスといった、他の数の照明デバイス４を備えていてもよいことを理解されたい。幾つかの実施形態では、各照明デバイス４は、環境２を照光するための様々な照明器具、又は照明器具の様々な個別に制御可能な光源（ランプ）を表し、各光源は、ＬＥＤ等、１つ又は複数の照明素子を備える（照明器具は、光源と、任意の関連のハウジング及び／又はソケットとを含む照明設備である。多くの場合、照明器具当たりに１つの光源が存在するが、所与の照明器具が複数の独立して制御可能な光源を備え得ることも除外されない）。例えば、各照明器具又は光源４は、ＬＥＤのアレイ、フィラメント電球、又はガス放電ランプを含んでいてよい。

制御装置９は、１つ又は複数の物理的位置に１つ又は複数の物理的制御装置ユニットの形態で実装され得る機能要素を表す。例えば、制御装置９は、照明ネットワークを介して光源４に接続された単一の中央制御装置として実装されても、例えば各照明デバイス４に一体化された別個の制御装置ユニットの形態で分散型制御装置として実装されてもよい。制御装置９は、環境２内にローカルで実装されても、遠隔から、例えばインターネット等のネットワークを介して照明デバイス４と通信するサーバから実装されてもよく、又はこれらの任意の組合せで実装されてもよい。更に、制御装置９は、ソフトウェア、専用ハードウェア回路構成、ＰＧＡやＦＰＧＡ等の構成可能若しくは再構成可能な回路構成、又はそのような手段の任意の組合せで実装されてもよい。ソフトウェアの場合、これは、１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され、制御装置９の１つ又は複数のプロセッサで実行されるように構成されたコードの形態を取る。例えば、コンピュータ可読記憶装置は、例えば、ハードディスク等の磁気媒体、ＥＥＰＲＯＭや「フラッシュ」メモリ等の電子媒体、ＣＤ−ＲＯＭ等の光学媒体、又はそのような媒体の任意の組合せの形態を取ることができる。

システムは更に、ローカル又はリモートの有線及び／又は無線接続を介して制御装置９に結合された高解像度カメラ１０を備える。このカメラ１０は、スタンドアローンデバイスでも、モバイルデバイスやテレビジョン等、別の製品に組み込まれていてもよい。何れにせよ、カメラ１０は、（人間）ユーザ６が存在するとき、ユーザ６の少なくとも１つの目１２の少なくとも一部がピクチャ内で見えるように；特に、ピクチャがユーザ６の少なくとも１つの角膜１８の少なくとも一部の画像を含むように、環境２の少なくとも１つのピクチャを捕捉するのに適した位置及び向きに位置決めされる。幾つかの実施形態では、より広い環境を網羅するためにそのようなカメラが複数使用され得るが、以下では、例として１つのカメラ１０について説明する。

図２は、人間の目１２の簡略図である。目１２は、強膜（白目）１６、虹彩２０、瞳孔２２、及び角膜１８を含む。目１２は、瞼１５によって一部覆われ得る。角膜１８は、虹彩２０及び瞳孔２２（並びに、虹彩２０及び瞳孔２２の前に位置するが角膜１８の後ろに位置する前眼房（図示せず））を覆う目の透明な部分である。角膜１８は、目の網膜（図示せず）に像を形成するために、瞳孔２２を通る光を屈折する役割を一部担う眼１２の光学的部位である。角膜１８は、高い反射性も有する。角膜１８が、反射性でない強膜１６を覆っては広がっていないことに留意されたい。角膜１８は、角膜輪部によって強膜１６から分離される（及び強膜１６に取り付けられる）。

以下でより詳細に例示するように、カメラ１０が制御装置９によって使用されて、角膜１８の撮像を行い、角膜１８から反射されたシーンが取得される。状況（例えば、カメラ１０からユーザ６までの距離、及びカメラ１０に対するユーザの角膜１８の角度を与える）に関して十分に高い解像度のカメラ１０を用いて、シーン内の個々の物体の詳細を解像することができる。例えば、ここでも、上で引用したNishino及びNayerによる刊行物を参照されたい。従って、照明デバイス４の１つ又は複数が角膜１８によって反射された立体角内にある場合、これらの照明デバイス４が角膜像内で見られる。例として、図２は、角膜１８からそれぞれ反射された照明デバイス４ｂ及び４ｃの２つの反射４ｂ’及び４ｃ’を示す。

従って、角膜像から、制御装置９は、（もしあれば）照明デバイス４のどれが角膜像内に存在するか、及び／又は照明デバイス４のどれが角膜像内のユーザの視野、ユーザの中心視野領域、及び／又はユーザの周辺視野内に存在するかを推定することが可能である。

次に、制御装置９の動作を、図３の流れ図並びに図４Ａ及び図４Ｂの図に関してより詳細に論じる。

ステップＴ１０で、ユーザ６（又は実際には、異なるユーザ、例えばシステム管理者）が、ライトマップ１１を定義し、ライトマップ１１は、様々な視野（ＦｏＶ）でのランプ設定間の関係を定義する。ライトマップは、小さなルックアップテーブルから大きなものまで任意のサイズのデータベースであり、任意の適切な記憶媒体、例えば制御装置９のローカル記憶装置、又は制御装置９がネットワークを介してアクセスするローカル若しくはリモートサーバで実装され得る。更に、ライトマップ１１は、単一の物理的な記憶ユニットで実装されても、複数の物理的な記憶ユニットにわたって分散されてもよい。

ライトマップ１１は、ユーザ６が、自分のＦｏＶを変えるときに自分の環境２内の照明デバイス４をどのように変えることを望むか（又は、管理者等の別のユーザが、ユーザ６のそのＦｏＶと共に照明デバイス４をどのように変えることを望むか）を定義する。ライトマップ１１は、１つ又は複数の命令又は１組の詳細な命令をそれぞれ備える幾つかのテンプレートから構成されてよく、制御情報を、角膜像に基づいて検出され得る照明デバイス４及び１つ又は複数の生じ得る環境と関連付ける。

例えば、ライトマップ１１は、システム内の各照明デバイス４に関して、ＦｏＶ内にある場合にその特定の照明デバイスにどのような設定が適用されるべきか、及び／又はＦｏＶ外にある場合にその特定の照明デバイスにどのような設定が適用されるべきか（及び／又は、完全に角膜像、中心視野領域、及び／又は周辺視野内及び／又は外にある場合に、その照明デバイスにどのような設定が適用されるべきか）をリストし得る。又は、ライトマップ１１は、システム内の全ての照明デバイス４に適用され得る規則を定義することができ、その規則は、ＦｏＶ内にある任意の照明デバイスにどのような設定が適用されるべきか、及び／又はＦｏＶ外にある場合に任意の照明デバイスにどのような設定が適用されるべきか（及び／又は、完全に角膜像、中心視野領域、及び／又は周辺視野内にある場合に、任意の照明デバイスにどのような設定が適用されるべきか）を定義する。

一例として、ユーザ６は、自分のＦｏＶを変えるときに、ユーザの向きに関わらずＦｏＶ内で同じ照明設定が維持されるように照明設定が変更されるように定義するテンプレートを選択し得る。即ち、特定の照明効果がユーザの視線に従い、例えばそれにより、ユーザのＦｏＶ内の任意の光が常にオンである、特定のレベルまで増光される、又は特定の色で発光する。任意選択的に、ユーザ６の後方の（従ってユーザのＦｏＶ内にない）照明デバイスも制御され、例えば、それにより、ユーザのＦｏＶ外の照明デバイスが常にオフである、特定のレベルに減光される、又は特定の他の色で発光する。

別の例として、ライトマップ１１でのテンプレートは、ユーザ６のＦｏＶの中心領域にあるときの各照明デバイス４の特性、及びユーザ６の周辺視野にあるときの各照明デバイス４の特性を述べることがある。

ステップＴ２０で、制御装置９は、高解像度カメラ１０を使用して、ユーザ６の角膜１８からの角膜反射を撮像する。制御装置９は、角膜１８を追跡し、例えばNishino及びNayerによって開示されている技法を使用して、角膜１８の画像で反射されるシーンを計算する。

ステップＴ３０で、制御装置９は、１つ又は複数の照明デバイス４のどれが、ユーザの角膜１８によって結像されたシーン内に存在するかを判断する。反射されたシーン内に存在する照明デバイスは、（例えばシーンにわたる相対強度変化を使用して）画像を処理することによって決定されて識別され、従ってそれらは個別にアドレス指定され得る。これは、幾つかのやり方で実現され得る。

例えば、幾つかの実施形態では、照明デバイス４は、符号化光に基づいて識別され得る。この場合、各照明デバイス４は、システム内で互いに一意である、異なる埋め込まれたＩＤで（幾つかの実施形態では、人間の知覚を超える周波数で）それぞれ変調された光をそれぞれ放出するように構成され、例えば、各光が、異なる変調周波数又は異なるデジタルコードで変調される。このとき、この周波数又はコードは、（複数のフレームにわたる実施形態において）角膜像内に存在する照明デバイス４ｂ、４ｃの各反射４ｂ’、４ｃ’から検出され得る。符号化光信号は、制御装置９によって、又はカメラ１０での埋込み符号化光機能によって復調され得る。

別の例では、角膜像内の照明デバイス４ｂ、４ｃは、角膜像内の照明デバイス４の位置によって識別され得る。例えば、人間の角膜１８の既知の幾何形状を仮定して、制御装置９は、ユーザ６に対する及び／又はカメラ１０に対する、角膜像内に現れている照明デバイス４ｂ、４ｃの位置又は向きを計算することができる。カメラ１０も、角膜像内で反射されて見えることがある。ユーザ６及び／又はカメラ１０の「絶対」位置又は向き（即ち、環境２又は何らかの他の既知の基準枠に対する位置又は向き）の知識を仮定して、制御装置９は、照明デバイス４の絶対位置又は向きを計算することができる。照明デバイス４の絶対位置に対してそのＩＤをマッピングするデータベース又はテーブルを仮定して、制御装置９は、反射されたデバイス４ｂ、４ｃの識別子を決定することができる。

更なる例では、角膜像内の照明デバイス４ｂ、４ｃは、照明デバイス４の異なる特性（例えば、一意の色スペクトルや強度等）によって、又は制御装置９を使用して個々のランプを（おそらく気付かれないうちに）ポーリングすることによって識別され得る。

Nishino及びNayarによれば、「角膜視野」（即ち、角膜１８によって反射された全てからなる完全な角膜像）は、常にユーザの視野（網膜上に投影される角膜像の一部）よりも大きいことに留意されたい。即ち、角膜１８によって反射された全てが瞳孔２２によって屈折されるわけではない。従って、Nishino及びNayarは、角膜像からユーザの視野（ＦｏＶ）を計算するためのアルゴリズムを提供する。

従って、本開示の幾つかの実施形態では、制御装置９は、より一般に、どれが角膜像内に現れているかを識別するのではなく、又はそれに加えて、（もしあれば）照明デバイス４のどれが特にユーザのＦｏＶ内に現れているかを識別するために角膜像を処理するように構成され得る。例えば、制御のために識別される条件は、特に、照明デバイス４がＦｏＶ内にあるが角膜像内にはないということであり得る；又は、代替として、識別されるデバイスが制御される様式が、ＦｏＶ内にあるものとして識別されるか、角膜像内にはあるがＦｏＶ外にあるものとして識別されるかに依存し得る（例えば、ユーザ入力が、角膜像内にはあるがＦｏＶ内ではないデバイスよりも、ＦｏＶ内にあるデバイスに強く影響を及ぼす）。

更に、人間の視野は、中心領域と周辺視野とから構成されており、それらが、網膜の対応する領域内で異なる光受容体密度を有するという点で異なることに留意されたい。異なる生物学的定義が可能であり、例えば、中心領域は、黄斑又は中心窩（網膜の黄斑又は中心窩領域）に対応することがあり、周辺領域は、網膜の残りの部分に対応することがある。従って、本開示の幾つかの実施形態では、制御装置９は、（もしあれば）照明デバイス４のどれが特にユーザの中心視野領域内に現れている及び／又は特に周辺視野領域内に現れているかを識別するために角膜像を処理するように構成され得る。例えば、制御のために識別される条件は、特に、照明デバイス４がユーザのＦｏＶの中心領域内にあるがユーザの周辺視野内にはないということであり得る；又は、代替として、識別されるデバイス４が制御される様式が、ＦｏＶの中心領域内にあるものとして識別されるか、ＦｏＶの周辺領域内にあるものとして識別されるかに依存し得る（例えば、ユーザ入力が、周辺領域内にあるデバイスよりも、中心領域内にあるデバイスに強く影響を及ぼす）。

本明細書における実施形態はＦｏＶに関して述べられ得るが、ＦｏＶ内等にどの照明デバイス４が存在する又は現れているかを識別することを述べる本明細書における如何なる箇所でも、これは、代替として又は追加として、完全な角膜像、ユーザのＦｏＶの中心領域、及び／又はユーザのＦｏＶの周辺視野領域に存在する又は現れているかどうかを決定することにも該当し得ることを理解されたい。例えば、ＦｏＶの計算に関わる複雑な処理を回避するために、完全な角膜像が、ユーザの視野の近似として使用され得る。

更に、幾つかの実施形態では、制御装置９は、角膜像を使用して、照明デバイス４のどれが角膜像、ＦｏＶ、中心領域、及び／又は周辺視野内に直接現れているかだけでなく、照明デバイス４のどれが、角膜１８からカメラ１０に反射される光に間接的に寄与しているかも識別し得る。ここで、「間接的」は、照明デバイス４自体はユーザ６の後方にあり、角膜１８によってカバーされる立体角の外にあるが、それでも、そのデバイス４からの幾らかの光が、白色の壁等、何らかの他の更なる表面での反射（例えば拡散反射）によって到達し、その後、角膜１８で反射されることを意味する。例えば、照明デバイス４が、それらが放出する符号化光、又はスペクトル等の特性によって識別される場合、この情報は、間接的な光からでも検出可能であり得る。

どの照明デバイス４が角膜像、ＦｏＶ、中心視野領域、又は周辺視野領域内等に存在する又は現れているか（即ち直接現れているか）を識別することを述べる本明細書における如何なる箇所でも、これは、代替として又は追加として、角膜像、ＦｏＶ、中心視野領域、及び／又は周辺視野領域内への光にどの照明デバイス４が寄与しているかを識別することにも該当し得る。

角膜像内にある照明デバイス４を識別することは、それらの１つ又は複数の照明デバイス４が角膜像内にあるという事実を識別することと、それらの照明デバイス４の識別子を決定することとの両方を含むことに留意されたい。同様に、ＦｏＶ等の中心領域、中心視野領域、又は周辺視野領域内の照明デバイス４を識別することは、それらの１つ又は複数の照明デバイス４が特定の対象領域内にあることを識別することと、それらの照明デバイス４の識別子を決定することとの両方を含む。

また、照明デバイス４が角膜像、ＦｏＶ、中心領域、又は周辺領域内又は内部にあると識別されるための条件は、その照明デバイス４が角膜像、ＦｏＶ、中心領域、又は周辺領域内に完全に現れていることでよい（その場合、デバイス４のどこかが外にある場合には、デバイス４は外にあるとみなされる）；又は代替として、角膜像、ＦｏＶ、中心領域、又は周辺領域内又は内部にあると識別されるための条件は、照明デバイス４の少なくとも一部がそれぞれ角膜像、ＦｏＶ、中心領域、又は周辺領域内に現れていることでよい（その場合、完全に外にあるときにのみ、外にあるとみなされる）ことに留意されたい。別の代替形態として、照明デバイス４に関して様々な規則が定義され得て、完全に角膜像、ＦｏＶ、若しくは領域内にある、完全に外にある、又は重なっているという識別の様々な偶然性を網羅する。

識別のための基準に関わらず、角膜像、ＦｏＶ、中心領域、及び／又は周辺視野領域内の識別された照明デバイス４はそれぞれ、次いで、そのそれぞれの関連の設定をタグ付けされる（設定は、照明制御装置９から決定され得るか、又は照明デバイス４を含むシーンの画像から推定され得る）。

ステップＴ４０で、制御装置９は、ユーザ６のＦｏＶの変化を検出する。ＦｏＶの変化は、（光源を含む）角膜像内で捕捉されたシーンの変化を検出する、又は、カメラ１０又は個別のモーションセンサによって捕捉されたより広いピクチャに適用される画像認識アルゴリズム等の何らかの他の手段によってユーザの向きの変化を検出する等、幾つかのやり方で検出され得る。

応答して、ステップＴ５０で、制御装置９は、後続のＦｏＶ内に照明デバイス４のどれが存在するかを検出し、この検出は、それらの照明デバイス４の識別子の決定を含む。ステップＴ３０と同様に、角膜１８で反射されるシーンの画像が捕捉され、例えばNishino及びNayerによって述べられているようにＦｏＶが計算される。シーン内に存在する照明デバイス４が（例えばシーンにわたる相対強度変化を使用して）検出され、シーン内の各照明デバイスの一意の識別子が確認され、従って照明デバイスを個別にアドレス指定することができる。これも、符号化光に基づいて；ユーザ（従ってＦＯＶ）及び照明デバイス４の既知の位置及び／又は向きによって；ランプの異なる特性（色や強度等）によって；又はランプ制御システムを使用して個々のランプを（おそらく気付かれないうちに）ポーリングすることによって等、幾つかのやり方で実現され得る。次いで、ＦｏＶ内の照明デバイス４はそれぞれ、そのそれぞれの関連の設定をタグ付けされる。

ステップＳ６０で、制御装置９は、ライトマップ１１及びＦｏＶの変化又は新たなＦｏＶに基づいて、照明デバイス４の１つ又は複数に関する設定の変更を計算する。これは、ユーザのＦｏＶ内に元々あった照明デバイス４の設定を決定し、ユーザの新たなＦｏＶ内での照明デバイス４の現在の設定及び識別子を決定し、ユーザの新たなＦｏＶ内での識別された照明デバイス４の所要の新たな設定を決定することによって実現される。これは、ユーザの新たなＦｏＶ内の照明デバイスに関する新たな絶対設定を計算するために、ライトマップ１１を使用して、及びライトマップ１１によって表される機能を使用して行われる。

幾つかの実施形態では、ここではユーザのＦｏＶ外にある照明デバイスを決定するため、及びライトマップ１１によって表される別の機能に基づいてそれらの照明デバイスの設定がどのように設定されるべきかを決定するために、同様のプロセスが適用され得る。又は、代替若しくは追加の実施形態において、同様のプロセスが、ユーザの中心視野領域内にあるものとして検出される照明デバイス、及びユーザの周辺視野内にあるものとして検出される照明デバイスの設定を制御するために適合され得る。

新たな絶対レベルを計算すると、制御装置９は、次いで、ランプの既存の設定と、それらの所要の新たな設定との間で必要な変更を計算する。代替として、前の設定に対する変更に関して新たな設定を計算する必要はなく、制御装置９は、単に、（新たなＦｏＶ、及びライトマップ１１での規則に基づいて）新たな絶対設定を直接決定してもよい。

また、ステップＴ４０は、必ずしも全ての可能な実施形態で必要なわけではないことに留意されたい。例えば、ユーザのＦｏＶの変化を検出するのではなく、制御装置９は、定期的に、即ち一定の間隔で、ＦｏＶ内の照明デバイスの識別を行い得る（ステップＴ５０）。

図４Ａ及び図４Ｂは、ライトマップ１１によって定義され、上述のプロセスに従って適用され得る規則の一例を示す。この例では、システム内に３つの照明デバイス４ａ、４ｂ、４ｃがあり、それぞれ、水平面内でユーザの周りで異なる位置にある。ライトマップ１１での規則は、ユーザのＦｏＶ２６（又は、ユーザの角膜像１８に対する他の光学的に定義された領域、例えば中心視野領域又は角膜像全体）で検出された任意の照明デバイス４がオンに切り替えられる、又は第１の減光レベルに設定されるべきであり；一方、この領域の外で検出された任意の照明デバイス４がオフに切り替えられる、又は第１のレベルよりも低い第２のレベルに減光されるべきであると定義する。現在、ＦｏＶ２６が照明デバイス４ｂ及び４ｃを包含するが照明デバイス４ａを包含しないように、ユーザ６が自分の視線２４の方向を向けているとする。制御装置９は、角膜像からこれを検出し、ライトマップ１１で検索した規則に基づいて、それに従って、照明デバイス４ｂ及び４ｃをオンに制御し（又は第１のレベルに減光され）、照明デバイス４ａをオフに制御する（又は第２のレベルに減光される）。次いで、ユーザが自分の視線２４を異なる方向に向け、ここでＦｏＶ２６は、照明デバイス４ａ及び４ｂを包含するが照明デバイス４ｃを包含しなくなるとする。制御装置９は、これを検出し、それに従って、規則に基づいて、照明デバイス４ａ及び４ｂをオンに制御し（又は第１のレベルに減光され）、照明デバイス４ｃをオフに制御する（又は第２のレベルに減光される）。

同様のプロセスが、光の色を制御するためにも使用され得て、例えばＦｏＶ２６内の任意の照明デバイス４が特定の色に設定され、ＦｏＶ２６外の任意の照明デバイスがオフに切り替えられる、又は特定の他の色に設定される。

上では、照明デバイス４が、角膜像に対するそれらの位置（例えば、角膜像内のＦｏＶ内にある及び／又はＦｏＶに影響を及ぼすか否か）に基づいて制御されるプロセスを述べてきた。しかし、他の代替又は追加の実施形態では、制御装置９は、角膜像内で反射されるシーンから検出される１つ又は複数の他の特性に基づいて照明デバイスを制御するように構成され得る。

例えば、一実施形態では、角膜像は、任意のライトが点滅しているかどうか、従って減光されるべきであるかどうかを判断するために使用され得る。例えば、平均的又は代表的なユーザにとって光が不快又は有害にならない上限の閾値強度が設定され得て、制御装置９は、反射されたシーン内（又はシーン内の点）で任意の照明デバイス４を検出した場合に、閾値を超えている照明デバイス４を、閾値を超えなくなるまで減光するように作用するように構成され得る。

別の例では、新たな光設定は、角膜１８から反射されたシーン内に存在するコントラストに基づいて自動的に導出され得る。この場合、制御装置９は、コントラスト（従ってグレア）が特定の特徴付けられたレベル未満に下がるまで、照明デバイスを適合させるように構成され得る。例えば、シーン内のコントラストを自動的に適合させるとき、シーン内の画像のコントラストが計算され得て、所定の最大コントラスト比から外れている照明デバイス４が識別され得る。次いで、シーンの全体のコントラスト比が減少されるように、域外の照明デバイスに関して新たな照明設定が計算され得る。従って、照明デバイスに関する新たな設定が、ユーザ６の角膜１８で見える最大コントラストを制限するように自動的に計算される。

更に別の例では、新たな照光設定は、ユーザの角膜像又はＦｏＶで検出された物体に関連付けられる光設定に従って計算され得る。例えば、ユーザ６は、ライトマップ１１において、自分が関心を持っている特定の物体又は特定のタイプの物体を指定することがあり、制御装置９は、（画像認識アルゴリズムに基づいて）その物体がユーザの角膜１８からの反射内で検出されるときに、照明デバイス４の１つ又は複数をオンに切り替える若しくは増光する、又はオフに切り替える若しくは減光するように構成される。例えば、この技法は、ユーザ６が探している紛失物を自動的に照光するため、又はユーザ６がテレビジョンを見ているときに室内照明を自動的に減光するために使用され得る。

複数のユーザの場合、照明デバイス４の設定において各ユーザの選好が考慮されるように、各ランプの設定を適合させるために調停アルゴリズムが使用され得る。従って、幾つかの実施形態では、制御装置９は、複数のユーザの角膜像に基づいて制御可能な照明デバイス４の１つ又は複数を識別し、上記制御可能な照明デバイスのうち、複数のユーザの角膜像に基づいて識別された制御可能な照明デバイスを自動的に制御するように調停を行うように構成され得る。

例えば、そのような調停アルゴリズムは、以下の規則の任意の１つ又は複数に基づいて調停を行うように構成され得る。一実施形態では、調停アルゴリズムは、異なるユーザに関するマッチング選好が存在するかどうか決定することがある。例えば、２人のユーザが存在し、各ユーザが４０％の減光レベルを好み、従ってこれが、設定される減光レベルである。幾つかの実施形態では、調停アルゴリズムは、異なるユーザに関して重なり合う選好範囲が存在するかどうか決定することができる。例えば、３人のユーザが存在し、第１のユーザは、３０％〜６０％の間の減光レベルを好み、第２のユーザは、４０％〜８０％の間の減光レベルを好み、第３のユーザは、５０％〜１００％の間の減光レベルを好み、従って、減光レベルは、５０％〜６０％の重畳範囲内で選択される。例えば、この範囲内での減光レベルの選択は、全３人のユーザの平均減光レベル選好に基づくことがある。更なる実施形態では、アルゴリズムは、互いに異なるユーザ選好の間で仲裁することがある。例えば、第１のユーザは、２０％〜５０％の間の減光レベルを好み、第２のユーザは、７０％〜１００％の間の減光レベルを好み、設定される減光レベルは、第１のユーザの上限と第２のユーザの下限との中間である。更なる実施形態では、アルゴリズムは、選好の相違を解消するためにユーザフィードバックをリクエストしてもよく、例えば、ユーザに、自分たちの選好を適応させるようにリクエストする。更なる実施形態では、アルゴリズムは、ランキングに基づいてユーザ選好に優先順位を付けてもよく、例えば、ホーム位置にいるユーザが、その位置でゲストであるユーザよりも優先権を有する。これらは、幾つかの例にすぎない。ユーザ選好は、減光レベル、光の色、照明される領域等に関するものでよい。

上記の実施形態は例として述べているにすぎないことを理解されたい。開示される実施形態に対する他の変形は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から当業者によって理解され、特許請求される発明を実践する際に実施され得る。特許請求の範囲において、用語「備える」は、他の要素又はステップを除外せず、「１つの」は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載される幾つかの要素の機能を実現し得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に供給される、又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体やソリッドステート媒体等の適切な媒体に記憶／分散されてよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介する形態等、他の形態で分散されてもよい。特許請求の範囲内の任意の参照符号は、範囲を限定するものとみなされるべきではない。

Claims (15)

1. 光を放出するために複数の照明デバイスを制御するための制御装置であって、各照明デバイスが、少なくとも１つのそれぞれの設定に依存し、前記制御装置が、
   カメラによって捕捉される、ユーザの少なくとも１つの角膜の少なくとも一部から前記カメラに反射された光によって形成される角膜像を取得することと、
   前記照明デバイスのどれが角膜像内に現れているか及び／又は影響を及ぼすかに基づいて、前記照明デバイスの１つ又は複数の前記それぞれの設定に対する更新を自動的に決定することと、
   前記更新に従って前記１つ又は複数の照明デバイスを制御することと、
   前記ユーザが移動して前記角膜像が変化するときに、前記取得、決定、及び制御を繰り返して、前記照明デバイスの前記設定を動的に適合させることと
   を行う、制御装置。
2. 前記決定が、
   角膜像に対する前記１つ又は複数の照明デバイスの位置に基づいて、前記それぞれの設定に対する前記更新を自動的に決定すること
   を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 位置に依存する前記決定は、
   前記１つ又は複数の照明デバイスが直接的に前記角膜像内に現れているかどうかに依存して、前記１つ又は複数の照明デバイスの前記それぞれの設定に対する前記更新を自動的に決定すること
   を含む、請求項２に記載の制御装置。
4. 位置に依存する前記決定は、
   前記１つ又は複数の照明デバイスが間接的に前記角膜像を形成する光に寄与しているかどうかに依存して、前記１つ又は複数の照明デバイスの前記それぞれの設定に対する前記更新を自動的に決定すること
   を含む、請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記制御装置が、前記角膜像内で前記ユーザの視野を決定し、位置に依存する前記決定が、
   前記視野内に現れているかどうかに依存して、及び／又は前記１つ又は複数の照明デバイスが前記視野内の光に寄与しているかどうかに依存して、前記１つ又は複数の照明デバイスの前記それぞれの設定に対する前記更新を自動的に決定すること
   を含む、請求項２乃至４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記ユーザの視野が、中心領域及び周辺領域を備え、位置に依存する前記決定が、
   前記中心領域内に現れているかどうかに依存して、及び／又は前記１つ又は複数の照明デバイスが前記中心領域内の光に寄与しているかどうかに依存して、前記１つ又は複数の照明デバイスの前記それぞれの設定に対する前記更新を自動的に決定すること
   を含む、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記ユーザの視野が、中心領域及び周辺領域を備え、位置に依存する前記決定が、
   前記周辺領域内に現れているかどうかに依存して、及び／又は前記１つ又は複数の照明デバイスが前記周辺領域内の前記光に寄与しているかどうかに依存して、前記１つ又は複数の照明デバイスの前記それぞれの設定に対する前記更新を自動的に決定すること
   を含む、請求項５に記載の制御装置。
8. 前記更新が、
   前記角膜像、視野、又は中心領域内の任意の照明デバイスをオン又は第１の光出力レベルに設定し、前記角膜像、視野、又は中心領域外の任意の照明デバイスをオフ又は前記第１の光出力レベルよりも低い第２の光出力レベルに設定すること
   を含む、請求項３乃至７の何れか一項に記載の制御装置。
9. 前記更新は、前記ユーザが移動するときに、前記角膜像、視野、又は中心領域に現在現れている任意の照明デバイスの前記設定に関して一定値を維持し、及び／又は前記ユーザが移動するときに、前記角膜像、視野、又は中心領域での前記光に現在寄与している任意の照明デバイスの前記設定に関して一定値を維持することを含む、請求項３乃至８の何れか一項に記載の制御装置。
10. 前記決定が、
    所定の物体が前記角膜像、視野、若しくは中心領域内に現れたことの検出に応答して、前記更新を自動的に決定すること、
    前記角膜像、視野、若しくは中心領域で測定されたコントラストの尺度に基づいて、前記更新を自動的に決定すること、及び／又は
    前記角膜像、視野、若しくは中心領域での強度が閾値を超えたことの検出に応答して、１つ若しくは複数の照明デバイスの強度を自動的に減少させること
    の１つ又は複数を含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載の制御装置。
11. 前記制御装置が、データベースから１つ又は複数の予め設定された照明制御規則を読み出し、前記照明制御規則が、ユーザによって予め設定され、
    適用されるべき前記更新が、前記１つ又は複数の予め設定された照明制御規則に従って決定される、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の制御装置。
12. 前記制御装置が、
    前記それぞれの光源によって放出される符号化光信号、
    前記それぞれの光源のスペクトル、及び／又は
    前記それぞれの光源の位置
    の１つ又は複数に基づいて、前記１つ又は複数の光源それぞれを識別する、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置と、前記カメラと、１つ又は複数の制御可能な照明デバイスの前記構成とを備える、システム。
14. 光を放出するために複数の照明デバイスを制御するための方法であって、各照明デバイスが、少なくとも１つのそれぞれの設定に依存し、制御装置が、
    カメラによって捕捉される、ユーザの少なくとも１つの角膜の少なくとも一部から前記カメラに反射された光によって形成される角膜像を取得することと、
    前記照明デバイスのどれが前記角膜像内に現れているか及び／又は影響を及ぼすかに基づいて、前記照明デバイスのうちの１つ又は複数の前記それぞれの設定に対する更新を自動的に決定することと、
    前記更新に従って前記照明デバイスのうちの前記１つ又は複数を制御することと、
    前記ユーザが移動して前記角膜像が変化するときに、前記取得、決定、及び制御を繰り返して、前記照明デバイスの前記設定を動的に適合させることと
    を行う、方法。
15. 光を放出するために複数の照明デバイスを制御するためのコンピュータプログラムであって、各照明デバイスが、少なくとも１つのそれぞれの設定に依存し、前記コンピュータプログラムが、コードを備え、コードが、１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体に具現化され、１つ又は複数のプロセッサで実行されるときに、
    カメラによって捕捉される、ユーザの少なくとも１つの角膜の少なくとも一部から前記カメラに反射された光によって形成される角膜像を受信することと、
    照明デバイスのどれが角膜像内に現れているか及び／又は影響を及ぼすかに基づいて、前記照明デバイスの１つ又は複数の前記それぞれの設定に対する更新を自動的に決定することと、
    前記更新に従って前記１つ又は複数の照明デバイスを制御することと、
    前記角膜像が変化するように前記ユーザが移動するときに、前記取得、決定、及び制御を繰り返して、前記照明デバイスの前記設定を動的に適合させることと
    を行う、コンピュータプログラム。