JP5274068B2

JP5274068B2 - 照明システム

Info

Publication number: JP5274068B2
Application number: JP2008080518A
Authority: JP
Inventors: 直弘戸田; 容子松林; 忠史村上; 田中　　渉; 加津己渡辺; 公喜野口; 学井上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009238454A

Description

本発明は、照明システムに係り、特に照明空間に存在する人の状態を検知し、この検知結果に基づいて室内の照明器具を調光制御する照明装置に関する。

居室の天井などに設置された画像センサによって、室内の人間の在／不在、滞在位置などを判別し、室内の各照明器具を適切に点滅・調光を行う照明制御装置が提案されている。
画像センサによる人の検知は一般的に、一定時間間隔をおいて撮像した２つ以上の画像を比較して変化のある部分、すなわち、移動しているとみなせる一定の画素の塊を特定することによって行われる。人間が移動した後に静止した場合には上記手順では、人が存在するにもかかわらず検知できないことになるので、以前に動いていた画素塊は静止しても人間であると判断するというような判断回路を導入することによってこれを回避している。

しかしながら、複数の照明器具が点灯し調光するときに、人は動いていないのに複数の照明器具のバランスによって、成長したり、縮小したりする影の動きを人の塊として処理をしてしまうなど、正確な照明領域に合わせた制御が出来ないという問題があった。

例えば、従来、監視カメラ装置においては、虫などの検知とダイナミックレンジの拡大とを両立させるために、監視領域全域の照明時の画像とは別に、直近に限定した照明手段を付加したときの画像とを比較し、直近に限定した照明手段の影響を受ける虫などの移動体を判別するようにしたものも提案されている(特許文献１)。
また、カラー画像を撮影するカラーカメラと、近接物体に赤外光を照射し、点灯赤外画像と消灯赤外画像とを交互に取得する赤外カメラとを具備し、点灯赤外画像と消灯赤外画像との絶対値差分画像から、近接領域画像を抽出し、近接領域画像から近接物体を現すオブジェクト画像を抽出するようにしたものも提案されている(特許文献２)。

特許第８６２５５８号特開２００４−３０４７１８号公報

しかしながら、特許文献１および２のいずれの照明システムにおいても、１方向からの光照射であるため、平面と立体との識別が困難であり、カメラで人の存在やその位置は特定できても、影については、人とともに動くため、このような影の動きに対して、人以外であると判別できないため、照明器具を誤点灯させてしまうという問題は、依然として残っていた。
このような誤認の発生し易い状況としては、この他、以下のようなものがある。
１）照明器具が点滅するときに発生・消滅する什器や家具の影
２）照明器具が点滅するときに発生・消滅する床の光沢による照明器具の映りこみ
３）複数の照明器具が点灯し調光するときに，物体は動いていないのに複数灯の照度バラ
ンスによって、成長したり、縮小したりする影の動き

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであって、画像センサを用いて人間を検知し、照明器具群などの光源の点灯制御を行うに際し、影の誤検知を低減し、信頼性の高い点灯制御を行うことの可能な照明制御システムを提供することを目的とする。

そこで本発明の照明システムは、非可視光光源である複数の光源と、制御領域内に設けられ、画像を検出する画像センサと、前記画像センサの検知結果に基づき、前記制御領域内の状況を演算する演算部と、前記複数の光源を点灯制御し、前記演算部の演算結果に基づき可視光光源を点灯制御する制御部と、を含む照明システムであって、前記複数の光源は、前記制御部からの信号により点灯と消灯とを交互に行い、前記演算部は、異なる非可視光光源が点灯された状態の前記画像センサの検知結果の複数を照合比較し、この比較結果から両データを重ねあわせることで影データを除去する補正を行い、補正後の画像データを前記画像センサの出力として、前記制御部が前記可視光光源を点灯制御するようにしたことを特徴とする。
この構成により、複数の光源のうち少なくとも２つの光源の点灯・消灯を交互に切り替えることにより、影の形状を変化させ、実像と影とを分離することにより、人の位置を正確に把握し、適正な照明パターンを選択できるように光源の点灯を制御することが可能となる。

また、本発明は上記照明システムにおいて、前記制御部は、前記複数の光源の少なくとも１つを、６０Ｈｚ以上の点滅回数で点滅させるとともに、前記画像センサは前記点滅タイミングで画像の検出を行なうようにしたものを含む。
この構成により、人などの検出において６０Ｈｚ以上の点滅回数で点滅を繰り返しても人には検知されないため、室内照明環境としては連続光が照射されているように感じ、室内にいる人が、違和感なしに過ごすことができる。

また、本発明は上記照明システムにおいて、前記複数の光光源は、近紫外線又は赤外線を発生する光源であるものを含む。
近紫外線又は赤外線を発生する光源は、汎用性が高くかつ安全であるため、装置コストン高騰を抑制し、安全な照明システムを提供することができる。

以上説明してきたように、本発明によれば、複数の光源のうち少なくとも２つの光源の点灯・消灯を交互に切り替えることにより、影の形状を変化させ、実像と影とを分離することにより、人の位置を正確に把握し、適正な照明パターンを選択できるように光源の点灯を制御することが可能となる。

また、特に非可視光光源の場合は、人などの検出において点滅を繰り返しても人には検知されないため、室内照明環境としては連続光が照射されているように感じ、室内にいる人が、違和感なしに過ごすことができる。
また、不要な点灯がなくなり、無駄な電力を消費せず省エネに繋がる。

（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態の照明システムを用いる室内の状況を示す説明図で図２はこの照明システムのブロック図、図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）乃至（ｃ）は本実施の形態の照明システムにおける画像センサ出力および演算課程を示す図である。この照明システムは、図１に天井に取り付けた画像センサ（図示せず）からみた室内の状況を示すように、天井などに取り付けられた画像センサを用いて得られる画像情報とを検出するもので、画像取り込み時のみ、２台の照明器具Ｌ１，Ｌ２が交互に点滅するようにし、異なる光源が点灯された状態の画像センサの検知結果の複数を照合し、前記検知結果から異なる形状となる輝度部分をキャンセルし、キャンセル後の出力を前記画像センサの出力とし、このセンサの出力に基づいて、記光源を点灯制御するようにしている。すなわち、本実施の形態では、１連続画像上で動く輝度塊から、影による出力を識別し、検出結果から除去することで、人情報のみ取り出すようにし、誤認識を防止している。

この照明システムは、図２にブロック図を示すように、制御領域内に設けられ、画像を検出する画像センサ１００と、画像センサ１００の出力を演算処理し、画像センサ１００からの画像情報に応じた制御内容を制御情報として出力する演算部３００と、前記演算部３００の出力とに基づき、照明器具を制御する制御部５００と、光源としての３台の照明器具６００とを備え、前記画像センサから出力される人の位置情報や人数情報などの人に関る画像情報に応じて照明器具を点滅／調光する制御内容を選択し、前記制御部へ制御信号を出力し、前記照明器具を制御するものであって、画像取り込み時のみ、２台の照明器具Ｌ１，Ｌ２が交互に１/１２０[ｓｅｃ]以下の間隔で点滅されるものとする。人間の目には約６０［Ｈｚ］以上の光速点滅は知覚されない。このため一瞬の消灯は知覚されず、連続光として人間には認識される。画像センサは照明器具の消灯に合わせて画像を取り込み、両画像検知結果から画像照合を行い人の位置を判断する。
ここで演算部３００は、画像センサ１００の出力から２台の照明器具Ｌ１，Ｌ２の交互点滅時の出力を照合比較する照合比較部３０１と、この比較結果から両データを重ねあわせることで影データを除去する補正を行い、補正後の画像データを算出し、これを記憶する画像データ記憶部３０２と、この画像データ記憶部に記憶された画像データから人の位置を検出する検出部３０３と、人の位置および動きから、シーンを選択し、記憶するシーン設定データ記憶部３０４と、この出力に基づき、どの照明器具を点灯するかを判断する照明器具分割点灯判断部３０５とを具備し、この判断結果から制御部５００を介して照明器具Ｌ１，Ｌ２の点灯制御を行なう。
入室時に照明器具は必ず２台以上点灯する。照明シーンにより３台以上照明器具が点灯する場合は、どちらかの照明器具の消灯に合わせて一瞬消灯する。
なお、時間的に位置変化および形状変化のない物は、部屋の什器として判断し、画像記憶データに格納し、以後マスク処理をしても良い。

次に、この画像センサ１００は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子を用いたカメラであり、レンズとしては広角レンズ、魚眼レンズなどを用いる。このようなセンサは所定時間間隔で撮像した画像情報を出力する。室内の輝度変化により人の居る位置を特定できる。また入力は最低限白黒データで構わない。また，さらに、照明の点灯・消灯にあわせた画像取り込みができるよう１２０(Ｈｚ)以上の速度で画像取り込み処理ができることが好ましい。
また、画像センサから出力される画像のアナログ信号は、処理部３００においてＡ／Ｄ変換されることによってデジタル信号に変換される。ただし、デジタル信号を出力する機能を備えたＣＭＯＳイメージセンサを用いる場合には、処理部３００におけるＡ／Ｄ変換は不要になる。画像センサで撮像する画像としては、カラー画像を用いることも可能であるが、本実施形態においてはモノクロの濃淡画像を用いるものとする。画像センサが撮像する時間間隔は、当該時間間隔で得られる時系列の画像から移動物体の存否を判断できる程度の範囲で適宜設定すればよい。

また、この画像センサ１００は室内の特定制御領域を俯瞰できるように天井に設置されることが多いが、本発明の目的とする検知が達成できる範囲であれば、これに限定されるわけではなく、壁や床に設置されていてもよい。また、単独で設置される他、照明器具の１ユニットとして、照明器具と一体化されていてもよい。ここでは、例えば、部屋の中央付近の天井に単独で設置される。画像センサが画像内に捉えるべき制御領域は、あらかじめユーザーが任意に設定可能である。

演算部（マイコン）は複数の画像検出結果を照合し、好ましくは室内什器の記憶データと照合して人の位置を特定する。さらに人の位置により複数の照明設定シーンから適宜シーンを選択し、さらに、制御対象照明器具をグルーピングする。
制御部５００では、演算部３００からのデータにより所定の照明器具を必要なタイミングで制御する。演算部３００とのデータの送受信、照明器具６００とのデータの送受信は、有線の他に、可視光通信、赤外線データ通信の規格（IrDA）、ＲＦ（Radio Frequency)、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮの規格（IEEE802.11)、イーサネット（登録商標)などの有線ＬＡＮの規格や電力線通信などの他の通信手法が用いられてもよい。また、演算部３００、照明制御部５００は同一基板上に実装されてもよい。

ここでシーン設定データ記憶部３０４にはあらかじめ、人の在室位置や人数などのパターンに応じて照明器具を点滅・調光する制御内容が格納されている。また、後に述べる手順によって、図３（ａ）および（ｂ）に照明器具Ｌ１点灯時および照明器具Ｌ２点灯時の室内を示すと共に、そのときの画像センサの出力を図４（ａ）および（ｂ）に示すように、移動する輝度塊が発生する場合であっても、Ｌ１点灯時とＬ２点灯時の出力データが異なる場合には、画像照合結果を図４（ｃ）に示すように、周辺部はキャンセルされてなくなる。この結果から、周辺部は影ＳＡ，ＳＢであり、人Ｈではないと判断し、影と実像を分離することで、誤作動を防止し、点灯あるいは消灯状態を続行することができる。つまり、影ＳＡ，ＳＢの場合は、ランプの点滅によって画像センサの出力が変化するが、人Ｈの場合は変化しないことがわかる。このように、光源の点灯・消灯を交互に切り替えることにより、影の形状を変化させ、実像と影とを分離することにより、人の位置を正確に把握し、適正な照明パターンを選択できるように光源の点灯を制御することが可能となる。

次に本実施の形態の照明システムを用いた照明制御動作について詳細に説明する。
図５は本発明の実施の形態１の点灯制御を示すフローチャートである。ここでは第１の照明器具Ｌ１を複数のＬＥＤがライン状に配列形成されたもので構成し、照明器具グループＡとし、第２の照明器具Ｌ２を複数のＬＥＤがライン状に配列形成されたもので構成し、照明器具グループＢとした。

まず、画像取り込みモードにおいては、照明器具グループＡおよび照明器具グループＢの両方を点灯する（ステップＳ１００１）。そしてまず、１/１２０[ｓｅｃ]以下の間隔で照明器具グループＢのみを消灯する（ステップＳ１００２）。このとき画像センサ１００によって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ１００３）。続いて照明器具グループＡを点灯する一方、１/１２０[ｓｅｃ]以下の間隔で照明器具グループＡのみを消灯する（ステップＳ１００４）。このとき画像センサ１００によって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ１００５）。なお、生成された画像情報は、別途設けた記憶部に時系列で格納されるようにしてもよい。

このようにして一定時間過去の画像と現在撮影されている画像を演算部３００によって、比較分析する（ステップＳ１０１１）一方で照明器具グループＡおよび照明器具グループＢを点灯する（ステップＳ１００６）。上記比較分析ステップＳ１０１１において、一定の輝度塊に動きがあるかどうか判定し、人の位置を検出する（ステップＳ１０１２）。このとき、特定制御領域内に動きがあった場合には、それを記憶部の制御内容と照合し（ステップＳ１００４）、図４（ａ）乃至（ｃ）に示したのと同様の照合を行ない、影である場合には影によるデータを除去する。そして、人であると認識した場合には、人の居留位置に応じて例えばベッドにいるか、机に向かっているかなど照明シーンを選択する（ステップＳ１０１３）。
そしてその状態に応じて、照明器具グループＡ，Ｂのうちいずれを点灯するか照明区分を決定し（ステップＳ１０１４）、さらにどの程度の輝度とするか、発光色をどの色調とするかなどの点灯パターンを決定する（ステップＳ１０１５）。

そして、割り込みフラグをオンにする（ステップＳ１０１６）。

一方、画像取り込み後、上記演算処理がなされている間、照明器具グループＡ，Ｂはデフォルト状態とする（ここでは点灯ステップ：Ｓ１００６）。
そして割り込みフラグがオンであるか否かの判断がなされ（ステップＳ１００７）、オンであればオフにし（ステップＳ１００８）、点灯パターンに変更ありか否かの判断を行なう（ステップＳ１００９）。そして変更ありであればステップＳ１０１５で決定された点灯パターンに従って点灯パターンの切り替えを行う（ステップＳ１０１０）。
また割り込みフラグがオンでなければ再度割り込みフラグがオンであるか否かの判断ステップＳ１００７に戻る。
一方、判断ステップＳ１００９で点灯パターンに変更なしと判断された場合には画像取り込みモードであるステップＳ１００２に戻る。

このようにして、影に起因する画像データはキャンセルすることができ、誤動作をなくし、信頼性の高い点灯制御を実現することができる。

例えば、リビング・ダイニングなどの室内において、リビング・ダイニング内を照明する照明器具の照明負荷が考えられるが、本発明はこの用途に限るものではない。この種の用途では、通常、室内への入室時に照明器具を点灯させた場合は、室内に人が存在する限りは照明器具の点灯継続が要求されるが、寝室などシーンによっては必ずしも点灯継続しなくてもよい場合もある。また、退室後比較的短時間で照明器具を消灯させることが要求される。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。
図６はこの照明システムのブロック図、図７はこの照明システムを用いた点灯制御フローを示す図である。本実施の形態では、画像センサ１００Ｓは可視域以外にも感度を有するものとし、可視光光源を有する照明器具ＬＡ１，ＬＡ２と非可視光光源を有する照明器具ＬＢ１、ＬＢ２とで構成された光源６００を具備し、画像取り込みモードでは非可視光光源を有する照明器具ＬＢ１、ＬＢ２が交互に１／１２０（ｓｅｃ）以下の間隔で消灯される。他の装置構成は、前記実施の形態１と同様であり、この照明システムにおいても、図１に室内の状況を示したのと同様に、天井などに取り付けられた画像センサ（図示せず）を用いて撮像することで得られる画像情報とを検出するもので、連続画像上で動く輝度塊である人情報だけでなく、影による出力を識別し、検出結果から除去することで、誤認識しないようにしている。非可視光は人間の目には認識されないため、照明シーンに関係なく点滅が可能となり、可視光光源を有する照明器具は1灯のみ点灯させることも可能となる。なお、検知エリアが広い場合は３台以上の非可視光光源を有する照明器具を設置しても良い。

さらに、電球などの高速点滅が不可能な可視光光源を有する照明器具の場合、画像センサの感度を紫外域のみとしてとして、２台以上の紫外光光源を有する照明器具を配置し、紫外域照明器具のみ交互に点灯・消灯させ、各点灯時の画像センサ照合を行い、人の位置を検出しても良い。なお、可視光光源として電球と蛍光灯が混在している場合は、蛍光灯から近視外域が発光されないよう蛍光灯照明器具前面に近紫外域吸収または反射フィルタを配置しても良い。

可視光の波長範囲は一般的に３８０〜７８０ｎｍと言われている。その波長以下または以上が非可視光となる。悲可視光は可視域よりも波長の短い範囲は紫外、長い範囲は赤外といわれる。人間の健康や環境への観点からはあまり波長の短い光は使用しない方が良い。紫外域はＵＶＡ（４００〜３１５ｎｍ）、ＵＶＢ（３１５〜２８０ｎｍ）、ＵＶＣ（２８０〜ｎｍ）となり、ＵＶＣは殺菌灯に使用されている波長領域なので人体への影響も強い。ＵＶＢも日焼けなど人体への影響があるが、日中の天空光のからすれば微少であればほぼ問題が無い。最も好ましいのはＵＶＡであるが、この範囲は可視光の範囲とやや重なる。そのことを考慮に入れて、ＵＶＡの３８０ｎｍ以下を使用すれば最も好ましい。蛍光ランプなどは微少に紫外域の光を放射しているがその殆どがバルブなどで吸収され蛍光ランプ発光面から出力されることはない。そのため、上記範囲を非可視光として利用しても問題はない。

ここで演算部３００は、画像センサ１００Ｓの出力から２台の非可視光光源で構成された照明器具ＬＢ１，ＬＢ２、交互点滅時の出力を照合比較する照合比較部３０１と、この比較結果から両データを重ねあわせることで影データを除去する補正を行い、補正後の画像データを算出し、これを記憶する画像データ記憶部３０２と、この画像データ記憶部に記憶された画像データから人の位置を検出する検出部３０３と、人の位置および動きから、シーンを選択し、記憶するシーン設定データ記憶部３０４と、この出力に基づき、どの照明器具を点灯するかを判断する照明器具分割点灯判断部３０５とを具備し、この判断結果から制御部５００を介して可視光照明器具ＬＡ１，ＬＡ２の点灯制御を行なう。

次に本実施の形態の照明システムを用いた照明制御動作について詳細に説明する。
図７は本発明の実施の形態２の照明システムの点灯制御を示すフローチャートである。ここでは非可視光光源からなる照明器具ＬＢ１を複数の光源で構成し照明器具グループＡとし、非可視光光源からなる照明器具ＬＢ２を、複数の光源で構成し照明器具グループＢとした。

まず、画像取り込みモードにおいては、可視光光源からなる照明器具ＬＡ１，ＬＡ２を点灯する（ステップＳ２００１）。この状態で、画像取り込みのために非可視光光源からなる照明器具グループＡ０および照明器具グループＢ０のうち照明器具グループＡ０のみを消灯する（ステップＳ２００２）。このとき画像センサ１００Ｓによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ２００３）。続いて照明器具グループＡを点灯する一方、照明器具グループＢを消灯する（ステップＳ２００４）。このとき画像センサ１００Ｓによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ２００５）。なお、ここでも生成された画像情報は、別途設けた記憶部に時系列で格納されるようにしてもよい。

このようにして一定時間過去の画像と現在撮影されている画像を演算部３００によって、比較分析する（ステップＳ２０１１）一方で画像取り込みモードで用いた非可視光光源からなる照明器具グループＡおよび照明器具グループＢは消灯する（ステップＳ２００６）。

また、上記比較分析ステップＳ２０１１において、一定の輝度塊に動きがあるかどうか判定し、人Ｈの位置を検出する（ステップＳ２０１２）。ＳＡ、ＳＢは人Ｈによる影である。このとき、特定制御領域内に動きがあった場合には、それを記憶部の制御内容と照合し、実施の形態１において図４（ａ）乃至（ｃ）に示したのと同様の照合を行ない、影である場合には影によるデータを除去する。すなわち、影である場合は、光源の位置により異なるため、光源の発光状況を変えることで影に変化を生じさせることができる。そしてこの変化部分は影であると判断することができる。このように複数の光源の点灯・消灯を交互に切り替えることにより、影の形状を変化させ、実像と影とを分離することにより、人の位置を正確に把握し、適正な照明パターンを選択できるように光源の点灯を制御することが可能となる。

そして、人であると認識した場合には、人の居留位置に応じて例えばベッドにいるか、机に向かっているかなど照明シーンを選択する（ステップＳ２０１３）。
そしてその状態に応じて、可視光照明器具ＬＡ１，ＬＡ２のうちいずれを点灯するか照明区分を決定し、さらにどの程度の輝度とするか、発光色をどの色調とするかなどの点灯パターンを決定する（ステップＳ２０１４）。

そして、割り込みフラグをオンにする（ステップＳ２０１５）。

一方、画像取り込み後、上記演算処理がなされている間、画像取り込みに用いられた非可視光光源からなる照明器具グループＡおよび照明器具グループＢを消灯する（ステップＳ２００６）。

そして割り込みフラグがオンであるか否かの判断がなされ（ステップＳ２００７）、オンであればオフにし（ステップＳ２００８）、点灯パターンに変更ありか否かの判断を行なう（ステップＳ２００９）。そして変更ありであればステップＳ２０１４で決定された点灯パターンに従って点灯パターンの切り替えを行う（ステップＳ２０１０）。

また割り込みフラグがオンでなければ再度割り込みフラグがオンであるか否かの判断ステップＳ２００７に戻る。

一方、判断ステップＳ２００９で点灯パターンに変更なしと判断された場合には画像取り込みモードであるステップＳ２００２に戻る。

このようにして、影に起因する画像データはキャンセルすることができ、誤動作をなくし、信頼性の高い点灯制御を実現することができる。
この構成によれば、画像取り込みモードにおいては、非可視光光源を用いて点滅操作を行なっているため、人間の目には検知されないため、点滅速度を大きくすることもなく、点灯制御が容易である。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
図８はこの照明システムのブロック図、図９はこの照明システムを用いた点灯制御フローを示す図である。本実施の形態では、可視光光源を有する照明器具ＬＡ１，ＬＡ２と非可視光光源を有する照明器具ＬＢとで構成された光源６００を具備し、画像取り込みモードでは可視光光源を有する照明器具ＬＡ１，ＬＡ２と非可視光光源を有する照明器具ＬＢが交互に１／１２０［sec］以下の間隔で消灯される点が前記実施の形態２と異なるのみであり、他の装置構成は、前記実施の形態１と同様である。この照明システムにおいても、図１に室内の状況を示したのと同様に、天井などに取り付けられた画像センサ（図示せず）を用いて撮像することで得られる画像情報とを検出するもので、連続画像上で動く輝度塊である人情報だけでなく、影による出力を識別し、検出結果から除去することで、誤認識しないようにしている。非可視光は人間の目には認識されないため、照明シーンに関係なく点滅が可能となり、可視光光源を有する照明器具は１灯のみ点灯させることも可能となる。なお、ここでも検知エリアが広い場合は３台以上の非可視光光源を有する照明器具を設置しても良い。

ここで演算部３００は、画像センサ１００Ｓの出力から２台の可視光光源で構成された照明器具Ｌ１，Ｌ２と、非可視光光源で構成された照明器具Ｌ０との、交互点滅時の出力を照合比較する照合比較部３０１と、この比較結果から両データを重ねあわせることで影データを除去する補正を行い、補正後の画像データを算出し、これを記憶する画像データ記憶部３０２と、この画像データ記憶部に記憶された画像データから人の位置を検出する検出部３０３と、人の位置および動きから、シーンを選択し、記憶するシーン設定データ記憶部３０４と、この出力に基づき、どの照明器具を点灯するかを判断する照明器具分割点灯判断部３０５とを具備し、この判断結果から制御部５００を介して可視光照明器具ＬＡ１，ＬＡ２の点灯制御を行なう。

次に本実施の形態の照明システムを用いた照明制御動作について詳細に説明する。
図９は本発明の実施の形態３の照明システムの点灯制御を示すフローチャートである。
まず、画像取り込みモードにおいては、可視光光源からなる照明器具Ｌ１，Ｌ２を点灯する（ステップＳ３００１）。このとき画像センサ１００Ｓによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ３００２）。そしてこの状態で、画像取り込みのために可視光光源からなる照明器具Ｌ１，Ｌ２を消灯し，非可視光光源からなる照明器具Ｌ０のみを点灯する（ステップＳ３００３）。このとき画像センサ１００Ｓによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ３００４）。なお、ここでも生成された画像情報は、別途設けた記憶部に時系列で格納されるようにしてもよい。続いて可視光照明器具Ｌ１，Ｌ２を点灯する一方、非可視光照明器具Ｌ０を消灯する（ステップＳ３００５）。

このようにして一定時間過去の画像と現在撮影されている画像を演算部３００によって、比較分析する（ステップＳ３０１０）。
また、上記比較分析ステップＳ３０１０において、一定の輝度塊に動きがあるかどうか判定し、人の位置を検出する（ステップＳ３０１１）。このとき、特定制御領域内に動きがあった場合には、それを記憶部の制御内容と照合し、実施の形態１において図４（ａ）乃至（ｃ）に示したのと同様の照合を行ない、影である場合には影によるデータを除去する。そして、人であると認識した場合には、人の居留位置に応じて例えばベッドにいるか、机に向かっているかなど照明シーンを選択する（ステップＳ３０１２）。
そしてその状態に応じて、可視光照明器具Ｌ１，Ｌ２のうちいずれを点灯するか照明区分を決定し、さらにどの程度の輝度とするか、発光色をどの色調とするかなどの点灯パターンを決定する（ステップＳ３０１３）。

そして、割り込みフラグをオンにする（ステップＳ３０１４）。

一方、画像取り込み後、上記演算処理がなされている間、可視光照明器具ＬＡ１，ＬＡ２を点灯する一方、非可視光照明器具ＬＢを消灯する（ステップＳ３００５）。
そして割り込みフラグがオンであるか否かの判断がなされ（ステップＳ３００６）、オンであればオフにし（ステップＳ３００７）、点灯パターンに変更ありか否かの判断を行なう（ステップＳ３００８）。そして変更ありであればステップＳ３０１３で決定された点灯パターンに従って点灯パターンの切り替えを行う（ステップＳ３００９）。

また割り込みフラグがオンでなければ再度割り込みフラグがオンであるか否かの判断ステップＳ３００６に戻る。
一方、判断ステップＳ３００８で点灯パターンに変更なしと判断された場合には画像取り込みモードであるステップＳ３００２に戻る。

（実施の形態４）
前記実施の形態１乃至３では１種類の画像センサで画像検出を行ったが、本実施の形態では、可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ａと、可視域外にのみ感度を有する画像センサ１００Ｂとを用いて画像データの検出を行うようにしたことを特徴とするものである。
図１０はこの照明システムのブロック図、図１１はこの照明システムを用いた点灯制御フローを示す図である。この照明システムは、可視光光源を有する照明器具Ｌ１，Ｌ２と、非可視光光源を有する照明器具Ｌ０と、可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ａと、可視域外にのみ感度を有する画像センサ１００Ｂと、画像センサの検知結果を演算する演算部３００と、演算部の結果を受けて光源を点灯制御する制御部からなる自動点灯制御式照明システムであって、感度の異なる画像センサによって、交互に画像を検知し、演算部は異なる感度領域を有する画像センサからの検知結果で異なる形状となる輝度部分を影としてキャンセルするものである。ここで非可視光光源を有する照明器具ＬＢ０は、１個でも複数でもよいが、可視光光源を有する照明器具ＬＡ１，ＬＡ２とは異なる位置に配置する。また、可視光光源を有する照明器具ＬＡ１，ＬＡ２は、所望の照明が可能な配置とする。また、画像センサは１台で感度領域を変更しても良く、その場合は、感度変換フィルタにより行っても良い。なお、可視域照明器具は可視域外に発光強度を持たないよう、照明器具前面に可視域外を吸収または反射するフィルタを設置しても良い。

他の装置構成は、前記実施の形態１と同様であり、この照明システムにおいても、図１に室内の状況を示したのと同様に、天井などに取り付けられた画像センサ（図示せず）を用いて撮像することで得られる画像情報とを検出するもので、連続画像上で動く輝度塊である人情報だけでなく、影による出力を識別し、検出結果から除去することで、誤認識しないようにしている。非可視光は人間の目には認識されないため、照明シーンに関係なく点滅が可能となり、可視光光源を有する照明器具は１灯のみ点灯させることも可能となる。なお、検知エリアが広い場合は３台以上の非可視光光源を有する照明器具を設置しても良い。

ここで演算部３００は、画像センサ１００Ａ，１００Ｂの出力から非可視光光源による画像と、可視光光源による画像とを比較する照合比較部３０１と、この比較結果から両データを重ねあわせることで影データを除去する補正を行い、補正後の画像データを算出し、これを記憶する画像データ記憶部３０２と、この画像データ記憶部に記憶された画像データから人の位置を検出する検出部３０３と、人の位置および動きから、シーンを選択し、記憶するシーン設定データ記憶部３０４と、この出力に基づき、どの照明器具を点灯するかを判断する照明器具分割点灯判断部３０５とを具備し、この判断結果から制御部５００を介して可視光照明器具ＬＡ１、ＬＡ２の点灯制御を行なう。

次に本実施の形態の照明システムを用いた照明制御動作について詳細に説明する。
図１１は本発明の実施の形態４の照明システムの点灯制御を示すフローチャートである。

まず、画像取り込みモードにおいては、可視光光源からなる照明器具ＬＡ１，ＬＡ２および非可視光光源を有する照明器具ＬＢ０を点灯する（ステップＳ４００１）。この状態で、可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ａによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ４００２）。続いて非可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ｂによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ４００３）。なお、ここでも生成された画像情報は、別途設けた記憶部に時系列で格納されるようにしてもよい。

このようにして演算部３００によって、画像センサ１００Ａ，１００Ｂの出力から非可視光光源による画像と、可視光光源による画像とを比較分析する（ステップＳ４００８）
また、上記比較分析ステップＳ４００８において、一定の輝度塊に動きがあるかどうか判定し、人の位置を検出する（ステップＳ４００９）。このとき、特定制御領域内に動きがあった場合には、それを記憶部の制御内容と照合し、実施の形態１において図４（ａ）乃至（ｃ）に示したのと同様の照合を行ない、影である場合には影によるデータを除去する。そして、人であると認識した場合には、人の居留位置に応じて例えばベッドにいるか、机に向かっているかなど照明シーンを選択する（ステップＳ４０１０）。
そしてその状態に応じて、可視光照明器具ＬＡ１，ＬＡ２のうちいずれを点灯するか照明区分を決定し、さらにどの程度の輝度とするか、発光色をどの色調とするかなどの点灯パターンを決定する（ステップＳ４０１１）。

そして、割り込みフラグをオンにする（ステップＳ４０１２）。

一方、割り込みフラグがオンであるか否かの判断がなされ（ステップＳ４００４）、オンであればオフにし（ステップＳ４００５）、点灯パターンに変更ありか否かの判断を行なう（ステップＳ４００６）。そして変更ありであればステップＳ４０１１で決定された点灯パターンに従って点灯パターンの切り替えを行う（ステップＳ４００７）。
また割り込みフラグがオンでなければ再度割り込みフラグがオンであるか否かの判断ステップＳ４００４に戻る。
一方、判断ステップＳ４００６で点灯パターンに変更なしと判断された場合には画像取り込みモードであるステップＳ４００２に戻る。

このようにして、影に起因する画像データはキャンセルすることができ、誤動作をなくし、信頼性の高い点灯制御を実現することができる。
この構成によれば、画像取り込みモードにおいては、可視光のみを検出する画像センサと非可視光のみを検出する画像センサとで、両者を別途検出しているため、画像取り込み時に照明器具の点滅制御を行なうことなく、高精度の検出が可能となる。また非可視光光源は、人間の目には検知されないため、照明環境に影響を与えることがない。

（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態の照明システムは、前記実施の形態４と同様、可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ａと、可視域外にのみ感度を有する画像センサ１００Ｂとを用いて画像データの検出を行うものであるが、本実施の形態では、非可視光光源を有する照明器具Ｌ０を、画像取り込みモードでのみ点灯し、それ以外では消灯するようにした点で実施の形態４と異なる。
この照明システムは、図１０にブロック図を示した実施の形態４の照明システムと同様であり、図１２はこの照明システムを用いた点灯制御フローを示す図である。装置については前記実施の形態４と同様であるため説明を省略する。

次に本実施の形態の照明システムを用いた照明制御動作について詳細に説明する。
図１２は本発明の実施の形態５の照明システムの点灯制御を示すフローチャートである。
まず、可視光光源からなる照明器具Ｌ１，Ｌ２を点灯する（ステップＳ５００１）。そして画像取り込みモードにおいては、可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ａによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ５００２）。次いで可視光光源からなる照明器具Ｌ１，Ｌ２は点灯状態のままで、非可視光光源を有する照明器具Ｌ０を点灯する（ステップＳ５００３）。この状態で、非可視域のみに感度を有する画像センサ１００Ｂによって室内の特定の制御領域の俯瞰画像を撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ５００４）。この後、非可視光光源を有する照明器具Ｌ０を消灯する（ステップＳ５００５）。なお、ここでも生成された画像情報は、別途設けた記憶部に時系列で格納されるようにしてもよい。

このようにして演算部３００によって、画像センサ１００Ａ，１００Ｂの出力から非可視光光源による画像と、可視光光源による画像とを比較分析する（ステップＳ５０１０）
また、上記比較分析ステップＳ５０１０において、一定の輝度塊に動きがあるかどうか判定し、人の位置を検出する（ステップＳ５０１１）。このとき、特定制御領域内に動きがあった場合には、それを記憶部の制御内容と照合し、実施の形態１において図４（ａ）乃至（ｃ）に示したのと同様の照合を行ない、影である場合には影によるデータを除去する。そして、人であると認識した場合には、人の居留位置に応じて例えばベッドにいるか、机に向かっているかなど照明シーンを選択する（ステップＳ５０１２）。
そしてその状態に応じて、可視光照明器具ＬＡ１，ＬＡ２のうちいずれを点灯するか照明区分を決定し、さらにどの程度の輝度とするか、発光色をどの色調とするかなどの点灯パターンを決定する（ステップＳ５０１３）。

そして、割り込みフラグをオンにする（ステップＳ５０１４）。

一方、割り込みフラグがオンであるか否かの判断がなされ（ステップＳ５００６）、オンであればオフにし（ステップＳ５００７）、点灯パターンに変更ありか否かの判断を行なう（ステップＳ５００８）。そして変更ありであればステップＳ５０１３で決定された点灯パターンに従って点灯パターンの切り替えを行う（ステップＳ５００９）。
また割り込みフラグがオンでなければ再度割り込みフラグがオンであるか否かの判断ステップＳ５００６に戻る。
一方、判断ステップＳ５００６で点灯パターンに変更なしと判断された場合には画像取り込みモードであるステップＳ５００２に戻る。

このようにして、影に起因する画像データはキャンセルすることができ、誤動作をなくし、信頼性の高い点灯制御を実現することができる。
この構成によれば、画像取り込みモードにおいては、可視光のみを検出する画像センサと非可視光のみを検出する画像センサとで、両者を別途検出しているため、画像取り込み時に照明器具の点滅制御を行なうことなく、高精度の検出が可能となる。また非可視光光源は、人間の目には検知されないため、照明環境に影響を与えることはないが、本実施の形態では画像取り込みモード外では消灯し、皮膚への影響などを回避するようにした。

このようにして、本実施の形態においても、影に起因する画像データはキャンセルすることができ、誤動作をなくし、信頼性の高い点灯制御を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定するものではなく、室内に不審者の侵入がないか監視するシステムにおいての不審者検知装置としても利用可能である。例えば、通常制御から、セキュリテーモードに切り替えておくことによって、所定の間隔で非可視光光源のみを点滅させて、画像データをとるようにし、夜間就寝後や、留守中に、不審者が窓から室内に侵入した場合に、照明器具が点灯したり、警報音が鳴ったり、居住者に通報するなどのアクションを発生できるように設定することもできる。

本発明の照明システムの使用環境を示す図本発明の実施の形態１の照明システムを示すブロック図本発明の照明システムにおける照明器具Ｌ１点灯時および照明器具Ｌ２点灯時の室内を示す説明図（ａ）本発明の照明システムにおける画像センサの出力（ｂ）本発明の照明システムにおける画像センサの出力（ｃ）画像照合結果を示す図本発明の実施の形態１の照明システムの制御方法を示すフローチャート本発明の実施の形態２の照明システムを示すブロック図本発明の実施の形態２の照明システムの制御方法を示すフローチャート本発明の実施の形態３の照明システムを示すブロック図本発明の実施の形態３の照明システムの制御方法を示すフローチャート本発明の実施の形態４の照明システムを示すブロック図本発明の実施の形態４の照明システムの制御方法を示すフローチャート本発明の実施の形態５の照明システムの制御方法を示すフローチャート

符号の説明

１００画像センサ
３００演算部
４００制御部
６００照明器具
ＳＡ，ＳＢ影
Ｈ人

Claims

非可視光光源である複数の光源と、
制御領域内に設けられ、画像を検出する画像センサと、
前記画像センサの検知結果に基づき、前記制御領域内の状況を演算する演算部と、
前記複数の光源を点灯制御し、前記演算部の演算結果に基づき可視光光源を点灯制御する制御部と、を含む照明システムであって、
前記複数の光源は、前記制御部からの信号により点灯と消灯とを交互に行い、
前記演算部は、異なる非可視光光源が点灯された状態の前記画像センサの検知結果の複数を照合比較し、この比較結果から両データを重ねあわせることで影データを除去する補正を行い、補正後の画像データを前記画像センサの出力として、前記制御部が前記可視光光源を点灯制御するようにした照明システム。
請求項１に記載の照明システムであって、
前記制御部は、前記複数の光源の少なくとも１つを、６０Ｈｚ以上の点滅回数で点滅させるとともに、
前記画像センサは前記点滅タイミングで画像の検出を行なうようにした照明システム。
請求項１に記載の照明システムであって、
前記複数の光源は、近紫外線又は赤外線を発生する光源である照明システム。