JP5461842B2 - 照明制御システム - Google Patents

Description

本発明は、より効率的な照明を行える照明装置の制御システムに関する。

近年、環境問題に対する関心が高まり、従来の蛍光灯や水銀灯に変わって、ＬＥＤ素子を用いた照明装置が利用されるようになっている。ＬＥＤ素子を用いた照明装置が従来の照明装置と大きく異なる点として、明るさを自由に制御できる点がある。これにより、自然光の光量、すなわち環境光に応じて、照明装置の明るさを自由に制御することができる。

このような照明装置として、店舗等の建物の屋外に設置した屋外用照度センサを使用して、建物内の照度が最適になるように、照明器具を制御する照度コントローラが開示されている（特許文献１参照。）。
特開２００６−１２６７９号公報

引用文献１に記載の照明装置では、複数の照度検出センサを配置し、周囲の光環境（明るさ）を検知して、照明装置の明るさを制御している。このように構成した場合、複数の照度検出センサを配置する必要があり、信号ラインが煩雑となる。また、当該店舗の隣接地に高層ビルなどの建物が建造されるなどの外的要因によって、光環境が変化した場合は、照度検出センサの配置を変更したり増設を行ったりする必要があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、明るさ環境を適切に検出し、検出結果に基づいて、適切に照明装置を制御することができる照明制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、調光制御可能な複数の照明装置と、照明装置に照射される床面の画像を取得する撮像装置と、照明装置の明るさを制御する制御装置と、を備え、照明装置は、一又は複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールの調光を行う調光回路と、を備え、制御装置は、照明装置に電力を供給する電力線を用いた電力線搬送通信によって調光回路と通信を行い、現在の暦及び時刻に基づいた照明装置の明るさを予め設定し、設定された明るさと、撮像装置が取得した床面の画像とを比較し、比較の結果、設定された明るさと床面の画像から求めた床面の明るさとの差が所定の閾値を超えた場合に、撮像装置が取得した床面の画像に基づいて照明装置の明るさを制御すると共に、撮像装置が取得した床面の画像から、床面の明るさが不均一であることを検出した場合は、複数の照明装置の明るさを個々に制御して、床面の明るさの不均一を修正することを特徴とする。

本発明によると、照明装置により照射される床面の明るさを、日時や季節等の暦情報、時間帯等に応じて、また、撮像装置によって取得した画像に基づいて、常に適正な明るさに制御することができると共に、床面の明るさの不均一を修正することができる。これにより、より効率的な照明が可能となり、照明装置を省電力化できると共に、保守、メンテナンスのコストを低減することができる。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明の実施形態の照明制御システム１０の説明図である。

図１は、本発明の実施の形態の照明制御システム１０を、店舗１００に適用した場合の説明図であり、図２は、店舗１００のキャノピー１１０の平面図である。

店舗１００は、キャノピー１１０と支柱１１１とから構成される。店舗１００は、例えば自動車用のガソリンスタンドであり、キャノピー１１０は、給油設備等のキャノピーである。

キャノピー１１０は、キャノピー灯（照明装置）２０及びカメラ（撮像装置）３０が備えられている。

キャノピー灯２０は、キャノピー１１０の裏面に複数備えられており、キャノピー１１０の下の床面を適切な明るさで照射する照明装置である。

カメラ３０は、キャノピー１１０の下の床面の画像を取得する。カメラ３０は、広角レンズを備え、キャノピー１１０の下の床面の広い面積を一覧できる画角の画像を一時に撮影することができるように構成されている。そして、カメラ３０は、撮影した画像を、後述するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４０に送信する。この画像データは、キャノピー１１０の下の床面の明るさに関する情報を含んでいる。

本発明の実施形態では、このような店舗１００において、キャノピー１１０の下の画像データに含まれる明るさ情報に基づいて、キャノピー灯２０の明るさ（例えば、照度や輝度）を制御する。なお、キャノピー灯２０は、ＬＥＤ素子からなる照明装置であり、後述するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４０の指示によって、その明るさを制御する調光回路５１を備えている。

従来、このような店舗１００において、照明装置の明るさをコントロールする場合は、照度検出センサ等を用いて、直接光又は間接光によって明るさを取得し、これに基づいて照明装置の制御を行っていた。

しかしながら、このような従来の方式では、例えば太陽光や照明の位置等の条件に応じて、複数の照度検出センサを設置する必要がある。また、照度を照明装置の制御に用いる場合は、照度検出センサの校正が必要であり、定期的なメンテナンスも必要となる。またさらに、周辺に大型の建物が建造された場合等、外的要因により光り環境が変化した場合は、その都度照度検出センサの配置換えや増設を行う必要があった。

これに対して、本発明の実施形態では、以下に説明するように、カメラ３０によってキャノピー１１０の下の床面の画像データを取得し、この画像から得られた明るさに関する情報に基づいて、キャノピー１１０の下の明るさを制御する。

図３は、本発明の実施形態の照明制御システム１０の回路ブロック図である。

照明制御システム１０は、前述のキャノピー灯２０、カメラ３０に加え、キャノピー灯２０を制御するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４０と、ＰＬＣモデム４５とを備えている。このＰＣ４０は、カメラ３０とＰＬＣモデム４５とに接続されている。

このカメラ３０は、広角レンズと個体撮像素子とからなり、キャノピー１１０下の床面の広い範囲の画像を取得して、これを画像データとしてＰＣ４０に送る。

ＰＣ４０は、カメラ３０から送られた画像データに含まれる明るさ情報に基づいて、キャノピー灯２０を制御する。

ＰＬＣモデム４５は、キャノピー灯２０に電力を供給するための電力線を用いて、スペクトル拡散方式等の電力線搬送波通信によって、ＰＣ４０とキャノピー灯２０との間で通信を行う。なお、この図３に示す例では、ＰＣ４０側のＰＬＣモデム４５ａとキャノピー灯２０側のＰＬＣモデム４５ｂとで、電力線を介して通信を行うように構成されている。

なお、キャノピー灯２０は屋外に設けられる。また、後述するようなキャノピー灯２０の調光制御は、データ量が少なく、高い通信速度も必要としないことから、本発明の実施形態では、低速型の電力線搬送通信を用いる。なお、後述するような販売室１２０（図５参照）のように室内に設置され、かつ、可能な場合には、高速型の電力線搬送通信を用いてもよい。

次に、このように構成された照明制御システム１０の作用を説明する。

ＰＣ４０では、キャノピー灯２０の明るさ等を制御するための点灯プログラムが実行されている。

この点灯プログラムは、店舗１００の営業形態や、日時や季節等の暦情報、時間帯等に応じて予め設定されたスケジュールにより、キャノピー灯２０の点灯、消灯及びその明るさを制御する。これにより、キャノピー１１０の下の床面が、所定の明るさとなるように制御される。

例えば、早朝など、薄明時間帯は太陽光が少ないため、キャノピー灯２０をより明るく制御して、キャノピー１１０の下の明るさを確保する。また、日中は太陽光によりキャノピー１１０の下は十分な明るさを確保できるため、キャノピー灯２０の明るさを抑えるように制御する。また、夕方の薄暮時間帯は再びキャノピー灯２０をより明るく制御して、キャノピー１１０の下の明るさを確保する。また、夜間の太陽光が全くない状態では、周囲とのコントラストが大きすぎないように、キャノピー灯２０の明るさを抑えるように制御する。

このように、ＰＣ４０の点灯プログラムによって、キャノピー１１０下の明るさが予めスケジューリングされている。

一方で、カメラ３０は、キャノピー１１０の下の床面を常に撮影しており、撮影された画像データを、逐次ＰＣ４０に送信している。

ＰＣ４０は、カメラ３０から送信された画像データを受信すると、点灯プログラムにより設定されている現在の明るさと、受信した画像データにより算出した明るさ情報とを比較して、キャノピー灯２０を点灯させる明るさを決定する。

具体的には、ＰＣ４０は、まず、カメラ３０から送信された画像データに対して、所定の画像処理を行う。一例として、取得した画像データから明るさに関する情報を抽出し、単位時間当たりの平均値を算出する。そして、この平均値と所定の閾値とを比較し、画像データから抽出した明るさ情報が所定の閾値を超えていた場合は、キャノピー灯２０の明るさをより小さくするように決定する。画像データから抽出した明るさ情報が所定の閾値に満たない場合は、キャノピー灯２０の明るさをより大きくするように決定する。なお、この所定の閾値は、輝度が高い方と低い方との間でヒステリシスを含んでもよい。

ＰＣ４０で行われる画像処理としては、例えば、カメラ３０で取得された画像の高周波成分の除去や二値化がある。これらは従来周知の画像処理手法である。なお、カメラ３０において予め画像処理を行ってもよいし、カメラ３０が取得した画像データをＰＣ４０において画像処理を行ってもよい。

なお、カメラ３０がカラー画像を取得するように構成し、ＰＣ４０がこの色情報に基づいて、キャノピー灯２０を制御するようにしてもよい。この場合、ＰＣ４０において、取得された色情報に基づいて、キャノピー灯２０が発する波長スペクトルを制御して、キャノピー１１０下の床面の色温度を調節するように構成してもよい。

ＰＣ４０は、このようにして決定されたキャノピー灯２０の明るさを、ＰＬＣモデム４５を介して、キャノピー灯２０へと送信する。

キャノピー灯２０は、後述するような調光回路５１を備えており、受信した明るさに関する情報に基づいて、キャノピー灯２０を点灯させる。キャノピー灯２０はＬＥＤ素子を備えており、調光回路５１は、電圧制御、電流制御又はパルス制御等によって、ＬＥＤ素子の明るさを制御する。

このとき、キャノピー灯２０の明るさを制御した後、カメラ３０が改めて画像を取得して、ＰＣ４０がこの画像に基づいてさらにキャノピー灯２０の明るさを調整するようなフィードバック制御を行ってもよい。

このように、照明制御システム１０の制御によって、キャノピー１１０の下の床面の明るさを適切に制御することができる。

特に、時間や季節等により一定のスケジュールに設定されている点灯プログラムだけでなく、天候や周囲の環境の変化により時々刻々と変化する明るさ環境においても、カメラ３０が取得した画像によって、常に最適な明るさを提供することができる。

これにより、キャノピー１１０の下の床面の明るさを、適切に制御することができるので、より効率的な照明が可能となり、省電力化やメンテナンスのコストを低減することができる。

なお、管理者がＰＣ４０を操作して、任意にキャノピー灯２０の明るさの調節を行うこともできる。また、ＰＣ４０をインターネットに接続し、遠隔地からキャノピー灯２０の明るさを制御するように構成してもよい。例えば、従業員が少ないセルフ・サービスステーションでは、このような遠隔地からの制御を利用することによって、管理作業の削減に好適である。

図４は、本発明の実施形態の照明制御システム１０のより具体的な一例を示す説明図である。

この図４に示す例では、一つのＰＬＣモデム（マスタＰＬＣモデム５４ａ）に対して、三つのＰＬＣモデム（スレーブＰＬモデム５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ）が接続される例を示す。

また、それぞれのスレーブＰＬＣモデム５４ｃ、５４ｄ、５４ｅには、三つのキャノピー灯２０が接続されている。

キャノピー灯２０は、それぞれ、ＬＥＤモジュール５０及び調光回路５１からなる。ＬＥＤモジュール５０は、一又は複数のＬＥＤ素子から構成される。調光回路５１はＬＥＤモジュール５０の明るさを制御する。

なお、これらスレーブＰＬＣモデム５４ｃ、５４ｄ、５４ｅや調光回路５１には、それぞれに一意のＩＤが付与されており、ＰＣ４０は、明るさに関する制御を、このＩＤ毎に行うことができる。

この図４のように構成された照明制御システムでは、キャノピー１１０に接続されている全てのキャノピー灯２０を全て同時に制御できるだけでなく、スレーブＰＬＣモデム５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを単位として複数のキャノピー灯２０をグループ単位として制御したり、個々のキャノピー灯２０単位として制御することができる。

具体的には、早朝や夕刻など、太陽の傾きが大きい場合や、付近の建物の影ができる場合などにより、店舗１００の床面の明るさが不均一となる場合がある。カメラ３０が取得した画像によって、部分的に明るさが小さいなどの不均一を検出した場合は、ＰＣ４０が、個々のキャノピー灯２０又はそのグループ単位で明るさを制御することにより、床面の明るさの不均一を修正することができる。

さらに、建物の影は太陽の日周運動と共に移動するが、カメラ３０が取得した画像によって、この移動する影の影響を打ち消すように、個々のキャノピー灯２０又はグループ単位で、明るさを制御することができる。

また、キャノピー１１０の下の床面の任意の箇所に、明るさの指標となるマーカーを予め備えておき、カメラ３０がこのマーカーを撮影することにより、キャノピー灯２０の明るさを制御するように構成してもよい。

マーカーは、例えば四角形や円形の形状を有し、その表面が白色や灰色など、所定の反射率となるように均一に付色されており、床面又は床面から所定の高さの位置に、キャノピー１１０に対して水平となるように設置される。

ＰＣ４０は、カメラ３０が撮像した画像からこのマーカーを検出して、そのマーカーの明るさに基づいて、キャノピー灯２０の明るさを制御する。

キャノピー１１０の下の床面には様々な設備が置かれている。例えばガソリンスタンドであれば計量器などのサービス設備である。また、床面はコンクリートやモルタルによる舗装がなされているが、これに塗装を行い所定の色をつける場合や、案内表示（停止位置、矢印など）を設置する場合もある。これらは、店舗１００のサービス形態により変更される場合がある。

これに対して、前記マーカーをキャノピー１１０の下の床面に複数配置し、これに基づいてキャノピー灯２０の明るさを制御する。このように制御することによって、床面の状態に関係なく、キャノピー灯２０の明るさを制御することができる。そのため、キャノピー１１０の下のサービス設備の増廃設、床面のレイアウトや色、案内表示等の変更、汚れなどの経年変化などが発生した場合にも、それらに影響されることがなくなる。またさらに、設置されているマーカーがそれぞれ異なる明るさとなるように、個々のキャノピー灯２０を制御することもできる。

また、このマーカーは、キャノピー１１０の下の床面に常設してもよいが、キャノピー灯２０の経年劣化等のメンテナンス時に用いるために、仮設用としてもよい。

図５は、本発明の実施形態の店舗１００のより具体的な一例を示す説明図である。

この図５に示す例は、店舗１００の一例としてガソリンスタンドを例示し、これに本発明の照明制御システム１０を適用したものである。

この店舗１００は、前述の図１に示すようなキャノピー１１０の他、販売室１２０、ハイウェイ灯１３０、洗車機１４０、リフト室１５０等を備えている。

キャノピー１１０は、前述のようにキャノピー灯２０とカメラ３０とを備え、ＰＣ４０の制御によって、キャノピー１１０下の床面の明るさを制御する。

販売室１２０は、その天井に室内灯１２１とカメラ１２２とを備える。そして、キャノピー１１０と同様に、ＰＣ４０の制御によって、販売室１２０の床面の明るさを制御する。

なお、販売室１２０は、サービスを提供するスペースの他、従業員の詰所も兼ねることが一般的であるので、この販売室１２０にＰＣ４０を設置し、各照明装置を制御するように構成することができる。

ハイウェイ灯１３０（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）は、店舗１００の周囲に備えられ、店舗１００に入退場する車両の誘導灯となる他、店舗１００の誘目性を高めるための装飾照明として機能する。このハイウェイ灯１３０は、ポール１３１と照明部１３２とからなり、高所から店舗１００の床面を照らするように構成されている。

このハイウェイ灯１３０の近傍にカメラ１３３を備え、キャノピー１１０と同様に、ＰＣ４０の制御によって、ハイウェイ灯１３０により照らされる床面の明るさを制御する。

なお、図５に示す例では、ハイウェイ灯１３０がいくつかのグループとして設置されており、このグループ毎に所定の床面を照らすように構成されている。

すなわち、ハイウェイ等１３０ａ及び１３０ｂが一つのグループであり、このグループ単位の明るさを取得するカメラ１３３ａが備えられている。同様にハイウェイ等１３０ｃ及び１３０ｄが一つのグループであり、このグループの単位の明るさを取得するカメラ１３３ｂが備えられている。

そして、ＰＣ４０は、これらハイウェイ灯１３０のグループ単位で、明るさを制御する。

店舗１００には、その他、車両を洗浄する洗車機１４０や車両の点検整備等を行うリフト室１５０を備えている。これらは、カメラと人感センサとを併用することで、省エネ化を図ることができる。

以上説明したように、本発明の実施形態は、キャノピー１１０の下の床面を照らすキャノピー灯２０と、この床面を撮影して画像を取得するカメラ３０と、カメラ３０が取得した画像に基づいて、キャノピー灯２０が照射する床面の明るさを制御する制御装置としてのＰＣ４０とを備えた。このような構成により、キャノピー１１０の下の床面を、常に適正な明るさに制御することができる。これにより、より効率的な照明が可能となり、キャノピー灯２０を省電化できると共に、保守やメンテナンスのコストを低減することができる。

また、キャノピー灯２０とＰＣ４０との間は、キャノピー灯２０に電力を供給する電力線を用いて、電力搬送波通信により通信を行うので、キャノピー灯２０の明るさを制御するための新たな配線工事等が必要なく、施工コストが安価で済むと共に、工事期間を短縮することができる。

また、カメラ３０が取得する画像は、照度や輝度などの絶対的な値ではなく、床面の明るさという客観的なデータであり、これはＰＣ４０における制御プログラムによって、自由に設定可能である。従って、店舗や時間帯による設定の変更が容易であり、保守やメンテナンスのコストを低減することができる。

なお、本発明の実施形態は、キャノピー灯２０等の照明装置を、ＬＥＤ素子からなる照明装置として説明したが、例えばセラミックハライドランプなど、調光可能な他の照明装置を用いてもよい。また、ＰＣ４０を、予め制御プログラムを装備したコントローラとしてもよい。

本発明の実施形態の店舗の説明図である。 本発明の実施形態のキャノピーの説明図である。 本発明の実施形態の照明制御システムの回路ブロック図である。 本発明の実施形態の照明制御システムの具体的な一例の説明図である。 本発明の実施形態の店舗の一例の説明図である。

１０ 照明制御システム
２０ キャノピー灯（発光装置）
３０ カメラ（撮像装置）
４０ ＰＣ（制御装置）
４５ ＰＬＣモデム
１００ 店舗
１１０ キャノピー

Claims (4)

1. 調光制御可能な複数の照明装置と、前記照明装置に照射される床面の画像を取得する撮像装置と、前記照明装置の明るさを制御する制御装置と、を備え、
   前記照明装置は、一又は複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤモジュールの調光を行う調光回路と、を備え、
   前記制御装置は、前記照明装置に電力を供給する電力線を用いた電力線搬送通信によって前記調光回路と通信を行い、
   現在の暦及び時刻に基づいた前記照明装置の明るさを予め設定し、
   前記設定された明るさと前記撮像装置が取得した床面の画像とを比較し、前記比較の結果、前記設定された明るさと前記床面の画像から求めた床面の明るさとの差が所定の閾値を超えた場合に、前記撮像装置が取得した床面の画像に基づいて前記照明装置の明るさを制御すると共に、
   前記撮像装置が取得した床面の画像から、床面の明るさが不均一であることを検出した場合は、複数の前記照明装置の明るさを個々に制御して、床面の明るさの不均一を修正する
   ことを特徴とする照明制御システム。
2. 前記制御装置は、前記比較の結果、前記設定された明るさと前記床面の画像から求めた床面の明るさとの差が所定の閾値を超えた箇所がある場合に、当該箇所を照射する一又は複数の照明装置の明るさを、前記撮像装置が取得した床面の画像に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の照明制御システム。
3. 前記照明装置は屋外に備えられ、前記電力線搬送通信は低速型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明制御システム。
4. 前記床面には、所定の反射率となるように付色された一又は複数のマーカーを備え、
   前記制御装置は、前記撮像装置が取得した床面のマーカーの画像に基づいて、前記照明装置の明るさを制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の照明制御システム。

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