JP5747175B2 - 照明制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、人の有無や人数に応じて照明装置を制御する照明制御システムに関するものである。
従来、センサを用いて光源部を有する照明装置を制御する照明制御システムが知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1の照明制御システムでは、カメラで撮影された人の動きを動線データとして計測し、照明装置の光が届く照明空間を複数のエリアに区分して動線データに基づいて各エリアでの人の分布を判定する。そして、この判定結果によってあるエリアの人の分布があらかじめ定めた閾値より少ないときは照明装置の照度を落とすように構成される。これにより、無駄な電力消費を抑えることができるようになっている。
特開2004−178129号公報
ところで、上記のような照明制御システムでは、照明空間(室内空間)を所定エリア毎に区切って人の有無及びその人数を監視するようになっている。このとき、人の有無に関わらず各エリア毎に画像処理を実施しているため、人が照明空間内に入って例えば消灯状態から点灯状態に変更されるまでに時間を要している。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、照明空間内に入った際に照明装置の光源部を消灯状態から点灯状態に変更するまでの時間を短縮することができる照明制御システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の照明制御システムは、照明空間の画像データを得るセンサ部と、該センサ部の出力結果に基づき複数のエリアに分割された照明空間において各々のエリアでのひとの存在分布を判定する判定部と、前記判定部によって判定されるひとの存在エリア分布に基づいて、各々のエリアの照明条件を変更して、各々のエリアに対応した光源部を制御する点灯制御部とを有する照明制御システムであって、前記センサ部にて得られた画像データから前記光源部以外の機器が駆動中か否かを検出する機器検出処理部を備え、前記点灯制御部は、前記判定部で判定された存在人数が0人の場合には、前記センサ部にて得られる背景画像と取得画像の差分データが、予め設定した閾値よりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはひとが少なくとも1人以上存在すると判断して、少なくとも対応するエリアの光源部を制御し、前記機器検出処理部及び前記点灯制御部は、前記判定部で判定された存在人数が1人以上の場合には、算出したひとの存在エリア分布と前記機器検出処理結果に基づいて対応するエリアの光源部を制御すること特徴とする。
また上記構成において、前記点灯制御部は、前記判定部で判定された存在人数が1人以上の場合には、所定時間内で最も多く出現するエリアの分布結果に基づいて対応するエリアの前記光源部を制御することが好ましい。
本発明によれば、照明空間内に入った際に照明装置の光源部を消灯状態から点灯状態に変更するまでの時間を短縮することができる照明制御システムを提供することができる。
(a)は照明制御システム並びに照明装置が設置される部屋の一例を説明するための説明図であり、(b)は照明制御システム並びに照明装置が設置される部屋におけるエリア設定について説明するための説明図である。 照明制御システム並びに照明装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。 照明装置の動作例について説明するためのフローチャートである。 (a)(b)は照明装置の動作例について説明するための説明図である。 (a)(b)は照明装置の動作例について説明するための説明図である。 (a)(b)は照明装置の動作例について説明するための説明図である。 (a)(b)は照明装置の動作例について説明するための説明図である。 (a)(b)は照明装置の動作例について説明するための説明図である。 照明制御システムによる照明装置の動作例について説明するためのデータテーブルである。 別例における照明システム並びに照明装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。 別例における照明制御システムによる照明装置の制御例について説明するためのフローチャートである。 別例における照明制御システムによる照明装置の制御例について説明するためのフローチャートである。 別例における照明制御システムによる照明装置の制御例について説明するための説明図である。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態の照明制御システムは、図1及び図2に示す照明装置10を備える。照明装置10は、複数の光源部LS1〜LS9と、これら各光源部LS1〜LS9への電力供給を制御する電源回路PSC1〜PSC9と、各電源回路PSC1〜PSC9を制御する制御部CPと、人の有無等を計測するセンサ部Sとを備える。
照明装置10は、例えば室内空間Kにおける天井Rに設置されて、室内空間Kに光を照射するようになっている。
照明装置10に備えられる光源部LS1〜LS9は、LED(Light Emitting Diode)素子を備えて構成される。なお、光源部LS1〜LS9は、LED素子に限らず、有機EL(Organic Electro-Luminescence)素子、無機EL(Inorganic Electro-Luminescence)素子、HID(High Intensity Discharge)ランプ、白熱灯などの他の光源を用いてもよい。光源部LS1〜LS9は、図1(b)に示すように照明空間(室内空間K)を9つのエリアA1〜A9に分割した場合に、それぞれの光源部LS1〜LS9の光軸が対応するエリアA1〜A9のほぼ中心位置となるように照明装置10内に設けられる。
電源回路PSC1〜PSC9は、各光源部LS1〜LS9のそれぞれに対応して9つ設けられ、これら電源回路LS1〜LS9は制御部CPの点灯制御部CP1にて独立した制御が可能とされている。因みにエリアA1からA9まで順に、第1光源部LS1及び第1電源回路PSC1から順に、第9光源部LS9及び第9電源回路PSC9が対応するように構成されている。
センサ部Sは、物体(人や機械)の温度を計測する熱画像センサにて構成され、この温度変化にて人の有無を計測可能とされる。このセンサ部Sは、制御部CPの判定処理部CP2と電気的に接続される。
次に、本実施形態の照明装置10を備えた照明制御システムの一制御例について説明する。
先ず、照明装置10(照明制御システム)が駆動可能とされた状態において、制御部CPの判定処理部CP2は、予め設定した各エリアA1〜A9の人数を「0」とする(ステップS10)。なお、本実施形態では、室内空間K(照明空間)を9つのエリアに区画している。
次いで、制御部CPの点灯制御部CP1は、前記判定処理部CP2によって判定されたひとが不在状態であるという条件を基に前記照明装置10を消灯状態として制御する。具体的には、制御部CPの点灯制御部CP1は、照明装置10が点灯状態であれば、照明装置10に対しての電力供給を非供給状態として照明装置10を消灯させる消灯状態に移行させる。また、制御部CPの点灯制御部CP1は予め照明装置10が消灯状態であれば、照明装置10に対する電力供給を非供給状態のままで継続する。つまり、照明装置10が室内に設置されて初期設定の状態では、人が不在であるものとして動作を開始するようになっている。
次いで、制御部CPの判定処理部CP2は、熱画像センサからなるセンサ部Sから室内空間Kの天井R側から見て床側の画像Iを取得(更新)して、自身の内蔵メモリ又は外部接続された外部メモリに保存する(ステップS12)。
その後、制御部CPの判定処理部CP2は、改めて熱画像センサからなるセンサ部Sからの時刻tにおける出力画像I(t)を取得する(ステップS13)。
そして、制御部CPは、室内空間Kにおける全エリアA1〜A9での人数が「0」であるか否かを判定する(ステップS14)。
そして室内空間Kにおける全エリアA1〜A9での人数が「0」であれば(ステップS14:YES)、制御部CPはステップS12及びステップS13にて取得した背景画像I及び画像I(t)の差分をとって差分データI(t)を算出する(ステップS15)。ちなみに、差分データI(t)とは、同一座標の画素同士の差分の値を全ての画素について算出し、必要に応じてその値に正規化等の変換を行い、その値を各画素の画素値とした画像である。
次いで、制御部CPの判定処理部CP2は、入室検知処理の種々の処理を実施する(ステップS16)。具体的には制御部CPの判定処理部CP2は、前記差分データI(t)をあらかじめ設定した閾値で2値化を行う。つまり、差分データI(t)の画素毎で閾値以上であれば例えば白の画素に置き換え、閾値未満であれば黒の画素に置き換えることで、背景と異なる部分(人が存在する部分)の画素を抽出することが可能となる。この結果、白の画素が得られればセンサ部Sにて背景画像I時とは異なる状態、つまり人が入室したとして、その結果である2値画像データIb(t)を生成する。なお、差分データI(t)の画素毎で閾値未満の結果しか得られなければ前記2値画像データIb(t)は生成しないような構成とされる。
次いで、制御部CPの判定処理部CP2は、前記2値画像データIb(t)が生成されたか否かで人が入室したか否かを判定する(ステップS17)。
前記2値画像データIb(t)が生成されていなければ(ステップS17:NO)、判定処理部CP2並びに制御部CPは、前記ステップS10から処理を繰り返すようになっている。
一方、前記2値画像データIb(t)が生成されると(ステップS17:YES)、判定処理部CP2はひとが入室した旨の信号を点灯制御部CP1に出力する。そしてひとが入室した状態の照明条件にて点灯制御部CP1は、各エリアA1〜A9に対応する各光源部LS1〜LS9を制御する。本実施形態の場合、点灯制御部CP1自身又は外部の記憶部に予め記憶された図9に示すようなデータテーブルのシーン番号に応じて各エリアA1〜A9の光源部LS1〜LS9を制御する。
次いで制御部CPの点灯制御部CP1は、少なくとも1つのエリア(任意のエリア)の人数を1として(ステップS19)、ステップS13からの処理を繰り返すようになっている。
一方、全てのエリアA1〜A9での人数が「0」でなければ(ステップS14:NO)、判定処理部CP2にて人がどのエリアにいるのか判定する(ステップS20)。具体的には、判定処理部CP2は、センサ部Sにて時刻tのセンサ部Sの出力画像I(t)を取得する。判定処理部CP2は、出力画像I(t)と前述のステップS12にて取得した背景画像Iから差分画像I(t)を算出する。そして、前述のステップS16で実施したように、判定処理部CP2は前記差分画像I(t)をあらかじめ設定した閾値で2値化を行う。つまり、差分画像I(t)の画素毎で閾値以上であれば例えば白の画素に置き換え、閾値未満であれば黒の画素に置き換える。この結果、白の画素が得られればセンサ部Sにて背景画像I時とは異なる状態、つまり人が入室したとして、その結果である2値画像データIb(t)を生成する。なお、差分画像I(t)の画素毎で閾値未満の結果しか得られなければ前記2値画像データIb(t)は生成しないような構成とされる。
次いで、判定処理部CP2は、前記2値画像データIb(t)での白の画素が座標データを基に例えば人が室内空間KのどのエリアA1〜A9に該当するか算出する(ステップS20)。
その後、判定処理部CP2は、前記ステップS20において人が存在するエリアA1〜A9に何人存在するか算出する(ステップS21)。具体的には、2値画像データIb(t)において独立した白画素の塊が各々の存在エリアA1〜A9毎にいくつ存在するのか算出し、その算出結果を各エリアA1〜A9毎の人数として判定する。ちなみに白画素の塊の算出等の閾値処理はいずれも画像処理のラベリング手法によって実現する。なお、センサ部Sの配置や人の大きさなどの知見をもとに、背景画素と異なる画素の面積が規定値以下の塊やこの規定値とは異なる規定値以上の塊は人数としてカウントしないようにしてもよい。
次いで、判定処理部CP2は、全てのエリアA1〜A9での人数が0か否かを判定する(ステップS22)。
全てのエリアA1〜A9での人数が0であれば(ステップS22:YES)、判定処理部CP2は、前記ステップS10から処理を繰り返すようになっている。
一方、前記全てのエリアA1〜A9での人数が1人以上であれば(ステップS22:NO)、判定処理部CP2はひとの存在有無や、存在する場合のエリア番号並びに人数等を含む信号を点灯制御部CP1に出力する。そして、点灯制御部CP1は、前記信号に即した照明条件(図9参照)にて対応する光源部LS1〜LS9を各電源回路DSC1〜DSC9を介して制御する。本実施形態の場合、点灯制御部CP1自身又は外部の記憶部に予め記憶された図9に示すようなデータテーブルのシーン番号に応じて各エリアA1〜A9の光源部LS1〜LS9を制御する(ステップS23)。その後、判定処理部CP2並びに点灯制御部CP1は、前記ステップS13から繰り返し処理を実施するようになっている。
次に、上記のように構成並びに制御が実施される照明装置10を備えた照明制御システムの一動作例について図1(b)並びに図4〜図9を用いて説明する。
図4(a)(b)に示すように、エリアA3からひとが室内空間Kに入室した場合、該当するエリアA3に対応する光源部LS3が点灯制御部CP1により50%の照度で点灯される。このとき、その他のエリアであるA1、A2、A4〜A9に対応する光源部LS1、LS2、LS4〜LS9が点灯制御部CP1により図4(b)に示すように20%の照度で点灯される。
図5(a)(b)に示すように、人がエリアA3からエリアA6に移動すると、該当するエリアA6に対応する光源部LS6が点灯制御部CP1により50%の照度で点灯される。このとき、その他のエリアであるA1〜A5及びA7〜A9に対応する光源部LS1〜LS5及び光源部LS7〜LS9が点灯制御部CP1により20%の照度で点灯される。
図6(a)(b)に示すように、人がエリアA6からソファのあるエリアA2に移動すると、エリアA2に対応する光源部LS2が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号4で駆動されて100%の照度で点灯される。このとき、隣接するエリアA1,A3,A5に対応する光源部LS1,LS3,LS5が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号4で駆動されて50%の照度で点灯される。更に、その他のエリアであるA4,A6〜A9に対応する光源部LS4,LS6〜LS9が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号4で駆動されて20%の照度で点灯される。
図7(a)(b)に示すように、人がテーブルのあるエリアA5に存在すると、エリアA5に対応する光源部LS5が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号7で駆動されて100%の照度で点灯される。このとき、隣接するエリアA2,A4,A6,A8に対応する光源部LS2,LS4,LS6,LS8が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号7で駆動されて50%の照度で点灯される。更に、その他のエリアであるA1,A3,A7,A9に対応する光源部LS1,LS3,LS7,LS9が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号7で駆動されて20%の照度で点灯される。
図8(a)(b)に示すように、テーブルを挟んで複数のエリアA4,A6に人が存在する場合、エリアA4,A6に対応する光源部LS4,LS6が点灯制御部CP1によりデータテーブルに基づいてシーン番号mで駆動されて100%の照度で点灯される。このとき、前記エリアA4,A6の間のエリアA5に対応する光源部LS5が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号mで駆動されて50%の照度で点灯される。更に、その他のエリアであるA1〜A3,A7〜A9に対応する光源部LS1〜LS3,LS7〜LS9が点灯制御部CP1により図9に示すデータテーブルに基づいてシーン番号mで駆動されて20%の照度で点灯される。
上述したように、点灯制御部CP1は、各光源部LS1〜LS9を図9に示すデータテーブルに基づいて各電源回路DSC1〜DSC9を介して制御するようになっている。
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)点灯制御部CP1は、判定処理部CP2で判定された存在人数が0人の場合には、センサ部Sにて得られる背景画像Iと出力画像I(t)の差分データI(t)が、予め設定した閾値よりも大きいか否かを判定する。そして判定の結果閾値よりも大きい場合にはひとが少なくとも1人以上存在すると判断して、対応するエリアA3の光源部LS3が点灯される。このような構成とすることで、全エリアA1〜A9について画像処理する必要がなくなるため、人が入室した場合には即座に対応する光源部LS1〜LS9を点灯させることが可能となる。
(2)人の熱を感知する熱画像センサによりセンサ部Sが構成される。これにより例えば照明制御システムによって制御される照明装置10が設置される室内空間Kが暗所であってもより確実に人の有無を検知することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、人の有無や人数を検知するセンサ部Sとして熱画像センサを使用する構成としたが、これに限らない。例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の画像センサを検知部として用いる構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、光源部LS1〜LS9を9つ設ける構成としたが、照明空間(室内空間)を区分けするエリア数に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、各発光部LS1〜LS9の発光色を統一してもよい。また、各光源部LS1〜LS9毎で発光色を異なるような構成としてもよい。
・上記実施形態でセンサ部Sと制御部CPとを照明装置10(光源部)と一体とした構成としたが、図10に示すように、センサ部Sと制御部CPを複数の照明装置10a,10b(光源部)と分離した構成としてもよい。この場合、センサ部Sと制御部CP間はそれぞれに通信部C1,C2が設けられてこの通信部C1,C2にて各種の通信信号が送受信されるようになっている。また、制御部CPと照明装置10a間はそれぞれに、通信部C3,C4が設けられてこの通信部C3,C4にて各種の通信信号が送受信されるようになっている。また、制御部CPと照明装置10b間はそれぞれに、通信部C3,C5が設けられてこの通信部C3,C5にて各種の通信信号が送受信されるようになっている。なお、通信信号としては、DALI(Digital Addressable Lighting Interface)、可視光通信、赤外線データ通信の規格(IrDA:Infrared Data Association)、RF(Radio Frequency)、Zigbee、Bluetooth(登録商標)、無線LANの規格(IEEE802.11)などがあり、特に限定されるものではない。
・上記実施形態では、特に言及していないが、点灯制御部CP1は、判定処理部CP2で判定された存在人数が1人以上の場合には、所定時間内で最も多く出現するエリアA1〜A9の分布結果に基づいて対応するエリアの光源部LS1〜LS9を制御してもよい。その一例としては、図11に示すように、ステップS21とステップS22との間に照明条件安定化処理としてステップS30を追加する構成である。照明条件安定化処理として、図13に示すようにシーン番号1からシーン番号2に変更されて人が入室した条件で各光源部LS1〜LS9が制御され始めた後から、所定時間T毎で複数(本例では5つ)のシーン番号を保持する。本例では1ステップ=100msで5ステップ間隔を所定時間Tとしている。そして、所定時間Tの内のシーン番号(照明条件)において、最も多いシーン番号(照明条件)を採用して、そのシーン番号にて点灯制御部CP1は各光源部LS1〜LS9を制御する。
例えば図13に示すように、所定時間Tの内で最も多いシーン番号が4である場合には、それが判明した時点でそのシーン番号にて点灯制御部CP1は各光源部LS1〜LS9を制御する。
また、図13に示すように、所定時間Tの内で最も多いシーン番号が複数(図13ではシーン番号4と5)存在した場合には、点灯制御部CP1は所定時間Tの内で新しいシーン番号(図13ではシーン番号5)を選択する。そして選択したそのシーン番号にて点灯制御部CP1は各光源部LS1〜LS9を制御する。
・上記実施形態では、特に言及していないが人の有無や人数を検知する熱画像センサからなるセンサ部Sによって、照明装置10以外の例えばテレビジョン等の機器のオンオフを検知する構成としてもよい。また熱画像センサでなく画像センサを用いて照明装置10以外の例えばテレビジョン等の機器のオンオフを検知する構成を採用してもよい。このような構成の場合、図2や図10に示すようにセンサ部Sからの画像に応じて機器のオンオフを判定する機器検出処理部CP3を設ける構成とする。
機器検出処理部CP3は、例えば図12に示すように、ステップS22によって人がいると判断された(ステップS22:NO)後に、動作が開始されるようになっている。
機器検出処理部CP3は、他の機器がオフの状態の背景画像Io2をセンサ部Sから取得する。その後、機器検出処理部CP3は、時刻tにおけるセンサ部Sの出力画像I(t)を取得する。機器検出処理部CP3は、出力画像I(t)と背景画像Io2との差分データI(t)を算出する。そして、機器検出処理部CP3は、その差分データI(t)を所定の閾値で二値化して、背景画像と異なる部分が白画素として取得する。このとき、センサ部の配置や他の機器の大きさなどの知見をもとに、面積が規定値以下、規定値以上の塊は他の機器としてカウントしない構成とする。なお、2値画像データIb(t)が生成された場合は、機器がOff状態からOn状態に切り替わったと判定する。一方2値画像データIb(t)が生成されない場合は、機器がOff状態であると判定する。
・上記実施形態並びに上記構成では、照明装置10の制御例について図3、図11や図12を用いて説明したが、本発明の範疇であれば上記制御例に限らない。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ) 請求項1又は2に記載の照明制御システムにおいて、前記センサ部は、熱画像センサを有することを特徴とする照明制御システム。
このように、人の熱を感知する熱画像センサで人の有無を検知することが可能となるため、例えば照明制御システムによって制御される照明装置が設置される室内が暗所であってもより確実に人の有無を検知することができる。
10…照明装置、S…センサ部、CP1…点灯制御部、CP2…判定処理部(判定部)、CP3…機器検出処理部、LS1〜LS9…光源部。

Claims (2)

  1. 照明空間の画像データを得るセンサ部と、該センサ部の出力結果に基づき複数のエリアに分割された照明空間において各々のエリアでのひとの存在分布を判定する判定部と、前記判定部によって判定されるひとの存在エリア分布に基づいて各々のエリアの照明条件を変更して各々のエリアに対応した光源部を制御する点灯制御部とを有する照明制御システムであって、
    前記センサ部にて得られた画像データから前記光源部以外の機器が駆動中か否かを検出する機器検出処理部を備え、
    前記点灯制御部は、前記判定部で判定された存在人数が0人の場合には、前記センサ部にて得られる背景画像と取得画像の差分データが、予め設定した閾値よりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはひとが少なくとも1人以上存在すると判断して、少なくとも対応するエリアの光源部を制御し、
    前記機器検出処理部及び前記点灯制御部は、前記判定部で判定された存在人数が1人以上の場合には、算出したひとの存在エリア分布と前記機器検出処理結果に基づいて対応するエリアの光源部を制御することを特徴とする照明制御システム。
  2. 請求項1に記載の照明制御システムにおいて、
    前記点灯制御部は、前記判定部で判定された存在人数が1人以上の場合には、所定時間内で最も多く出現するエリアの分布結果に基づいて対応するエリアの前記光源部を制御することを特徴とする照明制御システム
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