JP6360155B2 - アクティブグレア制御をもたらす照明システム及び方法 - Google Patents

アクティブグレア制御をもたらす照明システム及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、アクティブグレア制御をもたらす照明システム及び方法に関する。
グレアは、自然界及び多くの照明状況において、共通する問題である。グレアは、視認する物体に物理的に近接する光源によるものであることがある。光源は、物体に物理的に近接していないが、背後に存在し、その光源が観察者に対して物体と同じ視野域内にあることもある。人間及びある種の動物は、高角度光（地平線に対して高角度を形成する光）が視覚的に邪魔にならないように、自然のグレアシールドを形成する眉毛などの、顔の形状及び特徴を有する。例えば、グレアの影響は、晴れた日の朝又は夕に屋外で容易に観測される。観測者又は写真家が太陽と向き合う場合、グレアが邪魔になる可能性があり、物体が、太陽と物体との間の、それらの影になった側に見られる高コントラストのため、視認／撮影が困難になることがある。観測者／写真家が太陽と反対の方向を向いている場合、すべての物体がよく照らされて見え、観測者／写真家は、自身の目／カメラを、太陽光の直接グレアから遮蔽する必要も覆う必要もない。
高角度光を主として下方に向ける照明器具は、照明器具を直接見上げていない観測者に対してグレアを引き起こさない可能性があるが、そのような器具が照明するのは、狭い領域のみであろう。広角度又は低角度に光を向ける他の照明器具は、より広い領域を照明する可能性があるが、ある距離で観測者にグレアを引き起こす可能性がある。状況によっては、観測者は、光源に近く、光源からの光が観測者の視野域内にある可能性の高い物体を見なければならない。
米国特許出願公開第２０１３／０８２６０６号
一実施形態では、アクティブグレア制御をもたらす範囲起動型調光照明器具は、支持面を終端とする作用範囲を下方照明するための第１の調光可能光源と、第１の調光可能光源と動作可能に結合し、第１の調光可能光源と作用範囲内の物体の頂点との間の距離を判断するためのレンジファインダーと、その距離に基づいて、頂点と支持面との間の高さを判断して、高さが第１の閾値距離を超えた場合に第１の調光可能光源を調光するよう構成される制御器とを含む。
他の実施形態では、作用範囲を照明し、アクティブグレア制御をもたらすための照明システムは、作用範囲の第１の部分を照明するための第１の光源と第１の部分とは異なる作用範囲の第２の部分のための調光可能光源とを有する第１の照明器具と、作用範囲のデータを取得するためのセンサと、（ａ）そのデータから、作用範囲の終端となる支持面の作用位置を判断し、（ｂ）作用位置が第２の部分内にある場合に調光可能光源を調光する制御器とを含む。
別の実施形態では、アクティブグレア制御により作用範囲を照明するための方法は、支持面を終端とする作用範囲の第１及び第２の部分を、それぞれ、第１及び第２の光源を使用して、同時に照明するステップであって、第１の部分と第２の部分とが異なるステップと、支持面上の１以上の作用位置を判断するステップと、作用位置が第２の部分内である場合に第２の光源を調光するステップとを含む。
一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらす範囲起動型照明器具の模式図である。 一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらす別の範囲起動型照明器具の模式図である。 一実施形態における、個別の光源を含む照明器具の模式的な底面図である。 図３Ａの照明器具の模式的な断面図である。 一実施形態における、範囲起動型照明器具のレンジファインダーの視野域を示す概略平面図である。 一実施形態における、図４で示す構成でもたらされる、レンジファインダーの視野域の概略図である。 表面を照明する先行技術による照明器具の概略図である。 図６Ａの表面の一部を、より強く、及び／又は連続的に照明するように間隔を開けて配置される、先行技術による照明器具の概略図である。 図６Ａ及び図６Ｂの照明器具より低く下方視準された照明を構成し、したがって、より広い照明領域を形成する、先行技術による照明器具である。 一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらし、表面を照明する照明器具の概略図である。 一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらす照明器具の模式的な底面図である。 図８Ａの照明器具の模式的な断面図である。 一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらす「スレーブ」照明器具の模式的な底面図である。 図９Ａの照明器具の模式的な断面図である。 一実施形態における、供給光を調整する照明器具１０００の模式図である。 一実施形態における、図１０の照明器具を有利に使用する照明状況の模式図である。 一実施形態における、例えば、図１０の照明器具とすることができる照明器具のシステムによって照明される道路の概略図である。
本開示は、以下に簡潔に説明される図面と共に以下の詳細な説明を参照することによって理解されよう。例示を明瞭にするために、図面内のある要素が一定の尺度で描かれていない可能性があることに留意されたい。
図１は、一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらす範囲起動型照明器具１００の模式図である。照明器具１００は、調光可能光源１１０及びレンジファインダー１２０を含む。調光可能光源１１０は、支持面４０を終端とする近くの作用範囲を照明する。図１に示すように、調光可能光源１１０は、支持面４０を終端とする、点線ＡとＡ’との間の物体を照明する。図１において、積載物３０を貯蔵ラック１０に運搬するフォークリフト２０は、作用範囲内に位置する。光源１１０からの光１１２は、一般に、破線Ａ、Ａ’の間の照射角１３２であるが、本明細書の照明器具から放射される光は、図１で示すよりも広いか、又は狭い照射角度で照射される可能性があり、線Ａ、Ａ’で示すような正確に定義される縁部を形成しなくてもよい。レンジファインダー１２０は、照明器具１００から、狭い視野域１３０（例えば、１５度の断面角度をなすことができる）内の、最も近い物体の頂点までの距離を識別する（したがって、物体の高さを測定する）。それに応じて、レンジファインダー１２０は、調光可能光源１１０の照射角度よりも狭い視野域１３０を有していてもよい。
照明器具１００は、物体が照明器具１００に近づいたとレンジファインダー１２０が判断した場合に光１１２を調光するよう動作する制御器を含んでいて、物体が照明器具に向けて持ち上げられる場合のフォークリフト運転手の視野域内のグレアを低減する。例えば、照明器具１００は、レンジファインダー１２０が、視野域１３０内で測定高さがフロア４０よりも高い物体を発見した場合にいつでも、又は言い換えると、物体３０の頂点が支持面４０から第１の閾値距離１４０を超える場合、光１１２を調光することができる。この意味では、照明器具１００は、支持面４０を、光１１２を調光するための１つの高さ閾値とみなしてもよい。別の例では、照明器具１００は、物体の測定高さが、典型的な往来物（例えば、人間、又は故意に高くしていない車両）よりも高い第１の高さ閾値１４０を超えた場合にのみ光１１２を調光するよう構成される。図１において、物体３０は、第１の高さ閾値１４０を超える測定高さＨで示され、そのため、光１１２が、それに応じて調光される。
照明器具１００は、段階的に、又は視野域１３０内の物体の高さに応じて、光１１２を調光することができる。すなわち、照明器具１００は、任意の物体の測定高さが第１の高さ閾値１４０を超えたとレンジファインダー１２０が判断した場合いつでも、単一の所定の輝度に光１１２を調光してもよい。或いは、レンジファインダー１２０で高さ測定値を供給し、その高さ測定値を後で処理して光源１１０で実現すべき調光の程度を求めてもよい。照明器具１００が物体の高さに応じて光１１２を調光する場合、そのような調光は、光源１１０が最小輝度レベルになるまで行ってもよい。例えば、最小輝度レベルは、光源１１０が完全にオフになることに対応することができ、又は光源１１０がグレアを減らすのに有効なレベルを維持してもよく、もしくは何らかの非常に低いレベル（例えば、フル輝度の１％から１０％）を維持してもよい。照明器具１００はまた、物体が第２の高さ閾値１５０に達するまで、物体の測定高さに応じて光１１２を調光するが、次いで、物体の測定高さが第２の高さ閾値１５０を超えると、光１１２をそれ以上調光しないようにしてもよい。光源１１０は、調光可能な任意の種類のものとすることができ、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）式光源１１０は、信頼性又はエネルギー効率を損なうことなく広範囲の輝度にわたって、エネルギー効率及び調光可能性の両方の利点をもたらすことができる。
図２は、一実施形態における、アクティブグレア制御をもたらす照明器具２００の模式図である。照明器具２００は、光源２１０Ａ及び２１０Ｂ、及びレンジファインダー２２０を含む。例えば、光源２１０Ｂは、光源２１０Ａの周縁部に延在することができ、単一動作光源として、又は共に動作する複数の光源によって、形成することができる（図３Ａ、図３Ｂ参照）。光源２１０Ａ、２１０Ｂは、支持面４０を終端とする隣接物に、それぞれ、光１１６、１１４を照射する。例えば、第１の調光可能光源２１０Ａは、破線Ｃ及びＣ’の間の作用範囲を照明することができ、第２の光源２１０Ｂは、作用範囲の外側（又は、線Ｂと線Ｃとの間、及びＢ’とＣ’との間）を照明することができる。この場合も、線ＣとＣ’との間の作用範囲には、積載物３０を貯蔵ラック１０まで運搬するフォークリフト２０を含むことができる。
光１１６は、高角度範囲、すなわち、フロア４０に対して垂直線から約４５度の範囲内とすることができる範囲で照射される。言い換えると、高角度範囲で照射される光１１６は、図２の光源２１０Ａの垂線からほぼ４５度の範囲内で下方に向けられた光放射パターンを有する。ある実施形態では、第１の調光可能光源２１０Ａからの光１１６は、πステラジアンに対応する立体角で照射される。しかしながら、光源２１０Ａは、より大きいか、又はより小さな立体角で照射してもよいし、或いはこれらの範囲から逸脱することなく、さまざまな放射パターンで照射してもよい。
光１１４は、第１の調光可能光源２１０Ａからの光１１６の照射角度の実質的に外側である低角度範囲で照射され、すなわち、一例では、垂直から約４５度を超える。言い換えると、低角度範囲で照射された光１１４は、光源２１０Ａの垂線から約４５度を超えて向けられた光放射パターンを有する。それに応じて、図２では、光１１４は、略破線ＢとＣとの間、及びＢ’とＣ’との間で（したがって、作用範囲の外側の低角度で）照射され、光１１６は、略破線ＣとＣ’との間で（したがって、作用範囲内の高角度で）照射される。光１１４、１１６は、図２に示すよりも大きいか、又は小さな照射角を含む放射パターンを有して照射することができ、線Ｂ、Ｂ’、Ｃ及びＣ’で示すような正確に規定された縁部を形成しなくてもよいことが理解されよう。例えば、光１１４の照射角度範囲は、光１１６の照射角度範囲と部分的に重なっていてもよい。レンジファインダー２２０は、照明器具２００から、狭い視野域２３０内（例えば、１５度の断面角度をなすことができ、例えば、視野域２３０は、光源２１０Ａの視野域より狭くてもよい）で最も近い物体までの距離を識別する（したがって、物体の高さを測定する）。
照明器具２００は、物体が照明器具２００に近づいたとレンジファインダー１２０が判断した場合に調光可能光源２１０Ａの視野域を選択的に調光するよう動作する制御器を含み、したがって、物体が照明器具に向けて持ち上げられる場合のフォークリフト運転手の視野域内のグレアを低減する。調光可能光源２１０の動作は、高さ閾値１４０’、１５０’と比較して、レンジファインダー２２０によって判断される測定高さに応じた、上述の照明器具１００の光源１１０の動作と同様である。しかしながら、光源２１０Ｂは、光源２１０Ａが光１１６を調光する間、フル強度のままである。したがって、光１１４は、作用範囲の外部に低角度照射をもたらし続け、例えば、積載物３０を貯蔵ラック１０の上部に移動させる際に、フォークリフト２０のオペレータに対するローカルタスク照明として働く。光源２１０Ａ及び２１０Ｂは、調光可能な任意の種類のものとすることができ、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）式光源２１０は、信頼性又はエネルギー効率を損なうことなく広範囲の輝度にわたって、エネルギー効率及び調光可能性の両方の利点をもたらすことができる。
図１及び図２は、その視野域内の任意の物体の高さを識別するレンジファインダーを使用することで実現することができる、アクティブグレア制御をもたらすシステムを示す。そのようなレンジファインダーは、例えば、出力距離を絶えず供給することができ、出力距離は、他の物体が間に入らない場合のフロアからレンジファインダーまでの距離に対応し、又はその視野域内の何らかの介入物体が存在する場合の、何らかのより小さな距離に対応する。レンジファインダー１２０及び２２０は、超音波、レーダ、レーザ、カメラその他の感知デバイスなどの、物体３０の高さを判断することができる任意のセンサとすることができる。より精巧なシステムも可能であり、その場合、レンジファインダーは、より具体的な出力を供給することができ、すなわち、レンジファインダーは、その視野域内のさまざまな位置の間で区別することができる。図１及び図２、及び他の実施形態で示す能力をもたらすことができるシステムについて、以下でさらに詳細に説明する。
図３Ａは、３１０Ａ、３１０Ｂで示す個々の光源を含む照明器具３００の模式的な底面図である（代表的な光源を要素３１０として示し、個々の光源３１０Ａ又は３１０Ｂは、図を明瞭にするために、図３Ａでは単にＡ又はＢとして示す）。照明器具３００は、照明器具２００（図２）の一例である。光源３１０Ａ、３１０Ｂは、矢印で示す方向に光を照射する。通常は、光源３１０Ａは、高角度（ほぼ垂直）に光を照射し、光源３１０Ｂは、低角度で光を照射し、光源３１０Ａ及び３１０Ｂ（又は、それらの組）は、例えば、それぞれ、光源２１０Ａ及び２１０Ｂ（図２）として動作することができる。破線３Ｂ−３Ｂ’は、図３Ｂの模式図に示す面を示す。照明器具３００はまた、レンジファインダー３２０（上述のレンジファインダー１２０及び２２０と同様）と、ハウジング３０５とを含む。照明器具３００並びにハウジング３０５の形状、及び光源３１０Ａ、３１０Ｂ、並びにレンジファインダー３２０の形状、相対数、並びに位置は、単なる例示であり、照明器具３００は、そのすべてのそのような構成要素について、異なる数、形状、及び位置を有するものとすることができることが理解されよう。さらに、図示したコンセプトは、高角度光及び低角度光の間の単純な２方向分割に限定されず、観測者及び観測者が観測している物体の両方に対して、さまざまな角度の照明に適用することができる。
図３Ｂは、図３Ａに示す線３Ｂ−３Ｂ’に沿った、照明器具３００の模式的な断面図である。照明器具３００は、送電線３６０によって電力供給される電子装置３７０を含み、次いで、光源３１０Ａ、３１０Ｂに電力供給する。照明器具３００はまた、範囲情報３２５を電子装置３７０にもたらすレンジファインダー３２０を含む。電子装置３７０は、光源３１０Ａをレンジファインダー３２０の視野域３３０内の物体のために調光するか（及び、任意選択的に、どの程度調光するか）を、範囲情報３２５を使用して判断する、制御器３８０を含む。電子装置３７０はまた、ソフトウェア、ユーザの選好、又は照明器具３００の動作に対して求められる他の情報を格納するための、オプションのメモリ３９０を含んでいてもよい。
図４は、照明器具４００のレンジファインダー４２０の視野域４３０を示す概略平面図である。照明器具４００は、例えば、支持面４０の上方に取り付けられるか、又はつり下げられたシーリングであり、レンジファインダー４２０（照明器具４００の下方に面するため、図４内では隠れている）は、視野域４３０内の物体の位置を特定することができる。ただし、視野域４３０は、視野域４３０内の貯蔵ラック１０などの、固定物を含んでいてもよい。望ましい実施形態は、物体が視野域４３０内で高い測定高さを有すると検出された場合に、照明器具４００から作用範囲内で下方に照射される少なくとも高角度光を調光する際、視野域４３０内の貯蔵ラック１０の存在は、そのような高角度光が絶えず調光されるという結果をもたらす。この結果は、以下で説明するように、視野域４３０の選択された部分内の物体に応じて、照明器具４００が行う動作をカスタマイズすることによって対処する。
図５は、図４で示す構成でもたらされる、レンジファインダー４２０の視野域４３０の概略図である。視野域４３０は、照明器具４００の下にある貯蔵ラック１０の位置に対応する、「無関心」領域４４０を含む。照明器具４００は、レンジファインダー４２０が視野域４３０内で、高い測定高さで物体を検出した場合に、そのような物体が無関心領域４４０内に単独で存在する場合を除き、そこから照射される少なくとも高角度光を調光する。無関心領域４４０を、例えば、識別して、照明器具４００のメモリ（例えば、図３Ｂの照明器具３００のメモリ３９０）内にプログラムしてもよい。
図６Ａは、表面５２０を照明する先行技術による照明器具５００の概略図である。各照明器具５００は、図のように、照明領域５１０を生成するが、領域５１０は、図６Ａに示すような明確な境界を形成してもよいし、形成しなくてもよいことが理解されよう。例えば、照明器具５００は、照射光について相当な下方視準をもたらし、照射領域５１０は、明確な境界を有する（すなわち、照射領域５１０の周りの非照射領域は、かなり暗い）。下方視準の度合いを増大させると、グレアを形成する低角度光は減るが、照明領域５１０も小さくなってしまう。下方視準を増大させると、（ａ）表面５２０の領域５１０と非照明領域５１５との間の高コントラスト、及び（ｂ）各領域５１０内にある何らかの物体５３０の下の暗影５４０を生成する傾向も増大する。
図６Ｂは、表面５２０の一部を、より強く、及び／又は連続的に照明するように間隔を開けて配置される、先行技術による照明器具５００の概略図である。図６Ａの説明により、図６Ｂにおける領域５１０は、拡散境界、明確な境界、又は境界のない状態を形成することができ、照明領域は、図示した領域５１０から、略拡散境界照明領域までを範囲とすることができる。しかしながら、照明器具５００は、図６Ａで示すものとほぼ同じ下方視準を有するため、照明された物体の下方に濃い影ができ、照明領域５１０が小さいままであるため、所与の領域を照明するのに多数の器具５００が必要とされる。
図６Ｃは、照明器具５００より低く下方視準された照明を構成し、したがって、より広い照明領域５１０’を形成し、さらに、重複照明領域５６０で重なる、先行技術による照明器具５００’（１）及び５００’（２）である。図のように、照明器具５００’は、複数で使用すると、隣接光が物体５３０の下方の領域を少なくとも部分的に照明するため、図６Ａで示す影５４０ほど暗くない影５４０’を作り出すことができる。器具５００と比較して、所与の領域を照明するのに必要な器具５００’は少なくて済む。しかしながら、照明器具５００’は、著しい低角度光を作り出し、各照明器具５００’は、ある距離にいる観測者に不要なグレアを形成する。例えば、人間５５０が、器具５００’（２）の下方に図示されており、照明器具５００’（１）からの低角度光線で照らされた領域内にあり、望ましくないグレアが、人間５５０によって認識されるという結果をもたらす。
図７は、アクティブグレア制御をもたらし、表面７２０を照明する照明器具７００（１）、７００（２）の概略図である。照明器具７００（１）は、図のように、照明領域７１０（１）、７１２（１）、及び７１４（１）をもたらし、照明器具７００（２）は、照明領域７１０（２）、７１２（２）、及び７１４（２）をもたらす。照明領域７１０〜７１４は、支持面を終端とする作用範囲を示す。各照明器具７００（１）、７００（２）は、物体が支持面上の作用位置内で検出された場合に調光又はオフにすることができる少なくともいくつかの光源を含む。すなわち、照明器具７００は、少なくともそれぞれの照明領域７１４について、物体がその中で検出された場合に、調光することができる。こうすることで、１つの領域７１４を調光することによって正味照明量が若干減少するものの、調光した光がグレアの最も直接的な原因であるのに対して、他の光源からの光は、調光されないまま残る。したがって、全体的な照明は、ほんのわずかしか減少せず、一方、グレアは、著しく減少する。領域７１４のみが調光されると説明したが、領域７１２などの他の領域も調光される可能性があることを認識すべきである。
例えば、図７に示すように、第１の照明器具７００（１）は、第２の照明器具７００（２）に隣接し、これらの器具７００のそれぞれは、支持面７２０を終端とする作用範囲の各第１の部分７１０（１）及び７１０（２）を下方照明する第１の光源と、作用範囲の各第２の部分７１４（１）及び７１４（２）を照明する第２の光源とを含む。さらに、図示したように、第１の器具７００（１）の第２の光源によって照らされた第２の部分７１４（１）は、第２の器具７００（２）の第１の光源によって照らされた第１の部分７１０（２）と少なくとも部分的に重なる。制御器、すなわち制御器具７００は、器具７００（１）の第２の部分７１４（１）を調光することができ、一方、器具７００（２）の第１の部分７１０（２）の輝度を維持することができる。器具７００は、その範囲から逸脱することなく、追加の領域（すなわち、部分７１２）を照明する追加の光源を含んでいてもよい。
図８Ａは、アクティブグレア制御をもたらす照明器具８００の模式的な底面図である。照明器具８００は、８１０Ａ、８１０Ｂ、８１０Ｃで示された個々の光源を含む（代表的な光源が図８Ａにおける要素８１０として示すが、各個々の光源８１０Ａ、８１０Ｂ、又は８１０Ｃは、図示を明瞭にするために、単にＡ、Ｂ、又はＣとして示す）。破線８Ｂ−８Ｂ’は、図８Ｂの模式図に示された面を示す。照明器具８００は、例えば、照明器具７００（図７）のいずれか、又は両方の役目を果たすことができる。
光源８１０Ａ、８１０Ｂ、８１０Ｃは、矢印で示す方向に光を照射する。通常は、光源８１０Ａは、高（ほぼ垂直）角度で光を照射し、光源８１０Ｂは、中間角度で光を照射し、光源８１０Ｃは、低角度で光を照射する。すなわち、照明器具８００が照明器具７００（図７）の１つとして働く場合、光源８１０Ａは、支持面７２０を終端とする作用範囲の照明領域７１０を照明し、光源８１０Ｂは、照明領域７１２を照明し、光源８１０Ｃは、照明領域７１４を照明する。光源８１０Ａ、８１０Ｂ、及び８１０Ｃは、例えば、調光可能な任意の種類の光源である。特に発光ダイオード（ＬＥＤ）式光源８１０は、信頼性又はエネルギー効率を損なうことなく広範囲の輝度にわたって、エネルギー効率及び調光可能性の両方の利点をもたらすことができる。
照明器具８００はまた、ハウジング８０５及びカメラ８２０を含む。カメラ８２０は、光源８１０Ａ、８１０Ｂ、及び８１０Ｃによって照明される領域の少なくとも一部に対応する電子データ、例えば、電子画像を生成し、以下で説明するように、その画像を、カメラ８２０の視野域内の関心物を検出する制御器に供給する。照明器具８００並びにハウジング８０５の形状、及び光源８１０Ａ、８１０Ｂ、並びに８１０Ｃ、並びにカメラ８２０の形状、相対数、並びに位置は、単なる例示であり、照明器具８００は、そのすべてのそのような構成要素について、異なる数、形状、及び位置を有するものとすることができることが理解されよう。さらに、照明器具８００は、８１０Ａ、８１０Ｂ、及び８１０Ｃと示された光源の３つの組より多くの照明領域をもたらすための光源を有することもできる。実際問題として、照明領域が、図７に示すように、照明器具の位置について対称である場合、最大の利点は、照明すべき領域の全体が、約３から５の対称領域に分けられる場合に生じることが予期される。非対称の照明領域をもたらすための光源８１０の構成も、以下でさらに説明するように、可能である。
図８Ｂは、図８Ａに示す線８Ｂ−８Ｂ’に沿った、照明器具８００の模式的な断面図である。照明器具８００は、送電線８６０によって電力供給される電子装置８７０を含み、次いで、光源８１０Ａ、８１０Ｂ、及び８１０Ｃに電力をもたらす。カメラ８２０（図８Ａ）は、電子データ８２５を供給する。電子装置８７０は、電子データ８２５を使用して、光源８１０のいずれかを、カメラ８２０（図８Ａ）の視野域内で識別される関心物体のために調光すべきか（及び、任意選択的に、どの程度調光すべきか）を判断する、制御器８８０を含む。例えば、電子データ８２５は、カメラから収集された画像データとすることができる。
電子装置８７０はまた、ソフトウェア、ユーザの選好、又は照明器具８００の動作に対して求められる他の情報を格納するためのオプションのメモリ８９０、及び／又は情報８９７を、他の照明器具８００、ネットワーク、又はホストコンピュータに送信する、及び／又は他の照明器具８００、ネットワーク、又はホストコンピュータから受信するオプションの通信モジュール８９５を含んでいてもよい。通信モジュール８９５は、固定接続（例えば、有線又は光ファイバ）もしくは無線（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭａｘ、又は同様のシステムなどの、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１もしくは８０２．１６プロトコルファミリーを使用する、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））、又は有線並びに無線の組合せで通信する。通信モジュール８９５により、照明器具８００は、以下で説明するように、例えば、１以上の照明器具からの低角度光線を選択的に調光してグレアを低減する間、１以上の照明器具からの少なくともいくつかの照明を維持するよう協働することが可能になる。メモリ８９０はまた、関心物体の位置を、その関心物体が中にあるか、又は隣接する照明領域と関連付けることができるように、例えば、隣接する照明器具及び／又は関連する照明器具の相対位置についての情報を格納することによって、協働を補助してもよい。
制御器８８０は、電子画像８２５を処理して、照明器具８００によって照らされた領域内の関心物体の存在及び／又は位置を識別する。制御器８８０は、例えば、連続的な電子画像８２５を処理し、関心物体に対応する画像の間の違いを判断する。さらに、制御器８８０は、既知の形状又は他の特性に基づいて、単一画像から関心物体を識別することができる。関心物体の位置が特定された場合、その位置は、決定され、照明器具８００の下側の既知の照明領域（例えば、図７の照明領域７１０、７１２、７１４）に関連付けられる。関心物体が、（例えば、光源８１０Ｂ又は８１０Ｃからの）低角度光線によって照明される領域内にあると制御器８８０が判断した場合、制御器８８０は、関連する光源を調光して、低角度光線の強度を低減することができる。
動作の第１の例では、図７に戻って参照すると、照明器具７００（１）が、照明器具８００によって実現されると仮定する。人間７５０は、照明器具７００（１）と関連付けられた照明領域７１４（１）内の、支持面７２０上の作用位置に示す。カメラ８２０は、電子画像８２５を取得し、制御器８８０は、人間７５０を、照明領域７１４（１）内の面７２０上の関心物体として識別する。次いで、制御器８８０は、照明器具８００内の光源８１０Ｃを調光して、人間７５０が受けるグレアを低減する。
動作の第２の例では、再び図７に戻って参照すると、照明器具７００（１）と７００（２）の両方が照明器具８００によって実現され、両方の照明器具が、オプションの通信モジュール８９５を有し、したがって、互いに情報８９７を共有すると仮定する。さらに、照明器具７００（１）及び７００（２）の一方又は両方が、メモリ８９０と、メモリ８９０に格納される隣接照明器具の位置情報とを含む。照明器具７００（２）のカメラ８２０は、電子画像８２５を取得し、制御器８８０は、人間７５０を、照明領域７１０（２）内の関心物体として識別する。照明器具７００（２）が照明器具７００（１）の位置情報を格納するので、人間７５０が照明領域７１４（１）内にいることも判断する。照明器具７００（２）の制御器８８０は、照明領域７１４（１）を調光すべきかを判断し、情報８９７の形式でそうするためのコマンドを照明器具７００（１）に送信し、その中の光源８１０Ｃを調光する。
上記の例において、すべての分析は照明器具７００（２）の制御器８８０で行われ、照明器具７００（１）は、光源８１０Ｃを調光するためのコマンドを単に実施することに留意されたい。この種類の動作は、「マスター」及び「スレーブ」型ユニットを実現するための機械を作り出し、ここで、「マスター」は、照明を提供し、画像及び他の情報を収集及び解析し、光源を調光し、解析結果に基づいてコマンドを生成することができ、「スレーブ」は単に、照明を提供して、「マスター」からのコマンドに従う。したがって、図８Ａ及び図８Ｂは、このコンセプトによる「マスター」照明器具を示す。図９Ａ及び図９Ｂは、図８Ａ及び図８Ｂと同様に、模式底面平面図及び断面図で「スレーブ」照明器具９００を示す。「スレーブ」照明器具９００の構成要素は、照明器具９００がカメラを含まないこと、及び通信モジュール８９５、並びに通信モジュール８９５によって受信されたコマンドを実施する変形制御器８８０’のみを有する電子装置８７０’を含むことを除いて、「マスター」照明器具８００のものと同一である。上述の動作の第２の例は、照明器具８００によって実現される照明器具７００（２）及び照明器具９００によって実現される照明器具７００（１）と同等に作動する。
さらに、大領域及び範囲を、アクティブグレア制御をもたらす照明器具で照射することができ、照明器具の少なくともいくつかは、関心物体についての情報を集めることができ、低角度光をもたらす照明器具の少なくともいくつかを、グレアを低減するために調光することができることが意図される。そのような状況において、制御器は、照明領域内の複数の関心物体に到達する低角度光を良好に識別し、最小にすることができるが、領域は、低角度光の調光及び増光を妨げる可能性のある非常に多くの関心物体で占められている可能性があるかもしれない。制御器８８０は、そのような場合を認識し、選択的調光機能をオフにする（例えば、低角度光源をデフォルト又は最も明るい状態にする）ことによって、又は固定量で領域内の低角度光のすべてを選択的に調光することによって応答するよう構成することができ、それにより、いくつかの照明機能を提供する一方で、ある程度のグレアを低減する。
領域内の位置、進行方向、及び／又は観測者の向きなどのより多くの情報の理解は、供給光を調整し、グレアを最小にしながら可視性を最大にするための追加の機会をもたらすことができる。図１０は、この方式で供給光を調整する照明器具１０００を模式的に示し、図１１は、照明器具１０００を有利に使用する照明状況を模式的に示す。
図１０では、照明器具１０００は、ハウジング１０３０と、３つの光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び１０１０Ｃを含む。光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び１０１０Ｃによって選択的に照射される光は、図のように、指向性であり、光１０１４、１０１６、及び１０１８として示す。光１０１６は、（例えば、光源１０１０Ｂの垂線から４５度未満の照射角度で概ね下方に照射される）作用範囲の第１の部分を照明する高角度光であり、一方、光１０１４及び１０１８は、（例えば、光源１０１０Ｂの垂線から４５度超の照射角度で概ね側方に照射される）第１の部分とは異なる作用範囲の第２及び第３の部分を照明する低角度光である。オプションのセンサ１０２０は、レンジファインダー、光センサ、モーションセンサ、又は光又はモーションセンサのいずれかより多くの詳細情報を生成することができるカメラとすることができる。電力は、単一導体（例えば、ＤＣ電力用であり、ここで、照明器具は、その支持を介して設置される）、ペア導体（例えば、ＡＣ電力用）、又は導体のセットとすることができるケーブル１０６０を通じて照明器具１０００に供給され、それら導体のそれぞれは、光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、１０１０Ｃの１つに特有である。オプションの電子装置１０７０は、ケーブル１０６０から光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、１０１０Ｃへ電力を分割し、制御するために含むことができ、電子装置１０７０が含まれる場合、モーションセンサ１０２０は、信号経路１０２５で、電子装置１０７０に通信することができる。電子装置１０７０が含まれない場合、モーションセンサ１０２０は、まだ存在することができるが、信号経路１０２５は、ケーブル１０６０に直接通信する。
センサ１０２０が存在し、電子装置１０７０がそれに応じて構成される場合、照明器具１０００は、データを収集及び解析し、光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び／又は１０１０Ｃを調整することができる「マスター」照明器具と考えることができ、センサ１０２０によって取得された情報はまた、ケーブル１０６０に（例えば、他の照明器具１０００に、又はコンピュータホストもしくはサーバに）戻すことができる。センサ１０２０が存在しない場合、照明器具１０００は、外部入力に従って、光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び／又は１０１０Ｃを調整するという意味で「スレーブ」照明器具と考えることができる。そのような入力は、ケーブル１０６０を通じて受信され、電子装置１０７０によって実行することができ、又は光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び／又は１０１０Ｃに対して、ケーブル１０６０を通じて供給される別々の電力入力から単にもたらすことができる。したがって、電力に加えて、ケーブル１０６０は、任意選択的に、情報を照明器具１０００に供給する、及び照明器具１０００から供給されることができる。
ある実施形態では、センサ１０２０から生じたすべての入力は、集められ、すべての光源１０００の外部のコンピュータシステム（図１０では図示せず、図１１を参照）によって処理される。すなわち、電子装置１０７０は、ハウジング１０３０内に含まれなくてもよく、かわりに、その外部に設置してもよい。これらの実施形態では、その場合、コンピュータシステムは、各光源１０００の光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び１０１０Ｃの動作を指示する。これは、（ケーブル１０６０を通じて各光源１０１０に電力を供給及び調整することによって）直接的に、又は（ケーブル１０６０を通じて情報を供給し、電子装置１０７０がローカルに情報を処理し、光源１０１０Ａ、１０１０Ｂ、及び１０１０Ｃへの電力を調整することによって）間接的に行うことができる。
図１１は、例えば、図１０の照明器具１０００とすることができる照明器具１１２０のシステム１１０５によって照明される道路１１００の概略図である。車両１１１０、１１１０’は、それぞれ、各車両上の矢印によって示された方向に、道路１１００のレーン１１０２、１１０２’に沿って走行する。照明器具１１２０は、図を明瞭にするために、道路１１００に隣接して示されているが、照明器具１１２０は、道路１１００に隣接して、又は道路１１００上に設置してもよいことが理解されよう。道路１１００上の照明器具１１２０の配置は、ここで説明するように、道路１１００の照明の方向性を管理するために有利であるようにすることができる。
図１１に示すように、各照明器具１１２０は、ケーブル１１６０を通じて、コンピュータ１１５０に接続される。当業者には理解されるであろうように、ケーブル１１６０は、コンピュータ１１５０への無線又は有線接続を表すことができる。照明器具１１２０のセンサは、情報を収集し、その情報を、ケーブル１１６０を通じてコンピュータ１１５０に送信する（ケーブル１１６０の一部の支線、一部の照明器具１１２０、及びセンサは、図を明瞭にするために、図１１では示さず、図１０のセンサ１０２０を参照）。コンピュータ１１５０は、収集した情報を使用して、道路１１００上の各車両１１１０の少なくとも位置を、可能であれば速度を判断する。各照明器具１１２０の通常状態において、高角度光及び低角度光の両方が、図１０の光１０１４、１０１６及び１０１８として示す矢印と同様の矢印で示すように、照射される。しかしながら、車両１１１０、１１１０’の位置及び／又は速度が判断された場合、コンピュータ１１５０は、図１１においてＤとして示すある照明器具１１２０に指示し、車両１１１０、１１１０’の方向の少なくとも低角度光線を調光する。ある実施形態では、高角度光線もまた、調光してもよい（図１２参照）。しかしながら、マルチレーンの道路などの環境では、車両の運転手が他の車両を見続けることができるように、高角度照明を維持することが有利である可能性がある。低角度光を調光する程度は、所与の状況に対して最適化することができる。ある実施形態では、調光するために選択された低角度光は、完全にオフにされ、一方、他の実施形態では、通常輝度のある割合ごとに調光される。また、Ｄとして示す照明器具は、単一の通常状態（すべての光源が「オン」）と単一の調光状態との間の単純な切り替えに限定されない。実施形態では、低角度光の輝度は、車両が調光される照明器具の近くにあるか、通過する場合に、連続する輝度レベル内で変化する。
図１１では、各照明器具１１２０は、上述の照明器具１０００と同様である。したがって、各器具１１２０は、支持面（この場合、支持面は道路１１００）を終端とする作用範囲の第１の部分を照明する少なくとも第１の光源と、第１の部分とは異なる作用範囲の第２の部分を照明する第２の光源とを含む。例えば、第１の光源は、光１０１６で道路１１００に向けて実質的に下方を照明し、第２の光源は、光１０１８で対向車両の方向に道路を照明する。さらに、ある実施形態では、各器具１１２０は、光１０１４で、道路上の車両の進行方向と同じ方向などの、第３の方向を照明する第３の光源を含んでいてもよい。車両１１１０’が、光１０１８によって照明される領域内の道路１１００上に位置する場合、光１０１８を調光することができる。
車両１１１０、１１１０’の運転手によって見られるようなシステム１１０５による効果は、道路が良好に照らされているが、照明器具１１２０からの低角度光線が低減されていることである。各車両１１１０、１１１０’は、コンピュータ１１５０が照明器具をＤとして指定するよう調整すると、車両と共に移動する各部分的な影１１８０、１１８０’内を実質的に移動する。部分的な影は、各車両の運転手にとっては重要なことではない。というのも、運転手が車両の外側に見る必要のある特徴物はすべて良好に照らされており、高角度光と、運転手の視点から離れて遷移する低角度光との両方を受けるためである。上記のように、システム１１０５は、車両１１１０、１１１０’の位置及び／又は速度を判断することができる。位置のみが判断されると、位置の各判断時に、個々の照明器具１１２０をＤとして判断するよう更新することができる。速度も判断された場合、コンピュータ１１５０は、所与の時間での車両の位置と速度とに基づいて、車両１１１０、１１１０’の追加の位置情報を計算し、追加の位置情報に基づいて、Ｄとして個々の照明器具を指定する。情報が収集され、指定が更新された間隔に応じて、追加の位置情報に基づいて個々の照明器具をＤとして指定することにより、システム１１０５の光調整性能をより円滑にすることができる。システム１１０５はまた、道路１１００上の車両１１１０、１１１０’が速度制限の適切な組内で移動している場合のみ、光を調光してもよい。例えば、車両１１１０、１１１０’のいずれかが移動を停止した場合（例えば、交通渋滞又は事故のため）、調光機能をキャンセルし、すべての利用可能な光源を通常状態「オン」設定にすることが有利である可能性がある。
システム１１０５は、ケーブル１１６０及びコンピュータ１１５０を含むものとして示されているが、システム１１０５は、或いは、コンピュータ１１５０及びケーブル１１６０を有さずに実現してもよく、すなわち、「独立型」照明器具１１２０のシステムとしてもよい。この実施形態では、各照明器具１１２０は、十分な品質又は解像度のセンサを有し、観測者が照明領域内にある、及び照明領域に向かって移動している場合を判断する。そのような実施形態は、図７で示すような照明器具７００、図８Ａ、図８Ｂの照明器具８００、及び／又は図９Ａ、図９Ｂの照明器具９００の集合と同様である。例えば、特定の照明器具１１２０を「マスター」照明器具としてもよく（例えば、照明器具８００）、一方、他の照明器具１１２０は「スレーブ」照明器具となる（例えば、照明器具９００）。
さらに他の実施形態では、アクティブグレア制御をもたらす照明器具のシステムは、照明領域内の物体についての情報を検出するタスクを、照明をその領域にもたらす照明器具から実質的に分離する。図１２は、車両１２１０がシステム１２０５によって照明される道路１２００上を通行する場合の概略図である。道路１２００は、一方向交通路（例えば、一方通行路、場合によると、単一レーントンネル）として構成される。システム１２０５は、図を明瞭にするために、道路１２００に隣接して示されている照明器具１２２０を含むが、照明器具１２２０は、道路１１００に隣接して、又は道路１１００上に設置してもよいことが理解されよう。照明器具１２２０は、図１０の照明器具１０００と同様とすることができるが、光センサ１０２０がなくてもよく、それは、システム１２０５が、ここで説明するような他の方法で情報を収集することができるからである。
一実施形態では、オプションの投光器１２３０は、道路１２００を横切る光１２３２を照射し、車両１２１０は、存在する場合、対応する受信器１２３５に到達する前に、光１２３２を遮る。受信器１２３５は、光１２３２の存在又は不在を感知し、対応する情報をコンピュータ１２５０に送信し、その情報を解析して、車両１２１０の位置及び／又は速度を判断し、ケーブル１２６０を通じて、いずれかの照明器具１２２０に指示し、車両１２１０の方向に少なくとも低角度光線を調光する。図１２は、高角度光線もまた、車両１２１０の近傍で調光され、車両１２１０が相当に顕著な影１２８０内を走行している場合を示す。この構成は、単一レーンの、（車両１２１０を視認する必要がある）他の車両が存在する可能性のない単方向交通用途では最も有用であろう。或いは、コンピュータ１２５０は、２つの車両１２１０が互いの所定の距離内に存在する場合を検出し、それに応じて、調光構成を変え、そのような各車両の運転手が他方の車両を視認することができるように光をもたらすよう構成される。
他の実施形態では、投光器１２３０は、存在しない。そのような実施形態では、受信器１２３５は、道路１２００に埋め込まれ、受信器１２３５は、照明器具１２２０からの光を、そのような光が通行車両によって遮られる場合を除いて検出する。この場合、車両１２１０が通過する場合に照明器具１２２０からの光を完全に消さず、少なくとも薄明かりが受信器１２３５によって検出可能であるように常に残っていることが有利であろう。
さらに別の実施形態では、投光器１２３０及び受信器１２３５が両方省略され、カメラ１２４０が、道路１２００の写真を介して情報を集め、道路上の車両の情報を収集するよう位置づけられる。カメラ１２４０は、例えば、各カメラが大きな視野角を介して情報を集めることができるよう広角の光学機器を含んでもよく、それにより、所与の道路１２００のために必要とされるカメラ１２４０の総数を減らす。
本明細書の目的のために、「支持面」という用語の使用は、地面、床、道路などの照明すべき任意の表面を含むことができる。さらに、光は、上記では照射されるとものとしたが、光は、さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、生成、放射、及び反射されるものとすることができる。
上記の変更及びその他は、本発明の範囲から逸脱することなく本明細書で説明したアクティブグレア制御をもたらす照明システム及び方法で行うことができる。したがって、上記の説明に含まれるか、又は添付図面で示す事項は、例示として解釈され、限定的な意味で解釈すべきではないことに留意すべきである。添付の特許請求の範囲は、本明細書で説明するすべての一般的な特徴並びに特定の特徴、及び言語の問題として、そこに含まれると言われるであろう本方法及びシステムの範囲のすべての記述を包含することを意図する。
１０ 貯蔵ラック
２０ フォークリフト
３０ 物体、積載物
４０ 支持面、フロア
１００ 範囲起動型照明器具、照明器具
１１０ 調光可能光源、光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）式光源
１１２ 光
１１４ 光
１１６ 光
１２０ レンジファインダー
１３０ 視野域
１３２ 照射角
１４０ 第１の高さ閾値
１４０’ 高さ閾値
１５０ 第２の高さ閾値
１５０’ 高さ閾値
２００ 照明器具
２１０ 調光可能光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）式光源
２１０Ａ 第１の調光可能光源、光源
２１０Ｂ 第２の光源、光源
２２０ レンジファインダー
２３０ 視野域
３００ 照明器具
３０５ ハウジング
３１０Ａ 光源
３１０Ｂ 光源
３２０ レンジファインダー
３２５ 範囲情報
３３０ 視野域
３６０ 送電線
３７０ 電子装置
３８０ 制御器
３９０ メモリ
４００ 照明器具
４２０ レンジファインダー
４３０ 視野域
４４０ 無関心領域
５００ 照明器具
５００’ 照明器具
５００’（１） 照明器具
５００’（２） 照明器具
５１０ 照明領域
５１０’ 照明領域
５１５ 非照明領域
５２０ 表面
５３０ 物体
５４０ 影
５４０’ 影
５５０ 人間
５６０ 重複照明領域
７００ 照明器具、制御器具
７００（１） 照明器具
７００（２） 照明器具
７１０ 照明領域
７１０（１） 第１の部分、照明領域
７１０（２） 第１の部分、照明領域
７１２ 照明領域
７１４（１） 第２の部分
７１４（２） 第２の部分
７１４ 照明領域
７２０ 表面、支持面
７５０ 人間
８００ 照明器具
８０５ ハウジング
８１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）式光源
８１０Ａ 光源
８１０Ｂ 光源
８１０Ｃ 光源
８２０ カメラ
８２５ 電子データ、電子画像
８６０ 送電線
８７０ 電子装置
８７０’ 電子装置
８８０ 制御器
８８０’ 制御器
８９０ メモリ
８９５ 通信モジュール
８９７ 情報
９００ 照明器具
１０００ 照明器具、光源
１０１０ 光源
１０１０Ａ 光源
１０１０Ｂ 光源
１０１０Ｃ 光源
１０１４ 光
１０１６ 光
１０１８ 光
１０２０ センサ
１０２５ 単一経路
１０３０ ハウジング
１０６０ ケーブル
１０７０ 電子装置
１１００ 道路
１１０２ レーン
１１０２’ レーン
１１０５ システム
１１１０ 車両
１１１０’ 車両
１１２０ 照明器具
１１５０ コンピュータ
１１６０ ケーブル
１１８０ 影
１１８０’ 影
１２００ 道路
１２０５ システム
１２１０ 車両
１２２０ 照明器具
１２３０ 投光器
１２３２ 光
１２３５ 受信器
１２４０ カメラ
１２５０ コンピュータ
１２６０ ケーブル
１２８０ 影

Claims (11)

  1. アクティブグレア制御をもたらす範囲起動型調光照明器具であって、
    支持面を終端とするする作用範囲を下方照明するための第１の調光可能光源と、
    第１の調光可能光源と動作可能に結合し、第１の調光可能光源と作用範囲内の物体の頂点との間の距離を判断するためのレンジファインダーと、
    前記距離に基づいて、頂点と支持面との間の高さを判断し、高さが第１の閾値距離を超える場合に第１の調光可能光源を調光するように構成される制御器と
    を備え、
    第１の調光可能光源が、πステラジアンに対応する立体角で照明する、範囲起動型調光照明器具。
  2. アクティブグレア制御をもたらす範囲起動型調光照明器具であって、
    支持面を終端とするする作用範囲を下方照明するための第１の調光可能光源と、
    第１の調光可能光源と動作可能に結合し、第１の調光可能光源と作用範囲内の物体の頂点との間の距離を判断するためのレンジファインダーと、
    前記距離に基づいて、頂点と支持面との間の高さを判断し、高さが第１の閾値距離を超える場合に第１の調光可能光源を調光し、
    高さが第２の閾値距離を超える場合に第１の調光可能光源を最大輝度の１〜１０％である最小輝度に調光するように構成される制御器と
    を備える、範囲起動型調光照明器具。
  3. レンジファインダーが、第１の調光可能光源からの照射角度よりも狭い視野域を有する、請求項１または２に記載の範囲起動型調光照明器具。
  4. 制御器の制御下で作用範囲の外側を照明するための第２の光源をさらに備える、請求項１乃至３のいずれかに記載の範囲起動型調光照明器具。
  5. 制御器が、さらに、制御器で第１の調光可能光源を調光する際に第２の光源を一定輝度に維持するように構成される、請求項４記載の範囲起動型調光照明器具。
  6. 作用範囲を照明し、アクティブグレア制御をもたらすための照明システムであって、
    作用範囲の第１の部分を照明するための第１の光源と、第１の部分とは異なる作用範囲の第２の部分を照明するための調光可能ＬＥＤ光源であって電力の調整によって調光可能な調光可能ＬＥＤ光源とを有する第１の照明器具と、
    作用範囲のデータを取得するためのセンサと、
    （ａ）前記データから、作用範囲の終端となる支持面上の作用位置を判断し、（ｂ）作用位置が第２の部分内である場合に調光可能ＬＥＤ光源を調光するための制御器と、
    第１の照明器具に隣接する第２の照明器具であって、第１の部分と部分的に重なる作用範囲の第３の部分を照明するための第２の光源を有する第２の照明器具をさらに備えており、作用位置が第１及び第３の部分内である場合に、制御器が第２の光源を調光する、第２の照明器具と、
    を備える、照明システム。
  7. 支持面が道路である、請求項６記載の照明システム。
  8. 第２の部分が、道路上を走行する対向車両の方向であり、作用位置が、対向車両の位置に基づく、請求項７記載の照明システム。
  9. 第１の照明器具が、第１及び第２の部分とは異なる作用範囲の第３の部分を照明する追加の光源であって、道路上を走行する車両の走行方向に対応する追加の光源を備える、請求項７または８に記載の照明システム。
  10. 制御器が、道路上を走行する車両の位置に少なくとも部分的に基づいて作用位置を判断する、請求項７乃至９のいずれかに記載の照明システム。
  11. 制御器が、道路上を走行する車両の速度に少なくとも部分的に基づいて作用位置を判断する、請求項７乃至１０のいずれかに記載の照明システム。
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