JP6406137B2 - 照明制御システム、照明制御プログラム及び照明制御方法 - Google Patents

Description

本発明は照明制御システム、照明制御プログラム及び照明制御方法に関する。

特許文献１は、複数照明の調光率を設定することができる照明調光率決定装置を開示する。この装置は、各照明の調光率を入力した時に各地点の照度を出力する連立方程式を生成する調光率・照度モデル生成部と、連立方程式を行列で表現して、各地点の照度を入力した時に各照明の調光率を出力する逆行列を生成する照度・調光率モデル生成部と、逆行列に対して、目標照度入力部から入力された各地点の照度を入力として調光率を出力として得る調光率決定部とを備える。照度・調光モデルの生成は、照明器具の照度、照明器具の設置位置情報、照明器具の配光曲線情報、照明器具の角度、照明器具と照明地点間の距離等の入力要素に基づく。

特許第５６３１２３４号公報

しかし、特許文献１の装置においては、上記のような多数の入力要素を必要とするため、目標とする明るさに対する各照明器具の調光率を求めるまでの作業及び処理が複雑となってしまう。また、現実の照明空間（オフィス、体育館等）では、照明器具が複数の照明器具グループにグループ分けされ、床面側の被照射領域も複数の被照射区画に区分されることが多い。そして、被照射区画間によって床面の状況（材質、色等）が異なる場合があり、グループ分けされた照明器具の照度間における相互の影響が床面輝度への相互の影響に一致するとは限らない。このように、複数の照明器具から床面等の被照射面の輝度への相互の影響度を簡易かつ正確に取得することができないという問題があった。

そこで、本発明は、複数の照明器具グループから複数の被照射区画の被照射面輝度への相互の影響度を簡易かつ正確に取得することを可能とする照明制御システム、プログラム及び方法を提供することを課題とする。

本発明の照明制御システムは、第１〜第ｍ（２≦ｍ）の被照射区画を含む被照射面の全体を撮像して被照射面画像を生成するための撮像装置と、各々が１以上の照明器具を含む第１〜第ｎ（ｎ＝ｍ）の照明器具グループの各々を点灯及び消灯させる点灯制御部、被照射面画像から被照射面の輝度分布を取得する輝度分布取得部、及び第ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の照明器具グループが点灯されるとともに残余の照明器具グループが消灯された状態における第１〜第ｍの被照射区画における輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}を計算し、第ｋの照明器具グループから第ｊ（１≦ｊ≦ｍ）の被照射区画が受ける被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（ｋ，ｊ）}を

として演算する寄与率演算部を有するＣＰＵとを備える。

上記照明制御システムによると、各照明器具又は各照明器具グループの照度等ではなく、撮像装置によって撮像された輝度分布に基づいて、各照明器具グループから各被照射区画への輝度の寄与率が演算される。したがって、複数の照明器具グループから複数の被照射区画の被照射面輝度への相互の影響度を簡易かつ正確に取得することが可能となる。

また、第１〜第ｎの照明器具グループから第１〜第ｍの被照射区画への被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（１，１）}〜Ｃ_{（ｎ，ｍ）}が、

の行列で表され、第１〜第ｍの被照射区画の各々の輝度設定値Ｌ_１〜Ｌ_ｍが、

の行列で表され、第１〜第ｎの照明器具グループの各々の調光率Ｒ_１〜Ｒ_ｎが、

の行列で表される場合に、ＣＰＵが、行列ＲをＲ＝Ｃ^−１Ｌによって決定する調光率決定部をさらに有していてもよい。これにより、複数の照明器具グループから複数の被照射区画に与えられる輝度の複雑な相関性においても適切な調光制御が実現される。

ここで、調光率の単位が％である場合に、調光率決定部が、調光率の行列Ｒに負値の要素がある場合にはその要素を０％に置換し、調光率の行列Ｒに１００％を超える要素がある場合にはその要素を１００％に置換するように構成される。これにより、現実には実行できない輝度設定値が与えられた場合であっても、その輝度設定値に概ね近い輝度設定値での調光制御が可能となる。

また、点灯制御部は、第１〜第ｎの照明器具グループに含まれる照明器具の各々の明るさを変化させるように構成され、ＣＰＵは、照明器具の各々について、明るさの変化に対する輝度分布の差分に基づいて輝度中心位置を求める輝度中心特定部、及び輝度中心位置が第１〜第ｍの被照射区画のうちのどの被照射区画に含まれるのかを特定し、同じ被照射区画に含まれる輝度中心位置を有する照明器具を同じ照明器具グループにグループ分けするグルーピング部をさらに有していてもよい。これにより、照明器具グループの適正なグループ分けが実行され、複数の照明器具と、複数の被照射区画の被照射面輝度との対応関係を正確かつ効率的に取得することが可能となり、照明制御システムの導入容易性が高まる。

ここで、グルーピング部は、輝度中心位置が第１〜第ｍの被照射区画のうちのいずれの被照射区画にも含まれない照明器具を第１〜第ｎの照明器具グループのいずれにもグループ分けしないように構成されることが好ましい。これにより、照明器具グループの各々と被照射区画の各々との相関が一層高まる。

また、点灯制御部は、複数の照明器具のうちの選択された照明器具を点灯及び消灯し、輝度中心特定部が、被照射面の輝度分布において、選択された照明器具の点灯時の輝度分布及び消灯時の輝度分布の差分を取得し、差分における重心位置を輝度中心位置として特定するように構成される。これにより、少ない処理工程で精度よく輝度中心位置が求められるので、照明器具のグループ分けにおける効率及び精度が確保される。

またさらに、タッチパネルからなる表示画面が設けられ、ＣＰＵは、タッチパネル上において選択された被照射区画に属する地点へのタッチ操作に応じて、輝度設定行列Ｌのうちの選択された被照射区画の輝度設定値を修正して修正輝度行列Ｌｃを生成する輝度調整実行部を更に含み、調光率決定部が調光率行列ＲをＲ＝Ｃ^−１Ｌｃによって再計算し、点灯制御部が、再計算された調光率行列Ｒに従って第１〜第ｎの照明器具グループを調光制御するようにしてもよい。これにより、ユーザは、選択した被照射区画の輝度を直感的に増減させるとともに被照射領域全体の輝度分布をリアルタイム的な態様で調整することができる。

また、輝度調整実行部は、タッチ操作がピンチアウトの場合には選択された被照射区画の輝度設定値を増加させ、タッチ操作がピンチインの場合には選択された被照射区画の輝度設定値を減少させるように構成されることが好ましい。これにより、輝度調整操作の直感性が高まる。

また、ＣＰＵの各部の全部又は一部を含む主ＣＰＵが撮像装置と一体化されていてもよい。これにより、撮像装置、主ＣＰＵ及び照明器具が天井側にまとめて設置される場合に、地上側のスペースの有効利用が可能となる。また、主ＣＰＵから照明器具を点灯、消灯及び調光するための点灯制御信号が天井側のみに配置されることになり、照明制御システムの施工性が向上するとともに点灯制御信号の通信環境が向上する。

また、本発明は、コンピュータを、上記照明制御システムが備える各部として機能させるための照明制御プログラムを含む。更に、本発明は、その照明制御プログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体も含む。また更に、本発明は、上記照明制御システムの各部の処理を実行するステップを備える照明制御方法も含む。

本発明の第１の実施形態による照明制御システムのブロック図である。 本発明における被照射面を説明する図である。 第１の実施形態による照明制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による照明制御システムのブロック図である。 本発明の差分画像を説明する図である。 本発明の差分画像を説明する図である。 第２の実施形態による照明制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態による照明制御システムのブロック図である。 第３の実施形態における調整モード画面を説明する図である。 本発明の第４の実施形態による照明制御システムのブロック図である。

＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の実施形態による照明制御システム１のブロック図を示す。照明制御システム１は撮像装置２及び制御装置３を備え、制御装置３は照明器具４−１〜４−ｚを点灯制御する。撮像装置２及び照明器具４−１〜４−ｚは、照明空間Ｓの天井Ｃｅ付近において床面Ｆに対向して配置される。制御装置３は、例えば、照明空間Ｓとは別室の管理室等に配置されていてもよいし、照明空間Ｓ内の一部に配置されていてもよい。照明器具４−１〜４−ｚの各々は、電力線（不図示）から給電される点灯装置（不図示）及び点灯装置から所定の電流が供給される光源（不図示）を含む。照明空間Ｓは、例えばオフィス、体育館等であればよく、照明器具４−１〜４−ｚの各光源はＬＥＤ、蛍光灯、高圧放電灯、水銀灯等であればよい。なお、以降の説明において、照明器具４−１〜４−ｚについて、これらを総称して又はこれらの一部を代表して照明器具４又は照明器具４−ｉというものとする。

図２は、照明空間Ｓがオフィスである場合の、その概略上面図である。図２に示すように、照明空間Ｓにおいて、被照射面となる床面Ｆは、複数の被照射区画５−１〜５−ｍ（図２においては、ｍ＝３）に区分される（各区画に机、椅子、棚、パーティション等が配置される）。以降の説明において、被照射区画５−１〜５−ｍについて、これらを総称して又はこれらの一部を代表して被照射区画５又は被照射区画５−ｊというものとする。なお、本明細書において、床面Ｆは、必ずしも建物の構造における床でなくてもよく、机、什器、敷物等の設置物の上面であってもよい。言い換えると、以降の実施形態において、被照射面と床面Ｆとは実質的に同義である。

図１に戻り、照明器具４−１〜４−ｚは、ｎ個（ｎ＝ｍ）の照明器具グループ６にグループ分けされており、照明器具グループ６−１〜６−ｎ（ｎ＝ｍ）の各々は、被照射区画５−１〜５−ｍの各々に対応している。ここで、１つも照明器具を含まない照明器具グループが存在しないように被照射区画５−１〜５−ｍが概ね妥当な範囲で設定されているものとする（そもそも、照明器具が設置されてない領域は照明制御の対象領域として予定されない）。なお、以降の説明において、照明器具グループ６−１〜６−ｎについて、これらを総称して又はこれらの一部を代表して照明器具グループ６又は照明器具グループ６−ｋというものとする。

撮像装置２は、例えばカメラであり、撮像素子２０及び通信部２１を有する。撮像装置２は、被照射区画５−１〜５−ｍを含む被照射面（すなわち床面Ｆ、以下同じ）の全体を撮像して被照射面画像を取得する。撮像素子２０は天井Ｃｅの中心付近において床面Ｆに向けて、かつ被照射領域の全域（又は床面Ｆの全域）が撮像範囲となるように設置される。なお、撮像素子２０は、床面Ｆを撮影することができれば、各照明器具４の光源面よりも天井Ｃｅ側に配置されていてもよいし、各照明器具４の光源面よりも床面Ｆ側に配置されていてもよい。撮像素子２０によって撮影された床面Ｆの画像（被照射面画像）は通信部２１によって制御装置３の受信部３３に送信される。通信部２１と受信部３３との通信は有線であっても無線であってもよい。なお、被照射面画像は、実写画像であってもよいし、輝度の高低を濃淡で表すだけの画像であってもよい。したがって、本明細書において、輝度とは、特に断りのない限り撮像素子２０からみた被照射面の明るさをいうものとする。

制御装置３は、ＣＰＵ３０、記憶部３１、ユーザインターフェイス部（ユーザＩ／Ｆ）３２、受信部３３及び送信部３４を有し、これらは相互にデータ又は信号のやりとりが可能な態様で接続される。制御装置３は専用のコンピュータであってもよいし、後述するプログラムがインストールされたパソコンであってもよい。記憶部３１は、各種プログラム及びデータを記憶するメモリである。

ユーザＩ／Ｆ３２は、ユーザからの入力を受け付けるキーボード、マウス、タッチパネル等の入力部３２０、及び撮像装置２で撮像された画像、ＣＰＵ３０による処理の結果等を表示するための出力部としての表示画面３２５を有する。上記の入力部がタッチパネルである場合には表示画面３２５は入力部３２０の一部を構成する。

受信部３３は、撮像装置２から撮像画像のデータを受信してそれをＣＰＵ３０に入力する。送信部３４は、ＣＰＵ３０（点灯制御部３０１）からの、各照明器具４を点灯、消灯又は調光するための点灯制御信号を各照明器具４に送信する。送信部３４と各照明器具４との通信は有線であっても無線であってもよい。本明細書に記載される各部間の通信が有線である場合、通信プロトコルとして、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、ＲＳ４８５等を用いることができる。また、本明細書に記載される各部間の通信が無線である場合、通信プロトコルとして、例えば、ＷｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ等を用いることができる。ただし、通信プロトコルはこれらに限られない。

ＣＰＵ３０は、設定管理部３００、点灯制御部３０１、輝度分布取得部３０２、寄与率演算部３０５及び調光率決定部３０６を含む。ＣＰＵ３０は、不図示の処理部によって各部を相互に作用させることができ、コンピュータを上記の各部３００〜３０６として機能させるためのプログラムを実行することができるものとする。

設定管理部３００は、被照射区画５の区分け設定（区画設定）、区画設定に対する照明器具グループ６のグループ分けの設定（グループ設定）、及びグループ設定についての各被照射区画５の輝度設定値（輝度設定）を、ユーザ入力に基づいて記憶部３１から読み出す。すなわち、ユーザＩ／Ｆ３２からのユーザ入力に基づいて、グループ設定及び輝度設定の組合せが決定される。記憶部３１に記憶されているグループ設定は１つであっても複数であってもよく、各グループ設定に対する輝度設定も１つであっても複数であってもよい。

点灯制御部３０１は、個別制御機能及びグループ制御機能を有する。個別制御機能によって、照明器具４の各々が個別に点灯及び消灯され、必要に応じて個別に調光され得る。また、グループ制御機能によって、照明器具４が、照明器具グループ６ごとに点灯、消灯及び調光される。

輝度分布取得部３０２は、撮像装置２によって撮像された被照射面画像から被照射面の輝度分布を取得する。

寄与率演算部３０５は、輝度分布取得部３０２によって取得された輝度分布に基づいて、被照射区画５の各々が受ける照明器具グループ６の各々からの被照射面輝度の寄与率を特定する。具体的には、まず、点灯制御部３０１のグループ制御機能によって照明器具グループ６−ｋが点灯されるとともに残余の照明器具グループ６が消灯された状態において、寄与率演算部３０５は、輝度分布上で被照射区画５−１〜５−ｍの各々における輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}を計算する。そして、寄与率演算部３０５は、照明器具グループ６−ｋから被照射区画５−ｊへの被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（ｋ，ｊ）}を、

として演算する。

一具体例として、被照射区画５−１〜５−３及びこれに対応する照明器具グループ６−１〜６−３が照明空間Ｓに存在する場合を想定する。まず、点灯制御部３０１が、照明器具グループ６−１を点灯させるとともに照明器具グループ６−２及び６−３を消灯させる。この状態で、寄与率演算部３０５が、輝度分布に基づいて被照射区画５−１〜５−３の各々における輝度値Ｖ_{（１，１）}〜Ｖ_{（１，３）}を計算する。この輝度値は、被照射区画５−１〜５−３の各々に含まれる淡色レベルの積分値を各被照射区画の面積で除算することによって算出される。その結果、
被照射区画５−１の輝度値Ｖ_{（１，１）}＝５１（ｃｄ／ｍ^２）
被照射区画５−２の輝度値Ｖ_{（１，２）}＝１７（ｃｄ／ｍ^２）
被照射区画５−３の輝度値Ｖ_{（１，３）}＝ ５（ｃｄ／ｍ^２）
であるとする。同様に、点灯制御部３０１が照明器具グループ６−２を点灯させるとともに照明器具グループ６−１及び６−３を消灯させ、寄与率演算部３０５が輝度分布に基づいて被照射区画５−１〜５−３の各々における輝度値Ｖ_{（２，１）}〜Ｖ_{（２，３）}を計算する。その結果、
被照射区画５−１の輝度値Ｖ_{（２，１）}＝３４（ｃｄ／ｍ^２）
被照射区画５−２の輝度値Ｖ_{（２，２）}＝６９（ｃｄ／ｍ^２）
被照射区画５−３の輝度値Ｖ_{（２，３）}＝２８（ｃｄ／ｍ^２）
であるとする。同様に、点灯制御部３０１が照明器具グループ６−３を点灯させるとともに照明器具グループ６−１及び６−２を消灯させ、寄与率演算部３０５が輝度分布に基づいて被照射区画５−１〜５−３の各々における輝度値Ｖ_{（３，１）}〜Ｖ_{（３，３）}を計算する。その結果、
被照射区画５−１の輝度値Ｖ_{（３，１）}＝ ６（ｃｄ／ｍ^２）
被照射区画５−２の輝度値Ｖ_{（３，２）}＝２３（ｃｄ／ｍ^２）
被照射区画５−３の輝度値Ｖ_{（３，３）}＝５６（ｃｄ／ｍ^２）
であるとする。

上記の結果から、寄与率演算部３０５は、寄与率Ｃ_{（１，１）}〜Ｃ_{（３，３）}を、
寄与率Ｃ_{（１，１）}＝Ｖ_{（１，１）}／（Ｖ_{（１，１）}＋Ｖ_{（２，１）}＋Ｖ_{（３，１）}）
＝５１／（５１＋３４＋６）＝５６（％）（以下、同様にして）
寄与率Ｃ_{（２，１）}＝３４／（５１＋３４＋６）＝３８（％）
寄与率Ｃ_{（３，１）}＝６／（５１＋３４＋６）＝７（％）
寄与率Ｃ_{（１，２）}＝１７／（１７＋６９＋２３）＝１６（％）
寄与率Ｃ_{（２，２）}＝６９／（１７＋６９＋２３）＝６３（％）
寄与率Ｃ_{（３，２）}＝２３／（１７＋６９＋２３）＝２１（％）
寄与率Ｃ_{（１，３）}＝５／（５＋２８＋５６）＝５（％）
寄与率Ｃ_{（２，３）}＝２８／（５＋２８＋５６）＝３１（％）
寄与率Ｃ_{（３，３）}＝５６／（５＋２８＋５６）＝６４（％）
として演算する。これにより、以下の表１のようなデータが得られる。

上記のようなデータがユーザＩ／Ｆ３２の表示部に出力されることによって、ユーザは、各照明器具グループ６から各被照射区域５への輝度の影響度を正確かつ一目瞭然に把握することができる。例えば、被照射区画５−１の明るさの制御においては、対応する照明器具グループ６−１のみならず照明器具グループ６−２も制御した方が効果的であること、逆に照明器具グループ６−３の制御はほとんど有用でないこと等が容易に把握される。

上記の寄与率演算の例を一般化すると、照明器具グループ６−１〜６−ｎから被照射区画５−１〜５−ｍへの被照射面輝度のそれぞれの寄与率Ｃ_{（１，１）}〜Ｃ_{（ｎ，ｍ）}は、

の行列（以下、「寄与率行列Ｃ」という）で表される。

したがって、被照射区画５の各々の輝度設定値Ｌ_１〜Ｌ_ｍ（％）が、

の行列（以下、「輝度設定行列Ｌ」という）で表され、照明器具グループ６の各々の調光率Ｒ_１〜Ｒ_ｎ（％）が、

の行列（以下、「調光率行列Ｒ」という）で表される場合、

が成り立つ。

したがって、調光率決定部３０６は、所与の輝度設定行列Ｌに対して、調光率行列Ｒを
Ｒ＝Ｃ^−１Ｌ
によって決定することができる。そして、点灯制御部３０１は、照明器具グループ６−１〜６−ｎの各々を、決定された調光率Ｒ_１〜Ｒ_ｎで点灯させることによって、所望の輝度設定Ｌ_１〜Ｌ_ｍが実現されることになる。

ここで、調光率決定部３０６は、調光率行列Ｒに負値（０％未満の値）の要素がある場合にはその要素を０％に置換し、調光率行列Ｒに１００％を超える要素がある場合にはその要素を１００％に置換するように構成される。したがって、調光率行列Ｒの全要素は、０〜１００％以内の値となる。これにより、現実には実行できない輝度設定（例えば、隣接する被照射区画の明暗の差が大きい輝度設定）が与えられた場合であっても、その輝度設定値に概ね近い輝度設定値での調光制御が可能となる。

また、調光率決定部３０６は、上記置換処理が行われたことをユーザＩ／Ｆ３２の出力手段（表示画面３２５、別途のスピーカ等）によってユーザに通知するようにしてもよい。これにより、ユーザは、当初の輝度設定が完全には実現されないことを認識することができる。あるいは、演算された調光率に０％又は１００％が含まれていることに基づいて、ユーザは、（通知がなくても）上記置換処理が行われたことを推認することができる。なお、寄与率行列Ｃの逆行列Ｃ^−１が存在しない確率は非常に小さいが、逆行列Ｃ^−１が存在しない場合にはエラー表示がユーザＩ／Ｆ３２に出力されて、ユーザに輝度設定値の再設定が促されるようにすればよい。

またさらに、調光率決定部３０６は、調光率行列Ｒに上記置換処理を適用した近似調光率行列Ｒ´を生成し、近似輝度設定行列Ｌ´をＬ´＝ＣＲ´により計算するようにしてもよい。この計算結果による近似輝度設定行列Ｌ´の各要素は、輝度設定行列Ｌの各要素に上書きされて記憶部３１に記憶されるようにしてもよいし、ユーザＩ／Ｆ３２を介してユーザに通知されるようにしてもよい。

図３に、本実施形態における照明制御方法の調光制御に関するフローチャートを示す。
ステップＳ１０５において、グループ設定に対する輝度設定行列Ｌが決定される。選択されたグループ設定に対する輝度設定行列Ｌが予め決定されていてもよいし、選択されたグループ設定に対する輝度設定行列Ｌがユーザによってマニュアル入力されるようにしてもよい。
ステップＳ１０６において、照明器具グループ６−ｋについて、ｋ＝１に設定される。

ステップＳ１１０において、点灯制御部３０１が、照明器具グループ６−ｋを点灯するとともに残余の照明器具グループ６を消灯する。
ステップＳ１１１において、輝度分布取得部３０２が、被照射区画５−１〜５−ｍの照射面全体の輝度分布を取得する。

ステップＳ１１５において、寄与率演算部３０５が、被照射区画５の各々について輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}を計算する。
ステップＳ１１６において、寄与率演算部３０５が、輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}に基づいて、照明器具グループ６−ｋから被照射区画５−１〜５−ｍへの被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（ｋ，１）}〜Ｃ_{（ｋ，ｍ）}を演算する（上記［数式５］参照）。

ステップＳ１２０において、全ての照明器具グループ６−ｎについて輝度取得が完了したかが判定される。全ての輝度取得が完了していると判定される場合（ステップＳ１２０、Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２５に進み、それ以外の場合（ステップＳ１２０、Ｎｏ）、ステップＳ１２１においてｋが増分され、処理はステップＳ１１０に戻る。

ステップＳ１２５において、寄与率演算部３０５が、寄与率行列Ｃを生成する。
ステップＳ１３０において、調光率決定部３０６が、照明器具グループ６−１〜６−ｎの調光率行列Ｒについて、Ｒ＝Ｃ^−１Ｌを演算する。

ステップＳ１３５において、調光率決定部３０６は、調光率行列Ｒに負値の要素があるか否かを判定する。負値の要素がある場合（ステップＳ１３５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１３６において、調光率決定部３０６が負値の要素を０％に置換する。負値の要素がない場合（ステップＳ１３５、Ｎｏ）、処理はステップＳ１３７に進む。
ステップＳ１３７において、調光率決定部３０６は、調光率行列Ｒに１００％を超える要素があるか否かを判定する。１００％超の要素がある場合（ステップＳ１３７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１３８において、調光率決定部３０６が１００％超の要素を１００％に置換する。１００％超の要素がない場合（ステップＳ１３７、Ｎｏ）、処理はステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０において、点灯制御部３０１が、決定された調光率Ｒ_１〜Ｒ_ｎに従って照明器具グループ６−１〜６−ｎを調光制御する。

上記の各ステップで得られた情報（寄与率行列Ｃ、調光率行列Ｒ等）は、各ステップにおいて記憶部３１に適宜記憶されるものとする。また、上記の各ステップの処理結果の一部又は全部は、逐次的に又は総括してユーザＩ／Ｆ３２の表示画面３２５に出力される。この表示は、被照射区画５、算出された輝度値、演算された寄与率、決定された調光率等の情報が被照射面画像上に上書きされたグラフィック表示であってもよいし、上記情報が表又は数値によって表されたテキスト表示であってもよい。

以上のように、本実施形態の照明制御システム１は、被照射区画５−１〜５−ｍを含む被照射面の全体を撮像して被照射面画像を生成するための撮像装置２と、撮像装置２に通信接続されるＣＰＵ３０を備える。ＣＰＵ３０は、各々が１以上の照明器具４を含む照明器具グループ６−１〜６−ｎ（ｎ＝ｍ）の各々を点灯及び消灯させる点灯制御部３０１、被照射面画像から被照射面の輝度分布を取得する輝度分布取得部３０２、及び照明器具グループ６−ｋが点灯されるとともに残余の照明器具グループが消灯された状態における被照射区画５−１〜５−ｍにおける輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}を計算し、照明器具グループ６−ｋから被照射区画５−ｊが受ける被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（ｋ，ｊ）}＝Ｖ_{（ｋ，ｊ）}／（Ｖ_{（１，ｊ）}＋Ｖ_{（２，ｊ）}＋・・＋Ｖ_{（ｎ，ｊ）}）を演算する寄与率演算部３０５を有する。このように、各照明器具４又は各照明器具グループ６の照度等ではなく、撮像装置２によって撮像された輝度分布に基づいて、各照明器具グループ６から各被照射区画５への輝度の寄与率が演算される。したがって、複数の照明器具グループ６−１〜６−ｎから複数の被照射区画５−１〜５−ｍの被照射面輝度への相互の影響度を簡易かつ正確に取得することが可能となる。

また、別の見方をすると、照明器具４−１〜４−ｚについての当初のグループ分け（グループ設定）が適正であったか否かを寄与率全体から確認することが可能となる。例えば、被照射区画５−ｊに対して、それに対応する照明器具グループ６−ｊによる寄与率が最も高い場合には、グループ分けは妥当であるといえる。一方、被照射区画５−ｊに対して照明器具グループ６−ｊによる寄与率が低く、両者の相関が低い場合には、グループ分けが妥当でない可能性がある。このように、寄与率演算部３０５の処理結果によって、照明器具グループ６のグループ分けの適否を判断することが可能となる。なお、照明器具４のグルーピング処理については後述する。

本実施形態では、さらに、ＣＰＵ３０が調光率決定部３０６を備える。調光率決定部３０６が、輝度の寄与率行列Ｃ、各照明器具グループ６の調光率行列Ｒ、及び各被照射区画５の所与の輝度設定行列Ｌについて、Ｒ＝Ｃ^−１Ｌを演算することによって調光率行列Ｒを決定し、点灯制御部３０１がこの調光率行列Ｒに従って各照明器具グループ６を調光制御する。これにより、複数の照明器具グループ６から複数の被照射区画５に与えられる輝度の複雑な相関性においても適切な調光制御が実現される。

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、当初のグループ設定が適正であるという前提のもとに寄与率の演算及び調光率の決定を行う構成を示したが、上述したように、寄与率全体から当初のグループ設定が適正でないと判断される場合もある。本実施形態では、適正でないグループ設定が構築されないようにするため、あるいはグループ分けが適正でないと判断された場合にグループ設定を再構築するために、上記の寄与率演算の前にグルーピング処理が行われる構成を示す。

適正でないグループ設定は、主として手作業で（すなわち、作業者が設計図と現場の状況とを照らし合わせながら）グループ分けが行われた場合に起こり得る。グループ設定が適正でない例として、例えば被照射区画５−ｊにおいて、同被照射区画に対応する照明器具グループ６−ｊの寄与率よりも、被照射区画５−（ｊ＋１）に対応するはずの照明器具グループ６−（ｊ＋１）の寄与率が高い場合等が挙げられる。この場合には、照明器具グループ６−ｊ及び６−（ｊ＋１）のグループ分けを再考することが望ましい。また、グループ設定が適正でない例として、ほぼ全ての被照射区画５において各照明器具グループ６による寄与率に大きな差がないような場合が挙げられる。この原因として、被照射区画５の並び方向と照明器具グループ６の並び方向とが部屋の東西方向と南北方向で誤認された可能性がある。これは、ほぼ正方形の床面を有する部屋について、作業者が設計図の縦横方向と部屋の向きとの関係を誤認していた場合に起こり得る誤りである。そこで、以下に、適正なグループ設定を得るための構成が示される。

図４に、本実施形態の照明制御システム１のブロック図を示す。第１の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、ＣＰＵ３０は、設定管理部３００、点灯制御部３０１、輝度分布取得部３０２、寄与率演算部３０５及び調光率決定部３０６に加えて、輝度中心特定部３０３及びグルーピング部３０４を含む。本実施形態では、輝度分布取得部３０２は、選択された照明器具４の点灯時の輝度分布Ｄ１及び消灯時の輝度分布Ｄ０を取得するように構成される。

輝度中心特定部３０３は、照明器具４の各々について、明るさの変化に対する輝度分布の差分に基づいて輝度中心位置を求める。具体的には、輝度中心特定部３０３は、上記の点灯時の輝度分布Ｄ１と消灯時の輝度分布Ｄ０の差分（Ｄ１−Ｄ０）を取得し、差分領域における重心位置の座標を輝度中心位置として特定する。これにより、少ない処理工程で精度よく輝度中心位置が求められる。なお、輝度中心位置として、輝度重心以外にも、輝度の差分が最も大きい点の座標が採用されてもよい。

グルーピング部３０４は、輝度中心位置（本例では輝度重心）が被照射区画５−１〜５−ｍのうちのどの被照射区画に含まれるのかを特定し、同じ被照射区画５に含まれる輝度中心位置を有する照明器具４を同じ照明器具グループ６にグループ分けする。グルーピング部３０４は、輝度重心が被照射区画５−１〜５−ｍのうちのいずれにも含まれない照明器具４（以下、「照明器具４_ｏｕｔ」という）についてはグルーピング処理を行わない。照明器具４_ｏｕｔのグルーピングを回避する処理によって、照明器具グループ６−１〜６−ｎと被照射区画５−１〜５−ｎとの相関が一層高まる。

図５Ａ及び図５Ｂを参照して、点灯制御部３０１、輝度分布取得部３０２、輝度中心特定部３０３及びグルーピング部３０４による処理を説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、ユーザＩ／Ｆ３２の表示画面３２５の一部であり、あるいは、実際には表示画面３２５に表示されないＣＰＵ３０内の仮想的な画面であってもよい。区画設定は設定管理部３００によって既に読み出されているものとする。なお、本実施形態では、区画設定は、撮像装置２によって撮像された被照射面画像においてユーザがユーザＩ／Ｆ３２の入力部３２０を介して各区画の境界線を設定することによって決定される新たな設定であってもよい。

まず、点灯制御部３０１が照明器具４−１を点灯させた状態で、輝度分布取得部３０２が、撮像装置２から被照射面の輝度分布Ｄ１を取得する。また、点灯制御部３０１が照明器具４−１を消灯させた状態で、輝度分布取得部３０２が、撮像装置２から被照射面の輝度分布Ｄ０を取得する。輝度中心特定部３０３は、輝度分布Ｄ１から輝度分布Ｄ０を減じて差分（Ｄ１−Ｄ０）をとり、図５Ａに示すような差分画像Ｄｆ−１を得る。差分画像Ｄｆ−１において、輝度差に応じて濃淡が現われる。具体的には、輝度差の絶対値が大きい部分（領域Ａ−１の部分）が淡色（例えば白色）となり、輝度差が小さい部分（領域Ａ−１以外の部分）が濃色（例えば黒色）となる。そして、輝度中心特定部３０３は、図５Ａにおいて、輝度の差分が生じている領域Ａ１の重心を輝度重心Ｇ−１として特定する。差分画像における輝度重心は、差分画像を構成する各グリッドの座標及び淡色レベルに基づいて演算される。図５Ａに示すように、輝度重心Ｇ−１は被照射区画５−２に含まれる。したがって、グルーピング部３０４は、照明器具４−１を、被照射区画５−２に対応付けられた照明器具グループ６−２にグルーピングする。

続いて、点灯制御部３０１は、照明器具４−１の場合と同様に、照明器具４−２を選択して点灯及び消灯させる。この点滅によって得られた輝度分布に基づいて図５Ｂに示す差分画像Ｄｆ−２が得られたとする。輝度中心特定部３０３は、輝度の差分が生じている領域Ａ−２の重心を輝度重心Ｇ−２として特定する。図５Ｂに示すように、輝度中心特定部３０３によって特定された輝度重心Ｇ−２は被照射区画５−１〜５−３のいずれにも含まれない。このような場合は、グルーピング部３０４は、照明器具４−２をいずれの照明器具グループにもグルーピングしない。これにより、被照射区画５−１〜５−３とこれに対応する照明器具グループ６−１〜６−３の相関が一層高まる。

なお、点灯及び消灯の対象となる照明器具４以外の残余の照明器具は、この点灯及び消灯の実行期間中に一定の明るさとなっていればどのような点灯制御状態であってもよい。また、点灯制御部３０１は、選択された照明器具４を点灯及び消灯する代わりに、調光により明るさを第１の明るさから第２の明るさに変化させるようにしてもよい。すなわち、制御対象となる照明器具４において、輝度分布Ｄ１の取得時の調光率が輝度分布Ｄ０の取得時の調光率と異なっていればよい。

点灯制御部３０１、輝度分布取得部３０２、輝度中心特定部３０３及びグルーピング部３０４は、選択された区画設定において、全ての照明器具４−１〜４−ｚについて、あるいは問題となっている特定の照明器具グループに含まれている照明器具４についてのみ上記のグルーピング処理を実行する。その結果、各区画設定について被照射区画５−１〜５−ｍに対応する照明器具グループ６−１〜６−ｎが形成され、照明器具グループ６の各々と照明器具４との対応関係が記憶部３１に記憶される。また、照明器具４−１〜４−ｚの輝度重心Ｇ−１〜Ｇ−ｚの座標も記憶部３１に記憶されるようにしてもよい。

これにより、照明器具グループ６−１〜６−ｎによる適正なグループ設定が構築又は再構築される。なお、グルーピングされなかった照明器具４_ｏｕｔは、点灯制御部３０１の個別制御機能によって点灯、消灯及び調光可能である。

図６に、本実施形態における照明制御方法のグルーピング処理に関するフローチャート（全ての照明器具４についてグルーピング処理が行われる場合）を示す。
ステップＳ５において、ユーザＩ／Ｆ３２を介したユーザ入力に基づいて、設定管理部３００によって区画設定が決定される。
ステップＳ９において、照明器具４−ｉについて、ｉ＝１に設定される。

ステップＳ１０において、点灯制御部３０１が照明器具４−ｉを点灯する。
ステップＳ１１において、輝度分布取得部３０２が、被照射区画５−１〜５−ｍの被照射面全体の輝度分布Ｄ１を撮像装置２から取得する。

ステップＳ１５において、点灯制御部３０１が照明器具４−ｉを消灯する。
ステップＳ１６において、輝度分布取得部３０２が、被照射区画５−１〜５−ｍの被照射面全体の輝度分布Ｄ０を撮像装置２から取得する。
なお、照明器具４−ｉ以外の照明器具４が全て消灯された状態で照明器具４−ｉが点灯／消灯される制御方法の場合には、ステップＳ１５及びＳ１６の代わりに、点灯制御部３０１が全ての照明器具４を消灯するステップＳ７及び輝度分布取得部３０２が輝度分布Ｄ０を取得するステップＳ８を、ステップＳ５とステップＳ９の間に設けてもよい。

ステップＳ２０において、輝度中心特定部３０３が、輝度分布Ｄ１と輝度分布Ｄ０の差分（Ｄ１−Ｄ０）に基づいて照明器具４−ｉによる輝度重心Ｇ−ｉを求める。

ステップＳ２５において、グルーピング部３０４が、輝度重心Ｇ−ｉが被照射区画５−１〜５−ｍのうちのどの被照射区画に含まれるのかを特定する。
ステップＳ２６において、グルーピング部３０４が、照明器具４−ｉの輝度重心Ｇ−ｉが含まれる被照射区画５に対応する照明器具グループ６に、照明器具４−ｉをグループ分けする。ここで、グルーピング部３０４は、輝度重心Ｇ−ｉが被照射区画５−１〜５−ｍのいずれにも含まれない照明器具４_ｏｕｔをいずれの照明器具グループにもグループ分けしない。

ステップＳ３０において、全ての照明器具４−ｚについてグループ分けが完了したか否かが判定される。全てのグループ分けが完了したと判定される場合（ステップＳ３０、Ｙｅｓ）、処理は終了し、それ以外の場合（ステップＳ３０、Ｎｏ）、ステップＳ３１においてｉが増分され、処理はステップＳ１０に戻る。

上記の各ステップで得られた情報（輝度重心Ｇ−ｉ、グルーピングの結果等）は、各ステップにおいて記憶部３１に適宜記憶されるものとする。照明器具４−１〜４−ｚの輝度重心Ｇ−１〜Ｇ−ｚが記憶部３１に記憶されていれば、新たな区画設定が決定又は選択された場合であっても、その新たな区画設定に対するグルーピング処理において、上記のステップＳ６〜Ｓ２０が省略可能となる。

また、上記の各ステップの処理結果の一部又は全部は、逐次的に又は総括してユーザＩ／Ｆ３２の表示画面３２５に出力されるものとする。この表示は、被照射区画５、輝度重心位置等の情報が被照射面画像上に上書きされたようなグラフィック表示であってもよいし、上記情報が表又は数値によって表されたテキスト表示であってもよい。

以上のように、本実施形態の照明制御システム１では、点灯制御部３０１が、照明器具グループ６−１〜６−ｎに含まれる照明器具４−１〜４−ｚの各々の明るさを変化させるように構成される。そして、ＣＰＵ３０が、照明器具４−１〜４−ｚの各々について、明るさの変化に対する輝度分布の差分に基づいて輝度中心位置を求める輝度中心特定部３０３、及び輝度中心位置が被照射区画５−１〜５−ｍのうちのどの被照射区画に含まれるのかを特定し、同じ被照射区画に含まれる輝度中心位置を有する照明器具４を同じ照明器具グループ６にグループ分けするグルーピング部３０４を含む。これにより、照明器具グループ６の適正なグループ設定が得られる。言い換えると、複数の照明器具４と、複数の被照射区画５の被照射面（床面Ｆ）の輝度との対応関係を正確かつ効率的に取得することが可能となり、照明制御システム１の導入容易性が高まる。

＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態では、所与の輝度設定行列Ｌに対して決定された調光率行列Ｒに従って調光制御が行われる構成を示したが、本実施形態では、輝度設定行列Ｌの調整に応じて調光率行列Ｒが再計算されつつ調光制御が行われる構成を示す。本実施形態では、制御装置３はタブレット、スマートフォン等の携帯通信端末であり、制御装置３を持ったユーザが現場（照明空間Ｓ内又は床面Ｆ上）において輝度分布を調整（再調整）する状況が想定されている。したがって、撮像装置２の通信部２１と制御装置３の受信部３３との通信、及び送信部３４と各照明器具４との通信は無線通信で構成される。

図７に本実施形態の照明制御システム１のブロック図を示す。本実施形態において、上記各実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の照明制御システム１は、ＣＰＵ３０が輝度調整実行部３０７を含む点で第１の実施形態の照明制御システム１と異なる。そして、ユーザＩ／Ｆ３２の表示画面３２５は、入出力機能を備えたタッチパネルからなり、入力部３２０を兼ねる。なお、ＣＰＵ３０は、第２の実施形態と同様に、輝度中心特定部３０３及びグルーピング部３０４を含んでいてもよい。

輝度調整実行部３０７は、調光率決定部３０６によって決定された調光率に従って点灯制御部３０１が各照明制御グループ６の調光を実行している時に、ユーザＩ／Ｆ３２からのユーザ入力に応じて輝度分布を調整するための輝度調整モードを適用する。輝度調整モード適用時には、輝度調整実行部３０７は、表示画面３２５上に輝度調整用の調整モード画面Ｗを表示させ、調整モード画面Ｗからのユーザ入力に応じて所定の被照射区画５の輝度設定値を調整（修正）する。この修正された輝度設定値に応じて調光率決定部３０６が各照明器具グループ６の調光率を再計算し、再計算された調光率に従って点灯制御部３０１が各照明器具グループ６を調光制御する。また、輝度調整実行部３０７は、修正された輝度分布又は調光率に従って調整モード画面Ｗを更新する。

調整モード画面Ｗには、以下の表示要素の１以上が選択的にリアルタイム表示され、２以上の表示要素が選択される場合にはそれらが重ねて表示される。
（１）撮像装置２による床面Ｆの撮像画像Ｉ
例えば、撮像画像Ｉには、照明空間Ｓがオフィスの場合には机、椅子、棚、パーティション、人（ユーザ）等、照明空間Ｓが体育館の場合にはコートのライン、ステージ、客席、選手、観客等が含まれ得る。
（２）各被照射区画５の表示
例えば、各被照射区画５の境界線が実線、破線又は点線によって表される。この境界線は、撮像画像Ｉが表示される場合にはその前面に重ねて表示される。
（３）各被照射区画５の輝度設定値の色表示又は濃淡表示
例えば、現在実行されている輝度設定値が高い被照射区画５が暖色又は淡色で表示され、現在実行されている輝度設定値が低い被照射区画５が寒色又は濃色で表示される。この色表示又は濃淡表示は、撮像画像Ｉが表示される場合にはその前面に半透明色で重ねて表示されることが好ましい。
（４）各照明器具グループ６の調光率の色表示又は濃淡表示
例えば、現在実行されている調光率が高い照明器具グループ６に対応する被照射区画５が暖色又は淡色で表示され、現在実行されている調光率が低い照明器具グループ６に対応する被照射区画５が寒色又は濃色で表示される。この色表示又は濃淡表示は、撮像画像Ｉが表示される場合にはその前面に半透明色で重ねて表示されることが好ましい。なお、本表示要素と上記（３）の表示要素とは同時には表示されないものとする。
（５）各照明器具４の輝度中心位置（重心位置）の表示
例えば、各照明器具４の重心位置が「＋」のマークで表示される。この表示は、調整モード画面Ｗの俯瞰的なイメージを考慮して、その最前面に重ねられることが好ましい。
（６）各被照射区画５の輝度設定値の数値表示（％又はｃｄ／ｍ^２）
例えば、各被照射区画５内に、現在実行されている輝度設定値が数値表示される。この数値表示は撮像画面外に表、行列等によって表示されていてもよい。
（７）各照明器具グループ６の調光率の数値表示（％）
例えば、各被照射区画５内に、対応する各照明器具グループ６において現在実行されている調光率が数値表示される。この数値表示は撮像画面外に表、行列等によって表示されていてもよい。

図８は、調整モード画面Ｗの一例の模式図である。図８に示す例では、上記の（１）撮像画像Ｉ、（２）各被照射区画５の破線表示、及び（３）輝度設定値の濃淡表示が表示されている。すなわち、最背面から、撮像画像Ｉ、被照射区画５−１〜５−ｍ（本例ではｍ＝３）及び輝度設定の濃淡表示（半透明色）がレイヤー表示される。図示するように、被照射区画５−２の輝度が最も高く、被照射区画５−３の輝度が最も低い。また、撮像画像Ｉには、制御装置３を持って床面Ｆ上で輝度分布調整を行うユーザＵが写り込んでいる。

ここで、ユーザＵが、例えば被照射区画５−３を調整対象として選択し、調整モード画面Ｗ上で被照射区画５−３に対応する地点（選択地点）に対してピンチアウト（例えば、人差し指と親指でタッチパネル上の２点に接触して当該２点間の距離を増加させる操作）を行ったとする。輝度調整実行部３０７は、表示画面３２５との協働により、選択地点が属する被照射区画が被照射区画５−３であること及びタッチ操作がピンチアウトであることを検出し、輝度設定行列Ｌの要素Ｌ_３を増加させて修正輝度行列Ｌｃを生成する。ここで、選択地点が属する被照射区画５とは、ピンチアウト開始時の接触２点が含まれる被照射区画５と定義されてもよいし、ピンチアウト開始時の接触２点の中点が含まれる被照射区画５と定義されてもよい。そして、調光率決定部３０６がＲ＝Ｃ^−１Ｌｃを実行して調光率行列Ｒを再計算し、点灯制御部３０１が、再計算された調光率行列Ｒに従って照明器具グループ６−１〜６−ｎを調光制御する。これにより、照明器具グループ６−３の調光率が上昇されて被照射区画５−３の輝度が上昇し、照明器具グループ６−２の調光率が若干低減されるとともに照明器具グループ６−１の調光率がわずかに低減されて被照射区画５−１及び５−２の輝度が維持されることになる。

また逆に、ユーザＵが、例えば被照射区画５−２を調整対象として選択し、調整モード画面Ｗ上で被照射区画５−２の選択地点に対してピンチイン（例えば、人差し指と親指でタッチパネル上の２点に接触して当該２点間の距離を減少させる操作）を行ったとする。輝度調整実行部３０７は、表示画面３２５との協働により、選択地点が属する被照射区画が被照射区画５−２であること及びタッチ操作がピンチインであることを検出し、輝度設定行列Ｌの要素Ｌ_２を減少させて修正輝度行列Ｌｃを生成する。選択地点が属する被照射区画５とは、ピンチイン開始時又は終了時の接触２点が含まれる被照射区画５と定義されてもよいし、ピンチイン開始時又は終了時の接触２点の中点が含まれる被照射区画５と定義されてもよい。そして、調光率決定部３０６がＲ＝Ｃ^−１Ｌｃを実行して調光率行列Ｒを再計算し、点灯制御部３０１が、再計算された調光率行列Ｒに従って照明器具グループ６−１〜６−ｎを調光制御する。これにより、照明器具グループ６−２の調光率が低減されて被照射区画５−２の輝度が低下し、照明器具グループ６−１及び６−３の調光率が若干上昇されて被照射区画５−１及び５−３の輝度が維持されることになる。

ここで、輝度調整実行部３０７において、ピンチアウト／ピンチインによる輝度設定値の増加／減少が、各操作の大きさ（ピンチアウト／ピンチイン前後での接触２点の距離変化の大きさ）に応じて、各操作の速さ（ピンチアウト／ピンチイン中の接触２点間の距離変化の速さ）に応じて、又は各操作の加速度（ピンチアウト／ピンチイン中の接触２点間の距離変化の加速度）に応じて決定されるようにすればよい。なお、調整モード画面Ｗにおいては、ピンチアウト／ピンチインが行われても被照射区画５は拡大表示／縮小表示されないものとする。

このように、ユーザは、調整モード画面Ｗ上で調整対象となる被照射区画５−ｊの選択地点をピンチアウト／ピンチインすることによって、被照射区画５―ｊの輝度を直感的な態様で上昇／低下させるとともに、被照射領域全体の輝度分布をリアルタイム的な態様で調整することができる。特に、ユーザにおいて、ピンチアウト操作において指を拡げる動作と、操作に係る被照射区画５−ｊを明るくしてその輝度の影響をより拡げる処理とが直感的に一致し易く、同様に、ピンチイン操作において指を狭める動作と、操作に係る被照射区画５−ｊを暗くしてその輝度の影響をより狭くする処理とが直感的に一致し易く、輝度調整操作の直感性が高まる。

また、調整モード画面Ｗ上でのタッチ操作の代替例として、画面上下方向のフリック（タッチパネルに接触させた指を軽く払う操作）又はスワイプ（タッチパネルに接触させた指を移動させる操作）が用いられてもよい。この場合、輝度調整実行部３０７は、被照射区画５−ｊの選択地点に対して上方向へのフリック又はスワイプが行われると輝度設定行列Ｌの要素Ｌ_ｊを増加させ、被照射区画５−ｊの選択地点に対して下方向へのフリック又はスワイプが行われると輝度設定行列Ｌの要素Ｌ_ｊを減少させる。

また、別法として、調整モード画面Ｗにおいて、各区画設定５に対して上向き矢印及び下向き矢印を示すボタンが表示されてもよい。この場合、輝度調整実行部３０７は、ユーザによって上向き矢印のボタンがタッチ（長押し、タップ等）された場合には輝度設定行列Ｌの要素Ｌ_ｊを上昇させ、ユーザによって下向き矢印のボタンがタッチ（長押し、タップ等）された場合には輝度設定行列Ｌの要素Ｌ_ｊを減少させる。また、上向き矢印及び下向き矢印のボタンの代わりに、「明るく」及び「暗く」、「ＵＰ」及び「ＤＯＷＮ」等の文字が記入されたボタンが表示されるようにしてもよい。

いずれのユーザ操作においても、調光率決定部３０６は、再計算された調光率行列Ｒのいずれかの要素が負値又は１００％超となる場合には、第１の実施形態の場合と同様に、負値の要素を０％に置換し、１００％超の要素を１００％に置換する。これにより、再調整される輝度設定が完全には実現できないものであっても、ある程度再調整の意図を反映した輝度分布が実現される。また、調光率決定部３０６は、上記置換処理が行われたことをユーザＩ／Ｆ３２の出力手段（表示画面３２５、別途のスピーカ等）によってユーザに通知することが好ましい。これにより、ユーザは、再調整中の輝度設定が調整限界にあることを認識することができる。あるいは、再計算された調光率に０％又は１００％が含まれていることに基づいて、ユーザは、（通知がなくても）上記置換処理が行われたことを推認することができる。

またさらに、調光率決定部３０６は、調光率行列Ｒに上記置換処理を実行した近似調光率行列Ｒ´を生成し、近似修正輝度行列Ｌｃ´をＬｃ´＝ＣＲ´により計算するようにしてもよい。この計算結果による近似修正輝度行列Ｌｃ´の各要素は、修正輝度行列Ｌｃの各要素に上書きされて記憶部３１に記憶されるようにしてもよいし、ユーザＩ／Ｆ３２を介してユーザに通知されるようにしてもよい。

以上のように、本実施形態の照明制御システム１においては、表示画面３２５がタッチパネルからなり、ＣＰＵ３０が輝度調整実行部３０７を備える。輝度調整実行部３０７が、タッチパネル上における選択被照射区画５−ｊに属する地点へのタッチ操作に応じて輝度設定行列Ｌのうちの選択被照射区画５−ｊの輝度設定値Ｌ_ｊを修正して修正輝度行列Ｌｃを生成し、調光率決定部３０６が調光率行列ＲをＲ＝Ｃ^−１Ｌｃによって再計算し、点灯制御部３０１が、再計算された調光率行列Ｒに従って照明器具グループ６−１〜６−ｎを調光制御するように構成される。これにより、ユーザは、選択した被照射区画５−ｊの輝度を直感的に増減させるとともに被照射領域全体の輝度分布をリアルタイム的な態様で調整することができる。

＜第４の実施形態＞
上記第１乃至第３の実施形態では、制御装置３と撮像装置２が分離された構成を示したが、本実施形態では、ＣＰＵ３０等、制御装置の大部分の構成要素が撮像装置２と一体化される構成を示す。

図９に、本実施形態の照明制御システム１のブロック図を示す。本実施形態において、第１の実施形態と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。図９に示すように、制御装置３は、天井Ｃｅ側の制御装置３Ａ及び操作側の制御装置３Ｂを有し、それぞれＣＰＵ３０Ａ（主ＣＰＵ）及びＣＰＵ３０Ｂ（副ＣＰＵ）を含む。本実施形態と第１及び第２の実施形態とは通信構成が異なるが、ＣＰＵ３０Ａ及び３０Ｂにおいて実行される処理は上記ＣＰＵ３０において実行される処理と実質的に同じである。

本実施形態では、ＣＰＵ３０Ａは前述したＣＰＵ３０の設定管理部３００、点灯制御部３０１、輝度分布取得部３０２、輝度中心特定部３０３及びグルーピング部３０４（必要に応じて寄与率演算部３０５及び調光率決定部３０６）を含み、副ＣＰＵ３０Ｂは前述した輝度調整実行部３０７を含むものとして説明する。ただし、ＣＰＵ３０ＡとＣＰＵ３０Ｂの機能分担はこれに限られない。例えば、ＣＰＵ３０Ａが点灯制御部３０１〜調光率決定部３０７の一部を含み、ＣＰＵ３０Ｂが残余の部分を含んでいてもよい。そして、ＣＰＵ３０Ａ及び３０Ｂとも、プログラム及びデータ処理用の一般的な処理部を備えているものとする。

制御装置３ＡはＣＰＵ３０Ａ、記憶部３１、送信部３４及び通信部３５を含み、撮像装置２と一体化される。撮像装置２（撮像素子２０）と制御装置３Ａ（ＣＰＵ３０Ａ）との信号のやりとりは適宜のインターフェイスを介して行われるものとする。

制御装置３ＢはユーザＩ／Ｆ部３２、通信部３６、ＣＰＵ３０Ｂ及び記憶部３７を含み、照明空間Ｓとは別室の管理室、照明空間Ｓ内外の床面上等、ユーザが操作可能な場所に位置するものとする。記憶部３７は、プログラム及びデータを記憶するメモリであり、記憶部３１の複製であってもよい。

制御装置３Ａの送信部３４は、第１の実施形態と同様に、ＣＰＵ３０Ａ（点灯制御部３０１）からの点灯制御信号を各照明器具４に送信する。制御装置３Ａの通信部３５は、制御装置３Ｂの通信部３６と無線接続される。通信部３５から通信部３６へは、撮像装置２による撮像画像、ＣＰＵ３０Ａによる制御結果等が送信される。ＣＰＵ３０Ａによる制御結果には、上述した照明器具グループ６のグループ分けの結果、被照射面輝度の寄与率演算の結果、各照明器具グループ６について決定された調光率等が含まれる。通信部３６から通信部３５へは、ユーザＩ／Ｆ３２を介したユーザ入力が送信される。ユーザ入力には、区画設定、グループ設定又は輝度設定を選択するための入力、照明器具４又は照明器具グループ６のマニュアル点灯、消灯又は調光するための指令等が含まれる。

以上のように、本実施形態の照明制御システム１においては、上記第１乃至第３の実施形態のＣＰＵ３０の各部の全部又は一部を含むＣＰＵ３０Ａが撮像装置２に一体化される。これにより、管理室等の地上側に設置すべき装置が小型化され、スペースの有効利用が可能となる。また、制御装置３Ｂは、大きな処理量及び記憶量を必要としないので、比較的メモリ容量の小さいパソコン、携帯通信端末等でも構成可能となる。さらに、制御装置３Ａ及び撮像装置２と、制御装置３Ｂとの間に有線通信構成が不要であるので、制御装置３Ｂをタブレット、スマートフォン等の可搬型のコンピュータとすることができる。したがって、本実施形態は、上記第３の実施形態の実施において有用である。

また、ＣＰＵ３０Ａを有する制御装置３Ａが撮像装置２に一体化されることによって、送信部３４と各照明器具４との間の点灯制御信号のための通信配線が天井Ｃｅ側のみに配置され、地上（管理室等）と天井側との間の通信配線が不要となる。これにより、照明制御システム１の施工容易性が高まる。また、送信部３４と各照明器具４とが無線接続される場合、通信が障害物によって遮られる可能性が減少し、通信環境が向上する。

＜プログラム等＞
なお、上述した各実施形態における照明制御システム１（ＣＰＵ３０、３０Ａ、３０Ｂ）を実現する各構成要素、及び処理の各ステップは、記憶部３１又は３７のＲＡＭ又はＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現される。

また、本発明は、上記各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（図３又は図６に示すフローチャートに対応したプログラム）が、照明制御システム１（ＣＰＵ３０、３０Ａ、３０Ｂ）に直接に、又は遠隔から供給される場合も含む。したがって、本発明の機能処理を実現するために、照明制御システム１（ＣＰＵ３０、３０Ａ、３０Ｂ）にインストールされるプログラムコード自体も本発明に含まれる。すなわち、本発明には、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラムも含まれる。そのプログラムは、コンピュータを、上記の設定管理部３００、点灯制御部３０１、輝度分布取得部３０２、輝度中心特定部３０３、グルーピング部３０４、寄与率演算部３０５、調光率決定部３０６及び輝度調整実行部３０７の全部又は一部として機能させることができる。このように、本発明は、上記実施形態に示したような作用効果をソフトウェアの導入によって実現できるので、照明制御システム１の導入容易性を向上することができる。

上記プログラムがインターネットからダウンロードされるようにしてもよい。この場合、ブラウザ機能によってインターネットのホームページに接続された照明制御システム１に、そのホームページから上記コンピュータプログラム又は圧縮され自動インストール機能を含むファイルがハードディスク等にダウンロードされる。

上記プログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体も本発明に含まれる。プログラムが記憶媒体によって供給される場合は、その記憶媒体は、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク等であればよく、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）等であってもよい。

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

例えば、上記各実施形態においては、撮像装置２及び照明器具４の設置面が天井Ｃｅであり、被照射面が天井Ｃｅ下方の床面Ｆである構成を示したが、撮像装置２及び照明器具４の設置面と被照射面とは対向する関係にあれば他の配置であってもよい。例えば、被照射面が撮像装置２及び照明器具４の設置面に対して傾いていてもよいし、ライトアップの状況等のように被照射面が撮像装置２及び照明器具４の設置面の上方にあってもよい。

また、上記各実施形態においては、寄与率行列Ｃ及び輝度設定行列Ｌの各要素が割合（単位：％）である構成を示した。一方、寄与率演算部３０５が、輝度値Ｖ_{（１，１）}〜Ｖ_{（ｎ，ｍ）}（ｃｄ／ｍ^２）を、

の行列として生成し、輝度設定行列Ｌの各要素を輝度値（ｃｄ／ｍ^２）として、調光率決定部３０６が、所与の輝度設定行列Ｌに対して、調光率行列Ｒを、Ｒ＝Ｖ^−１Ｌによって決定する構成も可能である。

また、上記各実施形態では、調光率行列Ｒに１００％を超える要素が含まれる場合にはその要素が１００％に置換される構成を示した。一方、照明器具４の光源及び点灯装置における電流値がそれぞれの定格値以下となる範囲で、調光率行列Ｒの１００％以上１００＋α％以下の要素の調光はそのまま実行されるようにして、調光率行列Ｒに１００＋α％を超える要素が含まれる場合にはその要素が１００＋α％に置換される構成としてもよい。ただし、光源の寿命等に充分留意する必要がある。

１ 照明制御システム
２ 撮像装置
３、３Ａ、３Ｂ 制御装置
４、４−１〜４−ｚ 照明器具
５、５−１〜５−ｍ 被照射区画
６、６−１〜６−ｎ 照明器具グループ
３０、３０Ａ、３０Ｂ ＣＰＵ
３２ ユーザインターフェイス部（ユーザＩ／Ｆ）
３００ 設定管理部
３０１ 点灯制御部
３０２ 輝度分布取得部
３０３ 輝度中心特定部
３０４ グルーピング部
３０５ 寄与率演算部
３０６ 調光率決定部
３０７ 輝度調整実行部
３２５ 表示画面

Claims (13)

1. 照明制御システムであって、
   第１〜第ｍ（２≦ｍ）の被照射区画を含む被照射面の全体を撮像して被照射面画像を生成するための撮像装置と、
   各々が１以上の照明器具を含む第１〜第ｎ（ｎ＝ｍ）の照明器具グループの各々を点灯及び消灯させる点灯制御部、前記被照射面画像から前記被照射面の輝度分布を取得する輝度分布取得部、及び第ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の照明器具グループが点灯されるとともに残余の照明器具グループが消灯された状態における前記第１〜第ｍの被照射区画における輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}を計算し、前記第ｋの照明器具グループから第ｊ（１≦ｊ≦ｍ）の被照射区画が受ける被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（ｋ，ｊ）}を
   

   

   として演算する寄与率演算部を有するＣＰＵと
   を備えた照明制御システム。
2. 請求項１に記載の照明制御システムにおいて、
   前記第１〜第ｎの照明器具グループから前記第１〜第ｍの被照射区画への被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（１，１）}〜Ｃ_{（ｎ，ｍ）}が、
   

   

   の行列で表され、前記第１〜第ｍの被照射区画の各々の輝度設定値Ｌ_１〜Ｌ_ｍが、
   

   

   の行列で表され、前記第１〜第ｎの照明器具グループの各々の調光率Ｒ_１〜Ｒ_ｎが、
   

   

   の行列で表される場合に、
   前記ＣＰＵが、前記行列ＲをＲ＝Ｃ^−１Ｌによって決定する調光率決定部をさらに含む、照明制御システム。
3. 請求項２に記載の照明制御システムにおいて、前記調光率の単位が％である場合に、前記調光率決定部が、前記調光率の行列Ｒに負値の要素がある場合には該要素を０％に置換し、前記調光率の行列Ｒに１００％を超える要素がある場合には該要素を１００％に置換するように構成された、照明制御システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の照明制御システムにおいて、
   前記点灯制御部が、前記第１〜第ｎの照明器具グループに含まれる照明器具の各々の明るさを変化させるように構成され、
   前記ＣＰＵが、前記照明器具の各々について、明るさの変化に対する前記輝度分布の差分に基づいて輝度中心位置を求める輝度中心特定部、及び前記輝度中心位置が前記第１〜第ｍの被照射区画のうちのどの被照射区画に含まれるのかを特定し、同じ被照射区画に含まれる輝度中心位置を有する照明器具を同じ照明器具グループにグループ分けするグルーピング部を含む、照明制御システム。
5. 請求項４に記載の照明制御システムにおいて、前記グルーピング部が、前記輝度中心位置が前記第１〜第ｍの被照射区画のうちのいずれの被照射区画にも含まれない照明器具を前記第１〜第ｎの照明器具グループのいずれにもグループ分けしないように構成された、照明制御システム。
6. 請求項４又は５に記載の照明制御システムにおいて、
   前記点灯制御部が、前記照明器具のうちの選択された照明器具を点灯及び消灯し、
   前記輝度中心特定部が、前記被照射面の輝度分布において、前記選択された照明器具の点灯時の輝度分布及び消灯時の輝度分布の差分を取得し、該差分における重心位置を前記輝度中心位置として特定するように構成された、照明制御システム。
7. 請求項２又は３に記載の照明制御システムであって、
   タッチパネルからなる表示画面をさらに備え、
   前記ＣＰＵが、前記タッチパネル上において選択された被照射区画に属する地点へのタッチ操作に応じて、前記輝度設定行列Ｌのうちの前記選択された被照射区画の前記輝度設定値を修正して修正輝度行列Ｌｃを生成する輝度調整実行部をさらに含み、
   前記調光率決定部が前記調光率行列ＲをＲ＝Ｃ^−１Ｌｃによって再計算し、前記点灯制御部が、再計算された前記調光率行列Ｒに従って前記第１〜第ｎの照明器具グループを調光制御するように構成された、照明制御システム。
8. 請求項７に記載の照明制御システムにおいて、前記輝度調整実行部は、前記タッチ操作がピンチアウトの場合には前記選択された被照射区画の輝度設定値を増加させ、前記タッチ操作がピンチインの場合には前記選択された被照射区画の輝度設定値を減少させるように構成された、照明制御システム。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の照明制御システムにおいて、前記ＣＰＵの各部の全部又は一部を含む主ＣＰＵが前記撮像装置と一体化された照明制御システム。
10. コンピュータを、請求項１から９のいずれか一項に記載の照明制御システムが備える各部として機能させるためのプログラム。
11. 請求項１０に記載されたプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体。
12. 撮像装置及びＣＰＵを有する照明制御システムにおける照明制御方法であって、
    前記ＣＰＵが、第１〜第ｎの照明器具グループのうちの第ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の照明器具グループを点灯するとともに残余の照明器具グループを消灯するステップと、
    前記撮像装置が、第１〜第ｍの被照射区画を含む被照射面の全体を撮像して、前記ＣＰＵが前記照射面全体の輝度分布を取得するステップと、
    前記ＣＰＵが、前記輝度分布において、前記第１〜第ｍの被照射区画の各々について輝度値Ｖ_{（ｋ，１）}〜Ｖ_{（ｋ，ｍ）}を計算するステップと、
    前記ＣＰＵが、前記第ｋの照明器具グループから第ｊ（１≦ｊ≦ｍ）の被照射区画が受ける被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（ｋ，ｊ）}を
    

    

    として演算するステップと
    を備える照明制御方法。
13. 請求項１２に記載の照明制御方法であって、
    前記第１〜第ｎの照明器具グループから前記第１〜第ｍの被照射区画への被照射面輝度の寄与率Ｃ_{（１，１）}〜Ｃ_{（ｎ，ｍ）}が、
    

    

    の行列で表され、前記第１〜第ｍの被照射区画の各々の輝度設定値Ｌ_１〜Ｌ_ｍが、
    

    

    の行列で表され、前記第１〜第ｎの照明器具グループの各々の調光率Ｒ_１〜Ｒ_ｎが、
    

    

    の行列で表される場合に、
    前記ＣＰＵが、前記行列ＲをＲ＝Ｃ^−１Ｌによって決定するステップ
    をさらに備える照明制御方法。
    
    

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