JP7187441B2

JP7187441B2 - 空間の小部分を所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるための光制御システムおよび方法

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Description

本発明は、空間の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるための光制御システムおよび方法に関する。

光は、ヒトおよび動物の快適さにとってきわめて重要なものである。多くは発光ダイオードの発展によって進められた人工光の技術的な進化に伴い、向上した光源が、いまや光設計者の手中にある。光源は、例えば、室内環境において日光を模倣することが可能であるが、ある環境内で特有の照明を生成する新しい可能性も提示する。しかし、ヒトまたは動物に対する不快さまたは障害をなくすために、効率的な照明ソリューションを設計する場合、ヒトまたは動物の安全性を考慮しなくてはならない。改良された照明ソリューションを達成するためには、空間内における人工光のスペクトル範囲、および/または空間分布の効率的な制御がまた求められている。

上記を考慮すると、空間において効率的な照明を提供すること、より詳細には、空間の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に効率的に露光させることが本発明の目的である。

第1の態様によれば、光制御システムが提供される。光制御システムは、所定のスペクトル範囲内の光を放出するようにそれぞれが構成された複数の光源であって、空間の対応する小部分を照明するようにそれぞれが構成された複数の光源と、空間内で、ヒトまたは動物の位置を検出するように構成されたセンサと、ヒトまたは動物の検出された位置に基づき、ヒトまたは動物が存在しない空間の小部分が、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光されるように、複数の光源を制御するように構成された制御エンジンとを備える。

所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光を用いて、空間の小部分を効率的に照明することがそれにより提供される。ヒトまたは動物はさらに、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光されることが阻止される。

ヒトまたは動物が、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光されることなく空間内に存在できるので、空間の可用性がさらに高まる可能性がある。

複数の光源の改良された使用法がさらに提供される、すなわち、ヒトまたは動物が存在しない小部分に関する光源だけが光を放出する。光源の寿命は、それにより増加することができる。

制御エンジンは、ヒトまたは動物の検出された位置に基づき、ヒトまたは動物が、露光されている小部分に入ったとき、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲を有する光に対する空間の小部分の露光を終了させるべく複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。

ヒトまたは動物が、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲を有する光に露光される時間は、それにより効率的に低減される。ヒトまたは動物に達する光の量は、それにより低減され得る。ヒトまたは動物に対して苦痛を与える、または有害な光の露光は、それにより阻止することができる。

制御エンジンは、ヒトまたは動物の検出された位置に基づき、ヒトまたは動物が、露光された小部分からの安全距離内にあるとき、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲を有する光に対する空間の小部分の露光を終了させるべく複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。

安全距離は0.5mから10mの範囲とすることができる。

所定のスペクトル範囲を有する光は、それにより、ヒトまたは動物が、照明された小部分の中に入る前に終了させることができる。ヒトまたは動物に苦痛を与える、または有害な光への露光は、例えば、ヒトまたは動物に達することのないように阻止され得る。

センサは、空間内で、所定のスペクトル範囲内の光の空間分布を検出するようにさらに構成することができる。

センサは、それにより、空間内のどの場所が、所定のスペクトル範囲内の光を含むかを決定することができる。空間内の小空間が、所定のスペクトル分布内の光で照明されているかどうかに関する情報が、それにより取得され得る。

センサは、空間分解能を用いて、所定のスペクトル範囲内の光の量を決定することができる。センサは、空間における所与の小部分が、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光を受けているかどうかをさらに判定することができる。

制御エンジンは、ヒトまたは動物の検出された位置、および光の空間分布に基づき、ヒトまたは動物が、露光されている小部分に入ったとき、所定のスペクトル範囲内の光に対する空間の小部分の露光を終了させるべく複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。

「終了させる」という表現は、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光の露光をやめることであると解釈できる。終了させるという表現は、代替的に、露光させることを、所定の閾値強度である、またはそれを超える強度から、所定の閾値強度未満であるように低減することと解釈できる。露光を、それにより、ヒトまたは動物に有害であり得る所定の閾値強度から、ヒトまたは動物に有害ではないであろうより低い強度へと低下させることができる。光のより低い強度レベルは、安全な光強度レベルと呼ぶことができる。

複数の光源のそれぞれは、放出された光がスペクトル範囲においてシフトできるように、その光の発光においてさらに調整可能であり得る。所定のスペクトル範囲は、それにより、異なる波長範囲に変えることができる。所定のスペクトル範囲は、さらに増加もしくは減少させる、または波長をシフトさせることができる。

複数の光源は、さらなる所定のスペクトル範囲内の光を放出するようにさらに構成することができ、さらなる所定のスペクトル範囲は、所定のスペクトル範囲とは異なる。

複数の光源は、所定のスペクトル範囲内の光、およびさらなる所定のスペクトル範囲内の光を同時に発光するように構成することができる。複数の光源は、それにより、例えば、多色光を放出することができる。

さらなる所定のスペクトル範囲内の光は、所定のスペクトル範囲にある光に対する所定の閾値強度と比較して、別の所定の閾値強度とすることができる。

光制御システムは、さらなる所定のスペクトル範囲内の光を放出するように構成されたさらなる光源をさらに備えることができる。

制御エンジンは、さらなる光源を制御するように構成することができる。

制御エンジンは、所定のスペクトル範囲内の光に露光されている空間の小部分を、さらなる所定のスペクトル範囲内の光にさらに露光させるべく、複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。

所定のスペクトル範囲内の光に露光されている小部分以外の、空間のさらなる小部分が、さらなる所定のスペクトル範囲に対してさらに露光され得る。

さらなる所定のスペクトル範囲の光は、それにより、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光が、空間の小部分を照明していることをヒトまたは動物に知らせるために使用することができる。

空間の小部分は、部屋の小部分とすることができる。

空間の小部分は、部屋とすることができる。

空間の小部分のうちの少なくとも2つは重複することができる。所定のスペクトル範囲を有する光の増加した強度が、それにより、照明された小部分において達成され得る。

空間の小部分のうちの少なくとも2つを、重複しないようにすることができる。空間の小部分における照明のより簡単な制御が、それにより提供され得る。

所定のスペクトル範囲を有する光は、紫外スペクトル範囲内にあることができる。

紫外スペクトル範囲は、UV-Cの範囲とすることができる。

紫外光は、細菌を、特に病原微生物を殺し、それにより、空間の照明された小部分において、殺菌効果を提供することができる。紫外光は、それにより、病院、養護施設、または医療および生物学的研究室などの研究室など、医療施設で使用され得る作業空間、機器、および用具の効率的な消毒を提供する。紫外光はまた、老人ホーム、子供向けの保育所、または学校などの公立または私立の施設において、効率的な消毒を提供することができる。紫外光は、空間の照明された小部分において、殺菌効果をさらに有することができる。あるいは、動物を含まない動物小屋、または動物小屋の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲を有する光を用いて照明することができる。

紫外光という表現は、約100nmから400nmの範囲の波長、すなわち、可視光よりも短い波長を有する電磁放射線と解釈され得る。紫外光は、光スペクトルの一部として理解することができ、また通常、約190nmから290nmのUV-C、約290nmから320nmのUV-B、また約320nmから380nmのUV-Aの3つの波長範囲に分類することができる。

UV-Cは、バクテリアの効率的な阻止を提供する。言い換えると、UV-C光は、殺菌性があり得る。細菌は、病気を生ずる可能性のある微細なバクテリア、ウイルス、菌類、および原生動物であると理解することができる。

当業者であれば、紫外範囲に関して上記で論じた様々な範囲は、異なる文献では異なる可能性のあることが理解される。UV-Cはまた、例えば、100nmから300nmの波長範囲を含むように定義され得る。紫外光は、約10～190nmの範囲にあると定義された真空UVをさらに含むことができる。

所定のスペクトル範囲は、複数の光源のすべてに対して等しくすることができる。

光源または複数の光源は、それにより、空間の小部分に所定線量の紫外光を提供することができる。所定の線量は、1000から5000000平方センチメートル当たりマイクロワット秒の範囲であり、通常、10000から200000平方センチメートル当たりマイクロワット秒以上の範囲とすることができる。光源は、例えば、30000から50000平方センチメートル当たりマイクロワット秒以上の範囲の光線量を提供することができる。当業者であれば、時間と強度の積は、効率的な殺菌性の照明を提供するために使用できることが理解される。

フルエンスと呼ぶことのできる線量は、秒で表す露光時間で、フルエンス率もしくは放射照度を乗算することによって得られることに留意されたい。したがって、所定の閾値強度は、例えば、所定の時間間隔内に、望ましい線量を提供する光の強度であると理解することができる。所定の間隔は、例えば、用途に応じて、数秒から数時間の範囲とすることができる。代替的に、一晩または一日などの長い露光時間を使用することができる。

制御エンジンまたはセンサは、空間におけるヒトまたは動物の位置座標を決定するように構成することできる。制御エンジンまたはセンサは、それにより、ヒトまたは動物を、空間内で効率的に位置を特定することができる。空間におけるヒトまたは動物の簡単化された追跡をそれにより達成することができる。制御エンジン、または制御エンジンおよびセンサはさらに、空間において、組み合わされた光の空間マッピングとヒトまたは動物の存在マッピングを提供することができる。それにより、空間における光分布の良好な制御が得られる。ヒトの軌跡をさらに決定することができ、またヒトまたは動物の将来の位置を予測する、すなわち、ヒトまたは動物が、空間の所与の小部分に接近しつつあるのか、それとも中に入りつつあるのかを予測するために使用することができる。

センサは、画像センサを備えることができる。空間、または空間の小部分の画像は、それにより取り込むことができる。さらにヒトまたは動物の存在を検出することができる。空間におけるヒトまたは動物の位置を、取り込まれた画像からさらに決定することができる。ヒトまたは動物は、任意の知られた物体検出法を用いて検出することができる。

本発明の第2の態様によれば、空間の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲を有する光に露光する方法が提供される。方法は、空間内のヒトまたは動物の位置を検出するステップと、ヒトまたは動物の検出された位置に基づき、所定のスペクトル範囲内の光を放出し、かつ空間の対応する小部分を照明するようにそれぞれが構成される空間に配置された複数の光源を制御することによって、ヒトまたは動物が存在しない空間の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるステップとを含む。

方法は、空間内における所定のスペクトル範囲内の光の空間分布を検出するステップをさらに含むことができ、また露光させるステップの行為(act)は、ヒトまたは動物の検出された位置、および検出された光の空間分布に基づく。

光制御システムの前述の特徴は、適用可能な場合、この第2の態様にも同様に適用される。必要以上の反復を避けるために、上記に対して参照が行われる。

本発明の可用性のさらなる範囲は、以下で与えられる詳細な説明から明らかになろう。しかし、本発明の範囲に含まれる様々な変更および修正は、当業者であればこの詳細な記述から明らかになるため、本発明の好ましい実施形態が示されているが、詳細な説明および特有の例は、単に例として与えられているに過ぎないことを理解されたい。

したがって、このようなデバイスおよび方法は変化し得るので、本発明は、述べられたデバイスの特定の構成要素部分、または述べられた方法のステップに限定されないことを理解されたい。本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を記述するためだけのものであり、限定することを意図するものではないことも理解されたい。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、冠詞「1つの(a)」、「1つの(an)」、「その」、および「前記」は、文脈がその他のことを明確に示していない限り、1つまたは複数の要素が存在することを意味するように意図されていることに留意すべきである。したがって、例えば、「1つのユニット」、または「そのユニット」を参照することは、いくつかのデバイス、および同様のものを含むことができる。さらに、用語「備える/含む(comprising)」、「含む(including)」、「含む(containing)」、および同様の表現は、他の要素またはステップを除外するものではない。

本発明の上記の、および他の態様を、次に本発明の諸実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に述べるものとする。図は、本発明を特定の実施形態に限定するものと見なすべきではなく、それらは、本発明を説明しかつ理解するために使用される。

図で示されるように、レイヤおよび領域の寸法は、説明目的のため誇張されており、したがって、本発明の実施形態の概略的な構造を示すために提供される。同様の参照数字は、全体を通して同様の要素を参照する。

光制御システムを備える空間の概略的な図である。光制御システムを備える空間の概略的な図である。光制御システムを備える空間の概略的な図である。光制御システムを備える空間の概略的な図である。光制御システムを備える空間の概略的な図である。光制御システムを備える空間の概略的な図である。空間の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるための方法のブロック図である。

次に、本発明の現在好ましい実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明を、以下でより完全に述べるものとする。しかし、この発明は、多くの様々な形態で実施することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈すべきではなく、これらの実施形態は、十分さおよび完全性を与えるために、かつ本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供される。

以下では、空間の小部分を、所定のスペクトル範囲内の光に露光させるための光制御システムおよび方法が、図1～図4に関して述べられる。

図1aおよび図1bは、光制御システム102を備える空間100の概略図を示す。図4は、空間の小部分を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるための方法400のブロック図を示す。

空間100は、部屋として示されているが、例えば、病院、養護施設、または学校などの建物とすることができる。

光制御システム102は、2つの光源104a、104bにより示された複数の光源104、センサ106、および制御エンジン107を備える。制御エンジン107は、センサ106に含まれるものとして示されているが、センサ106から物理的に分離することもできる。

制御エンジンは、空間100における別個のユニットにおいて形成される、または実施され得る。

制御エンジンは、代替的に、遠隔サーバ上に、または中央サーバ上に、またはクラウドサービスの一部として実施され得る。

制御エンジンおよびセンサは、有線または無線通信ネットワークを介して互いに通信することができる。制御エンジン107は、単一のデバイスに含めることができる。代替的に、制御エンジン107は、複数のデバイスにわたって分散させることができる。

光源104は、例えば、LED、OLED、AMOLED、エレクトロルミネッセントワイヤ、またはレーザ技術に基づく光など、固体素子ベースの光源とすることができる。光源は、複数の光源の少なくとも一部を備える光パネルの一部を形成することができる。

光パネルは、例えば、一定のスペクトル範囲を有する光をそれぞれが放出する異なる光源を備えることができる。光パネル内の光源のうちの1つのまたはいくつかのものは、可視光、紫外光、または赤外光を放出することができる。

いくつかの光パネルを、空間内に配置することができる。

複数の光源104のそれぞれは、さらに以下で論ずるように、所定のスペクトル範囲内の光を放出し、かつ図1aにおける小部分108a、108bによって示される、空間100の対応する小部分108を照明するように構成される。より具体的には、光源104aは、所定のスペクトル範囲内の光を用いて、小部分108aを照明するように構成される。光源104bは、所定のスペクトル範囲を有する光を用いて、小部分108bを照明するように構成される。2つの小部分108aおよび108bは重複していない。それによって、空間100における照明のより簡単な制御を行うことができる。

センサ106は、空間100内で、所定のスペクトル範囲内の光の空間分布110を(図1bを参照)検出402する(図4のブロック図を参照)ように構成することができる。センサ106は、空間100内で、ヒト114の位置112を検出する404ようにさらに構成することができる。ヒト114の位置は、空間100の小部分108b内にあるように例示されている。制御エンジン107またはセンサ106は、空間100におけるヒト114の位置座標L(x、y、z)を決定するように構成することができる。位置座標は、1つ、2つ、または3つの空間座標に関するデータを含むことができる。制御エンジン107は、位置座標が決定された時間および/または日付を割り当てるようにさらに構成され得る。

位置座標は、無線位置測定データに関するデータを含むことができる。

センサ106は、画像センサを備えることができ、その場合、ヒト114の位置112を、画像を取得することにより決定することができる。画像は、所定のスペクトル範囲内の光の空間分布を決定するために使用することができる。センサ106は、ビデオストリームなど、画像、または一連の画像を取り込むように構成されたカメラとすることができる。ヒト114の軌跡を、図示されていない取り込まれた画像からさらに決定することができる。

図1bを再度参照すると、制御エンジン107は、ヒト114の検出された位置112に基づき、ヒト114が存在しない空間の小部分108aが、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光116されるように、複数の光源104a、104bを制御するように構成される。図4の方法400の行為406も参照のこと。したがって、所定のスペクトル範囲内の光118は、ヒト114が位置する小部分108bを照明していない。ヒト114は、それによって、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光116されることが阻止される。

制御エンジン107は、ヒト114の検出された位置112、および光の空間分布110に基づき、図示されていないが、ヒト114が、露光されている小部分に入ったとき、所定のスペクトル範囲内の光118に対する空間100の小部分108bの露光116を終了させるべく複数の光源104を制御するようにさらに構成され得る。制御エンジンは、それにより、ヒトの位置と、所定のスペクトル範囲内の光が存在する空間における位置とを相互に関係付けることができる。向上させた安全制御がそれによって提供される。

制御エンジン107は、様々な無線周波数技術を用いることにより、無線周波数帯域を介して光源と通信することができる。このような技術の例は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＴＲＡＮ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）、およびＮＭＴである。通信は、さらにまたは代替的に、有線インターフェースを介して行うことができる。

所定のスペクトル範囲内の光118は、紫外、UVスペクトル範囲にあり得る。所定の閾値強度にある紫外光は、細菌を、特に病原微生物を殺す、または繁殖を妨げて、それにより、照明された小部分108aにおける殺菌効果を提供することができる。小部分108a内の作業空間120が、それにより照明されて、例えば、作業空間120における細菌の存在または成長を軽減することができる。空間100における清浄な環境がそれにより提供され得る。

紫外スペクトル範囲は、UV-Cの範囲とすることができる。UV-Cは、バクテリアの効率的な阻止を行う。言い換えると、UV-C光には殺菌性があり得る。UV-Cは、バクテリア、ウイルス、および他の病原菌のDNAを非活動化することができ、それにより、増殖し、かつ病気を生ずるその能力を破壊する。特に、UV-C光は、DNAにおけるいくつかの隣接する塩基(base)間で共有結合を形成することにより、微生物の核酸に損傷を生じさせる。

制御エンジン107は、所定のスペクトル範囲内の光に露光116されている空間100の小部分108aが、さらなる所定のスペクトル範囲内の光にさらに露光117されるように、複数の光源104a、104bを制御するようにさらに構成することができる。さらなるスペクトル範囲は、所定のスペクトル範囲とは異なっている。さらなるスペクトル範囲は、例えば、光スペクトルの可視範囲のものとすることができる。空間100におけるヒト114は、それにより、さらなるスペクトル範囲内の光を観察することによって、効率的な方法で、光の露光116に気が付くことができる。言い換えると、さらなるスペクトル範囲内の光を用いた露光117は、露光116された小部分108aを囲む視認できる光の境界を提供し、ヒトが小部分108aの中に入るのを阻止する。さらなる所定のスペクトル範囲内の光は、それにより、警報または警告光として機能することができる。警報または警告光は、例えば、赤色または青色光など、所定の色を有することができる。

所定のスペクトル範囲は、非限定的な例では、紫外範囲のものとすることができ、またさらなるスペクトル範囲は、可視スペクトルの青色スペクトル範囲のものとすることができる。

所定のスペクトル範囲内の光に露光されている小部分以外の空間のさらなる小部分を、さらなる所定のスペクトル範囲にさらに露光させることができる。より大きい可視光境界を、それにより使用することができる。

さらなる所定のスペクトル範囲の光は、それにより、所定のスペクトル範囲内の光が空間の小部分を照明していることを示すことができる。

図2aおよび図2bは、家200の内側、すなわち、光制御システム102を備える空間の概略図を示す。家200の部屋202は、空間の第1の小部分204を形成する。光制御システム102は、図示されていない複数の光源を備える。光源は、上記で述べた光源104とすることができる。光源のそれぞれは、所定のスペクトル範囲内の光を放出し、かつ空間の対応する小部分を照明するように構成される。第1の小部分204は、それにより、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118で照明することができる。

光制御システム102は、センサ106および制御エンジン107をさらに備える。制御エンジン107は、センサ106から物理的に分離されて示されている。制御エンジン107およびセンサ106は、互いに通信状態にあり、2つの間で情報を転送することが可能である。センサ106は、例えば、家200の壁203上に、または家200の天井に配置することができる。

センサ106は、家200の内部で、所定のスペクトル範囲内の光118の空間分布206を検出するように構成することができる。センサ106は、それにより、所定のスペクトル範囲内の光によって照明される家の中の位置を決定することができる。

センサ106は、家200の内部で、ヒト114の位置208をさらに検出することができる。図2aでは、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118の空間分布206は、部屋202内にあると検出される。ヒト114の位置208は、空間の第2の小部分209にある、すなわち、部屋202の隣の部屋210内の位置208にあるとさらに検出される。制御エンジン107は、ヒト114の位置が、所定のスペクトル範囲内の光118に露光されている空間の小部分内にはないとさらに決定することができる。制御エンジン107は、ヒト114の検出された位置208、および光の空間分布206に基づいて、家200における複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。ヒト114が存在しない家200の部屋202は、したがって、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光212され得る。しかし、ヒトが存在している部屋210は、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光されない。したがって、所定のスペクトル範囲を有する光118は、ヒト114が、所定の閾値強度にある光118に露光されないように光源から放出される。

制御エンジン107は、ヒト114の検出された位置208に基づき、ヒト114が、露光されている部屋202に入ったとき、所定のスペクトル範囲内の光118に対する部屋202の露光212を終了させるべく複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。これは、図2bで例示されており、その場合、図2aの露光212は、ヒト114が部屋202に入ったとき、すなわち、第1の小部分204に入ったときに終了する。言い換えると、ヒト114が、部屋202内の別の位置214にいると検出されたとき、露光212は終了する。ヒト114に対して苦痛を与える、または有害な光を露光212することは、それにより阻止することができる。

制御エンジン107は、部屋202の別の小部分216を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光させるように構成することができる。したがって、ヒト114が存在しない部屋202の一部216を光118に露光212させることができる。その別の小部分216は、例えば、作業空間、衛生設備、またはキッチンシンクを含むことができる。

制御エンジン107は、ヒト114が部屋210を離れると、部屋210の第2の小部分209を、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光させる218ようにさらに構成することができる。ヒト114に対して苦痛を与える、または有害な光の露光118がそれにより阻止され得る。

制御エンジン107は、空間の単一の、または複数の小部分が、これらの小部分にヒトまたは動物が存在しないとき、所定のスペクトル範囲内の光に露光されるように、光源を制御するようにさらに構成することができる。したがって、小部分204、209、および/または216は、ヒト114が、例えば、家200を離れたとき、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光され得る。あるいは、小部分204、209、および/または216は、ヒト114が部屋220の中に入ったとき、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光され得る、図2aおよび図2bを参照のこと。

空間の小部分のうちの少なくとも2つは、重複していることが可能であることに留意されたい。例えば、小部分204および216が重複している。所定のスペクトル範囲内の光の増加した強度が、それにより、照明された小部分において達成することができ、したがって、所定の閾値強度を達成することができる。この目的のために、所定のスペクトル範囲は、すべての複数の光源に対して等しくすることができる。複数の光源は、それにより、空間の小部分において所定の線量の光を提供することができる。所定の線量は、時間と、所定のスペクトル範囲内の光の強度とを設定することにより達成することができる。所定の閾値強度は、複数の光源から放出される光によって提供され得る。

所定のスペクトル範囲は、空間の異なる小部分に対してスペクトル範囲が異なることもあり得る。

所定のスペクトル範囲内の光のスペクトル分布は、空間の異なる小部分に対して、同じ、または異なることができる。

図3aおよび図3bは、空間300の内部の概略図を示す。空間300は、動物302を含む家畜小屋300として例示される。空間300は、上記で述べた光制御システム102を備える。家畜小屋300は、複数の小部分304a～304gへと分割される。光制御システム102は、図示されていない複数の光源、複数のセンサ106、および制御エンジン107を備える。光源は、上記で述べた光源104とすることができる。制御エンジン107およびセンサ106はまた、上記で述べたように構成することができる。光源のそれぞれは、所定のスペクトル範囲内の光118を放出し、かつ空間300の対応する小部分304a～304gを照明するように構成される。家畜小屋300の小部分304aおよび304bは、それにより、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118で照明され得る。

センサ106は、家畜小屋300内において、所定のスペクトル範囲内の光118の空間分布306を検出するように構成することができる。センサは、空間300内において、動物302の位置308を検出するように構成することができる。制御エンジン107は、動物302の検出された位置308および光の空間分布306に基づき、家畜小屋300内の複数の光源を制御するように構成される。図3aで例示されるように、所定のスペクトル範囲内の光118の空間分布306は、小部分304aおよび304bにあるように検出されるが、動物302の位置308は、家畜小屋300の小部分304c、304d、304f、および304gにあると検出される。家畜小屋300の小部分304aおよび304bは、したがって、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光され得る310。露光310は、例えば、露光されるセクション304aおよび304bに対して殺菌効果を有するUV光を含むことができる。所定の閾値強度は、有効な殺菌を提供するが、動物302が露光された場合には、動物302を混乱させる、または障害を与えることになる強度レベルに、方法400によってさらに設定され得る。

しかし、動物が存在する家畜小屋300の少なくとも小部分304c、304d、304f、および304gは、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光されていない。

小部分304eは、この例では、光118に露光されていない。しかし、小部分304eはまた、動物がここで検出されないので、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に露光させることもできる。

制御エンジン107は、動物302の検出された位置308に基づき、動物302aが、露光されている小部分304aからの安全距離312内にあるとき、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118に対する空間300の小部分304aの露光を終了させるべく、複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。安全距離312は、例えば、0.5mから10mの範囲とすることができる。安全距離312は、代替的に、例えば、空間の寸法、および/または所定のスペクトル範囲内の光に露光されることに対するヒトまたは動物の感度に応じて、より大きく、またはより小さくすることもできる。

より具体的には、動物302aは、図3aにおいて、小部分304g内に位置するように示されている。動物302aの位置308aの場合、例えば、小部分304aおよび304bを光118に露光させる310ことは安全である。しかし、動物302aが、小部分304aの方向に移動314し、かつ小部分304aからの安全距離312に達したとき、光118の露光は終了される、図3aと図3bを比較されたい。所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光118は、それにより、動物302aが小部分304aに入る前に終了させることができる。動物302に対して苦痛を与える、または有害なおそれのある動物302aの露光は、それにより阻止することができる。

動物302が、所定のスペクトル範囲内の光に露光されている小部分304aに入ったとき、露光を、代替的に、所定の閾値強度またはそれを超える強度から、所定の閾値強度未満の強度へと低減することができる。露光は、それにより、動物に有害であり得る所定の閾値強度から、ヒトまたは動物に有害ではないはずのより低い強度へと低減することができる。

上記では、空間におけるヒトまたは動物の検出、および露光の阻止が論じられてきた。代替的に、または組み合わせて、検出は、ヒトおよび動物のものとすることができ、また露光の阻止は、検出されたヒトおよび/または動物に関係することができる。

上記で述べられた所定のスペクトル範囲内の光は、紫外スペクトル範囲のものとすることができる。紫外スペクトル範囲は、UV-Cの範囲とすることができる。紫外光は、例えば、研究室、医療施設、ならびにキッチン、浴室、および動物の家畜小屋で使用される表面、作業空間、機器、および用具などを殺菌および消毒するために使用される。発光ダイオード、レーザ、および低圧水銀灯などの光源は、紫外スペクトル範囲にある光を出すことができる。例えば、254nmの紫外光は、微生物のDNAに損傷を与えることができ、したがって、微生物は繁殖することができず、微生物をヒトまたは動物に対してより無害なものにする。

例えば、二酸化チタンおよびUV-C露光、すなわち、約190nmから290nmの波長を有する光の露光からの触媒化学反応は、さらに有機物の酸化を誘起して、病原菌、花粉、およびカビ胞子を、無害の不活性な副産物へと変換することができる。UVの浄化の仕組みは、それにより、光化学プロセスであると理解することができる。室内環境における汚染物質は、ほとんど完全に有機炭素ベースの化合物であり、それにより、240nmから280nmの紫外光に露光されたとき破壊され得る。

上記で述べた所定のスペクトル範囲内の光は、代替的に、約380nmから750nmの視認できるもの、および/または約750nmから1mmの光の赤外スペクトル範囲のものとすることもできる。ヒトまたは動物のこれらの波長の光への露光を阻止することができる。したがって、ヒトまたは動物に対して混乱させる、または有害である色、ある範囲の色、または強度レベルを有する光にヒトまたは動物を露光させることは、回避することができる。赤外光源からの露光をさらに低減することができる。所定の閾値強度の赤外光の露光に関連付けられ得るヒトまたは動物の加熱は、それにより、軽減され得る。

非限定的な例として、早産児は露光に対して影響を受けやすい。妊娠の第37週前に生まれた乳児は、早産であると考えられる。早産児は、十分に発育されていない。例えば、視覚的な刺激のタイプおよび強度が、視力および色覚の発育に影響を与える可能性がある。さらに、早産児の目の網膜の血管系は発育中であり、したがって、露光によって容易に損傷を受けるおそれがある。このため、光または他の視覚的刺激は、早産児の体にストレスを加えるおそれがある。したがって、看護師は、通常、早産児の保育器を覆うようにする。代替的に、かつ/または組み合わせて、早産の赤ん坊が置かれる新生児集中治療室、NICUは、早産児への露光を阻止するために、夜間は光を暗くすることができる。しかし、この光の管理には、さらなる作業を必要とする。

したがって、早産児が存在しない空間の小部分では露光を可能にするが、乳児が存在する小空間における露光は阻止することが有利である。より具体的には、上記で述べた光制御システムを提供することができる。光制御システムは、所定のスペクトル範囲内の光を放出するようにそれぞれが構成された複数の光源を備えることができる。複数の光源のそれぞれは、空間の対応する小部分を照明するように構成することができる。光制御システムは、画像センサをさらに備えることができる。画像センサは、1つまたは複数の画像を取得するように構成することができ、また光制御システムは、制御エンジンをさらに備えることができる。制御エンジンは、画像センサにより取得された画像を用いて、空間内で、所定のスペクトル範囲内の光の空間分布を検出するように構成され得る。制御エンジンは、画像センサによって取得された画像を用いて、空間における早産児の位置座標を決定するようにさらに構成することができる。制御エンジンは、早産児の位置座標、および光の空間分布に基づき、複数の光源を制御するようにさらに構成することができる。こうすることにより、早産児が存在しない空間の小部分が、所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に露光されるようにする。したがって、NICUは普通の「昼光」の光で照明されるが、早産児が存在する小部分は、早産児には有害な、または不快さを生ずる光で照明されることはない。

一例によれば、所定のスペクトル範囲内の光は、600nmの波長未満の可視光とすることができる。したがって、600nm未満の波長範囲の光は、早産児が存在しない空間における小部分を照明するために使用することができるが、同時に、早産児は、600nm未満の波長を有する可視光から保護される。別の例によれば、所定のスペクトル範囲内の光は、500nmの波長未満の可視光とすることができる。したがって、500nm未満の波長範囲の光は、早産児が存在しない空間の小部分を照明するために使用することができるが、同時に、早産児は、500nm未満の波長を有する可視光から保護される。こうすることは、早産児を有害な光から保護するが、NICUにおける適切な作業環境を維持することを可能にする。

制御エンジンは、画像センサによって取得された画像を用いて、空間における早産児の位置座標を決定するように構成することができる。制御エンジンは、画像センサによって取得された画像を用いて、空間における早産児と他のヒトとの間をさらに区別することができる。制御システムは、取得された画像内の対象物の相対的な高さおよび/または幅を用いて、空間における早産児と他のヒトとの間を区別することができる。早産児に対する職員および/または親は、それにより、通常の「昼光」、すなわち、可視スペクトル全体に含まれる光に露光され得るが、早産児は、早産児には有害な可能性のある光から保護される。この光の管理は、露光に対して早産児を覆うなど、さらなる作業の必要性を低減し、早産児の周囲に、より好ましい照明状態をさらに生ずることができる。したがって、NICUの職員および訪問者に対する視覚的なガイド用の光、および読書灯を提供するための光を得ることができる。

早産児に関する上記の論議はまた、所定のスペクトル範囲内の露光にやはり影響を受けやすい早産の動物に対しても当てはまる。

当業者であれば、本発明は、上記で述べた好ましい実施形態に決して限定されるものではないことが理解される。それとは反対に、添付の特許請求の範囲に含まれる多くの修正および変形が可能である。

例えば、空間は、屋外または屋内空間とすることができる。

光源は、例えば、天井に取り付けられた照明設備とすることができるが、あるいは空間に配置されたスポットライト源であり得ることに留意されたい。

制御エンジンは、ソフトウェアおよびまたはハードウェアで実施することができる。例えば、制御エンジンは、実行可能なコンピュータプログラム命令を動作させるプロセッサにより実施され得る。プロセッサは、汎用または専用プロセッサとすることができる。実行可能なコンピュータプログラム命令は、メモリに記憶することができる。したがって、プロセッサは、メモリから命令を読み取り、かつこれらの命令を実行して光制御システムの動作を制御するように構成される。

メモリは、ROM、RAM、SRAM、DRAM、CMOS、FLASH、DDR、SDRAM、または何らかの他のメモリ技術など、コンピュータ可読メモリに対する任意の一般に知られた技術を用いて実施することができる。メモリはまた、制御エンジンにより処理される情報を記憶するように構成することができる。メモリは、データベースの少なくともいくつかの部分を記憶するように構成することができる。

センサは、画像センサを備えることができ、またセンサおよび/または制御エンジンは、ヒトと動物の間、または様々な動物の間を区別するように構成することができる。所定のスペクトル範囲および/または所定の閾値強度は、ヒトまたは動物が検出されたかどうか、またそれがどんなタイプの動物かに応じたものであり得る。

小部分の露光の強度は、ヒトまたは動物が、露光されている小部分の外側で検出されたかどうかにさらに基づくことができる。露光の強度は、例えば、ヒトが、空間の小部分の外側で検出されなかった場合、大きくすることができる。

さらに安全距離は、ヒトまたは動物が、露光されている小部分の外側で検出されたかどうかに基づくことができる。安全距離は、動物に対するものよりもヒトに対して大きくすることができる。

さらに当業者であれば、図面、開示、および添付の特許請求の範囲を学習することにより、特許請求される本発明の実施において、開示された諸実施形態に対する変形形態を理解し、かつ実施することが可能である。

100 空間
102 光制御システム
104a 光源
104b 光源
106 センサ
107 制御エンジン
108a 小部分
108b 小部分
110 光の空間分布
112 位置
114 ヒト
116 露光
117 露光
118 露光（所定のスペクトル範囲内の光）
120 作業空間
200 家、空間
202 部屋
203 壁
204 小部分
206 光の空間分布
208 位置
209 小部分
210 部屋
212 露光
214 位置
216 小部分
218 露光
220 部屋
300 家畜小屋（空間）
302 動物
302a 動物
304a 小部分
304b 小部分
304c 小部分
304d 小部分
304e 小部分
304f 小部分
304g 小部分
306 光の空間分布
308 位置
308a 位置
310 露光
312 安全距離
314 移動

Claims

紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光を放出するようにそれぞれが構成された複数の光源（１０４）であって、空間（１００）の対応する小部分（１０８）を照明するようにそれぞれが構成された複数の光源（１０４）と、
１つまたは複数の画像を取得するように構成された画像センサ（１０６）と、
前記画像センサにより取得された画像を用いて、前記空間（１００）内で、前記紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光の空間分布を検出し、
前記画像センサにより取得された画像を用いて、前記空間（１００）におけるヒト（１１４）または動物の位置座標を決定し、かつ
前記ヒト（１１４）または前記動物の前記位置座標（１１２）、および光の前記空間分布（１１０）に基づき、前記ヒト（１１４）または前記動物が存在しない前記空間（１００）の小部分（１０８ａ）が、所定の閾値強度にある前記紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光（１１８）に露光（１１６）されるように、且つ、前記ヒトまたは前記動物（３０２ａ）が、前記露光（３１０）された小部分（３０４ａ）から安全距離（３１２）内にいるとき、前記所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光（１１８）に対する前記空間の小部分（３０４ａ）の露光（３１０）を終了させるように、前記複数の光源（１０４）を制御する
ように構成された制御エンジン（１０７）と、
を備える光制御システム。
前記安全距離（３１２）は、０．５ｍから１０ｍの範囲である、請求項１に記載の光制御システム。
前記制御エンジンは、前記検出されたヒト（１１４）または動物の位置（１１２）、および光の空間分布（１１０）に基づき、前記ヒト（１１４）または前記動物が、前記露光された小部分（２０４）に入ったとき、前記所定のスペクトル範囲内の光（１１８）に対する前記空間（２００）の小部分（２０４）の露光（２１２）を終了させるべく、前記複数の光源（１０４）を制御するようにさらに構成されている、請求項１又は２に記載の光制御システム。
前記複数の光源（１０４）のうちの、１つの光源によって照明される前記空間（２００）の小部分（２１６）と、他の光源によって照明される前記空間（２００）の小部分（２０４）とは重複している、請求項１から３のいずれか一項に記載の光制御システム。
前記複数の光源（１０４）のうちの、１つの光源によって照明される前記空間（２００）の小部分（１０８ａ）と、他の光源によって照明される前記空間（２００）の小部分（１０８ｂ）とは重複していない、請求項１から３のいずれか一項に記載の光制御システム。
前記紫外スペクトル範囲は、ＵＶ－Ｃの範囲内にある、請求項１から５のいずれか一項に記載の光制御システム。
前記所定のスペクトル範囲は、前記複数の光源のすべてに対して等しい、請求項１から６のいずれか一項に記載の光制御システム。
前記制御エンジン（１０７）または前記画像センサ（１０６）は、前記空間（１００）におけるヒト（１１４）または動物の位置座標を決定するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の光制御システム。
空間の小部分を、所定の閾値強度で紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるための方法であって、
前記空間の１つまたは複数の画像を取得するステップと、
取得された画像に基づき、前記空間内のヒトまたは動物の位置座標を検出するステップ（４０４）と、
取得された画像に基づき、前記空間内における、前記紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光の空間分布を検出するステップ（４０２）と、
前記検出されたヒトまたは動物の位置座標、および前記検出された空間内における紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光の空間分布に基づき、紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光を放出するように、かつ前記空間の対応する小部分を照明するようにそれぞれが構成された前記空間に配置された複数の光源を制御することにより、前記ヒトまたは動物が存在しない空間の小部分を、前記所定の閾値強度で紫外スペクトル範囲内にある所定のスペクトル範囲内の光に露光させるステップ（４０６）と、
前記ヒトまたは前記動物が、前記露光された小部分から安全距離内にいることに応答して、前記所定の閾値強度にある所定のスペクトル範囲内の光に対する前記空間の小部分の露光を終了させるステップと、
を含む方法（４００）。