JP7386400B2 - 照明制御装置、照明制御システム、及び照明制御方法 - Google Patents

照明制御装置、照明制御システム、及び照明制御方法 Download PDF

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Description

本開示は、照明を制御する照明制御装置、照明制御システム、及び照明制御方法に関する。
従来、スポットライトをパン方向及びチルト方向に駆動して照明するスポットライトが知られている(特許文献1参照)。このスポットライトは、照明灯を収容したスポットライト本体と、このスポットライト本体をパン作動させるためのパン駆動ブロック及びチルト動作させるためのチルト駆動ブロックと、パン作動及びチルト作動させる駆動制御手段と、を備える。
特開平08-180702号公報
特許文献1のスポットライトでは、スポットライトをパン方向及びチルト方向に移動させるまでに時間がかかる。このため、ユーザ所望の特定の方向にスポットライトによる照明を行うためには、照明開始までに時間を要することがある。また、パン・チルトを行うための駆動部が必要となるために構成が複雑になり、機構的な故障が発生し易くなり、定期的なメンテナンスが必要となる。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で全方位のうちのユーザ所望の方向を迅速に照明できる照明制御装置、照明制御システム、及び照明制御方法を提供する。
本開示の一態様は、複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御装置であって、前記照明の制御に関する処理を行う処理部を備え、前記処理部は、前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうちの一部の光源に照明させる、照明制御装置である。
本開示の一態様は、複数の光源により照明可能な照明装置と、前記照明装置による照明を制御する照明制御装置と、を備えた照明制御システムであって、前記照明制御装置は、前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうちの一部の光源に照明させる、照明制御システムである。
本開示の一態様は、複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御方法であって、前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうちの一部の光源に照明させる、照明制御方法である。
本開示によれば、簡易な構成で全方位のうちのユーザ所望の方向を迅速に照明できる。
実施形態1におけるスポットライトシステムの概要の一例を示す図 第1例の照明器具の外観を示す図 外装の一部を外した状態にある照明器具の内部の構成を示す図 第2例の照明器具の外観を示す図 外装の一部を外した状態にある照明器具の内部の構成を示す図 スポットライトシステムのハードウェア構成を示すブロック図 照明器具の外装に配置された複数のLEDの取付位置を説明する図 照明器具の外装に配置された複数のLEDの取付位置を説明する図 LED照射方向テーブルの登録内容を示す図 スポットライトシステムの動作手順を示すシーケンス図 ライティング方向とLED照射方向との角度差を示す図 ライティング方向を中心とし、その周囲に配置された複数のLEDの輝度を矩形的に求める関数を表すグラフ ライティング方向を中心とし、その周囲に配置された複数のLEDの輝度を求める一次関数を示すグラフ ライティング方向を中心とし、その周囲に配置された複数のLEDの輝度を求めるガウス関数を示すグラフ ガウス関数の一般的な特性を示すグラフ 実施形態2におけるスポットライトシステムのハードウェア構成を示すブロック図 照明器具の基準方向を設定する方法を説明する図 基準方向を設定して点灯する動作の手順を示すフローチャート ユーザが指定した方向にライティング方向を設定する具体例を示す図 実施形態2の変形例1における360度カメラ及び照明器具の外観を示す図 ライティング方向の第1の指定例を説明する図 ライティング方向の第2の指定例を説明する図 UIの画面の一例を示す図 実施形態2の変形例2におけるスポットライトシステムのハードウェア構成を示す図 実施形態4におけるスポットライトシステムのハードウェア構成を示す図
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施形態1)
図1は、実施形態1におけるスポットライトシステム5の概要の一例を示す図である。スポットライトシステム5は、照明器具10と制御端末60とを含む構成を有する。照明器具10は、室内の天井200に設置される。制御端末60は、ユーザhm1が操作可能なスマートフォン等の携帯端末である。なお、制御端末60は、携帯端末に限らず、専用のリモコンであってもよい。照明器具10は、球体の外装10z(図2参照)を有する。外装10zの内側には、外装10zの外側に光を照射可能な複数のLED(light emitting diode)20(図3参照)が配置される。照明器具10は、複数のLED20を選択的に点灯させることで任意の方向にスポットライトを照射可能である。ユーザhm1は、制御端末60を操作し、照明器具10スポットライトとして機能させた場合のライティング方向を指定する。制御端末60は、指定されたライティング方向を含む情報(光源照射情報)を照明器具10に送信する。照明器具10は、指定されたライティング方向に照明可能なLED20を選択して点灯する。点灯は、単純に発光すること、点滅等の様々な発光パターン(照明パターン)で発光すること、を含んでよい。
(照明器具の第1例)
図2は、第1例の照明器具10の外観を示す図である。照明器具10は、例えば球状に形成された外装10zを有する。外装10zの表面には、外装10zの内部からの光を透過させる、複数の透光性部材13が嵌め込まれている。透光性部材13は、透光性を有する樹脂やガラス等の材料で成形される。なお、透光性部材13は、外装10zの内部からの光を拡散可能なレンズに成形されてもよい。複数の透光性部材13は、例えば正五角形の各頂点及び正六角形の各頂点の近傍に配置される。また、複数の透光性部材13は、外装10zの内側に配置された、LED20の照射方向に光軸が一致するように配置される。これにより、外装10zの内側で発せられたLED20の照射光は、透光性部材13を通して外装10zの外側に効率良く照射される。
また、6個の透光性部材13によって形成される正六角形の中央に、通気孔14が形成される。
また、外装10zの頂部には、筒状の取付部材16が設けられる。取付部材16の内側には、照明器具10を天井200に固定するためのワイヤや、商用電源からの電力を電源36(図6参照)に供給する電源コードが配される。
図3は、外装10zの一部を外した状態にある照明器具10の内部の構成を示す図である。外装10zの内側には、多面体を形成する複数の基板11が配置される。多面体は、例えば、20枚の正六角形の面と12枚の正五角形の面とが組み合わされた三十二面体である。正六角形の面を有する基板(以下、正六角形の基板という)11Aの表面には、正六角形の角部に6個のLED20及び6個の駆動回路21が配置される。6個の駆動回路21は、それぞれ6個のLED20を駆動する。同様に、正五角形の面を有する基板(以下、正五角形の基板という)11Bの表面には、正五角形の角部に5個のLED20及び5個の駆動回路21が配置される。5個の駆動回路21は、それぞれ5個のLED20を駆動する。なお、それぞれの基板に配置されるLEDの数は、これに限られない。
また、正六角形の基板11Aは、例えば表面が赤色に着色されたガラスエポキシ基板で成形されてよい。正五角形の基板11Bは、例えば表面が青色に着色されたガラスエポキシ基板で成形されてよい。これにより、正六角形の基板11Aと正五角形の基板11Bの配置が分かりやすくなる。
また、正六角形の基板11A及び正五角形の基板11Bの中央には、それぞれ正六角形の基板11A及び正五角形の基板11Bを支持部材(図示せず)に固定するための雄ネジ11yが挿通される孔部11zが形成される。
(照明器具の第2例)
図4は、第2例の照明器具10Eの外観を示す図である。照明器具10Eの外形は、第1例の照明器具10と略同様である。照明器具10Eの外装10zの頂部には、前記第1例で示した筒状の取付部材16の代わりに、口金116が設けられる。口金116は例えば、JISC8280やIEC60061で規格化されるものであってもよい。口金116のサイズは、例えば口金サイズE26である。照明器具10Eの口金116は、天井に取り付けられたソケットに時計回りにねじ込まれることで、照明器具10Eを吊り下げた状態で支持する。また、照明器具10Eの口金116は、反時計回りに緩められることで、ソケットから開放される。また、口金116は、金属板で成形されており、ソケットと電気的に接続される。ソケットに接続された商用電源は、口金116がソケットに接続された状態で、照明器具10Eの内部の電源36(図6参照)を通電する。このように、外装10zに口金116が設けられたことで、照明器具10Eは、取り扱い易くなる。また、外装10zの口金116の近傍には、USB(Universal Serial Bus)ポート118(例えばメンテナンス用のUSBポート)が設けられる。
図5は、外装10zの一部を外した状態にある第2例の照明器具10Eの内部の構成を示す図である。照明器具10Eの外装10zの内側に配置される、多面体を形成する複数の基板111は、フレキシブル基板である。複数の基板111が形成する多面体は、前記第1例と同様、正五角形と正六角形を組み合わせて形成される三十二面体でよい。第2例では、各基板111は、外装10zの内側である球面に沿うように湾曲するので、複数の基板111で形成される三十二面体は、前記第1例と比べて、より完全な球体に近い形状になる。
以後、照明器具として、照明器具10について説明するが、照明器具10Eについても同様である。
図6は、スポットライトシステム5のハードウェア構成を示すブロック図である。制御端末60は、制御部61と、記憶部62と、UI(User Interface)63と、通信部64とを含む構成を有する。
UI63は、ユーザhm1によって指定されるライティング方向、照明色、照明パターン、照明時間、照明領域等の照明情報を受け付ける。照明色が固定色(例えば白色)である場合、照明色の指定は省かれてもよい。UI63は、例えば、操作部及び表示部としての機能を有するタッチパネルで構成される。タッチパネルには、ユーザによるタッチ操作に適したUI画面が表示される。なお、UI63は、個々に表示部及び操作部を有した構成であってもよい。表示部は、液晶表示デバイス、有機ELデバイス、又はその他の表示デバイスを含んでよい。表示部は、各種データや情報を表示する。操作部は、マウス、キーボード、タッチパッド、タッチパネル、マイクロホン、又はその他の入力デバイスを含んでよい。操作部は、各種データや情報の入力を受け付ける。
記憶部62は、照明器具10の基板11に配置されたLED20のLED照射方向が登録されたLED照射方向テーブルTL1(図8参照)を記憶する。また、LED照射方向テーブルTL1は、LED照射方向に限らず、LEDに関する情報(例えば照明器具10におけるLED20の配置位置、LED20の向き、LEDが発光可能な色、等の情報、以下、光源情報という場合がある。)が登録されている光源情報テーブルであってもよい。記憶部62は、一次記憶装置(例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory))を含む。記憶部62は、二次記憶装置(例えばHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive))や三次記憶装置(例えば光ディスク、SDカード)を含んでよい。記憶部62は、その他の記憶装置を含んでよい。記憶部62は、各種データ、情報、プログラム等を記憶する。
制御部61は、制御端末60の各部の動作を制御し、また、各種処理を実行する。制御部61は、UI63で受け付けたライティング方向及び照明色を基に、点灯するLED20を選択し、記憶部62に記憶されたLED照射方向テーブルTL1を参照し、LED番号を取得する。制御部61は、例えば、プロセッサが記憶部62に保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。プロセッサは、MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphical Processing Unit)、等を含んでよい。
通信部64は、照明器具10と通信を行い、照明時の光源照射情報としてのLED番号及び照明色を含むLED照射情報を照明器具10に送信する。LED照射情報は、他に照明パターンや照明時刻等の情報を含んでもよい。また、通信部64は、ネットワークを介してサーバと接続し、例えばサーバに蓄積された部屋の図面DR1(図16参照)等のデータを取得する。通信部64による通信方式は、例えば、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、電力線通信、赤外線通信、近距離無線通信(例えばBluetooth(登録商標)通信)、携帯電話用のモバイル通信等の通信方式を含んでよい。
照明器具10は、制御部31と、記憶部32と、複数のLED20と、通信部34と、ファン35と、電源36とを含む構成を有する。通信部34は、制御端末60と通信を行い、制御端末60からLED照射情報を受信する。通信部34による通信方式は、制御端末60と同様、例えば、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、電力線通信、赤外線通信、近距離無線通信(例えばBluetooth(登録商標)通信)、携帯電話用のモバイル通信等の通信方式を含んでよい。
制御部31は、LED照射情報に含まれるLED番号に対応するLED20の点灯制御を行う。制御部31は、制御端末60と同様、例えば、プロセッサが記憶部32に保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。プロセッサは、MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphical Processing Unit)、等を含んでよい。
記憶部32は、制御部31のワーキングメモリとして使用され得る。記憶部32は、制御端末60と同様、一次記憶装置(例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory))を含む。記憶部32は、二次記憶装置(例えばHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive))や三次記憶装置(例えば光ディスク、SDカード)を含んでよい。記憶部32は、その他の記憶装置を含んでよい。記憶部32は、各種データ、情報、プログラム等を記憶する。
複数のLED20は、制御部31からの点灯指示に従い、点灯する。個々のLED20には、LED番号が割り当てられている。個々のLED20の照射方向は、各LED20が取り付けられた外装10zの表面に対し、垂直な方向でよい。したがって、照明器具10の中心から各LED20の取付位置を示す方向は、LED20の照射方向と同じになる。
ファン35は、外装10zの内側に設けられる。ファン35は、外装10zの内部を空冷し、外装10zに形成された通気孔14から熱気を排気する。電源36は、例えば商用電源に接続されると、照明器具10の各部に電力を供給する。
図7A、図7Bは、照明器具10の外装10zに配置された複数のLED20の取付位置を説明する図である。照明器具10が天井に吊り下げるように取り付けられた場合、各LED20の取付位置は、照明器具10の中心を頂点として天地方向(地面に対して垂直な方向)からの角度θ(図7A参照)、及び天地方向と直交する水平方向における基準方向からの角度φ(図7B参照)で表される。基準方向は、あらかじめ照明器具10に設定された任意の方向(例えば正面方向)である。ユーザが基準方向を所定の方向、例えば照明器具の設置後、特定の対象の方向に基準方向を設定してもよい。なお、基準方向は、照明器具10の出荷時に固定的に設定されてもよい。また、各LED20の照射方向は、LED20の取付位置と同様、照明器具10の中心から各LED20への方向を表す角度θ,φで表される。
図8は、LED照射方向テーブルTL1の登録内容を示す図である。LED照射方向テーブルTL1には、例えば、20枚の正六角形の基板11Aと6枚の正五角形の基板11Bに装着された、180個のLED20の取付位置、つまりLED照射方向が登録されている。LED20の取付位置を座標(θ,φ)で表すと、例えば、No.1のLED20の取付位置は、(5°,0°)である。No.2のLED20の取付位置は、(5°,15°)である。同様に、No.n(nは最大値)のLED20の取付位置は、(175°,345°)である。
照明器具10に配置された例えば180個のLED20のうち、スポットライトの点灯に使用されるLED20は、式(1)にしたがって選択される。
a・b≧α ……(1)
ここで、
a・b:ベクトルaとベクトルbの内積
α:閾値
ベクトルaは、球状である外装10zの中心から外装10zの表面近傍の内側に配置されたLED20に向かうベクトルである。ベクトルbは、ユーザによって指定されたライティング方向である。実施形態1では、ライティング方向は、ユーザによって座標(θ,φ)で指定される。閾値αは、スポットライトの照射範囲を決定する閾値、つまり、ライティング方向を中心に点灯するLEDを決めるための閾値である。閾値αは、照明器具10ごとの固定値であってもよいし、ユーザが制御端末60を使用して設定してもよい。閾値αを大きな値にすると、ベクトルbの方向に近い方向のベクトルaを持つLED20だけが点灯するので、スポットライトの照射範囲は狭くなる。一方、閾値αを小さな値にすると、ベクトルbの方向から少し離れた方向のベクトルaを持つLED20も点灯するので、スポットライトの照射範囲は広くなる。
実施形態1では、式(1)を満たすLED20の点灯によって、照射されるスポットライトの形状は、略円形である。なお、スポットライトに使用される、式(1)で選択された複数のLED20の中から、さらに、点灯するLED20を抽出することで、スポットライトの形状を矩形や楕円形に変更することも可能である。ここでは、点灯するLEDは、式(1)を満たすものであったが、式(1)を用いることなく、ユーザが点灯するLEDを直接選択してもよい。
上記構成を有するスポットライトシステム5の動作を示す。図9は、スポットライトシステム5の動作手順を示すシーケンス図である。ユーザhm1は、制御端末60のUI63を用いて、スポットライトのライティング方向及び照明色を指定する。制御端末60のUI63は、ユーザhm1によって指定されたスポットライトのライティング方向及び照明色を受け付ける(T1)。制御部61は、指定されたライティング方向及び照明色を基に、各LED20の点灯方法を決定する(T2)。具体的に、制御部61は、式(1)にライティング方向を用いて、点灯するLED20を選択し、LED番号を取得する。また、制御部61は、照明色に対応する色情報を求める。例えば、色情報として、RGB値が用いられる。R値、G値、及びB値は、それぞれ値0~255の範囲で設定される。例えば、黄色の最大値の場合、R:255,G:255,B:0である。紫色の最大値の場合、R:128,G:0,B:128である。黒色の最大値の場合、R:0,G:0,B:0である。
なお、色情報は、色相、彩度、明度の情報を含んでよい。明度は、表示における輝度に相当してよい。この場合、色情報は輝度情報を含む。明度は、表示における輝度とは別であってもよい。この場合、色情報とは区別して輝度情報が想定されてもよい。
制御端末60の通信部64は、選択したLED20のLED番号及びRGB値を含むLED照射情報を照明器具10に送信する(T3)。照明器具10の通信部34は、制御端末60からLED照射情報を受信し、記憶部32に記憶する(T4)。制御部31は、LED照射情報を基に、照明器具10に搭載された全LED20のうち、点灯させるLED20を決定し、一部のLED20を点灯させる(T5)。
実施形態1におけるスポットライトシステム5では、スポットライトの照射方向を特定の方向に高速に移動できる。なお、実施形態1では、LED照射方向テーブルTL1は、制御端末60の記憶部62に記憶されていたが、照明器具10の記憶部32に記憶されてもよい。この場合、制御端末60は、LED照射情報として、ライティング方向や照明色の情報を含む情報を、照明器具10に送信する。照明器具10の制御部31は、通信部34を介してLED照射情報を取得し、LED照射方向テーブルTL1を参照し、点灯するLED20を選択する。照明器具10の記憶部32にLED照射方向テーブルTL1が記憶されることで、照明器具10と他の制御端末60とを、別々の製品として取り扱い易くなる。
このように、制御端末60(照明制御装置の一例)は、複数のLED20(光源の一例)により実質的に全方位を照明可能な照明器具10(照明装置の一例)による照明を制御する。制御端末60は、照明の制御に関する処理を行う制御部61(処理部の一例)を備える。制御部61は、照明器具10によるライティング方向(照明方向の一例)を指定するための指定情報(方向指定情報の一例)を取得してよい。制御部61は、複数のLED20のそれぞれの照射方向である、LED照射方向(光源照射方向の一例)の光源情報を取得してよい。制御部61は、ライティング方向の指定情報で指定された角度θ、φで表される照明方向(指定照明方向の一例)と、LED照射方向テーブルTL1に登録された複数のLED20のLED照射方向とに基づいて、全LED20のうちの一部のLED20に照明させてよい。
これにより、制御端末60は、照明器具10が撮像方向を変更するためのパン・チルト機能を有さずに、スポットライト機能を実現することができる。よって、照明器具10がスポットライト機能を実現するために、パン方向及びチルト方向に移動する時間が不要となる。このため、制御端末60は、ユーザ所望の特定の方向にスポットライトによる照明を行うための照明開始までの時間を短縮できる。また、パン・チルトを行うための駆動部が不要となり、照明器具10の機構的な構成が簡素でき、機構的な故障が発生し難くなり、メンテナンスに関する負荷が軽減できる。したがって、制御端末60は、簡易な構成で、全方位のうちのユーザ所望の方向に迅速に照明器具10からスポットライトを照明できる。
また、ライティング方向の指定情報は、照明器具10の基準方向に対する照明方向の角度(例えばθ、Φ)を指定するための情報を含んでよい。これにより、制御端末60は、照明器具10を基準にした方向で照明方向を指定できる。
また、制御部61は、ライティング方向の指定情報に基づいて、照明器具10による照射範囲(照明方向の範囲の一例)を決定する。制御部61は、照射範囲に含まれるLED照射方向を照明する少なくとも1つのLED20(一部の光源の一例)に、照明させる。これにより、制御端末60は、ライティング方向の指定情報で指定された角度θ、φで表される照明方向が1方向でも、照明器具10にこの1方向を含む範囲を照明できる。
また、制御部61は、照射範囲の大きさを指定するための閾値α(サイズ指定情報の一例)を取得してよい。制御部61は、ライティング方向の指定情報と閾値αとに基づいて、照射範囲を決定してよい。これにより、制御端末60は、照射範囲の大きさ(閾値αに相当)を、例えばユーザ所望の大きさに指定できる。
(実施形態1の変形例1)
前記実施形態1では、スポットライトとして照明する複数のLEDを単に点灯又は消灯しており、個々のLEDの明るさの調整を考慮していない。実施形態1の変形例1では、これら複数のLEDの明るさを個々に変化させる場合を示す。スポットライトに使用される各LEDの輝度を増減することで、照射されたスポットライトの光量を変更可能である。
図10は、ライティング方向d1(指定されたライティング方向)とLED照射方向d2との角度差ψを示す図である。角度差ψは、ライティング方向d1を表す角度θ及び角度φと、各LED20のLED照射方向d2を表す角度θ及び角度φとによって決まる角度である。角度差ψが大きいほど、ライティング方向d1とLED照射方向d2との向きが離れている。角度差ψが小さいほど、ライティング方向d1とLED照射方向d2との向きが近い。
図11Aは、ライティング方向d1を中心とし、その周囲に配置された複数のLED20の輝度を矩形的に求める関数を表すグラフである。このグラフの縦軸は、LED20の輝度を表し、横軸は、角度差ψを表す。横軸の角度ψ1は、スポットライトの照射範囲を決定する閾値αに相当する角度である。点灯する複数のLED20の輝度を矩形的に変化させる場合、ライティング方向d1とLED照射方向d2との角度差ψが角度ψ1の範囲にある、全てのLED20が同じ輝度で点灯する。角度差ψ1の範囲外にあるLED20は消灯する。したがって、照明されるスポットライトの明るさは、略均一である。
このように、照射範囲に含まれる各LED照射方向に照射する複数のLED20の輝度は、一定でよい。これにより、制御端末60は、照射範囲では均等な光量のスポットライト(光)を照明器具10に照射させることができる。
図11Bは、ライティング方向d1を中心とし、その周囲に配置された複数のLED20の輝度を求める一次関数を示すグラフである。図11Bに示すグラフの表現は、図11Aに示すグラフの表現と同じである。点灯する複数のLED20の輝度を角度差ψにしたがって一次関数で変化させる場合も、ライティング方向d1とLED照射方向d2との角度差ψが角度ψ1の範囲にある、複数のLED20が点灯する。複数のLED20の輝度のうち、ライティング方向d1にあるLED20の輝度が最も明るく、その中心から離れるにしたがってLED20の輝度は、角度差ψが角度差ψ1に至るまで漸減していく。これにより、照明されるスポットライトの明るさは、その中心で最も明るく、周囲に向かって暗くなる。したがって、スポット位置(照明中心位置)が特定し易いメリハリのあるスポットライトの照明が可能となる。
このように、照射範囲に含まれる各LED照射方向に照射する複数のLED20の輝度は、指定されたライティング方向と近いLED照射方向である程、大きくてよい。これにより、制御端末60は、指定されたライティング方向に近いほど明るく、メリハリのあるスポットライトの照明が可能となる。
図11Cは、ライティング方向d1を中心とし、その周囲に配置された複数のLED20の輝度を求めるガウス関数を示すグラフである。図11Cに示すグラフの表現は、図11Aに示すグラフの表現と同じである。LED20の輝度を角度差ψにしたがってガウス関数で変化させる場合も、ライティング方向d1とLED照射方向d2との角度差ψが角度の範囲にある、複数のLED20が点灯する。複数のLED20の輝度のうち、ライティング方向d1にあるLED20の輝度が最も明るく、その中心から離れるにしたがってLED20の輝度は、角度差ψが角度ψ1を超えるまで漸減していく。
ガウス関数を用いた場合、スポットライトの明るさは、一次関数を用いた場合と比べ、中央部分でより明るく、周辺で急に暗くなるように変化する。
図12は、ガウス関数の一般的な特性を示すグラフである。ガウス関数は、式(2)で表される。
Figure 0007386400000001
ここで、
μ:定数(例えば値0)
σ:変数
変数σを小さな値に変化させると、yの値は大きくなり、ガウス関数で表されるグラフの形状は、急峻な山の形状となる。一方、変数σを大きな値に変化させると、yの値は小さくなり、ガウス関数で表されるグラフの形状は、なだらかな山の形状となる。
ガウス関数を用いた場合、変数σの大小によって、複数のLED20によって照射される光量の分布(グラフの滑らかさ)が変化する。一方、ガウス関数では、変数σの大小によらず、ガウス関数で表されるグラフの面積は、一定である。つまり、複数のLED20によって照射されるスポットライトの全光量を一定にすることができる。したがって、より滑らかなで自然に変化するスポットライトを照射できる。なお、ガウス関数を用いる場合、角度差ψが角度ψ1を超えるLED20を点灯させてもよく、スポットライトの広がりがよりなだらかになる。
照射範囲に含まれる各LED照射方向に照射する複数のLED20の輝度は、ガウス関数に従う。これにより、閾値αによって決まる照射範囲の大きさを変化させても、照射範囲全体での明るさを一定に保つことができる。
(実施形態1の変形例2)
実施形態1の変形例2では、個々のLEDからの光の拡散範囲を考慮して照明装置に照明させる場合を示す。スポットライトシステムのハードウェア構成は、図6に示す実施形態1のスポットライトシステム5と同様である。
制御端末60の記憶部62に記憶されるLED照射方向テーブルTL1には、LED照射方向に加えて、光源情報として、個々のLED20の拡散範囲が登録される。登録される拡散範囲は、すべてのLED20に共通であってもよいし、異なっていてもよい。また、LED20の配置位置、向き、発光色等の情報に応じて、拡散範囲が設定されていてもよい。ここで、LEDの拡散範囲とは、それぞれのLED20の照射方向である光軸からの照射光の広がりを意味する。
LEDの光の拡散範囲を考慮した照明にあたっては、ユーザからのライティング方向等の照明情報を受け付けた後、制御端末60の制御部61は、記憶部62に記憶されるLED照射方向テーブルTL1から、それぞれのLED20の拡散範囲を示す情報を取得する。具体的には、制御部61は、ユーザに指定されたライティング方向に基づいて式(1)によって選択されたLED20のLED番号及びそれぞれのLED20の光の拡散範囲の情報を取得する。なお、式(1)によらず、すべてのLED20における光の拡散範囲の情報を取得してもよい。
次に、制御部61は、照明器具10から被照明部までの距離(光路長の情報)を取得する。被照明部までの距離は、サーバから取得した照明器具10が設置される部屋の図面DR1等のデータから取得できる。
また、制御部61は、照明器具10により照明される被照明部における照明領域を取得する。具体的には、被照明部における照明領域は、サーバから取得した部屋の図面DR1等を用い、UI63を介して、ユーザにより指定される。
そして、制御部61は、LED20の拡散範囲の情報、被照明部までの距離及び照明領域に基づいて、点灯させるLED20のLED番号を決定し、通信部64を介して、照明器具10に送信する。LED20の点灯にあたっては、実施形態1のように、点灯又は消灯のオンオフ制御でもよいし、実施形態1の変形例1のようにLED20の位置に応じて輝度を変化させてもよい。例えば、照射範囲の境界に位置するLED20の輝度を照射範囲内の他のLED20に比べて低下させてもよい。
なお、上記実施例では、制御端末の制御部61により点灯させるLED20を決定したが、被照明部における照射領域および照明器具10から被照明部までの距離(光路長の情報)を、通信部64を介して照明器具10に送信し、照明器具10の制御部31により点灯させるLED20のLED番号を決定してもよい。
このように、LEDからの光の拡散範囲を考慮して照射範囲を決定することにより、ユーザが所望する被照明部における照明領域をより的確に照明することが可能となる。また、個々のLEDによって拡散範囲が異なる場合は、指定されるライティング方向による照明領域のばらつきを抑えることができる。
(実施形態2)
照明器具が例えば電源コードで吊り下げるように天井に設置される場合、照明器具の上下方向は固定されるが、水平方向の基準方向は固定されない。実施形態1では、ユーザが水平方向の基準方向を任意に設定し、ライティング方向を基準方向に対する角度φで表していた。例えば、ユーザは、照明器具に付されたマークに合わせるように基準方向を設定することも可能である。実施形態2では、カメラで照明器具を撮像し、撮像画像を基に照明器具の水平方向における基準方向を設定する場合を示す。この場合、ユーザが基準方向を設定する手間を省くことができる。
実施形態2のスポットライトシステムは前記実施形態1とほぼ同一の構成を有する。前記実施形態1と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を省略する。
図13は、実施形態2におけるスポットライトシステム5Aのハードウェア構成を示すブロック図である。制御端末60Aは、制御端末60の構成の他、撮像部66及び位置・方向センサ67を含む。撮像部66は、照明器具10を撮像する。撮像部66は、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)等のイメージセンサを有する。位置・方向センサ67は、制御端末60Aの位置(緯度、経度、高度)を取得可能なGPS(Global Positioning System)受信器を内蔵してよい。また、位置・方向センサ67は、制御端末60Aの向きを取得可能なジャイロセンサを内蔵してよい。なお、部屋の各位置にビーコンを配置しておき、位置・方向センサ67は、各ビーコンからビーコン信号を受信し、各ビーコン信号の強度から制御端末60Aの位置情報を取得してもよい。また、位置・方向センサ67は、無線LANの電波の受信電界強度を基に制御端末60Aの位置情報を取得してもよい。
図14は、照明器具10の基準方向を設定する方法を説明する図である。基準方向を設定する方法は、次の工程K1~K4で行われる。
照明器具10の制御部31は、基準方向を設定するための方向判別モードで少なくとも1つのLED20を発光させる(K1)。図14では、LEDの特定の発光パターン(特定パターン)として、三角形を形成する3つのLED20が点灯している場合を示す。なお、照明器具10の方向を判別する場合、この例に限らず、別の多角形を形成する、特定色で発光する、時間的に点灯するLEDを変更する等、さまざまな発光パターンで、制御部31は、LED20を点灯させてもよい。また、多角形の輪郭上でなく、多角形の内側に配されたLED20が点灯してもよい。
なお、特定パターンは、制御端末60Aの制御部61が通信部64を介して、特定パターンのデータを照明器具10に送信して、点灯させてもよい。この場合、照明器具10以外の通信装置が特定パターンのデータを生成し、制御部61は通信部64を介して、その通信装置から特定パターンのデータを取得し、照明器具10に特定パターンが形成されるように、LED20を点灯させる。
LED20が方向判別モードで発光している状態で、ユーザが制御端末60Aを照明器具10に向けて撮像する(K2)。撮像時における制御端末60Aの緯度、経度の情報は、位置・方向センサ67によって取得される。例えば、制御端末60Aの緯度、経度は、x度、y度である。制御端末60Aの高さは、照明器具10の高さと同じでも異なってもよい。撮像時における制御端末60Aの向きは、位置・方向センサ67によって取得される。例えば、制御端末60Aの向きは、北東方向上向き20度である。
制御端末60Aは、撮像部66で撮像された撮像画像GZ0を基に、LED20の発光パターンを読み取り、照明器具10をどの方向から撮像したかを推定する(K3)。例えば、制御端末60Aの制御部61は、3つのLED20の発光によって形成される三角形の形状と、照明器具10の向きとを対応付けたテーブルを記憶部62等に記憶しておき、撮像画像GZ0から得られた3つのLED20の発光パターンによる三角形の形状から、照明器具10の向きを取得する。図14では、制御端末60Aの向きは、照明器具10の正面から30度右方向であると推定される。また、例えば、制御部61は、球状の照明器具10における赤道に相当する円環上に位置する各LED20を異なる色で発光させ、撮像画像においてどの色のLEDが撮像画像の中心に位置するかを認識することで、照明器具10の向きを取得(導出)してよい。
制御端末60Aの制御部61は、制御端末60Aの位置と方向、及び照明器具10の方向を基に、照明器具10の絶対位置及び絶対方向を決定する(K4)。照明器具10の基準方向の絶対方向を求める場合、制御端末60Aの制御部61は、制御端末60Aの撮像方向と、制御端末60Aに対する照明器具10の基準方向とを基に、照明器具10の基準方向の絶対方向を算出する。
一例として、制御端末60Aが照明器具10を水平方向に撮像する場合を示す。制御端末60Aの撮像方向は、北東方向上向き(北方向から時計回りに)20度である。制御端末60Aに対する照明器具10の基準方向は、正面から30度右方向である。したがって、照明器具10の基準方向の絶対方向、つまり経度は、北方向から時計回りの角度に換算すると、230度(20度+30度+180度)である。
なお、水平方向に撮像する場合に限らず、制御端末60Aが照明器具10を斜め方向に撮像する場合も同様である。この場合、上記水平方向と同様、制御端末60Aの制御部61は、垂直方向についても同様の計算を行い、照明器具10の基準方向の緯度を求める。また、照明器具10の垂直方向における基準方向を求める場合、上記発光パターンを用いることなく、照明器具10に配置された複数のLED20の点灯色を垂直方向に変えてもよい。例えば、LED20の点灯色が垂直方向に上から青、緑、赤、の順になるように、複数のLED20が照明器具10に配置されてもよい。制御端末60Aは、撮像画像に映っているLED20の点灯色から、制御端末60Aに対する照明器具10の垂直方向の角度を特定できる。したがって、制御端末60Aの垂直方向の角度に、照明器具10の垂直方向の角度を加えることで、照明器具10の垂直方向における基準方向の緯度が求められる。
また、照明器具10の絶対位置を求める場合、制御端末60Aの制御部61は、撮像部66で撮像された撮像画像GZ0に含まれる照明器具10の外形の大きさから、例えば画像認識により、照明器具10までの距離を測定してよい。なお、制御端末60Aが測距センサを有する場合、照明器具10までの距離は、測距センサによって計測されてもよい。測距センサは、近赤外光や超音波を投射し、その反射光や反射波を検出するまでの時間から照明器具10までの距離を測定可能である。制御端末60Aの制御部61は、照明器具10までの距離と、照明器具10に対する制御端末60Aの方向と、制御端末60Aの位置とを基に、照明器具10の絶対位置(緯度,経度,高度)を算出する。
一例として、部屋の天井に照明器具10が設置されている状況を想定する。図15は、基準方向を設定して点灯する動作の手順を示すフローチャートである。照明器具10の制御部31は、特定の発光パターン(特定パターン)で少なくとも1つのLED20を発光する(S1)。制御端末60Aの撮像部66は、例えばUI63を介したユーザの操作に従い、照明器具10を撮像する(S2)。制御部61は、撮像部66で撮像された撮像画像に映る発光パターンを解析し、撮像方向に対する照明器具10の基準方向を算出する(S3)。
制御部61は、位置・方向センサ67で検出された制御端末60Aの撮像方向を取得する(S4)。制御部61は、撮像方向に対する照明器具10の基準方向と、制御端末60Aの撮像方向とを基に、照明器具10の基準方向の絶対方向(実空間における方向)を算出する(S5)。また、制御部61は、制御端末60Aから照明器具10までの距離と、照明器具10に対する制御端末60Aの方向と、制御端末60Aの位置とを基に、照明器具10の絶対位置(実空間における位置)を算出する。
この後、制御端末60Aの通信部64は、UI63を介したユーザからの指示に従い、ネットワークに接続されたサーバと通信し、サーバに蓄積された、照明器具10が設置された部屋の図面データをダウンロードして取得する(S6)。図16は、ユーザが指定した方向にライティング方向を設定する具体例を示す図である。制御部61は、サーバからダウンロードにより取得された図面データを基に、UI63に図面DR1を表示する。図面DR1には、部屋の間取りが平面図で描かれている。部屋の中央には、大きなテーブルが置かれている。テーブルの周りには、複数のイスが配置される。照明器具10は、天井に設置される。
制御部61は、照明器具10の位置(緯度、経度、高さh)を前述した方法で算出してよい。なお、制御部61は、照明器具10の位置を、例えばUI63を介したユーザによる入力操作、或いは照明器具10のGPS位置情報で取得してもよい。また、制御部61は、照明器具10の基準方向を、前述した方法で算出し、北方向から230度に設定する(S7)。
ユーザがUI63をタッチ操作する。制御部61は、このタッチ操作を受け付け、タッチ箇所fp1をスポットライトの照射位置であると判断し、その位置情報(緯度、経度)を取得する(S8)。なお、ここでは、床面に照射するものとして、高度は値0である。制御部61は、タッチ箇所fp1から照明器具10までの方向及び距離mを取得する。ここでは、タッチ箇所fp1から照明器具10までの方向の角度は、北方向から135度である。一方、照明器具10の基準方向の北方向からの角度は、230度である。したがって、照明器具10は、基準方向から水平方向に反時計回りの角度φが95度である方向にスポットライトを照射する。
また、制御部61は、タッチ箇所fp1から照明器具10までの距離m、及び照明器具10の高さhを基に、式(3)に従い、照明器具10からタッチ箇所fp1までの垂直方向の角度θを算出する。
θ=tan-1(m/h) …(3)
なお、高さhは、床面(照射位置の一例)に対する照明器具10の高さを示しているが、床面以外の高さにある位置(例えばユーザが所持する制御端末60Aの高さ)に対する照明器具10の高さを示してもよい。つまり、高さhは、例えば照射位置に対する照明器具10の相対的な高さであってよい。
制御部61は、照明器具10の基準方向から、水平方向の角度φに95度、垂直方向に式(3)で表される角度θの方向がライティング方向であると判断する。制御部61は、このライティング方向を基に、式(1)に従い、点灯するLED20を選択する。制御部61は、選択した点灯すべきLED20のLED番号を含むLED照射情報を、通信部64を介して照明器具10に送信し、LED20の点灯を指示する(S9)。この後、スポットライトシステム5Aは、本動作を終了する。
上記スポットライトシステム5Aでは、制御端末60Aの撮像部66により、特定パターンを撮像した。しかしながら、特定パターンの撮像は、制御端末60A及び照明器具10以外の撮像装置により、行われてもよい。この場合、制御端末60Aの制御部61は、通信部64を介して、撮像装置から特定パターンを撮像した画像データ(調整用撮像情報)を取得し、それに基づいて照明器具10の照明方向を調整する。
実施形態2におけるスポットライトシステム5Aでは、ユーザがスポットライトを特定の方向に合わせるための手間を省くことができる。なお、実施形態2に示した基準方向設定方法は、基準方向を設定するための機器として、スポットライトを照明可能な照明器具に適用されたが、照明器具以外の機器、例えば指向方向に音声を発するスピーカ、映像を投影するプロジェクタ等の機器に適用することも可能である。
このように、制御端末60Aは、照明器具10を撮像する撮像部66と、撮像部66から照明器具10に向かう撮像方向(絶対方向)を計測する位置・方向センサ67(計測部の一例)、を備えてよい。制御部61は、撮像部66により撮像された撮像画像に基づいて、撮像部66の撮像方向に対する照明器具10の基準方向(相対方向)を導出してよい。制御部61は、計測された撮像部66の撮像方向と、導出された撮像部66の撮像方向に対する照明器具10の基準方向と、に基づいて、照明器具10の基準方向を、実空間における方位(絶対方向)で特定してよい。これにより、制御端末60Aは、照明器具10の基準方向が分かり難い場合でも、制御端末60Aによる検出結果を用いて、照明器具10の基準方向を演算により特定できる。
また、ライティング方向の指定情報は、実空間における照明方向の方位(東西南北等)を指定するための情報を含んでよい。これにより、制御端末60Aは、ライティング方向を方位で指定できる。
また、制御部61は、東西南北の方位の情報を有し、照明器具10が設置される部屋の図面DR1(設置エリアの画像)を取得してよい。制御部61は、部屋の図面DR1における方位と、特定された照明器具10の基準方向と、を対応付けてよい。これにより、部屋の図面DR1において照明器具10の方向(向き)を対応付けできる。よって、制御端末60Aは、例えば、部屋の図面DR1における照射範囲、部屋の図面DR1における各位置と照明器具10の位置との位置関係、等を理解し易くできる。
また、制御部61は、部屋の図面DR1における照明器具10の設置位置の情報を取得してよい。制御部61は、ライティング方向の指定情報として、部屋の図面DR1における位置を指定するためのタッチ箇所fp1の情報を取得してよい。制御部61は、部屋の図面DR1における照明器具10の設置位置から部屋の図面DR1における指定された位置である指定位置に向かう方向を、ライティング方向の水平方向成分(角度φ)として導出(例えば算出)してよい。これにより、制御端末60Aは、部屋の図面DR1を用いてユーザ所望のライティング方向を簡単に指定できる。また、制御端末60Aは、部屋の図面DR1が水平方向に沿う二次元平面の情報を有する場合には、指定されたライティング方向の水平方向成分を導出可能である。
また、制御部61は、部屋の図面DR1における照明器具10の設置位置と指定位置との距離を導出してよい。制御部61は、照明器具10の高さh(設置高さ)と床面(指定位置の高さ)との差分を導出してよい。制御部61は、上記距離と上記差分とに基づいて、ライティング方向の天地方向(重力方向)成分である角度θを導出する。これにより、制御端末60Aは、部屋の図面DR1を用いてユーザ所望のライティング方向を簡単に指定できる。また、部屋の図面DR1が水平方向に沿う二次元平面の情報を有し、高さ方向の情報を有しない場合でも、指定されたライティング方向の垂直方向成分を、例えば演算により導出可能である。
(実施形態2の変形例1)
実施形態2では、ユーザがUIに表示された部屋の図面をタッチ操作することで、ライティング方向を指定していた。実施形態2の変形例1では、カメラで撮像された画像をUIに表示し、ユーザが撮像画像上の任意の位置をタッチ操作することでライティング方向を指定する場合を示す。
図17は、実施形態2の変形例1における360度カメラ80(全方位カメラ)及び照明器具10の外観を示す図である。実施形態2の変形例1では、360度カメラ80を用いて、ライティング方向を指定する場合を示す。あらかじめ球形の照明器具10の中心が360度カメラの中心と一致するように、照明器具10が設置されてよい。これにより、360度カメラで撮像された撮像範囲は、照明器具10の照明範囲と一致できる。なお、照明器具の照射範囲と360度カメラ80の撮像範囲とを一致させる場合、絶対方向(天地方向及び東西南北の方位)を用いてもよいし、カメラの基準方向(例えばカメラの正面方向)を用いてもよい。また、すでに照明器具10が設置されている場合は、照明器具10の真下で、360度カメラ80を用いて照明器具10の高さについて後から補正してもよい。
(第1の指定例)
図18は、ライティング方向の第1の指定例を説明する図である。制御部61は、360度カメラ80で撮像された360度画像のうち、部屋にいる人物が見た場合の視野角に近い視野画像GZ1をUI63に表示させる。図18では、部屋のドアと窓の一部を含む視野画像GZ1が表示される。ユーザがUI63に表示された視野画像GZ1に対しドラッグ操作すると、UI63に表示される視野画像GZ1に映る部屋は、ドラッグ方向とは逆方向に連続的に変化する。ユーザが指hp2でUI63にタッチ操作すると、制御部61は、タッチ箇所fp2がスポットライトの中心位置になるように、ライティング方向を指定する。照明器具10は、タッチ箇所fp2に向けてスポットライトsp2を照射する。ユーザがUI63の周縁でタッチ操作を行った場合、スポットライトsp2の照射範囲は、UI63の画面上からはみ出ることもある。また、ユーザがUI63の画面上でピンチイン操作を行った場合、制御部61は、スポットライトの径(大きさ)を絞る動作を行う。つまり、制御部61は、式(1)で示される閾値αを大きくする。一方、ユーザがUI63の画面上でピンチアウト操作を行った場合、制御部61は、スポットライトの径を拡げる動作を行う。つまり、制御部61は、式(1)で示される閾値αを小さくする。これにより、ユーザがスポットライトのライティング方向や照射範囲を簡単に指定できる。したがって、ユーザの操作性が向上する。
(第2の指定例)
図19は、ライティング方向の第2の指定例を説明する図である。制御部61は、360度カメラ80で撮像された360度画像を2次元画像(パノラマ画像)GZ2に展開し、撮像画像の全領域をUI63に表示する。パノラマ画像GZ2の角部では、画像が多少歪む。ユーザがUI63に表示されたパノラマ画像GZ2に対しドラッグ操作すると、UI63に表示されるパノラマ画像GZ2の中心がドラッグ操作量に応じて変化する。これにより、例えば、図19では床面が歪んだ形状となっているが、床面がUI63の表示の中心にくるように表示可能である。これにより、ユーザは、歪の少ない床面の画像を用いて、床面の特定の位置を照射位置に指定できる。なお、ドラッグ操作では、制御部61は、UI63の中心位置に表示されるパノラマ画像GZ2を単に移動させたが、スポットライトがUI63の中心位置になるようにパノラマ画像GZ2を移動させてもよい。
また、UI63に表示されたパノラマ画像GZ2に対し、ユーザがスポットライトのライティング方向を指定する操作、ピンチイン操作、及びピンチアウト操作は、上記第1の指定例と同様である。これにより、ユーザは、UI63に表示された部屋全体の画像を見ながら、スポットライトのライティング方向を簡単に指定できる。したがって、ユーザの操作性が向上する。
次に、UI63を用いた各種設定について説明する。
図20は、UI63の画面の一例を示す図である。UI63の画面では、視野画像GZ1を含む操作画面GM1と、パノラマ画像GZ2を含む操作画面GM2とが交互に拡縮切替可能に表示される。図20では、視野画像GZ1を含む操作画面GM1が拡大表示されている。操作画面GM1の下方には、スポットライトsp1の形状を指定するアイコンc1~c5、及びスポットライトの数を指定するアイコンc6,c7が配置される。アイコンc1は、スポットライトの形状を円形に設定するためのアイコンである。アイコンc2は、スポットライトの形状を三角形に設定するためのアイコンである。アイコンc3は、スポットライトの形状を菱形に設定するためのアイコンである。アイコンc4は、スポットライトの形状を縦長長方形に設定するためのアイコンである。アイコンc5は、スポットライトの形状を横長長方形に設定するためのアイコンである。アイコンc6は、スポットライトの数を1つに設定するためのアイコンである。アイコンc7は、スポットライトの数を複数に設定するためのアイコンである。つまり、照射位置及び照射範囲が複数あってよい。アイコンc7のタッチ操作方法(短押し、長押し、ダブルタップ、他のアイコンとの組み合わせ等)によって、スポットライトの数は任意に変更可能である。操作画面GM1の右上方には、パノラマ画像GZ2への切り替えを指定するアイコンc8が配置される。
また、図20では、パノラマ画像GZ2を含む操作画面GM2が縮小表示されている。操作画面GM1と同様、操作画面GM2の下方には、スポットライトsp1の形状を指定するアイコンc1~c5、及びスポットライトの数を指定するアイコンc6,c7が配置される。操作画面GM2の右上方には、視野画像GZ1への切り替えを指定するアイコンc9が配置される。
制御部61は、UI63を介して、操作画面GM1,GM2に対し、前述したドラッグ操作、ピンチインあるいはピンチアウト操作を行うことで、スポットライトの位置を移動させたり、大きさを変更させたりできる。また、制御部61は、2本の指で画面をタッチした状態で、指で同じ円の円周に沿うように移動させることに応じて、スポットライトの形状を指の移動する向きに回転させてよい。制御部61は、UI63を介してアイコンc1~c5を選択することで、スポットライトの形状を所望の形状に変更できる。制御部61は、UI63を介してアイコンc6,c7を選択することで、スポットライトの数を1個もしくは複数個に変更できる。制御部61は、UI63を介してアイコンc8,c9を選択することで、視野画像GZ1を含む操作画面GM1とパノラマ画像GZ2を含む操作画面GM2とを切り替え可能である。これにより、ユーザがスポットライトのライティング方法(ライティング方向、ライティング形状、照射位置や照射範囲の数、等)を多彩にかつ簡便に指定できるようになり、操作性が格段に向上する。なお、スポットライトの形状は、リング形であってもよい。
制御部61は、UI63を介して、ユーザが設定したスポットライト形状の情報を取得すると、照射範囲がこのスポットライト形状になるように、点灯する複数のLED20を点灯する。
このように、制御部61は、照明器具10による照射範囲の形状を指定するためのスポットライトの形状の情報(形状指定情報)を取得してよい。制御部61は、ライティング方向の情報とスポットライトの形状の情報とに基づいて、照明器具10による照射範囲を決定してよい。これにより、制御端末60Aは、スポットライトの形状を、例えばユーザ所望の形状に指定できる。
また、制御部61は、照明器具10により照明可能な照明方向を含む全方位画像を撮像する360度カメラ80(全方位撮像装置の一例)から全方位画像(例えばパノラマ画像)を取得してよい。制御部61は、ライティング方向の情報として、全方位画像における位置を指定するためのタッチ箇所fp2(情報)を取得してよい。制御部61は、照明器具10の設置位置から全方位画像における指定された位置である指定位置に向かう方向を、指定されたライティング方向として導出してよい。これにより、ユーザは、例えば照明器具10により照明可能な全方位画像に対し、タッチ操作等の簡単な操作で、指定されたライティング方向を決定できる。
また、制御部61は、360度カメラ80が撮像するための基準方向と照明器具10が照明するための基準方向とを対応付けてよい。これにより、制御端末60Aは、カメラの操作と照明の操作とにおいて、位置関係を関連付けて操作し易くできる。
また、制御部61は、全方位画像に対するピンチ操作(ピンチイン、ピンチアウト)の操作情報を取得してよい。制御部61は、この操作情報に基づいて、照射範囲の大きさを変更(制御)してよい。これにより、ユーザは、例えば全方位画像に対するタッチ操作等の簡単な操作で、照射範囲を直感的に変更できる。
また、指定されたライティング方向は、複数存在してよい。指定されたライティング方向を含む照射範囲は、複数存在してよい。これにより、例えば複数の照射範囲を同時に照明できる。したがって、特定方向を照明するスポットライトをパン・チルトする場合には、複数の照射範囲を照射することは困難であるが、本実施形態のスポットライトシステムによれば、複数の照射範囲を照射可能であり、照明の自由度を向上できる。
(実施形態2の変形例2)
実施形態2の変形例2では、照明器具に搭載されているカメラを用いてライティング方向を指定する場合を示す。図21は、実施形態2の変形例2におけるスポットライトシステム5Bのハードウェア構成を示す図である。前記実施形態2と同一の構成要素については、同一の符号を付すことで、その説明を省略する。
照明器具10Aは、上記照明器具10の構成の他、撮像部38を有する。撮像部38は、例えば撮像部38の光軸が照明器具10Aの基準方向に向くように、照明器具10Aに取り付けられてよい。照明器具10Aの制御部31は、撮像部38で撮像された撮像画像を取得し、通信部34を介して制御端末60Aに送信する。制御端末60Aの制御部61は、受信した撮像画像をUI63に表示する。ユーザは、UI63に表示された撮像画像に対し、スポットライトのライティング方向を指定する。ライティング方向の指定の方法は、照明器具10Aの照明範囲と、撮像部38の撮像範囲とが一致するので、前記実施形態2と同様、簡単に指定できる。
実施形態2の変形例2におけるスポットライトシステム5Bでは、照明器具10Aが設置された、例えば部屋の内部を、照明器具10Aによる撮像画像を用いて指定するので、撮像範囲と照明範囲と容易に一致させることができる。また、照明器具10Aは、照明器具10Aと別体として360度カメラが不要となるので、360度カメラと照明器具10Aとの位置合わせが不要になる等、初期設定を簡略化できる。なお、撮像部38には、画角が固定されたカメラ、ズームカメラ、360度カメラ等が用いられてもよい。
(実施形態3)
実施形態3のスポットライトシステムは前記実施形態2とほぼ同一の構成を有する。前記実施形態2と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を省略する。実施形態3では、制御端末60Aの制御部61は、実施形態2と同様の方法で照明器具10の基準方向を設定した後、この基準方向を基に、絶対方向(東西南北の方位)における各LED20の発光を制御する。
一例として、照明器具が窓の無い部屋に設置されている状況を想定する。照明器具10で太陽を再現する場合、制御部61は、制御端末60Aの位置・方向センサ67で取得した位置情報、及び日時情報を取得してよい。制御部61は、一日の太陽に関する情報(例えば、時間や場所毎の太陽が位置する方位の情報、時間や場所毎の太陽の色情報、時間や場所毎の太陽近傍の空の色情報)を、記憶部62又は通信部64を介して外部サーバから取得してよい。制御部61は、取得された太陽に関する情報、位置情報、日時情報、等を基に、制御端末60Aの場所(つまり照明器具の位置の近傍)における太陽の位置を推定する。制御部61は、推定された太陽の位置がスポットライト位置となるように、ライティング方向を決定し、照明器具10に配置された複数のLED20を発光させてよい。また、制御部61は、取得された太陽に関する情報、位置情報、日時情報、等を基に、朝日や夕日等、太陽の色に近い色になるように、各LED20の色情報を設定してよい。また、制御部61は、太陽の周辺が青空であると想定し、青空に近い色になるように、取得された太陽に関する情報、位置情報、日時情報、等を基に、太陽の周辺に対応する各LED20の色情報を設定してよい。これにより、日の出から日の入りまで、窓の無い部屋においても、ユーザは、外にいるような感覚で照明されたスポットライトで太陽を感じることができる。なお、太陽の周辺の空の様子を再現する場合、全LED20を含むように照射範囲が指定され、全LED20が発光してもよいし、一部のLED20を含むように照射範囲が指定され、一部のLED20が発光してもよい。
なお、太陽が沈まない北欧等の地域を想定し、太陽が常時存在するように、照明器具10が照明することも可能である。また、制御部61は、通信部64を介して接続されたサーバから気象情報を取得し、曇り等の天気情報に合わせて各LED20を照明してもよい。また、スポットライトで太陽を再現する場合を示したが、夜間に星や惑星等をスポットライトで再現してもよい。
(実施形態3の変形例1)
実施形態3では、制御部61が取得する日時情報や太陽の色情報に応じて各LED20の色情報を設定した。実施の形態3の変形例として、画像信号を取得して、それに応じて各LED20の色を設定することもできる。
例えば、プロジェクタやディスプレイパネルなどの他の表示装置用に配信された映像信号を分配器を通じて接続された照明器具10に送る場合、照明器具10は、受信した映像信号の色情報・輝度情報、例えば、映像のRGB値やYCM値などを基にしてLED20の発光を制御してもよい。すなわち、照明器具10が図示しないディスプレイ装置などの画像表示装置やプロジェクタなどの画像投写装置といった映像を表示する装置と連動して制御を実施されている場合、連動した映像信号に基づきLED20の発光を制御してもよい。なお、本実施の形態3の変形例では、照明器具10が、映像信号を受信してLED20の発光制御を実施したが、制御端末60Aで映像信号を受信して、制御端末60Aの制御部61でLED20の発光を制御する情報に変換して、制御端末60Aの通信部64を介して、照明器具10へLED20の発光制御情報を通知することにより、LED20の発光制御を実施してもよい。
(実施形態4)
実施形態2では、照明器具が特定パターンを発光し、その特定パターンを撮像することにより照明器具の基準方向を設定する場合を示したが、実施形態4では、照明器具が有するセンサにより照明器具の基準方向を設定する場合を示す。図22は、実施形態4におけるスポットライトシステム5Cのハードウェア構成を示す図である。実施形態4におけるスポットライトシステム5Cは、照明器具10Cが計測部39を有する点で、実施形態1のスポットライトシステム5と異なる。実施形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付すことで、その説明を省略する。
計測部39は、照明器具10Cの設置状態を検知する地磁気センサを有する。計測部39は、さらにジャイロセンサを有してもよい。照明器具10Cの制御部31は、計測部39から照明器具10Cの設置状態を示すセンサ情報を取得し、通信部34を介して、制御端末60に送信する。制御端末60の制御部61は、通信部34を介して、センサ情報を取得し、取得したセンサ情報に基づき、照明方向を調整した上で、ライティング方向等を含むLED照射情報を照明器具10Cに送信し、照明器具10Cに照明させる。
具体的には、地磁気センサにより、照明器具10Cの設置状態を示すセンサ情報として、実空間における基準方向(北方向)からの照明器具10Cの水平方向における基準方向のずれのデータが取得される。また、ジャイロセンサにより、照明器具10Cの設置状態を示すセンサ情報として、垂直方向から照明器具10Cの傾きのデータが取得される。制御端末60の制御部61は、水平方向における基準方向のずれ及び垂直方向における照明器具の傾きのデータを考慮して、LED照射方向テーブルTL1のLED照射方向を示す角度データ補正した上で、ユーザが指定するライティング方向に基づき、対応するLED20を選択する。
このように、照明器具が地磁気センサ及びジャイロセンサを有することにより、照明器具の設置状態が本来の方向からずれている場合であっても、そのずれを考慮して照明器具の照明方向を補正することができる。このことにより、照明器具の設置時に、照明器具の基準方向を実空間の基準方向に合わせる手間を省くことができる。
(他の実施形態)
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
上記各実施形態では、スポットライトは天井に設置される場合を示したが、壁面に設置される、床面に置かれる等、いずれの場所に設置される場合にも、本開示は、同様に適用可能である。
上記各実施形態では、照明器具は、球体でなくても、各LEDが照明器具の中心から放射状に伸びる方向に光を発するように配置されていれば、種々の多面体や曲面からなる形状であってもよい。また、照明器具は、照明器具の中心から放射状にLED20の光が出射される多面体であってよい。また、スポットライトの径(大きさ)を決める際、角度θの方向と角度φの方向の重み係数を変えることで、スポットライトの形状を楕円にすることができる。
上記各実施形態では、照明器具は、複数の光源により全方位を照明可能な照明装置の一例であるが、一部の方向に照明することが困難又は不可能又は不要であってもよい。例えば、照明器具は、照明器具を設置するためのケーブルやソケットが存在する方向には照明することが困難又は不可能又は不要であり、この方向を照明しなくてよい。また、その他の理由により、照明器具が一部の方向を照明することなく、その一部の方向を除く照明装置の周囲に対して照明可能であってもよい。この場合でも、上記各実施形態では、照明器具は、全方位を照明可能と称してよい。
上記各実施形態では、制御端末が備えるUI63と同様のUI(例えば操作部、表示部)を、照明器具自身が備えてもよい。例えば、照明器具が、光形状切替ボタンを有してもよい。また、制御端末が備える一部の機能を、照明器具が有していてもよい。
上記各実施形態では、スポットライトの照射範囲を照射する各LED20が、光を照射することを例示したが、スポットライトの照射範囲を照射する複数のLED20の一部が光を照射し、他のLED20が光を照射しなくてもよい。例えば、スポットライトの照射範囲を照射する複数のLED20が、光を照射するLED20と光を照射しないLED20とが並んでよい。この場合、1つ置きにLED20が光を出射できる。
上記各実施形態では、プロセッサは、物理的にどのように構成してもよい。また、プログラム可能なプロセッサを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。プロセッサは、1つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、各実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで1つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材(コンデンサ等)で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、1つの半導体チップを構成してもよい。また、複数のプロセッサが1つのプロセッサで構成されてもよい。
上記各実施形態は、適宜組み合わされてもよい。
本開示は、簡易な構成で全方位のうちのユーザ所望の方向を迅速に照明できる照明制御装置、照明制御システム、及び照明制御方法等に有用である。
5,5A,5B,5C スポットライトシステム
10,10A,10C,10E 照明器具
10z 外装
11,11A,11B 基板
11y 雄ネジ
11z 孔部
13 透光性部材
14 通気孔
16 取付部材
20 LED
21 駆動回路
31 制御部
32 記憶部
34 通信部
35 ファン
36 電源
38 撮像部
39 計測部
60,60A 制御端末
61 制御部
62 記憶部
63 UI
64 通信部
66 撮像部
67 位置・方向センサ
80 360度カメラ
111 基板
116 口金
118 USBポート
200 天井
c1~c9 アイコン
d1 ライティング方向
d2 LED照射方向
DR1 図面
fp1,fp2 タッチ箇所
GM1,GM2 操作画面
GZ0 撮像画像
GZ1 視野画像
GZ2 パノラマ画像
hp2 指
sp1,sp2 スポットライト
TL1 LED照射方向テーブル

Claims (28)

  1. 複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御装置であって、
    前記照明の制御に関する処理を行う処理部を備え、
    前記処理部は、
    前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、
    前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、
    前記方向指定情報に基づいて、前記照明装置による照明方向の範囲を決定し、
    前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうち、前記照明方向の範囲に含まれる各光源照射方向を照明する一部の光源に照明させ、
    前記一部の光源の輝度は、前記指定照明方向と近い前記光源照射方向である程、大きい、
    照明制御装置。
  2. 前記方向指定情報は、前記照明装置の基準方向に対する前記指定照明方向の角度を指定するための情報を含む、
    請求項1に記載の照明制御装置。
  3. 前記処理部は、
    前記照明方向の範囲の大きさを指定するためのサイズ指定情報を取得し、
    前記方向指定情報と前記サイズ指定情報とに基づいて、前記照明方向の範囲を決定する、
    請求項1または2に記載の照明制御装置。
  4. 前記処理部は、
    前記複数の光源のそれぞれの照明の光の拡散範囲の情報を取得し、
    前記照明装置から被照明部までの距離である光路長の情報を取得し、
    前記被照明部における照明領域を取得し、
    前記照明の光の拡散範囲の情報と、前記光路長の情報と、前記照明領域に基づいて、前記照明方向の範囲を決定する、
    請求項1~3のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  5. 前記処理部は、
    前記照明方向の範囲の形状を指定するための形状指定情報を取得し、
    前記方向指定情報と前記形状指定情報とに基づいて、前記照明方向の範囲を決定する、
    請求項1~4のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  6. 前記一部の光源の輝度は、一定である、
    請求項1~5のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  7. 前記一部の光源の輝度は、ガウス関数に従う、
    請求項1~のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  8. 前記処理部は、
    前記複数の光源を特定パターンが形成されるように照射させ、
    前記特定パターンに基づき、前記照明方向を調整する、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  9. 前記照明装置以外の通信装置と通信を行う通信部をさらに備え、
    前記特定パターンは、前記通信部を介して、前記通信装置により入力される、
    請求項8に記載の照明制御装置。
  10. 前記照明装置以外の撮像装置と通信を行う通信部をさらに備え、
    前記処理部は、前記撮像装置が前記照明装置の前記特定パターンを撮像して生成した調整用撮像情報を前記通信部を介して取得し、前記調整用撮像情報に基づき、前記照明方向を調整する、
    請求項8に記載の照明制御装置。
  11. 前記調整用撮像情報は、前記撮像装置により撮像された画像である、
    請求項10に記載の照明制御装置。
  12. 前記照明装置は、前記照明装置の設置状態を検知する計測部を有し、
    前記処理部は、前記計測部より取得した前記照明装置の設置状態を示すセンサ情報に基づき、前記照明方向を調整する、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  13. 前記計測部は、地磁気センサを有する、
    請求項12に記載の照明制御装置。
  14. 前記計測部は、さらにジャイロセンサを有する、
    請求項13に記載の照明制御装置。
  15. 前記照明装置を撮像する撮像部と、
    前記撮像部から前記照明装置に向かう撮像方向を計測する計測部と、を更に備え、
    前記処理部は、
    前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、前記撮像部の撮像方向に対する前記照明装置の基準方向を導出し、
    計測された前記撮像部の撮像方向と、導出された前記撮像部の撮像方向に対する前記照明装置の基準方向と、に基づいて、前記照明装置の基準方向を、実空間における方位で特定する、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  16. 前記方向指定情報は、実空間における前記指定照明方向の方位を指定するための情報を含む、
    請求項12または15に記載の照明制御装置。
  17. 前記処理部は、
    方位の情報を有し、前記照明装置が設置される設置エリアの画像を取得し、
    前記設置エリアの画像における方位と、特定された前記照明装置の基準方向と、を対応付ける、
    請求項15または16に記載の照明制御装置。
  18. 前記処理部は、
    前記設置エリアの画像における前記照明装置の設置位置の情報を取得し、
    前記方向指定情報として、前記設置エリアの画像における位置を指定するための情報を取得し、
    前記設置エリアの画像における前記照明装置の設置位置から前記設置エリアの画像における指定された位置である指定位置に向かう方向を、前記指定照明方向の水平方向成分として導出する、
    請求項17に記載の照明制御装置。
  19. 前記処理部は、
    前記設置エリアの画像における前記照明装置の設置位置と指定位置との距離を導出し、
    前記照明装置の設置高さと前記指定位置の高さとの差分を導出し、
    前記距離と前記差分とに基づいて、前記指定照明方向の重力方向成分を導出する、
    請求項18に記載の照明制御装置。
  20. 前記処理部は、
    前記照明装置により照明可能な照明方向を含む全方位画像を撮像する全方位撮像装置から、前記全方位画像を取得し、
    前記方向指定情報として、前記全方位画像における位置を指定するための情報を取得し、
    前記照明装置の設置位置から前記全方位画像における指定された位置である指定位置に向かう方向を、前記指定照明方向として導出する、
    請求項1~19のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  21. 前記処理部は、前記全方位撮像装置が撮像するための基準方向と前記照明装置が照明するための基準方向とを対応付ける、
    請求項20に記載の照明制御装置。
  22. 前記処理部は、
    前記全方位画像に対するピンチ操作の操作情報を取得し、
    前記操作情報に基づいて、前記照明方向の範囲の大きさを制御する、
    請求項20または21に記載の照明制御装置。
  23. 前記指定照明方向は、複数存在し、
    前記指定照明方向を含む前記照明方向の範囲は、複数存在する、
    請求項1~22のいずれか1項に記載の照明制御装置。
  24. 複数の光源により照明可能な照明装置と、前記照明装置による照明を制御する照明制御
    装置と、を備えた照明制御システムであって、
    前記照明制御装置は、
    前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、
    前記方向指定情報に基づいて、前記照明装置による照明方向の範囲を決定し、
    前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、
    前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうち、前記照明方向の範囲に含まれる各光源照射方向を照明する一部の光源に照明させ、
    前記一部の光源の輝度は、前記指定照明方向と近い前記光源照射方向である程、大きい、
    照明制御システム。
  25. 複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御方法であって、
    前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、
    前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、
    前記方向指定情報に基づいて、前記照明装置による照明方向の範囲を決定し、
    前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうち、前記照明方向の範囲に含まれる各光源照射方向を照明する一部の光源に照明させ、
    前記一部の光源の輝度は、前記指定照明方向と近い前記光源照射方向である程、大きい、
    照明制御方法。
  26. 複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御装置であって、
    前記照明の制御に関する処理を行う処理部を備え、
    前記処理部は、
    前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、
    前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、
    前記照明方向の範囲の形状を指定するための形状指定情報を取得し、
    前記方向指定情報と前記形状指定情報とに基づいて、前記照明装置による照明方向の範囲を決定し、
    前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうち、前記照明方向の範囲に含まれる各光源照射方向を照明する一部の光源に照明させる、
    照明制御装置。
  27. 複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御装置であって、
    前記照明の制御に関する処理を行う処理部と、
    前記照明装置を撮像する撮像部と、
    前記撮像部から前記照明装置に向かう撮像方向を計測する計測部と、を備え、
    前記処理部は、
    前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、前記撮像部の撮像方向に対する前記照明装置の基準方向を導出し、
    計測された前記撮像部の撮像方向と、導出された前記撮像部の撮像方向に対する前記照明装置の基準方向と、に基づいて、前記照明装置の基準方向を、実空間における方位で特定し、
    前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報を取得し、
    前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、
    前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうちの一部の光源に照明させる、
    照明制御装置。
  28. 複数の光源により照明可能な照明装置による照明を制御する照明制御装置であって、
    前記照明の制御に関する処理を行う処理部を備え、
    前記処理部は、
    前記照明装置により照明可能な照明方向を含む全方位画像を撮像する全方位撮像装置から、前記全方位画像を取得し、
    前記照明装置による照明方向を指定するための方向指定情報として、前記全方位画像における位置を指定するための情報を取得し、
    前記複数の光源のそれぞれの照射方向である光源照射方向を示す光源情報を取得し、
    前記照明装置の設置位置から前記全方位画像における指定された位置である指定位置に向かう方向を、前記方向指定情報で指定された前記照明方向である指定照明方向として導出し、
    前記指定照明方向と複数の前記光源照射方向とに基づいて、前記複数の光源のうちの一部の光源に照明させる、
    照明制御装置。
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