(57)【要約】【課題】新規な物体検出照明システムを提供する。【解決手段】物体検出照明システム(10)は、可視光を放射する光源(12)を含む。この光源(12)には光源コントローラ(14)が接続され、所定モードにおいて可視光を放射するように光源(12)を駆動させる。光源(12)に対して光学検出器(16)が配置され、これは、物体(A)により反射／後方散乱された可視光を検出する。光源コントローラ(14)及び光学検出器(16)にはデータ／信号プロセッサ(18)が接続されて、光学検出器(16)からの検出データを受け取る。データ／信号プロセッサ(18)は、物体(A)に関連したデータ出力を、所定モード及び検出データの関数として発生する。【選択図】図１
2014170001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を用いて物体を検出する方法であって、
照明モードにおいて可視的であるという第１の機能を有する可視光を発するように構成された可視光光源を準備する段階と、
前記可視光光源に光源コントローラを接続する段階と、
前記証明モードにおいて可視光を発して周囲を明るくするように前記可視光光源を動作させる段階と、
所定のモードにおいて可視光を発するように前記光源コントローラを用いて前記可視光光源を駆動する段階であって、前記所定モードにおける可視光は、前記光源が前記光源コントローラにより駆動されているときに肉眼の人間の眼に見えるという前記第１の機能を維持するように、発せられる段階と、
前記発せられた可視光の物体からの反射／後方散乱を受ける段階と、
前記受けた反射／後方散乱及び前記所定のモードの関数として前記物体の位置を識別する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の機能が、前記可視光光源の周囲を明るくすること、及び、前記周囲にいる人間に信号を発すること、のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接続する段階が、前記光源コントローラを既存の可視光光源に組み込むことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記所定モードにおいて前記可視光光源を駆動する段階が、前記可視光をパルス化すること及び変調することのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記反射／後方散乱を受ける段階が、所定の光波長をフィルタ除去することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記位置を識別する段階が、前記物体の距離を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記物体の距離を計算することは、前記可視光を発することと該物体から前記反射／後方散乱を受けることとの間における時間遅延を測定することにより実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記物体の前記位置の関数としてアクションをトリガする段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
周囲を明るくすること及び該周囲にいる人間に信号を発することのうちの少なくとも一方である、照明モードにおいて可視光を発するという第１の機能を有する、可視光を発する光源と、
所定のモードにおいて前記可視光を発するように前記光源を駆動する光源コントローラであって、前記所定モードにおける可視光は、前記光源が当該光源コントローラにより駆動されているときに周囲を明るくする又は肉眼の人間の眼に見える信号を発するという前記第１の機能維持するようになっている、光源コントローラと、
前記光源に対向するように配置され、物体により反射させられた／後方散乱させられた可視光を検出するように構成された、光学検出器と、
該光学検出器から検出データを受信し、前記所定モード及び該検出データの関数として前記物体に関連したデータ出力を生成する、データ／信号プロセッサと、
を具備することを特徴とする物体検出照明システム。
【請求項１０】
前記光学検出器は、前記光源により発せられた広い範囲の光をカバーするように、狭い範囲を検出する各々のサブ検出器を結合させた複数のサブ検出器を有する、請求項９に記載の物体検出照明システム。
【請求項１１】
前記光源により発せられた光の照射範囲内において前記光学検出器の視野におけるスキャニング動作を生じさせるように該光学検出器に結合したスキャニングメカニズムをさらに具備する、請求項９に記載の物体検出照明システム。
【請求項１２】
前記光学検出器が複数のサブ検出器のアレイを有する、請求項９に記載の物体検出照明システム。
【請求項１３】
前記光源コントローラが、前記所定モードにおいて可視光を発するように前記光源を駆動するパルス／変調ドライバと、周囲を明るくするのに適した強度の可視光を発するように前記光源を駆動する照明ドライバと、を有する、請求項９に記載の物体検出照明システム。
【請求項１４】
前記光源が複数の光を発するものであり、該光源の複数の光のうちの少なくとも１つは、前記照明ドライバにより駆動されて周囲を明るくするものであり、該光源の複数の光のうちの少なくとも１つは、前記パルス／変調ドライバにより駆動されて前記所定モードにおいて前記可視光を発するものである、請求項１３に記載の物体検出照明システム。
【請求項１５】
前記光学検出器が、前記反射させられた／後方散乱させられた可視光の与えられた光波長をフィルタ除去するフィルタリング装置を有する、請求項９に記載の物体検出照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、照明システムに係り、より詳細には、照明システムにより放射される可視光を使用した物体検出に係る。
【０００２】
関連出願に対するクロスレファレンス：本特許出願は、２００５年１２月１９日に出願された米国仮出願第６０／７５１，２８４号に基づく優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
１９９０年代以来、白色発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）は、幾つかの仕方で白熱又は蛍光照明システムをより高い効率で再現する光を発生できることが知られている。これらのＬＥＤは、また、ほぼ瞬時に光を放射する（非常に速いターンオン）とともに、放射光の停止もほぼ瞬時に行う（非常に速いシャットダウン応答）。しかしながら、最近まで、これらのＬＥＤは、周囲照明を与えるか又はランプ及び照明器具の一部分となるに充分な電力出力を単一ユニットにおいて示さなかった。ここ数年間、ＬＥＤは、僅かな電力消費しか必要としないレジャー用又はセキュリティ照明として使用できるフラッシュライトや小型照明器具の一部分となった。ＬＥＤは、数十年間にわたり、種々の形式の機器、工業向け及び家庭用途においてリモートコントローラやセンサの光源として使用されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
今日、ＬＥＤは、自動車産業におけるヘッドランプ、家庭又は工業用のランプ、街路灯や照明器具のようなパワフルな照明を必要とする用途の一部分とするために、多数の製造者によって開発されている。ＬＥＤに関連した効果は、高い電気−可視光変換効率による低い電力消費、長い寿命、速いスイッチング時間、ＬＥＤから出てくる光の相対的な指向性、及び特殊なデザインの開発を許すコンパクトさを含む。ＬＥＤが、現在使用されている白熱及び蛍光照明システムに代わってパワフルな照明システムの一部分となるまでには数年来の問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、新規な物体検出照明システムを提供することである。
【０００６】
本発明のさらに別の目的は、可視光を使用して物体を検出するための新規な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明によれば、可視光を使用して物体を検出する方法において、個人に見えるという第１の機能を有する可視光を放射する可視光光源を準備するステップと、可視光光源に光源コントローラを接続するステップと、所定モードにおいて可視光を放射するように可視光光源を駆動するステップと、物体に対する放射可視光の反射／後方散乱を受け取るステップと、受け取った反射／後方散乱及び所定モードの関数として物体の位置を識別するステップと、を備えた方法が提供される。
【０００８】
さらに、本発明によれば、可視光を放射すると共に、環境を照明すること及び環境内の個人に信号を放射することの少なくとも１つに対して可視光を放射するという第１の機能を有する光源と、この光源に接続されて、所定モードで可視光を放射するように光源を駆動する光源コントローラと、光源に対して位置され且つ物体により反射／後方散乱された可視光を検出するようにされた光学検出器と、光源コントローラ及び光学検出器に接続されて、光学検出器からの検出データを受け取るデータ／信号プロセッサであって、所定モード及び検出データの関数として物体に関連したデータ出力を発生するデータ／信号プロセッサとを備えた物体検出照明システムが提供される。
【０００９】
以上、本発明の骨子を一般的に述べたが、添付図面を参照して、好ましい実施形態を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の物体検出照明システムを示すブロック図である。
【図２】パルス駆動信号とシグネチャー変調との組合せから生じる図１の物体検出照明システムの光信号を示す概略図である。
【図３】高輝度白色ＬＥＤからの非フィルタ光に比して時間に伴う青色光の振幅を示すグラフである。
【図４】別のフィルタで分離された燐光放射からの光に比して高輝度白色ＬＥＤにより放射された時間に伴う青色光の振幅を示すグラフである。
【図５】多数の検出器を伴う図１の物体検出照明システムの別のセンサ構成を示す概略図である。
【図６】スキャニングメカニズムを伴う図１の物体検出照明システムの別のセンサ構成を示す概略図である。
【図７】検出アレーを使用した図１の物体検出照明システムの別のセンサ構成を示す概略図である。
【図８】光源アレーを使用した図１の物体検出照明システムの別のセンサ構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照すれば、本発明の好ましい実施形態による物体検出照明システムが番号１０で一般的に示されている。
【００１２】
システム１０は、可視光光源１２を有する。この可視光光源１２は、充分な強度の可視光を放射するという第１の機能を有していて、ユーザは、直接的な仕方で（光源１２を見ることにより）その環境から情報を収集することもできるし、或いは環境の照明によるものか信号の放射によるものかに関わらず、間接的な仕方で（シーンの照明から）人間の視覚を通して情報を収集することもできる。このような照明システムは、例えば、とりわけ、ランプ、照明器、サイン及びディスプレイ、状態インジケータを含む。好ましい実施形態では、可視光光源１２は、システム１０の選択された用途に基づいて１つ以上のＬＥＤを有し、その幾つかについて以下に説明する。例えば、可視光光源１２は、幾つか挙げると、家庭用の照明器具（例えば、ランプ、照明器）、交通信号灯、街路灯システム、車のヘッドライト、テールライト及び／又はブレーキライトの形態でよい。
【００１３】
可視光光源１２は、光を発生するように駆動すべく、光源コントローラ１４に接続される。システム１０は、光を放射するのに加えて、物体Ａが、光源１２によって照射される環境／シーンの一部分であるときに、物体Ａの検出も行う（物体は、検出するのに充分な反射光を発生する限り、個体、浮揚粒子、ガス及び液体を含む）。したがって、光源コントローラ１４は、放射光が、例えば、振幅変調又はパルス状の光放射により光信号の形態をとるような所定のモードで、可視光光源１２を駆動する。
【００１４】
これらの光信号は、必要な照明を与えながらも、データ／信号プロセッサ１８及び光源コントローラ１４を通して、その用途に必要とされる照明照射レベルを与えるように使用できるというものである。これは、検出可能な信号が存在することを意味する。したがって、光信号を目に見えないほど充分に速く（例えば、１００Ｈｚの周波数より高く）変調すると共に、平均照明電力を連続光源と同等にすることにより、連続光源と同等の光レベルを得ることができる。
【００１５】
一実施形態では、光源コントローラ１４は、一定ＤＣ信号又はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のような照明駆動信号を発生するように設計され、これは、通常、照明システムにおいて、必要な照明を発生し、その輝度を制御するのに使用される。照明駆動信号は、コントローラ１４の照明駆動サブモジュール１４Ａによって発生される。変調／パルス化駆動信号は、遠隔物体検出に必要な高速変調／パルスシーケンスを供給する。この変調／パルス化駆動信号は、コントローラ１４の変調駆動サブモジュール１４Ｂにより発生される。
両駆動信号は、独立して発生することもできるし、組み合わせて発生することもできる。
駆動信号のシーケンスは、データ／信号プロセッサ１８により制御される。
【００１６】
図２を参照すれば、変調及びパルス化の両方を結合して、放射光に対するシグネチャーを与えることが考えられる。より詳細には、図２に示すように、シグネチャー変調がパルス化駆動信号に結合されて、変調及びパルス化の両方を結合する光信号が発生される。パルス化及び変調のこの結合は、複数のアイテムが照明システム１０に使用されるときに、信号間の干渉を回避するために適当に使用される。例えば、ほとんどの車に物体検出照明システム１０が装備された場合には、変調及びパルス化の結合が効果的に使用される。
【００１７】
可視光光源１２は、好ましい実施形態では、ＬＥＤを有する。特に、ＬＥＤは、ＬＥＤの輝度を高い速度で効率的に変調／パルス化できるように照明システム１０に使用するのに良く適している。この可能性を使用すると、標準的な照明用途のために既に設置されている現在の照明システムは、感知用途のための光源１２として使用することができる。
【００１８】
これらの用途は、家庭用照明コントロールのための存在検出から、適応クルーズコントロールのための車間距離測定、霧又は煙中通過検出、排出ガス又はスモッグ検出のための分光測定の実行までの範囲である。
【００１９】
可視光光源１２には検出器１６が関連付けられる。この検出器１６は、例えば、物体Ａにより反射又は拡散された（すなわち、後方散乱された）光信号を収集するために設けられた光学検出器（１つ又は複数）である。また、光信号は、光学検出器１６を経てデータ／信号プロセッサへ情報を送信するために、この光の直接的な光源である物体Ａからも到来する（リモートコントロールのような）。光学検出器１６は、例えば、ホトダイオード、電子雪崩ホトダイオード（ＡＰＤ）又は光電子増倍管（ＰＭＴ）である。
【００２０】
照明システム１０以外の光源から放射される周囲光バックグランドを制御するために、検出器１６と共に、通常、フィルタが設けられる。また、フィルタは、分光測定にも使用でき、光源１２の性能を向上させることができる。例えば、図３には、青色に対してフィルタリングされた白色ＬＥＤからのパルス状可視光信号がＬ１で示され、これに比して、フィルタリングされない光信号がＬ２で示されている。白色ＬＥＤのケースでは、使用する燐光体が、ＬＥＤ接合の青色の光を、燐光放射寿命のために、ある時間遅延で、可視光へ変換する。
【００２１】
幾つかの用途では、より速い光変調を許すために、検出時に適切な波長でフィルタリングを行って、白色燐光ＬＥＤの放射スペクトルの青色部分Ｌ１’を使用するのが好ましい。というのは、青色部分Ｌ１’は、図４にＬ２’で示す燐光物質の通常の変調速度の減少を受けないからである。これは、シーン照明のための白色ＬＥＤの広帯域照明を保ちながら、高速変調速度又は光パルスのいずれかを許す。
【００２２】
データ／信号プロセッサ１８が検出器１６に接続されて、そこから検出された光データを受け取る。データ／信号プロセッサ１８は、光源コントローラ１４にも接続され、そこから駆動データを受け取る。データ／信号プロセッサ１８は、光源コントローラ１４の駆動データに比して、検出器１６からの検出された光データを解釈するための処理ユニット（例えば、ＣＰＵ）を有し、これは、可視光光源１２によって放射された光信号の所定の放射モードに関する情報を与える。
【００２３】
したがって、物体に関する情報（例えば、存在、距離、変位の速度、組成、寸法）は、データ／信号プロセッサ１８により、駆動データと、検出された光データとの間の関係（例えば、位相差、相対的強度、スペクトル内容、フライト時間等）の関数として計算することができる。物体パラメータの計算を加速するための経歴データ又は作表データを与えるために、データ／信号プロセッサ１８に関連してデータベース２０を設けることができる。
【００２４】
データ／信号プロセッサ１８は、それが遂行する計算に鑑み、光源コントローラ１４を制御し、ひいては、可視光光源１２の光出力を制御する。例えば、可視光光源１２は、その強度を増加又は減少するか、或いはその出力のパラメータを変化させることが要求される。
【００２５】
さらに、データ／信号プロセッサ１８は、計算出力を外部システムＢへ送信し、外部システムＢは、データ／信号プロセッサ１８により与えられる情報に作用する。例えば、外部システムＢは、乗物のクルーズコントロールシステムの処理ユニットでよい。別の非限定例として、外部システムＢは、交通信号灯の中央処理ユニットでよい。また、外部システムＢは、データ／信号プロセッサ１８に使用されるべき入力パラメータを与えることもできる。これらのパラメータは、現在の目盛に対して行われるべき調整、現在の用途に対して実施されるべき新たなプログラム、或いはデータベース２０に追加されるべきデータでよい。
【００２６】
検出器１６及びデータ／信号プロセッサ１８の構成は、用途の要件に依存する。多くの用途における１つの難題は、光源１２及び光学検出器１６の両方の視野内の異なる位置に複数の物体が位置するときに適切な距離測定値を得ることである。このような場合には、視野内の各物体が、その真の距離及び反射率に基づいて重み付けされる最終距離値に貢献することになる。この問題を克服するための１つの仕方は、検出器（１つ又は複数）の視野を限定し、調査されるスペースの体積を制限することである。センサ構成は、用途から要求される仕様に基づいて作られる。
【００２７】
図５を参照すれば、センサ構成の別の実施形態は、複数の個別の検出器１６Ａないし１６Ｄを含み、各検出器は、光源１２により照射され且つ物体Ａ１ないしＡ４を含むスペースの体積内で各固定の視野ＦＯＶＡないしＦＯＶＤを観察する。検出器１６Ａないし１６Ｄの視野は、狭いものであるか、或いは距離の精度と必要な検出器数との間の兼ね合いとして狭い視野及び広い視野の組合せであってもよい。光学検出器１６は、例えば、ホトダイオード、ＡＰＤ又はＰＭＴのいずれかである。このような構成は、コンポーネント数の増加及び直観的一体化の低下を犠牲にして設計の簡単化を与える。
【００２８】
センサ構成の別の実施形態が図６に示されている。このケースでは、光源１２が物体Ａ１ないしＡ４を包囲する同じシーンを照射するが、狭い視野ＦＯＶを有する１つの個別の検出器１６’のみが、スキャニングメカニズム５０に組み合わせて使用される。このスキャニングメカニズム５０は、検出器により調査される照射体積の部分を変化させ、本質的に、視野ＦＯＶをＦＯＶ’へ変化させる。この場合も、検出器１６’は、ホトダイオード、ＡＰＤ、ＰＭＴ又はその等効物でよい。この構成は、コンポーネントの数を最小にするが、照射体積部の順次の調査、及びスキャニングメカニズム５０における可動部の使用を必要とする。さらに、スキャニングメカニズム５０の動きは、データ／信号プロセッサ１８により操作されねばならない。というのは、スキャニングメカニズム５０の向きが物体の位置の計算に影響を及ぼすからである。
【００２９】
図７に示すセンサ構成の別の実施形態では、光源１２及び照明シーンは、図６と同様であるが（物体Ａ１ないしＡ４）、全照明シーンを包囲する大きな視野ＦＯＶＭで検出アレー１６”が使用される。アレー１６”の各ピクセルは、非常に狭い視野をもつ個別の検出器として働き、アレーの前方の二次光学系により決定される照明シーンの特定部分を調査する。アレー１６”は、ＡＰＤ又はホトダイオードアレー、ＣＣＤ及びＣＭＯＳセンサのような直線的アレー又は２Ｄ型アレーである。
【００３０】
図８に示された別の実施形態は、照明視野内から検出視野を選択する必要性を光源側へ移行するものである。この実施形態では、光源１２は、シーンの一定の照明を与えるように、照明駆動信号（変調なし）により一緒に駆動される複数の個々の照明素子６０（例えば、ＬＥＤ又はＬＥＤの小さなクラスター）で構成される。
【００３１】
光源コントローラ１４内にシーケンスコンポーネントを使用して、各照明素子６０を、照明信号のみから、サイクルの特定時間巾中に所定駆動モードにより要求される変調信号（又は照明及び変調駆動信号の組み合わせ）へ順次に切り換えることができる。６０’で示された変調光素子は、適切に設計された二次光学系６１により決定された狭い視野ＦＯＶＳでシーンの一部分のみを照明し、一方、他の素子６０には照明駆動信号のみが供給されて、変調なしにシーンの残り部分を照明する。二次光学系６１は、用途に基づいて種々の形態（例えば、バルク、ファイバー）をとることができる。
【００３２】
指定の時間巾の後に、別の素子６０が変調モードに切り換えられ、最初の素子６０’が照明駆動信号のみに戻される。この動作は、駆動シーケンスを制御するデータ／信号プロセッサ１８のプログラミングに基づいて繰り返される（図１に示すように）。本質的に、変調又はパルス化された光放射が、照明空間的体積内において、個々のステップでスキャニングされる。
【００３３】
このような構成では、全照明シーンを包囲する大きな視野ＦＯＶＬをもつ個別検出器１６は、ＦＯＶＳ（例えば、図８の物体Ａ３）内の物体のみを感知する。この場合も、個別の検出器１６は、ホトダイオード、ＡＰＤ、ＰＭＴ、又はその等好物のいずれでもよい。
この構成は、光源１２が照明素子又はそのグループであって、変調又はパルス化光源の考えられる低い輝度、二次光源光学系のより精巧な設計、及び当該空間体積部の順次の調査を犠牲にして、検出ステージ設計を簡単化するような用途に良く適応される。
【００３４】
自動車産業への使用
自動車産業及び都市の電力管理効率の分野では解決策が求められており、照明システム１０は、このような用途に特に良く適している。例えば、自動車産業は、衝突回避システム及び適応クルーズコントロールのために、自動車及び自動車の周りの歩行者までの距離を検出し測定して乗物の速度及びブレーキを自動的に制御するための自動手段を探している。これらの衝突は、毎年、多くの死傷者の原因を招いている。
【００３５】
自動車産業は、衝突に関係した死者の数を減少するために新たなテクノロジー（例えば、衝突回避システム、歩行者安全システム、死角検出、乗員位置検出器、等）に向かって進んでいる。これを遂行する１つの仕方は、道路に沿った及び道路のそばの障害物を照明システム１０で自動的に検出し、それに応じて車又は運転者が反応するようにさせることである。
【００３６】
例えば、クルーズコントロールシステム（及び他の安全システム）を、照明システム１０に関連した外部システムＢとしてリンクすることが意図される。このような適応クルーズコントロールは、車がその速度を先行する車に対して自動的に順応できるように、使用することができる。
【００３７】
ＬＩＤＡＲシステムが、従来技術において、車に使用されるものとして説明されている。このような用途では、バックグランドの日光や他の車のヘッドライトを充分に抑制するために、レーザーが一般的に要求される。さらに、運転レーンや、その各側のレーンも見ることのできる大きな視野をカバーするために、レーザーが車の全周をスキャンしなければならないか、又は多数のレーザーを使用しなければならず、これは、照明装置を高価で且つ複雑なものにする。
【００３８】
他方、照明システム１０は、車に既に存在するＬＥＤをベースとするヘッドライト又は信号灯（又は他の同様にソリッドステート照明器具）を光源１２として使用して、機械的な可動部をもたずに大きな視野がカバーされるようにしてもよい。ヘッドライトのＬＥＤは、バックグランドライトに対して容易に弁別する能力を得るために変調又はパルス化することができる。他の乗物のバックグランドライトにも照明システム１０を装備できるので、使用する変調周波数をスイープして（又は光学的周波数ドメインの反射率計測の場合のように時間的にシフトして）、干渉のおそれなく多数の車照明装置を弁別することができる。或いは、図２について上述したシグネチャー変調の方法を使用することもできる。
【００３９】
さらに、既知の位相シフト又はフライト測定時間により振幅変調又はパルスを使用して、ヘッドライトの照明フィールドにおける車と他の車又は物体（歩行者のような）との間の距離を得ることができる。これは、適応クルーズコントロールと相まって、車の速度又はブレーキを制御するように使用され、低いコスト及びおそらく良好な効率で且つ低予算の車から高予算の車まで全ての車市場カテゴリーに広く普及させて衝突のおそれを回避することができる。実際に、車の周囲及び車内に既に設置されている全ての照明システム（例えば、ブレーキライト、方向指示ライト、又は車の天井灯）は、光源１２が適当であるとすれば、それらを照明システム１０へ設計／追加導入することにより、物体又は個人の存在及び距離（５ないし１０ｍまでの）に関する情報を収集するように同様に使用することができる。また、悪天候における視界も、雪、霧、埃又は雨に対する光拡散測定を通して推定することができる。警察又は政府の乗物には、公害問題を引き起こす悪いガス排出を伴う車を検出するように、より能力の高い検出システムを装備することができる。考えられる他の用途は、駐車支援、死角検出器を含む。
【００４０】
インフラストラクチャーへの使用
エネルギーのコストが上昇しているために、エネルギー消費が益々問題になっている。
効率的な街路灯電力消費、ひいては、都市のエネルギー予算は、ＬＥＤがこの用途に広がったときにそれらから利益を得ている。光レベルの制御は、数分程度の再起時間を有する現在のナトリウム灯に比して、ＬＥＤでは容易に達成される。したがって、ＬＥＤでは、これらライトの下を市民が歩き回らないときに街路灯のレベルを制御することが実現可能となり、これも、エネルギーの節約となる。
【００４１】
現在の街路灯システムは、必要に応じて光レベルを調整することができず、これは、照明システム１０を使用して容易に達成することができる。このような調整能力は、それらのエネルギー消費を減少できるようにする。例えば、ナトリウム灯は、輝度を調整するのが困難である。通常、検出システムが存在しないか、又は検出システムが移動検出センサに基づくものであるが、それらセンサは、通常、高い周囲温度において移動する人々又は乗物や、寒い天候において冬の衣服で覆われた人々を検出するのが困難である。
【００４２】
さらに、このような検出器は、短い距離において限定された視野で良好に機能し、また、多数の街路灯が長いポストに配置されているので、その用途に対して多数の校正上の問題を受ける。街路灯が必要に応じて輝度を調整できるような特性を示すとしても、これは、おそらく、そのような検出器が街路灯に配置されない１つの理由である。適応される検出器は、熱の差だけを感知するのではなく、検出すべき視野内、及びトラックよりも歩行者を充分に感知するように、大きな視野をカバーする必要がある。最終的に、これは、低いコストで技術的に入手でき且つ一体化できることも必要である。
【００４３】
信号灯は、ＬＥＤを光源として現在使用している別の照明用途である。このケースでは、高い放射照度、寿命、スイッチング時間及び効率が、この用途にとって有益である。この後者のケースでは、道路の舗装面の下の地面に高いコストで配置される誘導性又は容量性センサを使用するのではなく、照明システム１０の種々のコンポーネントをライトに設計／追加導入することにより、照明システム１０の特徴をこれらのライトに追加することが改良である。
【００４４】
検出能力を伴う従来の交通信号灯のケースでは、舗装の下にセンサが配置される。したがって、乗物が道路の交差点に到達すると、それが検出され（電気的な指示又は容量性の感知により）交通信号灯が所定のタイミング設定でアクチベートされる。しかしながら、これらのセンサを舗装の下に配置するには、道路の交差点ごとにコストのかかる穴掘りを行わねばならない。
【００４５】
このようなセンサでは、検出がセンサのレベルでしか行われず、したがって、車の速度及び台数を容易に推定することができない。照明システム１０の特徴は、交通信号灯システムに更なるインテリジェンスを実施できることであり、したがって、車の事故のリスクをさらに低くすることができる。
【００４６】
照明システム１０により提案されるように、ライトの下又はそばで車を検出するように光学検出器を使用すると、安価に検出を行うことができる。というのは、舗装を除去して検出器を配置する必要がないからである。保守も修理も、コストがかからなくなる。さらに、異なる視野をもつ多数の検出器を使用すると、多数の乗物を同時に及び／又はそれらの速度で検出することができ、交通測定及び制御のための有用なツールとなる。
【００４７】
また、乗物の速度は、上述した変調位相シフト測定（又はパルス光のフライト時間）技術で測定することもできる。この場合も、異なる天候条件における視界の変化を測定することができる。実際に、霧により生じる悪い視界条件を知らせるための河川付近の道路に沿って見られる黄色の信号灯は、このような視界を適切な検出で測定できるようにする可視光光源として使用することができる。照明システム１０は、交通信号灯に信号を送信して自分の都合でそれを緑色に変えるのを許す特定の変調機構を有する非常乗物に配置されたエンコード化光源（ＬＥＤをベースとする場合には乗物の非常灯それ自体でよい）を検出するように使用できる。照明システム１０の光学検出器１６は、現在位置及び使用要件に対して照明ユニットを制御、校正又は構成するために通信を許すリモートコントローラのような外部（又は他の）光源からのエンコードされた到来光信号を検出するように使用できる。
【００４８】
また、乗物速度の測定は、距離の測定により行うこともできるし、又はＬＥＤ街路灯装置の下を街路レーンに沿って異なるポイントを通過する時間を測定することにより行うこともできる。これは、特殊な装置やセンサを設置せずに得ることのできない情報を収集できるようにする。
【００４９】
街路灯の付近の乗物又は他のソースからのガス放出の２つ（以上）の異なる波長において分光検出を実施する可能性を考えることもできる（ホームランドセキュリティの問題に対して）。異なる波長は、次いで、ガスからの異なる吸収又は異なるレベルの信号の差を検出できるようにする（異なる波長を検出する２つの検出器で）。この場合も、異なる天候条件における視界の変化を測定することができる。
【００５０】
ＬＥＤをベースとする照明器具又は街路灯の場合に、既に設置されたライトを使用することにより同じ形式の可能性を実施し、ライトの下の個人又は乗物の存在を検出して、それに応じて光のレベルを制御することができる。個人又は乗物の出回りが検出されないときには、光のレベルを下げて、必要なエネルギーを減少することができる。
【００５１】
実際に、照明システム１０により与えられる検出能力が装備された街路灯及び交通信号灯は、都市内の交通及び乗物の出回りや、交通に影響を及ぼす非常事態を管理することのできるネットワークのベースとなり得る。これは、ＲＦリンクや電力ラインを経てデータ／信号処理ユニット１８を中央の外部トラフィック管理システム（すなわち、外部システムＢ）と通信状態にすることにより可能となる。
【００５２】
ビル用途への使用
家やオフィスの内外に使用するライトの場合には、２つのことを考慮しなければならない。輝度を調整する能力は、良好なエネルギー使用を許す一方、検出能力は、セキュリティシステムのための部屋使用及び監視感知に関係した光の輝度の調整を許す。家の内外で使用される現在の照明システムは、光レベルの自動調整を行わず、或いはそれを行ったとしても、通常、ライトのエンクロージャーそれ自体とは別に一体化されるＩＲ移動検出器を使用するか、又は実際の照明それ自体の検出をベースとしていない。これは、より高い製造及び設置コストを招く。
【００５３】
内部の用途では、個人の存在又は活動を検出して、それに応じて光のレベルを制御するか、現在の移動検出器を交換するために監視するか（例えば、宣伝において、個人の存在を検出したときに広告をフラッシュする）、スモッグを検出するか、危険なガスを検出することができる。ＬＥＤの照明を容易に変調できるので、非常事態の場合には、人々が容易に気付くように明滅させることができる。退出路に沿って配置された異なるＬＥＤ照明の明滅シーケンスで、非常口の方向を指示することができる。
【００５４】
実際に、ビルの照明ユニットは、ローカルネットワークを通して互いに通信できる場合にはインテリジェント型にすることができる。ネットワークは、ワイヤレス通信リンクをベースとするか、あるユニットにより発生された光が他のユニットに到達する場合にはその光をベースとするか、又は実際の電力ラインをベースとすることができる。照明モジュール間の通信は、人々が例えば廊下を歩く場合に通路に沿って順次にそれらを点灯させることができる。また、通信能力は、家の中で集中化される外部システムＢへと拡張されて、通常の人間の活動を記録すると共に、それらの活動に対して家の暖房、セキュリティレベル及び快適感を調整することができる。また、このような情報は、集中化されたセキュリティシステムによって使用されて、人々が室内で１２時間以上活動しないといった考えられる非常事態をチェックすることもできる。
【００５５】
照明システム１０には他の多数の用途がある。これは、家や、農場や、工業ビルディングや、商業ビルディングや、スタジアム、等で使用される内外の照明を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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