(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源を点灯する点灯回路と、
画像センサと、
前記画像センサから出力される画像データを取得し、該画像データを画像処理すること
により前記点灯回路に対する調光制御信号を生成する制御部と、
を備えた照明システムであって、
前記制御部は、
前記照明システムの使用開始に先立って、前記画像センサの出力から検知物を識別可能
な最低限の明るさにおける画像センサの全ドットのＲＧＢ出力に応じて決定された閾値に
基づき、取得した画像データ上で検知物を識別できる前記調光制御信号としての調光率を
決定し、この決定された調光率で前記光源を点灯させることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記照明システムの使用開始後、
前記画像データから前記検知物が検知されない場合、
前記使用開始後に得られる画像センサのＲＧＢ出力が前記閾値を超えるときは、前記調
光率を下げて前記光源を点灯させ、
前記使用開始後に得られる画像センサのＲＧＢ出力が前記閾値未満のときは、前記調光
率を上げて前記光源を点灯させることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記画像センサは、プラグインタイプのものであり、前記制御部が参照する情報を記憶
する記憶部を備え、
前記記憶部には、前記制御部が取得した画像データ上で検知物を識別できる調光率で記
憶されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像センサが出力する画像データに基づいて調光制御する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、明るさセンサで照射面の明るさを計測して明るさを制御する照明器具が知られている。図６は、明るさセンサとしてフォトダイオードを有する照明器具を示す。照明器具５１は、明るさに応じて出力電流が変化するフォトダイオード５２が設けられ、机上面をフォトダイオード５２の集光範囲としている。照明器具は、フォトダイオードの出力が一定となるように照明の調光率を制御することによって、外光や他の照明器具の影響を受けても机上面の照度を一定に保つ。
【０００３】
また、人感センサで人を検知して点灯と消灯を制御する照明器具が知られている。図７は、人感センサとして焦電素子を有する照明器具を示す。照明器具６１は、熱線の変化を感知する焦電素子６２が設けられ、焦電素子６２によって所定の検知範囲に人を検知した場合に点灯したり、人を一定時間検知しない場合に消灯したりする。
【０００４】
さらに、図示しないが、フォトダイオードと焦電素子とを組み合わせて、焦電素子で人を検知したときに、フォトダイオードの出力を一定に制御することにより、机上面の明るさを一定に制御する照明器具も知られている。
【０００５】
しかし、焦電素子は、熱線の動きを検知するため、人が動いているときは検知できるが、人が着席したり、立ち止まったりしたときは検知できない。そこで、撮像素子を用いて人を検知して点灯制御する照明システムが知られている。図８（ａ）（ｂ）は、そのようなシステムにおいて撮像素子が撮影した画像から人体を検知する画像処理例を示す。図８（ａ）は、静止人体検知の場合を示す。この場合は、現在の画像と、予め撮影した基準画像とを比較して差分を算出し、差分画像を形成し、差分画像に一定以上の差があるときに静止した人の存在を検知する。図８（ｂ）は、動く人を検知する動作人体検知の場合を示す。この場合は、フレーム１乃至フレーム４等の画像を一定時間毎に撮影し、フレーム２とその直前のフレーム１の画像の差から動く人を検知する。フレーム３とフレーム２の画像の差、フレーム４とフレーム３の画像の差についても同様である。
【０００６】
また、撮像素子を用いて明るさを計測して点灯制御する照明システムが知られている。図９は、ＣＣＤからなる撮像素子によって撮影された画像情報の例を示す。ＣＣＤによって撮影された画像情報は、ドットから形成され、各ドットに明るさの情報を有している。ＣＣＤで撮影された画像情報のうち計測範囲として指定した範囲について、その範囲の全ドットの明るさの平均を算出することによって明るさが計測される。
【０００７】
しかし、撮像素子を用いて人を検知するシステムにおいては、撮像範囲が暗くなると撮影する画像が真っ暗になる。そのような画像データを画像処理しても人を識別することができないので、人を検知できず、正確な点灯制御ができない。
【０００８】
このため、照明を消灯した状態では、焦電素子を用いて人を検知する照明装置が知られている（例えば特許文献１参照）。しかし、このような装置では、画像センサとは別に焦電素子が必要となり、コスト高となる。
【０００９】
また、照明を消灯した状態では、赤外線を照射し、その反射光を画像センサ（ＣＣＤ）で撮影して人を検知する照明装置が知られている（例えば特許文献２参照）。しかし、このような装置では、赤外線を照射するための赤外光源が必要となり、照明を消灯した状態で赤外光源を点灯させなければならず、画像センサに赤外線領域の撮影が可能なものを用いる必要があるため、コスト高となる。
【特許文献１】特開２００２−２４６１８９号公報
【特許文献２】特表２００４−５０１４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するものであり、画像センサが出力する画像データに基づいて調光制御する照明システムにおいて、人を検知して調光制御する場合、画像データから確実に人を検知することができ、正確に調光制御することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光源と、前記光源を点灯する点灯
回路と、画像センサと、前記画像センサから出力される画像データを取得し、該画像デー
タを画像処理することにより前記点灯回路に対する調光制御信号を生成する制御部と、を
備えた照明システムであって、前記制御部は、前記照明システムの使用開始に先立って、
前記画像センサの出力から検知物を識別可能な最低限の明るさにおける画像センサの全ド
ットのＲＧＢ出力に応じて決定された閾値に基づき、取得した画像データ上で検知物を識
別できる前記調光制御信号としての調光率を決定し、この決定された調光率で前記光源を
点灯させるものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明システムにおいて、前記照明システム
の使用開始後、前記画像データから前記検知物が検知されない場合、前記使用開始後に得
られる画像センサのＲＧＢ出力が前記閾値を超えるときは、前記調光率を下げて前記光源
を点灯させ、前記使用開始後に得られる画像センサのＲＧＢ出力が前記閾値未満のときは
、前記調光率を上げて前記光源を点灯させることを特徴とする。また、請求項３に記載の
発明は、請求項１または２に記載の照明システムにおいて、前記画像センサは、プラグイ
ンタイプのものであり、前記制御部が参照する情報を記憶する記憶部を備え、前記記憶部
には、前記制御部が取得した画像データ上で検知物を識別できる調光率が記憶されている
ものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１または２に記載の発明によれば、画像データ上で検知物を識別できる調光率で
光源を点灯するので、人を検知するために画像センサ以外に焦電素子や赤外光源等を設け
ることが不要となり、画像データから確実に人を検知して正確に調光制御することができ
る。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、画像センサが差し替え自在のプラグインタイプのもの
であり、画像データ上で検知物を識別できる調光率を画像センサの記憶部に予め記憶する
ことができるので、画像センサの差し替えによって容易に調光率の設定をすることができ
る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態に係る照明システムについて図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の照明システム１０（以下、本システムという）の機能ブロックを示す。本システム１０は、光源１２と、光源１２を点灯する点灯回路１３と、画像センサ１４と、画像センサ１４から出力される画像データを取得し、その画像データを画像処理することにより点灯回路１３に対する調光制御信号を生成する制御部１５とを備える。光源１２と点灯回路１３と制御部１５は、一般の照明器具を構成する。
【００１６】
光源１２は、交流電源１１等の電源によって点灯する、電流制御が可能な白熱球、蛍光灯、ＬＥＤ等からなる照明負荷である。点灯回路１３は、光源１２に流れる電流（負荷電流）を制御する。負荷電流の制御は、例えば、位相制御又は振幅制御である。画像センサ１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなり、レンズ１４Ｌによって画像センサ１４の視野範囲が決定され、視野範囲を撮影して画像データを出力する。制御部１５は、ＣＰＵ等からなり、画像センサ１４から出力される画像データを取得し、その画像データを画像処理することによってＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等の調光制御信号を生成する。
【００１７】
図２は、上記のように構成された本システム１０における調光制御信号と光源１２（照明負荷）に供給される電流（負荷電流）の関係を示す。制御部１５により生成されたＰＷＭ信号のオンデューティに応じて、点灯回路１３は、光源１２の負荷電流を制御する。ＰＷＭ信号のオンデューティが大きい程、光源１２の負荷電流が大きく、調光率が高い。
【００１８】
本システム１０は、人の検知の有無と明るさの計測の有無に関して、３つのタイプのいずれかに設定することができる。第１のタイプは、制御部１５が画像データ上で人体を識別することによって人を検知し、人の検知に応じて光源１２の調光率を変化させる動作タイプ（本明細書では、これをＮタイプという）である。第２のタイプは、制御部１５が画像データから明るさを計測し、明るさの計測値に応じて調光率を変化させる動作タイプ（本明細書では、これをＡタイプという）である。第３のタイプは、制御部１５が人の検知と明るさの計測値とを組み合わせて調光率を変化させる動作タイプ（本明細書では、これをＡＮタイプという）である。以下、これらの各動作タイプについて説明する。
【００１９】
先ず、Ｎタイプについて説明する。制御部１５は、例えば、画像処理による静止人体検知又は動作人体検知によって人を検知する（例えば、図８（ａ）（ｂ）参照）。本システムの使用開始に先立って、光源１２の調光率と人体検知の可否との関係を求め、調光率を設定しておく。例えば、調光率が９％以下で人体検知ができず、調光率１０％が人体検知ができる最小の調光率である場合、本システムの仕様として、人を検知したときの調光率は、ユーザによって設定される１０％以上の値（例えば、７０％）、人を検知していないときの調光率は、１０％と設定する。
【００２０】
本システムの調光制御動作において、制御部１５は、人を検知したときは、７０％の調光率で光源１２を点灯させ、人を検知していないときは、１０％の調光率で光源を点灯させる。
【００２１】
これにより、本システム１０は、画像センサ１４による人体検知に必要な最低限の明るさを確保することができる。なお、外光や他の光源によって明るさがさらに明るくなることがあるが、暗くなることはなく、外光等が人体検知に支障を及ぼすことはない。
【００２２】
ここで、光源１２の経時劣化対策について図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、光源１２の累積点灯時間に対する光束の経時変化を示す。一般的に、光源１２は、累積点灯時間が増加するに従い劣化し、光束が減少する。図３（ｂ）は、累積点灯時間に対する調光率の設定例を示す。例えば、人を検知したときの調光率は、事前準備で設定した初期値が７０％の場合、まだ増加の余地がある（最大１００％）。累積点灯時間の増加に従って同じ調光率における光源１２の光束が減少しても、調光率を増加することにより、人を検知したときの明るさを累積点灯時間に関わらず一定に制御することができる。また、人を検知しないときの調光率は、初期値が画像センサ１４による人体検知に必要最低限の明るさを確保する１０％の場合、累積点灯時間の増加に従って同じ調光率における光源１２の光束が減少しても、調光率を増加することによって、人体検知に必要な最低限の明るさを確保することができる。
【００２３】
次に、Ａタイプについて説明する。制御部１５は、画像データから明るさを計測し、計測した明るさが予め設定された明るさの目標値になるように光源１２の調光率を制御する。Ａタイプでは人体検知を行わないので、外光が明るくなれば光源１２が消灯することもある。
【００２４】
図４は、本システムの使用に先立ってなされるＡタイプの調光率設定方法を示す。例えば、机上面照度の７５０［ｌｘ］を明るさの目標値とする。外光が無い状態で光源１２の調光率を上下しながら机上面に置いた照度計１７によって照度を測定し、照度が７５０［ｌｘ］のときの画像センサ１４のＣＣＤ画素の全ドットのＲＧＢ出力の合計値を照明システム１０に記憶しておく。画像センサ１４による明るさの計測は、ＲＧＢ出力の合計値だけでなく、平均値であってもよいし、ＲＧＢからＹへの変換を用いて視感度に合った明るさに変換した値であってもよい。
【００２５】
本システムの調光制御動作において、制御部１５は、画像センサ１４のＲＧＢ出力の合計値が事前準備で記憶した値よりも低いときは、調光率を１％づつ上げ、高いときは、１％づつ下げるフィードバック制御を行う。
【００２６】
これにより、照明システム１０は、外光が入った場合でも、机上面照度を目標値、例えば７５０［ｌｘ］に保つことができる。
【００２７】
次に、ＡＮタイプについて説明する。制御部１５は、人を検知した場合には、Ａタイプと同じ調光制御をし、机上面照度を目標値に保つ。人を検知していない場合は、人のために机上面を明るくする点灯は不要であるが、画像センサ１４の出力から人体検知ができる明るさになるように、光源１２の調光率をフィードバック制御する。
【００２８】
本システムの使用開始に先立って、画像センサ１４の出力から人体検知ができる最低限の明るさにおける画像センサ１４の全ドットのＲＧＢの平均値を求めておく。例えば、画像センサ１４の全ドットのＲＧＢの平均値が１０未満のとき人体検知ができず、１０のとき人体検知ができれば、人体検知ができる最低限の明るさにおけるＲＧＢの平均値は１０である。システムの仕様として、人を検知していない場合、画像センサ１４の全ドットのＲＧＢの平均値が１０を超えるときは調光率を０．１％下げ、１０未満のときは調光率を０．１％上げる制御をする。これにより、人体検知に必要な最小の調光率で光源１２を調光制御することができるので、省エネルギーである。
【００２９】
このように、本システム１０は、画像データ上で検知物を識別できる調光率で光源１２を点灯するので、人を検知するために画像センサ１４以外に焦電素子や赤外光源等を設けることが不要となり、画像データから確実に人を検知して正確に調光制御することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る照明システムについて図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の照明システム２０（以下、本システムという）の機能ブロックを示す。本システム２０は、光源１２と点灯回路１３と制御部１５とから成る照明器具２１に対して差し替え自在なプラグインタイプの画像センサ２４を備える。この画像センサ２４は、制御部１５が参照する情報を記憶する記憶部２５を備え、記憶部２５には、制御部１５が取得した画像データ上で検知物を識別できる調光率が記憶されている。画像センサ２４は、プラグインにより照明器具２１の制御部１５と電気的に接続される。レンズ１４Ｌは、画像センサ２４に取り付けられている。記憶部２５は、不揮発性メモリ等からなる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００３１】
これにより、本システム２０は、画像センサ２４が差し替え自在のプラグインタイプのものであり、画像データ上で検知物を識別できる調光率を画像センサ２４の記憶部２５に予め記憶することができるので、画像センサ２４の差し替えによって容易に調光率の設定をすることができる。
【００３２】
本システム２０の照明器具２１側にＮタイプ、Ａタイプ、ＡＮタイプ等の動作タイプを設定しておき、画像センサ２４がプラグインされたとき、自動的に設定された動作タイプで調光制御するようにしてもよい。動作タイプは、自由に設定変更が可能であり、例えば、制御部１５のＣＰＵが実行するプログラムが保存される不揮発性メモリに記憶される。
【００３３】
また、画像センサ２４の記憶部２５に、動作タイプの設定を記憶してもよい。画像センサ２４を照明器具２１にプラグインしたときに、制御部１５は、画像センサ２４の記憶部２５を参照して設定された動作タイプを読み取り、自動的にその動作タイプで調光制御する。記憶部２５に記憶される動作タイプは、自由に設定変更が可能である。記憶部２５に人体検知を行う動作タイプ（Ｎタイプ、ＡＮタイプ）を記憶する場合は、同じ記憶部２５に、制御部１５が画像データ上で検知物を識別できる調光率を記憶する。
【００３４】
すなわち、本システム２０は、光源１２と、光源１２を点灯する点灯回路１３と、画像センサ２４と、画像センサ２４から出力される画像データを取得し、その画像データを画像処理することにより点灯回路１３に対する調光制御信号を生成する制御部１５と、を備え、画像センサ２４は、プラグインタイプのものであり、制御部１５が参照する情報を記憶する記憶部２５を備え、記憶部２５には、画像処理で人体検知を行うか否かの情報（Ｎタイプ、Ａタイプ、ＡＮタイプ等の動作タイプ）が記憶され、画像処理で人体検知を行う場合（Ｎタイプ又はＡＮタイプの場合）、記憶部２５には、制御部１５が取得した画像データ上で人体を識別できる調光率が記憶され、制御部１５は、取得した画像データ上で人体を識別できる調光率で光源１２を点灯させる。
【００３５】
これにより、人体検知を行う動作タイプ（Ｎタイプ、ＡＮタイプ）において、人体検知ができない暗さになることがなく、確実に人体検知を行うことができる。また、人体検知を行わない動作タイプ（Ａタイプ）においては、外光の強さ次第では消灯させることもでき、省エネルギーを図ることができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、画像センサを照明器具に固定し、照明器具に着脱自在に設けた記憶装置に、動作タイプと調光率を記憶してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明システムの機能ブロック図。
【図２】同システムにおける調光制御信号による負荷電流の制御を説明する図。
【図３】（ａ）は同システムの光源の経時劣化を示す図、（ｂ）は経時劣化を補償するための調光率の設定例を示す図。
【図４】同システムにおける調光率の設定方法を説明する図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明システムの機能ブロック図。
【図６】フォトダイオードを有する従来の照明器具の構成図。
【図７】焦電素子を有する従来の照明器具の構成図。
【図８】（ａ）は従来の照明システムにおける撮像素子を用いた静止人体検知の説明図、（ｂ）は同撮像素子を用いた動作人体検知の説明図。
【図９】同撮像素子を用いた明るさ計測の説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１０、２０  照明システム
１２  光源
１３  点灯回路
１４  画像センサ
１５  制御部
２４  プラグインタイプの画像センサ
２５  記憶部
【図１】
0005114262.tif 000002
【図２】
0005114262.tif 000003
【図３】
0005114262.tif 000004
【図４】
0005114262.tif 000005
【図５】
0005114262.tif 000006
【図６】
0005114262.tif 000007
【図７】
0005114262.tif 000008
【図８】
0005114262.tif 000009
【図９】
0005114262.tif 000010