(57)【要約】ＬＥＤの長寿命化を図った照明制御装置であり、照明部に対して設けた受光素子の出力信号により照明部にフィードバック制御することにより一定の明るさになるようにする。又はカメラで撮影した映像を画像処理することにより画面上の明るさを算出し、これを一定の明るさになるように照明部にフィードバック制御する。或いは、カメラで撮影した映像内の文字認識時の認識率を元に、一定の明るさになるように照明部をフィードバック制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを有する照明部と、
該ＬＥＤの出力光を受光する受光素子と、
該受光素子の出力信号から該ＬＥＤの光量を計測する光量計測部と、
該光量が、予め求めた被写体の認識に必要な最低限度の一定レベルになるように該照明部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項２】
ＬＥＤを有する照明部と、
該照明部によって照明された被写体を撮影するカメラと、
該カメラからの出力画像を処理して該被写体の輝度を検出する画像処理部と、
該輝度が、予め求めた被写体の画像認識に必要な最低限度の一定レベルになるように該照明部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項３】
請求の範囲２において、
該画像処理部は、該被写体における文字ラベル部を検出することにより、その輝度を検出することを特徴とする照明制御装置。
【請求項４】
請求の範囲３において、
該画像処理部が、該輝度の代わりに、該文字ラベル部の文字認識を行い、基準文字パターンとのマッチング率を検出し、該制御部は、該マッチング率が、予め求めた被写体の画像認識に必要な最低限度の一定レベルになるように該照明部を制御することを特徴とする照明制御装置。
【請求項５】
請求の範囲１から４のいずれか１つにおいて、
該制御部は、該ＬＥＤの動作電流値を制御することを特徴とした照明制御装置。
【請求項６】
請求の範囲５において、
該制御部は、該動作電流値を増加した結果、その電流限界値に達したときにはアラーム通知を行うことを特徴とする照明制御装置。
【請求項７】
請求の範囲１から４のいずれか１つにおいて、
該照明部が、該ＬＥＤを複数個有し、該制御部は、該一定レベルになるように該ＬＥＤの点灯個数を増減することを特徴とする照明制御装置。
【請求項８】
請求の範囲７において、
該制御部は、該ＬＥＤの点灯個数を増加しても該一定レベルにならないと判定したとき、アラーム通知を行うことを特徴とする照明制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、照明制御装置に関し、特に夜間あるいは暗い場所において、監視又は人物、文字等を撮影する撮像装置等に使用される照明制御装置に関するものである。
【背景技術】  夜間、あるいは暗い場所において、人物、文字等を照明を用いてカメラにより監視し、その出力画像を処理することにより、その人物、文字等を認識する場合、照明をできるだけ目立たなくするために、ＬＥＤ（発光ダイオード）による近赤外線照明を使用したシステムが知られている。
図１０は、このようなシステムの概要図を示している。図において、ＬＥＤ１１を備えた照明部１２及びカメラ１３で構成された撮像装置１４が、路肩に設置された電柱１５上に設けられている。そして、この撮像装置１４のカメラ１３によって路上の被写体（例えば車両）１６を撮影するとき、照明部１２のＬＥＤ１１を点灯させ、その近赤外線により被写体１６の画像を得る。
その際、ＬＥＤ１１の寿命をできるだけ伸ばすために、できるだけＬＥＤ１１の点灯時間を短縮する等の方法を採っていた。
具体的には、
（１）カメラのシャッタータイミングに合わせて点灯させる、
（２）撮影している画像の明るさを画像処理により検出し、或る程度暗くなった時のみＬＥＤ１１を点灯させる、
（３）通常はＬＥＤ１１を暗目に点灯させると共に、画像処理により動き検出を行い、動きに変化のあった時にＬＥＤ１１の出力を上げる、
というような点灯時間制御を行っていた。
一方、被写体を照明する半導体発光素子と、ＣＣＤ撮像式ＴＶカメラからの映像タイミング信号に呼応して撮像時を含む所定時間には半導体発光素子を発光させると共に一定時間発光体を休止させるように駆動する発光時間制御部を具備したＴＶカメラ用照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、テレビカメラのシャッター開放時間と同期を取るためにシャッター同期信号を照明に接続し、さらに焦電センサを設置し、カメラの視野より遠方で車両を検知した場合にのみ照明を点灯するようにした車番認識装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
さらには、監視エリアの取込画像から求めた画像の平均輝度に応じて照明装置を点灯又は消灯する照明投光制御手段を設けた画像監視装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】        特開平５−２１９４４７号公報（要約書、図１）
【特許文献２】        特開平１０−２６１１９０号公報（要約書、図１）
【特許文献３】        特開２０００−３０６６８４号公報（要約書、図１）
しかしながら、従来の点灯制御では、発光素子であるＬＥＤの動作電流制御を行わなかったため、図１１の従来例の特性Ａで示すように、ＬＥＤの発光光量（縦軸）は動作電流の合計通電時間（横軸）に対して線形的に減衰する。
従って、画像処理、被写体認識等に必要な少なくとも最低限度の光量ＯＭ１を最低限の寿命Ｌ１（例えば２年間）だけ確保するためには、光量ＯＭ１より大きい光量ＯＭ２を与えることのできる動作電流を、ＬＥＤを設置した当初から流さなければならない。
言い換えると、ＬＥＤを設置した当初から大きな動作電流を流して、光量ＯＭ２で発光させる必要があり、これによりＬＥＤの劣化が早まり寿命をＬ１に縮めていた。
従って本発明は、ＬＥＤの長寿命化を図ることができる照明制御装置を提供することを課題とする。
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本発明は、図１１に示すように、従来例による光量変化特性Ａに基づく光量ＯＭ２より低く、画像処理や被写体認識に必要な最低限度の一定の光量ＯＭ１を維持するようにすれば、従来のＬＥＤの寿命Ｌ１より長い寿命Ｌ２が得られるという特性Ｂに着目して成されたものである。
このように、ＬＥＤの光量を必要最低限度の一定レベルに保つためには、現在の光量を検出し、これをフィードバック制御する必要がある。
このため、本発明に係る照明制御措置は、ＬＥＤを有する照明部と、該ＬＥＤの出力光を受光する受光素子と、該受光素子の出力信号から該ＬＥＤの光量を計測する光量計測部と、該光量が、予め求めた被写体の認識に必要な最低限度の一定レベルになるように該照明部を制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
すなわち、照明部のＬＥＤからの出力光を受光素子で受光し、この受光素子の出力信号から該ＬＥＤの光量を光量計測部が検出し、この検出した光量が上記の必要最低限度の一定レベルＯＭ１になるように制御部が照明部を制御するものである。
このようにＬＥＤの出力光量を受光素子によって検出し、これを光量計測部と制御部によりフィードバック制御をかけることにより、一定のＬＥＤ光量になるように制御する方式の他、カメラで撮影した画像を処理することにより、画面上の明るさを算出してそれが被写体に対して一定の明るさになるようにフィードバック制御する方式も考えられる。
すなわち、本発明に係る照明制御装置は、ＬＥＤを有する照明部と、該照明部によって照明された被写体を撮影するカメラと、該カメラからの出力画像を処理して該被写体の輝度を検出する画像処理部と、該輝度が、予め求めた被写体の画像認識に必要な最低限度の一定レベルになるように該照明部を制御する制御部と、で構成することもできる。
この場合には、照明部によって照明された被写体をカメラで撮影し、このカメラからの出力画像を画像処理部で処理することにより、その被写体の全体の輝度を検出すると共に、この輝度が図１１に示した、被写体の画像認識に必要な最低限度の一定レベルの光量ＯＭ１になるように制御部が照明部を制御するものである。
なお、上記の画像処理部は、該被写体における文字ラベル部を検出することにより、その該輝度を検出することができる。
また、上記の画像処理部は、上記輝度の代わりに、該文字ラベル部の文字認識を行い、基準文字パターンとのマッチング率を検出し、該制御部は、該マッチング率が、予め求めた被写体の画像認識に必要な最低限度の一定レベルとなるように該照明部を制御することもできる。
さらに、上記の制御部は、該ＬＥＤの動作電流値を制御することによってＬＥＤの光量を制御することができる。
さらに、上記の制御部は、該動作電流値を増加した結果、その電流限界値に達したときには、ＬＥＤが寿命に達していると考えられるので、アラーム通知を行うことができ、交換を促すことができる。
さらに、上記の照明部が該ＬＥＤを複数個有するとき、該制御部は、予め求めた被写体の画像認識に必要な最低限度の一定レベルになるように該ＬＥＤの点灯個数を増減することでも、動作電流の制御と同様に、ＬＥＤの光量を制御することができる。
この場合においても該制御部は、該ＬＥＤの点灯個数を増加した結果、上記の一定レベルが得られないと判定したときには、ＬＥＤが寿命に達していると考えられるので、アラーム通知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る照明制御装置の実施例（１）を示した概略ブロック図である。
図２は、本発明に係る照明制御装置の実施例（１）における制御部によるＬＥＤ光量調整動作（１）を示したフローチャート図である。
図３は、本発明に係る照明制御装置の各実施例において実行されるＬＥＤの光量変更処理（１）の動作を示したフローチャート図である。
図４は、本発明に係る照明制御装置の各実施例において実行されるＬＥＤの光量変更処理（２）の動作を示したフローチャート図である。
図５は、本発明に係る照明制御装置の実施例（２）を示した概略ブロック図である。
図６は、本発明に係る照明制御装置の実施例（２）の動作例（１）を示したフローチャート図である。
図７は、図６に示したフローチャートにおける制御部によるＬＥＤ光量調整動作（２）を示したフローチャート図である。
図８は、本発明に係る照明制御装置の実施例（２）の動作例（２）を示したフローチャート図である。
図９は、図８に示したフローチャートにおける制御部によるＬＥＤ光量調整動作（３）を示したフローチャート図である。
図１０は、従来の照明システムの概要図である。
図１１は、従来例及び本発明によるＬＥＤの光量変化特性を示したグラフ図である。
【符号の説明】
１  照明部
２  制御装置
３  光量計測部
４  受光素子
５  カメラ
６  画像処理部
１０  ＬＥＤ（発光ダイオード）
２０  照明制御装置
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】実施例（１）
図１は本発明に係る照明制御装置の実施例（１）を示しており、この照明制御装置２０は、ＬＥＤ１０を備えた照明部１と、この照明部１を制御する制御部２と、この制御部２に対して計測した光量を与える光量計測部３と、ＬＥＤ１０の前面に設けられてＬＥＤ１０の出力光を受光して、その出力信号を光量計測部３に与えるフォトダイオードなどの受光素子４とで構成されている。
図２は、図１に示した本発明に係る照明制御装置２０の実施例（１）における制御部２によるＬＥＤ１０に対する光量調整動作（１）を概略的に示したものである。
すなわち、制御部２は、受光素子４の出力信号から光量計測部３が計測したＬＥＤ１０の発光光量Ｌｐを入力する（図２のステップＳ１）。そして、この光量Ｌｐを、図１１に示した、予め求めた被写体の認識に必要な最低限度の光量ＯＭ１に対応した閾値Ｌｓとの差分を求め、これをＤｐとする（同Ｓ２）。そして、この差分Ｄｐに基づいてＬＥＤ１０の光量変更処理を実行する（同Ｓ３）。
図３及び図４は、図２のステップＳ３に示したＬＥＤ１０の光量変更処理の具体例を示したものである。
まず図３に示したＬＥＤの光量変更処理（１）においては、まず図２のステップＳ２で求めた差分Ｄｐが“正”、“負”、又は“０”のいずれかであるかを判定する（図３のステップＳ１１）。この結果、Ｄｐ＝０であれば、ＬＥＤ１０の光量は適正であるので、何もせずに処理を終了するが、Ｄｐが正であればＬＥＤ１０の出力光が明る過ぎるので、これを暗くするために、ＬＥＤ１０の動作電流ＩＬＥＤを一定値Ｉｓだけ減少させる（同Ｓ１２）。
また、Ｄｐが負であれば、まず動作電流ＩＬＥＤが増量可能であるか否かをチェックする（同Ｓ１３）。すなわち、現在の動作電流値ＩＬＥＤに対して所定値Ｉｓだけ増量した場合にＬＥＤの動作電流として限界値に達しているか否かを判定する。
この結果、電流限界値に達していなければ、すなわちＬＥＤ１０の光量を増加させることが可能であれば動作電流値ＩＬＥＤを所定値Ｉｓだけ増量させる（同Ｓ１４）が、増量不可能であれば、ＬＥＤ１０はこれ以上明るく出来ないことを示しており、ＬＥＤ１０の寿命であると判断してアラーム通知を行う（同Ｓ１５）。
図４に示したＬＥＤの光量変更処理（２）においては、図３の光量変更処理（１）がＬＥＤ１０の動作電流値を制御するものであるのに対し、ＬＥＤ１０の点灯個数を制御しようとするものである。
すなわち、図１に示したＬＥＤ１０が複数個のＬＥＤで構成されている場合、上記の図３に示したステップＳ１１と同様に、この図４においても同じくステップＳ１１を経由した後、Ｄｐが正であれば、ＬＥＤ１０の点灯個数を予め定めたｋ（ｋは１以上の正の整数）個だけ減少させてＬＥＤ１０の光量を減少させる。
また、Ｄｐが負である場合には、（全ＬＥＤ−ｋ）個が点灯済みであるか否かを判定し（同Ｓ１７）、未だｋ個分の点灯が可能である場合には、ＬＥＤ１０の点灯個数を所定のｋ個だけ追加する（同Ｓ１８）。そうでない場合には、ＬＥＤ１０の光量が増加できないことを示しており、寿命に達したと判定できるので、図３の場合と同様にアラーム通知を行う（同Ｓ１５）。
実施例（２）
図５は、本発明に係る照明制御装置の実施例（２）示している。この実施例（２）では、照明制御装置２０は、図１に示したようにＬＥＤ１０に対して受光素子４を設けるのではなく、このＬＥＤ１０によって照射された被写体を撮影するカメラ５と、このカメラ５の出力信号を画像処理して光量計測部３に与える画像処理部６を設けている点が、実施例（１）と異なっている。
図６は、図５に示した実施例（２）の動作例（１）を示したものであり、この動作例（１）の場合は、ベルトコンベア上を流れる行き先表示ラベルが貼られた荷物（被写体）を監視する場合を例にとってあり、被写体の文字ラベル部を検出し、その輝度に基づいてＬＥＤの光量調整を行おうとするものである。
まず、装置が起動（装置の電源をオン）すると、各ブロックの初期化を行う、（図６のステップＳ２１）。その後、その後は電源をオフするまで以下の処理を繰り返す。
次に、画像処理部６はカメラ５の出力画像に基づき、動きのある物体（動体）の検出を試みる（同Ｓ２２）。この結果、動体がない場合はステップＳ２２に戻るが、動体が見つかった場合はステップＳ２４に進み、ここでその動体の特徴検出を行う。
すなわち、その動体の特徴が本システムで対象とする荷物と判定されなければ、ステップＳ２２に戻るが、対象とする荷物と判定された場合にはステップＳ２６へ進んでその動体に設けられている文字ラベル部（行き先表示板）に相当する部分の検出を試み、見つからなければステップＳ２２に戻って処理を繰り返すが、見つかった場合には、この文字ラベル部の全画素の輝度の平均値を計算し、これをＫｍとする（同Ｓ２８）。
そして、このようにして求めたＫｍに基づいてＬＥＤ１０の光量調整を制御部２が実行する（同Ｓ２９）。このＬＥＤの光量調整は、図７にその一例が示されている。
すなわち、図７において、制御部２は、図６のステップＳ２８で求めた平均輝度Ｋｍと、図１１に示した画像処理、被写体認識に必要な最低限度の光量ＯＭ１に対応する閾値Ｋｓとの差を求め、これを図２のステップＳ２と同様にＤｐとする（図７のステップＳ３１）。
この後、ＬＥＤの光量変更処理を実行する（同Ｓ３２）。この光量変更処理は図３及び図４にそれぞれ示した光量変更処理（１）及び（２）を実行すればよい。
図８は、図５に示した本発明に係る照明制御装置２０の実施例（２）による動作例（２）を示している。
この動作例（２）と図６に示した動作例（１）との違いは、図６におけるステップＳ２８の代わりに、図８に示すようにステップＳ４１〜Ｓ４５を用いている点である。
すなわち、ステップＳ２７において文字ラベル部が検出できた場合、その中の文字抽出を試み（図８のステップＳ４１）、文字の抽出が終了しない間は、まずその文字の認識（パターンマッチング）を実行し（同Ｓ４３）、この文字認識した文字と予め用意した基準文字パターンとのマッチング（合致）率Ｍｎを求める（同Ｓ４４）。そして、このようなステップＳ４１〜Ｓ４４を文字抽出が終了するまで繰り返す。
そして、文字抽出が終了した場合には、ステップＳ４２からステップＳ４５に進み、ステップＳ４４で求めたマッチング率Ｍｎの平均値を求め、これをＭｍとする（同Ｓ４５）。
そして、このようにして求めた平均マッチング率Ｍｍを用いてＬＥＤの光量調整を制御部２が実行する（同Ｓ２９）。
このステップＳ２９における光量調整における動作例が図９に示されている。
すなわち、ステップＳ４５で求めたマッチング率の平均値Ｍｍから、図１１に示した画像処理又は被写体認識に必要な最低限度の光量ＯＭ１に相当する閾値Ｍｓを減算し、この値をＤｐとする（図９のステップＳ５１）。
そして、このようにして求めた差分Ｄｐに基づいて、ＬＥＤ１０の光量変更処理を実行する（同Ｓ５２）。この光量変更処理は、やはり図３及び図４にそれぞれ示した光量変更処理（１）及び（２）を用いれば良い。
以上説明したように本発明に係る照明制御装置によれば、照明部のＬＥＤに対して設けた受光素子の出力信号により照明部にフィードバック制御することにより一定の明るさになるようにするか、或いはカメラで撮影した映像を画像処理することにより画面上の明るさを算出し、これを一定の明るさになるように照明部にフィードバック制御するか、さらには、撮影した映像内の文字認識時の認識率を元に照明部にフィードバック制御するように構成したので、ＬＥＤを必要最低限度の光量で一定に点灯させることが出来るので、ＬＥＤの長寿命化を実現することが出来る。
また、ＬＥＤの光量をフィードバックする過程で直接的又は間接的に現在のＬＥＤの光量を知ることが出来るので、ＬＥＤの交換タイミングを知ることが可能となる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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