(57)【要約】【課題】人の行動状態に応じた明るさで点灯させることで、省電力化を実現可能な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置Ａは、所定の空間を撮像して撮像画像を出力する画像センサ３と、撮像画像に基づいて光源１の点灯状態を制御する制御部２を備える。制御部２は、差分画像生成部１１から出力される差分画像に基づいて検知領域の人の存否を検知し、人が存在する場合にはその人の行動状態を検知する人体検出部１２と、人体検出部１２からの出力に応じて光源１を制御する照明制御部１４を備えている。照明制御部１４は、人体検出部１２により移動状態の人が検知された場合には、光源１を所定の第１点灯レベルで点灯させる。また、人体検出部１２により静止状態の人が検知された場合には、光源１を第１点灯レベルよりも高い照度の第２点灯レベルで点灯させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間を撮像して撮像画像を出力する撮像素子と、前記撮像画像に基づいて前記空間内に設定された検知領域で人を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段により検知された前記検知領域内の人が移動状態であるか静止状態であるかを検知する状態検知手段と、少なくとも前記検知領域を含む照明空間を照明する光源と、前記状態検知手段による検知結果に応じて前記光源の点灯状態を制御する照明制御手段とを備え、
前記照明制御手段は、前記状態検知手段により前記検知領域内の人が移動状態であると検知された場合には、前記光源を所定の第１点灯レベルで点灯させ、前記検知領域内の人が静止状態であると検知された場合には、前記光源を前記第１点灯レベルとは異なる第２点灯レベルで点灯させることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
照明制御手段は、前記第２点灯レベルを前記第１点灯レベルよりも照度が高くなるように前記光源を制御することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記検知領域を複数の領域に分割した各々の前記領域について、前記状態検知手段により移動状態と検知された頻度の高い領域を第１領域、前記状態検知手段により静止状態と検知された頻度の高い領域を第２領域として区別する領域判別手段を備え、
前記照明制御手段は、前記第１領域内で人が検知された場合と、前記第２領域内で人が検知された場合とで、照度を異ならせて前記光源の点灯状態を制御することを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項４】
前記照明制御手段は、前記第２領域で人が検知された場合は、前記第１領域で人が検知された場合よりも、照度が高くなるように前記光源を制御することを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像センサを用いて人を検出し、検出結果に応じた照明を行う照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、省電力化を目的として、照明空間における人の存否を検知する人感センサを配置して、この人感センサからの出力に応じて照明器具の点灯、消灯を自動的に行う照明装置が提供されている。また近年では、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの画像センサを利用し、人の動きや明るさなどを高精度に取得して省電力化を図る照明装置も考案されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された照明装置では、複数の光源のうち少なくとも２つの光源の点灯・消灯を交互に切り替えて影の形状を変化させることで、人の位置を把握し、人が居ない場所の照明を消すことで無駄な電力消費を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３８４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、オフィスなどでの人の行動状態としては、座席間を移動する場合などの移動状態と、事務作業を行っている場合などの静止状態の２つの状態が考えられる。事務作業中などの静止状態では、手元の作業箇所を認識する為に十分な明るさが必要であるが、移動中などの活動状態では、目的の場所へ行くまでの障害物を認識して安全を確保することが可能な程度の明るさで良い。
【０００６】
しかしながら、上記公報に記載された照明装置では、人の存否や人の位置を判断することで省電力化を図るものの、人が移動状態・静止状態の何れであるかによらず一定の照度で照明器具を点灯させるため、省電力の効果が十分ではなかった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、人の行動状態に応じた明るさで点灯させることで、省電力化を実現可能な照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願の照明装置では、所定の空間を撮像して撮像画像を出力する撮像素子と、撮像画像に基づいて空間内に設定された検知領域で人を検知する人体検知手段と、人体検知手段により検知された検知領域内の人が移動状態であるか静止状態であるかを検知する状態検知手段と、少なくとも検知領域を含む照明空間を照明する光源と、状態検知手段による検知結果に応じて光源の点灯状態を制御する照明制御手段とを備え、照明制御手段は、状態検知手段により検知領域内の人が移動状態であると検知された場合には、光源を所定の第１点灯レベルで点灯させ、検知領域内の人が静止状態であると検知された場合には、光源を第１点灯レベルとは異なる第２点灯レベルで点灯させることを特徴とする。
【０００９】
この照明装置において照明制御手段は、第２点灯レベルを第１点灯レベルよりも照度が高くなるように光源を制御することが好ましい。
【００１０】
また、検知領域を複数の領域に分割した各々の領域について、状態検知手段により移動状態と検知された頻度の高い領域を第１領域、状態検知手段により静止状態と検知された頻度の高い領域を第２領域として区別する領域判別手段を備え、照明制御手段は、第１領域内で人が検知された場合と、第２領域内で人が検知された場合とで、照度を異ならせて光源の点灯状態を制御するようにしてもよい。
【００１１】
この場合に照明制御手段は、第２領域で人が検知された場合は、第１領域で人が検知された場合よりも、照度が高くなるように光源を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本願の照明装置によれば、人の行動状態に応じた明るさで点灯させることで、省電力化を実現可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願の実施の形態にかかる照明装置を示す概略ブロック図である。
【図２】（ａ）は同照明装置の配置を示す概略図であり、（ｂ）は同照明装置を構成する画像センサにより撮像される画像の一例を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、同照明装置において用いる差分画像を説明するための概略図である。
【図４】同照明装置の動作を説明するための概略図である。
【図５】同照明装置の動作を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の実施の形態にかかる照明装置Ａを図１〜図５を用いて説明する。
【００１５】
照明装置Ａは、例えば天井面に設置され、下方側（すなわち床面）を照明領域として設定されている（図２（ａ）を参照）。この照明装置Ａは、商用電源（図示せず）からの供給を受けて動作し、上述の照明領域内に設定された検知領域内（図２（ｂ）を参照）に居る人を検知して自動的に点灯する照明装置である。
【００１６】
また照明装置Ａは、図１に示すように、光源１、制御部２、画像センサ３、及び、記憶部４をその構成要素として備えている。光源１は、例えばLED（発光ダイオード）などからなり、制御部２からの調光制御により点灯、消灯、及び、調光レベルの調整などが行われる。なお、光源１を調光制御して所望の明るさで点灯させる方法については、従来既知の技術であるので詳細な説明については省略する。
【００１７】
画像センサ３は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子（図示せず）を具備しており、撮像素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像データ（撮像画像）に成形して制御部２に出力する。この画像センサ３は、少なくとも上述の検知領域全体を含む領域を撮像領域として設定されており、制御部２からの要求に応じて撮像領域を撮像して、生成した画像データを制御部２へ出力している。なお、本実施の形態における画像センサ３は、約３０分の１秒ごとに撮像領域を撮像し、その画像データを制御部２へ出力している。
【００１８】
記憶部４は、例えばDDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリからなり、制御部２により読み書きが行われる種々のデータを記憶する。この記憶部４は、画像センサ３から出力された画像データを複数枚記憶可能とするために、記憶容量が大きなメモリが用いられる。
【００１９】
制御部２は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)や高度イメージプロセッサといった演算処理を高速且つ大量に処理することが可能なプロセッサにより構成される。この制御部２は、２つの画像データの差分画像を生成する差分画像生成部１１と、差分画像に基づいて検知領域内に存在する人を検出するとともに、この人の行動状態を検知する人体検出部１２を備える。また制御部２は、上述の検知領域を複数の領域に分割して、各々の領域が後述する執務領域（第２領域）と共用領域（第１領域）の何れであるかを判別する領域判別部１３を備える。さらに制御部２は、人体検出部１２及び領域判別部１３からの出力に応じて光源１の点灯状態を制御する照明制御部１４をその構成要素として備えている。
【００２０】
差分画像生成部１１は、画像センサ３から入力された現在の画像データ（図３（ａ）を参照）と、予め記憶部４に記憶された背景画像を示す画像データ（図３（ｂ）を参照）との差分画像（図３（ｃ）を参照）を生成して出力する。ここで、図３（ａ）〜（ｃ）の画素群Ｐ１、Ｐ２は机などの人以外の物体に対応し、画素群Ｐ３は人に対応している。したがって差分画像には、図３（ｃ）に示すように、現在の画像データと背景画像を示す画像データの両方に存在する画素群Ｐ１、Ｐ２が除去され、現在の画像データのみに存在する画素群Ｐ３が差分画像として出力される。
【００２１】
また上述の背景画像には、例えば人の検知を開始するまでの初期設定時に人が撮像領域内に存在しない状態で、画像センサ３が撮像領域を撮像した画像データが用いられる。なお、人体検出部１２による人の検知結果をフィードバックし、人が居ないと判断した時点で画像センサ３から出力された画像データを背景画像として記憶部４に随時記憶させ、背景画像をリアルタイムに更新するようにしても良い。このようにすれば、例えば人以外の物体（机や椅子など）が新たに設置された場合でも、これらの物体を差分画像に含めずに出力することができるので、設定操作を行うことなく人の検知精度を向上させることができる。
【００２２】
人体検出部１２は、差分画像生成手段１１からの差分画像に基づいて、検知領域内の人を検出し、検出した人が移動状態であるか静止状態であるかを検知して、その検知結果を照明制御部１４に出力する。例えば、形、面積、重心位置などの画像的な特徴を人物モデルとして定義し、この人物モデルと同じ特徴を持つ領域が差分画像内に存在するか否かを判断して、検知領域に人が存在するか否かを判断する。このとき、検知領域に人が存在すると判断した場合には、人が移動状態にあるか静止状態にあるかを判断するために、人の位置や形状などの情報を記憶部４に記憶させる。その後、再度人の存在を検知した時点で、新たに検知された人の位置や形状と記憶部４に記憶された人の位置や形状から、時間に対する位置の変化などを求める。ここで、時間に対する位置の変化が大きければ、検知された人は移動を伴う移動状態であると判断し、変化が小さければ移動を伴わない静止状態であると判断して、その判断結果を含む検知信号を照明制御部１４に出力する。このように本実施の形態では、画像データに基づいて検知領域で人を検知する人体検知手段と、検知領域内の人の行動状態を検知する状態検知手段とを人体検出部１２により構成している。
【００２３】
ところで、上述のように人体検出部１２による人の検知結果を差分画像生成部１１にフィードバックする場合には、人がある一定時間以上静止状態にあると、静止状態の人が背景画像として扱われるため、差分画像からは人が検知できない場合がある。そこで人体検出部１２は、差分画像生成部１１からの差分画像に限らず、画像センサ３からの画像データを用いて人の検知を行う。具体的には、上述の差分画像を用いた人の検知と同様、所定の人物モデルを定義して、この人物モデルと合致する領域が存在するか否かによって検知してもよく、また、画像データにおける輝度やエッジなどを利用してもよい。これにより人体検出部１２は、静止状態である人と移動状態である人の両方を高精度に検知することができる。
【００２４】
領域判別部１３は、上述の検知領域を複数の領域に分割し、この分割した各々の領域について、人体検出部１２により検知された人の行動状態（移動状態又は静止状態）の出現頻度を算出する。領域判別部１３は、この算出した出現頻度に応じて執務領域・共用領域の何れであるかを判別し、照明制御部１４に判別結果を出力する。ここで、執務領域とは、人が事務作業などを行う頻度が高い領域を意味しており、領域判別部１３は、人体検出部１２が静止状態の人を検知した検知頻度が所定の閾値よりも高い場合に執務領域と判別する。また、共用領域とは、例えば通路のように人が移動や大きな動作を行う頻度が高い領域を意味しており、領域判別部１３は、人体検出部１２が移動状態の人を検知した検知頻度が所定の閾値よりも高い場合に共用領域と判別する。なお、何れの検知頻度も所定の閾値より低い場合には、何れの領域でもない未判別領域と判別し、何れの検知頻度も所定の閾値より高い場合には執務領域と判別する。
【００２５】
照明制御部１４は、人体検出部１２から人の存在を示す検知信号が入力されると、検知された人の行動状態（移動状態又は静止状態）と、領域判別部１３から出力される判別結果に基づいて光源１の点灯状態を制御する。具体的には、領域判別部１３が未判別領域と判別した領域において静止状態の人が検知された場合には、光源１における調光レベルの上限である第２点灯レベルで光源１を点灯させる。また、この未判別領域において移動状態の人が検知された場合には、人が障害物を認識して安全を確保することが可能な程度の明るさ（例えば、調光レベル３０％）である第１点灯レベルで光源１を点灯させる。さらには、領域判別部１３が執務領域と判別した領域で人が検知された場合には、人の行動状態によらず第２点灯レベルで光源１を点灯させ、移動領域で人が検知された場合には、第１点灯レベルで光源１を点灯させる。
【００２６】
ここで、この照明装置Ａの動作について図４を例に説明を行う。図４は、例えばオフィスなどの広い室内を上方から見た図であり、複数のパーティション３３によって仕切られた空間に複数の机３１、椅子３２が配置されている。照明装置Ａは、この室内の天井面に複数設置されている。以下では、図中に示す領域Ｓ１が照明領域として設定された照明装置Ａについて、その動作を説明する。なお本実施の形態では、図４に示すように、領域Ｓ１を初期状態として未判別領域に設定された複数の領域Ｓ２〜Ｓ７に分割している。領域判別部１３は、各々の領域Ｓ２〜Ｓ７について、静止状態の人の検知頻度及び移動状態の人の検知頻度に基づいて、執務領域・共用領域の何れであるかを判別している。
【００２７】
ここで、図４の右上方向から領域Ｓ４に人が進入すると、人体検出部１２は上述のような検知動作によって人を検知するとともに、検知した人が移動状態であると判断して照明制御部１４に検知信号を出力する。照明制御部１４は、この検知信号に応じて、人が進入した領域が未判別領域、執務領域、又は、共用領域の何れであるかを領域判別部１３に問い合わせ、その結果に応じて光源１の点灯状態を制御する。ここで、領域Ｓ４は初期状態として未判別領域に設定されているので、照明制御部１４は光源１の点灯状態が第１点灯レベルとなるように光源１の点灯状態を制御する。
【００２８】
次に人が領域Ｓ４から領域Ｓ３に移動し、領域Ｓ３内の椅子３２に着席して事務作業を開始すると、人体検出部１２は、検知した人が静止状態であると判断してその旨を示す検知信号を照明制御部１４に出力する。照明制御部１４は、領域Ｓ３が初期状態として未判別領域に設定されているので、光源１の点灯状態が第２点灯レベルとなるように光源１の点灯状態を制御する。
【００２９】
このような動作が繰り返し行われることで、通路に対応した領域Ｓ４、Ｓ７で検知される人が移動状態である頻度が所定の閾値を超え、領域判別部１３により領域Ｓ４、Ｓ７は共用領域であると判別されるようになる。また、机３１などが配置された領域Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６では、静止状態の人が検知される頻度が所定の閾値を超え、領域Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６は領域判別部１３によって執務領域であると判別されるようになる。
【００３０】
ここで図４の右上方向から領域Ｓ４に人が進入すると、人体検出部１２により領域Ｓ４に進入した人が検知され、この人を検知した領域は領域判別部１３により共用領域であると判断され、照明制御部１４は光源１の点灯状態を第１点灯レベルに制御する。また、領域Ｓ３に人が進入した場合には、人体検出部１２により移動状態の人が検知されることになるが、領域Ｓ３は領域判別部１３により執務領域であると判断されるので、照明制御部１４は光源１の点灯状態を第２点灯レベルに制御する。なお、例えば領域Ｓ４に侵入した人が立ち止まった場合であっても、領域Ｓ４は共用領域であると判別されるので、照明制御部１４は光源１の点灯状態を第１点灯レベルに制御する。
【００３１】
次に、照明装置Ａにおいて上述のような検知動作を行った際の人体検出部１２からの人の検知出力と、光源１の点灯レベルの推移を図５に示す。図５の（ａ）は、執務領域と判別された領域（領域Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６）における人の検知出力を示し、（ｂ）は、共用領域と判別された領域（領域Ｓ４、Ｓ７）における人の検知出力を示し、（ｃ）は、光源１の点灯レベルを示している。時間ｔ１−時間ｔ２間や、時間ｔ５−ｔ６間のように、共用領域でのみ人が検知された場合には、光源１は第１点灯レベルとなるように制御される。また、時間ｔ２−時間ｔ３間や、時間ｔ４−時間ｔ５間のように、執務領域でのみ人が検知された場合には、光源１は第２点灯レベルとなるように制御される。また、時間ｔ３−時間ｔ４間のように、執務領域と共用領域の両方で人が検知された場合には、光源１は第２点灯レベルとなるように制御される。すなわち、本実施の形態にかかる照明装置Ａでは、執務領域における人の検知を優先することで、執務領域に居る人の事務作業に影響を与えないようにしている。
【００３２】
このようにして、本実施の形態にかかる照明装置Ａでは、画像センサ３による撮像画像に基づいて人の検知を行うとともに、検知した人の行動状態に応じて光源１の点灯状態を制御することで無駄な電力消費を抑制し、省電力化を図ることができる。また、検出された人が静止状態である場合には、移動状態である場合と比べて照度の高い点灯レベルで光源１が点灯するため、事務作業などの作業が快適に行える。また、移動をするだけの場合には不必要な高い照度で光源１を点灯することを抑制することができるので、省電力化を図ることができる。
【００３３】
また、検知領域を分割した複数の領域ごとに、検知された人の移動状態・静止状態の頻度に基づいて共用領域・執務領域の何れであるかを判別し、この判別結果に応じて光源１の点灯状態を制御するので、無駄な電力消費を抑制して省電力化を図ることができる。すなわち、静止状態の頻度が高い執務領域で人が検知された場合は、移動状態の頻度が高い共用領域に比べて照度の高い点灯レベルで光源１が点灯するため、事務作業などの作業を快適に行うことができる。また共用領域のみで人が検知された場合には、地明りを確保できる程度の明るさで光源１を点灯させることで、省電力を図りつつ人が安全に移動することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、検知領域を複数に分割する際には、矩形状の領域Ｓ２〜Ｓ７の６個の領域に分割しているが、差分画像の画素毎にラベリングを行い同一のラベルが設定された画素の集合を一つの領域とみなすようにしても良い。このようにすることで、例えば検知領域内に配置されている物体や床面の色ごとに領域を設定することができ、共用領域と執務領域の判別精度が高まるので、さらに省電力化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ          照明装置
１          光源
２          制御部
３          画像センサ（撮像素子）
４          記憶部
１１        差分画像生成部
１２        人体検出部（人体検知手段、状態検知手段）
１３        領域判別部（領域判別手段）
１４        照明制御部（照明制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012174421.tif 000006
【図５】
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