(57)【要約】【課題】不要な電力消費を低減して省エネを実現可能な照明制御システムを提供する。【解決手段】照明制御システム１は、領域Ａａ〜Ａｉをそれぞれ照明領域に設定された複数の照明器具１０（１０ａ〜１０ｉ）を備えている。各照明器具１０は、自機の照明領域を撮像する画像センサ１３と、この画像センサ１３による撮像画像に基づいて光源１１の点灯状態を制御する制御部１２とを備える。制御部１２の照明制御部１８は、制御部１２の輝度変化検知部１７が他の照明器具１０と隣接する領域における輝度変化を検知し、且つ、制御部１２の人体検知部１６が人の存在を検知しない場合には、光源１１の点灯状態を第一点灯状態に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の照明器具と、前記複数の照明器具の照明領域ごとに人の存否を検知する人感センサと、前記照明領域ごとに、他の前記照明器具の前記照明領域と隣接する隣接領域における輝度変化を検知する輝度変化検知部と、前記人感センサ及び前記輝度変化検知部からの検知出力に基づいて前記照明器具の点灯状態を制御する照明制御部とを備え、
前記照明制御部は、前記照明領域で前記人感センサが人を検知すると対応する前記照明器具を所定の第１制御レベルで点灯制御し、前記照明領域で前記人感センサが人を検知しておらず、且つ、この照明領域内の前記隣接領域で輝度変化を検知すると、対応する照明器具の点灯状態を前記第１制御レベルよりも暗い第２制御レベルで点灯制御することを特徴とする照明制御システム。
【請求項２】
前記人感センサは、前記照明領域を撮像して撮像画像を出力する画像センサと、前記画像センサから出力された撮像画像と基準画像との差分に基づいて人の存否を検知する人体検知手段とを備え、前記輝度変化検知部は、前記画像センサから出力された撮像画像と前記基準画像との差分に基づいて前記輝度変化を検出することを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。
【請求項３】
前記照明制御手段は、前記輝度変化検知部により検知された前記輝度変化の変化パターンが所定の第１パターンであった場合には、対応する照明器具の点灯状態を待機点灯状態に制御し、前記変化パターンが所定の第２パターンであった場合には、対応する照明器具の点灯状態を半点灯状態に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制御システム。
【請求項４】
前記第１パターンは、前記隣接領域に輝度の変化が集中する変化パターンであることを特徴とする請求項３に記載の照明制御システム。
【請求項５】
前記第２パターンは、前記隣接領域に輝度の変化が集中するとともに、当該隣接領域を基点とし、所定のサイズよりも大きい領域で輝度の変化が存在することを特徴とする請求項３又は４の何れか一項に記載の照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人感センサによる人の検知結果に応じて照明を行う照明制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、省電力を目的として、空間内に人の存否を検知する人感センサを配置し、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制御システムが提供されている。また近年、この種の照明制御システムにおいて、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの画像センサを利用し、画像センサにより撮像された画像から人の存否を検知することが検討されている。
【０００３】
この種の画像センサは、人の動きや明るさの変化などを高密度に取得できるという特徴があるので、例えば特許文献１に記載の照明システムのように、照明空間内に設定された検知領域で生じた輝度変化を追跡して人を検知することが提案されている。この特許文献１に記載された照明システムでは、画像センサから出力される画像に基づいて、照明空間内に設定された特定の検知領域で生じた輝度変化を追跡し、この検知領域で生じた輝度変化に基づいて光源の点灯状態を制御している。これにより、人以外の移動物体などの誤検知を低減して、信頼性の高い点灯制御を行うことを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６６５３２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、この種の照明制御システムを用いてオフィスなどの広い空間を照明する場合には、上述のような画像センサを検知領域を異ならせて配置することで、広い照明空間全体において人の存否を検知できるようにしている。
【０００６】
例えば、図９に示す照明制御システム１００では、照明領域Ｓ１を縦２×横２の４つの領域Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄに分割し、各領域Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄをそれぞれ照明領域として設定された照明器具１０ａ〜１０ｄが天井面に配置されている。各照明器具１０（１０ａ〜１０ｄ）はそれぞれ画像センサ１１を備え、各画像センサ１１は、照明器具１０に対応した領域Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄを検知領域として設定されている。
【０００７】
この照明制御システム１００では、何れかの照明器具１０（１０ａ〜１０ｄ）の画像センサ１１から出力された画像の輝度変化などに基づいて人の存在を検知すると、人が検知された領域Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄに対応する照明器具１０を点灯させる。なお、この照明制御システム１００において、画像センサ１１からの画像内での輝度変化に基づいて人を検知する具体的な方法については従来既知の技術であり、詳細な説明については省略する。
【０００８】
このように、複数の画像センサ１１を用いることで、照明領域Ｓ１全体における人の存否を検知することが可能となり、オフィスなどの広い空間を照明する場合であっても、信頼性の高い点灯制御を行うことを可能にしている。
【０００９】
しかしながら、図９に示す照明制御システム１００では、各画像センサ１１の検知領域（領域Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄ）が隣接しているので、例えば照明器具１０ａが点灯すると、領域Ｓ１ｂ〜Ｓ１ｄのうち領域Ｓ１ａと隣接する部位が明るくなる。そのため、照明器具１０ｂ〜１０ｄの画像センサ１１が出力する画像でも領域Ｓ１ａとの隣接部位の輝度が高くなり、この輝度変化に基づいて人が存在すると判断して照明器具１０ｂ〜１０ｄが点灯し、領域Ｓ１ａの周囲の領域Ｓ１ｂ〜Ｓ１ｄが照明される。そのため、本来点灯が不要な照明器具１０（上述の例では照明器具１０ｂ〜１０ｄ）を点灯することにより不要な電力消費が発生するという問題があった。
【００１０】
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、不要な電力消費を低減して省エネを実現可能な照明制御システムを提供することにある。
【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、本願の照明制御システムでは、複数の照明器具と、複数の照明器具の照明領域ごとに人の存否を検知する人感センサと、照明領域ごとに、他の照明器具の照明領域と隣接する隣接領域における輝度変化を検知する輝度変化検知部と、人感センサ及び輝度変化検知部からの検知出力に基づいて照明器具の点灯状態を制御する照明制御部とを備え、照明制御部は、隣接領域における輝度変化が検知され、且つ、人の存在が検知されなかった照明器具の点灯状態を所定の点灯状態に設定することを特徴とする。
【００１２】
この照明制御システムにおいて人感センサは、照明領域を撮像して撮像画像を出力する画像センサと、画像センサから出力された撮像画像と予め設定された基準画像との差分に基づいて人の存否を検知する人体検知手段とを備え、輝度変化検知部は、画像センサから出力された撮像画像と基準画像との差分に基づいて輝度変化を検出することが好ましい。
【００１３】
また照明制御手段は、検知された輝度変化の変化パターンに応じて照明器具の点灯状態を制御し、この変化パターンとして、隣接領域に輝度の変化が集中する変化パターンを有することが好ましい。また、この変化パターンとして、隣接領域に輝度の変化が集中するとともに、隣接領域と隣接する領域に所定領域よりも広い領域で輝度の変化が存在する変化パターンを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本願の照明制御システムによれば、不要な電力消費を低減して省エネを実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本願の実施の形態１にかかる照明制御システムを示す概略図である。
【図２】同照明制御システムを構成する照明器具を示す概略ブロック図である。
【図３】同照明器具の設置状態を示す概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、同照明制御システムの動作を説明するための概略図である。
【図５】同照明制御システムを構成する照明器具の動作を説明するための概略図である。
【図６】（ａ）は、同照明制御システムの動作を説明するための概略図であり、（ｂ）はその際の各照明器具の点灯状態を示す図である。
【図７】（ａ）は、同照明制御システムの動作を説明するための概略図であり、（ｂ）はその際の各照明器具の点灯状態を示す図である。
【図８】同照明制御システムの別例を示し、（ａ）はその構成を示す概略ブロック図であり、（ｂ）はその設置状態を示す概略図であり、（ｃ）はその要部を示す概略ブロック図である。
【図９】従来の照明制御システムを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態にかかる照明制御システム１は、商用電源（図示せず）からの供給電力により動作する複数の照明器具１０（１０ａ〜１０ｉ）を備える（図１を参照）。各照明器具１０は、例えば図３に示すように、オフィスなどの天井面に配置されており、下方側に設けられた領域を照明領域として設定されている。ここで本実施の形態においては、図１に示すように、照明器具１０ａ〜１０ｉは各々に設定された長方形状の照明領域（領域Ａａ〜Ａｉ）が隣接するようにして、縦横３個ずつの格子状に等間隔に配置されている。
【００１７】
また各照明器具１０は、図２に示すように、例えばLED(発光ダイオード)などの光源１１を備え、後述する制御部１２からの調光信号に応じて点灯、消灯、及び、調光レベルの調整が行われる。
【００１８】
また各照明器具１０は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子（図示せず）を備え、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）に成形して出力する画像センサ１３を備える。この画像センサ１３は、各々の照明器具１０に設定された照明領域（上述の領域Ａａ〜Ａｉ）をその撮像領域として設定されている。また画像センサ１３は、後述する制御部１２からの要求に応じて撮像領域を撮像し、生成した画像データを制御部１２へ出力する。本実施の形態では、約３０分の１秒ごとに画像センサ１３から制御部１２へ画像データが出力される。
【００１９】
また各照明器具１０は、制御部１２により読み書きが行われる種々のデータを記憶する記憶部１４を備える。この記憶部１４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、画像センサ１３から出力された複数の画像データを記憶可能とするため容量の大きなメモリが用いられる。
【００２０】
さらに照明器具１０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からなる制御部１２を備えている。この制御部１２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１５と、差分画像に基づいて人の存否を検知する人体検知部１６と、差分画像に基づいて撮像領域内の輝度変化を検知する輝度変化検知部１７をその構成要素として備える。また制御部１２は、人体検知部１６及び輝度変化検知部１７からの検知出力に基づいて、光源１１の点灯状態を制御するための調光信号を出力する照明制御部１８をその構成要素として備える。
【００２１】
差分画像生成部１５は、画像センサ１３から入力された現在の画像データ（図４（ａ）を参照）と、記憶部１４に記憶された背景画像を示す画像データ（図４（ｂ）を参照）との差分画像（図４（ｃ）を参照）を生成して人体検知部１６に出力する。ここで、図４（ａ）〜（ｃ）の画素群Ｐ１、Ｐ２は机などの物体、画素群Ｐ３は人にそれぞれ対応している。そのため、差分画像には、図４（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が除去されて、現在の画像データのみに存在する画素群Ｐ３のみが差分画像として出力される。
【００２２】
ここで、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１３が撮像領域を撮像した画像データが用いられる。なお、人が居ないと判断した時点での画像センサ１３から出力された画像データを随時背景画像として記憶部１４に記憶させ、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、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。
【００２３】
人体検知部１６は、例えば差分画像生成部１５が生成した差分画像内において、予め定義した人物モデルの形や面積を持つ画素の集合が存在するか否かを判断し、この画素の集合が存在すれば照明領域（上述の領域Ａａ〜Ａｉ）内に人が存在すると判断する。また、人が存在すると判断した場合には、対応する領域Ａａ〜Ａｉ内に人が存在する旨を示す人体検知信号を照明制御部１８に出力する。なお、人体検知部１６が照明領域における人の存否を判断する方法は上述のような方法に限られず、例えば差分画像内における差分量の最大値や平均値を用いて人の存否を判断しても良く、また差分が発生した画素の総数などを用いても良い。
【００２４】
輝度変化検知部１７は、差分画像生成部１５が生成した差分画像に基づいて、他の照明器具１０と隣接する隣接領域（図１における領域Ａ１、Ａ２）の輝度の変化を検知し、その検知結果を照明制御部１８に出力する。この隣接領域Ａ１は、各照明器具１０の照明領域（領域Ａａ〜Ａｉ）における四方の各辺から所定距離内の領域であり、図１に示すように互いに一部が重なり合う長方形の領域である。また隣接領域Ａ２は、前述の領域Ａ１が重なりあう領域であり、各照明器具１０の照明領域（領域Ａａ〜Ａｉ）における四隅にそれぞれ設けられている。
【００２５】
ここで、輝度変化検知部１７は図５に示すように、隣接領域Ａ１、Ａ２にそれぞれ対応する画素の集合を画素群Ｑ１、Ｑ２とし、差分画像において画素群Ｑ１及び画素群Ｑ２に差分量が大きく偏っている場合に、輝度変化検知信号を照明制御部１８に出力する。すなわち、差分画像の全画素に対する差分画素の割合と、画素群Ｑ１、Ｑ２における差分画素との割合に基づいて、隣接領域Ａ１、Ａ２における輝度変化の有無を判断する。また輝度変化検知信号には、輝度変化が発生したことを示すとともに、輝度変化が発生した領域Ａ１、Ａ２（又は画素群Ｑ１、Ｑ２）を識別可能な情報を含んでいる。
【００２６】
また輝度変化検知部１７は、上述のように画素群Ｑ１、Ｑ２に輝度の変化が集中していると判断して輝度変化を検知すると、その輝度変化が集中する画素群Ｑ１、Ｑ２を基点とした所定の長方形モデルが存在するか否かを判断する。この長方形モデルが存在すると判断した場合に輝度変化検知部１７は、その画素の集合を人影として判断し、この人影が発生した隣接領域Ａ１、Ａ２（又は画素群Ｑ１、Ｑ２）を識別可能な情報とともに影検知信号として照明制御部１８に出力する。
【００２７】
照明制御部１８は、輝度変化検知部１７から入力される輝度変化検知信号及び影検知信号に基づいて輝度変化の変化パターンを判断し、この変化パターンと人体検知部１６から入力される人体検知信号の有無に応じて光源１１の点灯状態を制御する。ここで、光源１１を消灯もしくは低い調光レベルで点灯させる点灯状態を待機状態とし、光源１１を調光レベルの上限で点灯させた状態を全点灯状態とする。また待機状態と全点灯状態との間に調光レベルが異なる第一調光状態及び第二調光状態が設けられており、第一調光状態は第二調光状態よりも低い（暗い）調光レベルに設定する。なお、本実施の形態では、第一調光状態は待機状態と同じ点灯レベルに設定されており、第二調光状態は半点灯状態に設定されている。
【００２８】
ここで、照明制御部１８は、光源１１が待機状態又は、第一・第二調光状態の何れかの状態である場合に人体検知信号が入力されると、調光信号を出力して光源１１を全点灯状態に設定する。これにより、各照明器具１０の照明領域（上述の領域Ａａ〜Ａｉ）内に人が進入した場合には、光源１１の点灯状態が全点灯状態に設定され、対応する領域Ａａ〜Ａｉが所望の明るさで照明される。
【００２９】
また照明制御部１８は、光源１１が待機状態である場合において、人体検知信号が入力されず、且つ、輝度変化検知信号が入力されると（第一変化パターン）、光源１１を第一調光状態に設定する。またこの時、この輝度変化検知信号が示す画素群Ｑ１、Ｑ２と、同じ画素群Ｑ１、Ｑ２を示す影検知信号入力された場合には（第二変化パターン）、光源１１を第二調光状態に設定する。
【００３０】
すなわち照明制御部１８は、待機状態において輝度変化検知信号が入力されると、近接する照明器具１０が点灯したと判断し、第一調光状態に光源１１を設定することで地明りを得ている。また影検知信号が入力された場合には、近接する照明器具１０が点灯し、さらに自機の照明領域（上述の領域Ａａ〜Ａｉ）の近傍に人が居ると判断して、第二調光状態に光源１１を設定することで補助光を得るようにしている。
【００３１】
例えば、図６（ａ）に示すように照明器具１０ｇが人を検知して全点灯状態になると、照明器具１０ｄの照明領域（領域Ａｄ）下方側に設けられた隣接領域Ａ１、Ａ２、Ａ２が明るくなる。また同時に、照明器具１０ｅの照明領域（領域Ａｅ）左下隅に設けられた隣接領域Ａ２と、照明領域１０ｈの照明領域（領域Ａｈ）の左側の隣接領域Ａ１、Ａ２、Ａ２が明るくなる。このとき、照明器具１０ｄの輝度変化検知部１７では、領域Ａｄの下方側に対応する画素領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ２に差分画素が集中するので、照明器具１０ｇが点灯したと判断することができる。
ここで図６（ａ）に示すように、領域Ａｇにおける照明器具１０ｇの左側に人が存在する場合には領域Ａｄには人影が発生せず、照明器具１０ｄでは領域Ａｄの近傍には人が存在しないと判断することができる。これにより、照明器具１０ｄ、１０ｅ、１０ｈの点灯状態は、図６（ｂ）に示すように、待機状態と同じ点灯レベルである第一調光状態に制御される。
【００３２】
一方、図７（ａ）に示すように領域Ａｇ内の照明器具１０ｄ側に人が存在する場合には、図６（ａ）の場合と同じ領域に輝度変化が生じるとともに、領域Ａｄの下方側の領域Ａ１を基点とした人影が発生する。この人影を照明器具１０ｄの輝度変化検知部１７が検知することで、照明器具１０ｄは、領域Ａｄの近傍に人が存在すると判断することができる。これにより、照明器具１０ｄは第二調光状態である半点灯状態にその点灯状態が設定され、照明器具１０ｅ、１０ｈは待機状態と同じ点灯レベルである第一調光状態に制御される（図７（ｂ）を参照）。
【００３３】
このようにして、輝度変化検知信号及び影検知信号に基づいて、自機の照明領域（照明器具１０ｄでは領域Ａｄ）だけでなく、周囲の照明器具１０の照明領域（領域Ａａ〜Ａｃ及び領域Ａｅ〜Ａｉ）の状態に基づいて、適切に光源１１を制御することができる。そのため、周囲の照明器具１０が点灯したことによる輝度変化に起因する不要な電力消費を低減することができ、省エネを実現することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では人感センサとして、画像センサ１３と、この画像センサ１３から出力される画像に基づいて人の存否を検知する人体検知部１６を採用しているので、人の動きや明るさの変化などを高密度に取得できる。これにより、人以外の移動物体などの誤検知を低減することができる。
【００３５】
また、輝度変化検出部１７により検知された輝度変化の変化パターンに応じて光源１１の点灯状態を設定することで、周囲の照明器具１０の点灯状態や人の位置に応じたきめの細かな設定が可能となる。またこの変化パターンとして、他の照明器具１０に隣接する部位のみが変化した変化パターンを設けることで、近接する照明器具１０の点灯状態の変化を容易に判断することができる。さらに、輝度変化が発生した領域の周辺において、予め設定された人物モデルの形や面積を持つ領域が変化する変化パターンを設けることで、人の位置に応じた点灯状態を設定することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、各々の照明器具１０に制御部１２、画像センサ１３、及び記憶部１４を設けているが、図８（ａ）に示すように、別の制御装置２０にこれらの構成を設けるようにしてもよい。すなわち、個々の照明器具１０が独立して自機の点灯状態を制御するのではなく、制御装置２０により集中的に人の検知や隣接領域における輝度変化を検知して、個々の照明器具１０の点灯状態を制御するようにしてもよい。
【００３７】
この場合には、図８（ｂ）に示すように、制御装置２０を照明器具１０の近傍の天井面に配置する。また制御装置２０には、図８（ｃ）に示すように、画像センサ１３及び記憶部１４とともに、差分画像生成部１５、人体検知部１６、輝度変化検知部１７をその構成要素として備え、各照明器具１０との間で通信線Ｌ１を介して通信可能に設定されている。また、人体検知部１６及び輝度変化検知部１７は、接続された照明器具１０の照明領域ごとに人の検知及び輝度変化と影の検知を行い、検知した照明領域ごとに検出信号を出力する。このようにすることで、より効率よく周囲の照明器具１０が点灯したことによる輝度変化に起因する不要な電力消費を低減することができ、省エネを実現することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１          照明制御システム
１０（１０ａ〜１０ｉ）      照明器具
１１        光源
１２        制御部
１３        画像センサ
１４        記憶部
１５        差分画像生成部
１６        人体検知部
１７        輝度変化検知部
１８        照明制御部
Ａａ〜Ａｉ  領域（照明領域）
【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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