(57)【要約】【課題】第1の検出領域において、人の存在を検出し、さらに第２の検出領域による検出結果に基づき制御することにより、操作性に優れ、人の意思を反映させることが可能な制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、制御対象５と、第１の検出領域２０において、人を検出した場合には、制御対象５を所定動作させるとともに、第１の検出領域２０内の第２の検出領域３０の検出を開始するセンサ６と、センサ６の第２の検出領域３０における検出結果に応じて制御対象５の動作を制御する制御手段１３とを備える制御システムである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象と;
第１の検出領域において、人を検出した場合には、制御対象を所定動作させるとともに、第１の検出領域内の第２の検出領域の検出を開始するセンサと；
センサの第２の検出領域における検出結果に応じて制御対象の動作を制御する制御手段と；
を具備することを特徴とする制御システム。
【請求項２】
センサは、第２の検出領域を検出する手段として、画像センサであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
センサは、第２の検出領域における被検出体の大きさを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
センサは、第２の検出領域における被検出体の形状を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御システム。
【請求項５】
所定の第1の検出領域において、人を検出した場合、制御対象を動作する工程と；
その後、前記第１の検出領域内であって第1の検出領域より狭い特定された第２の検出領域で特定信号が検出されたとき、その検出内容に応じて制御対象の動作を制御する工程と；
を有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の存在を検出し、照明等を制御する制御システム及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明制御装置において、人体検知手段として焦電センサを用いて、人がセンサの近傍にいるときは自動的に点灯し、人がセンサから遠ざかると消灯するものが知られている。一方、人体検知機能の精度を向上するため、画像センサを用いた照明制御装置が提案されている（特許文献1参照）。この特許文献1には、赤外線画像センサを用い、現在の画像データと、所定時間前の画像データにおける各画素の差の絶対値を所定の判定値と比較し、人が存在していないと判断したときは、消灯し、人が存在していると判断したときは、点灯状態を維持し、睡眠中と判断したときは、低輝度点灯するといった実施形態が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２０８４９３号公報（第１２欄、段落〔００４０〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、照明制御装置が一旦設置されると、照明制御装置が自動的に照明を点灯制御するものであり、何ら人の意思を反映させるものではない。つまり、人からみれば、その点灯制御は、受動的であるに他ならない。
【０００４】
そこで、本発明は、上記状況下で発明されたもので、第1の検出領域において、人の存在を検出し、さらに第２の検出領域による検出結果に基づき制御することにより、操作性に優れ、人の意思を反映させることが可能な制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の制御方法システムは、制御対象と、第１の検出領域において、人を検出した場合には、制御対象を所定動作させるとともに、第１の検出領域内の第２の検出領域の検出を開始するセンサと、センサの第２の検出領域における検出結果に応じて制御対象の動作を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。制御対象とは、照明手段、空調手段等であり、機器を制御、調整することで出力を可変するものである。制御対象が照明手段の場合は、照明器具や光源を含む概念である。また、光源は、セラミックメタルハライドランプ等のＨＩＤランプ、蛍光ランプ、無電極放電ランプのような放電ランプ、ハロゲンランプのような白熱電球やＬＥＤ等の固体発光素子等、いずれでも適用できる。この場合、制御とは、明るさや色温度等を制御することをいう。第２の検出領域は、第１の検出領域内に当該検出領域の全てが包含されている場合を含み、また、第１の検出領域内に少なくとも当該検出領域の一部が重複して設定されている場合を含むものである。つまり、第２の検出領域の一部が第１の検出領域外に設定され、残余の検出領域が第１の検出領域内に設定されている形態をも含むことを意味する。センサは、第1の検出領域を検出するものと、第２の検出領域を検出するものとを別個に設けて、検出領域を分担させるようにしてもよい。
【０００７】
請求項２に記載の制御システムは、請求項１に記載の制御システムにおいて、センサは、第２の検出領域を検出する手段として、画像センサであることを特徴とする。画像サンサは、遠赤外線画像サンサが好適だが、これに限定されず、ＣＣＤ等の撮像素子を用いたものを適用してもよい。
【０００８】
請求項３に記載の制御システムは、請求項１又は請求項２に記載の制御システムにおいて、センサは、第２の検出領域における被検出体の大きさを検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の制御システムは、請求項１又は請求項２に記載の制御システムにおいて、センサは、第２の検出領域における被検出体の形状を検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の制御方法は、所定の第1の検出領域において、人を検出した場合、制御対象を動作する工程と、その後、前記第１の検出領域内であって第1の検出領域より狭い特定された第２の検出領域で特定信号が検出されたとき、その検出内容に応じて制御対象の動作を制御する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、第1の検出領域において、人の存在を検出し、さらに第２の検出領域による検出結果に基づき制御対象を制御することにより、操作性に優れ、人の意思を反映させることが可能な制御システム及び制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。図１は、オフィスにおける一般的な執務環境を示す平面図である。このような執務環境を例にとり説明する。まず、執務場所の床面に机１が配置され、机１に対応して椅子２が配置かれている。机１の上には、パソコン３が設置されており、キーボード３ａ、モニタ３ｂ、マウス３ｃが所定の位置に置かれている。
【００１３】
次に、図２は、同じく執務環境を示す側面図である。床面に机１、椅子２が置かれ、天井面４には、制御対象である照明手段として蛍光灯照明器具５が配設されており、照明器具５の近傍にはセンサとして遠赤外線画像サンサ６が配設されている。ここで、照明器具５による照明エリアを符号Ａで示し、遠赤外線画像サンサ６による撮像エリアを符号Ｂで示している。
【００１４】
次に、図３は、照明制御システムの機能ブロック図である。照明器具５は、点灯回路１０と光源１１としての蛍光ランプとから構成されている。点灯回路１０は、交流電源１２に接続されている。また、点灯回路１０は、交流電源１２からの給電電力を高周波交流に変換するインバータ回路等を有し、光源１１に接続されている。続いて、点灯回路１０には、点灯制御回路１３が接続されている。点灯制御回路１３は、例えば、蛍光ランプのランプ電流やランプ電圧を検出し、ランプ電力を一定化するように、点灯回路１０の動作周波数をフィードバック制御する等の機能を有する。
【００１５】
次に、遠赤外線画像サンサ６について説明する。遠赤外線画像サンサ６は、人体から発生する熱等の遠赤外線を検知し、画像処理するパッシブセンサである。遠赤外線画像サンサ６は、遠赤外線の受光素子であるセンサ画素６ａと光学レンズ６ｂとから構成されている。センサ画素６ａは、アレイ状に構成された画素の集合体であり、受光した遠赤外線の量に応じた電圧を発生する。光学レンズ６ｂは、波長８μｍ〜１４μｍ付近の遠赤外線域の波長を選択的に透過し、設定した検知領域からの遠赤外線を効率よく集光する役割を果たすものである。
【００１６】
そして、センサ画素６ａの動作はセンサ制御回路１４により制御される。センサ制御回路１４は、センサ画素６ａのバイアス電圧供給回路や動作する画素を選択するためのレジスタ等から構成されている。このセンサ制御回路１４は、後述する第１の検出領域と第２の検出領域とを選択して画像データを送出する機能を有する。また、センサ画素６ａが遠赤外線を受光し、それに従う検出信号は、画像データとしてセンサ信号出力回路１５に送られる。センサ信号出力回路１５は、受信した検出信号を増幅アンプで増幅し、センサ信号解析手段１６に送出する。センサ信号解析手段１６は、センサ信号出力回路１５から受信した検出信号の内容を解析し、その解析結果に応じた信号を点灯制御回路１３に出力する。この出力信号を点灯制御回路１３が受け、点灯回路１０を介して、結果的に光源１１の点灯状態が制御されることとなる。
【００１７】
さて、次に、本実施形態の動作を図４のフローチャートに従い説明する。まず、遠赤外線画像サンサ６には、執務場所を示す図２の側面図及び図５の平面図に示すように第１の検出領域２０（撮像エリアＢ）として、机１や椅子２を含む執務範囲が撮像範囲として設定されている。現時点では、遠赤外線画像サンサ６は、第１の検出領域２０を撮像している（ステップＳ１）が、照明器具５は消灯状態である。ここで、人が第１の検出領域２０に入ってくると、遠赤外線画像サンサ６は、人体からの遠赤外線（熱）を検知し、センサ信号出力回路１５から画像データをセンサ信号解析手段１６に送出する。センサ信号解析手段１６では、画像データを各画素毎に演算し（ステップＳ２）、予め設定された閾値と比較し、閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３）。つまり、画像データから温度状態をみて、人が執務場所に存在するか否かを判断する。判定の結果、閾値以上であった場合には、人が存在すると判断し、センサ信号解析手段１６から点灯制御回路１３へ点灯信号が送られ、照明手段が点灯される（ステップＳ４）。一方、閾値未満であった場合には、ステップ１に戻る。
【００１８】
続いて、人が執務場所に存在する場合には、図５に示すように第２の検出領域３０がセンサ制御回路１４により抽出、選択される（ステップＳ５）。この状態では、第２の検出領域３０の画像データがセンサ信号解析手段１６に送られる。第２の検出領域３０は、パソコン３のキーボード３ａやマウス３ｃの近くに設定されているが、執務者の通常の動作の範囲外の領域である。したがって、第２の検出領域３０に人体や人の手が不用意に侵入することはなく、人が侵入させる意思をもって手をかざす等の動作をしなければ検出されることはない。また、反面、パソコン３のキーボード３ａやマウス３ｃの近くに設定されているので、手をかざす等の動作で容易に検出させることが可能である。
【００１９】
ここで、執務者が第２の検出領域３０に、被検出体として、例えば、図６に示すように手を開いた状態のサインを侵入させると、遠赤外線画像サンサ６は、遠赤外線を検知し、センサ信号出力回路１５から画像データをセンサ信号解析手段１６に送出する。センサ信号解析手段１６では、画像データを各画素ごとに演算し（ステップＳ６）、予め設定された閾値と比較し、閾値以上か否かを判定し（ステップＳ７）、つまり、検出領域３０に熱源があるか否かを判定し、閾値以上であった場合には、さらに、熱源が大きいか否かを画像データの熱面積で判定する（ステップＳ８）。したがって、センサ信号解析手段１６は、特定信号、すなわち、サインの大きさを解析しているということになる。そして、手を開いた状態では、熱源は大きいと判定するように設定されているので、この判定結果に基づき、センサ信号解析手段１６から点灯制御回路１３へ照度を上げる制御信号が送られる（ステップＳ９）。なお、前記ステップ７で閾値未満であった場合には、ステップ１に戻る。
【００２０】
また、執務者が第２の検出領域３０に、サインとして図７に示すように手を閉じた状態で侵入させると、ステップ８において、熱源は小さいと判定するように設定されているので、この判定結果に基づき、センサ信号解析手段１６から点灯制御回路１３へ照度を下げる制御信号が送られる（ステップ１０）。よって、例えば、執務者が照明が暗いと思えば、第２の検出領域３０へ手を開いた状態で持っていき、照明が明るすぎると思えば、手を閉じた状態で持っていけば、簡単な操作で、調光ができ、しかも執務体勢を大きく変えることなく操作が可能となる。
【００２１】
以上のように本実施形態によれば、第1の検出領域において、人の存在を検出し、第２の検出領域での検出結果に基づき、さらに具体的な制御を行うことができ、第1の検出領域と第２の検出領域の検出結果に基づいて、２段階の制御が可能となり、制御操作を向上できる。また、人によるサインを検出して照明器具の点灯を制御することにより、操作が容易で、人の意思を反映した照明環境を得ることができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態を図８及び図９を参照して説明する。本実施形態では、第１の実施形態とは、異なる方法でサインの解析を実行するものである。すなわち、第１の実施形態ではサインの大きさを解析するようにしたが、本実施形態では、サインの形状を解析しようとするものである。まず、図８において、５本の指を立てて手を開いた状態が示されている。この開いた状態で手を第２の検出領域３０に持っていくと、センサ信号解析手段１６は、次のような解析を実行する。（１）遠赤外線（熱源）の発生範囲を抽出する。これは、一定の閾値以上の温度を示す連続した画素領域の選択である。（２）連続した画素領域の輪郭を抽出する。（３）輪郭の変曲点の数を数える。
【００２３】
具体的に、図８に示されるように変曲点は１１個と認識される。また、図９では、人差し指１本だけ立てた状態が示されている。この状態で手を第２の検出領域３０に持っていくと、センサ信号解析手段１６は、同様に解析を実行し、図示されるように変曲点を７個と認識する。このようにセンサ信号解析手段１６は、変曲点の数に基づき形状を認識する。
【００２４】
したがって、サインによる変曲点が多い場合、例えば、５本の指を立てて手を開いた状態では、照度を上げ、逆に変曲点が少ない場合、例えば、人差し指１本だけ立てた状態では、照度を下げるといったように照明器具の点灯を制御することができる。また、変曲点の数と、照度とを一対一の関係で対応付けておき、それに従い点灯制御することにより、一層操作性の優れる照明制御システムが達成できる。
【００２５】
なお、人によるサインは、上記各実施形態で説明してきたものに限らない。指を２本立てたり、３本立てたりして、そのサインに応じた点灯制御をさせるように設計してもよい。加えて、サインは、物理的に手、人体によるものには限定されない。人の意思を反映させることが可能であればよい。また、センサは、第1の検出領域を検出するものと、第２の検出領域を検出するものとを別個に設けて、検出領域を分担させるようにしてもよく、この場合、第1の検出領域には、人の存在を検出できるセンサを用い、第２の検出領域には、人によるサインを認識できる画像センサのようなセンサを用いるようにしてもよい。さらに、本発明を空調機器に適用した場合には、第１の検出領域での人の存在の検出結果に基づき、機器を動作させ、第２の検出領域での検出結果に基づき、さらに具体的に冷暖房や風量の強弱の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】オフィスにおける執務環境を示す平面図である。
【図２】同じく執務環境を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図４】同第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】同第１の実施形態を説明するためのオフィスの執務環境を示す平面図である。
【図６】同第１の実施形態の人によるサインを示す説明図である。
【図７】同じく第１の実施形態の人によるサインを示す説明図である。
【図８】同第２の実施形態の人によるサインを示す説明図である。
【図９】同じく第２の実施形態の人によるサインを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
５    照明器具
６    遠赤外線画像センサ
１３  点灯制御回路
１６  センサ信号解析手段
２０  第１の検出領域
３０  第２の検出領域
【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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