JP5114262B2 - Lighting system - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an illumination system that performs dimming control based on image data output from an image sensor.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, lighting fixtures that control brightness by measuring the brightness of an irradiation surface with a brightness sensor are known. FIG. 6 shows a luminaire having a photodiode as a brightness sensor. The lighting fixture 51 is provided with a photodiode 52 whose output current changes according to the brightness, and the desk top surface is set as a light condensing range of the photodiode 52. The lighting fixture keeps the illuminance on the desk surface constant even under the influence of external light or other lighting fixtures by controlling the dimming rate of the lighting so that the output of the photodiode becomes constant.
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。 There is also known a lighting fixture that detects a person with a human sensor and controls turning on and off. FIG. 7 shows a lighting apparatus having a pyroelectric element as a human sensor. The luminaire 61 is provided with a pyroelectric element 62 that senses changes in heat rays, and turns on when a person is detected within a predetermined detection range by the pyroelectric element 62, or turns off when a person is not detected for a certain period of time. To do.
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。 Further, although not shown, the brightness of the desk top surface is controlled to be constant by controlling the output of the photodiode to be constant when a person is detected by the pyroelectric element by combining the photodiode and the pyroelectric element. Lighting fixtures are also known.
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。
However, since the pyroelectric element detects the movement of the heat ray, it can be detected when a person is moving, but cannot be detected when a person is seated or stopped. In view of this, there is known an illumination system that detects a person using an image sensor and controls lighting. FIGS. 8A and 8B show an image processing example in which a human body is detected from an image captured by an image sensor in such a system. FIG. 8A shows the case of stationary human body detection. In this case, a difference is calculated by comparing the current image with a previously captured reference image, a difference image is formed, and the presence of a stationary person is detected when there is a certain difference or more in the difference image. FIG. 8B shows a case of motion human body detection for detecting a moving person. In this case, images such as
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。 There is also known an illumination system that controls lighting by measuring brightness using an image sensor. FIG. 9 shows an example of image information photographed by an image sensor composed of a CCD. Image information photographed by the CCD is formed from dots, and each dot has brightness information. The brightness is measured by calculating the average brightness of all the dots in the range specified as the measurement range in the image information captured by the CCD.
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。 However, in a system for detecting a person using an image sensor, an image to be captured becomes completely dark when the imaging range becomes dark. Even if such image data is subjected to image processing, a person cannot be identified, so that the person cannot be detected and accurate lighting control cannot be performed.
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。 For this reason, in the state which turned off illumination, the illuminating device which detects a person using a pyroelectric element is known (for example, refer patent document 1). However, such an apparatus requires a pyroelectric element separately from the image sensor, which increases the cost.
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。
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。 The present invention solves the above problem, and in a lighting system that performs dimming control based on image data output from an image sensor, when performing dimming control by detecting a person, the person is reliably detected from the image data. It is an object of the present invention to make it possible to perform dimming control accurately.
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。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
All of the image sensor at a minimum brightness that can identify the detected object from the output of the image sensor.
Based on the threshold value determined according to the RGB output of the light source, the light control rate as the light control signal that can identify the detected object on the acquired image data is determined, and the light source is determined with the determined light control rate Is to light up.
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。
The invention according to
If the detected object is not detected from the image data after the start of use,
When the RGB output of the image sensor to be output exceeds the threshold value, the light source is reduced by reducing the dimming rate
When the RGB output of the image sensor obtained after the start of use is less than the threshold value,
The light source is turned on by increasing the dimming rate. Further, according to
The invention is the illumination system according to
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。
According to the first or second aspect of the invention, the light source is turned on at a dimming rate that can identify the detected object on the image data. It is not necessary to provide a light source, and it is possible to accurately detect the person from the image data and accurately control the light control.
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。
According to the third aspect of the present invention, the image sensor is of a plug-in type that can be replaced, and the dimming rate capable of identifying the detected object on the image data can be stored in advance in the storage unit of the image sensor. Therefore, the dimming rate can be easily set by replacing the image sensor.
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。
Hereinafter, an illumination system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows functional blocks of a lighting system 10 (hereinafter referred to as the present system) of the present embodiment. The
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。
The
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。
FIG. 2 shows the relationship between the dimming control signal and the current (load current) supplied to the light source 12 (illumination load) in the
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。
The
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。
First, the N type will be described. The
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。
In the dimming control operation of this system, the
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。
Thereby, this
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。
Here, countermeasures against deterioration with time of the
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。
Next, the A type will be described. The
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。
FIG. 4 shows an A type dimming rate setting method performed prior to use of the present system. For example, 750 [lx] of the desk surface illuminance is set as the target brightness value. The illuminance is measured by an
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。
In the dimming control operation of this system, the
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。
Thereby, the
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。
Next, the AN type will be described. When detecting a person, the
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。
Prior to the start of use of this system, the average value of RGB of all dots of the
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。
As described above, the
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。
Next, an illumination system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows functional blocks of the illumination system 20 (hereinafter referred to as the present system) of the present embodiment. The
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。
Thus, the
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。
Operation types such as N type, A type, AN type, etc. are set on the lighting fixture 21 side of the
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。
Further, the operation type setting may be stored in the
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。
That is, the
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。 Thereby, in the operation type (N type, AN type) that performs human body detection, it is possible to reliably perform human body detection without causing darkness that human body detection is not possible. Moreover, in the operation type (A type) which does not perform human body detection, it can be turned off depending on the intensity of outside light, and energy saving can be achieved.
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。 In addition, this invention is not restricted to the structure of said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, the operation type and the dimming rate may be stored in a storage device that is fixed to the lighting fixture and is detachably provided on the lighting fixture.
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 A light source;
A lighting circuit for lighting the light source;
An image sensor;
A controller that acquires image data output from the image sensor and generates a dimming control signal for the lighting circuit by performing image processing on the image data;
A lighting system comprising:
The controller is
Prior to the start of use of the lighting system, the detected object can be identified from the output of the image sensor.
To a threshold determined according to the RGB output of all dots of the image sensor at a minimum brightness
Based, the dimming ratio as the dimming control signal that can identify the detected object on the acquired image data
An illumination system characterized by determining and lighting the light source at the determined dimming rate .
前記画像データから前記検知物が検知されない場合、If the detected object is not detected from the image data,
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When the RGB output of the image sensor obtained after the start of use exceeds the threshold, the adjustment
光率を下げて前記光源を点灯させ、Reduce the light rate and turn on the light source,
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When the RGB output of the image sensor obtained after the start of use is less than the threshold, the dimming
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。The lighting system according to claim 1, wherein the light source is turned on at an increased rate.
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。 The image sensor is of a plug-in type, and includes a storage unit that stores information referred to by the control unit,
The illumination system according to claim 1 or 2 , wherein the storage unit stores a dimming rate at which the detected object can be identified on the image data acquired by the control unit.
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