JP5317329B2

JP5317329B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP5317329B2
Application number: JP2008216288A
Authority: JP
Inventors: 直宏戸田; 学井上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: JP2010054203A

Description

本発明は、照明器具に係り、特に照明空間に存在する人の状態を検知し、この検知結果に基づいて照明対象が存在すると判断される方向に照射方向を切替えるようにしたいわゆる追尾照明用の照明器具に関する。

従来、追尾照明用の照明装置は、電動回転台に設置したスポットライトを人間が判断しながらジョイスティックなどで遠隔制御操作を行い、人物などの対象物の位置を照明するというものであった。このため、スポットライトが多箇所に分散設置されているような場合には、一人の操作者だけでは取り扱いが困難であるとともに、スポットライトの照射角度が操作者の見ている角度と異なる場合、操作者は多大な努力と熟練とを要求されるものであった。

そこで、近年、照明範囲の一部または全部を視野にもつテレビカメラなどの撮像手段を備え、この撮像手段から得られる映像信号を処理し、照明すべき対象物の位置を定めながら自動的に対象物を追尾照明するような自動追尾照明装置が研究開発されている。このような照明装置ではセンサを用いて対象物の位置検出を行なうと共に、対象物の色、対象物の形状または対象物の動きによる映像変化等から行い、スポットライトを自動追尾させるという方法がとられている。

この一例を図１４乃至１７に示す。この装置では、不審者が現れた場合、センサが反応し器具が点灯するが、一定の範囲で照射するため適切な監視性を確保できない。また、図１７に示すように、監視性を上げようと照度を上げ、照射範囲を限定したため、不審者ＭＡは照射できているが、不審者ＭＢが照射範囲外になってしまうということもあった。

以下この例について詳述する。
図１４に示すように、スポットライト５００の近傍に設置された人感検知センサ１０１が出入り口Ｄ近傍を監視している。ここでスポットライトの照射範囲をＲ_Ｌ、照射可能範囲をＲ_ＳＬ、人感検知センサ１０１の監視範囲をＲ_ｓとする。スポットライトの照射可能範囲Ｒ_ＳＬと、人感検知センサ１０１の監視範囲Ｒ_ｓは略一致しているものとする。

この状態で、図１５に示すように、不審者Ｍが現れた場合、人感検知センサ１０１が反応し、スポットライト５００が点灯するが、一定の範囲で照射するため、不審者が１名にもかかわらず必要以上に広く照らしているため監視性が低下している。

また、図１６に示すように、監視性を挙げようと照度を上げ、照射範囲ＲＬを限定すると、不審者が照射範囲外となってしまう。

さらにまた、図１７に示すように、不審者ＭＡ，ＭＢが現れた場合、監視性を挙げようと照度を上げ、照射範囲Ｒ_Ｌを限定すると、不審者ＭＢが照射範囲外となってしまう。

そこで、このような従来の自動追尾照明装置においては、センサなどで対象物の位置を検出し、検出された位置に向けてスポットライトの照射方向を変更している。このため、対象物が高速に移動すると対象物の位置の同定が遅れ、対象物に追従するように照明することができないという問題があった。
そこで対象物の位置を記憶し、この記憶されたデータから対象物の移動方向を予測し、予測された方向にスポットライトを照射するようにした照明装置も提案されている(特許文献１)。

特開２００１−０６０４０６号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、スポットライトの照射領域が一定であるため、照射対象が多い場合（追尾すべき人の数が多い場合など）には全体を照射することが困難であったり、少ない場合には集光できず照度が低下する可能性があった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであって、照射対象の増減に対応して、適切な照射領域を照射することのできる照明装置を提供することを目的とする。

そこで本発明の照明器具は、光源と、人感検知部と、前記人感検知部の検知結果に応じて前記光源の照射範囲を判断する制御部と、前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、前記光源の角度および照射方向を制御する灯体駆動部と、を具備し、前記人感検知部は、前記検知結果に基づいて、人の位置および人数を算出し、前記灯体駆動部は、前記光源の照射範囲を、前記人感検知部における前記人の位置および人数の算出結果に基づいて前記制御部が判断した前記光源の照射範囲に変更することを特徴とする。
この構成により、人感検知部の検知結果に応じて照射領域を増減自在とするので、追尾すべき人数の多い場合と少ない場合など，照射対象の多少によって適切な照射領域を設定することができる。

この構成により、点灯制御と、灯体の駆動制御とを行うように構成されていることから、人感検知部の検知結果に応じて照射位置および照射方向と、点灯状態とを切替自在とするので、より照射対象を狙った効率的な照明を行うことができる。

また、本発明は、上記照明器具において、前記光源は、スポットライトであり、前記灯体駆動部の制御に応じて、監視範囲への照射方向を切替自在とするものを含む。
この構成により、スポットライトは、灯体駆動部の制御に応じて照射方向を切替自在とするので，より照射対象を狙った効率的な照明を行うことができる。

また、本発明は、上記照明器具において、前記人感検知部は、画像センサであるものを含む。

また、本発明は、上記照明器具において、前記人感検知部は、赤外線センサであるものを含む。

また、本発明は、上記照明器具において、前記制御部と前記照明器具は、無線通信によってデータの送受信を行なうように構成されるものを含む。

以上説明してきたように、本発明によれば、人感検知部の検知結果に応じて照射領域を増減自在であるため、照射対象によって適切な照射領域を設定することができる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図であり、図２はこの照明器具のブロック図である。この照明器具は、図１に点灯状況を示すように、光源としてのスポットライトの近傍に取り付けられた画像センサを用いて撮像することで得られる画像情報に基づき、連続画像上で動く輝度塊である人の数と位置に基づいて点灯制御が可能となるようにしたものである。ここで画像センサとしては暗時にも撮像可能なように赤外線センサなどが用いられる。

すなわちこの照明器具は、図２にブロック図を示すように、発光部５００を構成する光源としてのスポットライトと、画像を検出する人感検知センサ１０１としての画像センサと、前記人感検知センサ１０１の検知結果に基づいて人の位置と人数とを算出する演算部１０２とで構成された人感検知部１００と、前記演算部１０２の算出結果に基づいて、光源を点灯制御する制御部２００と、前記制御部２００の出力に基づいて前記スポットライトの点灯を制御する点灯回路部３００と、前記制御部２００の出力に基づいて前記スポットライトの駆動を制御する灯体駆動部４００とを有し、人感検知センサの出力から得られた、人の位置と人数に応じてスポットライトのスポットの照射領域を制御し、適切な位置と大きさを得るようにしたことを特徴とする。

ここで、人感検知部の出力に基づいて点灯制御を行う制御部２００は、点滅あるいは光量を制御する照明制御部２０１と、スポットライトの移動および回動を制御する駆動機構制御部２０２とで構成され、スポットライトの点灯制御および駆動制御を実現する。
従って人感検知センサ１０１の出力変化に伴う制御内容は、演算部１０２で算出され、制御部２００によって、スポットライトの点灯回路部３００および灯体駆動部４００に出力されて駆動される。

そして、前記画像センサから出力される人の位置情報や人数情報などの人に関る画像情報に応じて照明器具を点滅／調光する制御内容が選択され、前記制御部へ制御信号が出力されて、前記スポットライトの照射領域が制御される。

この人感検知センサ１０１は、人のいる位置と人数（大きさ）を認識するものであればよく、暗時に利用する場合には、赤外線センサなどを用いるが、薄明るい箇所で用いる場合には例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子を用いたカメラを使用し、レンズとしては広角レンズ、魚眼レンズなどを用いる。この人感検知センサ１０１は所定時間間隔で撮像した画像情報を出力する。また、人感検知センサ１０１から出力される画像のアナログ信号は、演算部１０２において画像制御がなされ、制御部２００においてＡ／Ｄ変換されることによってデジタル信号に変換される。ただし、デジタル信号を出力する機能を備えたＣＭＯＳイメージセンサを用いる場合には、制御部２００におけるＡ／Ｄ変換は不要になる。人感検知センサ１０１で撮像する画像としては、カラー画像を用いることも可能であるが、本実施の形態においてはモノクロの濃淡画像を用いるものとする。人感検知センサ１０１が撮像する時間間隔は、当該時間間隔で得られる時系列の画像から移動物体の存否を判断できる程度の範囲で適宜設定すればよい。

また、この人感検知センサ１０１は制御領域を俯瞰できるように人の存在位置よりも高い位置に設置されることが多いが、本発明の目的とする検知が達成できる範囲であれば、これに限定されるわけではなく、壁や床に設置されていてもよい。また、単独で設置される他、照明器具の１ユニットとして、照明器具と一体化されていてもよい。ここでは、例えば、出入り口Ｄ付近の所定位置に単独で設置される。人感検知センサ１０１が画像内に捉えるべき制御領域は、あらかじめユーザーが任意に設定可能である。そしてさらにこの制御領域内で、ドアの近傍など特定領域を設定する。

制御部２００の照明制御部２０１にはあらかじめ、人の位置や人数などのパターンに応じてスポットライト（５００）を点滅・調光する制御内容が格納されている。また、後に述べる手順によって、移動する輝度塊Ｍが発生する場合であっても、演算部による、人感検知センサ１０１の検出結果に応じて、人ではないと判断し、点灯制御をキャンセルし、輝度塊が人であると判断された場合にのみ、点灯制御が実行される。ここで制御部２００は、演算部１０２とのデータの送受信も行い、演算部１０２や光源としてのスポットライト（５００）とのデータの送受信が可能なようになっている。このデータの送受信は、有線の他に、可視光通信、赤外線データ通信の規格（IrDA）、ＲＦ（Radio Frequency)、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮの規格（IEEE802.11)、イーサネット（登録商標)などの有線ＬＡＮの規格や電力線通信などの他の通信手法が用いられてもよい。また演算部１０２と制御部２００は同一基板上に形成されていてもよい。

なお光源としてはスポットライトの他、白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）など、発光機能を有するものであれば適用可能である。
また、灯体駆動部４００は電磁モータやギアなどで構成され、灯体を水平移動、垂直移動、あるいは回動するように構成された機構部である。また駆動機構制御部２０２は、人感検知センサ１０１による位置検出に基づく座標データから灯体の水平および垂直方向の移動角度を算出すると共に、人数のデータから照射範囲を算出し、灯体駆動部４００を制御する。

次に、本実施の形態の照明器具を用いた照明制御動作について詳細に説明する。
図３は制御動作を示すフローチャートである。図４は人感検知センサの出力画像と、演算部の出力画像を示す図である。図５乃至図７は各段階での制御説明図である。

入り口Ｄの近傍に、人感検知センサ１０１およびスポットライト５００が配置され、人感検知センサ１０１が予め指定されたエリアを監視するように構成されている。まず、人感検知センサ１０１は、赤外線センサで構成され、人が発する熱線を検知し、この検知結果に基づいて、入り口Ｄ近傍の所定の領域の俯瞰画像を常時撮影し、画像情報を生成する（ステップＳ１００１）。

ここでは、まず人感検知センサ１０１は図４に示すように人による輝度塊を検出し、基準画像と比較し、減算処理を行い、この画像データを２値化する。この２値化後の出力を用いて、不審者を新たに検知したか否かおよび、不審者のいる位置および人数が変化したか否かを判断する（ステップＳ１００２）。

上記判断ステップＳ１００２で不審者のいる位置および人数が変化したと判断された場合には、演算部１０２で人の位置座標および人数を算出する（ステップＳ１００３）。

演算部１０２の出力から制御部２００では、照明制御部２０１から点灯回路部３００に送信する信号を算出し、この信号により、スポットライトを点灯させる（ステップＳ１００４）。

一方、演算部１０２の出力から制御部２００では、駆動機構制御部２０２から灯体駆動部４００に送信する信号を算出し、この信号により、灯体の水平・垂直の移動角度および照射範囲を算出する（ステップＳ１００５）。

駆動機構制御部２０２からの駆動命令信号に基づき、灯体駆動部を制御し発光部の光軸を目標位置に向け、照射範囲を調整する（ステップＳ１００５）。

次いで、具体的な点灯制御について説明する。
図５に示すように、スポットライト５００の近傍に設置された人感検知センサ１０１が出入り口Ｄ近傍を監視している。ここでスポットライトの照射可能範囲をＲ_ＳＬ、照射範囲をＲ_Ｌ、人感検知センサ１０１の監視範囲をＲ_ｓとする。スポットライトの照射可能範囲Ｒ_ＳＬと、人感検知センサ１０１の監視範囲Ｒ_ｓは略一致しているものとする。

この状態で、図６に示すように、不審者Ｍが現れた場合、人感検知センサが反応し、上記フローチャートの動作により、点灯回路部３００および灯体駆動部４００により、スポットライトの照射範囲が調整され、水平移動および垂直移動を行なうと共にスポットライトの点灯を制御し、不審者Ｍの周囲のみにスポット照射を行なう。
この場合は検知した不審者が一人であるためスポットライトの照射範囲Ｒ_Ｌを限定し、照度を高めることで監視性を高めている。

また、図７に示すように、不審者ＭＡ，ＭＢが現れた場合、人感検知センサが反応し、上記フローチャートの動作により、点灯回路部３００および灯体駆動部４００により、スポットライトの照射範囲が調整され、水平移動および垂直移動を行なうと共にスポットライトの点灯を制御し、不審者Ｍの周囲のみにスポット照射を行なう。
この場合は検知した不審者が二人であるためスポットライトの照射範囲Ｒ_Ｌを広げ、不審者二人すべてを照射している。
また、不審者を検出していない場合は図８に示すように消灯することで、省エネルギー性を実現することができる。また不審者を検出していない場合に消灯し、不審者が出現したとき、はじめて点灯することで、不審者への威嚇という効果もある。

この例では、屋外に設置される照明器具について説明したが、例えば、リビング・ダイニングなどの室内においても、夜間の侵入者を威嚇するため、あるいは手許照明として本発明を適用するなど、本発明はこの用途に限るものではない。この種の用途では、通常、室内への入室時に照明器具を点灯させた場合は、室内に人が存在する限りは照明器具の点灯継続が要求されるが、寝室などシーンによっては必ずしも点灯継続しなくてもよい場合もある。また、退室後比較的短時間で照明器具を消灯させることが要求される。

この構成により、人感検知部の検知結果に応じて照射領域を増減自在であるため、照射対象によって適切な照射領域を設定することができる。また、無駄な電力を消費しなくてすむため、省エネルギー効果も大きい。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。
前記実施の形態１では、不審者が一名の場合でも光軸からはずれた位置で不審者を検出した場合、スポットライトの照射範囲Ｒ_Ｌを広げる必要があったが、本実施の形態では、灯体を駆動し、照射位置を変更することで照射範囲を最適化し、監視性を高めることができるようにしたものである。

図９に示すように、スポットライト５００の近傍に設置された人感検知センサ１０１が出入り口Ｄ近傍を監視している。この状態で、不審者Ｍが現れた場合、人感検知センサが反応し、上記フローチャートの動作により、点灯回路部３００および灯体駆動部４００により、スポットライトの照射範囲が調整され、水平移動および垂直移動を行なうと共にスポットライトの点灯を制御し、図１０に示すように不審者Ｍの周囲のみにスポット照射を行なう。
この場合は検知した不審者が一人であるためスポットライトの照射範囲Ｒ_Ｌを限定し、スポットライトの光軸を移動し、適切な位置に照射範囲を移動することで、照射範囲を大きくすることなく、照度を高め、監視性を高めている。
なお、不審者の人数が３人になったりするなど、広範囲を照射する必要のある場合は、スポットライトの照射範囲Ｒ_Ｌを大きくする。

この構成により、人感検知部の検知結果に応じて照射領域を移動可能であるため、照射対象によって適切な照射領域を設定することができる。また、無駄な電力を消費しなくてすむため、省エネルギー効果も大きい。

なお、前記実施の形態１および２において、輝度変化を生じる輝度の塊（輝度変化）を追跡する過程で、予め定められた一定時間内に輝度変化が動かない場合に、この輝度変化をキャンセルするようにしてもよい。

これにより、輝度変化を追跡する過程で、予め定められた一定時間内に輝度変化が動かない場合に、この輝度変化をキャンセルするので、誤検知をさらに抑制することができる。また時間制限を設けることで、一旦制御を開始するが、予め定められた一定時間内に輝度塊が動かない場合には制御をキャンセルするという制御も可能となる。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
前記実施の形態１、２では、スポットライトが１灯の場合について説明したが、本実施の形態では、スポットライトが３灯の場合について説明する。
この照明器具は、図１１に概念図を示すように、独立して３つの領域Ｒ_ｓ１乃至Ｒ_ｓ３を監視するように構成された第１乃至第３の人感検知センサ１０１ａ乃至１０１ｃと、これら第１乃至第３の人感検知センサ１０１ａ乃至１０１ｃの出力に基づいて、方向および点灯状態の制御がなされる第１乃至第３のスポットライト５００ａ乃至５００ｃとを具備したことを特徴とする。
不審者が一名の場合でも光軸からはずれた位置で不審者を検出した場合、スポットライトの照射範囲Ｒ_Ｌを広げる必要があったが、本実施の形態では、灯体を駆動し、照射位置を変更することで照射範囲（領域）を最適化し、監視性を高める。

図１２に示すように、スポットライト５００の近傍に設置された人感検知センサ１０１ａ乃至１０１ｃが出入り口Ｄ近傍を３つに分けこの３つの領域ＲＳ１乃至ＲＳ３を監視するように構成している。この状態で、不審者Ｍが現れた場合、人感検知センサが反応し、上記フローチャートの動作により、点灯回路部３００および灯体駆動部４００により、スポットライトの照射範囲が調整され、水平移動および垂直移動を行なうと共にスポットライトの点灯を制御し、図１３に示すように不審者ＭＡ、ＭＢの周囲のみに独立してスポット照射を行なう。
この場合は検知した不審者が二人であるためスポットライトの照射範囲を２つに限定し、スポットライト５００ａ，５００ｂの光軸を移動し、適切な位置に照射範囲を移動することで、照射範囲を大きくすることなく、照度を高め、監視性を高めている。

この構成により、人感検知部の検知結果に応じて照射領域を移動可能であるため、照射対象によって適切な照射領域を設定することができる。また、無駄な電力を消費しなくてすむため、省エネルギー効果も大きい。
また、２つのスポットライトで１つの領域を照射するように構成することも可能である。さらにまた、侵入者の動きが早い場合に、動きの方向にあわせて、２つ以上のスポットライトを動きの経路にあわせて複数を時間軸に沿って配列するようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態の構成のように不審者の侵入がないか監視するシステムにおいての不審者検知装置に限定するものではなく、室内の手許照明（スポット照明）にとしても利用可能である。例えば、通常制御から、セキュリテーモードに切り替えておくことによって、夜間就寝後や、留守中に、不審者が窓から室内に侵入した場合に、照明器具が点灯したり、警報音が鳴ったり、居住者に通報するなどのアクションを発生することができる。

最後に、本発明で用いられるスポットライトの一例について説明する。例えば、図１８に示すように、このスポットライト１は、スポットライト本体２と、光形状付与ユニット３とを備えている（例えば特開２００８−９１３０５）。

このスポットライト１は、その光源部１１のＬＥＤ１２をＬＥＤ点灯回路（図示せず）で点灯させて使用され、各ＬＥＤ１２から前方に出射された光は、導光管１５で集光されつつアパーチャ４に入射されて、このアパーチャ４を通過する。
そして集光用のレンズ６ａ，６ｂが、前後方向に移動可能に設けられており、フォーカスハンドルを操作することにより動作されるフォーカス機構７を介して移動され、被照射面での照射面積を連続的に変化させたり、あるいは光量を連続的に変化させるように構成されている。

本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態１の照明器具を示すブロック図本発明の実施の形態１の照明器具の制御動作を示すフローチャート図本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態１の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態２の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態２の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態３の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態２の照明器具を示す説明図本発明の実施の形態２の照明器具を示す説明図従来例の照明器具を示す説明図従来例の照明器具を示す説明図従来例の照明器具を示す説明図従来例の照明器具を示す説明図本発明で用いられるスポットライトを示す図

符号の説明

１００人感検知部
２００制御部
３００点灯回路部
４００灯体駆動部
５００光源（スポットライト）

Claims

光源と、
人感検知部と、
前記人感検知部の検知結果に応じて前記光源の照射範囲を判断する制御部と、
前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、
前記光源の角度および照射方向を制御する灯体駆動部と、を具備し、
前記人感検知部は、前記検知結果に基づいて、人の位置および人数を算出し、
前記灯体駆動部は、前記光源の照射範囲を、前記人感検知部における前記人の位置および人数の算出結果に基づいて前記制御部が判断した前記光源の照射範囲に変更する、
照明器具。
請求項１に記載の照明器具であって、
前記光源は、スポットライトであり、前記灯体駆動部の制御に応じて、監視範囲への照射方向を切替自在とする照明器具。
請求項１または２に記載の照明器具であって、
前記人感検知部は、複数の監視エリアに対応して複数の人感検知センサを具備し、
前記光源は、前記複数の人感検知センサに対応して複数の光源を具備した照明器具。
請求項１乃至３のいずれかに記載の照明器具であって、
前記人感検知部は、画像センサである照明器具。
請求項１乃至３のいずれかに記載の照明器具であって、
前記人感検知部は、赤外線センサである照明器具。
請求項１乃至５のいずれかに記載の照明器具であって、
前記制御部と前記照明器具は、無線通信によってデータの送受信を行なうように構成された照明器具。