JP5899501B2 - 照明システム - Google Patents
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Description
また、照明空間に居る人の視界において、人の位置に対応する照明装置の第1光源を点灯させることにより、被照射面上における人の周囲の明るさを確保することができる。加えて、第1光源を点灯させる照明装置と隣り合う、少なくとも1つの照明装置の第2光源を点灯させることにより、天井面の明るさも確保することができる。従って、照明空間に居る人にとって、視野全体で見れば、明るい領域が多く、照明空間全体として明るく感じられるので、照明空間の快適性向上を図ることができる。
以下に、図面を用いて本発明に係る実施形態について説明する。
<1>構成
図1(a)は、照明システムを構成する照明装置20およびカメラセンサモジュール10が設置された照明空間(例えば、オフィス等)の様子を示す模式図であり、図1(b)は、照明空間の平面的なレイアウト図である。
図1(b)に示すように、本照明空間を構成する天井面Cには、25台の照明装置20(例えば、照明装置20a0,20b0,・・・,20d4)が、格子状に設置されている。
<1−1>照明装置
照明装置20は、通信部21と、点灯制御部22と、記憶部23と、第1光源24と、第2光源25とを備える。また、各照明装置20には、個別の識別情報が付与されている。
<第1、第2光源>
第1光源24および第2光源25は、照明装置に取り付けられた光源である。本発明において、第1光源24とは、照明装置に取り付けられた光源のうち、天井面に対向する床面に向けて光を照射するための光源である。一方で、第2光源25とは、照明装置に取り付けられた光源のうち、天井面にむけて光を照射する光源を意味する。第1光源24、第2光源25ともに、それぞれ、所望とする方向に光を照射することができる光源であればよく、その種類は問わないが、省エネ性などの観点からは、発光ダイオード(LED)を用いたLED光源が最適である。
<通信部>
通信部21は、カメラセンサモジュール10から送信される指示信号を受信し、受信した指示信号から識別情報および点灯指示情報を取得する。そして、通信部21は、識別情報および点灯指示情報を点灯制御部22に入力する。この通信部21は、例えば、アンテナを介して指示信号を送受信する無線送信回路を備えるものであってもよい。
記憶部23は、照明装置20毎に付与された識別情報を記憶している。図1(a)および(b)に示す例では、記憶部12は、識別情報として「20a2」が付与されている場合には、「20a2」を示すコード情報を記憶している。記憶部23は、例えば、不揮発性メモリから構成される。
点灯制御部22は、プロセッサから構成される。点灯制御部22は、通信部21から入力される識別情報および点灯指示情報に基づいて、第1光源24および第2光源25を点灯制御する。この点灯制御部22の動作の詳細は後述する。
<1−2>カメラセンサモジュール
図2に示すように、カメラセンサモジュール10は、カメラ11と、画像処理部12と、記憶部13と、照明制御部14と、通信部15とを備える。
カメラ11は、天井面Cと床面Fとの間の空間、即ち、照明空間を撮影する。このカメラ11は、例えば、赤外線カメラやCCDカメラ等から構成される。
<画像処理部>
画像処理部12は、カメラ11から複数の画像データを取得し、取得した画像データから人Pの存在する領域(人Pの位置)を特定し、当該人Pの位置を示す位置データを生成する。ここで、画像処理部12は、複数の画像データから人Pの動きを検知することにより、人Pの位置を特定する。
記憶部13は、複数の照明装置20それぞれに付与された識別情報と、各照明装置20の床面F内における第1光源24の照射範囲を示す照射範囲情報と、照明装置20毎に隣りに位置する照明装置20の識別情報を示す隣関係情報とから構成される管理テーブルを記憶している。記憶部13は、例えば、不揮発性メモリから構成される。
例えば、図1(b)に示す照明装置20b2の識別情報「20b2」に対して、照射範囲情報として「3c」、「4c」、「5c」、「3d」、「4d」、「5d」、「3e」、「4e」、「5e」が対応付けされている。また、隣関係情報として「20a1」、「20b1」、「20c1」、「20a2」、「20c2」、「20a3」、「20b3」、「20c3」が対応付けされている
<照明制御部>
照明制御部14は、画像処理部12が生成した人Pの位置データを取得し、当該位置データと予め記憶部13に記憶されている管理テーブルとを用いて、第1光源24を点灯させる照明装置20と第2光源25を点灯させる照明装置20と第1光源24および第2光源25の両方を消灯させる照明装置20を特定する。また、照明制御部14は、特定した照明装置の識別情報を用いて点灯指示情報を生成する。この照明制御部14の動作の詳細は、後述する。この照明制御部14は、例えば、プロセッサから構成される。
通信部15は、照明装置20が有する通信部21と通信可能なものであり、照明装置20の識別情報および点灯指示情報から指示信号を生成して送信する。この通信部15としては、例えば、アンテナを介して指示信号を送受信する無線送信回路を備える構成であってもよい。
図3(b)に示すように、第1光源24の主出射方向AR1は、Z方向に一致している。また、第2光源25の主光出射方向AR2は、XY平面に対して−Z方向に角度θ1だけ傾斜している。図3(c)に示すように、第2光源25の主光出射方向AR2は、ハウジング20aの中心軸から外側に向かっている。従って、第1光源24は、床面Fに光を照射し、第2光源25は、天井面Cに光を照射することができる(例えば、特開2011−171226号公報参照)。
指示信号は、信号の始まりを示すビットパターンMSBと、各照明装置20を識別するための識別情報と、点灯状態を指示する点灯指示情報と、信号の誤りを検出するための誤り検出符号と、信号の終りを示すビットパターンLSBとから構成される。ここで、識別情報と点灯指示情報とは、予め定められたビット数だけ割当てられている。例えば、識別情報および点灯指示情報が、8ビットで表現されるビットパターンからなるようにしてもよい。
この通信部15と、前述の照明制御部14および記憶部13とから、複数の照明装置20の点灯状態を制御する制御手段を構成している。
<2>動作
<2−1>カメラセンサモジュールの動作
次に、カメラセンサモジュールの動作、特に、カメラセンサモジュールの一部を構成する制御手段の動作について説明する。
まず、制御手段は、画像処理部12で生成された位置データを取得する(ステップS1)。例えば、図1(b)の場合、制御手段は、画像処理部12から人Pがいる位置である領域「4d」を示す位置データを取得する。
次に、制御手段は、画像処理部12から取得した位置データと、記憶部13に記憶されている管理テーブルの照射範囲情報とを用いて、人Pの位置に対応する照明装置20の識別情報を特定する(ステップS2)。以下、この識別情報を「人位置対応識別情報」と称する。
その後、制御手段は、画像処理部12から取得した位置データと、記憶部13に記憶されている管理テーブルの隣関係情報とを用いて、人位置に対応する照明装置20と隣り合う照明装置20の識別情報を特定する(ステップS3)。以下、この識別情報を「隣識別情報」と称する。
次に、制御手段は、全ての識別情報の中から一つを判定対象の識別情報として選択し、判定対象である識別情報が人位置対応識別情報であるか否かについて判定を行う(ステップS4)。
一方、判定の対象である識別情報が人位置対応識別情報でないと判定されると(ステップS4:No)、制御手段は、判定の対象である識別情報が隣識別情報であるか否かを判定する(ステップS7)。
一方、判定の対象である識別情報が隣識別情報でないと判定されると(ステップS7:No)、制御手段は、NULL情報を生成し(ステップS9)、その識別情報およびNULL情報を含む指示信号をブロードキャスト送信する(ステップS6)。
その結果、図1(b)に示す例では、照明装置20b2のみが、ステップS4において、人位置対応識別情報が付与された照明装置20であると判定され(ステップS4:Yes)、第1光源24を点灯させる。また、照明装置20a1,20b1,20c1,20a2,20c2,20a3,20b3,20c3は、ステップS4において、人位置対応識別情報が付与された照明装置20でないと判定されるが(ステップS4:No)、ステップS7において、隣識別情報が付与された照明装置20であると判定され(ステップS7:Yes)、第2光源25を点灯させる。そして、残りの照明装置20は、ステップS4において、位置対応識別情報が付与された照明装置20でないと判定され、更に、ステップS7において、隣識別情報が付与された照明装置20でないと判定される。従って、残りの照明装置20は、第1光源24および第2光源25の両方を消灯させる。
電源オフ操作がなされた場合には(ステップS11:Yes)、制御手段は、処理を終了する。
これにより、例えば、人Pの位置が図1(a)に示す重複範囲F2内にあるとすると、照明装置20b2,20c2は、どちらも第1光源24のみを点灯させ第2光源25は点灯させない動作をする。
<2−2>照明装置の動作
次に、照明装置20の動作、特に、照明装置20の一部を構成する点灯制御部22の動作について説明する。
まず、点灯制御部22は、電源が投入されると、カメラセンサモジュールから指示信号を受信したか否かを判定する(ステップS21)。
そして、点灯制御部22は、通信部21が指示信号を受信しない限り(ステップS21:No)、待機状態で維持され、通信部21が指示信号を受信すると(ステップS21:Yes)、通信部21において指示信号から識別情報および点灯指示情報を取得する(ステップS22)。
ステップS23において、取得した識別情報が自装置の識別情報と一致しないと判定されると(ステップS23:No)、点灯制御部22は、後述のステップS30の処理に移行する。ここにおいて、点灯制御部22は、第1光源24、第2光源25への信号入力を行わず、第1光源24、第2光源25を直前の状態で維持する。例えば、第1光源24、第2光源25が消灯した状態にあれば、第1光源24、第2光源25は、消灯した状態で維持される。一方、第1光源24、第2光源25が点灯した状態にあれば、第1光源24、第2光源25は、点灯した状態で維持される。
ステップS24において、点灯指示情報が第1光源点灯指示情報である場合(ステップS24:Yes)、点灯制御部22は、第1光源24を点灯させる(ステップS25)。ここにおいて、第1光源24が消灯した状態にある場合、第1光源24は、点灯した状態に切り替わり、第1光源24が点灯した状態にある場合、第1光源24は、点灯した状態を維持する。
ステップS27において、点灯指示情報が第2光源点灯指示情報である場合(ステップS27:Yes)、点灯制御部22は、第2光源25を点灯させる(ステップS28)。ここにおいて、第2光源25が消灯した状態にある場合、第2光源25は、点灯した状態に切り替わり、第2光源25が点灯した状態にある場合、第2光源25は、点灯した状態を維持する。
ステップS30において、電源オフ操作がなされていないと判定されると(ステップS30:No)、点灯制御部22は、再び、ステップS21の処理に移行する。
一方、ステップS30において、電源オフ操作がなされたと判定されると(ステップS30:Yes)、点灯制御部22は、処理を終了する。
次に、本実施の形態に係る照明システムの特性について比較例と対比しながら説明する。
比較例に係る照明システムを構成する照明装置およびカメラセンサモジュールが設置された照明空間の様子を示す模式図を図8(a)および(b)に示す。
本実施の形態に係る照明システムを構成する照明装置およびカメラセンサモジュールが設置された照明空間の様子を示す模式図を図9に示す。
図9に示すように、本実施の形態に係る照明システムでは、照明空間内における人Pの視野内に含まれる領域(図9の視角θ0の範囲の領域)のうち、人Pの周囲に存在する机上面等(図9の視角θ11の範囲の領域)と、天井面Cの一部(図9の視角θ31の範囲の領域)に光が照射される。ここで、人Pの周囲に存在する机上面等には、第1光源24からの光が照射され(図9の二点鎖線参照)、天井面Cの一部には、第2光源25からの光が照射される(図9の一点鎖線参照)。
<3>まとめ
本実施の形態に係る照明システムでは、例えば、天井面Cに複数の照明装置20が配設された構成において、各照明装置20が、床面Fに向かって光を照射する第1光源24と、天井面Cに向かって光を照射する第2光源25とを備えている。また、制御手段が、複数の照明装置20うち人Pの位置に対応する照明装置20b2の第1光源24を点灯させるとともに、照明装置20b2と隣り合う照明装置20a1,20a2,・・・,20c3の第1光源24は点灯させずに、第2光源25を点灯させる(図10参照)。
また、制御手段が、複数の照明装置20うち人Pの位置に対応する照明装置20b2の第1光源24を点灯させるとともに、照明装置20b2と隣り合う照明装置20a1,20a2,・・・,20c3の第2光源25を点灯させる。これにより、照明空間に居る人Pの視界において、床面F上における人Pの周囲の明るさを確保できるとともに、天井面Cの明るさも確保することができるので、人Pの感じる明るさ感を向上させることができる。従って、照明空間に居る人にとって、視野全体で見れば、明るい領域が多く、照明空間全体として明るく感じられるので、照明空間の快適性向上を図ることができる。
<実施の形態2>
本実施の形態では、人の居る場所に対応する照明装置20(図10に示す例では、照明装置20b2)について、第1光源24および第2光源25の両方を点灯させる。以下、詳細に説明する。
ここで、「両光源点灯指示情報」とは、第1光源24および第2光源25の両方を点灯させるように指示する情報である。
照明装置20の点灯制御部22の動作を示すフローチャートを図11に示す。なお、実施の形態1に係る照明装置20の点灯制御部22と同様の処理については、図7と同一の符号を付して適宜説明を省略する。
取得した識別情報が自装置の識別情報と一致すると判定されると(ステップS23:Yes)、点灯制御部22は、点灯指示情報が両光源点灯指示情報であるか否かを判定する(ステップS24)。
次に、点灯制御部22は、ステップS30の処理を行う。
一方、点灯指示情報が第2光源点灯指示情報であれば、点灯制御部22は、第1光源24および第2光源25を消灯させる(ステップS226)。
以上が、本実施の形態に係る照明装置20が有する点灯制御部22の主要な動作である。
次に、本実施の形態に係る照明システムの特性について説明する。
本実施の形態に係る照明システムの一部を構成する複数の照明装置20が天井面Cに設置された様子を示す模式図を図12に示す。図12において、「1,2」を実線の丸で囲んだ部分は、第1光源24および第2光源25の両方が点灯していることを意味し、「2」を実線で囲んだ部分は、第2光源25が点灯していることを意味する。また、黒丸は、第1光源24および第2光源25の両方が消灯していることを意味する。また、一点鎖線で囲んだ部分は、第2光源25が点灯しているときの天井面Cにおける照射範囲を示している。
<実施の形態3>
本実施の形態に係る照明システムは、照明空間に居る人の向いている方向に応じて、第1光源24を消灯させ且つ第2光源25を点灯させる照明装置20を特定する。以下、詳細に説明する。
まず、本実施の形態に係る管理テーブルの内容について説明する。
本実施の形態に係る管理テーブルの概念図を図13に示す。
図13に示すように、管理テーブルは、例えば、照明装置20b2の「右隣り」の照明装置20を示す識別情報が「20c2」であり、「左隣り」の照明装置20を示す識別情報が「20a2」であることを示している。また、管理テーブルは、照明装置20b2の「上隣り」の照明装置20を示す識別情報が「20b1」であり、「下隣り」の照明装置20を示す識別情報が「20b3」であることを示している。
カメラセンサモジュール10の制御手段の動作を示すフローチャートを図14に示す。なお、実施の形態1に係る制御手段と同様の処理については、図6と同一の符号を付して適宜説明を省略する。
ステップS2の処理の後に、制御手段は、人の向いている方向を示すデータ(以下、「向きデータ」と称する。)を取得する(ステップS301)。ここにおいて、制御手段は、画像処理部12から向きデータを取得する。一方、画像処理部12は、テンプレートマッチング処理を用いた人Pの向いている方向の検出を行う。具体的には、画像処理部12は、予めカメラ11の画像データに含まれる人画像の上下左右向きそれぞれに対応するテンプレートを保持しており、これらについて順次マッチング処理を行う。図1(b)に示す例では、画像処理部12は、領域「4d」に居る人Pが画像データにおける右方向を向いていると判定する。そして、画像処理部12は、人の向いている方向、即ち、「右方向」であることを示すデータ(以下、「向きデータ」と称する。)を制御手段(照明制御部14)に入力する。
その後、制御手段は、人位置に対応する照明装置20の識別情報(以下、「人位置対応識別情報」と称する。)であるか否かについて判定を行う(ステップS4)。
以上が、本実施の形態に係るカメラセンサモジュール10の制御手段の主要な動作である。
本実施の形態に係る照明システムの一部を構成する複数の照明装置20が天井面Cに設置された様子を示す模式図を図15に示す。図15において、「1」を実線の丸で囲んだ部分は、第1光源24が点灯していることを意味し、「2」を実線で囲んだ部分は、第2光源25が点灯していることを意味する。また、黒丸は、第1光源24および第2光源25の両方が消灯していることを意味する。また、一点鎖線で囲んだ部分は、第2光源25が点灯しているときの天井面Cにおける照射範囲を示している。
(1)実施の形態1乃至3における、第2光源25に関する角度θ1は、Feu値に基づいて決定されるものであってもよい。以下、Feu値の概念について詳細に説明する。
オフィス等の照明空間の照明設計では、床面や作業机の机上面等の照度に着目し、当該照度が所望の範囲内に収まるように照明装置の配置や照度等を設計することが一般的に行われていた。
そこで、この照明空間全体の明るさ感を評価する指標として「明るさ指標(Feu値)」という概念を用いて照明空間の設計を行う方法が提案されている(参考文献1:特開2007−171055号公報参照)。
ここにおいて、視野内の輝度平均値は、誘導視野(視角に換算すると、左右100度、上下85度の範囲)内の各領域の輝度の平均値に相当する。ここで、「誘導視野」とは、空間からの影響を強く受ける視野の範囲と定義される。
更に、平均値の算出に当たっては、1000(cd/m2)以上の輝度がある領域は除かれている。これは、視野内に存在する輝度の高い領域の多くは、照明空間の明るさ感に影響を与えない存在であると考えられるからである。
そして、視野内の輝度平均値と、色モード境界輝度と、Feu値との間には式(1)で表される関係式が成立する。
ここにおいて、照明空間に対する照明設計の目安は、Feu値が「10」程度になればよいとされている。
ここで、本変形例に係る照明システムについて、X−Y平面と第2光源25の主光出射方向AR2とのなす角度θ1と、第2光源25の照射範囲との関係を説明するための模式図を図16に示す。ここにおいて、「X−Y平面」とは、図3を用いて説明した「X−Y平面」と同義である。
そこで、本変形例に係る照明システムでは、Feu値が「10」程度となるように各照明装置20における、X−Y平面と第2光源25の主光出射方向AR2とのなす角度θ1を選択する。具体的には、角度θ1を適宜選択することにより、照明空間に居る人Pの視野に含まれる明るさが確保された領域の広さを調整し、視野内の輝度平均値を調整する。このとき、式(1)を用いてFeu値が「10」程度となるときの輝度平均値Lgを算出しておき、算出した平均輝度値Lgを目安に角度θ1を選択する。
(2)オフィス等で視作業を行う人Pにとって、書類上に煩わしい手暗がりや、照明装置20から照射される光が書類面に反射することにより生じる反射グレアは、視作業の効率を低下させる要因となっている。
図17(a)に示すように、人Pが机上面に載置された書類を眺めるとき、視野角φの範囲が視界に入るとする。すると、図17(a)に示す、天井面C内の領域A1から机上面D内における人Pの視野に含まれる領域A2に向かって光が入射しないようにするのがよいことが一般的に知られている。ここで、領域A2とは、人Pの目の位置を含み且つ机上面Dに直交する面と天井面Cとの交線と、机上面Dのうち人Pの視野に入る領域A2の最も遠方の端縁から机上面Dに直交する面に対して角度φをなす平面と天井面Cとの交線との間の領域に相当する。ここで、角度φは、凡そ40度である。
本構成によれば、書類上に煩わしい手暗がりや、照明装置220から照射される光が書類面に反射することにより生じる反射グレアを抑制することができるので、照明空間に居る人Pの視作業の効率を向上させることができる。
(5)実施の形態1では、天井面Cにおける、照明装置20b2の第2光源25の照射範囲の照明装置20b2から照明装置20b2と隣り合う他の照明装置(例えば、照明装置20c2)側の端縁までの長さ(「照射距離」とも称する)は、照明空間の機能性確保と人へやすらぎを与えうる環境の実現とを両立させる観点から、照明装置20b2,20c2の間の距離Wxに略等しいものが好ましい。ただし、本発明において、当該照射距離は、特に限定されない。例えば、照射距離が、照明装置20b2と他の照明装置20c2との間の距離Wxの半分以上であれば、距離Wxに略等しいものでなくても、照明空間の機能性確保と人へやすらぎを与えうる環境の実現とを両立させることができる。
(7)実施の形態1乃至3では、照明装置20および人位置検知手段が天井面(第1面)Cに設置され、照明装置20の第1光源24が、床面(第2面)Fに光を照射する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、照明装置20およびや人位置検知手段が、部屋の第1壁面(第1面)に設置され、照明装置20の第1光源24が床面Fまたは第1壁面に対向して設置された第2壁面(第2面)に光を照射する構成としてもよい。
(9)実施の形態1乃至3では、カメラセンサモジュール10が人位置検知手段および制御手段の両方を備える例について説明したが、これに限定されるものではなく、人位置検知手段と制御手段とが、個別の装置から構成されるものであってもよい。
11 カメラ
12 画像処理部
13 記憶部
14 照明制御部
15,21 通信部
16 タイマ
20,220 照明装置
22 点灯制御部
23 記憶部
24 第1光源
25 第2光源
Claims (3)
- 第1面上に配設された複数の照明装置と、
前記第1面と前記第1面に対向する第2面との間の空間に存在する人の位置を検知し、更に、前記人が向いている方向を検知する機能を有する人位置検知手段と、
前記人位置検知手段により検知された人の位置に応じて前記複数の照明装置の点灯状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記各照明装置は、前記第2面に向けて光を照射する第1光源と、前記第1面に向けて光を照射する第2光源とを有し、
前記制御手段は、前記複数の照明装置のうち、前記人の位置に対応する照明装置に備えられた前記第1光源を点灯させるとともに、
前記人位置検知手段により検知された人が向いている方向側において、前記第1光源を点灯させる照明装置と隣り合う、少なくとも1つの照明装置において、前記第1光源を点灯させず、かつ前記第2光源を点灯させる
ことを特徴とする照明システム。 - 第1面上に配設された複数の照明装置と、
前記第1面と前記第1面に対向する第2面との間の空間に存在する人の位置を検知する人位置検知手段と、
前記人位置検知手段により検知された人の位置に応じて前記複数の照明装置の点灯状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記各照明装置は、前記第2面に向けて光を照射する第1光源と、前記第1面に向けて光を照射する第2光源とを有し、
前記制御手段は、前記複数の照明装置のうち、前記人の位置に対応する照明装置に備えられた前記第1光源を点灯させるとともに、
前記第1光源を点灯させる照明装置と隣り合う、少なくとも1つの照明装置において、前記第1光源を点灯させず、かつ前記複数の照明装置全ての前記第2光源を点灯させる
ことを特徴とする照明システム。 - 前記第1光源の色温度は、前記第2光源の色温度よりも高い
ことを特徴とする請求項1及び2のいずれか1項に記載の照明システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012143898A JP5899501B2 (ja) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | 照明システム |
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