特許 7615997 照明装置および照明システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】照明装置および照明システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/115 20200101AFI20250109BHJP

   H05B 47/195 20200101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H05B47/115

H05B47/195

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021160663

(22)【出願日】2021-09-30

(65)【公開番号】P2023050520

(43)【公開日】2023-04-11

【審査請求日】2024-03-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 靖弘

(72)【発明者】

【氏名】西垣 英則

(72)【発明者】

【氏名】石川 琢視

【審査官】谷口 東虎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７８５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３７４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１３５１７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１２８７８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４７／１１５

Ｈ０５Ｂ ４７／１９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間を照らす光源と；
重力方向に沿って延びる光軸を有し、前記空間内を撮像するカメラと；
前記カメラの設置高さおよび前記空間内の明るさに基づいて前記カメラの有効画角を設定する設定部と；
前記カメラによって撮像された画像データを取得する取得部と；
前記設定部によって設定された前記有効画角に基づいて前記取得部が取得した前記画像データを処理する画像処理部と；
を具備する照明装置。

【請求項2】

前記設定部は、前記画像処理部によって処理された結果に基づいて前記有効画角を更新する
請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

前記画像処理部は、前記有効画角の範囲外に位置する前記画像データを処理し、
前記設定部は、前記有効画角の範囲内に位置する前記画像データの処理結果と、前記有効画角の範囲外に位置する前記画像データの処理結果とに基づいて、前記有効画角を更新する
請求項２に記載の照明装置。

【請求項4】

空間を照らす光源と；
重力方向に沿って延びる光軸を有し、前記空間内を撮像するカメラと；
前記カメラの設置高さおよび前記空間内の明るさに基づいて前記カメラの有効画角を設定する設定部と；
前記カメラによって撮像された画像データを取得する取得部と；
前記設定部によって設定された前記有効画角に基づいて前記取得部が取得した前記画像データを処理する画像処理部と；
を具備する照明システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、照明装置および照明システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、１つの筐体に照明ユニットと、カメラユニットとを備えたカメラ付き照明装置がある。かかるカメラ付き照明装置は、工場での生産ラインの監視やオフィス内での従業員の状態監視などの用途にも導入されつつある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－２０４６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術では、ユーザの利便性を向上させる点において改善の余地があった。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、ユーザの利便性を向上させることができる照明装置および照明システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る照明装置は、光源と、カメラと、設定部と、取得部と、画像処理部とを具備する。光源は、空間を照らす。カメラは、重力方向に沿って延びる光軸を有し、空間内を撮像する。設定部は、カメラの設置高さおよび空間内の明るさに基づいてカメラの有効画角を設定する。取得部は、カメラによって撮像された画像データを取得する。画像処理部は、設定部によって設定された有効画角に基づいて取得部が取得した画像データを処理する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ユーザの利便性を向上させることができる照明装置および照明システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る照明システムの一例を示す説明図である。

【図2】図２は、実施形態に係る照明装置の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係る照明システムの構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、画角情報の一例を示す図である。

【図5】図５は、条件情報の一例を示す説明図である。

【図6】図６は、実施形態に係る照明装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、変形例に係る照明システムの一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、実施形態に係る照明装置および照明システムを説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明する照明装置および照明システムは、一例を示すに過ぎず、実施形態を限定するものではない。

【0010】

以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、光源３１と、カメラ２１と、設定部５２と、取得部５１と、画像処理部５３とを具備する。光源３１は、空間を照らす。カメラ２１は、重力方向に沿って延びる光軸Ｚを有し、空間内を撮像する。設定部５２は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいてカメラ２１の有効画角２４を設定する。取得部５１は、カメラ２１によって撮像された画像データを取得する。画像処理部５３は、設定部５２によって設定された有効画角２４に基づいて取得部５１が取得した画像データを処理する。

【0011】

以下に説明する実施形態に係る設定部５２は、画像処理部５３によって処理された結果に基づいて有効画角２４を更新する。

【0012】

以下に説明する実施形態に係る画像処理部５３は、有効画角の範囲外に位置する画像データを処理する。設定部５２は、有効画角２４の範囲内に位置する画像データの処理結果と、有効画角２４の範囲外に位置する画像データの処理結果とに基づいて、有効画角２４を更新する。

【0013】

以下に説明する実施形態に係る照明システム１００は、光源３１と、カメラ２１と、設定部５２と、取得部５１と、画像処理部５３とを具備する。光源３１は、空間を照らす。カメラ２１は、重力方向に沿って延びる光軸Ｚを有し、空間内を撮像する。設定部５２は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいてカメラ２１の有効画角２４を設定する。取得部５１は、カメラ２１によって撮像された画像データを取得する。画像処理部５３は、設定部５２によって設定された有効画角２４に基づいて取得部５１が取得した画像データを処理する。

【0014】

［実施形態］
まず、図１を用いて、実施形態に係る照明システムの適用例を説明する。図１は、実施形態に係る照明システムの一例を示す説明図である。

【0015】

実施形態に係る照明システム１００（図３参照）は、照明装置１（図２参照）を有する。照明装置１は、例えば、天井に設置され、点灯により所定の空間内を照明する照明装置である。ここで、照明装置１について、図２を用いて説明する。

【0016】

図２は、実施形態に係る照明装置の一例を示す斜視図である。実施形態に係る照明装置１は、天井直付けタイプの照明装置であり、いわゆるベースライトである。図２に示す例において、照明装置１は、カメラユニット２０と照明ユニット３０とを有する。なお、照明装置１は、ベースライトに限られず、シーリングライトやダウンライト、スポットライトなどであってもよい。

【0017】

カメラユニット２０は、照明装置１の周囲の所定の領域を撮影する撮影装置である。カメラユニット２０は、カメラ２１（図３参照）を有する。図１に示すように、カメラ２１は、所定の撮像範囲２３を有している。カメラユニット２０は、撮像範囲２３の中心に位置するカメラ２１の光軸Ｚが重力方向に沿って延びるように配置されている（ステップＳ１）。

【0018】

照明装置１は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいて有効画角２４を設定する（ステップＳ２）。有効画角２４は、撮像範囲２３のうち、より精度の高い情報を取得可能であると期待される画像領域である。有効画角２４は、例えば、ユーザの入力操作により取得したカメラ２１の設置高さと、例えば、照度センサにより検知された照度に基づいて設定される。

【0019】

このように、実施形態に係る照明装置１は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいてカメラ２１の有効画角２４を自動的に設定する。このため、実施形態に係る照明システム１００によれば、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0020】

ところで、実施形態に係る照明装置１は、例えば、工場での生産ラインの監視や作業員の状態監視、作業の効率化など多様な用途に利用することができる。例えば、より広範囲での画像解析が要求される場合や、顔認証が要求される場合など、用途に応じて画像処理に必要となる画像の範囲が相違する。

【0021】

そこで、照明装置１は、有効画角２４を更新する（ステップＳ３）。照明装置１は、画像処理の結果、所定の要件を満たしたと判断されたことを契機として、ステップＳ２で設定された有効画角２４から、新たな有効画角２４ａに更新する。このように、実施形態に係る照明システム１００は、照明装置１の設置環境や用途に応じて有効画角２４をカスタマイズすることができる。このため、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0022】

なお、図１では、有効画角２４は矩形状として図示したが、これに限らず、例えば円形状または楕円形状であってもよく、三角形または六角形その他の多角形状であってもよい。

【0023】

［照明システムの構成］
次に、照明システムの構成例について説明する。図３は、実施形態に係る照明システムの構成を示すブロック図である。図３に示すように、照明システム１００は、照明装置１と、操作部６１と、センサ６２とを有する。

【0024】

照明装置１は、通信部１０と、カメラユニット２０と、照明ユニット３０と、記憶部４０と、制御部５０とを有する。

【0025】

通信部１０は、他の照明装置１との間で情報の送受信をそれぞれ行う。また、通信部１０は、１または複数の照明装置１を管理する管理装置その他の上位装置との間で情報の送受信をそれぞれ行ってもよい。通信部１０は、例えば、所定の通信回路またはＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。自装置と他の照明装置１および／または上位装置との通信方式は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などの無線通信であってよい。なお、自装置と他の照明装置１および／または上位装置との通信方式は、任意の通信方式であってよく、例えば、有線通信、赤外線通信等であってもよい。

【0026】

カメラユニット２０は、カメラ２１と、撮像制御部２２とを有する。カメラ２１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）など、電子的に画像を取得する撮像素子を備え、所定の撮像範囲２３を撮像して画像データを生成する。なお、画像データは、動画データであってもよく、静止画データであってもよい。カメラ２１は、例えば広角レンズまたは魚眼レンズなどのレンズを有しており、撮像範囲２３の広い画像データを生成することが可能となる。

【0027】

撮像制御部２２は、カメラ２１による撮像を制御する。また、撮像制御部２２は、カメラ２１の撮像により生成した画像データを制御部５０に出力する。

【0028】

照明ユニット３０は、光源３１と、照明制御部３２とを有する。光源３１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子を有する。光源３１は、照明制御部３２から出力された制御信号に応じた態様で点灯または消灯する。

【0029】

照明制御部３２は、光源３１の点灯および消灯を制御する。照明制御部３２は、消灯する光源３１を点灯し、あるいは点灯する光源３１を消灯する。光源３１の調光が可能な照明ユニット３０の場合、照明制御部３２は、光源３１の調光度を制御してもよい。

【0030】

記憶部４０は、制御部５０の各種制御を実現するためのプログラムを記憶する。記憶部４０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部４０には、画角情報４１、条件情報４２が記憶される。

【0031】

画角情報４１は、後述する設定部５２で設定される複数の有効画角２４に関する情報である。図４は、画角情報の一例を示す説明図である。図４に示すように、画角情報４１は、複数の有効画角２４の位置および範囲を、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさと対応付けたマップである。なお、画角情報４１は、図４に示したものに限らず、例えば、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさを変数とする１または複数の関数であってもよい。

【0032】

条件情報４２は、後述する判断部５４で有効画角２４の更新が判断される基準となる更新条件に関する情報である。図５は、条件情報の一例を示す説明図である。

【0033】

図５では、照明装置１により検知対象７０の行動監視を行う場合を考える。例えば、検知対象７０が撮像範囲２３の外側から撮像範囲２３内に移動した場合、撮像範囲２３内であっても、有効画角２４の範囲外では、検知対象７０とはみなされず、例えば、正体不明の物体として認識される。そして、かかる検知対象７０が有効画角２４の範囲内に到達することにより、検知対象７０として認識される。

【0034】

このように、撮像範囲２３に対して有効画角２４の範囲が狭いと、例えば、照明装置１による継続的なデータ解析が困難となる要因ともなりかねない。そこで、有効画角２４の範囲外であっても、所定の要件を満たす画像が取得可能な撮像範囲２３において、有効画角２４を更新し、有効画角２４の範囲を拡張する。すなわち、条件情報４２とは、例えば、撮像範囲２３のうち、有効画角２４の範囲外に位置する画像データに関する情報を含んでよい。これにより、有効画角２４の範囲外となる撮像範囲２３が相対的に狭くなることから、例えば、画像データのさらなる有効活用が可能となる。

【0035】

なお、有効画角２４の更新は、有効画角２４の範囲の拡張に限らず、縮小であってもよい。また、有効画角２４の範囲は変更せず、位置のみを変更するものであってもよい。

【0036】

また、図５では、検知対象７０の行動監視を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、所定のエリア内で出入庫する物品の監視や、設備の稼働状況の把握など、用途に応じた条件情報４２をそれぞれ適用することができる。

【0037】

制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、内部メモリに記憶されている各種プログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部５０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現することができる。

【0038】

制御部５０は、カメラユニット２０で撮影された画像を処理し、所定の処理を実行する。制御部５０は、取得部５１と、設定部５２と、画像処理部５３と、判断部５４とを有する。

【0039】

取得部５１は、カメラユニット２０から出力された画像データを取得する。また、取得部５１は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに関する情報を取得する。カメラ２１の設置高さは、例えば、操作部６１の入力操作に応じて取得することができる。また、空間内の明るさは、例えば、センサ６２から出力されたデータに基づいて取得することができる。

【0040】

操作部６１は、例えば、遠隔装置（リモコン等）や、スイッチ部材であってもよい。また、操作部６１は、例えば、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Personal Computer）、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）などの端末装置であってもよい。

【0041】

センサ６２は、例えば照度センサである。センサ６２は、例えば、光軸Ｚ上の所定の高さに位置させて、空間内の明るさを検出する。

【0042】

設定部５２は、有効画角２４を設定する。設定部５２は、取得部５１が取得したカメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づき、記憶部４０に記憶された画角情報４１を参照して有効画角２４を設定する。

【0043】

また、設定部５２は、有効画角２４を更新する。設定部５２は、判断部５４による判断結果に基づき、有効画角２４を更新する。

【0044】

画像処理部５３は、設定部５２が設定した有効画角２４に基づき、カメラユニット２０から出力された画像データを処理する。画像処理部５３は、画像データのうち、有効画角２４の範囲内に位置する画像に基づいて所定の処理を実行する。また、画像処理部５３は、画像データのうち、有効画角２４の範囲外に位置する画像に基づいて所定の処理を実行してもよい。

【0045】

判断部５４は、有効画角２４の更新を判断する。判断部５４は、画像処理部５３による処理結果に基づき、記憶部４０に記憶された条件情報４２を参照して有効画角２４を更新する。判断部５４は、例えば、有効画角２４の範囲内に位置する画像データの処理結果と、有効画角２４の範囲外に位置する画像データの処理結果とに基づいて有効画角２４を更新してもよい。

【0046】

なお、制御部５０は、条件情報４２を学習する学習部をさらに有してもよい。これにより、判断部５４が実行する有効画角２４の更新に関する判断の精度が向上する。

【0047】

次に、図６を用いて、実施形態に係る照明装置１が実行する処理手順について説明する。図６は、実施形態に係る照明装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0048】

図６に示すように、まず、照明装置１の取得部５１は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさを取得する（ステップＳ１１）。つづいて、照明装置１の設定部５２は、取得部５１が取得したカメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいて有効画角２４を設定する（ステップＳ１２）。

【0049】

照明装置１の判断部５４は、更新条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１３）。照明装置１は、更新条件を満たしていない場合（ステップＳ１３，Ｎｏ）、処理を終了する。また、照明装置１の設定部５２は、更新条件を満たしている場合（ステップＳ１３，Ｙｅｓ）、有効画角２４を更新し（ステップＳ１４）、処理を終了する。

【0050】

［変形例］
上記した実施形態では、照明装置１がカメラユニット２０を有するとして説明したが、これに限らず、照明装置１とは別体のカメラユニット２０を有してもよい。

【0051】

また、上記した実施形態では、１つのカメラ２１における有効画角２４の設定および更新について説明したが、これに限られない。複数のカメラ２１が協働して有効画角２４を更新してもよい。

【0052】

図７は、変形例に係る照明システムの一例を示す説明図である。

【0053】

図７では、撮像範囲２３－１，２３－２の一部が重なるように２つのカメラ２１が並んで位置している照明システム１００により検知対象７０の行動監視を行う場合を示している。（ａ）に示すように、有効画角２４－１，２４－２が離れて位置していると、例えば、撮像範囲２３－１，２３－２の境界付近に位置する検知対象７０の追跡が困難になり、継続的なデータ解析が困難となりえる。

【0054】

そこで、照明システム１００は、有効画角２４－１，２４－２を拡張し、有効画角２４－１ａ，２４－２ａが接するように更新する。これにより、検知対象７０の高精度な行動監視を継続して行うことが可能となり、画像データのさらなる有効活用が可能となる。

【0055】

なお、図７に示す例では、有効画角２４－１ａ，２４－２ａが互いに接するように更新されたが、一部が重複してもよい。かかる場合、有効画角２４－１ａ，２４－２ａの重複部分における検知対象７０の行動監視は、各カメラ２１が個別に実行してもよく、協働して実行してもよい。

【0056】

以上説明したように、実施形態に係る照明装置１は、光源３１と、カメラ２１と、設定部５２と、取得部５１と、画像処理部５３とを具備する。光源３１は、空間を照らす。カメラ２１は、重力方向に沿って延びる光軸Ｚを有し、空間内を撮像する。設定部５２は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいてカメラ２１の有効画角２４を設定する。取得部５１は、カメラ２１によって撮像された画像データを取得する。画像処理部５３は、設定部５２によって設定された有効画角２４に基づいて取得部５１が取得した画像データを処理する。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0057】

また、実施形態に係る設定部５２は、画像処理部５３によって処理された結果に基づいて有効画角２４を更新する。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0058】

また、実施形態に係る画像処理部５３は、有効画角の範囲外に位置する画像データを処理する。設定部５２は、有効画角２４の範囲内に位置する画像データの処理結果と、有効画角２４の範囲外に位置する画像データの処理結果とに基づいて、有効画角２４を更新する。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0059】

また、実施形態に係る照明システム１００は、光源３１と、カメラ２１と、設定部５２と、取得部５１と、画像処理部５３とを具備する。光源３１は、空間を照らす。カメラ２１は、重力方向に沿って延びる光軸Ｚを有し、空間内を撮像する。設定部５２は、カメラ２１の設置高さおよび空間内の明るさに基づいてカメラ２１の有効画角２４を設定する。取得部５１は、カメラ２１によって撮像された画像データを取得する。画像処理部５３は、設定部５２によって設定された有効画角２４に基づいて取得部５１が取得した画像データを処理する。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0060】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0061】

１ 照明装置
２０ カメラユニット
２１ カメラ
３０ 照明ユニット
３１ 光源
４０ 記憶部
４１ 画角情報
４２ 条件情報
５０ 制御部
５１ 取得部
５２ 設定部
５３ 画像処理部
５４ 判断部
１００ 照明システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】