JP5564086B2 - 相互作用型照明システム - Google Patents

Description

本発明は、特定の照明パターンを提供するシステムに関する。
本発明は、更に、特定の照明パターンを提供するための方法及びコンピュータプログラムに関する。

自然の日光の変化のほとんどは、どちらかと言えばゆっくりで緩やかである。例えば、午後の青い空は、夕方には暖かい輝きに変わり、そして、夜には暗闇に変わる。日光の明るさ、色及び方向性は、時間と共に変化する。ゆっくりで緩やかな変化は、自然光の豊かな体験に貢献する。これに対し、人工の光は、静的で一定な光の品質のため、しばしば、つまらないものであるとみなされる。従って、今では、より多くの電気光源の品質が、時間と共に電子的に変化されることができるようになっている。例えば、光源の光出力を暗くすることは、これらのパラメータのうち最も基本的なことである。色温度の変化は、既に実際に利用されているオプションである。例えば、Philips 'Carpe Diem'は、自然の日光サイクルをシミュレーションするために、プリプログラムされたサイクルの変化を輝度及び色温度に適用する。

しかし、このような人工光設備において、これらの光品質の変化は、固定したものであるか又は事前にプログラムされたものである。既知のシステムの欠点は、人の活動と提供される人工光との間でほとんど又は全く相互作用（interaction）がないということである。ランプをオンオフする単純な存在検出器（フォトセル）によって人工光が稼動されるシステムが知られている。しかし、このようなシステムは、人の活動に対する直感的で自然な相互作用を提供しない。

本発明の目的は、人の活動と直感的で自然に相互作用する照明システムを提供することである。

本発明の第１の側面は、照明パターンの所定の組のうちの特定の照明パターンを提供するための照明システムであって、領域中の人の存在を検出するための存在検出器と、前記存在の期間を測定するためのタイマーと、前記存在及び前記期間に基づいて照明パターンの前記所定の組の中から前記特定の照明パターンを選択するためのパターンセレクタと、前記特定の照明パターンを適用するための照明手段とを提供する照明システムを提供する。

本発明の第２の側面は、照明パターンの所定の組のうちの特定の照明パターンを提供するための方法であって、領域中の人の存在をモニタするステップと、前記存在の期間をモニタするステップと、前記存在及び前記期間に基づいて照明パターンの前記所定の組のうちの前記特定の照明パターンを選択するステップと、前記特定の照明パターンを提供するステップとを有する方法を提供する。

人の存在及びその存在の期間をモニタすることによって、照明システムによって提供される照明パターンの変化をトリガするための新しいパラメータが利用可能になる。本発明のシステムでは、その時点の状況に応じて照明手段に適用されるための多様な照明パターンが利用可能である。その結果、適用される照明パターンは、人の存在の最中に変化しうる。

特別な実施例では、照明手段は、特定の照明パターンを領域に適用するように動作する。これにより、領域中の照明パターンを該領域中の人間の活動に適応させる相互作用型照明システムが提供される。

本発明の第１の側面による実施例において、存在検出器が、或る数の存在する人を検出するように構成され、前記数は１よりも大きく、前記タイマーは、前記或る数の人が存在する期間を測定するように構成され、前記パターンセレクタは、前記或る数の人が存在する期間に更に基づいて前記特定の照明パターンを選択するように構成される。例えば、オフィスで、人が４人よりも多くいる場合には「ディスカッションパターン」が選択され、人が１人しかいない場合には「仕事パターン」が選択される。特別な実施例では、上記数は２である。

第１の側面による別の実施例においては、システムは、更に、少なくとも１人の人間の向きを測定するための向き検出器を有し、前記パターンセレクタは、前記向きに更に基づいて前記特定の照明パターンを選択するように構成される。例えば、人の前の光は、人の後ろの光よりも明るいものであってよい。更に、オフィスで２人の人が互いに面しているときには「会話パターン」が選択され、これら２人の人が互いに面していないときには「仕事パターン」が選択されることができる。

本発明の第１の側面による好適な実施例において、タイマーは、実時間を測定するように更に構成され、パターンセレクタは、更に実時間に基づいて特定の照明パターンを選択するように構成される。この実施例において、適用される光の色温度は、例えば、自然の日光サイクルに従う一方で、１人又は複数の人間の存在は、特別な輝度パターンをトリガする。

第１の側面による更に別の実施例においては、システムは、更に、他の照明パターンを受けるための入力部と、該他の照明パターンを照明パターンの前記セットに含ませるための手段とを有する。これは、ユーザ又はプロのライトデザイナーがユーザの好みに従って照明パターンを作って調整することを可能にする。

本発明による照明システムの実施例を図式的に示す。 本発明による照明システムの他の実施例を図式的に示す。 本発明による方法の流れ図を示す。 本発明によるシステムが組み込まれた例示的な部屋を示す。 照明家具における本発明の実施例の概要を示す。 マイクロチップ、ＬＥＤ及び存在センサのハードウェア構成を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 時間測定及び社会的なパターンの規則を示す。 選択がなされる照明パターンを示す。 選択がなされる照明パターンを示す。 選択がなされる照明パターンを示す。 選択がなされる照明パターンを示す。

本発明のこれらの及び他の側面は、以下で説明される実施例を参照して説明され明らかにされる。

図１は、本発明による照明システム１０の一実施例を図式的に示す。システム１０は、存在検出器１１、タイマー１２、パターンセレクタ１３及び照明手段１４を有する。存在検出器１１は、例えば感光性ダイオード又は圧力検出器であってよい。存在検出器１１は、例えば、家具、壁、床又は天井に組み込まれ又は取り付けられてよい。代わりに、存在検出器１１は、デジタルフォトカメラ又はビデオカメラを有してよく、人の存在を検出するためのオブジェクト認識ソフトウェアを用いることができる。パターンセレクタ１３は、ハードウェア又はソフトウェアで実現されてよい。パターンセレクタ１３は、例えば、microEngineering labsのPicBasic Pro Compilerでプログラミングされたマイクロチップ［PIC16F876］内に実現されてよい。代わりに、汎用プロセッサが用いられてパターンセレクタが完全にソフトウェアで実現されることもできる。パターンセレクタ１３は、存在検出器１１、タイマー１２及び照明手段１４に結合される。照明手段１４は、いかなる数及び種類の利用可能な調整可能な光源を有してもよい。好ましくは、照明手段は、オンオフされることができるだけでなく、光の色及び輝度も制御可能である。この目的のためには、異なった色のＬＥＤの組が非常に適切である。

パターンセレクタ１３は、特定のパターンを選択するための規則を用いる。規則のための入力は、存在検出器１１及びタイマー１２から来る。これら規則は、どの入力に対してどの照明パターンが適用されるべきかを規定する。例えば、人がオフィスを去り、数分間を超えて人が検出されなかったら、照明手段は、部分的にオフにされ及び／又は輝度が低減される。３０分後、光は完全にオフにされてよい。人が検出された途端、再びライトがオンにされる。好ましい実施例において、存在検出器１１は、複数の人を検出するように構成される。第２の人がオフィスに入ると、照明パターンは、例えばデスクライトをオフにして他のライトの色温度を変えることによって、「仕事パターン」から「ディスカッションパターン」に変えられることができる。

存在する人の数及びこれらの人が存在する（又は存在しない）時間に応じて、適切な照明パターンが選択され適用される。照明パターンは、光の量及び質を規定する。例えば変化させられることができる光の質は、光の輝度、色温度及び指向性である。

図２は、本発明による照明システム２０の発展型実施例を示す。この照明システム２０は、図１のシステムの全機能と、向き検出器２１と、温度計２２と、ユーザインターフェース２３とを有する。向き検出器２１は、互いに対する人の向き又は部屋に対する人の向きを検出するように動作可能である。向き検出器２１は、例えば、オブジェクト認識ソフトウェアを備えたデジタルカメラとして実現されることができるし、又は、人が座っている椅子の位置に対する人の足の位置を検出することもできる。パターンセレクタ１３は、例えば、２人以上の人が互いに面しているときに「会話パターン」を選択することができ、異なった色の光が、公共の場で互いに対面する人の異なった集団に向けられることができ、又は、ミュージアムで、人が特定のオブジェクトを見るときに該オブジェクトを照らす光の輝度が上昇されることができる。温度計２２は、外に配置されてもよいが、光パターンが適用される領域の温度を測定するのに用いられることもできる。例えば、光の色温度は、外気温に応じて変化されることができる。また、外部因子の他の測定が、システムの動的な性質を向上させるために、パターン選択に影響を与えることができる。ユーザインターフェース２３は、キーボード又はマウス等の入力手段を有してよく、ユーザに、新しい規則及び新しい照明パターンを作る能力を与え、既存の規則及び照明パターンを調整する能力を与える。これは、ユーザが、システムを自分の好み及び該システムが用いられる状況にカスタマイズすることを可能にする。

図３は、本発明による方法３０の流れ図を示す。人検出ステップ３１において、人が存在するか否かを確認するために、存在検出器が用いられる。好ましい実施例において、存在する人の数もこの検出ステップ３１で検出される。存在が検出されなければ、人が存在するようになるまでステップ３１は繰り返される。１人以上の人がいる場合、これらの存在の期間は、タイミングステップ３２で確認される。存在及び期間に応じて、パターンがステップ３３で選択される。その後、選択されたパターンが適用ステップ３４で照明手段に適用される。次に、人検出ステップ３１に戻ることによって、該方法３０が繰り返される。

図４は、本発明によるシステムが組み込まれた例示的な部屋４０を示す。このシステムは、３つの席４１、４２及び４３を有し、ここでは、存在検出器４０１、４０２及び４０３が組み込まれている。存在検出器４０１、４０２及び４０３は、パターン選択ソフトウェアを実行するコンピュータ４８に結合されている。結合は、好ましくはワイヤレスで実現される。コンピュータ４８は、代わりに、席４１、４２及び４３のうちの１つに組み込まれていてもよい。コンピュータ４８が席４１、４２、４３に組み込まれていれば、席４１、４２、４３は、ユーザが照明パターン又はパターン選択規則を追加又は調整することを可能にする、ディスプレイスクリーン及びキーボード又は他の種類の入力デバイスを有してよい。代わりに、ユーザは、光パターン又はパターン選択規則を追加又は調整するためにキーボード及び／又はディスプレイを席４１、４２、４３に結合してもよい。また、キーボードの代わりにリモートコントロールが用いられてもよい。このようなリモートコントロールは、ディスプレイを有してもよい。パターン選択ソフトウェアは、存在検出器４１、４２及び４３からの情報に基づいて照明パターンを選択する。席４１、４２、４３中の照明手段（例えば図５を参照）、天井の照明手段４４、床の上の照明手段４５、４６、４７は、コンピュータ４８に結合される。結合は、ワイヤード、ワイヤレス、又は、両方の組み合わせであってよい。コンピュータ４８は、選択されたパターンを照明手段４４、４５、４６、４８に適用する。

図５は、照明家具における本発明の実施例の概略を示す。この実施例は、照明された席ユニットの形状内における、時間に対する（１）社会的パターン及び（２）存在パターンの反応型測定を含む。上記席ユニットは、一日の間の異なった時間に当該席ユニットに座っている人の集団に応じて、輝き、暗くなり、光り、色を変える。椅子の中には、存在センサが埋め込まれている。これらは、上面にある円のグリッド内にある。椅子に埋め込まれたソフトウェアは、人がどの椅子にどれだけ長く座るかを記録する。規則の組に基づいて、ソフトウェアは、多くの動的なＬＥＤ光効果を作る。

図６は、椅子の中のマイクロチップ、ＬＥＤ及び存在センサのハードウェア構成を示す。ＬＥＤ及びソフトウェアは、プログラマブルハードウェア構成によって制御される。マイクロチップ［PIC16F876］は、microEngineering labsのPicBasic Pro Compilerでプログラムされる。マイクロチップは、存在センサ並びに黄色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの組にワイヤ接続される。

マイクロチップに埋め込まれるソフトウェアは、多くの「規則」を動作させる。これらの規則は、本発明の重要な側面である。これらは、社会的パターン及び時間のパラメータによって規定される。例えば、単純な規則は、誰かが椅子に座ることによって存在センサを稼動させると、椅子が照光するというものである。例えば、システムは、人々の共存（co-presence）を測定し、人が１人、２人又は３人座っている場合によって違いをつける。人の数の検出に基づいて、規則は動的な光効果の組を始めるよう合図する。

図７は、時間測定及び社会的パターンの幾つかの規則を示す。これら規則が、多くのアンビエントライト効果（照明パターンとも呼ばれる）にどのように関連しているかが示される。これらの「規則」の各々は、３つの椅子に現れる多くの光効果に関連する。これら規則は、総合して、照明システムとのアンビエントで間接的な相互作用を生じさせる。特定の実施例において、規則中に示された期間について、以下の期間が選択された。
短時間 ３分
中くらいの時間 ７分
長時間 １０分
より長時間 １７分

図８は、そこから選択がなされる多くの照明パターンを示す。この選択は、１人以上の人の存在に基づいて、そして、このような存在の時間に基づいて、なされる。

本発明による照明システムの他の実施例は、オフィスを照らすことにある。オフィス環境では、アプリケーションは、光ダイナミクスの特定のパターンが従業員の行動によって稼動される、というものである。多くの分散されたセンサが、オフィス空間内における人の数及び人の活動の時間的特徴を測定する。照明パターンは、本発明のシステムによって制御される従来型のオフィスランプによって作られることができる。光ダイナミクスは、（モノクロで単一強度の光よりも）刺激的な光を作ることにより幸福感（a sense of well being）を向上させ、特別にデザインされた光ダイナミクスによって生産性を向上させる。空間内では、人々の物理的活動への直接的なつながりがある。一日のうちに、照明ダイナミクスは、従業員の他の従業者との相互作用、席で過ごす時間、及び一般的な時間の経過に関連して変化する。

この実施例における規則の例は、１人の従業員が、早朝に開放オフィス環境にあるオフィスのデスクに行き、センサがその存在を記録する場合である。この例において、規則は、その従業者の存在の（朝の）最初の５分間には、光パターンが「起きろ、元気を出せ」の光効果を作る、というものである。５分後、光は、より穏やかでゆっくり変化する光セッティングに変わり、従業員の生産性を向上させる。１人又は２人の同僚がその従業員のデスクに立ち寄ったら、システムは、より社会的に適切な光パターンを作り、働くのに必要な明るい照明よりも抑制された、人の顔を照らすのに良い品質の照明を与える光の品質を作る。

本発明は、商業用オフィス照明、家庭用照明及び公共用照明システムに適用されることができる。本発明は、色変化ＬＥＤ製品における光の品質を調節するソフトウェアに埋め込まれることができる。

オフィス領域において、生産性に刺激を与えて従業員の幸福感を増進するダイナミックな一般照明品質を作る一般照明システムにおいて本発明の適用が可能である。このアプリケーションにおいて、照明デザイナー又は照明設置者は、種々の光効果（いわゆる照明パターン）を規定し、組織及びその従業員の必要性に基づいて相互作用のパラメータを微調整する。従業員の利益は、外の自然光の体験を喚起する、よりリッチでダイナミックな光体験である。

家庭照明アプリケーションでは、本発明は、幸福感を増進するダイナミックな光品質を作るスタンドアロン照明製品−システムにおいて用いられることができる。このアプリケーションにおいて、ユーザは、オンスクリーンインターフェース又は製品に組み込まれたインターフェースを介して、異なったパラメータ構成のパレットから選択することができる。

公共照明において、本発明のアプリケーションは、公共の場での幸福感を刺激するダイナミックな一般照明品質を作る一般公衆照明システムにおいて用いられることができる。このアプリケーションにおいて、照明デザイナー又は照明設置者は、種々の光効果を規定し、その場所にいる公衆のニーズに基づいて相互作用のパラメータを微調整する。

将来的なアプリケーションは、規則及びセンサ精度の更なる発達を含みうる。例えば、人の存在を測定するだけでなく、人の互いに対する向きを測定することは、社会的パターン測定を改良することになる。相互作用及びパターンマッチングを記憶することによって、システムは、特定のインテリジェンスを組み込んで、自己学習周囲環境になることができる。

上述の実施例は本発明を制限するのではなく説明しているのであり、当業者は多くの代替実施例を添付の請求の範囲から逸脱することなく設計することができることに注意されたい。請求の範囲において、括弧の間に配置されたいかなる参照記号も請求の範囲を制限するものと解釈されてはならない。動詞「有する（comprise）」及びその活用形は、請求の範囲中に記載された以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「a」又は「an」は、このような要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって実現されることができ、また、適切にプログラムされたコンピュータによって実現されることもできる。幾つかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これら手段の幾つかは、ハードウェアの同一のアイテムによって実現されることができる。或る手段が互いに異なる従属クレームに記載されているという事実は、これらの手段の組合せが有利に用いられることができないということを示すものではない。

Claims (6)

1. 領域中の少なくとも２人の各々の向きを測定するための向き検出器と、
   前記少なくとも２人の各々の向きに基づいて前記領域中の社会的パターンを決定し、前記社会的パターンに対応する特定の照明パターンを選択するためのパターンセレクタと、
   前記特定の照明パターンを前記領域に適用するための照明手段と
   を有する照明システム。
2. 前記存在の期間を測定するためのタイマーを有し、前記タイマーは、更に実時間を測定するように構成され、前記パターンセレクタは、更に前記実時間に基づいて前記特定の照明パターンを選択するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
3. 他の照明パターンを受けるための入力部と、該他の照明パターンを、選択されるべき照明パターンの候補に含ませるための手段とを有する、請求項１に記載の照明システム。
4. 前記特定の照明パターンは、光の輝度、色温度及び指向性のうち少なくとも１つを規定する、請求項１に記載の照明システム。
5. 領域中の少なくとも２人の各々の向きを測定するステップと、
   前記少なくとも２人の各々の向きに基づいて前記領域中の社会的パターンを決定し、前記社会的パターンに対応する特定の照明パターンを選択するステップと、
   前記特定の照明パターンを前記領域に適用するステップと、
   を有する、方法。
6. プロセッサに請求項５に記載の方法を実行させるように動作する、コンピュータプログラム。

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