(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射方向が可変な投光手段と、投光手段によって照射可能な照射空間全体の映像を撮像することのできる撮像手段と、撮像手段の映像を表示する映像表示手段と、映像表示手段の映像内で照射目標を指示する照射位置指示手段と、映像上の照射目標の位置と撮像手段の設置位置の３次元座標と撮像方向の傾き、焦点距離、および表示画面の映像の拡大率を含むパラメータとから照射目標の３次元座標を演算する座標演算手段と、座標演算手段とは異なる方法で照射目標の３次元座標を検出する対象位置検出手段と、照射位置指示手段による指示が無ければ対象位置検出手段から入力される照射目標の３次元座標及び投光手段の設置位置の３次元座標から投光手段の照射方向を演算するとともに、照射位置指示手段による指示があれば座標演算手段から入力される照射目標の３次元座標及び投光手段の設置位置の３次元座標から投光手段の照射方向を演算する照射方向演算手段とを備え、投光手段は照射方向演算手段の演算結果に応じて照射方向を制御することを特徴とする追尾照明装置。
【請求項２】
照射目標の３次元座標に高さ方向のオフセット量を与えるための第１のオフセット入力手段を設け、対象位置検出手段は、照射目標の３次元座標の検出値に、第１のオフセット入力手段から入力された高さ方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力することを特徴とする請求項１記載の追尾照明装置。
【請求項３】
座標演算手段は、照射目標の３次元座標の演算結果に、第１のオフセット入力手段から入力された高さ方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力することを特徴とする請求項２記載の追尾照明装置。
【請求項４】
照射目標の移動方向を検出する移動方向検出手段と、照射目標の移動方向に対する水平方向のオフセット量を与えるための第２のオフセット入力手段とを設け、対象位置検出手段は、移動方向検出手段が検出した照射目標の移動方向に対する第２のオフセット入力手段のオフセット量を照射目標の３次元座標の検出値に加算した結果を照射方向演算手段に出力することを特徴とする請求項１記載の追尾照明装置。
【請求項５】
座標演算手段は、照射目標の３次元座標の演算結果に、第２のオフセット入力手段から入力された水平方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力することを特徴とする請求項４記載の追尾照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宴会場、ホール、舞台などの会場において、出演者などの照射目標を追尾して投光する追尾照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の追尾照明装置としては、例えばスポットライトを用い、作業者が人物などの照射目標を目視しながらスポットライト本体を手動で操作し、照射目標を追尾して投光するものがあった。
また、トラックボールやジョイスティックやフェーダなどの操作手段により照明器具の照射方向を操作することのできる操作卓を用い、作業者が照射目標を目視しながら操作手段を操作して、照明器具を遠隔操作し、照射目標を追尾して投光するものもあった。
【０００３】
また更に、劇場や各種ホールの舞台において、舞台の床面及びホリゾント面の図面や、固定されたビデオカメラによって撮影された舞台の映像を画面上に表示し、画面上に設けられた透明デジタイザを用いて照射目標を入力することにより、照明器具の照射方向を制御し、照射目標を追尾して投光するものもあった。
また近年、会場の天井面に超音波を検出するセンサを予め設置するとともに、超音波を出力する発信器を人物などの照射目標に持たせて、発信器からの超音波をセンサで検出することにより照射目標の３次元座標を求め、照明器具の照射方向を制御し、照射目標を自動的に追尾して投光するものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した追尾照明装置の内、作業者が手動で操作するスポットライトを用いた追尾照明装置では、作業者が照射目標を目視しながらスポットライトを操作して、照射目標を追尾しているので、作業者がスポットライトの操作に習熟する必要があった。また、作業者がスポットライトの操作を行うので、宴会場などではスポットライトが床面上に設置されることになり、スポットライトの光軸が床面に対して略平行となるから、照射目標に色々な方向から光を照射して演出を行うことができなかった。
【０００５】
また、照明器具を遠隔操作する操作卓を用いた追尾照明装置では、会場の天井面に設けられたミラースキャン型の照明器具などを遠隔操作して、照射目標に投光することができるが、この追尾照明装置では仕込み等により予め設定した照射パターンで照明器具の照射方向を離散的に指示することはできるものの、照射目標である人物の歩行に追尾して照明器具の照射方向を連続的に指示することができず、操作性が悪いという問題があった。
【０００６】
また更に、画面上に設けられた透明デジタイザにより照射目標を入力する追尾照明装置では、ビデオカメラが固定なので舞台などの限られた空間では使用できるが、宴会場などの広い空間を照射目標の指示が可能な分解能で撮像して、照射目標を指定することはできなかった。
また、照射目標の３次元座標を求めて照射目標を自動的に追尾し、投光する追尾照明装置では、照射目標に持たせた発信器に不具合が発生した場合、照射目標を追尾することができず、異常な位置に光を照射してしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、簡単な操作で照射目標を追尾して投光することのできる追尾照明装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、照射方向が可変な投光手段と、投光手段によって照射可能な照射空間全体の映像を撮像することのできる撮像手段と、映像表示手段の映像内で照射目標を指示する照射位置指示手段と、映像上の照射目標の位置と撮像手段の設置位置の３次元座標と撮像方向の傾き、焦点距離、および表示画面の映像の拡大率を含むパラメータとから照射目標の３次元座標を演算する座標演算手段と、座標演算手段とは異なる方法で照射目標の３次元座標を検出する対象位置検出手段と、照射位置指示手段による指示が無ければ対象位置検出手段から入力される照射目標の３次元座標及び投光手段の設置位置の３次元座標から投光手段の照射方向を演算するとともに、照射位置指示手段による指示があれば座標演算手段から入力される照射目標の３次元座標及び投光手段の設置位置の３次元座標から投光手段の照射方向を演算する照射方向演算手段とを備え、投光手段は照射方向演算手段の演算結果に応じて照射方向を制御しており、映像表示手段の映像上で照射目標を指示できるので、照射目標の入力を直感的に行うことができ、操作に不慣れな作業者でも投光手段の光を照射目標に容易に照射させることができ、そのうえ異なる種類の投光手段に対しても同様の操作で投光手段の照射方向を制御することができる。しかも、照射位置指示手段を用いて照射目標を連続的に指示すれば、投光手段の照射方向を連続的に制御して、投光手段の光を照射目標に容易に追尾させることができ、さらに投光手段の光で円形や矩形の照射パターンを描くというような演出も容易に行え、より高度な照明演出を行うことができる。さらに、投光手段によって照射可能な照射空間全体の映像を撮像手段は撮像することができるので、照射空間が広い場合でも照射目標を精度良く連続的に指示できる映像を得ることができ、宴会場のように広い会場にも十分利用することができる。
【０００９】
さらに、照射方向演算手段は、座標演算手段及び対象位置検出手段から入力された照射目標の３次元座標に基づいて投光手段の照射方向を演算しており、対象位置検出手段の検出した照射目標の３次元座標により投光手段の照射方向を制御して、照射目標を自動的に追尾させることができる。そのうえ、照射位置指示手段により照射目標を指示することもできるので、対象位置検出手段の不具合によって照射目標の正しい３次元座標を検出できなくなった場合でも、照射位置指示手段を操作して投光手段の光を照射目標に追尾させることができ、追尾照明装置の信頼性が向上する。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、照射目標の３次元座標に高さ方向のオフセット量を与えるための第１のオフセット入力手段を設け、対象位置検出手段は、照射目標の３次元座標の検出値に、第１のオフセット入力手段から入力された高さ方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、投光手段の光を照射目標に自動的に追尾させて投光する際に、照射目標の位置を第１のオフセット入力手段から入力されたオフセット量だけ高さ方向に容易にずらすことができ、例えば対象位置検出手段によって検出された照射目標の位置が低く、投光手段の光が人物の顔よりも下に照射される場合、第１のオフセット入力手段を用いて照射目標の位置を高さ方向にずらし人物の顔付近に投光手段の光を照射させることができ、より高度な演出照明を行うことができる。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、座標演算手段は、照射目標の３次元座標の演算結果に、第１のオフセット入力手段から入力された高さ方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、照射位置指示手段を用いてマニュアル操作で投光手段の光を照射目標に追尾させる際に、照射目標の位置を第１のオフセット入力手段から入力されたオフセット量だけ高さ方向に容易にずらすことができ、例えば照射位置指示手段によって指示された照射目標の位置が低く、投光手段の光が人物の顔よりも下になってしまう場合、第１のオフセット入力手段を用いて照射目標の位置を高さ方向にずらし人物の顔付近に投光手段の光を照射させることができ、より高度な演出照明を行うことができる。
【００１２】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、照射目標の移動方向を検出する移動方向検出手段と、照射目標の移動方向に対する水平方向のオフセット量を与えるための第２のオフセット入力手段とを設け、対象位置検出手段は、移動方向検出手段が検出した照射目標の移動方向に対する第２のオフセット入力手段のオフセット量を照射目標の３次元座標の検出値に加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、投光手段の光を照射目標に自動的に追尾させて投光する際に、第２のオフセット入力手段を用いて照射目標の位置を水平方向に容易にずらすことができ、例えば２つの照射目標に光を照射する時に一方の照射目標のみに光があたる場合、第２のオフセット入力手段を用いて２つの照射目標の中心に光が当たるように投光手段の照射方向を水平方向にずらすことにより、２つの照射目標にまんべんなく光を照射することができ、より高度な演出照明を行うことができる。
【００１３】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、座標演算手段は、照射目標の３次元座標の演算結果に、第２のオフセット入力手段から入力された水平方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、照射位置指示手段を用いてマニュアル操作で投光手段の光を照射目標に追尾させる際に、第２のオフセット入力手段を用いて投光手段の照射目標の位置を水平方向に容易にずらすことができ、例えば２つの照射目標に光を照射する時に一方の照射目標のみに光があたる場合、第２のオフセット入力手段を用いて２つの照射目標の中心に光が当たるように投光手段の照射方向を水平方向にずらすことにより、２つの照射目標にまんべんなく光を照射することができ、より高度な演出照明を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（基本構成）
本発明に係る追尾照明装置の基本構成のブロック図を図１に示す。
この追尾照明装置は、照射方向が可変な投光手段１と、後述する座標演算手段６の演算結果に応じて撮像方向を変化させることにより、投光手段１によって照射可能な照射空間全体の映像を撮像することのできる例えばカメラなどの撮像手段２と、撮像手段２の撮像した映像を表示するＣＲＴ装置やＬＣＤ装置からなる映像表示手段３と、映像表示手段３の映像内で照射目標を指示するタッチパネルやマウスなどからなる照射位置指示手段４と、照射位置指示手段４によって指示された映像上の照射目標の位置及び撮像手段３の設置位置の３次元座標から照射目標の３次元座標を演算する座標演算手段５と、照射目標の３次元座標及び投光手段１の設置位置の３次元座標から投光手段１の照射方向を演算する照射方向演算手段６とを備え、投光手段１は照射方向演算手段６の演算結果に応じて照射方向を制御し、照射目標に光を照射する。なお、投光手段１としては、ミラースキャン型のスポットライトのように灯体は固定のままで光の反射面を駆動することによって照射方向（光軸）を制御するものでも良いし、灯体そのものを駆動して照射方向を制御するようなものでも良い。
【００１５】
本装置の動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。尚、投光手段１及び撮像手段２の設置位置の３次元座標は既知とする。
まず撮像手段２が照射目標を含む映像を撮像し（ステップ２１）、映像表示手段３が撮像手段２の映像を表示画面に表示する（ステップ２２）。映像表示手段３の表示画面内に表示された照射目標に光を照射させる場合、作業者は照射位置指示手段４を操作して表示画面内で照射目標を指示し、ステップ２３において照射位置指示手段４からの入力があれば、座標演算手段５は照射位置指示手段４により指示された表示画面上の照射目標の位置と撮像手段２の設置位置の３次元座標とから照射目標の３次元座標を演算する（ステップ２４）。撮像手段２は設置位置の３次元座標及び座標演算手段５から入力された照射目標の３次元座標に基づいて照射目標が映像内に入るように撮像方向を制御する（ステップ２５）。また、照射方向演算手段６は、投光手段１の設置位置の３次元座標及び座標演算手段５から入力された照射目標の３次元座標に基づいて投光手段１の照射方向を演算し（ステップ２６）、投光手段１は照射方向演算手段６の演算値に応じて照射方向を制御し、照射目標に光を投光する（ステップ２７）。そして、ステップ２１に戻り上述の処理を繰り返し実行する。一方、ステップ２３において照射位置指示手段４からの入力がなければステップ２１に戻り、ステップ２１〜２３の処理を繰り返し実行する。したがって、作業者が照射位置指示手段４を用いて照射目標を逐次指示することによって、上述したステップ２４〜２７の手順により投光手段２の照射方向が変化し、投光手段１の光をマニュアル操作で照射目標に追尾させることができる。また、作業者は映像表示手段３の表示画面上で照射目標を指示できるので、照射目標の指示を直感的に行うことができ、操作に不慣れな作業者でも投光手段の光を照射目標に容易に照射させることができる。そのうえ投光手段１の種類が異なる場合でも、同様の操作で投光手段１の光を照射目標に照射させることができ、操作性がさらに向上する。しかも、照射位置指示手段４を用いて映像表示手段３の表示画面で照射目標の指示が行えるので、照射目標を連続して指示することにより、投光手段の光で円形や矩形の照射パターンを描くというような演出も容易に行え、より高度な照明演出を行える。
【００１６】
次に、投光手段１、撮像手段２及び照射目標Ａが図３に示すような位置関係にある場合を例として、照射目標Ａの３次元座標や投光手段１の照射方向を演算する方法について以下に説明する。尚、説明を簡単にするため、投光手段１の灯体１ａの取付方向と照射方向（光軸）とが一致しており、撮像手段２の撮像方向が固定されているものとする。
【００１７】
ここで、投光手段１の吊り位置（設置位置）Ｐａの３次元座標を（ｘa ，ｙa ，ｚa ）、投光手段１の灯体１ａの取付角度（光軸の傾き）即ち水平角（ＰＡＮ）及び垂直角（ＴＩＬＴ）をそれぞれΘｐ，Θｔとし、撮像手段２の吊り位置（設置位置）Ｐｂの３次元座標を（ｘb ，ｙb ，ｚb ）、撮像手段２の取付角度（傾き）即ち水平角及び垂直角をそれぞれΦｐ，Φｔとして、照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標を（ｘc ，ｙc ，ｚc ）とする。また、投光手段１の光軸（投光手段１の吊り位置Ｐａと照射目標Ａの位置Ｐｃとを結ぶ直線）をＬａ、撮像手段２の撮像方向（撮像手段２の吊り位置Ｐｂと照射目標Ａの位置Ｐｃとを結ぶ直線）をＬｂとする。
【００１８】
上述した手順により、映像表示手段３は図４に示すような表示画面３ａに撮像手段２の映像を表示する。ここで、表示画面３ａ上の照射目標Ａの位置Ｐｃ’の２次元座標を（Δｘ，Δｙ）、照射目標Ａの実際の位置Ｐｃの床面からの高さをΔｚとし、撮像手段２の焦点距離をｆ、表示画面３ａに表示された映像の拡大率をｋとする。
【００１９】
いま、作業者がタッチパネルやマウスなどからなる照射位置指示手段４を用いて映像表示手段３の表示画面３ａ内で照射目標Ａを指示するとともに、映像表示手段３に設けられた高さ入力部３ｂを操作して照射目標Ａの実際の位置Ｐｃの床面からの高さΔｚ（例えば１．５ｍ）を指示する。この時、撮像手段２の撮像方向を示す直線Ｌｂの方程式は次式で表される。なお、ｒは媒介変数とし、Ｆ，Ｇ，Ｈは括弧内のパラメータで表現される関数とする。
【００２０】
ｘ＝ｒＦ（ｆ，ｋ，Φｐ，Φｔ，Δｘ，Δｙ，ｘb ，ｙb ，ｚb ）
ｙ＝ｒＧ（ｆ，ｋ，Φｐ，Φｔ，Δｘ，Δｙ，ｘb ，ｙb ，ｚb ）
ｚ＝−ｒＨ（ｆ，ｋ，Φｐ，Φｔ，Δｘ，Δｙ，ｘb ，ｙb ，ｚb ）
ここで、撮像手段２の吊り位置Ｐｂ（ｘb ，ｙb ，ｚb ）、傾きΦｐ，Φｔ、焦点距離ｆ、表示画面３ａの映像の拡大率ｋは既知であるので、この連立方程式をｚ＝Δｚとして解くと、媒介変数ｒが一意に求まり、照射目標Ａの実際の位置Ｐｃ（ｘc ，ｙc ，ｚc ）を求めることができる。投光手段１の吊り位置Ｐａ（ｘa ，ｙa ，ｚa ）は既知であるので、吊り位置Ｐａの３次元座標（ｘa ，ｙa ，ｚa ）と照射目標の位置Ｐｃの３次元座標（ｘc ，ｙc ，ｚc ）とから、２点を通る直線Ｌａ（すなわち投光手段１の光軸）の方程式が求まる。一方、投光手段１の吊り位置Ｐａを通る傾きΘｐ，Θｔの直線Ｌａの方程式は、
ｘ＝ｓ・ｃｏｓ（Θｐ）・ｓｉｎ（Θｔ）
ｙ＝ｓ・ｃｏｓ（Θｐ）・ｃｏｓ（Θｔ）
ｚ＝−ｓ・ｓｉｎ（Θｐ）＋Δｚ
のように表されるので、上式と２点Ｐａ，Ｐｃの３次元座標から求めた直線Ｌａの方程式とが等しいとして、投光手段１の傾きΘｐ，Θｔを求めることができる。而して、以上のような演算をステップ２４〜２７において行うことにより、照射目標Ａの位置Ｐｃ（ｘc ，ｙc ，ｚc ）と投光手段１の照射方向とを演算することができる。
【００２１】
例えば、図５に示すように表示画面３ａ内で照射目標Ａが矢印Ｂに沿って移動する場合、作業者が照射位置指示手段４を用いてＰc1→Ｐc2→Ｐc3→Ｐc4→Ｐc5の順に照射目標Ａの位置を指示することにより、上述の処理に従って投光手段１の光がＰc1→Ｐc2→Ｐc3→Ｐc4→Ｐc5の順に移動し、投光手段１の光をマニュアル操作で照射目標Ａに追尾させることができる。なお、照射位置指示手段４を用いて表示画面３ａ内の照射目標Ａの位置Ｐc1，Ｐc2，Ｐc3，Ｐc4，Ｐc5を指示する際に、照射目標Ｐc1，Ｐc2，Ｐc3，Ｐc4，Ｐc5の床面からの高さΔｚを高さ入力部３ｂにより逐次指示しても良いし、現在の入力値を使用しても良い。
【００２２】
なお上述の基本構成では、撮像手段２は、座標演算手段５の演算値に基づいて照射目標Ａが画像内に入るように撮像方向を制御しているが、照射目標Ａが画像の中心になるように撮像方向を制御しても良いし、撮像方向が固定された広角の撮像手段２を用いて、投光手段１によって照射可能な照射空間全体の画像を撮像するようにしても良く、投光手段１によって照射可能な照射空間全体の画像を撮像手段２が撮像可能としたことにより、照射空間が広い場合でも照射目標Ａを精度良く連続的に指示できる分解能の高い映像を得ることができ、宴会場のように広い会場にも十分利用することができる。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態の追尾照明装置のブロック図を図６に示す。なお、基本的な構成及び動作は上述の基本構成と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態では、上述した基本構成の追尾照明装置において、照射目標Ａの位置Ｐｃ３次元座標を検出する対象位置検出手段７を設けており、照射方向演算手段６は、座標演算手段５及び対象位置検出手段７から入力された照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標及び投光手段１の設置位置の３次元座標から投光手段１の照射方向を演算し、投光手段１は照射方向演算手段６から入力された照射方向の演算値に応じて照射方向を制御する。また、撮像手段２は設置位置の３次元座標及び対象位置検出手段７から入力された照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標に応じて撮像方向を制御し、常に照射目標Ａを含む映像を撮像する。
【００２４】
なお、対象位置検出手段７による照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標の検出は、例えば会場の天井面に超音波を検出するセンサを予め設置するとともに、照射目標Ａに超音波を出力する発信器を持たせて、発信器から出力される超音波をセンサで検出することにより、照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標を検出しても良いし、撮像手段２が撮像した照射目標Ａの映像を画像処理することによって、照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標を検出するようにしても良い。
【００２５】
この追尾照明装置では、対象位置検出手段７が照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標を検出し、照射方向演算手段６が、投光手段１の吊り位置Ｐａの３次元座標及び対象位置検出手段７より入力された照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標から投光手段１の照射方向を演算して、投光手段１が照射方向演算手段６の演算結果に応じて照射方向を制御しているので、自動的に照射目標Ａを追尾して投光することができ、作業者は映像表示手段３に表示される映像から投光手段１の追尾状況を把握することができる。
【００２６】
ここで、照射目標Ａに持たせた発信器の故障などの対象位置検出手段７の不具合によって、照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標を検出できなくなったり、誤検出した場合、投光手段１が投光を停止したり、異常な位置に光を照射してしまう。そこで、異常発生時には作業者が照射位置指示手段４を用いて照射目標Ａを連続的に指示することにより、上述の基本構成と同様、投光手段１の光をマニュアル操作で照射目標Ａに追尾させることができる。なお、照射方向演算手段６は、通常対象位置検出手段７が検出した照射目標Ａの３次元座標を用いて照射方向を演算しており、照射位置指示手段４からの入力があった場合は、照射位置指示手段４によって指示された照射目標Ａの３次元座標を用いて照射方向を演算する。
【００２７】
（実施形態２）
本実施形態の追尾照明装置のブロック図を図７に示す。なお、基本的な構成及び動作は基本構成又は実施形態１の追尾照明装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。本実施形態では、実施形態１の追尾照明装置において、照射目標Ａの位置Ｐｃに高さ方向のオフセット量ΔＨを与えるための第１のオフセット入力手段８を設けており、座標演算手段５は照射目標Ａの３次元座標の演算値に第１のオフセット入力手段８から入力された高さ方向のオフセット量ΔＨを加算した結果を照射方向演算手段６に出力するとともに、対象位置検出手段７は照射目標Ａの３次元座標の検出値に第１のオフセット入力手段８から入力された高さ方向のオフセット量ΔＨを加算した結果を照射方向演算手段６に出力する。
【００２８】
ここで、照射方向演算手段６は、投光手段１の吊り位置Ｐａの３次元座標と、座標演算手段５及び対象位置検出手段７から入力された照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標とに基づいて、投光手段１の照射方向を演算しているので、第１のオフセット入力手段８から入力された高さ方向のオフセット量ΔＨだけ照射目標Ａの位置Ｐｃをずらして、投光することができる。なお、第１のオフセット入力手段８は、例えば、図８に示すような映像表示手段３に設けられたオフセット入力部３ｄからなり、タッチパネルやマウスなどを用いてオフセット入力部３ｄにより高さ方向のオフセット量ΔＨ〔例えば（−２００）ｃｍ〜（＋２００）ｃｍ〕を変化させることができる。
【００２９】
次に、この追尾照明装置の動作を図９のフローチャトに基づいて説明する。尚、作業者が照射位置指示手段４を用いてマニュアル操作により照射目標Ａを追尾して投光する場合の動作を例として説明を行う。ステップ２１から２４までの動作は基本構成の追尾照明装置と同様であるので、その説明は省略する。ステップ２４において照射位置指示手段４から入力された照射目標Ａの３次元座標を座標演算手段５が演算した後、ステップ２８において第１のオフセット入力手段８により高さ方向のオフセット量ΔＨが入力されると、座標演算手段５が、照射目標Ａの３次元座標の演算値に、第１のオフセット入力手段８から入力された高さ方向のオフセット量ΔＨを加算する（ステップ２９）。次に、照射方向演算手段６が座標演算手段５より入力された照射目標Ａの３次元座標と投光手段１の吊り位置Ｐａの３次元座標とから照射方向を演算し、投光手段１が照射方向演算手段６の演算結果に基づいて照射方向を制御して（ステップ３０）、以下上述の処理を繰り返し実行する。なお、ステップ２８において第１のオフセット入力手段８からの入力がない場合、座標演算手段５はステップ２４で演算した照射目標Ａの３次元座標をそのまま照射方向演算手段６に出力し、上述と同様の処理を行う（ステップ３０）。
【００３０】
また、対象位置検出手段７が検出した照射目標Ａの３次元座標から照射方向演算手段６が投光手段１の照射方向を演算し、投光手段１が照射方向演算手段６の演算結果に応じて照射方向を制御し、照射目標Ａを自動的に追尾する場合に、第１のオフセット入力手段８を用いて高さ方向のオフセット量ΔＨが入力されると、対象位置検出手段７が照射目標Ａの３次元座標の検出値にオフセット量ΔＨを加算した結果を照射方向演算手段６に出力しているので、上述と同様に、投光手段１の照射目標Ａを高さ方向にオフセット量ΔＨだけずらして、照射目標Ａを自動的に追尾させることができる。
【００３１】
このように、第１のオフセット入力手段８を用いて投光手段１の照射目標Ａを高さ方向に所望のオフセット量ΔＨだけずらすことができ、例えば図１０（ａ）に示すように、対象位置検出手段７が、照射目標Ａたる人物の肩口に取り付けた発信器１１からの超音波を天井に設けたセンサで検出することによって、照射目標Ａたる人物の３次元座標を検出して、投光手段１の光を照射目標Ａたる人物に追尾させる場合、投光手段１からの光Ｃの中心が発信器１１の位置、すなわち照射目標Ａたる人物の肩口になるため、照射目標Ａたる人物の上半身全体に正しく光を照射できない場合がある。そこで、第１のオフセット入力手段８を用いて高さ方向のオフセット量ΔＨを入力することにより、図１０（ｂ）に示すように、投光手段１の照射目標Ａの位置をＰｃからＰｃ’へ高さ方向にオフセット量ΔＨだけずらすことができ、照射目標Ａたる人物の上半身全体に正しく光を照射することができる。すなわち、図１１に示すように、座標演算手段５及び対象位置検出手段７がそれぞれ求めた照射目標の位置Ｐｃ（ｘc ，ｙc ，ｚc ）に対して、高さ方向のオフセット量ΔＨを加算した位置Ｐｃ’（ｘc ，ｙc ，ｚc ＋ΔＨ）に投光手段１の光を照射させることができ、より高度な演出照明を行うことができる。
【００３２】
（実施形態３）
本実施形態の追尾照明装置のブロック図を図１２に示す。なお、基本的な構成及び動作は基本構成又は実施形態１の追尾照明装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態では、実施形態１の追尾照明装置において、照射目標Ａの移動方向を検出する移動方向検出手段９と、照射目標Ａの移動方向に対する水平方向のオフセット量ΔＬを与えるための第２のオフセット入力手段１０とを設けており、座標演算手段５は照射目標Ａの３次元座標の演算値に第２のオフセット入力手段１０から入力された水平方向のオフセット量ΔＬを加算した結果を照射方向演算手段６に出力するとともに、対象位置検出手段７は照射目標Ａの３次元座標の検出値に第２のオフセット入力手段１０から入力された水平方向のオフセット量ΔＬを加算した結果を照射方向演算手段６に出力する。なお、移動方向検出手段９は、例えば撮像手段２が撮像した照射目標Ａの画像を画像処理することによって照射目標Ａの移動方向を検出しても良いし、照射目標Ａの３次元座標の過去の履歴から照射目標Ａの移動方向を検出しても良い。
【００３３】
ここで、照射方向演算手段６は、投光手段１の吊り位置Ｐａの３次元座標と、座標演算手段５及び対象位置検出手段７から入力された照射目標Ａの位置Ｐｃの３次元座標演算値とに基づいて、投光手段１の照射方向を演算しているので、第２のオフセット入力手段１０から入力された水平方向のオフセット量ΔＨだけずらした位置に光を照射させることができる。なお、第２のオフセット入力手段１０は、例えば図１３に示すように、照射目標Ａの移動方向に対して前後方向（移動方向と同じ方向）のオフセット量ΔＬ1 を与えるためのオフセット入力部３ｅと、照射目標Ａの移動方向に対して左右方向（移動方向と略直交する方向）のオフセット量ΔＬ2 を与えるためのオフセット入力部３ｆとからなり、タッチパネルやマウスなどを用いてオフセット入力部３ｅ，３ｆを操作し、照射目標Ａの移動方向に対して前後方向及び左右方向のオフセット量ΔＬ1 ，ΔＬ2 〔例えば（−２００）ｃｍ〜（＋２００）ｃｍ〕を入力することができる。
【００３４】
次に、この追尾照明装置の動作を図１４に示すフローチャトに基づいて説明する。尚、作業者が照射位置指示手段４を用いてマニュアル操作により照射目標Ａを追尾して投光する場合の動作を例として説明を行う。ステップ２１から２４までの動作は基本構成の追尾照明装置と同様であるので、その説明は省略する。ステップ２４において座標演算手段５が照射目標Ａの３次元座標を演算した後、ステップ３１において第２のオフセット入力手段８により照射目標Ａの移動方向に対して水平方向（前後及び左右）のオフセット量ΔＬが入力されると、移動方向検出手段９が照射目標Ａの移動方向を検出する（ステップ３２）。次に、座標演算手段５が、移動方向検出手段９から入力された照射目標Ａの移動方向と第２のオフセット入力手段１０から入力された水平方向のオフセット量ΔＬとに基づいてｘ軸，ｙ軸方向のオフセット量ΔＬｘ，ΔＬｙを演算し（ステップ３３）、ステップ２４で求めた照射目標Ａの３次元座標に対してステップ３３で求めたｘ軸，ｙ軸方向のオフセット量ΔＬｘ，ΔＬｙを加算する（ステップ３４）。その後、ステップ３５において、照射方向演算手段６が座標演算手段５より入力された照射目標Ａの３次元座標と投光手段１の吊り位置Ｐａの３次元座標とから照射方向を演算し、投光手段１が照射方向演算手段６の演算結果に基づいて照射方向を制御し、以下上述の処理を繰り返し実行する。なお、ステップ３１において第２のオフセット入力手段１０からの入力がない場合、座標演算手段５はステップ２４で演算した照射目標Ａの３次元座標をそのまま照射方向演算手段６に出力し、上述と同様の処理を行う（ステップ３５）。
【００３５】
また、対象位置検出手段７が検出した照射目標Ａの３次元座標から照射方向演算手段６が投光手段１の照射方向を演算し、投光手段１が照射方向演算手段６の演算結果に応じて照射方向を制御し、照射目標Ａを自動的に追尾する場合に、第２のオフセット入力手段１０により照射目標Ａの移動方向に対して水平方向のオフセット量ΔＬが入力されると、対象位置検出手段７が照射目標Ａの３次元座標の検出値に水平方向のオフセット量ΔＬを加算した結果を照射方向演算手段６に出力するので、上述と同様に照射目標Ａの位置を照射目標Ａの移動方向に対して水平方向にオフセット量ΔＬだけずらして、光を照射させることができる。
【００３６】
このように、第２のオフセット入力手段１０を用いて投光手段１の照射位置を照射目標Ａの移動方向に対して水平方向にオフセット量ΔＬだけずらしているので、例えば新郎新婦が入場する場合のように、図１５（ａ）に示すように照射目標Ａ１  ，Ａ２  たる二人の人物が並んで移動する際に、対象位置検出手段７が、一方の照射目標Ａ１  の肩口に取り付けた発信器１１からの超音波を天井に設けたセンサ（図示せず）で検出することによって、一方の照射目標Ａ１  の３次元座標を検出して、投光手段１の光を照射目標Ａ１  ，Ａ２  たる二人の人物に追尾させる場合、投光手段１からの光Ｃの中心が発信器１１の位置、即ち一方の照射目標Ａ１たる人物の肩口にあるため、一方の照射目標Ａ１  のみに光があたり、両方の照射目標Ａ１  ，Ａ２  にまんべんなく光Ｃを照射することができない場合がある。そこで、第２のオフセット入力手段１０により照射目標Ａ１  の移動方向に対して水平方向のオフセット量ΔＬを入力することにより、図１５（ｂ）に示すように、照射目標Ａ１  の位置ＰｃをＰｃ″へオフセット量ΔＬだけずらし、光Ｃをオフセット量ΔＬだけずらして、照射目標Ａ１  ，Ａ２  たる二人の人物にまんべんなく光を照射することができ、より高度な演出照明を行うことができる。すなわち、基本構成又は実施形態１の追尾照明装置と同様に、座標演算手段５及び対象位置検出手段７がそれぞれ求めた照射目標の位置Ｐｃ（ｘｃ  ，ｙｃ  ，ｚｃ  ）に対し、オフセット量ΔＬのｘ軸，ｙ軸方向のオフセット量ΔＬｘ，ΔＬｙを加算した位置Ｐｃ″（ｘｃ  ，ｙｃ  ＋ΔＬｘ，ｚｃ  ＋ΔＬｙ）に投光手段１の光を照射させることができる。
【００３７】
ここで、図１６を参照して投光手段１の照射方向の演算方法を説明する。尚、図１６は照射目標Ａ１  をｘｙ平面上に投影して図示している。ステップ３２において、移動方向検出手段９が照射目標Ａ１  のｘｙ平面における移動方向を検出すると、座標演算手段５は、上述した基本構成の追尾照明装置と同様にして求めた照射目標Ａ１  の位置Ｐｃの演算値（ｘｃ  ，ｙｃ  ）と、移動方向検出手段９から入力された照射目標Ａ１の移動方向とから、照射目標Ａ１  のｘｙ平面内の移動方向を示す直線Ｌｃの方程式を求めることができる。いま、照射目標Ａ１  の移動方向に対して略直交する方向（左右方向）のオフセット量ΔＬが第２のオフセット入力手段１０から座標演算手段５に入力された場合、直線Ｌｃをオフセット量ΔＬだけ平行に移動させた直線Ｌｄの方程式と、照射位置Ｐｃを通る直線Ｌｃに垂直な直線Ｌｅの方程式とが容易に求められ、直線Ｌｄと直線Ｌｅの交点を求めることにより、実際に光を照射する位置Ｐｃ″（ｘｃ  ＋ΔＬｘ，ｙｃ  ＋ΔＬｙ）を求めることができ、照射目標Ａの位置Ｐｃを第２のオフセット入力手段１０により入力されたオフセット量ΔＬだけずらした位置Ｐｃ″に投光手段１の光を投光させることができる。尚、第２のオフセット入力手段１０により照射目標Ａ１  の移動方向と同じ方向（前後方向）のオフセット量ΔＬが入力された場合も同様であるので、その説明は省略する。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、照射方向が可変な投光手段と、投光手段によって照射可能な照射空間全体の映像を撮像することのできる撮像手段と、撮像手段の映像を表示する映像表示手段と、映像表示手段の映像内で照射目標を指示する照射位置指示手段と、映像上の照射目標の位置と撮像手段の設置位置の３次元座標と撮像方向の傾き、焦点距離、および表示画面の映像の拡大率を含むパラメータとから照射目標の３次元座標を演算する座標演算手段と、座標演算手段とは異なる方法で照射目標の３次元座標を検出する対象位置検出手段と、照射位置指示手段による指示が無ければ対象位置検出手段から入力される照射目標の３次元座標及び投光手段の設置位置の３次元座標から投光手段の照射方向を演算するとともに、照射位置指示手段による指示があれば座標演算手段から入力される照射目標の３次元座標及び投光手段の設置位置の３次元座標から投光手段の照射方向を演算する照射方向演算手段とを備え、投光手段は照射方向演算手段の演算結果に応じて照射方向を制御しており、映像表示手段の映像上で照射目標を指示できるので、照射目標の入力を直感的に行うことができ、操作に不慣れな作業者でも投光手段の光を照射目標に容易に照射させることができ、そのうえ異なる種類の投光手段に対しても同様の操作で投光手段の照射方向を制御でき、操作性がさらに向上するという効果がある。しかも、照射位置指示手段を用いて照射目標を連続的に指示すれば、投光手段の照射方向を連続的に制御して、投光手段の光を照射目標に容易に追尾させることができ、さらに投光手段の光で円形や矩形の照射パターンを描くというような演出も容易に行え、より高度な照明演出を行えるという効果もある。さらに、投光手段によって照射可能な照射空間全体の映像を撮像手段は撮像することができるので、照射空間が広い場合でも照射目標を精度良く連続的に指示できる映像を得ることができ、宴会場のように広い会場にも十分利用できるという効果もある。
【００３９】
さらに、照射方向演算手段は、座標演算手段及び対象位置検出手段から入力された照射目標の３次元座標に基づいて投光手段の照射方向を演算しており、対象位置検出手段の検出した照射目標の３次元座標により投光手段の照射方向を制御して、照射目標を自動的に追尾できるという効果がある。そのうえ、照射位置指示手段により照射目標を指示することもできるので、対象位置検出手段の不具合によって照射目標の正しい３次元座標を検出できなくなった場合でも、照射位置指示手段を操作して投光手段の光を照射目標に追尾させることができ、追尾照明装置の信頼性が向上するという効果がある。
【００４０】
請求項２の発明は、照射目標の３次元座標に高さ方向のオフセット量を与えるための第１のオフセット入力手段を設け、対象位置検出手段は、照射目標の３次元座標の検出値に、第１のオフセット入力手段から入力された高さ方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、投光手段の光を照射目標に自動的に追尾させて投光する際に、照射目標の位置を第１のオフセット入力手段から入力されたオフセット量だけ高さ方向に容易にずらすことができ、例えば対象位置検出手段によって検出された照射目標の位置が低く、投光手段の光が人物の顔よりも下に照射される場合、第１のオフセット入力手段を用いて照射目標の位置を高さ方向にずらし人物の顔付近に投光手段の光を照射させることができ、より高度な演出照明を行えるという効果がある。
請求項３の発明は、座標演算手段は、照射目標の３次元座標の演算結果に、第１のオフセット入力手段から入力された高さ方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、照射位置指示手段を用いてマニュアル操作で投光手段の光を照射目標に追尾させる際に、照射目標の位置を第１のオフセット入力手段から入力されたオフセット量だけ高さ方向に容易にずらすことができ、例えば照射位置指示手段によって指示された照射位置が低く、投光手段の光が人物の顔よりも下になってしまう場合、第１のオフセット入力手段を用いて照射目標の位置を高さ方向にずらし人物の顔付近に投光手段の光を照射させることができ、より高度な演出照明を行えるという効果がある。
【００４１】
請求項４の発明は、照射目標の移動方向を検出する移動方向検出手段と、照射目標の移動方向に対する水平方向のオフセット量を与えるための第２のオフセット入力手段とを設け、対象位置検出手段は、移動方向検出手段が検出した照射目標の移動方向に対する第２のオフセット入力手段のオフセット量を照射目標の３次元座標の検出値に加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、投光手段の光を照射目標に自動的に追尾させて投光する際に、第２のオフセット入力手段を用いて照射目標の位置を水平方向に容易にずらすことができ、例えば２つの照射目標に光を照射する時に一方の照射目標のみに光があたる場合、第２のオフセット入力手段を用いて２つの照射目標の中心に光が当たるように投光手段の照射方向を水平方向にずらすことにより、２つの照射目標にまんべんなく光を照射することができ、より高度な演出照明を行えるという効果がある。
【００４２】
請求項５の発明は、座標演算手段は、照射目標の３次元座標の演算結果に、第２のオフセット入力手段から入力された水平方向のオフセット量を加算した結果を照射方向演算手段に出力しており、照射位置指示手段を用いてマニュアル操作で投光手段の光を照射目標に追尾させる際に、第２のオフセット入力手段を用いて投光手段の照射位置を水平方向に容易にずらすことができ、例えば２つの照射目標に光を照射する時に一方の照射目標のみに光があたる場合、第２のオフセット入力手段を用いて２つの照射目標の中心に光が当たるように投光手段の照射方向を水平方向にずらすことにより、２つの照射目標にまんべんなく光を照射することができ、より高度な演出照明を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  基本構成の追尾照明装置を示すブロック図である。
【図２】  同上の動作を説明するフローチャートである。
【図３】  同上の投光手段と撮像手段と照射目標の位置関係を示す図である。
【図４】  同上の映像表示手段を説明する図である。
【図５】  同上の照射目標を追尾する動作を示す図である。
【図６】  実施形態１の追尾照明装置を示すブロック図である。
【図７】  実施形態２の追尾照明装置を示すブロック図である。
【図８】  同上の第１のオフセット入力部を示す図である。
【図９】  同上の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】  （ａ）（ｂ）は同上の動作を説明する図である。
【図１１】  同上の動作を説明する図である。
【図１２】  実施形態３の追尾照明装置を示すブロック図である。
【図１３】  同上の第２のオフセット入力部を示す図である。
【図１４】  同上の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】  （ａ）（ｂ）は同上の動作を説明する図である。
【図１６】  同上の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  投光手段
２  撮像手段
３  映像表示手段
４  照射位置指示手段
５  座標演算手段
６  照射方向演算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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