(57)【要約】  映像を投影する映像投影部（１０）と、映像投影部（１０）で投影した映像を撮像する撮像部（２０）と、映像投影部（１０）の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部（３０）と、撮像部（２０）で撮像した撮像画像の少なくとも一部の領域のＲＧＢに関する統計量を用いて照明部（３０）の照明光を制御する照明制御部（４１）と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を投影する映像投影部と、
前記映像投影部で投影した映像を撮像する撮像部と、
前記映像投影部の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部と、
前記撮像部で撮像した撮像画像の少なくとも一部の領域のＲＧＢに関する統計量を用いて前記照明光を制御する照明制御部と、を備える、
照明システム。
【請求項２】
前記照明制御部は、前記ＲＧＢに関する統計量を色温度に変換して前記照明光を制御する、
請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記照明制御部は、前記ＲＧＢに関する統計量を黒体軌跡に直交する色温度に変換して前記照明光を制御する、
請求項２記載の照明システム。
【請求項４】
前記照明制御部は、前記ＲＧＢに関する統計量を輝度信号と色信号とに変換し、色信号を弱めた上でＲＧＢ信号に逆変換して前記照明光を制御する、
請求項１記載の照明システム。
【請求項５】
投影する映像の歪を補正する歪補正部と、
投影する映像の輝度を補正する輝度補正部とを備える、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の照明システム。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１乃至５の何れか１項に記載の照明システムとして機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システム及びこの照明システムに用いられるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）及びレーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子は、長寿命及び省電力であることから様々な製品の光源として期待されている。【０００３】
近年、プロジェクタの光源がランプから半導体発光素子に置き換わりつつあり、プロジェクタの光源が長寿命化及び省電力化している。これに伴って、プロジェクタを映像投影用に用いるだけではなく照明用に利用することも検討されている。【０００４】
一方、照明装置についてもＬＥＤ等の半導体発光素子が光源として用いられており、照明装置を照明用に用いるだけではなく映像投影用に用いることが検討されている。例えば、特許文献１には、照明機能と映像投影機能とを有する照明装置が開示されている。【０００５】
このようなことから、今後、店舗又は住宅等の照明業界にプロジェクタ等による映像投影技術の利用が拡大すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、プロジェクタを会議室等の部屋で使用する場合、投影映像を見やすくするために、天井又は壁等に設置された照明装置を消灯させた状況にしてスクリーン等の投影面に映像を投影する。【０００８】
一方、店舗又は住宅においてプロジェクタを使用する場合、これまでの会議室等でプロジェクタを使用する場合とは異なり、照明装置が点灯した状況（照明環境下）で、壁面、床面又は机面等に映像が投影されると考えられる。【０００９】
このため、店舗又は住宅におけるプロジェクタの利用シーンでは、照明装置は、壁面、床面又は机面等に投影される映像に合わせた照明光を照射することが求められる。【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、投影する映像に合わせた照明光を照射することができる照明システム及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る照明システムの一態様は、映像を投影する映像投影部と、前記映像投影部で投影した映像を撮像する撮像部と、前記映像投影部の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部と、前記撮像部で撮像した撮像画像の少なくとも一部の領域のＲＧＢに関する統計量を用いて前記照明光を制御する照明制御部と、を備える、照明システムである。【００１２】
なお、本発明は、コンピュータを上記照明システムとして機能させるためのプログラムとして実現したり、そのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現したりすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
投影する映像に合わせた照明光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態に係る照明システムの具体的な適用例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る照明システムの概略構成と同照明システムによる撮像画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の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、実施の形態に係る照明システムにおけるＲＧＢ統計量と色温度との変換テーブルの一例を示す図である。
【図５】図５は、他の実施の形態に係る照明システムにおけるＲＧＢ統計量と色温度との変換方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１６】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１７】
（実施の形態）
実施の形態に係る照明システム１について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る照明システム１の具体的な適用例を模式的に示す図である。図２は、同照明システム１の概略構成と同照明システム１による撮像画像の一例を示す図である。図３は、同照明システム１の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１〜図３に示すように、照明システム１は、映像投影部１０と、撮像部２０と、照明部３０と、処理部４０とを備える。
【００１９】
本実施の形態では、照明システム１を店舗又は住宅等の屋内で利用する場合について説明する。図１に示すように、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０は、例えば、部屋の中に設置される。具体的には、映像投影部１０及び撮像部２０は、例えば部屋の天井に設置され、照明部３０は、部屋の壁面に設置される。ただし、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０の設置箇所は、これに限るものではない。例えば、照明部３０は、天井に設置されていてもよい。また、映像投影部１０及び撮像部２０は、壁面又は床面に設置されていてもよい。
【００２０】
なお、映像投影部１０と撮像部２０とは異なる位置に設置されているので映像投影部１０の視点と撮像部２０の視点とは異なっているが、映像投影部１０と撮像部２０とは同じ位置に設置されていてもよい。この場合、映像投影部１０と撮像部２０とが１つの装置で構成されて同一視点になっていてもよい。
【００２１】
映像投影部１０は、投影面２に映像を投影する映像投影装置である。本実施の形態において、映像投影部１０は、照明部３０が点灯した状況（照明環境下）において映像を投影する。つまり、映像投影部１０からの映像は、明るい環境下で投影面２に投影される。
【００２２】
映像投影部１０からの映像が投影される投影面２は、平面及び立体面のいずれであってもよく、あらゆる構造物又は動植物を含む。図１及び図２に示すように、本実施の形態における投影面２は、部屋の壁面である。投影面２には、例えば、映像投影部１０によってサッカー中継の映像が投影されている。なお、投影面２は、壁面に限るものではなく、床面、机面又はスクリーン等であってもよい。
【００２３】
映像投影部１０は、半導体レーザやランプ等の光源、レンズやミラー等の光学系、液晶パネル等の表示素子、及び、投射レンズ等を有する。例えば、投影面２に投影するための映像が処理部４０から映像投影部１０に入力されると、映像投影部１０の投射レンズから投影面２に向かって映像が投射される。なお、本明細書において、映像（画像）とは、静止画像及び動画像のいずれであってもよい。
【００２４】
本実施の形態において、映像投影部１０は、映像を投影する機能を有するだけではなく、投影面２に照明光を照射する機能も有する。つまり、映像投影部１０は、照明光として映像（照明パターン）を投影することができる。
【００２５】
このように、映像投影部１０は、映像光（映像）及び照明光の両方の光を投射する光投射装置である。これにより、映像投影部１０は、映像演出を行うだけではなく、照明演出も行うこともできる。この場合、映像光と照明光とは、時間的にも空間的にも重なるように投射されていてもよいし、異なるタイミングで切り替えて投射されていてもよい。前者の場合、例えば、映像投影部１０からは映像光と照明光とが重畳された映像が投射される。なお、映像投影部１０において、照明光用の光源と映像光用の光源とは同じであってもよいし異なっていてもよい。また、映像投影部１０は、投射する照明光の明るさ又は色成分を変更できるように調光機能及び調色機能を有していてもよい。
【００２６】
撮像部２０は、例えばカメラ等の撮像装置であり、映像投影部１０で投影した映像を撮像する。具体的には、図２に示すように、撮像部２０は、投影面２に投影された映像を含む領域を撮像領域として撮像する。つまり、撮像部２０で撮像された画像（撮像画像）には、投影面２に投影された映像が含まれる。本実施の形態において、撮像部２０で撮像された撮像領域と投影面２に投影された映像が映し出された領域とは一致している。
【００２７】
撮像部２０は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子と光学系等とを有する。撮像部２０で撮像された撮像画像（画像データ）は処理部４０に送信される。
【００２８】
照明部３０は、照明光を照射する照明装置であり、例えば、部屋の壁面に設置されたスポットライトである。なお、照明部３０は、部屋の天井に設置されたシーリング又はダウンライト等であってもよい。
【００２９】
照明部３０は、部屋内を照明する。つまり、照明部３０から照射される照明光は、部屋内に照射される。具体的には、照明部３０は、床面又は壁面（投影面２も含む）等に照明光を照射する。
【００３０】
照明部３０は、ＬＥＤやランプ等の光源を有する。照明部３０は、映像投影部１０の光源とは異なる光源を有する。つまり、照明部３０は、映像投影部１０の光源とは異なる光源によって照明光を照射する。照明部３０の照明光は、例えば白色光であるが、白色光に限るものではない。
【００３１】
本実施の形態において、照明部３０は、赤色光源、緑色光源及び青色光源を有しており、ＲＧＢ制御可能である。つまり、赤色光源、緑色光源及び青色光源は、独立して制御することができる。赤色光源、緑色光源及び青色光源は、ＬＥＤ光源であってもよいし、既存のランプ光源であってもよい。
【００３２】
また、照明部３０は、調光機能及び調色機能を有し、照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを一方を制御することができるように構成されている。例えば、照明部３０は、処理部４０の照明制御部４１からの制御信号に基づいて、照明光の光出力を大きくしたり小さくしたりすることができる。また、照明部３０は、照明制御部４１からの制御信号に基づいて、照明光の赤色成分、緑色成分及び青色成分の少なくとも一つを選択的に強くしたり弱くしたりできる。
【００３３】
このように構成される照明部３０は、照明制御部４１から送信される制御信号をもとに制御される。具体的には、照明部３０の照明光は、撮像部２０で撮像された撮像画像の分析結果に基づく照明制御部４１からの制御信号によって調整される。例えば、照明部３０は、照明制御部４１からの制御信号によって、照明光が映像投影部１０から投影される映像と合うように調光制御及び調色制御される。
【００３４】
処理部４０は、各種演算処理を行う機能を有する処理装置である。処理部４０は、照明制御部４１と、投影映像出力部４２と、歪補正部４３と、輝度補正部４４とを有する。
【００３５】
また、処理部４０は、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０に対して信号の送受信を行う機能も有する。つまり、処理部４０は、インターフェース等の通信部を有する。処理部４０と、映像投影部１０、撮像部２０又は照明部３０との信号の送受信は、有線及び無線のいずれで行ってもよい。図２に示すように、処理部４０としては、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を用いることができる。
【００３６】
照明制御部４１は、照明部３０を制御する。照明制御部４１は、撮像部２０で撮像した撮像画像の少なくとも一部の領域のＲＧＢに関する統計量を用いて照明部３０の照明光を制御する。
【００３７】
具体的には、照明制御部４１は、映像投影部１０で投影した映像を撮像部２０で撮像した撮像画像（つまり投影映像を含む画像）を取得し、取得した撮像画像を分析して撮像画像のＲＧＢに関する統計量を算出する。そして、照明制御部４１は、このＲＧＢに関する統計量を用いて、照明部３０の照明光が映像投影部１０で投影する映像に合うような制御信号を生成する。照明制御部４１は、生成した制御信号を照明部３０に送信する。照明部３０は、この制御信号によって調光制御及び調色制御される。
【００３８】
例えば、照明制御部４１は、ＲＧＢに関する統計量（ＲＧＢ統計量）として、撮像部２０で撮像した撮像画像の各画素のＲＧＢ成分（ＲＧＢ信号）から撮像画像全体のＲＧＢ平均（ＲＧＢの平均値）を算出し、照明光がこのＲＧＢ平均と合うように照明部３０を制御する。この場合、照明制御部４１から照明部３０に送信される制御信号は、算出したＲＧＢ平均と照明部３０が出射する照明光とが合うような制御信号である。
【００３９】
本実施の形態において、照明制御部４１は、ＲＧＢに関する統計量を色温度に変換して照明部３０の照明光を制御している。例えば、上述のように、ＲＧＢに関する統計量として撮像画像全体のＲＧＢ平均を用いる場合、図４に示すような変換テーブルを用いることでＲＧＢに関する統計量（ＲＧＢ平均）を色温度に変換して照明部３０の照明光を制御することができる。
【００４０】
図４は、実施の形態に係る照明システム１におけるＲＧＢ統計量（ＲＧＢ平均）と色温度との変換テーブルの一例を示す図である。この変換テーブルは、例えば、ルックアップテーブルとして、処理部４０の記憶部に予め記憶されている。図４に示すように、変換テーブルでは、ＲＧＢ平均と色温度とが１対１に対応するように予め設定されているので、撮像画像からＲＧＢ平均を算出することで、照明部３０の照明光の色温度を選定することができる。
【００４１】
選定された色温度（Ｋ）のデータは、制御信号として照明制御部４１から照明部３０に送信される。色温度のデータを受信した照明部３０では、色温度をＲ、Ｇ、Ｂの各々の値に変換した上で、赤色光源、緑色光源及び青色光源の各々が制御される。これにより、選定された照明制御部４１で選定された色温度で照明部３０の照明光を照射させることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ＲＧＢに関する統計量としてＲＧＢ平均を用いたが、ＲＧＢに関する統計量は、ＲＧＢ平均に限るものではなく、ＲＧＢの中央値又は最頻値等であってもよい。また、ＲＧＢとは、光の三原色である、赤（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ：Ｂｌｕｅ）のことである。
【００４３】
投影映像出力部４２は、映像投影部１０に投影させるための映像を映像投影部１０に出力する。なお、処理部４０は、映像投影部１０に出力した映像を再生及び停止する機能を有していてもよい。
【００４４】
歪補正部４３は、投影する映像の歪を補正する。歪補正部４３は、例えば、映像投影部１０から投影する映像の幾何学的な歪（台形歪）を補正する。
【００４５】
輝度補正部４４は、投影する映像の輝度を補正する。輝度補正部４４は、例えば、映像投影部１０から投影する映像の全体又は一部の輝度を補正する。
【００４６】
なお、処理部４０は、記憶部（メモリ）を有していてもよい。記憶部は、処理部４０で処理又は算出したデータを記憶したり、投影映像出力部４２から映像投影部１０に出力する映像（映像コンテンツ）を記憶したりする。また、記憶部は、処理部４０による制御処理を行う際にも用いられ、例えば、照明制御部４１等が各種データ処理や演算を行う際の作業領域として随時データを記憶する。また、記憶部には、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０を制御するためのアプリケーションプログラム等が記憶されていてもよい。
【００４７】
また、処理部４０は、映像投影部１０に投影させるための映像を取得する映像取得部（映像入力部）を有していてもよい。映像取得部は、映像投影部１０に投影させるための映像を入力映像として取得する。入力映像は、処理部４０に着脱可能に取り付けられるＳＤカード等の記録媒体から取得してもよいし、処理部４０に接続されたＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル等の通信線を介して外部機器から取得してもよいし、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信を利用して外部機器から取得してもよい。
【００４８】
以上、本実施の形態に係る照明システム１によれば、映像投影部１０で投影した映像を撮像部２０で撮像し、その撮像画像の少なくとも一部の領域のＲＧＢに関する統計量を用いて照明部３０の照明光を制御している。具体的には、映像投影部１０で投影される映像と合うように、照明制御部４１によって照明部３０の照明光が制御されている。
【００４９】
これにより、照明部３０が点灯した状況（照明環境下）でも、投影する映像に合わせた照明光を照射することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、撮像部２０による撮像画像におけるＲＧＢに関する統計量を色温度に変換して照明部３０の照明光を制御している。
【００５１】
これにより、通常の照明光の色（白色光）の範囲内で照明部３０の照明光を制御することができる。したがって、自然な色の照明光での照明環境を維持したまま、投影する映像に合わせた照明光を照射することができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、照明制御部４１は、図４に示す変換テーブルを用いてＲＧＢに関する統計量を色温度に変換しているが、これに限るものではない。
【００５３】
例えば、照明制御部４１は、撮像部２０による撮像画像におけるＲＧＢに関する統計量を黒体軌跡に直交する色温度に変換して照明部３０の照明光を制御してもよい。つまり、ＲＧＢに関する統計量を黒体軌跡に直線近似して色温度に変換してもよい。
【００５４】
この場合、図５に示すように、例えばｘｙ色度図を用いてＲＧＢに関する統計量を色温度に変換することができる。具体的には、ＲＧＢに関する統計量がＲＧＢ平均としたときに、照明制御部４１で算出されたＲＧＢ平均が図５における点Ｐである場合と、点Ｐからｘｙ色度図における黒体軌跡に垂線を降ろし、その垂線との交点における黒体軌跡の色温度によって照明部３０の照明光を制御することができる。
【００５５】
このように、ＲＧＢに関する統計量を黒体軌跡に直交する色温度に変換することで、比較的に速い処理速度で色温度に変換することができる。これにより、照明部３０の照明光を迅速に制御することができる。なお、ＲＧＢに関する統計量としては、例えば、ＲＧＢ平均を用いることができるが、これに限るものではない。
【００５６】
あるいは、本実施の形態において、照明制御部４１は、撮像部２０による撮像画像におけるＲＧＢに関する統計量を輝度信号と色信号とに変換し、色信号を弱めた上でＲＧＢ信号に逆変換して照明部３０の照明光を制御してもよい。
【００５７】
この場合、照明部３０は、照明制御部４１から受信したＲＧＢ信号におけるＲ値、Ｇ値、Ｂ値の各々８ビットのデータに従って、赤色光源、緑色光源及び青色光源の各々の光出力（発光強度）を制御する。なお、ＲＧＢに関する統計量としては、例えば、ＲＧＢ平均を用いることができるが、これに限るものではない。
【００５８】
このように、ＲＧＢに関する統計量を輝度信号と色信号とに変換して色信号を制御することによって、通常の照明光の色（白色光）に近づくように照明部３０の照明光を制御することができる。
【００５９】
なお、ＲＧＢに関する統計量を輝度信号と色信号とに変換して色信号のみを制御するのではなく、変換した輝度信号及び色信号の両方を制御した上でＲＧＢ信号に逆変換して照明部３０の照明光を制御してもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、投影する映像の歪を補正する歪補正部４３と、投影する映像の輝度を補正する輝度補正部４４とを備えている。
【００６１】
これにより、映像投影部１０で投影する映像に対して歪の補正及び輝度の補正を行うことができるので、一層見やすい映像を投影することができる。
【００６２】
（変形例）
以上、本発明に係る照明システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、上記実施の形態において、歪補正部４３及び輝度補正部４４は、処理部４０に設けられていたが、これに限るものではない。歪補正部４３及び輝度補正部４４は、映像投影部１０に設けられていてもよい。
【００６４】
また、上記実施の形態において、映像投影部１０に投影させるための映像を取得する映像取得部は、処理部４０に設けられていたが、これに限るものではない。映像取得部は、映像投影部１０に直接設けられていて、映像投影部１０に入力映像が直接入力されていてもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態では、照明システムを部屋等の屋内で利用する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、上記実施の形態における照明システムを、屋外で利用してもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、撮像画像におけるＲＧＢに関する統計量を用いて照明部３０を制御したが、これに限らない。つまり、撮像画像におけるＲＧＢに関する統計量を用いるのではなく、撮像画像の他の特性パラメータを用いて投影する映像に合うように照明部３０の照明光を制御するようにしてもよい。
【００６７】
その他、上記の実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【００６８】
また、上記の説明において、処理部４０における各構成は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
【００６９】
また、コンピュータを上記照明システムとして機能させてもよい。この場合、上記処理部４０等、照明システムで用いられる各構成要素の動作として説明した各処理は、コンピュータによって実行することができる。例えば、コンピュータが、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって、上記の各処理を実行する。具体的には、プロセッサが処理対象のデータをメモリ又は入出力回路等から取得してデータを演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各処理を実行する。一例として、処理部４０はノートＰＣである。
【００７０】
また、上記照明システムは、照明制御方法として実現してもよい。この場合、照明制御方法におけるステップは、コンピュータによって実行することができる。
【００７１】
また、上記の各処理又はステップを実行するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体に記録されてもよい。この場合、コンピュータが、非一時的な記録媒体からプログラムを読み出して、プログラムを実行することにより、各処理を実行する。例えば、上記照明システムにおける方法をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現したりすることもできる。
【符号の説明】
【００７２】
１  照明システム
２  投影面
１０  映像投影部
２０  撮像部
３０  照明部
４１  照明制御部
４３  歪補正部
４４  輝度補正部
【図１】
2017033385.tif 000003
【図２】
2017033385.tif 000004
【図３】
2017033385.tif 000005
【図４】
2017033385.tif 000006
【図５】
2017033385.tif 000007
【国際調査報告】
2017033385.tif 000008
2017033385.tif 000009
2017033385.tif 000010
2017033385.tif 000011