(57)【要約】【課題】光源からの光の照射角を被写体に合わせるように照明するスポットライトにおいて、自動的に照射角調整が成されることにより、調整のための作業効率の向上を図る。【解決手段】スポットライト１０は、照明部１とカメラ部２を備え、照明部１は光源３とレンズ部４を有し、レンズ部４は光源３の光を集光するズームレンズ４１と、ズームレンズ４１の焦点調整を行うレンズ駆動部４２とを備える。カメラ部２は、被写体を撮像して画像情報を取得する画像情報取得部５と、画像情報取得部５からの画像情報を基に、画像情報取得部５と被写体との距離を検出する情報処理部６とを備える。レンズ駆動部４２は，情報処理部６で検出された画像情報取得部５と被写体との距離情報に基いて、ズームレンズ４１を調整する。これにより、被写体の距離などに応じて自動的に照射角調整が成され、店舗などのレイアウト変更があったような場合にも調整のための作業効率が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源からの光を被写体に照射するようにズームレンズを調整する焦点調整部と、を有するスポットライトであって、
被写体を撮像して画像情報を取得する画像情報取得部と、
前記画像情報取得部からの画像情報を基に、画像情報取得部と被写体との距離を検出する画像情報処理部と、を備え、
前記焦点調整部は、前記画像情報処理部で検出された画像情報取得部と被写体との距離に基いて、前記ズームレンズの焦点距離を調整することを特徴とするスポットライト。
【請求項２】
光源からの光の照射面積を変更する照射面積変更部を、さらに備え、
前記画像情報処理部は、前記画像情報取得部からの画像情報を基に被写体の大きさを算出する機能を有し、
前記照射面積変更部は、前記前記画像情報処理部により算出された被写体の大きさに基いて照射面積を変更することを特徴とする請求項１に記載のスポットライト。
【請求項３】
光源からの光の色温度を変更する色温度変更部を、さらに備え、
前記画像情報処理部は、前記画像情報取得部からの画像情報を基に被写体の色を検出する機能を有し、
前記色温度変更部は、前記画像情報処理部により検出された被写体の色に応じて光源の光の色温度を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスポットライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、店舗、美術館、博物館などで用いられる照明物の大きさに応じてスポット照明するスポットライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスポットライトにおいては、店舗内や美術館などの展示品を照明する際、ズームレンズを手動で調整することにより、展示品に照明光の焦点を合わせていた。しかし、展示場のレイアウトを変更した場合には、展示品の位置や大きさが変わるため、その都度、作業者はズームレンズを調節して、照射角や照射面積を再調整する必要があり、作業効率を悪くしていた。
【０００３】
また、カメラの映像情報から照射対象を自動認識し、それを追尾する機能を持ったスポットライトが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このスポットライトは、主に舞台照明のように常に動く照射対象を自動追尾して、照射対象の方向に合わせて照明するものであり、店舗などで照明対象（被写体）の距離や大きさに応じて自動的にスポット照明を調整することはできない。このため、店舗のレイアウト変更作業時などにおいて、光源から照射対象までの距離が変わったときに人による調整が必要であり、作業効率が悪かった。また、人による調整が必要であるため、一日の時間帯や日照変化などに対応して適正な照明効果を得ることが難しかった。
【特許文献１】特開平１０−１２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、光源からの光の照射角を被写体に合わせるように照明するスポットライトにおいて、被写体の距離などに応じて自動的に照射角調整が成され、店舗などでレイアウト変更があったような場合にも簡単に適正な照明をすることができ、調整のための作業効率の向上が図れるスポットライト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】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光源と、光源からの光を被写体に照射するようにズームレンズを調整する焦点調整部と、を有するスポットライトであって、被写体を撮像して画像情報を取得する画像情報取得部と、前記画像情報取得部からの画像情報を基に、画像情報取得部と被写体との距離を検出する画像情報処理部と、を備え、前記焦点調整部は、前記画像情報処理部で検出された画像情報取得部と被写体との距離に基いて、前記ズームレンズの焦点距離を調整するものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスポットライトにおいて、光源からの光の照射面積を変更する照射面積変更部を、さらに備え、前記画像情報処理部は、前記画像情報取得部からの画像情報を基に被写体の大きさを算出する機能を有し、前記照射面積変更部は、前記画像情報処理部により算出された被写体の大きさに基いて照射面積を変更するものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスポットライトにおいて、光源からの光の色温度を変更する色温度変更部を、さらに備え、前記画像情報処理部は、前記画像情報取得部からの画像情報を基に被写体の色を検出する機能を有し、前記色温度変更部は、前記画像情報処理部により検出された被写体の色に応じて光源の光の色温度を変更するものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、ズームレンズの焦点距離を自動的に調整することができるので、店舗のレイアウト変更などがあって、被写体距離が変化しているような場合にも、人によるスポットライトの照射角調整作業が不要となり、簡単に適正な照明環境を提供することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、被写体の大きさに応じて自動的に照射面積を変更することができるので、被写体の大きさが変わった場合においても、人による調整作業を要することなく、簡単に適正な照明環境を提供することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、被写体の色に応じて光の色温度を自動的に変更することができるので、被写体の色が変わった場合においても、上記と同等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態に係るスポットライト１０について、図１乃至図３を参照して説明する。スポットライト１０は、照明部１と、照明部１の照射方向と同一方向を撮像し、撮像した画像情報を基に照射部１を調整動作するためのカメラ部２とを備える。照明部１は、支持部２０により店舗の天井等に支持され、被写体１０１を照射光１０２により照射する。スポットライト１０は、照射光１０２の照明パターンを被写体１０１の距離や大きさに応じて自動的に調整する機能を持つ。図１（ａ）は被写体１０１が小さいときで、照明範囲が狭くされた状態を示し、図１（ｂ）は、被写体１０１が大きいときで、照明範囲が広くされた状態を示している。
【００１２】
照明部１は、図２に示すように、光源３と、光源３の前方に配設され、光源３からの光を被写体に照射するレンズ部４とを備え、レンズ部４は、光源３の光を集光するズームレンズ４１と、ズームレンズ４１の光源３からの距離を調整するレンズ駆動部（焦点調整部）４２とを有している。光源３の光軸は、ズームレンズ４１の光軸と一致するように照明筐体（不図示）内に配設されている。
【００１３】
光源３は、図３に示すように、ランプ部３１と、ランプ部３１で発光した光をズームレンズ４１方向に反射するための反射鏡３２を有する。ランプ部３１で発光された光は、反射鏡３２によりズームレンズ４１に集光される。ランプ部３１は、ハロゲン、ＨＩＤ（High Intensity Discharged Lamp）、コンパクト蛍光灯又はＬＥＤなどの発光素子よりなる。
【００１４】
ズームレンズ４１は、光源３からの光を光軸に平行に近づける集光用のレンズと、焦点距離調整用のレンズを備え、それらのレンズの光軸が光源３の光の光軸と一致するように配設されている。ズームレンズ４１は、レンズ駆動部４２により制御されて、光源３との距離を変えられる。
【００１５】
レンズ駆動部４２は、焦点調整するために、ズームレンズ４１を駆動するための小型モータ等のレンズ駆動手段（不図示）を備える。レンズ駆動部４２は、カメラ部２で検出された被写体までの距離情報に基き、ズームレンズ４１を駆動し、矢印４２ａで示される光軸方向に沿って移動させる。これにより、レンズ駆動部４２は、ズームレンズの焦点距離を調整して光源３からの光が被写体を均一照射することができる。
【００１６】
カメラ部２は、照射方向を向くように照明部１と一体に動き、被写体を撮像して画像情報を取得する画像情報取得部５と、画像情報取得部５で取得された画像情報を基に、画像情報取得部５からの画像情報を基に、画像情報取得部５と被写体との距離（被写体距離）を検出する情報処理部（画像情報処理部）６と、情報処理部６で検出された被写体との距離に基きレンズ駆動部４２を制御する制御部７と、情報処理部６及び制御部７における情報処理等に必要なデータを記憶する記憶部７１とを備える。また、情報処理部６、制御部７は、それぞれ情報処理、制御処理をするためのCPUを備えている。
【００１７】
画像情報取得部５は、被写体を撮像し、撮像した画像情報を基に被写体距離を検出するための距離情報を生成する距離センサ部５１を備える。距離センサ部５１は、２個のＣＣＤ等から成るラインセンサを備え、各ラインセンサで撮像した被写体の画像を２系統の光学系でそれぞれのラインセンサ上に結像させ、これらの被写体像の位相差を検出し、この位相差情報を含む被写体距離を検出するための距離情報を生成し、この距離情報を情報処理部６に送る。
【００１８】
情報処理部６は、距離センサ部５１からの距離情報に基き、被写体距離を検出する距離検出部６１を備える。距離検出部６１は、距離情報を基に視差と三角測量の原理により距離を算出する。また、距離検出部６１は、予め記憶部７１に記憶された光源３の光の焦点距離を合わすための被写体距離と光軸上のズームレンズ位置との関係を定めた位置データテーブルを基に、検出した被写体距離に対応したズームレンズ４１の調整位置データを求め、この調整位置データを基に調整位置信号を発生し、制御部７に送出する。
【００１９】
制御部７は、情報処理部６からの調整位置信号に基き、ズームレンズ４１を制御するためのレンズ制御信号を生成し、このレンズ制御信号をレンズ駆動部４２に送出する。レンズ駆動部４２は、このレンズ制御信号に基き、ズームレンズ４１を光源３の光軸方向に沿って前後に移動させてズームレンズ４１の焦点距離を自動調節する。
【００２０】
上記のように構成された本スポットライト１０において、ユーザが照明部１を被写体１０１に向けて、光源３からの光をズームレンズ４１を通して被写体１０１に照射すると、カメラ部２は、照射される被写体１０１の画像を撮像する。このとき、距離センサ部５１は、被写体距離を検出するための距離情報を生成し、この生成した距離情報を距離検出部６１に送る。距離検出部６１は、この距離情報を基に被写体距離を検出すると共に、検出した被写体距離に対応するズームレンズ４１の調整位置データを位置データテーブルより求める。この位置データテーブルは、予め被写体距離と、被写体距離に応じて被写体に好適な照射角となるズームレンズ４１の焦点距離位置との関係を示すデータであり、記憶部７１に記憶されている。距離検出部６１は、この調整位置データに基く調整位置信号を発生し、この調整位置信号を制御部７に送る。制御部７は、この調整位置信号に基きレンズ制御信号を発生してレンズ駆動部４２を制御する。レンズ駆動部４２は、レンズ制御信号によりズームレンズ４１を矢印４２ａに示す光軸方向に沿って位置調整する。これにより、ズームレンズ４１の焦点距離が自動調整され、光源３の光の照射角が、被写体１０１との距離に応じて自動的に好適な角度に調整される。
【００２１】
このように、上記実施形態のスポットライトによれば、ズームレンズ４１の焦点距離を自動的に調製することができるので、店舗のレイアウト変更などがあって、被写体距離が変化しているような場合にも、人によるスポットライトの照射角調整作業が不要となり、簡単に適正な照明環境を提供することができる。
【００２２】
次に、本発明における第２の実施形態に係るスポットライトについて、図４及び図５を参照して説明する。本スポットライト１０は、光源３の光の前方にあって、光源３からの光の照射面積を変更するマスク部（照射面積変更部）８を有する。また、画像情報取得部５は２次元の画像センサ部５２を有し、情報処理部６は、画像センサ部５２で得られた画像情報を基に被写体１０１の大きさを検出する大きさ検出部６２を備えている。マスク部８は、大きさ検出部６２で算出された被写体の大きさに基いて照射面積を変更する。他の構成は、前記実施形態と同様である。
【００２３】
画像センサ部５２は、２次元ＣＣＤイメージセンサ等からなり、この画像センサ部５２により取得された被写体の２次元の画像情報は、大きさ検出部６２に入力される。
【００２４】
大きさ検出部６２は、被写体の画像情報と、予め画像センサ部５２で撮影して記憶部７１に記憶された照射範囲の壁面の画像情報とを比較することにより、被写体１の形状を特定し、この特定した被写体１の形状の画像面積を基に大きさを算出する。
【００２５】
大きさ検出部６２による被写体１の形状を特定は、ここでは、壁面の色を同一色（例えば、白色）とし、被写体の画像情報と壁面の画像情報を比較して、コントラストの大きい箇所の画像を画像処理することにより、被写体のエッジの輪郭画像（又は、色の濃い部分）を求めることにより行う。また、大きさ検出部６２は、特定した被写体１の形状の画像面積の算出を、ＣＣＤイメージセンサにおける被写体の輪郭画像の画素数などを基に行う。ここでは、予め被写体の画像面積と、被写体の大きさと、被写体距離との関係データが大きさ換算データテーブルとして記憶部７１に記憶されている。従って、被写体の画像面積と被写体までの距離が分かると、この大きさ換算データテーブルを用いて被写体の大きさが求められる。これにより、大きさ検出部６２は、画像センサ部５２からの画像情報に基いて得られた画像面積と、距離算出部６１で得られた距離情報とを基に被写体の大きさを求めることができる。
【００２６】
また、大きさ検出部６２は、求めた被写体の大きさを基に、この大きさに対応する好適な照射面積を形成するマスク開口径を求める。このマスク開口径は、予め記憶部７１に記憶されている画像面積とマスク開口径の関係をリストした開口径データテーブルを基に求められる。即ち、大きさ検出部６２は、求めた被写体の大きさデータを基に開口径データテーブルから、被写体の大きさに対応した好適な照射面積が得られる開口径を求める。大きさ検出部６２は、この求めた開口径のマスク８１を選ぶためのマスク選択信号を発生して、このマスク選択信号を制御部７に送る。制御部７は、マスク選択信号に基きマスク切替信号を発生し、このマスク切替信号を照明部１のマスク駆動部８２に送出する。
【００２７】
マスク部８は、図５に示されるように、光源３とレンズ部４の間に配設され、光源３の光を通すための異なる径の開口８３を持つ複数のマスク８１と、マスク８１を切替えるために駆動する不図示のマスク駆動部８２とを備える。マスク駆動部８２は、制御部７からのマスク切替信号に基いて、大きさ検出部６２で検出された被写体の大きさに対応した好適な照射面積が得られる開口径を持つマスク８１を選択して切替える。このマスク８１の切替は、不図示のマスク駆動部８２により、矢印８２ａで示されるように移動して行われる。マスク部８は、このマスク駆動部８２によるマスク８１の切替により、光源３からの光の照射光径を変更することができるので、被写体を照射する光源３からの光の照射面積を変更することができる。
【００２８】
これにより、マスク部８は、大きさ検出部６２で算出された被写体の大きさに基いて被写体の照射面積を変更することができる。従って、被写体に対して照射面積が小さ過ぎて被写体全体を照射できなくなる場合には、自動的に照射面積を大きくして被写体全体を照射できるようにし、被写体に対して照射面積が大きすぎる場合は、照射面積を小さくして被写体に対して不必要な部分まで照射することを自動的に防止することができる。
【００２９】
このように、上記実施形態のスポットライト１０によれば、被写体の大きさに応じて自動的に照射面積を変更することができるので、被写体の大きさが変わった場合においても、人による調整作業を要することなく、簡単に適正な照明環境を提供することができる。
【００３０】
次に、本発明における第３の実施形態に係るスポットライトについて、図６及び図７を参照して説明する。本スポットライト１０は、光源３からの光の色温度を変更する光フィルタ部（色温度変更部）９を備える。また、情報処理部６は、画像センサ部５２で撮像された被写体の色を検出する色検出部６３を有する。光フィルタ部９は、色検出部６３で検出された被写体の色に応じて光源の光の色温度を変更する。他の構成は、前記実施形態と同様である。
【００３１】
画像センサ部５２は、ＣＣＤカラー撮像素子等により成るカラーイメージセンサによる撮像画像に基きカラーテレビ信号のＲ、Ｇ、Ｂ信号の各色信号を生成し、この生成した色画像情報を色検出部６３に送る。
【００３２】
色検出部６３は、画像センサ部５２で得た画像情報データ中の色信号を基に、被写体の色を検出する。この被写体の色の検出は、画像センサ部５２で検出された色信号中のＲ、Ｇ、Ｂ信号の色分布により、例えば、赤っぽい色、青っぽい色というように判定することにより行う。ここでは、予め被写体の色に対応した好適な光の色温度を記憶した色温度データテーブルを記憶部７１に記憶している。色検出部６３は、検出した色情報データと色温度データテーブルに基いて、光源３からの光が好適な色温度になる色温度を選択し、この選択した色温度に基く色温度設定信号を発生し、この色温度設定信号を制御部７に送る。制御部７は、この色温度設定信号に基いて光色フィルタ９１を切替えるフィルタ切替信号を生成し、このフィルタ切替信号を照明部１のフィルタ駆動部９２に送出する。
【００３３】
光フィルタ部は、図７に示されるように、ズームレンズ４１の前方に配設され、光源３の光が通る色部９１ａの色の異なる複数の光色フィルタ９１と、光色フィルタ９１の切替えを行う不図示のフィルタ駆動部９２とを備える。フィルタ駆動部９２は、制御部７からのフィルタ切替信号に基いて、色検出部６３で検出された被写体の色に対応した好適な光の色温度が得られる光色フィルタ９１を選択して切替える。この光色フィルタ９１の切替は、不図示のフィルタ駆動部９２により、矢印９２ａで示されるように移動して行われる。このフィルタ駆動部９２によるマスクの切替により、光源３からの光が光色フィルタ９１を通過すると、その光の色温度が変更される。従って、この変更された色温度の光により被写体が照射されるので、被写体を照射する照明光の色温度を変更することができる。
【００３４】
これにより、光フィルタ部は、例えば、店舗などのレイアウトの変更により被写体の色が変わった場合にも、色検出部６３で検出された被写体の色に基いて光色フィルタ９１を自動的に切替えることができる。従って、例えば、色検出部６３が被写体（被照射物）を赤っぽい色であると判断した場合は、色温度３５００Ｋ程度の赤っぽい色の光色フィルタ９１に切替えることにより被写体の赤を際立たせることができる。また、被写体が青っぽい色であると判断された場合，色温度５０００Ｋ程度の青っぽい色の光色フィルタ９１に切替えることにより被写体の青色を引き立てることができる。また、一日の時刻変化や天候変化によって変わる周辺照明環境に従い被写体の見える色が変わった場合でも、光色フィルタを切替えて適正な照明にすることができる。
【００３５】
このように、上記実施形態のスポットライト１０によれば、被写体の色に応じて光の色温度を自動的に変更することができるので、被写体の色が変わった場合においても、前記実施形態と同等の効果が得られる。
【００３６】
次に、本発明における第３の実施形態に係るスポットライトの変形例について、図８（a）（ｂ）を参照して説明する。本スポットライト１０は、マスク部８及び光フィルタ部９において、マスク８１及び光色フィルタ９１を切替のためのマスク切替機能構８４及びフィルタ切替機能構９４を備えたものである。他の構成は前記実施形態と同様である。
【００３７】
照明部１は、レンズ部４を収納するための円筒形状の筐体１aを備え、筐体１aの側面には、支持部２０とカメラ部２が取り付けられている。また、筐体１aの電源３側、及び前方側には、それぞれマスク切替機能構８４及びフィルタ切替機能構９４が配設されている。
【００３８】
マスク切替機能構８４は、対向する一対の平面が十字状の略回転対称を成す矩形の筐体を備え、その中央部に光源３の光を通すための貫通開口８５を有し、この貫通開口８５の周りからマスク８１が挿入されるマスク挿入部８６と、筐体中央部の回りの十字状部分にそれぞれ貫通開口８５の周りからマスク８１をマスク挿入部８６に挿入自在にして保持するマスク保持部８７とが設けられている。また、各マスク保持部８７は、貫通開口８５と反対側の十字状に位置する各筐体端部にマスク８１を挿入する開口を有し、この開口から挿入されたマスク８１をマスク挿入部８内に導くガイド溝を筺体内面に備え、マスク８１をマスク挿入部８６に移動できるようになっている。このマスク保持部８７で保持されたマスク８１は、不図示のアクチュエータ等からなるマスク駆動部８２により、矢印８２ａ及び８２ｂに示す方向に沿ってマスク挿入部８６の貫通開口８５内に出し入れされて切替えられる。このマスク切替により、光の照射光径が変更される。このように、マスク８１が４方で同時に保持されて切替えられることにより、マスク駆動部８２がマスク切替信号によりマスク８１を切替える際、マスク８１を一方向から出し入れする場合に比較して、マスク８１を迅速に入れ替えることができ、マスク切替作業の効率が良くなる。
【００３９】
フィルタ切替機能構９４は、マスク切替機能構８４と同様の構成を成し、貫通開口９５を有するフィルタ挿入部９６と、フィルタ挿入部９６の４側面よりフィルタ９１をフィルタ挿入部９６に挿入自在にして保持するフィルタ保持部９７とを備える。フィルタ保持部９７で保持された光色フィルタ９１は、不図示のアクチュエータ等からなるフィルタ駆動部９２により、矢印９２ａ及び９２ｂに示す方向に沿って貫通開口９５内に出し入されて切替えられる。フィルタ駆動部９２がフィルタ切替信号により光色フィルタ９１を切替る際、光色フィルタ９１を迅速に入れ替えることができ、フィルタ切替作業の効率が良くなる。
【００４０】
このように、本変形例のスポットライトによれば、４方からマスク８１及び光色フィルタ９１をそれぞれ切替えられるマスク切替機能構８４及びフィルタ切替機能構９４を備えたことにより、マスク８１及び光色フィルタ９１を迅速に切替えることができ、マスク切替作業、フィルタ切替作業の効率が良くなる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、画像情報取得部は、画像センサ部と距離センサ部とをそれぞれ備えているが、画像センサ部に２次元ＣＣＤセンサを２つ設けることにより、画像センサ部で距離センサ部を兼ねることができる。また、マスクの開口の切替を自動アイリスシャッタを用いて行うこともできる。また、上記実施形態では、測距手段として、被写体像の位相差を基に得られるパッシブ型の距離センサの例を示したが、赤外線等を投光してその反射光を基に測定するアクティブ型の測距手段を用いてもよい。また、マスクの開口の切替え、及び光色フィルタの切替えを機械的に行ったが、ＴＦＴを備えた液晶フィルタを用いて、電子的に画像図形、画像配色を変更することにより、１枚の液晶フィルタで自動的にマスクの開口変更、光色フィルタの変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るスポットライトの被写体が小さい場合の照射状態を示す図、（ｂ）は同被写体が大きい場合の照射状態を示す図。
【図２】上記スポットライトの構成図。
【図３】上記スポットライトの照明部の分解構成図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るスポットライトの構成図。
【図５】上記スポットライトの照明部の分解構成図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るスポットライトの構成図。
【図７】上記スポットライトの照明部の分解構成図。
【図８】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る変形例のスポットライトの斜視図、（ｂ）は同スポットライトの側面図。
【符号の説明】
【００４３】
３  光源
４  レンズ部
５  画像情報取得部
６  情報処理部（画像情報処理部）
８  マスク部（照射面積変更部）
９  光フィルタ部（色温度変更部）
１０  スポットライト
４１  ズームレンズ
４２  レンズ駆動部（焦点調整部）
６１  距離算出部
６２  大きさ検出部
６３  色検出部
８１  マスク（照射面積変更部）
８２  マスク駆動部（照射面積変更部）
９１  光色フィルタ（色温度変更部）
９２  フィルタ駆動部（色温度変更部）
１０１  被写体
【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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