CN101815895B

CN101815895B - 照明装置

Info

Publication number: CN101815895B
Application number: CN2008801006667A
Authority: CN
Inventors: 河村亮
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-07-23
Also published as: JP2009049007A; EP2172688A4; EP2172688B1; CN101815895A; KR20100023970A; WO2009014137A1; JP4379532B2; TW200937097A; US20100231694A1; US8421849B2; KR101174551B1; TWI390326B; EP2172688A1

Abstract

本发明提供一种照明装置。照明装置(1)具备：输入照射光信号的照射光生成部(11)、以使由照射光涂覆被照射物体(20)的方式修正照射光信号的涂覆修正机构(12、13)、和利用修正处理后的照射光信号进行投影的照射光投影部(2)。照射光包括涂覆被照射物体(20)的涂覆光和成为被照射物体(20)的背景的背景光。照明控制装置(1)具备：按切割涂覆光的轮廓以使符合被照射物体(20)的形状的方式修正照射光信号的第一涂覆修正部(12)和根据被照射物体(20)的原点位置和照射光投影部(2)之间的位置关系修正涂覆光的轮廓的第二涂覆修正部(13)。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及以覆盖任意形状的被控制设备的表面的方式照射照射光的照明装置。

背景技术

以往，作为照射任意形状的照射光的照明装置，如所http://www.egghouse.com/gobo/about.htm，http://www.ushiolighting.co.jp/pro duct/productimage/pdf/dl2.pdf中所记载那样，在投影设备中设置被称为遮光屏(gobo)或遮光板(mask)等的滤光器，并对从该投影设备出射照射光的投影部进行遮光。由此，通过了滤光器后的照射光成为切割为特定形状的状态。具体地说，在以往的照明系统中，将以圆形、三角形、四边形等构成的基底形状切割的滤光器(遮光屏等)安装在投影设备上，并在照射光的轮廓上附上形状。

另外，在以往的照明系统中，在只想照射到被照射物体的情况下，使从投影设备出射的照射光的投影位置符合被照射物体的位置后，通过投影设备的光圈功能或变焦功能进行使大致的照射光的轮廓符合被照射物体的形状的动作。

而且，以往存在使用作为投影设备的投影仪代替照明器具(灯)，来进行空间演出的照明系统。该照明系统所使用的照明器具被称为移动投影仪。该移动投影仪出射映像光作为照射光。由此，能自由设定照射光的形状、颜色而作为运动图像进行变化。

但是，即使在该照明系统中，在照射光上附形状的情况下，与以往的照明系统同样，采用一种利用基底形状而使照射光的轮廓大致符合被照射物体的形状的方法。

而且，以往作为能在立体形状模型中有效表现物体的表面纹理(texture)的立体显示装置，公知一种日本特开2006-338181号公报所述的技术。

但是，在上述的以往照明系统中，虽然能变更照射光的轮廓使符合被照射物体的形状，但是为了通过圆形、三角形、四边形等构成的滤光器将照射光的轮廓作为基底，虽然能使照射光的形状大致符合被照射物体的轮廓，但使照射光的形状准确地符合被照射物体的轮廓是困难的。即、在以往的照明系统中变更照射光的轮廓以使符合任意形状的被照射物体是困难的。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述实情提出的，其目的在于提供一种能通过照射光以高精度涂覆任意形状的被照射物体的照明装置。

本发明是一种向任意形状的被照射物体投影照射光的照明装置，所述照明装置具备：照射光信号输入机构，其输入照射光信号；涂覆修正机构，其在使照射光照射到被照射物体时，对通过照射光信号输入机构所输入的照射光信号进行修正以使由照射光涂覆被照射物体；和照射光投影机构，其利用由涂覆修正机构修正处理后的照射光信号对被照射物体进行投影。在这种照明装置中，照射光包括：涂覆光，其涂覆被照射物体；和背景光，其成为被照射物体的背景。

为了解决上述课题，涂覆修正机构的特征在于，以修正照射光中的涂覆光的轮廓的方式修正照射光信号，且涂覆修正机构具备：第一涂覆修正机构，其以切割照射光中的涂覆光的轮廓以使符合被照射物体的形状的方式来修正照射光信号，由此，按照只对被照射物体投影涂覆光，并对被照射物体以外投影背景光的方式，对涂覆光的照射范围进行切割处理，不是涂敷光的部分成为背景光；和第二涂覆修正机构，其中第一涂覆修正机构将包括被投影到所述被照射物体上的涂敷光的映像信号和所述背景光的映像信号的照射光信号供给到第二涂覆修正机构，根据被照射物体的原点位置和照射光投影机构之间的位置关系，对由第一涂覆修正机构修正后的涂覆光的轮廓进行修正。

附图说明

图1是表示适用本发明的涂覆(coating)照明装置的结构的框图。

图2是表示由适用本发明的涂覆照明装置涂覆任意形状的被照射物体的形态的图。

图3是表示光照射到照射光投影范围整体的形态的图。

图4是对适用本发明的涂覆照明装置中的被照射物体的形状数据进行说明的图。

图5是对适用本发明的涂覆照明装置中的第一涂覆修正部的映射处理进行说明的图。

图6是表示由适用本发明的涂覆照明装置选择照射光图案并涂覆被照射物体的形态的图。

图7是表示适用本发明的涂覆照明装置的其他结构的框图。

图8是在适用本发明的涂覆照明装置中表示与平板状的被照射物体相对的用户的视点位置、视野角及距离的图。

图9是在适用本发明的涂覆照明装置中，对用户观看平板状的被照射物体时用户视认(visual recognized)的映像进行说明的图。

图10是在适用本发明的涂覆照明装置中表示与平板状的被照射物体相对的照射光投影部的投影位置、投影角度及距离的图。

图11是在适用本发明的涂覆照明装置中对从照射光投影部对平板状的被照射物体进行光投影的形态进行说明的图。

图12是在适用本发明的涂覆照明装置中对用户观看圆顶型的被照射物体时用户视认的映像进行说明的图。

图13是在适用本发明的涂覆照明装置中对从照射光投影部对圆顶型的被照射物体进行光投影的形态进行说明的图。

图14是表示在适用本发明的涂覆照明装置中对从被照射物体泄漏到背面的泄漏光进行抑制的结构的框图。

图15是表示在适用本发明的涂覆照明装置中未将涂覆光投影到规定大小以下的区域的图。

图16是表示在适用本发明的涂覆照明装置中未将涂覆光投影到被照射物体的轮廓部分的图。

图17是在适用本发明的涂覆照明装置中对逐渐变更被照射物体的轮廓部分的照明效果进行说明的图。

图18是表示在适用本发明的涂覆照明装置中向被照射物体的锐角部分投影具有圆形的涂覆光的图。

图19是对与涂覆被照射物体的照射光投影部不同而将背景光投影到被照射物体的背面上的照射光投影部的配置进行说明的正面图。

图20是对与涂覆被照射物体的照射光投影部不同而将背景光投影到被照射物体的背面上的照射光投影部的配置进行说明的俯视图。

图21是表示由适用本发明的涂覆照明装置以涂覆光涂覆被照射物体并且将背景光投影到背面的状态的图。

图22是表示作为比较例的照明效果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明适用于由例如采用如图1所示的结构的照明控制装置1和照射光投影部2构成的涂覆照明装置。如图2所示，该涂覆照明装置通过向任意形状的被照射物体20投影照射光，从而能以单色的照射光涂覆被照射物体20的方式观察被照射物体20。另外，涂覆照明装置并不限定于单色的照射光，也可以通过多色或映像的照射光涂覆被照射物体20。

通常，若从投影仪出射单色的照射光遍及照射光投影范围整体，则如图3所示照射光也照射被照射物体20以外，并在被照射物体20的背后会出现影子。对此，如图2所示，涂覆照明装置将单色的照明光只投影到被照射物体20的表面，将背景色的照射光投影到被照射物体20的背景。由此，通过单色的照射光涂覆被照射物体20。且有，在以下的说明中，将用于涂覆图2所示的被照射物体20的照射光称为“涂覆光”，将成为被照射物体20的背景的照射光称为“背景光”。

如图4(a)所示，被照射物体20是任意形状的立体物。如图4(b)所示，该被照射物体20是通过计算机图形学技术三维再现的，且能分析所有方向的形状数据。另外，也可以通过图像传感技术根据被照射物体20的摄影图像三维再现被照射物体20。该形状数据被提供给照明控制装置1，用于后述的第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13中的修正处理。

如后述，涂覆照明装置为了通过照射光涂覆被照射物体20而对照射光信号实施歪扭修正处理并从照射光投影部2输出照射光。因此，被照射物体20并不特定限定，也可以是由凹凸物体或一样的平面(或曲面)构成的空间。其中，为了提高从照射光投影部2投影出的照射光的色身的再现性，优选被照射物体20的表面由屏幕材料等加工。

照射光投影部2由投影仪构成，投影仪接收从照明控制装置1发送出的照射光信号，输出由涂覆光和背景光构成的照射光。

照明控制装置1具备：照射光生成部11、第一涂覆修正部12、第二涂覆修正部13。且有，图1所示的照明控制装置1虽然由具备了CPU、ROM、RAM、存储器装置等的计算机的硬件构成的，但是在图1中为了方便起见按照功能块划分并进行说明。

照射光生成部11作为输入照射光信号的照射光信号输入机构而起作用。照射光生成部11也可以从外部的个人计算机输入照射光信号，也可以通过指定单色光的颜色来生成单色的照射光信号。另外，该照射光信号是作为平面映像而生成的。

如图3所示，例如该照射光信号将单色的照明光作为涂覆光的情况下，照射光投影范围的整体为单色的映像信号。另外，在照射光生成部11将成为多色的图案图像或映像的照射光作为涂覆光的情况下，照射光投影范围的整体也是成为图案图像或映像的映像信号。通过该照射光生成部11输入或生成的照射光信号被提供给第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13。

在使照射光照射到被照射物体20上时，第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13以照射光涂覆被照射物体20的方式对由照射光生成部11所提供的照射光信号进行修正。第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13以使照射光中所包括的涂覆光的轮廓与被照射物体20的轮廓一致的方式修正照射光信号。

第一涂覆修正部12以切割照射光中所包括的涂覆光的轮廓以使符合被照射物体20的形状的方式修正照射光信号。由此，第一涂覆修正部12以将涂覆光只投影到被照射物体20且将背景光投影到被照射物体20以外的方式对涂覆光的照射范围进行剪裁处理。

如图5(a)所示，这种第一涂覆修正部12输入由照射光生成部11作成的平面映像100。接着，第一涂覆修正部12作为图5(b)所示的坐标参数而输入被照射物体20的形状数据20’，并进行将平面映像100粘在被照射物体20的形状数据20’上的映射处理。在从用户视点位置观看被照射物体20时，该映射处理运算平面映像100的各像素被投影到被照射物体20的哪个部分。通过该映射处理，第一涂覆修正部12确定平面映像100的各像素和被照射物体20上的坐标之间的对应关系。

由此，如图5(c)所示，平面映像100成为由形状数据20’进行坐标变换后的三维映像100’。在此，平面映像100中的形状数据20’外的映像部分被除外，只剩下在形状数据20’上能映射的映像部分。即、不成为涂覆光的部分成为背景光。

如图5(d)所示，该三维映像100’通过第一涂覆修正部12被进行投影到照射光投影部2、即投影仪的显示面上的处理。该处理在涂覆光从照射光投影部2的设置位置投影到被照射物体20时运算照射光投影部2的投影面被投影到被照射物体20的哪个部分。并且，该处理根据照射光投影部2的投影面与被照射物体20的坐标之间的对应关系和由上述的映射处理求出的被照射物体20的坐标与平面映像100的各像素之间的对应关系，求出照射光投影部2的投影面和平面映像100的各像素之间的对应关系。由此，第一涂覆修正部12变换平面映像100，重构成图5(e)所示的平面映像100”。且有，该处理参照图8～图13进行更详细的说明。

通过进行这种映射处理，从而第一涂覆修正部12将由照射光生成部11所提供的平面映像100只映射到任意形状的被照射物体20上，并能作为未映射到被照射物体200以外的部分上的映像。实施该映射处理后的映像成为用于通过第一涂覆修正部12将涂覆光投影到被照射物体20上的映像信号。与涂覆光相对的背景光成为映像信号，所述映像信号成为相当于涂覆光的映像部分以外的映像部分。第一涂覆修正部12将包括投影到被照射物体20上的涂覆光的映像信号和背景光的映像信号的照射光信号提供给第二映像修正部13。

在此，在为照射光投影部2的投影区域的中心轴与被照射物体20的中心位置(原点位置)一致的正对状态的情况下，通过由上述的映射处理修正的照射光信号从而能由涂覆光高精度地涂覆被照射物体20。但是，在被照射物体20的原点位置和照射光投影部2的投影范围的中心轴之间的配置关系不正对的情况下，只在第一涂覆修正部12中不能对以高精度涂覆被照射物体20的情况进行充分的修正。即、在照射光投影部2的光轴从被照射物体20的原点位置偏移的情况下，需要将照射光投影部2的位置作为参数，对照射光信号进行修正。

因此，涂覆照明装置根据被照射物体20的原点位置和照射光投影部2的位置的关系，通过第二涂覆修正部13再次对照射光信号进行修正处理。该修正处理对映像作成时所需的映像显示参数实施平行移动变换及旋转移动变换来变更映像显示参数。此时，沿着照射光投影范围将映像显示参数变换为在上下左右方向上非对称的值来变更映像显示参数。由此，即使从照射光投影部2对被照射物体20从任意方向投影照射光，涂覆照明装置也能以使涂覆光高精度地只投影到被照射物体20上的方式来进一步修正涂覆光的轮廓。

具体地说，第二涂覆修正部13预先输入被照射物体20的位置、照射光投影部2的位置，从而取得了与照射光投影部2相对的被照射物体20的姿势参数即、修正参数。并且，第二涂覆修正部13基于修正参数执行平行移动变换及旋转移动变换。

另外，涂覆照明装置除了考虑照射光投影部2和被照射物体20之间的位置关系之外，还可以考虑照射光投影部2的投影角度、光轴移动量等的照射光投影部2的性能或观察者的位置来修正照射光信号。具体地说，涂覆照明装置输入预先设定的观察者位置、被照射物体20的形状、照射光投影部2和被照射物体20的相对位置及姿势，并作为在将照射光投影到被照射物体20上时能高精度涂覆的修正参数而作成修正表。该修正表是平面的投影面和作为任意形状的被照射物体20的投影面的网眼模型的对应表格(map)。该对应表格用于根据该修正表进行坐标变换并按照照射光信号的每个像素将平面显示用的映像信号变换为对任意形状的显示用的输出映像信号。

而且，也可以按照观察者位置、被照射物体20的形状、照射光投影部2和被照射物体20的每个相对位置及每个姿势作成这种修正表，通过第二涂覆修正部13选择来进行修正。

而且，如图7所示，在如上述将映像的涂覆光投影到被照射物体20的情况下，优选该涂覆照明装置具备第三涂覆修正部21，所述第三涂覆修正部21进行以观察者的视点位置作为修正参数的映像歪扭修正处理。

在存在预先推荐的被照射物体20的视点位置的情况下，该第三涂覆修正部21存储有用于修正从该视点位置观察被照射物体20时的映像歪扭的修正表。并且，在从第二涂覆修正部13提供照射光信号的情况下，第三涂覆修正部21根据修正表对照射光信号的各像素进行坐标变换，作为没有映像歪扭的映像。由此，在从观察者的视点位置视认投影到被照射物体20的映像的情况下，涂覆照明装置为了能无歪扭地观察该映像而能使映像光歪扭。

另外，在输入计测了观察者的视点位置后的值的情况下，该第三涂覆修正部21也可以根据该计测出的值计算视点位置参数。由此，第三涂覆修正部21在视点位置移动后也能以从视点位置无歪扭地观赏的方式生成涂覆被照射物体20的涂覆光。

如以上说明，根据适用本发明的涂覆照明装置，由于基于被照射物体20的形状修正照射光信号而且基于照射光投影部2和被照射物体20的位置关系修正照射光信号，故能以高精度将涂覆光只照射到被照射物体20上。

另外，根据该涂覆照明装置，能将预先修正后的映像以无歪扭的方式投影到由包括家具等的凹凸形状构成的被照射物体20。例如，通过将车的映像投影到有车的形状的被照射物体20上从而能检查车辆设计等。另外，能适用于任意形状的广告牌或装饰等。

接着，对在上述的涂覆照明装置中，即使如图6或图7所示向任意形状的被照射物体20投影映像，也能无歪扭地观看该映像进行说明。

例如，如图8所示，作为任意形状的被照射物体20而考虑相对用于U只相距距离L且相对用户U倾斜地配置的平板状物体30。从用户U的视点位置P1以视野角θ1视认该平板状物体30。从与用户U的视野中心交叉的平板状物体30上的点P2到用户U只相距距离L1。

如图9(a)所示，在视点位置P1和平板状物体30上的点P2的位置关系中，考虑在平板状30上经由用户U观看的映像面40U来观看图9(b)所示的格子状的平面映像100(涂覆光)的情况。此时，在映像面40U中显示图9(b)所示的平面映像100时使相同的映像显示于平板状物体30的情况下，需要取得映像面40U上的各坐标和平板状物体30上的各坐标的对应关系。虽然图9(a)已经示意出了，但映像面40U上的点b1、b2、b3、b4、b5与平板状物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5对应。因此，平板状物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5所显示的映像被用户U视认为映像面40U上的点b1、b2、b3、b4、b5。

如图10所示，用户U的视线与平板状物体30交叉的点P2和照射光投影部2的投影位置P3为L2的距离。另外，照射光投影部2在规定的投影角度θ2的范围内投影投影光。

此时，照射光投影部2的映像面40P和平板状物体30之间的位置关系如图11所示，平板状30上的点a1、a2、a3、a4、a5与映像面40P上的点c1、c2、c3、c4、c5对应。即、从照射光投影部2的投影位置P3延长了映像面40P上的点c1、c2、c3、c4、c5的直线上的点成为平板状物体30的点a1、a2、a3、a4、a5。

若根据这种用户U的视点位置P1及视野角θ1、平板状物体30的位置、照射光投影部2的投影位置P3及投影角度θ2的关系使映像投影到图11(a)所示的照射光投影部2的映像面40P上的点c1、c2、c3、c4、c5，则映像被投影到平板状物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5。结果，平板状物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5被视认为图9中的映像面40U上的点b1、b2、b3、b4、b5。因此，为了使用户U视认平面映像100，照射光投影部2需要基于与映像面40U上的各坐标对应的平板状物体30上的各坐标和与映像面40P上的各坐标对应的平板状物体30上的各坐标之间的对应关系来如图11(b)所示投影歪扭的平面映像100”。

为了实现这种涂覆光的投影动作，照明控制装置1如图9所示取得表示用户U的视点位置P1的视点位置、表示视线方向的视点位置姿势参数、及表示用户U的视野角θ1的视野角参数。这些用户U的参数确定上述的映像面40U。

另外，取得对从照射光投影部2出射的涂覆光进行投影的平板状物体30的形状参数。该形状数据例如是CAD数据。在此，视点位置姿势参数利用数值定义三维坐标空间中的X、Y、Z轴上的位置及围绕轴旋转的旋转角度。该视点位置姿势参数唯一确定视点位置P1和平板状物体30之间的距离L1、和与视点位置P1相对的平板状物体30的姿势。另外，所谓平板状物体30的形状数据是以由CAD等作成的电子数据为基准定义三维坐标空间中的形状区域。该形状数据唯一确定从视点位置P1观看的平板状物体30的形状。这种平板状物体30的形状数据和用户U的参数确定映像面40U的坐标和平板状物体30上的坐标之间的对应关系。

另外，如图10所示设置有照射光投影部2，对此照明控制装置1取得照明光投影部2的投影位置P3、表示该照射光投影部2的光轴方向的位置姿势参数、及表示照射光投影部2的投影角度θ2的投影角度参数。该照射光投影部2的位置姿势参数及投影角度参数表示照射光投影部2向平板状物体30投影的映像面40P。若该映像面40P确定，则能确定从照射光投影部2投影出的涂覆光经由映像面40P投影到平板状物体30的什么坐标上。即、照射光投影部2的位置姿势参数及投影角度参数、和平板状物体30的位置姿势参数及形状数据能唯一确定由从照射光投影部2出射的涂覆光所覆盖的平板状物体30的范围。在照射光投影部2是投影仪的情况下，投影位置P3以后焦点(back focus)及放映角度(projectionangle)定义，投影角度θ2根据距投影位置P3一定距离的水平及垂直方向的投影范围计算出。

并且，照明控制装置1将像素配置在连接平板状物体30所显示的涂覆光的像素(a1、a2、a3、a4、a5)和照射光投影部2的投影位置P3的直线与映像面40P之间的交点(c1、c2、c3、c4、c5)上，构成平面映像100”，并使该平面映像100”投影到平板状物体30上。并且，能够使用户U以映像面40P上的点c1、c2、c3、c4、c5、平板状物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5、映像面40U上的点b1、b2、b3、b4、b5这一路径，能视认无歪扭的映像。

同样地，即使被照射物体20不是平板状物体30那样的形状而是圆顶型，也能无歪扭地涂覆，从而能使用户U视认被照射物体20。如图12(a)所示那样，被照射物体20为圆顶型物体30，如图12(b)所示考虑使用户U视认格子状的涂覆光的情况。此时，由用户U视认映像面40U上的点b1、b2、b3、b4、b5的延长线上的圆顶型物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5。对此，照射光投影部2如图13(a)所示将投影光投影到映像面40P上。通过该映像面40P上的点c1、c2、c3、c4、c5后的投影光被投影到圆顶型物体30上的点a1、a2、a3、a4、a5，被视认为图12(a)所述的映像面40U的点b1、b2、b3、b4、b5。因此，照射光投影部2向映像面40P投影如图13(b)所示那样使歪扭的平面映像100”。对此，用户U能视认图12(b)所示那样的无歪扭的平面映像100。

接着，对于向上述的涂覆照明装置附加了新结构后的装置进行说明。

【照射光图案】

此外，该涂覆照明装置其照射光生成部11也可以具备：照射光图案存储部，其预先存储照射光图案的多个照射光信号；和照射光图案选择部，其选择存储在照射光图案存储部中的任一种照射光图案并读取照射光信号。该照射光图案存储部由未图示的存储器构成，照射光图案选择部由选择任一种照射光图案的操作界面(interface)等构成。

作为多种照射光图案举出了由图3所示的单色涂覆光涂覆被照射物体20的照射光图案、如图6(a)所示由规定样式的涂覆光涂覆被照射物体20的照射光图案、及如图6(b)所示由映像的涂覆光涂覆被照射物体20的照射光图案等。

这种涂覆照明装置中的照射光生成部11例如具有由涂覆照明装置的管理者或观察者选择照射光图案的操作界面，并基于该操作界面的操作选择其中任一种照射光图案。并且，照射光生成部11将选择出的照射光图案提供给第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13。

其后，第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13对由照射光图案选择部选择出的照射光图案的照射光信号进行修正。照射光投影部2投影该修正后的照射光信号，从而能由照射光图案选择部选择出的照射光图案的涂覆光涂覆被照射物体20。

这种涂覆照明装置通过预先准备多种照射光图案从而能简单且瞬时地切换所使用的照射光图案。

【抑制泄漏光】

另外，如图14所示，这种涂覆照明装置中的照明控制装置1还可以具备泄漏光抑制部14，该泄漏光抑制部14抑制会从被照射物体20泄漏并投影到背后的泄漏光。

上述的涂覆照明装置以涂敷任意形状的被照射物体20的方式投影涂覆光。因此，若要通过涂覆光更精确地涂覆到被照射物体20的缘部为止，则涂覆光为被照射物体20外且作为泄漏光会投影到背后。该泄漏光是由照射光投影部2或被照射物体20的位置姿势参数的微小偏差、照射光投影部2(投影仪)的个体差引起而发生的。但是，由于该参数或设备精度是有界限的，故为了不发生泄漏光而以彻底地涂覆被照射物体20的方式修正映像信号是非常困难的。

在此，该涂覆照明装置通过加工由第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13修正后的映像信号，从而不是不发生泄漏光而是发生了的泄漏光不明显。

泄漏光抑制部14提供由第一涂覆修正部12及第二涂覆修正部13修正后的映像信号。泄漏光抑制部14对所提供的映像信号实施抑制泄漏光的处理并提供给照射光投影部2。

作为泄漏光抑制部14的泄漏光抑制处理举出了以不将涂覆光投影到在被照射物体20中预先设定的大小以下的区域的方式修正照射光信号。具体地说，如图15所示，在人型的被照射物体20中虽然涂覆光投影到比规定大小大的区域20a中，但是涂覆光未投影到规定大小以下的手指部分及脚部分等的区域20b。由此，涂覆照明装置能够抑制从照射光投影部2向被照射物体20投影的涂覆光从该被照射物体20泄漏并被投影到被照射物体20的背景。且有，在图15中，作为用户界面具备监视装置3，并将投影状态3a显示于该监视装置3，其中所述监视装置3是用户能确认实际上涂覆光如何投影的装置。

另外，如图16所示，泄漏光抑制部14也可以使投影到被照射物体20中的规定宽度的轮廓部分20c中的涂覆光的照明效果变化。例如，举出了涂覆光未投影到轮廓部分20c。

由此，照明控制装置1使从照射光投影部2向被照射物体20投影的涂覆光从该被照射物体20泄漏而投影到被照射物体20的背景上的效果变得不明显。由此，由于若将涂覆光的投影区域设定在被照射物体20中的细小部分或细微部分，则泄漏光的发生概率变高，故从涂覆光的投影区域中除去预先设定的大小以下的区域20b。

进而，如图17所示，泄漏光抑制部14也可以按照轮廓部分20d的规定宽度从内侧向外侧的方式逐渐使涂覆光的照明效果变化。由此，照明控制装置1也能使从照射光投影部2向被照射物体20投影的涂覆光从该被照射物体20泄漏并被投影到被照射物体20的背景的效果不明显。

具体地说，作为使在轮廓部分20d中变化的照明效果举出了照度、亮度、光度、光束、色温度、光源的色调效果等。并且，泄漏光抑制部14以即使从被照射物体20泄漏出的光被投影到背景上也不明显的方式来变更轮廓部分20d中的涂覆光的照明效果。例如，泄漏光抑制部14通过降低被照射物体20中的轮廓部分20d中的涂覆光的照度，从而使泄漏光变得不明显。另外，泄漏光抑制部14通过增大将照度设定为零的轮廓部分20d的宽度，从而徐徐减小涂覆光的投影区域，进而能徐徐减小泄漏光。而且，泄漏光抑制部14也可以增大轮廓部分20d的宽度直到泄漏光消失为止。且有，为了减少泄漏光而设定的轮廓部分20d优选根据涂覆光的投影区域的减少面积来确定。

而且，如图18所示，泄漏光抑制部14也可以以不将涂覆光投影到星型的被照射物体20中的锐角部分的方式修正映像信号。此时，泄漏光抑制部14以弄圆涂覆光的锐角部分的方式进行加工。由此，该锐角部分成为不投影涂覆光的区域20f。由此，在锐角部分容易发生泄漏光，对此使涂覆光具有圆形从而抑制泄漏光的发生。

而且，泄漏光抑制部14也可以使由照射光投影部2投影的涂覆光以规定宽度振动。由此，即使作为泄漏光发生未投影到被照射物体20上的涂覆光，也能通过振动降低用户U视认的照度。因此，根据泄漏光抑制部14能使从照射光投影部2向被照射物体20投影的涂覆光从该被照射物体泄漏并投影到被照射物体的背景上的情况变得不明显。

而且，如图19所示，作为抑制泄漏光的结构，除了具备向被照射物体20投影涂覆光的照射光投影部2以外，还可以具备将抑制泄漏光的背景光投影到被照射物体20的背面20’上的照射光投影部2’。如图20所示，该照射光投影部2’配置为其投影范围50不包括在被照射物体20中。由此，即使照射光投影部2的涂覆光的投影范围51从被照射物体20偏移且在背面20’发生泄漏光，也能通过背景光使泄漏光变得不明显。

投影到该背面20’上的光也可以是以使泄漏光变得不明显的方式设定的照明效果(照度、亮度、光度、光束、色温度、光源的色调效果)。例如，照射光投影部2’将白光等照射到背面20’。由此，通过颜色重叠从而利用成为白色光的性质能使泄漏光变得不明显。

如图21所示，由此通过将背景光投影到背面20’上，从而在向被照射物体20涂覆了涂覆光之后，能通过背景光的投影范围52对背面20’进行照明演出。该图21所示的例子利用2台照射光投影部2’进行各被照射物体20的背面20’的照明演出。另外，在该图21所示的例子中，如图22所示，向各被照射物体20利用2台照射光投影部2进行了照明演出，对此按照每个被照射物体20利用2台照射光投影部2能涂覆各被照射物体20。

【反射镜】

进而，该涂覆照明装置在照射光投影部2和被照射物体20之间的光轴上配置反射镜，从而能调整照射光的投影距离长，或者也能配置在观看不到照射光投影部2的位置上。而且，即使在将照射光投影部2设为简洁的结构的情况下，也能通过反射镜延长照射光的投影距离，从而能够涂覆较大尺寸的被照射物体20。

【立体映像】

而且，该涂覆照明装置也可以将用于能显示立体映像的照射光信号提供给照射光投影部2，从而作为立体映像而观察投影到被照射物体20上的涂覆光。该涂覆照明装置通过照射光生成部11生成彼此给予视差的右眼用的照射光信号和左眼用的照射光信号，并对每个照射光信号实施由第一涂覆修正部12、第二涂覆修正部13及第三涂覆修正部21进行的修正处理。

此时，涂覆照明装置使观察者佩戴与在右眼和左眼中通过的映像光的偏振光方向不同的偏振光眼镜，从而以偏振光方式或分时方式从照射光投影部2彼此给予视差且出射偏振光方向不同的多种照射光。在以偏振光方式将立体映像显示于被照射物体20的情况下，作为被照射物体20的表面材料使用保持映像光的偏振光方向的材料，并能从照射光投影部2的两个光出射口出射偏振光方向不同的右眼用照射光和左眼用照射光。另外，在以分时方式将立体映像显示于被照射物体20的情况下，从一个光出射口以分时方式交替地出射右眼用照射光和左眼用照射光，并取得右眼用照射光和左眼用照射光的出射定时(timing)与液晶快门眼睛的右眼及左眼快门的切换定时的同步。

由此，根据该涂覆照明装置，高精度地将涂覆光只投影到任意形状的被照射物体20上，且能使观察者无歪扭地观察该被照射物体20上的立体映像。

【变更照射光投影范围、涂覆范围】

涂覆照明装置也可以通过调整照射光投影部2的角度来变更照射光投影部2的照射光投影范围。这种涂覆照明装置能在调整了照射光投影部2的角度后的照射光投影范围的空间内以涂覆光涂覆被照射物体20。

另外，涂覆照明装置也可以在被照射物体20内指定要实施涂覆的空间区域。在这种涂覆照明装置中，将涂覆光投影到被照射物体20内进行涂覆的部分，将背景光投影到被照射物体20内未涂覆的部分。由此，对在被照射物体20内由涂覆光涂覆的部分和未涂覆的部分进行区别的信号被预先提供给涂覆照明装置。并且，涂覆照明装置将从照射光生成部11向第一涂覆修正部12提供的照射光信号修正为只将在被照射物体20内进行涂覆的部分作为涂覆光、将除此以外部分作为背景光的照射光信号，并提供给第一涂覆修正部12。

另外，能进行该涂覆的部分和未涂覆的部分也可以通过观察者来进行变更。例如，在被照射物体20内涂覆的区域将涂覆被照射物体20整体的状态设为100％，能利用距离以被照射物体20的形状参数指定的原点位置(基点)的三维方向的百分比进行设定。

【对多个被照射物体20的涂覆】

而且，在选择能对多个被照射物体20进行涂覆的部分的情况下，也可以同样地涂覆全部的被照射物体20，也可以指定对各被照射物体20进行涂覆的部分。例如，在单一照射光投影部2的照射光投影范围内存在多个被照射物体20的情况下，能在照射光投影范围内设置多个涂覆光的投影区域，从而能涂覆照射光投影范围的各被照射物体20。此时，第一涂覆修正部12需要对单一的平面映像100，映射处理多个被照射物体20的形状数据20’。

另外，涂覆照明装置也可以对多个被照射物体20选择个别的照射光图案。这种涂覆照明装置通过选择上述照射光图案的操作界面能给各被照射物体20分配照射光图案。并且，通过照射光生成部11生成包括对应于与照射光投影部2相对的各被照射物体20的大致位置而分别选择出的照射光图案的平面映像100，并通过第一涂覆修正部12映射处理为照射光投影范围内的各被照射物体20的形状。

而且，涂覆照明装置为了对多个被照射物体20分别分配照射光图案，也可以具备分别识别多个被照射物体20的被照射体识别机构(照相机等)。并且，涂覆照明装置指定按照各被照射物体20预先设定的照射光图案的任一种，并以该照射光图案进行涂覆。另外，涂覆照明装置也可以通过距离传感器检测照射光投影部2和被照射物体20之间的距离，并基于该距离对距照射光投影部2的距离处于规定范围内的被照射物体20进行涂覆。且有，照射光投影部2和被照射物体20之间的距离通过在各固定点上附带磁力传感器而能检测照射光投影部2的固定点和被照射物体20的固定点的距离。

【被照射物体20的形状变化】

在涂覆照明装置中，也能根据被照射物体20预先设定的形状图案使进行形状变化。且有，被照射物体20的位置设为固定。

这种涂覆照明装置具备按照与观察者等的操作界面相对的操作使被照射物体20的形状变化的驱动机构等。该涂覆照明装置设定由驱动机构预先变更的被照射物体20的形状图案，并存储与被照射物体20的形状图案对应的形状参数。

并且，在通过驱动机构使被照射物体20的形状参数变化的情况下，涂覆照明装置找出该形状图案的形状参数，如图5所示通过第一涂覆修正部12进行照射光信号的映射处理。由此，涂覆照明装置通过作为形状参数预先存储被照射物体20的形状图案，从而即使使被照射物体20的形状图案变化，也能简单地通过第一涂覆修正部12进行修正处理，且能通过照射光涂覆该形状。

而且，涂覆照明装置也可以跟踪被照射物体20的任意的形状变化，通过第一涂覆修正部12进行映射处理。这种涂覆照明装置需要：通过观察者操作的操作界面来检测被照射物体20的形状任意地变化的情况的照相机等的检测机构；和检测该被照射物体20的轮廓(形状参数)的轮廓检测机构。

在通过轮廓检测机构更新从照射光投影部2观看被照射物体20时的形状的情况下，这种涂覆照明装置通过第一涂覆修正部12以涂覆由该轮廓检测检测机构检测出的轮廓(形状参数)的被照射物体20的方式进行映射处理。

由此，涂覆照明装置即使在被照射物体20变化为任意形状时也能更新形状参数并进行映射处理。

【显示符号(symboll)】

在被照射物体20上实施涂覆时，涂覆照明装置也可以将文字或记号等的符号修剪插入到该被涂覆的被照射物体20上。且有，也能使照射光投影部2和被照射物体20之间的位置关系变化。

这种涂覆照明装置具备：存储由白黑等两色构成的文字或记号、式样等的符号的符号存储机构；选择所存储的符号的操作界面等的符号选择机构；指定插入被涂覆后的被照射物体20上的符号的场所的符号插入场所指定机构；指定符号大小的符号径设定机构；和切换符号的切割对象(切割两色的其中一个)的切割对象切换机构。该符号插入场所指定机构以距由被照射物体20的形状参数指定的原点位置(基点)的三维方向的距离设定符号的插入场所。

这种涂覆照明装置在与上述照射光图案不同，在指定出照射光的情况下能插入指定出的大小的符号。

另外，涂覆照明装置能读取并插入文字或式样等任意的符号。该涂覆照明装置具备：读取文字或式样等任意的符号的符号读取机构(例如，扫描设备)和将读取出的符号变换为由白黑等两色构成的图像的符号图像变换机构。该涂覆照明装置能对读取出的符号进行切割并插入到对被照射物体20进行了涂覆的照射光的一部分。该涂覆照明装置例如能将手写的文字、式样或手持的图像插入到由扫描设备读取的纸上。

而且，涂覆照明装置为了实时地更新切割设计而具备将手写的文字或式样作为由两色构成的图像来实时读取的实时符号读取机构(例如，图形输入板(tablet)PC)。涂覆照明装置切割手写的符号并将该符号插入到涂覆了被照射物体20的照射光的一部分。由此，能插入并检查此时所写的文字或式样。

【更新照射光投影部2和被照射物体20之间的位置关系】

在可移动的载置台上搭载了被照射物体20的情况下，涂覆照明装置可以自动跟踪被照射物体20的移动并涂覆被照射物体20。该涂覆照明装置具备：使被照射物体20移动的被照射物体可动机构；取得被照射物体20的位置、姿势的被照射物体位置姿势传感机构；和根据位置姿势传感机构的输出值计算位置姿势参数的被照射物体位置姿势参数计算机构。

在使被照射物体20的位置变化的情况下，这种涂覆照明装置取得被照射物体20的位置、姿势，根据与取得的被照射物体20的照射光投影部2相对的位置、姿势计算位置姿势参数。由此，即使被照射物体20移动，涂覆照明装置也能基于照射光投影部2和被照射物体20的配置由第二涂覆修正部13修正照射光信号并高精度地涂覆被照射物体20。

此外，在可移动的载置台上搭载了照射光投影部2的情况下，涂覆照明装置也可以自动跟踪照射光投影部2的移动并涂覆被照射物体20。该涂覆照明装置具备：使照射光投影部2移动的照射光投影部可动机构；取得照射光投影部2的位置、姿势的照射光投影部位置姿势传感机构；和根据位置姿势传感机构的输出值计算位置姿势参数的照射光投影部位置姿势参数计算机构。

在使照射光投影部2的位置变化的情况下，这种涂覆照明装置取得照射光投影部2的位置、姿势并根据与取得的被照射物体20的照射光投影部2相对的位置、姿势计算位置姿势参数。由此，即使照射光投影部2移动，涂覆照明装置也能基于照射光投影部2和被照射物体20的配置由第二图涂覆修正部13修正照射光信号，高精度地涂覆被照射物体20。例如，在观察者位于照射光投影部2与被照射物体20之间且会遮住照射光(能有影)的状况下，即使在能避免影的方向上移动照射光投影部2，也能以跟踪照射光投影部2的位置的方式进行传感并利用涂覆光继续涂覆被照射物体20。

且有，如上述，在照射光投影部2和被照射物体20的光轴上设置反射镜的结构中，作为照射光投影部2的位置姿势参数而将考虑了利用反射镜反射的照射光投影部2的假设位置输入到第二涂覆修正部13，来进行照射光信号的修正。

且有，上述的实施方式只是本发明的一个例子。由此，本发明并不现定于上述的实施方式，即使在该实施方式以外只要在不脱离本发明相关的技术思想的范围当然能根据设计等进行各种变更。

根据本发明，切割照射光中的涂覆光的轮廓以使符合被照射物体的形状，而且由于根据被照射物体的原点位置和照射光投影机构之间的位置关系修正涂覆光的轮廓，故能基于被照射物体的形状、被照射物体和照射光投影部的位置关系由照射光高精度地涂覆被照射物体。

Claims

1.一种照明装置，向任意形状的被照射物体投影照射光，其特征在于，

所述照明装置具备：

照射光信号输入机构，其输入照射光信号；

涂覆修正机构，其在使所述照射光照射到所述被照射物体时，对通过所述照射光信号输入机构所输入的照射光信号进行修正以使由照射光涂覆所述被照射物体；和

照射光投影机构，其利用由所述涂覆修正机构修正处理后的照射光信号对所述被照射物体进行投影，

所述照射光包括：

涂覆光，其涂覆所述被照射物体；和

背景光，其成为所述被照射物体的背景，

所述涂覆修正机构以修正所述照射光中的涂覆光的轮廓的方式修正照射光信号，且所述涂覆修正机构具备：

第一涂覆修正机构，其以切割照射光中的涂覆光的轮廓以使符合所述被照射物体的形状的方式来修正所述照射光信号，由此，按照只对所述被照射物体投影涂覆光，并对所述被照射物体以外投影背景光的方式，对涂覆光的照射范围进行切割处理，不是涂敷光的部分成为背景光；和

第二涂覆修正机构，其中所述第一涂覆修正机构将包括被投影到所述被照射物体上的涂敷光的映像信号和所述背景光的映像信号的照射光信号供给到所述第二涂覆修正机构，根据所述被照射物体的原点位置和所述照射光投影机构之间的位置关系，对由所述第一涂覆修正机构修正后的涂覆光的轮廓进行修正。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述照明装置具备：

照射光图案存储机构，其预先存储由所述照射光信号输入机构生成的照射光图案的多个照射光信号；和

照射光图案选择机构，其选择存储在所述照射光图案存储机构中的任一种照射光图案并读取照射光信号，

所述涂覆修正机构对由所述照射光图案选择机构选择出的照射光图案的照射光信号进行修正，所述照射光投影机构对该修正后的照射光信号进行投影，并通过由所述照射光图案选择机构选择出的照射光图案的涂覆光涂覆所述被照射物体。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

在所述照射光投影机构和所述被照射物体之间配置有反射镜。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述涂覆光是在时间轴上对图像进行更新的映像，

能将映像信号输入到所述照射光信号输入机构中，

所述照明装置具备：

视点位置姿势输入机构，其输入观察所述被照射物体的观察者的视点的位置及姿势；和

第三涂覆修正机构，其为了在从由所述视点位置姿势输入机构所输入的观察者的视点视认出投影到所述被照射物体上的映像的情况下无歪扭地观察该映像，而以使映像光歪扭的方式对所述映像光信号进行修正。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，

所述照射光投影机构从一个或多个映像光出射部出射彼此给予视差的映像光并使立体映像显示于所述被照射物体。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

具备泄漏光抑制机构，所述泄漏光抑制机构修正所述照射光信号以使涂覆光不投影到所述被照射物体中预先设定的大小以下的区域。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

具备泄漏光抑制机构，所述泄漏光抑制机构使投影到所述被照射物体中的规定宽度的轮廓部分上的照明光的照明效果变化，并使从所述照明光投影机构向所述被照射物体投影的涂覆光从该被照射物体泄漏而使投影到所述被照射物体的背景上的泄漏光变得不明显。

8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，

所述泄漏光抑制机构按照从所述轮廓部分的规定宽度的内侧向外侧的方式使涂覆光的照明效果逐渐变化。

9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

具备泄漏光抑制机构，所述泄漏光抑制机构使由所述照射光投影机构投影的涂覆光以规定宽度振动，并使从所述照明光投影机构向所述被照射物体投影的涂覆光从该被照射物体泄漏而使投影到所述被照射物体的背景上的泄漏光变得不明显。