JP2009129754A

JP2009129754A - 照明装置及び照明システム

Info

Publication number: JP2009129754A
Application number: JP2007304453A
Authority: JP
Inventors: Toshinari Matsui; 俊成松井
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】映像を再生表示するモニタ周辺においてモニタでは不足する輝度を再現し、臨場感を向上させる。
【解決手段】映像データのコンテンツ生成装置は、被写体を撮影する映像カメラ９と、被写体周辺の輝度データを含む光環境データを取得する輝度カメラ１０と、撮影した映像データと光環境データとを含む映像コンテンツの伝送データを送信する送信装置１１とを備える。コンテンツ再生装置は、照明装置を含み、映像データと光環境データとを取得する受信装置４と、映像データを再生するモニタ３と、モニタの周辺に配設された輝度再現照明器具１Ａ、１Ｂとを備え、輝度データに基づいて調光信号を生成し、輝度再現照明器具１Ａ、１Ｂを点灯させることで、視聴位置において被写体周辺の眩しさ等を含む輝度環境を再現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像を再生表示するモニタ周辺の照明環境を制御する照明装置及び照明システムに関する。

従来、テレビジョン映像などの映像を再生表示するモニタが存在する空間の環境光による映像の表示色の影響を考慮して、モニタ周辺の環境光を制御することによって、映像の撮影時における被写体が存在する環境の照度や色度を再現し、臨場感を高めるようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、モニタが配置された部屋の照明の明るさを与える照明設定信号に応じて、部屋の照明の明るさを変化させることによって、画面上の強い明暗のコントラストに起因する目の疲労などを防止するようにした装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−２６４６２０号公報特開２０００−１６４３７１号公報

被写体周辺の明るさだけでなく、眩しさを視聴者周辺で再現しようとした場合、映像データを再生表示するモニタのみでは、その画面輝度がせいぜい数１００カンデラ程度であることから、眩しさの再現が困難である。また、特許文献２の従来例のように、部屋の照明を用いて照明環境を制御する場合、部屋の照明の明るさを変化させることは可能であるが、眩しさを再現することはできない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、映像を再生表示するモニタ周辺においてモニタでは不足する輝度を再現することができ、臨場感を向上させることが可能な照明装置及び照明システムを提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、映像データと前記映像データの被写体周辺の輝度データを含む光環境データとを取得するデータ取得部と、前記映像データを再生するモニタの周辺に配設された輝度再現照明部と、前記輝度データに基づいて前記輝度再現照明部を点灯させるための調光信号を生成する光環境データ処理部と、を備えるものである。

また、本発明は、上記の照明装置であって、前記データ取得部は、前記輝度データとして眩しさの程度を表すグレアレーティング値を取得し、前記光環境データ処理部は、前記グレアレーティング値に基づいて前記輝度再現照明部を点灯させるための調光信号を生成するものを含む。

また、本発明は、上記の照明装置であって、前記データ取得部は、前記光環境データとして前記輝度データとともに光の照射方向を表す照射方向データを取得し、前記光環境データ処理部は、前記輝度データと前記照射方向データに基づいて前記輝度再現照明部の点灯状態を制御するための調光信号を生成するものを含む。

また、本発明は、上記の照明装置であって、視聴者が頭部に装着可能なゴーグルを備え、このゴーグルに前記輝度再現照明部が設けられるものを含む。

また、本発明は、上記いずれかの照明装置を備え、前記データ取得部が、前記輝度データの他に、風、温度、湿度、音、においのうちの少なくとも一つに関する環境パラメータを取得するものであり、前記環境パラメータに基づいて被写体周辺の環境を再現する環境再現手段を備える照明システムを提供する。

本発明の照明システムは、被写体周辺の輝度データを含む光環境データを取得する光環境データ取得部と、前記被写体を撮影した映像データと前記光環境データとを含む映像コンテンツの伝送データを送出するデータ送出部と、を有するコンテンツ生成装置と、
前記映像データと前記光環境データとを取得するデータ取得部と、前記映像データを再生するモニタと、前記モニタの周辺に配設された輝度再現照明部と、前記輝度データに基づいて前記輝度再現照明部を点灯させるための調光信号を生成する光環境データ処理部と、を有する照明装置を含むコンテンツ再生装置と、を備えるものである。

上記構成により、光環境データの輝度データに基づく調光信号に従って輝度再現照明部が点灯するので、映像を再生表示するモニタ周辺においてモニタでは不足する輝度を再現することが可能となり、臨場感を向上させることができる。

本発明によれば、映像を再生表示するモニタ周辺においてモニタでは不足する輝度を再現することができ、臨場感を向上させることが可能な照明システム及び照明装置を提供できる。

図１は本発明の実施形態に係る照明システムの概略構成を示す模式図である。本実施形態の照明システムは、被写体の撮影を行い映像コンテンツを生成して送信する送信側装置となるコンテンツ生成装置と、映像コンテンツを含む伝送データを受信して映像コンテンツの再生及び被写体周辺の輝度の再現を行う受信側装置となるコンテンツ再生装置とを備えて構成される。

照明システムにおけるコンテンツ生成装置は、被写体を撮影する映像カメラ９と、被写体周辺の輝度分布を計測する輝度カメラ１０と、映像カメラ９で撮影した映像データと輝度カメラ１０の測定データを基に生成した光環境データとを含む映像コンテンツの伝送データを生成し、これを送信データとして送信する送信装置１１とを備えて構成される。また、照明システムにおけるコンテンツ再生装置は、照明装置を含むものであり、コンテンツ生成装置から伝送された送信データを受信データとして受信する受信装置４と、受信データのうちの映像データを表示再生するモニタ３と、受信データのうちの光環境データに基づいて生成した調光信号により被写体周辺における輝度を再現する輝度再現照明器具１Ａ、１Ｂとを備えて構成される。

受信装置４は、映像信号線５を介してモニタ３と接続され、調光信号線６を介して輝度再現照明器具１Ａ、１Ｂと接続される。これらのモニタ３及び輝度再現照明器具１Ａ、１Ｂが配置される室内において、コンテンツ再生装置によって被写体を撮影した映像コンテンツと被写体周辺の輝度環境とが再現され、視聴者７が視覚することが可能になっている。図１において、輝度再現照明器具１Ａは点灯状態のものを、輝度再現照明器具１Ｂは消灯状態のものを示しており、以下ではこれらをまとめて輝度再現照明器具１と称する。また、室内には、通常の室内照明を行うシーリングライト等の照明器具８が設けられている。

（第１の実施形態）
図２は本発明の第１の実施形態に係る照明システムの機能構成を示すブロック図である。図２において、（ａ）は送信側装置であるコンテンツ生成装置の構成を、（ｂ）は受信側装置であるコンテンツ再生装置の構成をそれぞれ示している。

コンテンツ生成装置は、前述の映像カメラ９、輝度カメラ１０とともに、送信装置１１として輝度処理部２１、送信部２２を有している。この構成において、輝度カメラ１０及び輝度処理部２１が光環境データ取得部の機能を実現する。また、送信部２２がデータ送出部の機能を実現する。

映像カメラ９は、ＴＶ中継用カメラなどの撮像部を有するカメラからなり、被写体を撮影した動画像等を含む映像データを出力する。この映像データには音声データが含まれる場合が多い。輝度カメラ１０は、視野角１２０°以上が撮影可能なカメラであり、映像カメラ９と連動して動作し、映像カメラ９から見た視野角１２０°以上の範囲の輝度分布を計測して輝度分布データを出力する。

輝度処理部２１は、輝度カメラ１０からの輝度分布データを入力し、光環境データとして得られた輝度分布情報を含む輝度データを生成して送信部２２に出力する。送信部２２は、映像カメラ９からの映像データと輝度処理部２１からの輝度データとを含む送信データを送信する。なお、コンテンツ生成装置からコンテンツ再生装置への映像データ及び輝度データを含む伝送データの伝送手段は、通信装置及び通信回線等を含む通信手段を用いて有線通信や無線通信によって伝送する構成でもよいし、ＤＶＤなどの記録媒体を用いてこの記録媒体を介して伝送する構成としてもよい。

コンテンツ再生装置は、前述のモニタ３、輝度再現照明器具１とともに、受信装置４として輝度処理部３１、受信部３２を有している。この構成において、受信部３２がデータ取得部の機能を実現する。また、輝度再現照明器具１が輝度再現照明部の機能を実現する。また、輝度処理部３１が光環境データ処理部の機能を実現する。

受信部３２は、コンテンツ生成装置から伝送された送信データを受信データとして受信し、映像データと輝度データとに分離する。映像データは映像信号としてモニタ３に出力し、輝度データは輝度処理部３１に出力する。モニタ３は、映像信号を受けて再生表示することで、被写体の映像を映す。

輝度処理部３１は、輝度データを受けて、輝度分布情報に基づいて輝度再現照明器具１の所要光度を算出し、その光度値を指示するための調光信号を生成して出力する。この所要光度の算出は、以下の手順によって求める。まず、視聴者７の視聴位置、視線方向、及び輝度再現照明器具１の位置から、それぞれの輝度再現照明器具１の視線とのなす角度を求める。そして、輝度分布情報に基づき、各輝度再現照明器具１の光度値を求めて、各器具で光度値を実現するための調光信号を生成する。

輝度再現照明器具１は、ランプ、ＬＥＤ、蛍光灯などによる調光制御可能な照明器具からなり、例えば複数の輝度再現照明器具１−１、１−２、…、１−Ｎが配置されて構成される。これらの輝度再現照明器具１−１、１−２、…、１−Ｎは、輝度処理部３１からの調光信号を受けて、所要の光度の光を出力する。

上記構成により、コンテンツ再生装置において、輝度データに従って輝度再現照明器具が点灯するので、モニタでは不足していた輝度を再現することが可能となり、コンテンツ生成装置により取得した被写体周辺の輝度が視聴者７の視聴位置において再現される。この際、輝度処理部３１からの輝度信号により輝度再現照明器具１で高い光度の光を出射することで、被写体周辺における眩しさなども再現可能である。例えば、被写体周辺が眩しい場合は眩しく、眩しくない場合は眩しくないように、輝度環境を再現できる。これによって、映像再生時の視聴位置における臨場感が向上する。

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態における輝度再現照明部の構成を示す模式図である。第２の実施形態は、輝度再現照明部を視聴者が装着するゴーグル内部に搭載した例である。

視聴者７が映像を視聴する際に頭部に装着するゴーグル４０には、装着時の目の上方位置に対応する上側部分に、輝度再現照明部４１が配設されている。この輝度再現照明部４１は、図示しない調光信号線を介してコンテンツ再生装置の輝度処理部３１と接続され、第１の実施形態と同様に、輝度処理部３１からの調光信号を受けて、所要の光度の光を出力する。これにより、撮影時の被写体周辺の輝度を再現し、被写体周辺における眩しさなどを再現可能にする。なお、ゴーグル４０の内部は、光の相互反射による輝度の変動を抑えるため、黒色であることが望ましい。

このように第２の実施形態によれば、ゴーグル４０内に輝度再現照明部４１を設けることによって、第１の実施形態と同様、被写体周辺における眩しさなどを再現し、映像再生時の視聴位置における臨場感を向上させることができる。

（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る照明システムの機能構成を示すブロック図である。図４において、（ａ）は送信側装置であるコンテンツ生成装置の構成を、（ｂ）は受信側装置であるコンテンツ再生装置の構成をそれぞれ示している。

第３の実施形態は、被写体周辺の輝度を表す光環境データとして、第１の実施形態における輝度データの具体例にグレアレーティング値（ＧＲ値）を用いたＧＲデータを適用し、視聴位置において被写体周辺のグレアレーティングを再現する例を示す。また、第３の実施形態では、光の照射方向についても再現する構成要素を付加している。ここでは、第１の実施形態と異なる部分のみ説明し、同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。

コンテンツ生成装置は、送信装置１１としてＧＲ処理部５１、送信部５２を備えている。この構成において、輝度カメラ１０及びＧＲ処理部５１が光環境データ取得部の機能を実現する。また、送信部５２がデータ送出部の機能を実現する。

ＧＲ処理部５１は、輝度カメラ１０からの輝度分布データを入力し、得られた輝度分布データに基づいてグレアレーティング値を算出する。グレアレーティング値は、後で詳述するCIE 112-1994に基づいて求められる。このグレアレーティング値を含むＧＲデータを送信部５２に出力する。送信部５２は、映像カメラ９からの映像データとＧＲ処理部５１からのＧＲデータとを含む送信データを送信する。また、ＧＲ処理部５１は、輝度カメラ１０で取得した輝度画像から光の照射方向を算出し、この照射方向データをＧＲデータと合わせて送信データに含むようにする。

コンテンツ再生装置は、受信装置４としてＧＲ処理部６１、受信部６２を有している。この構成において、受信部６２がデータ取得部の機能を実現する。また、ＧＲ処理部６１が光環境データ処理部の機能を実現する。

受信部６２は、コンテンツ生成装置から伝送された送信データを受信データとして受信し、映像データとＧＲデータとに分離する。映像データは映像信号としてモニタ３に出力し、ＧＲデータはＧＲ処理部６１に出力する。また、受信部６２は、受信データから照射方向データを取得し、ＧＲ処理部６１に出力する。

ＧＲ処理部６１は、ＧＲデータを受けて、グレアレーティング値に基づいて輝度再現照明器具１の所要光度を算出し、その光度値を指示するための調光信号を生成して出力する。この所要光度の算出については後で詳述する。また、ＧＲ処理部６１は、照射方向データを受けて、輝度再現照明器具１の点灯器具を選択し、選択した輝度再現照明器具１に対して調光信号を出力する。輝度再現照明器具１は、ＧＲ処理部６１からの調光信号を受けて、所要の光度の光を出力する。なお、照射方向データを用いた光の照射方向の再現は行わずに、ＧＲデータを用いてグレアレーティングのみを再現する構成としてもよい。

ここで、コンテンツ生成装置のＧＲ処理部５１におけるグレアレーティング値の算出方法について説明する。CIE TECHNICAL REPORT（CIE 112-1994）において、グレアレーティング値（ＧＲ値）が規定されている。グレア（Glare）とは、光の眩しさを表すものであり、空間の見え方に大きく影響を与える要素である。光源を直視しない場合でも、環境によっては「目障り」に感じる場合がある。このような場合のグレアを不快グレアといい、この「目障り」の程度がきついと、見ようとする対象物が見づらくなる。グレアの感じ方は、空間の照度のみでは制御できず、光源の輝度、光源と視線とのなす角、背景輝度などにより異なる。グレアの感じ方を定量的に表す方法として、次式に示すグレアレーティング値ＧＲが用いられる。

ＧＲ＝27＋24 log（Leq（I）／Leq（S）^0.9） …（１）
Leq（I）：照明器具の輝度により生じる等価光幕輝度[cd/m²]
Leq（S）：照明器具を除いた視野の輝度により生じる等価光幕輝度[cd/m²]

ここで、光幕輝度Leqは、以下の式で求められる。
Leq＝１０×（Ｅ_G1／θ²） …（２）
Ｅ_G1：グレア光源によって生じる、観測者の目の位置における
視線と直角な面の照度（角膜照度、光源方向の法線照度）[lx]
θ：グレア光源の中心と視線とのなす角度[deg]
（観測者の視線方向と光源の方向とのなす角度）
（１．５°≦θ≦６０°）

このグレアレーティング値の評価は、以下のようになっている。
９０：耐えられない
７０：邪魔になる
５０：許容できる限界
３０：あまり気にならない
１０：気にならない

また、コンテンツ再生装置のＧＲ処理部６１における所要光度の算出方法について説明する。ＧＲ処理部６１は、ＧＲデータを受けて、まず、視聴者７の視聴位置、視線方向、及び輝度再現照明器具１の位置から、それぞれの輝度再現照明器具１の視線とのなす角度を求める。次に、上記（１）式からグレアレーティング値に基づいて各輝度再現照明器具１の所要の光度値を求める。

また、本実施形態における光の照射方向の再現方法について、より詳しく説明する。図５は輝度画像の例を示す図である。コンテンツ生成装置は、輝度カメラ１０によって図５に示すような輝度画像を取得し、ＧＲ処理部５１において、この輝度画像を基に高輝度の光源部の輝度を算出する。図５の例では、光源ＬＳの位置に高輝度光源が存在し、上部中央、右側に分布していることが分かる。次に、視線方向を画像の中心部としたときの視線と高輝度光源とのなす角度を算出する。ＧＲ処理部５１は、これらの高輝度光源の分布と視線とのなす角度に基づき、視線方向に対する高輝度光源の位置及び輝度をデータ化し、送信部５２より照射方向データとして送信する。

コンテンツ再生装置は、ＧＲ処理部６１において、照射方向データに基づいてそれぞれの輝度再現照明器具１の輝度値を求める。このとき、ＧＲ処理部６１には、各輝度再現照明器具１が視聴者７からみてどの角度に設置されているかのデータがあらかじめ記憶されている。

このように、第３の実施形態では、コンテンツ生成装置のＧＲ処理部５１においてグレアレーティング値を算出してＧＲデータとして伝送し、コンテンツ再生装置のＧＲ処理部６１においてＧＲデータに基づく輝度信号を生成して輝度再現照明器具１を点灯させることにより、視聴者７の視聴位置において眩しさなどをより高精度に再現することができる。また、照射方向データによって光の照射方向も再現できる。これによって、映像再生時の視聴位置における臨場感をさらに向上させることができる。

また、上記実施形態の変形例として、輝度データやＧＲデータの他に、環境を表す環境パラメータを追加して用いて、被写体周辺の環境を再現して臨場感をさらに向上させることが可能である。この変形例では、環境パラメータを検出する環境検出手段として、コンテンツ生成装置において、輝度カメラ１０以外に温度センサ、風量センサ、照度センサ、湿度センサなどを設ける。これらは公知で汎用のものを用いればよい。そして、これらの検出手段で取得した温度データ（℃）、風量データ（ｍ／ｓ）、照度データ（lx）、湿度データ（％）などの環境パラメータをコンテンツ再生装置に伝送する。コンテンツ再生装置では、伝送された環境パラメータに応じて、設置室内の空調機器、照明器具などの環境再現手段を制御する。空調機器の場合は、パラメータに合わせて設定温度、設定風量等を調整する。また、上記の他に、コンテンツ再生装置において、環境再現手段として香料をブレンドして室内に所定のにおいを提供するにおい提供手段を設けて、においデータ（類似度、臭気指数等）をパラメータとして用いて被写体周辺のにおいを再現するような構成も可能である。また、コンテンツ再生装置において、モニタとともに音響再生装置が設けられる場合は、音場データをパラメータとして用いて被写体周辺の音場を再現するような構成も当然可能である。

なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明は、映像を再生表示するモニタ周辺においてモニタでは不足する輝度を再現することができ、臨場感を向上させることが可能となる効果を有し、映像コンテンツ等を視聴する部屋等において配設される、映像を再生表示するモニタ周辺の照明環境を制御する照明装置及び照明システム等として有用である。

本発明の実施形態に係る照明システムの概略構成を示す模式図本発明の第１の実施形態に係る照明システムの機能構成を示すブロック図本発明の第２の実施形態における輝度再現照明部の構成を示す模式図本発明の第３の実施形態に係る照明システムの機能構成を示すブロック図本実施形態における輝度画像の例を示す図

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１−１、１−２、…、１−Ｎ輝度再現照明器具
３モニタ
４受信装置
５映像信号線
６調光信号
７視聴者
８照明器具
９映像カメラ
１０輝度カメラ
１１送信装置
２１輝度処理部
２２送信部
３１輝度処理部
３２受信部
４０ゴーグル
４１輝度再現照明部
５１ＧＲ処理部
２２送信部
６１ＧＲ処理部
６２受信部
ＬＳ光源

Claims

映像データと前記映像データの被写体周辺の輝度データを含む光環境データとを取得するデータ取得部と、
前記映像データを再生するモニタの周辺に配設された輝度再現照明部と、
前記輝度データに基づいて前記輝度再現照明部を点灯させるための調光信号を生成する光環境データ処理部と、
を備える照明装置。
請求項１に記載の照明装置であって、
前記データ取得部は、前記輝度データとして眩しさの程度を表すグレアレーティング値を取得し、
前記光環境データ処理部は、前記グレアレーティング値に基づいて前記輝度再現照明部を点灯させるための調光信号を生成する照明装置。
請求項１または２に記載の照明装置であって、
前記データ取得部は、前記光環境データとして前記輝度データとともに光の照射方向を表す照射方向データを取得し、
前記光環境データ処理部は、前記輝度データと前記照射方向データに基づいて前記輝度再現照明部の点灯状態を制御するための調光信号を生成する照明装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置であって、
視聴者が頭部に装着可能なゴーグルを備え、このゴーグルに前記輝度再現照明部が設けられる照明装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置を備え、
前記データ取得部が、前記輝度データの他に、風、温度、湿度、音、においのうちの少なくとも一つに関する環境パラメータを取得するものであり、
前記環境パラメータに基づいて被写体周辺の環境を再現する環境再現手段を備える照明システム。
被写体周辺の輝度データを含む光環境データを取得する光環境データ取得部と、
前記被写体を撮影した映像データと前記光環境データとを含む映像コンテンツの伝送データを送出するデータ送出部と、を有するコンテンツ生成装置と、
前記映像データと前記光環境データとを取得するデータ取得部と、
前記映像データを再生するモニタと、
前記モニタの周辺に配設された輝度再現照明部と、
前記輝度データに基づいて前記輝度再現照明部を点灯させるための調光信号を生成する光環境データ処理部と、を有する照明装置を含むコンテンツ再生装置と、
を備える照明システム。