JP2016059003A

JP2016059003A - カメラ及び照明システム

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Publication number: JP2016059003A
Application number: JP2014186198A
Authority: JP
Inventors: 山内　健太郎; Kentaro Yamauchi; 健太郎山内; 平松　宏司; Koji Hiramatsu; 宏司平松
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2034-09-12
Also published as: JP6429164B2

Abstract

【課題】物体に光を投影する投影機器に画像データを送信するカメラにおいて、時間毎に被写体が変化する場合でも、所望の投影用の画像を得られるようにする。
【解決手段】カメラ１は、時刻情報、太陽の位置情報、太陽光と地面との角度情報の少なくとも一つを撮影情報として取得するデータ取得部４と、撮影情報に基づいて撮影条件を算出する撮影条件算出部５１と、撮影条件に基づいて撮影領域を調整する撮影領域調整部６と、撮影領域を撮影して画像データを生成する撮影部７と、画像データをプロジェクタ３に送信する通信部４３と、を備える。この構成によれば、データ取得部４が取得した撮影情報に基づいて撮影条件を算出し、撮影領域調整部６が撮影領域Ａ１を調整するので、時間毎に樹木Ｔの陰影Ｓ１が変化する場合でも、所望の投影用の画像を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、任意の空間に設置された物体に光を投影する投影機器に画像データを送信するカメラ及びこのカメラから送信された画像データを用いて照明する照明システムに関する。

従来から、ショーウィンドウにおける商品展示や、イベント施設における舞台演出では、スポットライトといった照明装置からの光を被投影物体に投影することにより、顧客や観客の注目を集め、展示物等の印象を強める照明演出が用いられている。この種の照明演出を行うものとして、ユーザの操作に応じて、予め設定された所定のベース形状群から照明光のベース形状を選択することによって一又は複数のベース形状を選択し、一又は複数のベース形状の照明光によって被照射物体を覆うように、照明光のベース形状の位置を決定する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記照明装置では、照明光の仕様や形状、大きさの設定が自在なプロジェクタを用いて、空間や被投影物体に対して光が照射される。また、この種の照明装置では、照明光としては、カメラで撮影した画像を用いることができる。例えば、カメラで撮影した画像データを、インターネットを介してサーバへ送信して、種々の用途に利用できるようにしたシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許５３１９９９９号公報特開２００９−１５７８９７号公報

ところで、照明光に画像を用いた演出照明では、例えば、照明光に樹木の陰影の画像を用いることで、ユーザに森林の風景を想像させてリラックス効果を与えることができる。また、森林に設置したカメラとプロジェクタとをインターネットで接続すれば、カメラで撮影されたリアルタイムの陰影の画像を演出照明に用いることができる。しかしながら、この場合、陰影の位置は時間毎に変化するので、所望の画像を得られない虞がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、照明光としてカメラで撮影した画像を用いた演出照明を行う際に、時間毎に被写体が変化する場合でも、所望の投影用の画像を得ることができるカメラ及びこのカメラから送信された画像データを用いて照明する照明システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、時刻情報、太陽の位置情報、太陽光と地面との角度情報の少なくとも一つを撮影情報として取得するデータ取得部と、前記撮影情報に基づいて撮影条件を算出する撮影条件算出部と、前記撮影条件に基づいて撮影領域を調整する撮影領域調整部と、前記撮影領域を撮影して画像データを生成する撮影部と、前記画像データを外部投影機器に送信する通信部と、を備えることを特徴とするカメラである。

本発明によれば、データ取得部が取得した撮影情報に基づいて撮影条件を算出し、撮影領域調整部が撮影領域を調整するので、時間毎に被写体が変化する場合でも、所望の投影用の画像を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るカメラの設置例を示す図。上記カメラから送信された画像データを用いて演出照明を行う照明システムの施工例を示す図。上記照明システムのブロック構成図。（ａ）乃至（ｃ）は、上記カメラの動作例を示す図。上記カメラの別の設置例を示す図。上記カメラにおける画像編集の例を示す図。上記カメラを用いた別の照明システムの一動作例を示す図。上記照明システムの別の動作例を示す図。上記カメラを用いた別の照明システムの施工例を示す図。

本発明の一実施形態に係るカメラ及びこのカメラから送信された画像データを用いて演出照明を行う照明システムについて、図１乃至図６を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態のカメラ１は、森林の樹木Ｔの近傍に設置される。カメラ１は、設置具１ａにより設置され、設置具１ａは、可動回転軸１ｂを有し、鉛直方向を回転軸とする任意の角度に回転自在となるように、且つカメラ１の光軸と地面Ｇとの角度が可変となるように、カメラ１を保持する。カメラ１は、その撮影領域Ａ１に、樹木Ｔにより太陽Ｓからの光（破線で示す）の影によってできた陰影Ｓ１を含む。

図２に示すように、カメラ１から送信された画像データを用いて演出照明を行う照明システム１０は、任意の空間１１及び空間１１に設置された壁面等の物体に光を投影する照明装置として用いられる。照明システム１０は、制御装置２と、制御装置２の制御によって動作する外部投影機器（以下、プロジェクタ３）と、ユーザＵの操作情報を制御装置２に入力する端末ＳＰと、を備える。なお、図例では、制御装置２とプロジェクタ３とが別体である構成を示すが、制御装置２の一部又は全部の構成がプロジェクタ３に組み込まれていてもよい。この照明システム１０は、端末ＳＰをユーザＵが操作することにより、プロジェクタ３から投影光３ａを投影して、空間１１に設置された特定の壁面等に、明るく照明された投影面１２を映し出す。なお、ここでは壁面を投影面１２とした例を示すが、投影面１２は、壁面に限らず空間１１に配置された任意の物体に成される。

図３に示すように、カメラ１は、時刻情報、太陽の位置情報、太陽光と地面Ｇとの角度情報の少なくとも一つを撮影情報として取得するデータ取得部４と、上記撮影情報に基づいて撮影条件を算出する撮影条件算出部５１と、を備える。また、カメラ１は、撮影条件に基づいて撮影領域Ａ１を調整する撮影領域調整部６と、撮影領域Ａ１を撮影して画像データを生成する撮影部７と、画像データを外部投影機器３に送信する通信部４３と、を備える。撮影条件算出部５１は、制御部５を構成するマイコンによってその動作がなされる。また、カメラ１は、撮影された画像データを保存するメモリ８を備える。

データ取得部４は、時刻情報を取得するタイマ４１と、様々な環境情報を取得するセンサ４２と、インターネットＩＴを介して制御装置２（又はプロジェクタ３）との間で通信信号を送受信する通信部４３と、任意の情報を入力するための入力部４４と、を備える。センサ４２は、カメラ１の周囲の照度を検出する照度センサや、被写体との距離を計測する距離センサが含まれる。なお、センサ４２は、カメラ１の存在位置を検知するＧＰＳが含まれてもよい。通信部４３は、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮや、ＷｉＭＡＸといった広域高速インターネット、又はＣＤＭＡ２０００，Ｗ−ＣＤＭＡ，ＬＥＥ等の各種通信規格に準じた通信方式により、インターネットＩＴとの間で通信を行う。入力部４４は、ユーザによる操作情報を入力するための入力インターフェースや、例えば、天気情報といった任意の環境情報を含む電子データを外部端末から入力するための入力端末や各種ドライバを含む。

撮影条件算出部５１は、多用な撮影条件が予め登録されており、データ取得部４により取得された撮影情報に対応した撮影条件を抽出する。撮影領域調整部６は、撮影部７で撮影された画像をトリミングすることで、所望の画像データを生成する画像編集部６１と、カメラ１の光軸の角度といった物理的及び光学的に撮影に影響する光学パラメータを調整する光学調整部６２と、を有する。

撮影部７は、主に撮影領域Ａ１を撮影する画像素子７１と、画像素子７１に入射する光を制御する光学部材７２と、を有する。画像素子７１は、汎用のＣＭＯＳ画像センサ、ＣＣＤ等が用いられる。光学部材７２は、いわゆるカメラレンズであり、広角レンズが好適に用いられる。

制御装置２は、インターネットＩＴに接続される通信部２１と、ＣＰＵ及びメモリ２２から構成される制御部２３と、ユーザによる操作情報や各種電子データを入力するための入力部２４と、制御装置２（プロジェクタ３）の環境情報を取得するセンサ２５と、を有する。制御装置２は、汎用のパソコンに、カメラ１及びプロジェクタ３との間で通信信号を送受信し、且つそれらを制御するためのアプリケーションがインストールされたものである。センサ２５は、制御装置２を含む投影面１２の周囲の照度を検出する照度センサや、投影面１２とプロジェクタ３との距離を計測する距離センサが含まれる。制御部２３は、カメラ１から送信された画像データを、プロジェクタ３に投影させるための光描写データを生成する光描画部２６としての機能を果たす。

端末ＳＰは、インターネットＩＴに接続可能な情報機器端末であり、例えば、スマートフォンやタブレット端末が用いられる。なお、端末ＳＰが制御装置２として用いられてもよい。また、カメラ１、制御装置２は、インターネットを介してクラウド上のサーバ９と接続されている。

プロジェクタ３は、照明光として画像を投影する投影部３１を備え、汎用の液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ等が適宜に用いられる。プロジェクタ３の光源には、一般的なメタルハライドランプ、ＬＥＤ、レーザ等が好適に用いられる。また、制御装置２及びプロジェクタ３は、互いに有線又は無線による制御信号の通信が可能であり、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）に準じた配線接続端子、１００ｂａｓｅ−ｔに準じたＬＡＮ系統、ＩＥＥＥ８０２．１１に準じた無線ＬＡＮ等から成る通信部３２を備える。また、プロジェクタ３は、プロジェクタ３の周囲の環境情報を検知するセンサ３３を備える。このセンサ３３には、赤外線等により投影面１２との距離を計測するセンサ等が含まれる。

カメラ１の動作について、図４（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。データ取得部４が、時刻情報、太陽Ｓの位置情報、太陽光と地面Ｇとの角度情報の少なくとも一つを撮影情報として取得すると、撮影条件算出部５１は、上記撮影情報に基づいて撮影条件を算出する。例えば、図４（ａ）に示すように、朝、太陽Ｓに東から昇ると、樹木Ｔの陰影Ｓ１は、西側へ投影されるので、カメラ１は西側を撮影条件とする。また、撮影情報として、季節毎の太陽Ｓの軌道を、入力部４４又は通信部４３を介して入力することで、時刻から陰影Ｓの方向を割り出すこともできる。次に、算出された撮影条件に基づき、樹木Ｔの陰影Ｓ１の所定領域を撮影領域Ａ１と抽出する。また、撮影領域調整部６の光学調整部６２は、撮影部７が撮影領域Ａ１を撮影できるように、設置具１ａの可動回転軸１ｂを駆動させて、カメラ１の光軸の向きを調整すると共に、光学部材７２の焦点距離やピントを調整する。そして、画像素子７１が、光学部材７２から入射した光を検知し、朝の陰影Ｓ１に関する画像データを生成する。また、得られた画像データは、通信部４３及びインターネットＩＴを介して制御装置２に伝送され、光描画部２６により光描画データとされ、プロジェクタ２の投影部３１が、上記光描画データに基づいて空間１１の所定の投影範囲（図例では壁面）に照明光を投影して、朝の陰影を投影面１２が映し出される。

朝の陰影Ｓ１の撮影から所定時間が経過して、昼、夕方になると、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、樹木Ｔの陰影Ｓ１の位置が変化するに伴い、カメラ１の向きも変化し、上記と同様の手順により、自動的に画像データを生成及び送信する。このように、カメラ１は、データ取得部４が取得した撮影情報に基づいて撮影条件を算出し、撮影領域調整部６が撮影領域Ａ１を調整するので、時間毎に被写体（樹木Ｔの陰影Ｓ１）が変化する場合でも、所望の投影用の画像を得ることができる。

なお、図４で示した動作例は、カメラ１の向きをハード的な構成により変更することで撮影領域Ａ１を調整したが、撮影部７で撮影される画像をソフト的な構成により撮影領域Ａ１を調整することもできる。例えば、図５に示すように、光学部材７２に広角レンズを用いて広い範囲Ｗを画像素子７１で撮影し、画像編集部６１（図３参照）が、撮影された画像から所定の範囲（例えば、画像中央の撮影領域Ａ２）をトリミングで抽出することで、所望の投影用の画像を得ることができる。画像編集部６１には、広角レンズにより撮影された画像の歪みを修正できるソフトウェアが組み込まれており、広く大きな画像から歪みの大きな端部を撮影領域Ａ３として抽出した場合でも、画像中央の撮影領域Ａ２と同様の画像形状に修正される。

図６に示すように、カメラ１（撮影部７）は、撮影領域に配置された撮影面１３に映る影を撮影するように構成されていてもよい。撮影面１３は、樹木Ｔの近傍に、地面Ｇに対して垂直に建てられた板状部材であり、樹木Ｔの外周の一部を囲うように配置される。通常、森林の地面Ｇには様々な起伏があり、陰影Ｓ１のコントラストが不明瞭となり易い。一方、撮影面１３を設けて、この撮影面１３に映る陰影Ｓ１を撮影することで、コントラストの明瞭が画像を得ることができる。また、地面Ｇに映る陰影Ｓ１は、太陽光が低い角度から照射されると、長く伸びてしまい、陰影Ｓ１の形状が元の樹木Ｔの形状をイメージできる程度に投影されないことがある。一方、撮影面１３を地面Ｇに対して垂直に建てられた撮影面１３を用いれば、樹木Ｔの形状が陰影Ｓ１として投影されるので、見栄えの良い陰影Ｓ１の画像を得ることができる。

データ取得部４は、プロジェクタ３（外部投影機器）の投影情報を撮影情報として取得する。例えば、プロジェクタ３の投影情報には、プロジェクタ３により光が投影される投影面１２の大きさに関する情報が含まれる。例えば、図７（ａ）に示すように、撮影部７で撮影された画像が、樹木Ｔ全体を含む場合、これをプロジェクタ３で投影すると、現実の樹木Ｔよりも遥かに小さい樹木Ｔの画像が投影されることになり、リアリティに欠ける。そこで、制御装置２は、プロジェクタ３の投影情報として、プロジェクタ３により光が投影される投影面１２の大きさに関する情報を、カメラ１のデータ取得部４へ伝送する。すると、撮影条件算出部５１は、データ取得部４により取得された投影面１２の大きさに関する情報に対応した撮影条件を抽出し、撮影領域調整部６は、撮影部７で撮影された画像データを調整する、又は撮影部７での撮影条件を調整する。

そして、図７（ｂ）に示すように、プロジェクタ３で投影されたときに、その投影面１２において樹木Ｔの陰影Ｓ１が実際の大きさと同じ大きさで現れるように、撮影領域調整部６は、画像データを編集する。例えば、プロジェクタ３のセンサ３３が投影面１２との距離を測定し、投影光の配光から投影面１２の大きさを計測し、大きさに関する撮影情報を、制御装置２を介してカメラ１に送信する。カメラ１は、被写体（本例では樹木Ｔの陰影Ｓ１）との距離を測定し、画像データにある被写体の実際の大きさを計測する。そして、例えば、投影面１２に映し出されたときに被写体が小さ過ぎる場合には、画像データを拡大した上で一部を切り取るようにトリミングする、又は光学部材７２（レンズ）の倍率を上げて上記と同様の画角が得られるように被写体を撮影する。すなわち、カメラ１は、カメラ１側で、プロジェクタ３の条件に応じた画像データを送信する。これにより、投影面１２に映し出される映像が、実際の被写体と同様の大きさとなり、視る者に違和感を与えないようにすることができる。例えば、投影面１２が窓であり、その窓の近傍に樹木Ｔがあり、窓にその陰影が映っているような、自然な演出照明を行うことができる。

また、投影情報には、プロジェクタ３によって光が投影される投影面１２の周囲の照度に関する情報が含まれていてもよい。図８に示すように、空間１１が明るい場合、投影面１２の画像が見え難くなる。そこで、カメラ１の撮影領域調整部６は、投影面１２の周囲の照度に関する情報に基づいて、画像データを調整する。具体的には、図示したように、周囲の照度が高いときは、画像のコントラストを高める。これにより、周囲の照度が高いときでも、投影面１２に明確な画像を投影することができる。一方、周囲の照度が低いときに、画像のコントラストが高いとむしろ不自然に見え、また、眩しさ等の不快感を与えることがあるので、この場合には、コントラストを低くすることが望ましい。

図９は、カメラ１を用いた別の照明システム１０の施工例を示す。この変形例の照明システム１０では、複数のプロジェクタ３が用いられる。そして、カメラ１の撮影部７は、複数の撮影領域を撮影して複数の画像データを生成し、通信部４３はこれら複数の画像データを、制御装置２を介して、複数のプロジェクタ３に送信する。こうすれば、カメラ１は、異なる方角の環境を画像データとして送信することができ、より多用な演出照明が可能と成る。例えば、図示したように、直角に交わる２面の壁面に各プロジェクタ３から光を投影するとき、１つの枝ぶりの大きな樹木の片方の枝ぶりが一方の窓から見え、他方の枝ぶりがもう一方の窓から見えるといった、立体感のある演出照明を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。上記実施形態では、樹木Ｔの陰影Ｓ１を撮影して画像データをプロジェクタ３（制御装置２）へ送信する構成例を示したが、被写体は、時間毎にその位置が変化し得るものであれば、樹木Ｔの木陰影Ｓ１に限られない。また、カメラ１が複数用いられ、プロジェクタ３が複数のカメラ１から送信された画像データを切り替えて投影するものであってもよい。

１カメラ
１０照明システム
１１空間
１２投影面
１３撮影面
３プロジェクタ（外部投影機器）
４データ取得部
４３通信部
５１撮影条件算出部
６撮影領域調整部
７撮影部
Ａ１、Ａ２，Ａ３撮影領域

Claims

時刻情報、太陽の位置情報、太陽光と地面との角度情報の少なくとも一つを撮影情報として取得するデータ取得部と、
前記撮影情報に基づいて撮影条件を算出する撮影条件算出部と、
前記撮影条件に基づいて撮影領域を調整する撮影領域調整部と、
前記撮影領域を撮影して画像データを生成する撮影部と、
前記画像データを外部投影機器に送信する通信部と、を備えることを特徴とするカメラ。
前記撮影部は、前記撮影領域に配置された撮影面に映る影を撮影することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
前記撮影部は、複数の撮影領域を撮影して複数の画像データを生成し、
前記通信部は、前記複数の画像データを、複数の外部投影機器に送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラ。
前記データ取得部は、外部投影機器の投影情報を前記撮影情報として取得することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のカメラ。
前記投影情報は、外部投影機器により光が投影される投影面の大きさに関する情報を含むことを特徴とする請求項４に記載のカメラ。
前記投影情報は、外部投影機器により光が投影される投影面の周囲の照度に関する情報を含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のカメラ。
前記通信部は、前記撮影部が前記画像データを生成したときの撮影時情報を外部投影機器へ送信することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のカメラ。
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のカメラから送信された画像データを用いて演出照明を行うことを特徴とする照明システム。