JP2016171040A - 照明装置及びそれを備えた照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】照明装置において、映像を投影して照明演出を行うときに、投影面の属性に応じて適切な照明光を投影する。
【解決手段】照明システム１は、任意の投影面に映像を投影する光投影部２１と、投影面に投影される映像の光描画データＬＤＤを送受信する通信部２２と、投影面の属性に関する投影面データＰＤに応じて通信部２２が受信した光描画データＬＤＤを補正して補正光描画データＲＬＤを生成し、この補正光描画データＲＬＤを光投影部２１に出力する投影映像調整部２３と、を備える。この構成によれば、投影面データＰＤに応じて、光描画データＬＤＤを補正して照明光２Ｌを投影するので、投影面の属性に応じて適切な照明光を投影することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光投影装置を用いた照明装置及びそれを備えた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）。

また、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

しかしながら、上記のようなプロジェクタで映像を投影する照明装置を用いた場合、空間に照射される照明光は、プロジェクタの光源出力のみならず、映像の輝度や、コントラスト、明るい色調の領域と暗い領域の色調のバランス等により変化する。また、上記照明装置では、例えば、空間を構成する任意の投影面に照明光を投影できる一方で、壁面や床面、天井といった投影面の属性によって照明光の適切な明るさや色温度は異なる。例えば、上記照明装置で映像を投影する照明演出を行う場合、人の目に触れやすい壁面に、輝度が低く、コントラストが強い映像を投影したとしても、演出効果が低くなる。また、床面にコントラストが強く、彩度の高い映像を投影したとしても、雑多な印象を与える虞がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、光投影装置を用いて映像を投影して照明演出を行うときに、壁面や床面、天井といった投影面の属性に応じて適切な照明光を投影することができる照明装置及びそれを備えた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、任意の投影面に映像を投影する光投影部を備えた照明装置であって、前記投影面に投影される映像の光描画データを送受信する通信部と、前記投影面の属性に関する投影面データに応じて前記通信部が受信した前記光描画データを補正して補正光描画データを生成し、該補正光描画データを前記光投影部に出力する投影映像調整部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、映像が投影される投影面の属性に関する投影面データに応じて、投影映像調整部が映像の光描画データを補正して、光投影部が照明光を投影するので、投影面の属性に応じて適切な照明光を投影することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置及びそれを備えた照明システムの構成を示す斜視図。 上記照明システムのブロック構成図。 上記照明システムの動作例を示す斜視図。 上記実施形態の変形例に係る照明システムのブロック構成図。 上記実施形態の別の変形例に係る照明システムのブロック構成図。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置及びそれを備えた照明システムの構成を示す斜視図。 上記照明システムのブロック構成図。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置及びそれを備えた照明システムについて、図１乃至図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の照明システム１は、任意の空間１０内に経時的に変化する映像を投影する光投影装置（照明装置２）と、照明装置２を制御する制御装置３と、を備える。制御装置３は、照明装置２の操作内容をユーザＵが入力するための入力部４と無線又は有線により接続されている。図例の空間１０は、壁面Ｗ、床面Ｆ、天井Ｃにより構成されており、本実施形態では、これら壁面Ｗ、床面Ｆ、天井Ｃが投影面となる。照明システム１は、空間１０内の任意の位置の照度値といった投影面の環境情報を検出する投影面検出部５を更に備える。

照明システム１は、入力部４をユーザＵが操作することにより、照明装置２から照明光２Ｌを投影して、空間１０及び物体（図例では、壁面Ｗ）等の特定の投影範囲を明るく照明する。なお、図例では、照明装置２と制御装置３とが別体である構成を示すが、後述する変形例で説明するように、制御装置３の一部又は全部の構成が照明装置２に組み込まれていてもよい。

投影面検出部５は、投影面の属性に関する投影面データＰＤ（後述する図２も参照）を取得する各種センサ又はカメラ等であり、図例では、照明光２Ｌが投影された壁面Ｗに取り付けられている。ここで言う投影面の属性とは、投影面が、空間を構成する壁面Ｗや床面Ｆ、天井Ｃであるか、又は空間に配置された物体（不図示）であるかといった、照明光２Ｌが投影される対象物を言う。図例では、投影面検出部５には、重力センサが内蔵されており、投影面検出部５が設置された対象物が垂直な壁面Ｗであることを投影面データＰＤとして取得する。

また、投影面データＰＤには、投影面の照度、投影面に投影された照明光２ＬのコントラストやＦｅｕ値も含まれる。図示した例では、投影面検出部５は、予め設定された時間間隔で、壁面Ｗの輝度を持続的に計測して制御装置３に送信する。投影面検出部５は、専用のデバイスが用いられてもよいし、携帯端末やパーソナルコンピュータ等の電子機器、又は空気清浄機やエアコン等の家電に組み込まれた各種センサで通信機能を備えたものが転用されてもよい。また、複数の位置の投影面データＰＤを取得できるように、投影面検出部５が複数用いられてもよく、入力部４に投影面検出部５の機能が組み込まれていてもよい。

図２に示すように、照明装置２は、任意の投影面に映像を投影する光投影部２１と、投影面に投影される映像の光描画データＬＤを送受信する通信部２２と、を備える。なお、光描画データＬＤは、後述するように、制御装置３から送信される。光投影部２１は、照明装置２には、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。照明装置２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、通信部２２は、制御装置３との間で有線又は無線による制御信号の通信を可能とするものであり、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。

また、照明装置２は、投影面の属性に関する投影面データＰＤに応じて通信部２２が受信した光描画データＬＤを補正して補正光描画データＲＬＤを生成し、この補正光描画データＲＬＤを光投影部２１に出力する投影映像調整部２３を備える。投影映像調整部２３には、汎用のＣＰＵ及びメモリ等から成るマイコンが用いられる。

制御装置３は、照明装置２、入力部４及び投影面検出部５との間で無線又は有線により通信信号を送受信する通信部３１と、静止画像や動画等の映像を含むコンテンツデータＣＤを保存するデータ保存部３２と、を備える。また、制御装置３は、入力部４から送信される操作信号ＭＳに基づいて、データ保存部３２に保存された映像コンテンツデータＣＤから、照明装置２から投影される照明光２Ｌの仕様及び条件を設定して光データＬＤを生成する演算部３３を備える。制御装置３は、汎用のパーソナルコンピュータ又はサーバであり、演算部３３には、照明装置２に用いられるＣＰＵよりも複雑な演算処理を行い得る高性能ＣＰＵが用いられる。

演算部３３は、光データＬＤを描画処理して照明装置２へ送信される光描画データＬＬＤを生成する。データ保存部３２には、コンテンツデータＣＤに加えて、演算部３３により生成された光データＬＤ及び光描画データＬＤＤが保存される。演算部３３は、入力部４からの操作信号ＭＳに応じて、適宜にそれらのデータを通信部３１を介して照明装置２等の外部デバイスに送信することができる。

演算部３３は、操作信号ＭＳに従って、照明光２Ｌの仕様及び条件を設定する。光の仕様には、主として、照明光２Ｌの色温度、濃淡及び彩度が含まれる。なお、一般的な照明光は、電球色、温白色、白色、昼白色、昼光色といった白色を中心とする光色の光であるが、本実施形態では、赤色、緑色、青色といった原色光やそれらを混色により得られる任意の色の光を含む。また、複数の照明光２Ｌが重複する場合、それらはレイヤー個別に設定され、また。レイヤー毎の色に透明度を設定することもできる。

光の条件には、空間１０の所定の投影範囲内で光を投影する位置と、設定された位置に投影する光の形状と、設定された形状の光のサイズがある。まず、演算部３３は、設定された光の仕様に基づいて、照明装置２から投影される照明光２Ｌの投影可能な投影範囲における照明光２Ｌの中心座標を設定し、上記中心座標に紐付けられる照明光２Ｌの２次元的な投影形状を設定する。次に、演算部３３は、照明光２Ｌの投影形状の高さ及び幅を規定する。このようにして、演算部３３は、設定された光の仕様、位置、形状、サイズといった特性情報を統合して光データＬＤを生成する。ここで言う特性情報には、照度、輝度、光度、光束、色温度、演色性等が含まれ得る。光データＬＤは描画処理され、光描画データＬＬＤが照明装置２に送信される。

入力部４は、操作ボタンやタッチパネルを含む操作部４１と、操作部４１により入力された操作内容から操作信号ＭＳを生成する制御部４２と、操作信号ＭＳを制御装置３へ送信する通信部４３と、を備える。入力部４は、光の仕様、位置、形状及びサイズのうち、少なくとも一つ以上の設定パラメータをユーザＵの手元で変更可能とする。なお、入力部４は、操作部４１の一部構成として、入力部４自体の傾きを計測する傾き計測部（不図示）を備え、計測された傾きから操作信号を生成するものであってもよい。入力部４には、例えば、汎用のプレゼンテーションマウスが好適に用いられる。

また、制御装置３の演算部３３は、投影面検出部５が取得した投影面データＰＤから、光描画データＬＤＤを補正するための補正値を算出して補正データＲＤとして生成し、その補正データＲＤを照明装置２に送信する。また、照明装置２の投影映像調整部２３は、演算部３３が送信した投影面データＰＤに基づいて演算部３３が送信した補正データＲＤを用いて、光描画データＬＤを補正して補正光描画データＲＬＤを生成する。

上記のように構成された照明システム１の動作について、上記図１、図２に加えて、図３を参照して説明する。図１の例では、照明装置２から照明光２Ｌにより、壁面Ｗに木漏れ日の映像が投影されている。ここでは、予め、木漏れ日の映像コンテンツデータＣＤから、光データＬＤ及び光描画データＬＤＤが生成され、光描画データＬＤＤが照明装置２に送信され、光投影部２１が光描画データＬＤＤに基づいて照明光２Ｌを投影しているものとする。

投影面検出部５は、それ自身が設置された対象物が垂直な壁面Ｗであることを検知し、また、照明光２Ｌにより投影された映像の輝度を計測し、これらを投影面データＰＤとして取得する。人の目に触れやすい壁面Ｗは、輝度が高く、コントラストが強いことが望ましいのに対して、図１の例における投影面検出部５で検出された壁面Ｗの輝度が低いとする。このとき、投影面データＰＤを受信した制御装置３は、演算部３３の処理により映像の輝度及びコントラストを高めるための補正データＲＤを生成し、補正データＲＤを照明装置２に送信する。照明装置２では、通信部２２を介して補正データＲＤを受信すると、投影映像調整部２３は、補正データＲＤに基づいて、従前の光描画データＬＤＤの輝度及びコントラストを高める補正をして、補正光描画データＲＬＤを生成する。

光投影部２１は、補正光描写データＲＬＤに基づいて照明光２Ｌを投影する。その結果、図３に示すように、壁面Ｗに投影された木漏れ日の映像の輝度及びコントラストが強くなる。このように、照明システム１及びこれに用いられる照明装置２によれば、映像を投影して照明演出を行うときに、補正データＲＤに基づいて、光描画データＬＤＤを補正して照明光２Ｌを投影するので、投影面の属性によって適切な照明光を投影することができる。また、投影面検出部５で検出された投影面データＰＤから、補正値を算出するので、例えば、外光や他の照明装置の光の影響を受けた場合でも、自動的に投影面に投影される照明光２Ｌを調整することができ、投影面の属性に応じた照明を行うことで、映像の投影による照明演出の効果を高めることができる。

図４は、上記実施形態の変形例に係る照明システム１の構成を示す。この変形例では、照明装置２が、投影面データＰＤから光描画データＬＤＤを補正するための補正値を算出する演算部２４を更に備える。近年は、照明装置２に用いられるような汎用のマイコンに組み込まれるＣＰＵも高性能化しており、制御装置３の演算部３３と同様の処理を行うことができる。そこで、照明装置２に用いられるマイコンが、上記の投影映像調整部２３の処理に加えて、演算部２４としての処理も行う。これにより、制御装置３からは、光描写データＬＤＤ及び投影面データＰＤが送信されれば、補正データＲＤを照明装置２で自ら生成することができる。光描画データＬＤは、汎用のデジタルカメラでも送信することができ、本変形例によれば、制御装置３としてパーソナルコンピュータやサーバを用いることなく、より簡易な構成で照明システム１を構築することができる。

また、本変形例では、照明装置２が、光描画データＬＤを保存するデータ保存部２５を更に備える。データ保存部２５には、照明装置２に用いられるマイコンのメモリが用いられる。このように、光描写データＬＤＤが照明装置２に保存されていると、投影面検出部５から、投影面の環境変化が投影面データＰＤとして送信されれば、補正データＲＤを照明装置２で自ら生成することができる。投影面検出部５は、一般的な輝度センサであってもよく、本変形例によれば、投影面データＰＤさえ供給されれば、実質的に制御装置３が無い状態でも、照明システム１を構築することができる。

図５は、上記実施形態の別の変形例に係る照明システム１の構成を示す。この変形例では、照明装置２が、投影面データＰＤを生成する投影面検出部２６を更に備える。本変形例によれば、投影面データＰＤも照明装置２によって取得されるので、実質的に照明装置２だけでも、照明システム１を構築することができる。また、投影面検出部２６を設けることで、その照明装置２自身が照明光２Ｌを投影している投影面を識別して、その投影面の設定目標に応じて、投影内容を適宜に補正することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置及びそれを備えた照明システムについて、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態の照明システム１は、複数の照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備える。照明装置２Ａは、壁面Ｗに照明光２Ｌａを投影し、照明装置２Ｂは、床面Ｆに照明光２Ｌｂを投影し、照明装置２Ｃは、天井Ｃに照明光２Ｌｃを投影する。また、壁面Ｗには、照明装置２Ａに対応する投影面検出部５Ａが、床面Ｆには、照明装置２Ｂに対応する投影面検出部５Ｂが、天井Ｃには、照明装置２Ｃに対応する投影面検出部５Ｃが、夫々設けられている。また、照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、互いに通信部２２を介して光描画データＬＬＤ又は補正光描画データＲＬＤを送受信する。

複数の照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃが用いられる場合、１つの照明装置２Ａから投影された光が、例えば、壁面Ｗで反射して、床面Ｆの明るさに影響し得る。本実施形態では、各投影面検出部５Ａ，５Ｂ，５Ｃで検出された各投影面データＰＤから、各照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各補正データＲＤ及び補正光描画データＲＬＤが生成され、補正光描画データＲＬＤが、各通信部２２を介して各照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに送信される。従って、本実施例によれば、照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各照明光２Ｌａ，２Ｌｂ，２Ｌｃの互いの影響を加味した上で、各投影面（壁面Ｗ、床面Ｆ、天井Ｃ）に投影される映像の輝度やコントラスト等を最適化することができる。

具体例としては、床面Ｆは、作業性を確保するための輝度は一定以上必要であるが、空間が煩雑な雰囲気にならないように、コントラストや彩度は相対的に低く設定されることが望ましい。壁面Ｗは、人目に付き易いので、映像が映えるように、コントラストは高く設定されるが、作業性を確保する必要はないので、輝度は床面Ｆより低く設定されることが望ましい。天井Ｃは、開放感を高めるために、壁面Ｗよりも輝度を高めることが望ましい。本実施形態によれば、このような複合的な照明制御を、各投影面検出部５Ａ，５Ｂ，５Ｃで検出された各投影面データＰＤに基づいて自動的に行うことができる。また、いずれかの照明装置２が異常を起こした場合でも、他の照明装置２が相補的に照明光２Ｌを投影することができる。

また、本実施形態において、壁面Ｗ、床面Ｆ、天井Ｃの輝度バランスを調整することで、人間か感じる明るさ感を表すＦｅｕ値を高めるように、補正値を設定することができる。更に、広さ感やくつろぎ感を確保するような照明演出を行うために、床面Ｆと壁面Ｗの輝度比や、輝度分布の重心を所定位置に調整するような補正値を設定することもできる。

また、本実施形態の照明システム１では、複数の照明装置２のいずれかが、演算部２４を備える。図７に示す例では、照明装置２Ａが演算部２４及びデータ保存部２５を有し、補正値を算出して補正データＲＤを生成したり、光描画データＬＤＤを保存する機能を有する一方、照明装置２Ｂ，２Ｃは、そのような機能を有していない。すなわち、照明装置２Ａを親機、照明装置２Ｂ，２Ｃを子機とし、補正データＲＤや光描画データＬＤＤは、互いの通信部２２を介して、親機から各子機へ送信される。この構成によれば、子機である照明装置２Ｂ，２Ｃには、簡易に構成された廉価品を適用することができる。また、同じ映像コンテンツに基づく光描写データＬＤＤであっても、各照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおいて補正値が変化することで、各投影面では、見え方の異なった映像として投影することができる。

また、投影面検出部５に、磁気センサを内蔵させて、投影面の位置や方角を投影面データＰＤとして用いることもできる。この場合、例えば、東側の壁面Ｗの投影面から太陽が昇り、天井Ｃの投影面を推移し、西側の壁面Ｗに太陽が沈むといった映像による演出を行うことができる。このとき、色温度を各投影面で変化させることで、リアリティのある照明演出を行うことができる。

また、本実施形態の照明システム１では、各照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃが投影する映像として、上述した太陽の移動のような動画の映像コンテンツが好適に用いられる。また、例えば、星空の移動、雲の移動といった、壁面Ｗ、床面Ｆ、天井Ｃの全面を用い、投影する照明光２Ｌａ，２Ｌｂ，２ｌｃが互いに影響し得る映像コンテンツを見栄えよく再生することができる。

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。例えば、照明装置２によって照明光２Ｌが投影される投影面は、壁面Ｗ、床面Ｆ、天井Ｃに限らず、空間に置かれた任意の物体に適用され得る。この場合、例えば、照明装置２の投影空間に置かれた物体の側面や背面、その陰になる床面や背面等にも夫々異なる光を投影又は照射することができ、３次元的な照明演出を行なうことができる。

１ 照明システム
１０ 空間
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 照明装置（光投影装置）
２１ 光投影部
２２ 通信部
２３ 投影映像調整部
２４ 演算部
２５ データ保存部
５ 投影面検出部
ＬＤＤ 光描画データ
ＰＤ 投影面データ
ＲＤ 補正データ
ＲＬＤ 補正光描画データ

Claims (7)

1. 任意の投影面に映像を投影する光投影部を備えた照明装置であって、
   前記投影面に投影される映像の光描画データを送受信する通信部と、
   前記投影面の属性に関する投影面データに応じて前記通信部が受信した前記光描画データを補正して補正光描画データを生成し、該補正光描画データを前記光投影部に出力する投影映像調整部と、を備えたことを特徴とする照明装置。
2. 前記投影面データから前記光描画データを補正するための補正値を算出する演算部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光描画データを保存するデータ保存部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記投影面データを取得する投影面検出部を更に備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明装置。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の照明装置を複数備え、
   前記複数の照明装置は、互いに前記通信部を介して前記光描画データ又は前記補正光描画データを送受信することを特徴とする照明システム。
6. 前記複数の照明装置のいずれかが、前記演算部を備えることを特徴とする請求項５に記載の照明システム。
7. 前記映像が動画であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の照明システム。