JP2020052205A - 表示制御システム、表示制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】表示に関して現実性の向上を図ることが可能な表示制御システム、表示制御方法及びプログラムを提供する。【解決手段】表示制御システム１は、画像表示装置２と、光出力装置３と、を備える。画像表示装置２は、仮想光源Ｌ１が規定されている画像Ｉｍ１を画面２０に表示する。光出力装置３は、画面２０から光を出力する。光出力装置３は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、画面２０から出力される光について配光制御を実行する。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に表示制御システム、表示制御方法及びプログラムに関し、より詳細には画面に画像を表示するための表示制御システム、表示制御方法及びプログラムに関する。

特許文献１には、視聴者が室内から窓の外を眺めているかのような動的な映像を表示するための映像表示装置が記載されている。

特許文献１に記載の映像表示装置は、表示画面に対するユーザ（視聴者）の位置を特定し、ユーザの位置に応じて表示画面に表示する映像コンテンツの表示範囲を変化させる。ユーザの移動が水平方向又は鉛直方向であれば、ユーザの移動に応じて表示範囲をスライドする。また、ユーザの移動が奥行方向であれば、ユーザの移動に応じて表示範囲を拡大又は縮小する。これにより、特許文献１に記載の映像表示装置では、ユーザが窓から外を眺めるかのように表示範囲を変化させている。

特開２０１６−６６９１８号公報

しかし、特許文献１に記載の構成では、所詮は画面（表示画面）に画像（映像コンテンツ）を表示しているに過ぎず、更なる現実性の向上が望まれる。

本開示は上記事由に鑑みてなされており、表示に関して現実性の向上を図ることが可能な表示制御システム、表示制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る表示制御システムは、画像表示装置と、光出力装置と、を備える。前記画像表示装置は、仮想光源が規定されている画像を画面に表示する。前記光出力装置は、前記画面から光を出力する。前記光出力装置は、前記仮想光源と前記画面との位置関係に応じて、前記画面から出力される光について配光制御を実行する。

本開示の一態様に係る表示制御方法は、画像表示処理と、光出力処理と、配光制御処理と、を有する。前記画像表示処理は、仮想光源が規定されている画像を画面に表示する処理である。前記光出力処理は、前記画面から光を出力する処理である。前記配光制御処理は、前記仮想光源と前記画面との位置関係に応じて、前記画面から出力される光について配光制御する処理である。

本開示の一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、前記表示制御方法を実行させるためのプログラムである。

本開示によれば、表示に関して現実性の向上を図ることが可能である、という利点がある。

図１は、実施形態１に係る表示制御システムの使用例を示す概念図である。 図２Ａは、同上の表示制御システムの正面図、図２Ｂは、同上の表示制御システムの側面図である。 図３は、同上の表示制御システムのブロック図である。 図４Ａは、同上の表示制御システムの光出力装置の概略断面図である。図４Ｂは、図４Ａの領域Ｚ１内の概略構成を表す模式図である。 図５は、同上の表示制御システムにおける仮想光源と画面との位置関係を表す概念図である。 図６は、同上の表示制御システムの使用例を示す概念図である。 図７Ａは、同上の表示制御システムにおける仮想光源と仮想物体と画面との位置関係を表す概念図であって、図７Ｂは、同上の表示制御システムにおける他の仮想光源と仮想物体と画面との位置関係を表す概念図である。 図８は、同上の表示制御システムの動作例を示すフローチャートである。 図９は、実施形態２に係る表示制御システムの使用例を示す平面図である。

（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る表示制御システム１は、図１に示すように、画面２０に画像Ｉｍ１を表示するためのシステムである。特に、本実施形態に係る表示制御システム１は、住宅、事務所又は店舗等の建物内で用いられ、壁等におけるユーザＵ１から見えやすい位置に配置された画面２０に、窓から見える風景（景色）を表す画像Ｉｍ１を表示する。さらに、本実施形態では、表示制御システム１は、写真及び絵画とは異なり、画面２０に表示する画像Ｉｍ１を切り替えることにより、様々な風景を演出可能である。

このような表示制御システム１は、例えば、住宅に導入され、実際の住宅から見える風景と異なる風景を表す画像Ｉｍ１を画面２０に表示することができる。一例として、表示制御システム１は、都会で暮らすユーザＵ１に、ユーザＵ１の故郷の風景の画像Ｉｍ１を見せることができ、これにより、まるで故郷に居るかのようにユーザＵ１に錯覚させることができる。さらに、表示制御システム１は、例えば、日本で暮らすユーザＵ１に、米国の風景の画像Ｉｍ１を見せることもでき、これにより、ユーザＵ１を、まるで米国に居るかのような気分にさせることができる。

また、表示制御システム１は、例えば、住宅に導入され、実際の住宅から見える風景を表す画像Ｉｍ１を画面２０に表示してもよい。この場合でも、表示制御システム１は、例えば、住宅において窓が無い壁に、まるで窓が有るかのようにユーザＵ１に錯覚させることができる。さらに、表示制御システム１は、例えば、実際の時間帯又は季節とは異なる時間帯又は季節の風景を表す画像Ｉｍ１を画面２０に表示してもよい。これにより、表示制御システム１は、例えば、深夜であるのに朝又は昼であるかのようにユーザＵ１に錯覚させたり、夏季であるのに冬季であるかのようにユーザＵ１に錯覚させたりすることができる。

本実施形態に係る表示制御システム１は、画像表示装置２と、光出力装置３と、を備えている。画像表示装置２は、画像Ｉｍ１を画面２０に表示する。画像Ｉｍ１は、仮想光源Ｌ１が規定されている。光出力装置３は、画面２０から光を出力する。光出力装置３は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、画面２０から出力される光について配光制御を実行する。本開示でいう「仮想光源」は、画像Ｉｍ１における仮想的な光源であって、例えば、画像Ｉｍ１内の仮想的な物体を照らす仮想的な太陽、月又は照明器具等である。さらに、仮想光源Ｌ１は、それ自体が光を発する光源に限らず、例えば、鏡、ガラス張りのビル、又は水面（湖面、海面及び川面等）のように、光を反射する仮想的な物体（反射物）も含む。

また、本開示でいう「仮想光源Ｌ１が規定されている」とは、画像Ｉｍ１が画面２０に表示された状態において、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係が定まることを意味する。すなわち、画像Ｉｍ１内の仮想的な物体を照らす仮想光源Ｌ１が、画面２０に対して相対的にどのような位置にあるかが定まっていればよい。そのため、画像Ｉｍ１について仮想光源Ｌ１が規定されてさえいれば、画面２０に表示される画像Ｉｍ１内に、仮想光源Ｌ１が含まれていてもよいし、仮想光源Ｌ１が含まれていなくてもよい。例えば、仮想光源Ｌ１が仮想的な太陽である場合、仮想光源Ｌ１としての太陽は、図１の例のように画像Ｉｍ１内にあってもよいし、あるいは画像Ｉｍ１の外側にあってもよい。仮想光源Ｌ１が画像Ｉｍ１の外側にある場合においては、画面２０と仮想光源Ｌ１との位置関係として、例えば、画面２０の右上方又は左上方というように、少なくとも画面２０から見た仮想光源Ｌ１の方向が定められていればよい。つまり、仮想光源Ｌ１の厳密な位置までは定まっていなくてもよく、画面２０と仮想光源Ｌ１と大まかな位置関係が定まっていればよい。

上述した構成によれば、表示制御システム１は、単に画像Ｉｍ１を表示するだけでなく、光出力装置３にて、画像Ｉｍ１が表示される画面２０から光を出力する。しかも、画面２０から出力される光は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、配光制御される。そのため、例えば、仮想光源Ｌ１としての太陽が、図１の例のように画像Ｉｍ１内における左上方に位置する場合、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１（太陽）からの光を模した配光で、画面２０から光を出力することが可能である。したがって、画面２０においては、画像Ｉｍ１が表示されるだけでなく、画面２０との位置関係が定められた仮想光源Ｌ１からの光を模した配光での光を出力することが可能である。これにより、例えば、画面２０に窓から見える風景を表す画像Ｉｍ１が表示された状態で、ユーザＵ１においては、画面２０から画像Ｉｍ１に合わせた配光で差し込む光を受けて、画面２０を、まるで本物の窓のように錯覚しやすくなる。結果的に、表示制御システム１によれば、表示に関して現実性（Reality）の向上を図ることが可能である。

ところで、ディスプレイの用途の一例として、住宅、事務所又は店舗等の建物内に設置されたディスプレイにて、窓から見える風景の画像を表示することで、ディスプレイを窓のように見せることがある。このような用途で使用されているディスプレイは、単に特定の画像（写真等）を表示しているだけであって、そもそも画像について仮想光源は規定されておらず、当然ながら、仮想光源と画像との位置関係に応じた配光制御は行われていない。そのため、このようなディスプレイでは、例えば、バックライトの出力光等が、画面から出力されることになるが、この出力光と仮想光源との間に関係性は無く、結果的に、表示に関して現実性が不十分となることがある。

このようなディスプレイに比較して、本実施形態に係る表示制御システム１では、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、配光制御された光が画面２０から出力されるので、表示に関して現実性の向上を図ることが可能である。

（２）構成
以下、本実施形態に係る表示制御システム１の構成について、図１〜図４Ｂを参照して説明する。

以下では、表示制御システム１が住宅内で用いられる場合を例として説明する。ここでは、一例として、住宅の住人であるユーザＵ１の居室に、画面２０が配置されることにより、表示制御システム１にて、窓から見える風景を再現する場合について説明する。より詳細には、壁面Ｘ１、天井面Ｘ２及び床面Ｘ３を有する居室内において、窓が無い壁面Ｘ１に、本物の窓の代わりに画面２０が配置されている場合を例とする。

（２．１）全体構成
まず、本実施形態に係る表示制御システム１の全体構成について説明する。

本実施形態に係る表示制御システム１は、画像表示装置２と、光出力装置３と、を備えている。本実施形態では、表示制御システム１は、画像表示装置２及び光出力装置３を１台ずつ備えている。

本実施形態では、画像表示装置２と、光出力装置３と、は別体である。光出力装置３は、画像表示装置２に同期している。本開示でいう「別体」とは、物理的に分離している又は分離可能な状態を意味する。具体的には、画像表示装置２と光出力装置３とは別々の筐体を有している。また、本開示でいう「同期」は、２つ以上の装置における作動又は処理等が時間的に一致していることだけでなく、２つ以上の装置における作動又は処理等のタイミング間に相関関係があることを含む。つまり、画像表示装置２と光出力装置３とは、物理的に分離しているものの、互いに処理のタイミング等を合わせており、互いに連携して動作可能である。本実施形態では、画像表示装置２と光出力装置３とが互いに通信することで、画像表示装置２と光出力装置３とが同期している。

すなわち、画像表示装置２と光出力装置３とは互いに通信可能に構成されている。本開示において「通信可能」とは、有線通信又は無線通信の適宜の通信方式により、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、情報を授受できることを意味する。すなわち、画像表示装置２と光出力装置３とは、互いに情報を授受することができる。本実施形態では、画像表示装置２と光出力装置３とは、互いに双方向に通信可能であって、画像表示装置２から光出力装置３への情報の送信、及び光出力装置３から画像表示装置２への情報の送信の両方が可能である。

画像表示装置２は、画面２０に画像Ｉｍ１（図１参照）を表示する。画像Ｉｍ１は、仮想光源Ｌ１（図１参照）を含んでいる。仮想光源Ｌ１は、上述したように、画像Ｉｍ１内の仮想的な物体を照らす、仮想的な光源である。図１の例では、画面２０には、草木、遠方の山、及び太陽等が描かれた画像Ｉｍ１が表示されている。この画像Ｉｍ１においては、画像Ｉｍ１内に描かれた「太陽」が仮想光源Ｌ１である。

本開示でいう「画面」は、画像Ｉｍ１が映し出される面を意味し、例えば、画像表示装置２がプロジェクタであれば、画像Ｉｍ１が投影されるプロジェクタスクリーンの表面が画面２０を構成する。また、例えば、画像表示装置２が液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等のディスプレイであれば、ディスプレイの表面が画面２０を構成する。「画面」は、画像表示装置２の構成要素に含まれてもよいが、画像表示装置２がプロジェクタである場合には、画面２０は画像表示装置２の構成要素に含まない。

また、本開示でいう「画像」は、静止画像及び動画像（コマ送り画像を含む）の両方を含む。本実施形態では、画像Ｉｍ１が、動画像である場合について説明する。つまり、画像表示装置２は、画面２０に表示させる画像Ｉｍ１を変化させることが可能である。一例として、画像表示装置２は、画像Ｉｍ１中の木の葉が揺らいでいるように、動的な画像Ｉｍ１（動画像）を表示する。

本実施形態では、画像表示装置２は、プロジェクタにて実現されている。この画像表示装置２は、例えば、天井面Ｘ２に取り付けられている。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、画像表示装置２は、壁面Ｘ１に配置された画面２０に画像Ｉｍ１を投影することにより、画面２０に画像Ｉｍ１を表示する。本実施形態では、画像表示装置２がプロジェクタであるため、画面２０は画像表示装置２の構成要素に含まない。

光出力装置３は、例えば、薄型テレビのように壁掛け設置が可能な薄型デバイスである。本実施形態では、光出力装置３は、壁面Ｘ１に取り付けられている。そして、光出力装置３の前面が、画面２０を構成する。言い換えれば、プロジェクタからなる画像表示装置２は、光出力装置３の前面をプロジェクタスクリーンとして利用し、光出力装置３の前面に画像Ｉｍ１を投影する。これにより、光出力装置３の前面は画面２０として利用され、光出力装置３の前面（画面２０）に画像Ｉｍ１が表示される。本実施形態では一例として、光出力装置３の前面は、図２Ａに示すように、正面視において鉛直方向よりも水平方向に長い長方形状である平面である。そして、光出力装置３の前面の略全域が画面２０として機能するため、画面２０についても、水平方向に長さを有する（つまり横長の）長方形状の平面である。

光出力装置３は、上述したように、画面２０から光を出力する。本実施形態では、光出力装置３の前面が画面２０であるので、光出力装置３は、その前面（画面２０）から光を出力することになる。これにより、光出力装置３の前面である画面２０が発光し、画面２０から外部空間に光線Ｌ１０が出力されることになる。ここにおいて、画面２０から出力する光は、光出力装置３が出力する光であって、プロジェクタである画像表示装置２が出力する光、及び画像表示装置２が出力して画面２０にて反射する光とは別である。言い換えれば、画像表示装置２が画面２０に投影することによって生じる画面２０での反射光とは別に、光出力装置３の出力する光が、画面２０から出力されることになる。

詳しくは後述するが、光出力装置３が出力する光は、平行光を含んでいる。そのため、図２Ｂに示すように、画面２０からは略平行な多数の光線Ｌ１０（光線束）が、一方向に向けて出力される。本開示でいう「平行光」は、光線Ｌ１０が略平行である光を意味し、全ての光線Ｌ１０が厳密に平行である光だけでなく、多少の拡散又は収束の成分を含んだ光も含む。

また、光出力装置３が出力する光は、赤外線を含んでいる。赤外線は、波長によって近赤外線、中赤外線及び遠赤外線に分類される。本実施形態では、光出力装置３が出力する赤外線は、少なくとも近赤外線、中赤外線及び遠赤外線の中で、波長が最も長い遠赤外線を含む。これにより、画面２０から出力される光を物体に照射することで、物体を加熱することが可能である。

また、光出力装置３が出力する光は、紫外線を含んでいる。紫外線は、波長によってＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ｃに分類される。本実施形態では、光出力装置３が出力する紫外線は、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ｃの中で、波長が最も長いＵＶ−Ａを含む。人体が適度な紫外線を浴びることは、例えば、カルシウムの吸収を良くするビタミンＤを体内に生成させたり、皮膚の免疫組織に働きかけたりすることになり、人体にとって有益である。

ここで、光出力装置３は、単に画面２０から光を出力するのではなく、画像Ｉｍ１について規定された仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、画面２０から出力される光について配光制御を実行する。本開示でいう「配光」は、光を発する一次光源若しくは二次光源（光学材料等の光の透過及び反射を含む）の光度の角度に対する変化又は分布を意味する。すなわち、画面２０から、どの方向（角度）に光がどの程度の強度で出力されるかが、画面２０から出力される光についての配光となる。つまり、光出力装置３は、画面２０から出力される光の角度に対する変化又は分布を、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて制御する。配光制御について詳しくは「（３．１）基本動作」の欄で説明する。

また、本実施形態では、光出力装置３は、画像Ｉｍ１に含まれる仮想遮蔽物Ｍ１（図６参照）の位置に応じて、画面２０から出力される光に影Ｒ１２（図６参照）を形成する機能を有している。つまり、光出力装置３は、画面２０から一様の強度の光を出力するのではなく、画像Ｉｍ１に応じて、部分的に画面２０から出力される光の強度を変えることで、影Ｒ１２を形成する。影Ｒ１２の形成について詳しくは「（３．２）影形成動作」の欄で説明する。

（２．２）画像表示装置
次に、画像表示装置２の構成について更に詳しく説明する。

画像表示装置２は、図３に示すように、画像生成部２１と、画像更新部２２と、表示制御部２３と、第１通信部２４と、を有している。

画像表示装置２は、メモリ及びプロセッサを含むコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、プロセッサが実行することにより、画像表示装置２の各部（画像生成部２１、画像更新部２２及び表示制御部２３等）の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

画像生成部２１は、画像Ｉｍ１を生成する。画像生成部２１は、メモリに記録された画像データを読み出すことによって画像Ｉｍ１を生成してもよいし、画像配信サーバ等から配信される画像データを受信することによって画像Ｉｍ１を生成してもよい。画像生成部２１にて生成される画像Ｉｍ１については、少なくとも仮想光源Ｌ１が規定されている。具体的には、画像Ｉｍ１が画面２０に表示された状態において、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係を定めるための位置情報が、画像Ｉｍ１に対応付けられている。

特に、本実施形態では、画像Ｉｍ１に含まれる仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２（図２Ａ参照）には画面２０からの仮想距離Ｄ１（図５参照）が設定されている。本開示でいう「仮想物体」は、画像Ｉｍ１に含まれている仮想的な物体であって、図２Ａの例では、画像Ｉｍ１には、草木、遠方の山、及び太陽（仮想光源Ｌ１）等の仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２が含まれている。図２Ａの例において、仮想物体Ｏｂ１は「看板」であって、仮想物体Ｏｂ２は「木」である。すなわち、本実施形態では、画像Ｉｍ１は、画面２０から物体（仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２及び仮想光源Ｌ１）までの距離（仮想距離Ｄ１）、つまり奥行の情報を含む、仮想的な三次元空間（仮想空間）を表現している。さらに、仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２には、例えば、仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２における光スペクトル、光透過性及び光反射率等の属性が設定されていてもよい。この場合、仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２の属性を定めるための属性情報が、画像Ｉｍ１に対応付けられていることが好ましい。

画像更新部２２は、画像Ｉｍ１を変化させる。すなわち、画像更新部２２は、画像生成部２１で生成された画像Ｉｍ１を更新することにより、画面２０に表示する画像Ｉｍ１を随時変化させる。これにより、画像表示装置２は、画面２０に表示させる画像Ｉｍ１を変化させることが可能でとなり、上述したように、動画像からなる画像Ｉｍ１を表示することができる。

表示制御部２３は、画像生成部２１で生成された画像Ｉｍ１、又は画像更新部２２で変化させられた画像Ｉｍ１を、画面２０に表示するための制御を行う。上述したように、本実施形態では、画像表示装置２はプロジェクタであるので、表示制御部２３は、プロジェクタの投影部を制御して、画面２０に画像Ｉｍ１を投影し、画面２０に画像Ｉｍ１を表示する。

第１通信部２４は、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、光出力装置３と通信する。第１通信部２４と光出力装置３との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。本実施形態では一例として、第１通信部２４は、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）又は免許を必要としない小電力無線（特定小電力無線）等の規格に準拠した、電波を通信媒体として用いる無線通信を採用する。

（２．３）光出力装置
次に、光出力装置３の構成について更に詳しく説明する。

光出力装置３は、図３に示すように、処理部３１と、光源制御部３２と、シャッタ制御部３３と、レンズ制御部３４と、第２通信部３５と、を有している。

光出力装置３は、メモリ及びプロセッサを含むコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、プロセッサが実行することにより、光出力装置３の各部（処理部３１、光源制御部３２、シャッタ制御部３３及びレンズ制御部３４等）の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

処理部３１は、各種の情報処理を実行する。本実施形態では、画像表示装置２が画面２０に表示する画像Ｉｍ１の解析（画像解析処理）、並びに仮想光源Ｌ１及び仮想遮蔽物Ｍ１（図６参照）の位置の特定等の処理を、処理部３１が実行する。さらに、影Ｒ１２（図６参照）の有無を判定する処理等についても、処理部３１が実行する。処理部３１の動作について詳しくは「（３）動作」の欄で説明する。

光源制御部３２は、後述する光源ユニット３７（図４Ａ参照）の制御を行う。光源ユニット３７は、画面２０から出力される光を発生する、光源として機能する。具体的には、光源制御部３２は、少なくとも光源ユニット３７の点灯及び消灯の切り替えを行う。光源制御部３２は、光源ユニット３７を点灯させることで、画面２０から光を出力させる。また、光源制御部３２は、光源ユニット３７の明るさの調整（調光）を行うことで、画面２０から出力される光の強度を調整する。

さらに、本実施形態では、光源制御部３２は、少なくともスペクトル制御部３２１としての機能を有している。スペクトル制御部３２１は、画面２０から出力される光のスペクトルを変化させる。本開示でいう「スペクトル」は、光を分光器にかけて得られる、波長とその波長における強さを意味し、例えば、青色、緑色及び赤色等の波長成分ごとの強度の関係性を意味する。つまり、スペクトル制御部３２１は、光源ユニット３７の発光色を調整することで、画面２０から出力される光の色を調整できる。

シャッタ制御部３３は、後述するシャッタユニット３８（図４Ａ参照）の制御を行う。シャッタユニット３８は、光源ユニット３７から出力される光を局所的に遮蔽する機能を有する。具体的には、シャッタ制御部３３は、少なくとも光源ユニット３７からの光を透過させる状態と透過させない状態とで、シャッタユニット３８の状態を切り替える。さらに、シャッタ制御部３３は、シャッタユニット３８における光透過率の調整（調光）を行う。

レンズ制御部３４は、後述するレンズユニット３９（図４Ａ参照）の制御を行う。レンズユニット３９は、画面２０から出力される光の配光を決定する。本実施形態では、レンズ制御部３４は、少なくとも出射角制御部３４１としての機能を有している。出射角制御部３４１は、画面２０から出力される光の出射角θ１（図５参照）を変化させる。本開示でいう「出射角」は、光の出射面（ここでは画面２０）から光線Ｌ１０が出射される方向であって、画面２０の法線に対する光線Ｌ１０の傾斜角度で表される。つまり、出射角制御部３４１は、画面２０から出力される光の出射角θ１を変化させることで、少なくとも画面２０から出力される光についての配光を制御する。

第２通信部３５は、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、画像表示装置２（第１通信部２４）と通信する。第２通信部３５と画像表示装置２との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。本実施形態では一例として、第２通信部３５は、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）又は免許を必要としない小電力無線（特定小電力無線）等の規格に準拠した、電波を通信媒体として用いる無線通信を採用する。

次に、光出力装置３の構造について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。ただし、図４Ａ及び図４Ｂは、光出力装置３の構造を概念的に示す模式図であって、説明に必要な構成要素のみを適宜図示している。図４Ｂは、図４Ａの領域Ｚ１内の概略構成を表す模式図である。

光出力装置３は、図４Ａに示すように、筐体３６と、光源ユニット３７と、シャッタユニット３８と、レンズユニット３９と、を有している。

筐体３６は、光源ユニット３７、シャッタユニット３８及びレンズユニット３９を収容する。筐体３６は、前後方向の寸法が、鉛直方向の寸法及び水平方向の寸法のいずれよりも小さい、薄箱状（直方体状）に形成されている。筐体３６の前面が画面２０として機能する。ここで、筐体３６内に収容された光源ユニット３７からの光を、筐体３６の前面である画面２０から取り出すことができるように、少なくとも筐体３６の前壁は光透過性を有している。本実施形態では一例として、筐体３６は、樹脂製であって、全体的に光透過性を有している。ここでは、筐体３６は、完全に内部が透けるのではなく、うっすらと内部が透ける程度の半透明である。

筐体３６内には、光源ユニット３７、シャッタユニット３８及びレンズユニット３９が、後方から光源ユニット３７、シャッタユニット３８、レンズユニット３９の順で配置されている。言い換えれば、光源ユニット３７の前方にシャッタユニット３８が配置され、さらにシャッタユニット３８の前方にレンズユニット３９が配置されている。これにより、光源ユニット３７から出力される光（光線Ｌ１０）は、図４Ｂに示すように、シャッタユニット３８、レンズユニット３９をこの順で通って、筐体３６の前面（画面２０）から出射される。

光源ユニット３７は、電気エネルギが供給されることにより発光する。光源ユニット３７は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ、放電灯又は半導体レーザ等の光源を含んでいる。本実施形態では一例として、光源ユニット３７は、導光板等を用いた面発光光源である。つまり、光源ユニット３７は、少なくとも一面が一様に発光することで面発光を実現する。ここでは、光源ユニット３７の前面が一様に発光し、さらに光源ユニット３７の前面から出た光は、光源ユニット３７の前面の法線に沿って出力される。つまり、光源ユニット３７からの光は平行光である。

シャッタユニット３８は、図４Ｂに示すように、複数のセル３８１を有している。複数のセル３８１は、正面視において鉛直方向及び水平方向の両方向に並ぶように、例えば、格子状又は千鳥状に二次元配置されている。本実施形態では一例として、シャッタユニット３８は、液晶シャッタにて実現される。このようなシャッタユニット３８は、印加電圧を変化させることで、複数のセル３８１の各々について、個別に光透過率を調整可能である。これにより、シャッタユニット３８は、セル３８１ごとに、光を透過させる状態と透過させない状態とを切替可能である。

レンズユニット３９は、図４Ｂに示すように、複数のレンズ個片３９１を有している。つまり、レンズユニット３９は、複数のレンズ個片３９１を有するレンズアレイである。複数のレンズ個片３９１は、正面視において鉛直方向及び水平方向の両方向に並ぶように、例えば、格子状又は千鳥状に二次元配置されている。複数のレンズ個片３９１の各々は、一例として、後面が球面であって前面が平面である平凸レンズである。本実施形態では一例として、レンズユニット３９は、複数のレンズ個片３９１の各々について、アクチュエータの動力、磁力又は静電気力等を用いて、個別に回転駆動させる。ここで、複数のレンズ個片３９１の各々は、水平方向（パン方向）及び鉛直方向（チルト方向）の両方に回転（首振り）可能に構成されている。これにより、レンズユニット３９は、レンズ個片３９１ごとに、光を出射する方向を切替可能である。

また、本実施形態では、前後方向においてセル３８１とレンズ個片３９１とが対向するように、複数のセル３８１及び複数のレンズ個片３９１は一対一に対応して設けられている。以下、複数のセル３８１及び複数のレンズ個片３９１の各々の組を「制御単位」という。要するに、光出力装置３においては、制御単位ごとに、光を透過させる状態と透過させない状態との切り替え、及び光を出射する方向の切り替えが可能である。制御単位は、少なくとも画面２０に表示される画像Ｉｍ１の１以上の画素と対応付けられている。ここでは一例として、制御単位が、画面２０に表示される画像Ｉｍ１の画素に一対一に対応する。

（３）動作
次に、本実施形態に係る表示制御システム１の動作について、図５〜図８を参照して説明する。

（３．１）基本動作
まず、表示制御システム１の基本動作について説明する。

表示制御システム１における画像表示装置２が画面２０に表示する画像Ｉｍ１には、上述したように、仮想光源Ｌ１が規定されている。すなわち、画像Ｉｍ１が画面２０に表示された状態において、少なくとも、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係が定められている。図５は、このような仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係を表す概念図であって、画像表示装置２等の図示を適宜省略している。

すなわち、画面２０の奥に、画像Ｉｍ１に描画されている仮想空間が広がっていると仮定した場合、図５に示すように、画面２０の奥（つまり室内とは反対側）には、仮想空間における光源となる仮想光源Ｌ１が存在する。ただし、画像Ｉｍ１は画面２０に表示される二次元画像であって、仮想光源Ｌ１は画像Ｉｍ１における仮想的な光源であるので、画面２０の奥に仮想光源Ｌ１が実在する訳でなく、図５は、あくまで仮想光源Ｌ１の位置を模式的に表しているに過ぎない。

ここで、仮想光源Ｌ１が太陽のような無限遠光源である場合には、仮想光源Ｌ１からの光は平行光となる。そのため、仮想光源Ｌ１は、図５に示すように、平行光を出力する面光源に置き換えられる。図５では、このような仮想光源Ｌ１が、画面２０の斜め上方に位置し、画面２０に対して角度θ１だけ傾いた例を示している。この例において、仮想光源Ｌ１から画面２０に入射した光が、画面２０を透過するとすれば、画面２０からは斜め下方に向けて平行光（光線Ｌ１０の束）が出力され、床面Ｘ３の照射領域Ｒ１に照射することになる。本実施形態に係る表示制御システム１では、このような仮想光源Ｌ１からの光を、光出力装置３が画面２０から出力する光にて再現する。

要するに、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、画面２０から出力される光について配光制御を実行することで、画面２０から出力される光で、仮想光源Ｌ１からの光を再現する。つまり、光出力装置３は、画面２０から出力される光の角度に対する変化又は分布を、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて制御する。具体的には、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じた出射角θ１で画面２０から光を出力するように、少なくとも出射角制御部３４１にて、レンズユニット３９を制御して画面２０から出力される光の出射角θ１を調整する。

これにより、図５の例では、光出力装置３においては、画面２０から斜め下方に向けて出射角θ１で平行光（光線Ｌ１０の束）が出力されるように、配光制御が行われる。このとき、光出力装置３では、仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）の位置が高くなれば、出射角θ１を大きくし、仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）の位置が低くなれば、出射角θ１を小さくするように、出射角θ１を調整する。その結果、光出力装置３が画面２０から出力する光は、まるで仮想光源Ｌ１から画面２０に入射して画面２０を透過した光であるかのように、床面Ｘ３の照射領域Ｒ１に照射する。

さらに、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１の位置等に応じて、光源ユニット３７の発光強度を決定してもよい。これにより、画面２０から出力される光の強度が、仮想光源Ｌ１の位置等に応じて調整されることになり、結果的に、画面２０から出力される光についての配光制御につながる。

以上説明したように、本実施形態に係る表示制御システム１では、仮想光源Ｌ１からの光を、光出力装置３が画面２０から出力する光にて再現することが可能である。つまり、表示制御システム１は、画面２０に画像Ｉｍ１を表示するだけでなく、光出力装置３にて、少なくとも仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、配光制御された光を画面２０から出力する。そのため、例えば、仮想光源Ｌ１としての太陽が、図１の例のように画像Ｉｍ１内における左上方に位置する場合、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１（太陽）からの光を模した配光で、画面２０から光を出力することが可能である。

ところで、本実施形態に係る表示制御システム１では、光出力装置３は、少なくともスペクトル制御部３２１にて、光源ユニット３７を制御して画面２０から出力される光のスペクトルを変化させることができる。そこで、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１のスペクトルに応じて、画面２０から出力される光のスペクトルを決定することが好ましい。これにより、仮想光源Ｌ１に合わせて、仮想光源Ｌ１に近いスペクトルの光を画面２０から出力することができ、表示制御システム１は、光出力装置３から出力される光にて、仮想光源Ｌ１からの光を比較的高い再現性で再現することができる。

また、本実施形態では、画像表示装置２は、静止画像を表示するのではなく、画像更新部２２にて画像Ｉｍ１を変化させることにより、動画像からなる画像Ｉｍ１を表示している。そこで、画像表示装置２は、画像Ｉｍ１について規定された仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）の位置についても、時間経過に伴って徐々に変化させることが可能である。光出力装置３は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係が変化すると、その変化に合わせて、配光制御を変化させる。

例えば、画像Ｉｍ１が朝から昼にかけて変化する風景を表す動画像であれば、仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）の位置は徐々に高くなるため、光出力装置３は、画像Ｉｍ１の変化に合わせて、出射角θ１を徐々に大きくするように配光制御を実行する。また、同じ昼の時間帯であっても、例えば、季節によって仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）の位置は変わるため、徐々に高くなるため、光出力装置３は、季節によっても配光を変化させることが好ましい。

さらに、画像Ｉｍ１が変化すれば、仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）のスペクトルが変化することもある。例えば、画像Ｉｍ１が昼から夕方にかけて変化する風景を表す動画像であれば、仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）のスペクトルは徐々に赤色成分の強度が大きくなる。この場合、光出力装置３は、画像Ｉｍ１の変化に合わせて、画面２０から出力される光のスペクトルについて、徐々に赤色成分の強度を大きくすることが好ましい。

また、本実施形態に係る表示制御システム１では、光出力装置３が出力する光は、平行光を含んでいる。そのため、例えば、仮想光源Ｌ１が太陽のような無限遠光源である場合に、表示制御システム１は、光出力装置３から出力される光にて、仮想光源Ｌ１からの光を比較的高い再現性で再現することができる。

さらに、本実施形態に係る表示制御システム１では、光出力装置３が出力する光は、本物の態様と同様に赤外線及び紫外線を含んでいる。そのため、例えば、仮想光源Ｌ１が太陽である場合に、光出力装置３から出力される光にて、仮想光源Ｌ１からの光を比較的高い再現性で再現することができる。特に、光出力装置３が画面２０から赤外線を含む光を出力することで、太陽光のような暖かさを再現することが可能であり、光出力装置３が画面２０から紫外線を含む光を出力することで、太陽光をより忠実に再現することが可能である。

また、本実施形態では、上述したように、画像Ｉｍ１に含まれる仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２（図２Ａ参照）には画面２０からの仮想距離Ｄ１が設定されている。そのため、画面２０の奥に広がる仮想空間は、画面２０から物体（仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２及び仮想光源Ｌ１）までの距離（仮想距離Ｄ１）、つまり奥行の情報を含む、三次元空間である。そこで、光出力装置３は、仮想距離Ｄ１に応じて、画面２０から出力される光について配光制御を実行する。ただし、画面２０から無限遠光源である仮想光源Ｌ１までの距離（仮想距離Ｄ１）のみであれば、画面２０から出力される光の配光には影響しないため、図５の例では、仮想距離Ｄ１によって配光は変わらない。

このように、本実施形態に係る表示制御システム１では、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、配光制御された光が画面２０から出力されるので、表示に関して現実性の向上を図ることが可能である。

表示制御システム１は、一例として、故郷又は外国の風景等の、ユーザＵ１が実際に住んでいる場所とは別の場所に風景の画像Ｉｍ１を表示することで、実際に住んでいる場所とは別の場所に居るかのようにユーザＵ１に錯覚させることができる。他の例として、表示制御システム１は、例えば、現実では深夜の時間帯に、朝の時間帯の風景等の、現実の時間帯とは別の時間帯（又は季節）の風景の画像Ｉｍ１を表示することで、現実の時間帯とは別の時間帯かのようにユーザＵ１に錯覚させることができる。

このような表示制御システム１を、例えば、ワークスペースに適用し、ワークスペースの窓に代えて画面２０を設けることも有用である。すなわち、ユーザＵ１は、外国に在住している相手とオンラインで会議をする際に、画面２０に表示される画像Ｉｍ１により、相手と同じ空間で、かつ同じ時間帯に仕事をしているような気分となりやすい。これにより、ユーザＵ１においては、相手と同じ感覚を共有しやすくなり、相手の存在をより近くに感じやすいため、コミュニケーションも円滑になる。しかも、更に他の国に在住している別の相手とオンラインで会議をする場合には、ユーザＵ１は、画面２０に表示される画像Ｉｍ１を切り替えることにより、気持ちの切り替えもしやすくなる。

（３．２）影形成動作
次に、表示制御システム１にて影Ｒ１２を形成するための影形成動作について説明する。

例えば太陽光が本物の窓から差し込む場合、窓と太陽との間に光を遮る遮蔽物が存在していれば、窓から差し込む光には影が生じる。本実施形態に係る表示制御システム１は、このような影を再現するために、影形成動作を行う。

すなわち、表示制御システム１では、図６に示すように、光出力装置３は、画像Ｉｍ１に含まれる仮想遮蔽物Ｍ１の位置に応じて、画面２０から出力される光に影Ｒ１２を形成する。本開示でいう「仮想遮蔽物」は、画像Ｉｍ１に含まれている仮想的な物体（仮想物体）のうち、仮想光源Ｌ１と画面２０との間に位置し、かつ光遮蔽性を有する物体である。図６の例では、仮想遮蔽物Ｍ１は、「看板」を表す仮想物体Ｏｂ１である。

つまり、図６の例においては、光出力装置３が画面２０から出力する光は、床面Ｘ３の照射領域Ｒ１に照射している。ここで、照射領域Ｒ１は、明領域Ｒ１１と、影Ｒ１２と、を含んでいる。明領域Ｒ１１は、影Ｒ１２に比較して明るく照らされた、つまり照度が高い領域である。影Ｒ１２は、仮想光源Ｌ１（ここでは太陽）からの光が仮想遮蔽物Ｍ１で遮られることによって生じる影を再現しているので、少なくとも仮想遮蔽物Ｍ１の位置に応じて、照射領域Ｒ１内での影Ｒ１２の位置が決まる。さらに、影Ｒ１２の形状は、仮想遮蔽物Ｍ１の形状によって決まる。

本実施形態では、光出力装置３は、シャッタユニット３８にて、光源ユニット３７から出力される光を局所的に遮蔽することで、影Ｒ１２を形成する。すなわち、図７Ａに示すように、画面２０の奥に、画像Ｉｍ１に描画されている仮想空間が広がっていると仮定した場合、画面２０の奥（つまり室内とは反対側）には、仮想光源Ｌ１及び仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在する。図７Ａの例では、仮想物体Ｏｂ１は仮想光源Ｌ１と画面２０との間に存在し、仮想物体Ｏｂ２は仮想光源Ｌ１と画面２０との間に存在しない。言い換えれば、仮想物体Ｏｂ１が仮想遮蔽物Ｍ１となる。図７Ａは、仮想光源Ｌ１と仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２と画面２０との位置関係を表す概念図であって、画像表示装置２等の図示を適宜省略している。

図７Ａの例では、仮想光源Ｌ１と画面２０との間に仮想遮蔽物Ｍ１としての仮想物体Ｏｂ１が存在しているので、仮想光源Ｌ１から画面２０に向かう光の一部が仮想物体Ｏｂ１にて遮られる。そのため、この例において、仮想光源Ｌ１から画面２０に入射した光が、画面２０を透過するとすれば、画面２０においては、光が出射される部位（高輝度部位）と、光が出射されない部位（低輝度部位）と、が生じる。つまり、画面２０のうち仮想光源Ｌ１からの光で仮想物体Ｏｂ１を投影した投影図に相当する部位については、そもそも仮想光源Ｌ１からの光が届かないため、この部位については、それ以外の部位（高輝度部位）に比較して輝度の低い低輝度部位となる。

そこで、光出力装置３は、シャッタユニット３８にて、光源ユニット３７から出力される光を局所的に遮蔽することで、画面２０上に低輝度部位を形成する。その結果、画面２０から出力される光線Ｌ１０は、一様の強度とはならずに、図７Ａに示すように、明光線Ｌ１１と、暗光線Ｌ１２と、に分かれることになる。本開示でいう「暗光線」は、明光線Ｌ１１に比較して強度の低い光線、つまり明光線Ｌ１１よりも暗い光線であって、強度がゼロ（０）、つまり光線が存在しない状態も含む。画面２０のうちの高輝度部位からは明光線Ｌ１１が出力され、低輝度部位からは暗光線Ｌ１２が出力される。

具体的には、光出力装置３は、複数のセル３８１のうちの一部のセル３８１の光透過率を低下させることで、画面２０上に低輝度部位と高輝度部位とを実現し、明光線Ｌ１１及び暗光線Ｌ１２を含む光線Ｌ１０を出力する。このような光線Ｌ１０が照射領域Ｒ１（床面Ｘ３）に照射することで、照射領域Ｒ１には明領域Ｒ１１と影Ｒ１２とが生じる。つまり、照射領域Ｒ１のうち明光線Ｌ１１が照射する領域は明領域Ｒ１１となり、暗光線Ｌ１２が照射する領域は影Ｒ１２となる。

結果的に、光出力装置３は、シャッタユニット３８にて、光源ユニット３７から出力される光を局所的に遮蔽することで、画面２０から出力される光に影Ｒ１２を形成することができる。ただし、光出力装置３は、明領域Ｒ１１に比較して低照度の影Ｒ１２を形成すればよく、一部のセル３８１にて光を完全に遮蔽することは必須でなく、一部のセル３８１の光透過率を低下させればよい。この場合、暗光線Ｌ１２は、ある程度の強度を持つ光線となる。

上述したような影形成動作は、画面２０に表示されている画像Ｉｍ１に応じて実行される。つまり、画像表示装置２が、画像Ｉｍ１として動画を表示する場合、つまり画面２０に表示させる画像Ｉｍ１を変化させる場合には、光出力装置３にて形成される影Ｒ１２についても、画像Ｉｍ１に合わせて変化することになる。一例として、画像表示装置２が、画像Ｉｍ１中の木の葉が揺らいでいるように、動的な画像Ｉｍ１（動画像）を表示している場合、仮想遮蔽物Ｍ１としての木の葉が揺らぐため、光出力装置３は、木の葉の影Ｒ１２を揺らいでいるように変化させる。これにより、照射領域Ｒ１には、実際の木の葉の間からの木漏れ日のような柔らかな光が差し込むことになる。

ところで、ここまでは仮想光源Ｌ１が太陽のような無限遠光源である場合、つまり仮想光源Ｌ１からの光が平行光である場合における影形成動作について説明したが、仮想光源Ｌ１は無限遠光源に限らない。例えば、窓から見える夜景を表す画像Ｉｍ１等においては、道路照明灯、街路灯及び信号機等の点光源が、仮想光源Ｌ１となる場合がある。このように、仮想光源Ｌ１が点光源である場合には、仮想光源Ｌ１からの光は平行光とはならず、仮想光源Ｌ１から放射状に光が出力される。そのため、図７Ｂに示すように、画面２０から出力される光についても、平行光ではなく、仮想光源Ｌ１を中心として放射状に広がるような光となる。

図７Ｂは、仮想光源Ｌ１が点光源である場合における影形成動作を表している。図７Ｂの例では、仮想物体Ｏｂ１は仮想光源Ｌ１と画面２０との間に存在し、仮想物体Ｏｂ２は仮想光源Ｌ１と画面２０との間に存在しない。言い換えれば、仮想物体Ｏｂ１が仮想遮蔽物Ｍ１となる。図７Ｂは、図７Ａと同様に、仮想光源Ｌ１と仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２と画面２０との位置関係を表す概念図であって、画像表示装置２等の図示を適宜省略している。

図７Ｂの例においても、仮想光源Ｌ１と画面２０との間に仮想遮蔽物Ｍ１としての仮想物体Ｏｂ１が存在しているので、仮想光源Ｌ１から画面２０に向かう光の一部が仮想物体Ｏｂ１にて遮られる。光出力装置３は、シャッタユニット３８にて、光源ユニット３７から出力される光を局所的に遮蔽することで、画面２０上に低輝度部位を形成する。その結果、画面２０から出力される光線Ｌ１０は、一様の強度とはならずに、図７Ｂに示すように、明光線Ｌ１１と、暗光線Ｌ１２と、に分かれることになる。このような光線Ｌ１０が照射領域Ｒ１（床面Ｘ３）に照射することで、照射領域Ｒ１には明領域Ｒ１１と影Ｒ１２とが生じる。つまり、照射領域Ｒ１のうち明光線Ｌ１１が照射する領域は明領域Ｒ１１となり、暗光線Ｌ１２が照射する領域は影Ｒ１２となる。

（３．３）表示制御方法
次に、上述したような表示制御システム１の動作に相当する表示制御方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。すなわち、表示制御方法は、少なくとも図８に示す処理Ｓ１〜Ｓ１０の一連の処理を、画像表示装置２及び光出力装置３の１以上のプロセッサで実行することにより、実現される。

表示制御方法に係る一連の処理が開始すると、画像表示装置２のプロセッサは、まず画像生成部２１にて画像Ｉｍ１を生成する、画像生成処理を実行する（Ｓ１）。次に、画像表示装置２のプロセッサは、表示制御部２３にて画像Ｉｍ１を画面２０に表示する画像表示処理を実行する（Ｓ２）。

次に、光出力装置３のプロセッサは、処理部３１にて、画面２０に表示されている画像Ｉｍ１を解析する画像解析処理を実行する（Ｓ３）。このとき、光出力装置３は、画像表示装置２と通信することにより、画像表示装置２から画像Ｉｍ１に関する情報（画像データ、位置情報及び属性情報等）を取得し、取得した情報に基づいて画像Ｉｍ１を解析する。画像解析処理では、例えば、画像Ｉｍ１に含まれている仮想物体Ｏｂ１，Ｏｂ２の抽出、及び仮想光源Ｌ１のスペクトルの抽出等を実行する。

次に、光出力装置３のプロセッサは、処理部３１にて、画像解析処理の結果を用いて、画面２０に対する仮想光源Ｌ１及び仮想遮蔽物Ｍ１の位置の特定を行う（Ｓ４）。特定される位置の情報は、画面２０から出力される光についての配光制御、及び影Ｒ１２の形成等に用いられる。

次に、光出力装置３のプロセッサは、レンズ制御部３４（出射角制御部３４１）にて、画面２０から出力される光についての配光を制御する配光制御処理を実行する（Ｓ５）。さらに、光出力装置３のプロセッサは、光源制御部３２（スペクトル制御部３２１）にて、画面２０から出力される光のスペクトルを制御するスペクトル制御の処理を実行する（Ｓ６）。

次に、光出力装置３のプロセッサは、処理部３１にて、画像解析処理の結果を用いて、影Ｒ１２の有無を判断する（Ｓ７）。このとき、仮想光源Ｌ１と画面２０との間に仮想遮蔽物Ｍ１が存在していれば、光出力装置３のプロセッサは、影Ｒ１２が有ると判断し（Ｓ７：Ｙｅｓ）、シャッタ制御部３３にて、シャッタ制御の処理を実行する（Ｓ８）。これにより、光出力装置３は、「（３．２）影形成動作」の欄で説明したように、画面２０から出力される光に影Ｒ１２を形成する。

光出力装置３のプロセッサは、影Ｒ１２が無いと判断するか（Ｓ７：Ｎｏ）、又はシャッタ制御を終えると（Ｓ８）、光源制御部３２にて、画面２０から光を出力する光出力処理を実行する（Ｓ９）。本実施形態では、光出力処理をもって初めて、光出力装置３は、画面２０から光を出力する。

その後、画像表示装置２のプロセッサは、画像更新部２２にて、画像Ｉｍ１の更新の有無を判断する（Ｓ１０）。画像Ｉｍ１が更新されてなければ（Ｓ１０：Ｎｏ）、光出力処理を繰り返し実行する（Ｓ９）。一方、画像Ｉｍ１が更新されれば（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、処理Ｓ２（画像表示層処理）に戻って、以降、上述した一連の処理（Ｓ２〜Ｓ１０）を繰り返す。

図８のフローチャートは、表示制御方法の一例に過ぎず、処理を適宜省略又は追加してもよいし、処理の順番が適宜変更されていてもよい。

（４）変形例
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、実施形態１に係る表示制御システム１と同様の機能は、表示制御方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る表示制御方法は、画像表示処理（図８の「Ｓ２」）と、光出力処理（図８の「Ｓ９」）と、配光制御処理（図８の「Ｓ５」）と、を有する。画像表示処理は、仮想光源Ｌ１が規定されている画像Ｉｍ１を画面２０に表示する処理である。光出力処理は、画面２０から光を出力する処理である。配光制御処理は、仮想光源Ｌ１と画面２０との位置関係に応じて、画面２０から出力される光について配光制御する処理である。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、１以上のプロセッサに、上記の表示制御方法を実行させるためのプログラムである。

以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示における表示制御システム１は、例えば、画像表示装置２及び光出力装置３等に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における表示制御システム１としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。

また、画像表示装置２又は光出力装置３における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは表示制御システム１に必須の構成ではなく、画像表示装置２又は光出力装置３の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、表示制御システム１の少なくとも一部の機能、例えば、画像表示装置２の一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

反対に、実施形態１において、複数の装置に分散されている表示制御システム１の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。例えば、画像表示装置２と光出力装置３とに分散されている表示制御システム１の一部の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。

すなわち、そもそも画像表示装置２と光出力装置３とが別体であることは、表示制御システム１に必須の構成ではなく、画像表示装置２と光出力装置３とは一体であってもよい。本開示でいう「一体」は、物理的に分離できない状態を意味し、例えば、１つの筐体に、画像表示装置２の構成要素及び光出力装置３の構成要素が収容されることで、画像表示装置２と光出力装置３とが一体化される。この場合、画像表示装置２は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイで構成され、ディスプレイの表面が画面２０を構成する。画像表示装置２が液晶ディスプレイであれば、例えば、そのバックライトで光出力装置３が実現可能である。

また、表示制御システム１は、ユーザＵ１の状況、又は気象情報等を含む環境の状況等を監視する機能を有していてもよい。監視機能は、例えば、イメージセンサ（カメラ）、ソナーセンサ、マイクロフォン、レーダ又はＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等の適宜のセンサを含むデバイスで実現される。一例として、イメージセンサで取得されるユーザＵ１の画像からは、ユーザＵ１の視線、感情、表情又はジェスチャ等の、ユーザＵ１の状況を推定することが可能である。これにより、表示制御システム１は、一例として、ユーザＵ１の感情に応じた画像Ｉｍ１を表示することが可能である。また、環境の状況に基づけば、例えば、外気温が閾値を超えているような場合に、光出力装置３は、赤外線の強度を下げるようにスペクトルを調整することが可能である。

また、表示制御システム１の一部の機能、例えば、処理部３１での画像解析の機能等について、機械学習等の技術が利用されてもよい。

また、表示制御システム１は、住宅で用いられることに限らず、例えば、事務所、店舗、工場、倉庫、建設現場、物流センタ、学校、病院、駅、空港又は駐車場等の、住宅以外の施設で用いられてもよい。さらに、例えば、自動車、電車、バス、船舶又は飛行機の内部等、乗り物の内部で表示制御システム１が用いられてもよい。一例として、自動車又は電車等の車両において、窓（車窓）に代えて車内に画面２０が配置されることにより、表示制御システム１にて、走行中の車両の車窓から見える風景を再現することも可能である。

また、表示制御システム１は、画像表示装置２及び光出力装置３を１台ずつ備える構成に限らず、画像表示装置２と光出力装置３との少なくとも一方を２台以上備えていてもよい。例えば、表示制御システム１が、２台の画像表示装置２と、１台の光出力装置３と、を備えている場合、１台の光出力装置３の前面に配置された１つの画面２０に、２台の画像表示装置２で交互に画像Ｉｍ１を表示することができる。

また、実施形態１では、画像表示装置２と光出力装置３とは互いに通信することで同期しているが、両者が同期するための構成はこれに限らない。例えば、画像表示装置２と光出力装置３とが上位システムからの同期信号を受けて、画像表示装置２と光出力装置３とが同期してもよい。

また、光出力装置３の構成としては、画面２０自体が発光する構成に限らず、例えば、画面２０で光を反射することにより、画面２０から光を出力する構成であってもよい。具体例としては、画面２０がミラー等の光反射面である場合に、光出力装置３は、光源ユニット３７からの光を画面２０で反射させて、画面２０から光を出力してもよい。この場合でも、光出力装置３は、例えば、光反射面である画面２０にて光を反射する向きを変えることで、画面２０から出力される光について配光制御を行うことができる。

また、光出力装置３は、例えば、太陽光等の環境光を利用して画面２０から光を出力する構成であってもよい。この場合、例えば、光出力装置３は、全体的に等価性を有し、環境光を室内に取り込む本物の窓に嵌め込まれるように設置される。これにより、光出力装置３は、後面側、つまり室外側から入射する環境光を透過させ、前面側、つまり画面２０側に出力することができる。この場合でも、光出力装置３は、仮想光源Ｌ１と画像Ｉｍ１との位置関係に応じて、環境光の配光制御を行うことで、画面２０から出力される光について配光制御を行うことができる。さらに、光出力装置３は、環境光と、光源ユニット３７からの光と、の両方を、画面２０から出力する構成であってもよい。

また、画面２０は、水平方向に長さを有する（つまり横長の）長方形状の平面に限らない。例えば、画面２０は、鉛直方向に長さを有する（つまり縦長の）平面であってもよいし、長方形状に限らず正方形状、円形状又は楕円形状等であってもよい。さらに、画面２０は、平面に限らず、曲面形状又は凹凸等の三次元形状を含んでいてもよい。一例として、画面２０が、鉛直方向に沿った中心軸周りに形成された円筒状である場合、ユーザＵ１が画面２０を見る方向によって、ユーザＵ１に見える画像Ｉｍ１が変化することになり、より現実性を向上させることも可能である。

また、画像表示装置２は、光出力装置３の前面の全域を画面２０として利用する構成に限らない。例えば、光出力装置３の前面の外周部に、窓枠を模した意匠が採用している場合、画像表示装置２は、光出力装置３の前面のうちの窓枠の内側の領域のみを画面２０として画像Ｉｍ１を表示してもよい。

また、シャッタユニット３８は、液晶シャッタに限らず、例えば、機械式シャッタにて実現されていてもよい。機械式シャッタからなるシャッタユニット３８においては、例えば、アクチュエータの動力、磁力又は静電気力等を用いて、複数のセル３８１の各々が機械的に駆動される。これにより、セル３８１ごとに、光透過率（少なくとも光透過状態）を変化させることが可能である。

また、画像表示装置２と光出力装置３との間の通信方式は、電波を通信媒体として用いる無線通信に限らず、例えば、光を通信媒体として用いる光通信若しくは有線通信等、又はこれらの組み合わせであってもよい。

（実施形態２）
本実施形態に係る表示制御システム１は、図９に示すように、画面２０に対するユーザＵ１の視線の方向を検知する検知装置４を更に備える点で、実施形態１に係る表示制御システム１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態では一例として、光出力装置３の上方に検知装置４が設置されている。検知装置４は、例えば、カメラ（イメージセンサ）等を含み、画像処理を行うことにより、画面２０に対するユーザＵ１の視線の方向を検知する。

本実施形態では、検知装置４の検知結果は、画像表示装置２に入力される。これにより、画像表示装置２は、ユーザＵ１の視線の方向に応じて、画像更新部２２にて、画面２０に表示する画像Ｉｍ１を変化させることができる。

例えば、図９に示すように、ユーザＵ１が画面２０に対して左寄りの位置から右寄りの位置に移動した場合を想定する。この場合において、画面２０が本物の窓であれば、ユーザＵ１と窓との相対的な位置が変化するので、窓から見える範囲が左方にシフトすることになる。本実施形態では、このような本物の窓から見える範囲の変化を、画像表示装置２にて画面２０に表示される画像Ｉｍ１の変化にて再現する。

すなわち、ユーザＵ１が矢印Ａ１のように右方に移動した場合、画像表示装置２は、画像更新部２２にて、画面２０に表示する画像Ｉｍ１について、矢印Ａ２の向き（右方）にシフトさせる。つまり、画像表示装置２は、検知装置４の検知結果から、ユーザＵ１の視線の方向が変化したことを検知すると、視線の変化に合わせて、画像Ｉｍ１を変化させる。その結果、ユーザＵ１から見ると、まるで窓から見える範囲が左方にシフトしたように見えるため、画面２０を本物の窓のように錯覚しやすくなる。結果的に、本実施形態に係る表示制御システム１によれば、表示に関して現実性の更なる向上を図ることが可能である。

また、実施形態２の変形例として、検知装置４は、例えば、光出力装置３の筐体３６内に収容されていてもよい。この場合、筐体３６のうち検知装置４に対応する部位をハーフミラーで構成することにより、検知装置４の存在をユーザＵ１に気付かせにくくすることが好ましい。

実施形態２で説明した構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る表示制御システム（１）は、画像表示装置（２）と、光出力装置（３）と、を備える。画像表示装置（２）は、仮想光源（Ｌ１）が規定されている画像（Ｉｍ１）を画面（２０）に表示する。光出力装置（３）は、画面（２０）から光を出力する。光出力装置（３）は、仮想光源（Ｌ１）と画面（２０）との位置関係に応じて、画面（２０）から出力される光について配光制御を実行する。

この態様によれば、単に画像（Ｉｍ１）を表示するだけでなく、光出力装置（３）にて、画像（Ｉｍ１）が表示される画面（２０）から光を出力する。しかも、画面（２０）から出力される光は、仮想光源（Ｌ１）と画面（２０）との位置関係に応じて、配光制御される。これにより、例えば、画面（２０）に窓から見える風景を表す画像（Ｉｍ１）が表示された状態で、ユーザ（Ｕ１）においては、画面（２０）から画像（Ｉｍ１）に合わせた配光で差し込む光を受けて、画面（２０）を、まるで本物の窓のように錯覚しやすくなる。結果的に、表示制御システム（１）によれば、表示に関して現実性の向上を図ることが可能である。

第２の態様に係る表示制御システム（１）は、第１の態様において、画像（Ｉｍ１）に含まれる仮想物体（Ｏｂ１，Ｏｂ２）には画面（２０）からの仮想距離（Ｄ１）が設定されている。光出力装置（３）は、仮想距離（Ｄ１）に応じて、画面（２０）から出力される光について配光制御を実行する。

この態様によれば、画面（２０）から仮想物体（Ｏｂ１，Ｏｂ２）までの仮想距離（Ｄ１）が、画面（２０）から出力される光についての配光制御に反映されるので、奥行き感が加味され、表示に関して現実性の更なる向上を図ることが可能である。

第３の態様に係る表示制御システム（１）では、第１又は２の態様において、光出力装置（３）は、画像（Ｉｍ１）に含まれる仮想遮蔽物（Ｍ１）の位置に応じて、画面（２０）から出力される光に影（Ｒ１２）を形成する。

この態様によれば、影（Ｒ１２）まで再現されるので、表示に関して現実性の更なる向上を図ることが可能である。

第４の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜３のいずれかの態様において、光出力装置（３）が出力する光は、赤外線を含む。

この態様によれば、画面（２０）から出力される光により、例えば、太陽光のような暖かさを再現することが可能である。

第５の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜４のいずれかの態様において、光出力装置（３）が出力する光は、紫外線を含む。

この態様によれば、画面（２０）から出力される光により、例えば、太陽光をより忠実に再現することが可能である。

第６の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜５のいずれかの態様において、画像表示装置（２）は、画像（Ｉｍ１）を変化させる画像更新部（２２）を有する。

この態様によれば、画面（２０）に表示される画像（Ｉｍ１）が変化するので、表示に関して現実性の更なる向上を図ることが可能である。

第７の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜６のいずれかの態様において、光出力装置（３）が出力する光は、平行光を含む。

この態様によれば、画面（２０）から出力される光により、例えば、太陽のような無限遠光源からの光を再現することが可能である。

第８の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜７のいずれかの態様において、光出力装置（３）は、画面（２０）から出力される光の出射角（θ１）を変化させる出射角制御部（３４１）を有する。

この態様によれば、画面（２０）から出力される光の出射角（θ１）を変化させることで、配光制御を実現できる。

第９の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜８のいずれかの態様において、光出力装置（３）は、画面（２０）から出力される光のスペクトルを変化させるスペクトル制御部（３２１）を有する。

この態様によれば、例えば、画像（Ｉｍ１）に合わせて、画面（２０）から出力される光のスペクトルを変化させることで、表示に関して現実性の更なる向上を図ることが可能である。

第１０の態様に係る表示制御システム（１）は、第１〜９のいずれかの態様において、画面（２０）に対するユーザ（Ｕ１）の視線の方向を検知する検知装置（４）を更に備える。

この態様によれば、例えば、ユーザ（Ｕ１）の視線の方向に合わせて、画面（２０）に表示する画像（Ｉｍ１）を変化させることで、表示に関して現実性の更なる向上を図ることが可能である。

第１１の態様に係る表示制御システム（１）では、第１〜１０のいずれかの態様において、画像表示装置（２）と、光出力装置（３）と、は別体である。光出力装置（３）は、画像表示装置（２）に同期している。

この態様によれば、例えば、画像表示装置（２）と、光出力装置（３）と、が別体であるので、画像表示装置（２）及び光出力装置（３）の各々を個別に交換することが可能である。

第１２の態様に係る表示制御方法は、画像表示処理と、光出力処理と、配光制御処理と、を有する。画像表示処理は、仮想光源が規定されている画像を画面に表示する処理である。光出力処理は、画面から光を出力する処理である。配光制御処理は、仮想光源と画面との位置関係に応じて、画面から出力される光について配光制御する処理である。

この態様によれば、単に画像（Ｉｍ１）を表示するだけでなく、光出力処理にて、画像（Ｉｍ１）が表示される画面（２０）から光を出力する。しかも、画面（２０）から出力される光は、仮想光源（Ｌ１）と画面（２０）との位置関係に応じて、配光制御される。これにより、例えば、画面（２０）に窓から見える風景を表す画像（Ｉｍ１）が表示された状態で、ユーザ（Ｕ１）においては、画面（２０）から画像（Ｉｍ１）に合わせた配光で差し込む光を受けて、画面（２０）を、まるで本物の窓のように錯覚しやすくなる。結果的に、表示制御方法によれば、表示に関して現実性の向上を図ることが可能である。

第１３の態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、第１２の態様に係る表示制御方法を実行させるためのプログラムである。

この態様によれば、単に画像（Ｉｍ１）を表示するだけでなく、光出力処理にて、画像（Ｉｍ１）が表示される画面（２０）から光を出力する。しかも、画面（２０）から出力される光は、仮想光源（Ｌ１）と画面（２０）との位置関係に応じて、配光制御される。これにより、例えば、画面（２０）に窓から見える風景を表す画像（Ｉｍ１）が表示された状態で、ユーザ（Ｕ１）においては、画面（２０）から画像（Ｉｍ１）に合わせた配光で差し込む光を受けて、画面（２０）を、まるで本物の窓のように錯覚しやすくなる。結果的に、上記プログラムによれば、表示に関して現実性の向上を図ることが可能である。

上記態様に限らず、実施形態１及び実施形態２に係る表示制御システム（１）の種々の構成（変形例を含む）は、表示制御方法又はプログラムにて具現化可能である。

第２〜１１の態様に係る構成については、表示制御システム（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 表示制御システム
２ 画像表示装置
３ 光出力装置
２０ 画面
３２１ スペクトル制御部
３４１ 出射角制御部
Ｄ１ 仮想距離
Ｉｍ１ 画像
Ｌ１ 仮想光源
Ｍ１ 仮想遮蔽物
Ｏｂ１，Ｏｂ２ 仮想物体
Ｒ１２ 影
Ｕ１ ユーザ
θ１ 出射角

Claims (13)

1. 仮想光源が規定されている画像を画面に表示する画像表示装置と、
   前記画面から光を出力する光出力装置と、を備え、
   前記光出力装置は、前記仮想光源と前記画面との位置関係に応じて、前記画面から出力される光について配光制御を実行する、
   表示制御システム。
2. 前記画像に含まれる仮想物体には前記画面からの仮想距離が設定されており、
   前記光出力装置は、前記仮想距離に応じて、前記画面から出力される光について配光制御を実行する、
   請求項１に記載の表示制御システム。
3. 前記光出力装置は、前記画像に含まれる仮想遮蔽物の位置に応じて、前記画面から出力される光に影を形成する、
   請求項１又は２に記載の表示制御システム。
4. 前記光出力装置が出力する光は、赤外線を含む、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
5. 前記光出力装置が出力する光は、紫外線を含む、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示制御システム。
6. 前記画像表示装置は、前記画像を変化させる画像更新部を有する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示制御システム。
7. 前記光出力装置が出力する光は、平行光を含む、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示制御システム。
8. 前記光出力装置は、前記画面から出力される光の出射角を変化させる出射角制御部を有する、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示制御システム。
9. 前記光出力装置は、前記画面から出力される光のスペクトルを変化させるスペクトル制御部を有する、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示制御システム。
10. 前記画面に対するユーザの視線の方向を検知する検知装置を更に備える、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示制御システム。
11. 前記画像表示装置と、前記光出力装置と、は別体であって、
    前記光出力装置は、前記画像表示装置に同期している、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の表示制御システム。
12. 仮想光源が規定されている画像を画面に表示する画像表示処理と、
    前記画面から光を出力する光出力処理と、
    前記仮想光源と前記画面との位置関係に応じて、前記画面から出力される光について配光制御する配光制御処理と、を有する、
    表示制御方法。
13. １以上のプロセッサに、請求項１２に記載の表示制御方法を実行させるためのプログラム。

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