JP5045756B2 - 映像連動型照明制御システム - Google Patents

Description

本発明は、表示する映像に合わせて視聴者の周囲に配置した照明を制御して視聴の臨場感をより向上する映像連動型照明制御システムおよび映像連動型照明制御方法である。

近年、テレビや映画のような映像の視聴に関して、より臨場感を増すことを目的とした技術が進歩している。特に音声については５．１ｃｈのようなサラウンドシステムを導入することで、家庭内においても非常に臨場感のある視聴を楽しむことができる。

一方、映像においては表示される映像の色を解析し、周辺部を照らす照明装置を制御することで視聴する際に広がり感を生じさせる技術が提案されている。例えば、特許文献１では、ディスプレイの全面または複数に分割したそれぞれの領域における各色成分の平均値を求め、各領域に対応する色の照明を行うことでコンテンツを視聴する際に広がり感を生じさせる方法を提案している。

しかしながら、表示する映像によっては、画面上に表示される映像の情報のみで周囲の光の状態を忠実に再現することは難しい。また、例えば、暗い空間内に置かれた物体があり、画面にちょうど入りきる大きさで物体を表示した場合に、ディスプレイの周囲は暗くすべきであるのにも関らずその物体の色でディスプレイの周囲を照らしてしまう。その結果、臨場感という点において、かえって不自然になる場合も考えられる。

このような場合を図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂを用いて説明する。図１２Ａは第１のシーンの例であり、図１２Ｂは第２のシーンの例である。例えば、図１２Ａに示すように、第１のシーンにおいては、暗い室内１２０１Ａに、テーブル１２０２Ａの上に白いコップ１２０３Ａが置かれている。白いコップ１２０３Ａ以外は輝度が低い暗部であり、白いコップ１２０３Ａは輝度が高い明部である。そうして、図１２Ｂに示すように、次の第２のシーンにおいては、暗い室内１２０１Ｂのテーブル１２０２Ｂの上に置かれた白いコップ１２０３Ｂにフォーカスされているような場合について説明する。白いコップ１２０３Ａ以外は輝度が低い暗部であり、白いコップ１２０３Ｂは輝度が高い明部である。

図１２Ａに示す第１のシーンにおいては、画面全体の平均輝度を検出した場合には、暗部が支配的であるため、ディスプレイの周囲の照明機器は暗い照度に設定されている。この場合には、画面の内容と照明機器の照度が一致しており問題はない。しかしながら、図１２Ｂに示す第２のシーンにおいては、画面全体の平均輝度を検出した場合には、明部であるコップ１２０３Ｂが支配的であるため、極端に明るい（平均輝度レベルの高い）シーンだと誤って判断されることがある。その結果、ディスプレイの周囲の照明機器は明るい照度に設定されてしまう場合がある。

また、図１３Ａと図１３Ｂは別の例である。図１３Ａは第３のシーンの例であり、図１３Ｂは第４のシーンの例である。図１３Ａに示すように、第３のシーンでは、天候が曇りのシーン１３０１Ａにおいて雲１３０２Ａが映し出されている。天候が曇りのシーン１３０１Ａは全体の輝度が低い暗部である。また、図１３Ｂは、次の第４のシーンの例であり、天候が曇りのシーン１３０１Ｂにおいて雲１３０２Ｂと非常に小さい領域で雷１３１３Ｂが映し出されている。なお、雷１３１３Ｂ以外は輝度が低い暗部であり、雷１３１３Ｂは輝度が高い明部である。

図１３Ａに示す第３のシーンにおいては、画面全体の平均輝度を検出した場合には、暗部が支配的であるため、ディスプレイの周囲の照明機器は暗い照度に設定される。この場合には、画面の内容と周辺機器の照度が一致しており問題はない。しかしながら、図１３Ｂに示す第４のシーンにおいては、画面全体の平均輝度を検出した場合には、依然として暗部が支配的であるため、ディスプレイの周囲の照明機器は、暗いシーン（平均輝度レベルの低い）シーンだと判断される。その結果、ディスプレイの周囲の照明機器は暗い照度に設定されてしまう場合がある。本来、雷を表示するシーンにおいては、ディスプレイの周囲の照明機器も同時に並行して点灯と消灯を行うことが望ましいが、実際には、画面の非常に小さい領域の影響は非常に小さくなるため、適切な照明機器の設定を行うことができない場合がある。

つまり、従来の技術である特許文献１においては、画面に表示された映像信号の内容に基づいて照明機器の設定を行っているため、本来のコンテンツ製作者の意図を充分に表現できないという課題が生じる。

また、別の課題としては、画面上に表示されている画像と照明機器との表示のタイミングが予めコンテンツ製作者が意図したタイミングで表示されていない場合には、画面に表示された内容と照明機器との内容が一致しないという問題が生じる。

つまり、従来の技術である特許文献１においては、映像信号を表示する表示装置と照明機器とのタイミングについては考慮されていない。その結果、映像信号を処理するのに要する時間が伴うので、照明機器により照明を設定する時間が映像と一致しない場合には、本来のコンテンツ製作者の意図を充分に表現できないという課題が生じる。

特開２００５−２５１５０８号公報

本発明は、上記の従来技術での課題を解決するもので、コンテンツ製作者が表現したい世界をより忠実に再現し、視聴者がより臨場感を得られる映像連動型照明制御システムおよび映像連動型照明制御方法を提供する。

映像連動型照明制御システムは、映像コンテンツから光情報信号と映像信号を読み出す信号読み出し部と、映像信号を処理して表示装置に供給する映像信号処理回路と、光情報信号を基にして照明装置の発光のタイミングや強度を演算し光制御信号を生成する演算回路と、照明装置と、演算回路によって生成された光制御信号を照明装置に送信する送信装置とを備える。照明装置は送信装置から出力される光制御信号を受け取り、表示装置に表示される映像内容と連動して発光する。

映像連動型照明制御方法は、映像コンテンツから光情報信号と映像信号を読み出すステップと、映像信号を処理して映像を表示するステップと、光情報信号を基にして照明装置の発光のタイミングや強度を演算して光制御信号を生成するステップと、生成された光制御信号を送信するステップと、送信された光制御信号を受け取りかつ表示される映像の内容と連動して発光するステップとを備える。

本発明の映像連動型照明制御システムを示すブロック図 本発明の映像連動型照明制御システムの詳細な構成を示すブロック図 本発明の所定の色の光における角度と強度の関係の一例を示す図 照明装置を複数配置した場合の視聴者と表示装置と照明装置との位置関係を示す図 複数配置された各照明装置が表現する区間の例を示す図 本発明の映像連動型照明制御システムを示すブロック図 本発明の映像連動型照明制御システムの詳細な構成を示すブロック図 本発明における信号の伝送内容を示す図 本発明の映像連動型照明制御システムを示す他のブロック図 本発明の映像連動型照明制御システムを示す更に他のブロック図 照明装置の特性を示す図 照明装置の特性を示す図 従来の映像連動型照明制御システムの処理を示す図 従来の映像連動型照明制御システムの処理を示す図 従来の映像連動型照明制御システムの処理を示す図 従来の映像連動型照明制御システムの処理を示す図

（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１について図１〜図５を用いて説明する。

図１は、本発明の映像連動型照明制御システムを示すブロック図である。図１において、映像連動型照明制御システム１００は、映像コンテンツ１１、信号読み出し部１２、映像信号処理回路１３、表示装置１４、演算回路１５、送信装置１６、照明装置１７を備える。

映像コンテンツ１１には、従来の映像信号や音声信号に加えて、視聴空間を照明するための光源の位置や強度の光情報信号が含まれる。また、映像コンテンツ１１は、放送によって受信されたり、記録メディアや各種メモリからの再生であったり、ネットワークを介して受信したりして得られる。

信号読み出し部１２は、映像コンテンツ１１の信号Ｓ１を読み出し、映像信号ＡＤ１を映像信号処理装置１３に与え、光情報信号Ｌ１を演算装置１５に与える。

映像信号処理装置１３は、インタレース−プログレッシブ変換や種々の高画質化処理など表示装置に映し出すまでに施される全ての信号処理回路を示している。

表示装置１４は例えばプラズマディスプレイパネルで構成されていてもよいし、液晶パネルで構成されていてもよいし、ブラウン管式の表示部で構成されていてもよい。

演算回路１５は、光情報信号Ｌ１に含まれる光の位置情報と強度情報から光制御信号ＣＴＬ＿ＤＬＹを生成し、送信装置１６に与える。

送信装置１６は、与えられた光制御信号ＣＴＬ＿ＤＬＹに対応する信号を照明装置１７に送信する。この送信方法は有線でもよいし、無線でもよい。

照明装置１７は赤、緑、青の三色の照明が一組になっており、各色の強度を示す信号を受け取ることで様々な色を作り出し視聴空間に向けて照らす。演算回路１５にあらかじめ登録しておけば、照明装置１７の配置の方向や個数を任意に設定できる。

続いて、上記の演算回路１５の具体的な構成例を説明する。図２は、図１に示した演算回路１５の詳細な構成を示す図である。図２において、演算回路１５は、強度分布平均回路２１、制御信号保持回路２２、制御信号読出回路２３を備える。信号読み出し部１２からの光情報信号Ｌ１は、色の三原色（ＲＧＢ）各色について、視聴者の周囲何度の位置からどれくらいの強度の光を発生させるかという情報がフィールド単位で記録されている信号である。

図３は、あるフィールドにおけるこの光情報信号Ｌ１のうち一色について角度と光の強度の関係を示すグラフである。図３において、縦軸３０２は照明の光の強度を示し、横軸３０１は視聴空間を照明するための照明装置１７の位置を角度で示している。グラフ３０３は、その角度と強度の関係を示している。

強度分布平均回路２１には、照明装置１７が設置される際に角度と数量などの情報が登録されている。強度分布平均回路２１は、それらの情報を基にして、図３で示すグラフ３０３を各照明が担当する区間での強度を平均することにより各照明装置１７の発光量を算出する。

図４は、一例として、照明装置１７を２個視聴者の左右斜め後方に配置した際の位置関係を示している。図４は、視聴者４０を中心にして、表示装置１４と、照明装置１７Ａと、照明装置１７Ｂとの位置関係を示している。この場合、図１の照明装置１７は照明装置１７Ａと照明装置１７Ｂで構成されている。表示装置１４の位置は視聴者４０の正面にあって、視聴者４０から見て角度で０度の方向である。照明装置１７Ａの位置は視聴者４０の斜め左後ろにあって、視聴者４０から見て角度で１３５度の方向である。照明装置１７Ｂの位置は視聴者４０の斜め右後ろにあって、視聴者４０から見て角度で２２５度の方向である。

次に、図５は、図４の場合における照明装置１７Ａと照明装置１７Ｂを前提とし、強度分布平均回路２１で平均化を実施する為の積分範囲を示す。図５における縦軸３０２、横軸３０１、グラフ３０３は、それぞれ図３の縦軸３０２、横軸３０１、グラフ３０３と同じである。積分範囲５１は照明装置１７Ａのための積分範囲であり、グラフ３０３の角度１３５度を中心に４５度の範囲で積分される。積分範囲５２は照明装置１７Ｂのための積分範囲であり、グラフ３０３の角度２２５度を中心に４５度の範囲で積分される。このようにして、強度分布平均回路２１は光制御信号ＣＴＬを生成して出力する。

なお、この例では積分範囲を４５°としているが、照明の数と、配置した位置関係によって個々の照明がどれだけの角度範囲を積分するかをあらかじめ演算回路１５で決められる。

制御信号保持回路２２は、強度分布平均回路２１から出力される光制御信号ＣＴＬをある期間保持し、制御信号読出回路２３に与える。映像信号ＡＤ１が映像信号処理回路１３で信号処理されて表示装置１４に表示されるまでの時間と、演算回路１５が光情報信号Ｌ１を受けて照明装置１７が発光するまでの時間は同じとは限らない。そのため、この時間差を考慮せず照明装置１７を発光させると、表示装置１４で表示される映像と照明装置１７による光とが同期せず不自然となり、かえって臨場感が損なわれる場合がある。

そこで、制御信号保持回路２２および制御信号読出回路２３は映像信号ＡＤ１が表示装置１４に表示されるまでの時間である遅延時間ＤＬＹを映像信号処理回路１３から受け取る。そうして、制御信号保持回路２２は、その遅延時間ＤＬＹと照明装置１７が発光するまでの時間差分だけ光制御信号ＣＴＬを保持し、制御信号読出回路２３へ供給する。制御信号読出回路２３は、制御信号保持回路２２から供給された信号を遅延時間ＤＬＹに関連したタイミングで光制御信号ＣＴＬ＿ＤＬＹを出力する。このようにして、表示装置１４に映し出される映像と照明装置１７の光が同期するように調整される。

このようにして、本願発明は、表示装置１４に表示された映像信号の内容に基づいて照明機器の設定を行っているため、本来のコンテンツ製作者の意図を充分に表現できる。さらに、本願発明は、表示装置１４に表示されている画像と照明機器との表示のタイミングが予めコンテンツ製作者が意図したタイミングで表示することが可能になり、画面に表示された内容と照明機器との内容を一致させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２においては、実施の形態１で示した内容についてより詳細に説明する。なお、実施の形態２を、ＨＤＭＩ規格を利用した場合について説明するが、本願発明はこれに限定されるものではない。また、実施の形態２においては、ＨＤＭＩソース６００（以降、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００と記載する）からＨＤＭＩシンク６５０（以降、ＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０と記載する）に対して映像信号及び制御信号がＨＤＭＩ６８０を介して伝送され、その後、上述した照明装置にＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０から制御信号（光情報信号）を伝送する例について説明する。ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００としては、例えばＳＴＢ（Ｓｅｔ Ｔｏｐ Ｂｏｘ）を、ＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０としては、例えばＴＶ（テレビジョン受像機）を仮定して説明する。しかし、本願発明はこれに限定されるものではなく、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００の代わりに、放送局から有線又は無線を介して伝送される映像信号及び制御信号に直接対応することも可能である。また、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００の代わりに、記録媒体や各種メモリに記録された映像信号及び制御信号に対応することも可能である。更に、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００の代わりに、ネットワークを介して得られた映像信号及び制御信号に対応することも可能である。

以下に、本発明を実現するための構成について図６から図８を参照して説明する。図６及び図７は、ＨＤＭＩ規格により構成されたＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００とＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０の構成を示すブロック図である。ここで、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００とＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０とは、ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）チャネル０（以降、ＴＭＤＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ０と記載する）からＴＤＭＳチャネル２（（以降、ＴＭＤＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ２と記載する）、ＴＭＤＳクロックチャネル（以降、ＴＭＤＳ Ｃｌｏｃｋ Ｃｈａｎｎｅｌと記載する）及びＤＤＣ（Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）ライン（以降、ＤＤＣ Ｌｉｎｅと記載する）により接続されている。図７に示すように、ＨＤＭＩケーブル６８０は、４つの差動信号線６８２、６８４、６８６、６８８により接続されている。３つの差動信号線６８２、６８４、６８６によりＴＭＤＳデータが伝送され、１つの差動信号線６８８によりクロック情報が伝送される。なお、図７の３つの差動信号線６８２、６８４、６８６は、図６のＴＤＭＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ０からＴＤＭＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ２にそれぞれ対応する。図７の差動信号線６８８は、図６のＴＤＭＳクロック（以降、ＴＤＭＳ Ｃｌｏｃｋと記載する）に対応する。これらの差動信号線６８２、６８４、６８８により、映像、音声及び制御信号（補助データ）が伝送される。なお、図示していないが、ＨＤＭＩケーブル６８０を使用する代わりに無線で通信することも可能である。

また、クロック情報であるＴＤＭＳ Ｃｌｏｃｋを伝送する差動信号線６８８においては、映像信号クロックが伝送され、その映像信号クロックが上述した３つの差動信号線６８２から６８６により伝送されるＴＭＤＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ０からＴＭＤＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ２データの処理に使用される。さらに、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００とＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０とは、差動信号線６９０でも接続されている。図７の差動信号線６９０は図６のＤＤＣに対応する。この差動信号線６９０により、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００とＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０との間でそれぞれの構成やそれぞれの状態等の情報が交換される。また、図７の差動信号線６９２は図６のＣＥＣ Ｌｉｎｅに対応し、ユーザ環境において複数種類の映像音声機器間において、高度な制御機能を実現することが可能にするものである。

以下、図７を参照しながら、図６に示すＨＤＭＩ規格により構成されたＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００とＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０の構成を詳細に説明する。

図７は、ＨＤＭＩ Ｓｏｕｒｃｅ６００としてＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓを、ＨＤＭＩ Ｓｉｎｋ６５０としてＨＤＭＩ対応のＴＶ６５０Ｔを例に挙げている。まず、ＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓについて説明する。ＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓにおいては、端子６０２から入力されたＲＧＢ映像信号、音声信号６０３と、端子６０４から入力された光情報信号６０５と、端子６０６から入力された制御信号６０７とは、多重化回路６０８に供給される。多重化回路６０８は、供給された音声信号と光情報信号６０５と制御信号６０７を映像信号の無い映像ブランキング期間に時間軸圧縮し、ＲＧＢ映像信号と多重した多重信号６０９を生成する。

次に、ＨＤＣＰエンクリプト回路６１０は多重信号６０９を暗号化してコピーガードをかける。暗号化に際して、ＨＤＣＰエンクリプト回路６１０は、ＨＤＣＰＫＥＹ６１２から必要に応じて鍵信号を受け取って暗号化を行う。次に、暗号化された多重信号６０９Ｅは、ＴＭＤＳ送信回路６１４に入力され、１０ビットに変換された後、ＴＭＤＳエンコードされて差動シリアル化されて、ＨＤＭＩ接続端子６１６を介して伝送される。差動信号線６８２は図６のＴＤＭＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ０であって、Ｂ信号（Ｂｌｕｅ信号）を伝送する。差動信号線６８４は図６のＴＤＭＳ Ｃｈａｎｎｅｌ １であってＧ信号（Ｇｒｅｅｎ）を伝送する。差動信号線６８６は図６のＴＤＭＳ Ｃｈａｎｎｅｌ ２であってＲ信号（Ｒｅｄ）を伝送する。差動信号線６８８は図６のＴＤＭＳ Ｃｌｏｃｋ ＣｈａｎｎｅｌであってＣｌｏｃｋ（クロック）を伝送する。映像信号の無い映像ブランキング期間に光情報信号６０５などが伝送される。なお、光情報信号６０５は、Ｒ信号用、Ｇ信号用、Ｂ信号用それぞれの情報信号に分割される。Ｒ信号用に分割された光情報信号６０５は、例えば、差動信号線６８２を介してＣｈａｎｎｅｌ ０の映像ブランキング期間に重畳して伝送される。Ｂ信号用に分割された光情報信号６０５は、例えば、差動信号線６８４を介してＣｈａｎｎｅｌ １の映像ブランキング期間に重畳して伝送される。Ｇ信号用に分割された光情報信号６０５は、例えば、差動信号線６８６を介してＣｈａｎｎｅｌ ２の映像ブランキング期間に重畳して伝送される。また、同様に、音声信号と制御信号６０７も映像ブランキング期間に重畳される。

ここで、ＨＤＣＰの鍵情報やＥＤＩＤ情報は、ＨＤＭＩ接続端子６１６及び６５２を介して、差動信号線６９０のＩ２Ｃバスで送受信される。ＥＤＩＤ６５４は、ディスプレイが許容する信号フォーマットなどのＥＤＩＤ情報を格納したＲＯＭ等の蓄積デバイスである。ＥＤＩＤ情報は必要に応じてＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓのマイコン６１８によって読み出される。より具体的には、マイコン６１８が、ＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００ＳがＨＤＭＩ対応のＴＶ６５０Ｔに接続された事を検出して、ＥＤＩＤ６５４に格納されたＥＤＩＤ情報を読み出す。

次に、ＨＤＭＩ対応のＴＶ６５０Ｔについて詳細に説明する。ＨＤＭＩ対応のＴＶ６５０Ｔに入力された３系統（ＲＧＢ）の信号と１系統のクロック信号はＴＭＤＳ受信回路６５６に入力される。そうして、この３系統（ＲＧＢ）の信号はパラレル化及びＴＭＤＳデコード及び１０／８ビット変換された後、８ビットのＲＧＢ映像信号に復元される。復元された８ビットのＲＧＢ映像信号は、ＨＤＣＰデクリプト回路６５８で暗号が解かれて、映像信号抽出回路６６０、光情報信号抽出回路６６２、制御信号抽出回路６６４、パケット判別回路６６３にそれぞれ入力される。ＨＤＣＰデクリプト回路６５８は、ＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓからの鍵情報に応答して、ＨＤＣＰＫＥＹ６６６から鍵情報をＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓに送信する。そうして、ＨＤＭＩ対応のＳＴＢ６００Ｓがベリファイした後に、暗号が解除される。

ここで、制御信号抽出回路６６４は、映像ブランキング期間に重畳されている制御信号６０７を抽出し、抽出された制御信号６０７はマイコン６６８に入力される。パケット判別回路６６３はパケット判別した結果をマイコン６６８に入力する。また、映像信号抽出回路６６０は、ＲＧＢ映像信号をＴＶ表示部６７０に伝送する。なお、ここで、図示はしていないが、ＯＳＤ付加回路等を設けて、マイコンによって制御することにより、ＲＧＢ映像信号にＯＳＤ信号を付加することも可能になる。

次に、光情報信号抽出回路６６２は、映像ブランキング期間に重畳されている光情報信号６０５を抽出し、抽出された光情報信号６０５は照明出力部６７４に出力される。照明出力部６７４は図１の照明装置１７に相当する。なお、実施の形態２においては、説明の容易化のために光情報信号６０５と制御信号６０７とを分離して説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、光情報信号６０５を制御信号６０７の一部とすることも可能である。

ここで、ＨＤＭＩ規格における信号の構成について説明する。図８は、全画面が次の構成であるＳＤ画面を例にしている。全画面において、水平走査期間８１１の画素数は８５８画素で、垂直走査期間８２１のライン数は５２５ラインである。その中の有効画面については、水平有効期間８１２の画素数は７２０画素で、垂直有効期間８２２のライン数は４８０ラインである。水平同期信号８１０の期間を含んで、水平ブランキング期間８１３が存在している。垂直同期信号８２０の期間を含んで、垂直ブランキング期間８２３が存在している。この水平ブランキング期間８１３と垂直ブランキング期間８２３を総称して映像ブランキング期間と呼んでいる。なお、この全画面において、枠で囲まれた白い部分と、枠で囲まれた右上がりの斜線の部分と、枠で囲まれた右下がりの斜線の部分とで構成されている。枠で囲まれた白い部分は、コントロール期間（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｅｒｉｏｄ）８３１である。枠で囲まれた右上がりの斜線の部分は、データアイランド期間（Ｄａｔａ ｉｓｌａｎｄ Ｐｅｒｉｏｄ）８３２である。枠で囲まれた右下がりの斜線の部分は、ビデオ期間（Ｖｉｄｅｏ Ｄａｔａ Ｐｅｒｉｏｄ）８３３である。そうして、ＴＭＤＳ期間（ＴＭＤＳ Ｐｅｒｉｏｄ）８３０は、コントロール期間８３１と、データアイランド期間８３２と、ビデオ期間８３３で構成されている。データアイランド期間８３２でパケットデータ（Ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ）が伝送される。パケットデータは、Ａｕｄｉｏ ｓａｍｐｌｅ（音声信号の標本化情報）やＩｎｆｏ ｆｒａｍｅ（信号に付帯した情報）などに加えて、光情報信号６０５により構成される。

このように、光情報信号６０５は、映像ブランキング期間に存在するデータアイランド期間８３２を利用して伝送される。なお、上述したように、実施の形態２では説明の簡易化のために、制御信号６０７と光情報信号６０５とを分離して説明したが、光情報信号６０５を制御信号６０７の一部とする場合には、コントロール期間８３１に光情報信号６０５を挿入することも可能である。

ＨＤＭＩ対応のＴＶ６５０Ｔの光情報抽出回路６６２は、映像ブランキング期間のデータアイランド期間８３２又はコントロール期間８３１に挿入された光情報信号６０５を抽出する。そうして、光情報抽出回路６６２は抽出した光情報信号６０５を照明装置６７４に伝送する。これにより、コンテンツ製作者の意図を反映した光情報信号６０５を照明装置６７４に反映することが可能になる。

ここで、ＨＤＭＩ対応のＴＶ６５０Ｔは、ＨＤＣＰデクリプト回路６５８から映像信号抽出回路６６０を介してＴＶ表示部６７０に映像を出力するタイミングと、ＨＤＣＰデクリプト回路６５８から光情報抽出回路６６２を介して照明装置６７４が照明するタイミングを予め設定している。そうして、ＴＶ表示部６７０から映像が出力されるタイミングと照明装置６７４の照明を点灯するタイミングを一致させている。これにより、画面上に表示されている画像と照明機器との表示のタイミングが予めコンテンツ製作者が意図したタイミングで表示や照射することが可能になる。

具体的には、例えば、光情報抽出回路６６２を介して照明装置６７４を点灯するタイミングが、映像信号抽出回路６６０を介してＴＶ表示部６７０に映像信号が表示されるタイミングよりも遅い場合には、次のように構成される。すなわち、映像信号抽出回路６６０とＴＶ表示部６７０との間にバッファを設けて、照明装置６７４が点灯するタイミングと一致するタイミングでバッファから映像信号を読み出す構成が可能である。このように構成することによって、その遅れ時間を解消することが可能である。逆に、映像信号抽出回路６６０を介してＴＶ表示部６７０に映像が表示されるタイミングが、光情報抽出回路６６２を介して照明装置６７４を点灯するタイミングよりも遅い場合、次のように構成される。すなわち、光情報抽出回路６６２と照明装置６７４との間にバッファを設ける構成にすることによって、その遅れ時間を解消することが可能である。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図９と図１０を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態３における映像連動型照明制御システムを示すブロック図である。

図９において、映像連動型照明制御システム９００は、映像コンテンツ９１１、信号読み出し部９１２、映像信号処理回路９１３、表示制御装置９２１、表示装置９１４、演算回路９１５、送信装置９１６、照明装置９１７、光センサ９２２、外光９２３より成る。映像コンテンツ９１１、信号読み出し部９１２、映像信号処理回路９１３、表示装置９１４、演算回路９１５、送信装置９１６、照明装置９１７は図１および図２に示した映像コンテンツ１１、信号読み出し部１２、映像信号処理回路１３、表示装置１４、演算回路１５、送信装置１６、照明装置１７とそれぞれ同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。図９の映像連動型照明制御システム９００が図１および図２に示した映像連動型照明制御システム１００と異なる箇所は、表示制御装置９２１、光センサ９２２、外光９２３である。したがって、表示制御装置９２１、光センサ９２２、外光９２３を中心に以下に説明する。

表示制御装置９２１は、映像信号処理回路９１３から入力された信号に対して、表示モードなどに応じて映像信号を補正する。表示モードとは、例えば、「シネマモード」と呼ばれる映画に適したモードや、「ゲームモード」と呼ばれるゲームに適したモードや、「通常モード」と呼ばれる通常のモードなどである。これらの表示モードは、表示するコンテンツに応じてユーザーが選択する。表示制御装置９２１は、このようにして選択された表示モードなどに応じて映像信号を補正し、補正した映像信号を表示装置９１４に供給する。また、表示制御装置９２１は、選択された表示モードなどの情報を信号処理回路９１３に供給する。

演算回路９１５は図１および図２を用いて説明した演算回路１５と同様の処理を実行するともに、演算回路９１５での処理内容に関する情報を映像信号処理回路９１３に供給する。その処理内容とは、強度分布平均回路２１や制御信号保持回路２２や制御信号読出回路２３での図３から図５に関係した信号処理の内容である。

光センサ９２２は、照明装置９１７からの光と、表示装置９１４が置かれた場所に入る外光９２３の両方の光の程度を検知し、その検知結果に対応する情報を映像信号処理回路９１３に供給する。

映像信号処理回路９１３は、例えば、表示制御装置９２１の動作を校正（キャリブレート）する機能を備える。この場合は、映像信号処理回路９１３は、表示制御装置９２１からの情報と光センサ９２２からの情報と演算回路９１５からの情報を基にして、表示制御装置９２１での動作を校正する。また、例えば、映像信号処理回路９１３は図１に示した映像信号処理回路１３の動作に加えて、演算装回路９１５での動作を校正（キャリブレート）する機能を備える。即ち、映像信号処理回路９１３は、表示制御装置９２１からの情報と光センサ９２２からの情報と演算回路９１５からの情報を基にして、演算回路９１５での動作を校正する。

こうすることで、外光９２３を考慮した上述の校正が可能になり、更に高性能な照明装置９１７の制御が可能になる。また、表示制御装置９２１での信号補正と外光９２３と演算回路９１５での処理内容を併せて考慮した更に高性能な表示装置９１４での表示制御も可能になる。

なお、外光９２３が所定の値よりも強い場合などでは、照明装置９１７を制御することによる効果が余り期待できない場合や、照明装置９１７の制御が適切には機能しない場合があり得る。したがって、映像連動型照明制御システム９００は、外光９２３が所定の値よりも強いことを光センサ９２２は検知した場合には、照明装置９１７の制御を停止する機能を有することも可能である。

次に、実施の形態３における他の映像連動型照明制御システムについて、図１０を用いて説明する。

図１０において、映像連動型照明制御システム１０００は、映像コンテンツ９１１、信号読み出し部９１２、映像信号処理回路９１３、表示制御装置９２１、表示装置９１４、演算回路９１５、送信装置９１６、照明装置９１７、光センサ９２２、カメラ１００１、外光９２３より成る。図１０に示す映像連動型照明制御システム１０００において、図９と同一参照番号を付した部分は図９と同様であるので、それらの詳細な説明は省略する。図１０に示す映像連動型照明制御システム１０００と図９に示した映像連動型照明制御システム９００と異なる箇所は、カメラ１００１である。したがって、カメラ１００１を中心に以下に説明する。

カメラ１００１は映像連動型照明制御システム１０００が置かれた部屋の壁を撮影し、壁の色や明るさなどを検知し、その結果を映像処理回路９１５に供給する。こうすることで、映像連動型照明制御システム１０００は、演算回路９１５において外光９２３や壁の状況を考慮した校正を行い、更に高性能な照明装置９１７の制御が可能になる。また、更に高性能な表示装置９１４での表示制御も可能になる。

実施の形態１から実施の形態３で説明したように、本願発明では、表示装置１４、９１４に表示される映像信号の平均輝度等を測定する必要もなく、本来のコンテンツ製作者の意図を充分に表現できる。さらに、本願発明では、表示装置１４、９１４の画面上に表示されている画像と照明機器との表示のタイミングが予めコンテンツ製作者が意図したタイミングで表示することが可能になり、画面に表示された内容と照明機器との内容が一致することが可能になる。

また、表示装置１４、９１４の画面上に表示されるコンテンツの内容に応じて、照明装置１７、９１７の出力を調整することも可能である。例えば、映画コンテンツを表示する場合には、コンテンツ自体は輝度レベルが低く設定されている場合が多い。そのため、照明装置１７、９１７の出力を低く設定することにより、コンテンツと連動した照明の出力を実現することが可能になるという効果がある。

ところで、実施の形態１から３における照明装置１７、９１７に使用される発光体や電球や照明機材によって照射される光の指向特性について、図１１Ａおよび図１１Ｂに示した配向曲線を用いて説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、発光体や電球や照明機材からの方向とその方向での光の強さとの関係を示している。図１１Ａは、例えば、電球形蛍光灯の配向曲線を示す。電球形蛍光灯は電球形蛍光灯からの方向に関してほぼ一様に光を出力し、全方位に広がりながら光を出力する拡散性の高い特性である。図１１Ｂは、他の発光体あるいは電球の配向曲線を示す。この発光体あるいは電球は、ある方向に集中して光を出力する。この発光体あるいは電球は、０度の方向およびその近傍に集中して光を出力する。

従って、発光体や電球や照明機材の単純なワット数のみではなく、光の方向性や広がりを考慮ことにより、さらに、適切にコンテンツ製作者の意図を反映した照明装置の設定を行うことが可能になる。

なお、上述した実施の形態１から実施の形態３においては、予め照明装置１７、９１７の特性を把握して、その特性に合わせた光情報信号を出力する内容について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではない。例えば、照明装置１７、９１７から出力される可視光線により照明装置１７、９１７の特性情報をＨＤＭＩ対応ＴＶ６５０Ｔ又はＨＤＭＩ対応ＳＴＢ６００Ｓに伝送することも可能である。こうすることにより、照明装置１７、９１７の特性に基づいた出力を行うことも可能である。この場合には、ユーザが照明装置１７、９１７の特性を予め設定する必要がなくなり、操作性が向上するという効果が更にある。

以上の説明から明らかな通り、本発明に係る映像連動型照明制御システムおよび映像連動型照明制御方法は、あらかじめコンテンツの製作者が映像に対して付加したい視覚的効果を、光源の位置情報（方向）と三原色の強度情報に置き換えて映像・音声と共に記録しておく。そうして、これらの信号を読み出す回路と、照明を発光させるタイミングを算出する発光タイミング演算をする回路と、照明の点灯を制御する回路とを備える。発光タイミング演算をする回路は、受け取った光制御信号を解析し、接続された照明の数と位置との関係から発光させるべき照明と各色の強度および表示装置に表示されるタイミングと同期したタイミングを演算する。照明を制御する回路は、発光タイミングを演算する回路により算出された各色の強度の信号を、同回路によって算出されたタイミングで表示装置の周囲に配置された照明へ送信する。

本発明は、映像信号に視聴者の周囲の光（色・明るさ）の情報を加えることで、コンテンツ製作者が表現したい世界をより現実的に表すことができ、視聴者の臨場感を増すことができる。

本発明に係る映像連動型照明制御システムおよび映像連動型照明制御方法は、映像コンテンツの製作者が演出したい光の効果を発揮するための関連情報で照明を制御することにより、視聴者が感じる臨場感をより増大させることができる。映像コンテンツはＤＶＤのようなメディアでもよいし、放送波でもよいし、ネットワークを介して配信されてもよい。また、照明の数量・位置も自由に決めることができ、一般家庭のみならず、映画館のような大規模な施設などに導入することができ、その利用範囲は広い。

１１ 映像コンテンツ
１２ 信号読み出し部
１３ 映像信号処理回路
１４ 表示装置
１５ 演算回路
１６ 送信装置
１７ 照明装置
２１ 強度分布平均回路
２２ 制御信号保持回路
２３ 制御信号読出回路
１００ 映像連動型照明制御システム
９００ 映像連動型照明制御システム
９１１ 映像コンテンツ
９１２ 信号読み出し部
９１３ 映像信号処理回路
９１４ 表示装置
９１５ 演算回路
９１６ 送信装置
９１７ 照明装置
９２１ 表示制御装置
９２２ 光センサ
１０００ 映像連動型照明制御システム
１００１ カメラ

Claims (3)

1. 視聴空間を照明すべき光の三原色各色の光源の角度と強度との関係を示す予め設定された光情報信号と映像信号とを含む映像コンテンツから前記映像信号と前記光情報信号とを読み出す信号読み出し部と、
   後述する照明装置の設置数量と設置角度の情報が予め登録されており、後述する映像信号処理回路の出力である光制御信号補正情報に基づいて、前記照明装置の設置角度に対応する前記信号読み出し部の出力である前記光情報信号の角度における強度に基づいて前記照明装置の発光強度を特定する光制御信号を生成する演算回路と、
   ユーザーにより選択された表示モードに応じて映像信号を補正する映像信号補正情報を生成する表示制御装置と、
   前記照明装置による光と外光との少なくとも一方を検知し、検知した結果に対応する情報である光センサ情報を生成する光センサと、
   前記演算回路の出力である前記光制御信号を前記照明装置に送信する送信装置と、
   前記送信装置の出力である前記光制御信号に基づいて発光する照明装置と、
   前記表示制御装置の出力である映像信号補正情報と前記光センサの出力である光センサ情報と前記演算回路の出力である光制御信号とに基づいて、前記映像信号に画質調整を行った信号である修正映像信号を生成して前記表示装置に供給し、前記演算回路におけるその後の光制御信号の生成を補正する光制御信号補正情報を生成する映像信号処理回路と、
   を有する映像連動型照明制御システム。
2. 前記表示装置が置かれている部屋の壁を含む背景面を撮影し、撮影した前記背景面の色及び明るさに関する情報である背景面色明情報を生成するカメラを更に備え、
   前記演算回路は、更に前記カメラの出力である前記背景面色明情報に基づいて光制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の映像連動型照明制御システム。
3. 前記映像信号処理回路は、更に前記光制御信号補正情報が前記表示装置で信号処理されて表示されるまでにかかる遅延時間を算出し、
   前記演算回路は、更に前記光情報信号を演算して前記照明装置で発光するまでの時間と前記映像信号処理回路の出力である前記遅延時間との差だけ前記光制御信号を保持して出力することを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の映像連動型照明制御システム。

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