JP6624541B2 - 光投影装置及びそれを用いた照明装置 - Google Patents

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光投影装置及びそれを用いた照明装置に関する。

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、光の照射方向が可変である照明装置と、可視光を照射するリモコンと、を備え、リモコンから照射された可視光で指定された位置に照明装置の光軸を向けるようにした照明システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、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２参照）。

特許５４６６９９５号公報 特許５３１９９９９号公報

しかしながら、上記特許文献１の照明システムでは、駆動装置を用いて照明光の光軸を変更するため、システム構成が大掛かりになり、また、照明光の位置を変えるだけで、照明光の仕様や形状、サイズを変えることはできないので、演出上の制限がある。また、上記特許文献２の照明装置は、ユーザがカメラで撮影された画面をディスプレイで確認しながら投影範囲を設定するものであり、照射物体を直接目視しながら投影範囲を設定できないので、ユーザが投影光のサイズや照明の様子を把握し難いことがある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、照明光の仕様や、位置、形状及びサイズを、簡易な構成で、ユーザが照射物体を目視しながら直感的に設定することができる光投影装置及びそれを用いた照明装置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、空間と、その空間に設置された物体に光を投影する光投影装置であって、光の仕様を設定する光設定部と、前記空間における所定の投影範囲内で光を投影する位置を設定する位置設定部と、前記位置設定部で設定された位置に投影する光の形状を設定する形状設定部と、前記形状設定部で設定された形状の光のサイズを設定するサイズ設定部と、前記光設定部、前記位置設定部、前記形状設定部、前記サイズ設定部で設定された内容で光データを生成する光データ生成部と、前記光データ生成部で生成された光データの描画処理を行って光描画データを生成する光描画部と、前記光描画部により生成された光描画データを用いて光を投影する光投影部と、前記光設定部、前記位置設定部、前記形状設定部及び前記サイズ設定部のうち、少なくとも一つ以上の設定パラメータをユーザの手元で変更可能とする操作部と、を備え、前記形状設定部は、設定された光の形状を形状パターンによって変化させ、前記位置設定部は、光の投影位置の上下左右方向を位置パラメータによって連続的に変化させ、前記サイズ設定部は、光のサイズをサイズパラメータによって連続的に変化させ、前記操作部は、前記設定パラメータに関するポップアップメニューを前記投影範囲に投影する入力部を有し、当該入力部を用いて、前記形状パターン、前記位置パラメータ及び前記サイズパラメータを夫々変更可能とすることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが操作部を操作して、空間の広がりや、照明の様子を把握しながら、実際の空間に投影された光の形状等を設定することができる。従って、照明光の仕様や、位置、形状及びサイズを、光が投影される照射物体を目視しながら直感的に容易に設定することができる。また、照明装置の光軸を動かすような駆動装置が不要となり、簡易な構成で、各パラメータの設定を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る光投影装置の構成を示す斜視図。 上記実施形態に係る光投影装置のブロック構成図。 （ａ）乃至（ｆ）は、上記光投影装置において光の仕様、形状、サイズを設定する手順の例を示す図。 （ａ）乃至（ｄ）は、上記光投影装置において光の位置を修正する手順の例を示す図。 上記光投影装置における投影光のパターンを示す斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る光投影装置のブロック構成図。 （ａ）乃至（ｅ）は、上記光投影装置において光の形状をぼかす手順の例を示す図。 （ａ）乃至（ｄ）は、上記光投影装置において光の形状を修正する手順の例を示す図。 上記光投影装置における投影光のパターンを示す斜視図。

本発明の第１の実施形態に係る光投影装置について、図１乃至図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の光投影装置１は、任意の空間１０及び空間１０に設置された物体１１等に光を投影する照明装置として用いられる。光投影装置１は、照明制御装置２と、照明制御装置２の制御によって動作する光投影部（以下、プロジェクタ３）と、ユーザＵの操作情報を照明制御装置２に入力する操作部４と、を備える。なお、図例では、照明制御装置２とプロジェクタ３とが別体である構成を示すが、照明制御装置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。光投影装置１は、操作部４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１０及び物体１１が設置された特定の投影範囲を明るく照明する。

図２に示すように、照明制御装置２は、投影光３ａの仕様を設定する光設定部２１と、空間１０の所定の投影範囲１２内で光を投影する位置を設定する位置設定部２２と、位置設定部２２で設定された位置に投影する光の形状を設定する形状設定部２３と、を備える。また、照明制御装置２は、形状設定部２３で設定された形状の光のサイズを設定するサイズ設定部２４と、光設定部２１、位置設定部２２、形状設定部２３、サイズ設定部２４で設定された内容で光データを生成する光データ生成部２５と、を備える。更に、照明制御装置２は、光データ生成部２５で生成された光データ２５ａの描画処理を行って光描画データ２６ａを生成する光描画部２６と、を備える。プロジェクタ３（光投影部）は、光描画部２６により生成された光描画データを用いて光を投影する。

光設定部２１は、ユーザの操作に従って複数の投影光３ａの仕様を設定する。ここで言う光の仕様には、主として、照明光の明るさ（調光率）や色温度が含まれる。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、複数の投影光３ａ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。

位置設定部２２は、光設定部２１で設定された光の仕様に基づいて、プロジェクタ３から投影される投影光３ａの投影可能な投影範囲１２における投影光３ａの中心座標を設定する。形状設定部２３は、上記中心座標に紐付けられる投影光３ａの２次元的な投影形状を設定する。サイズ設定部２４は、投影光３ａの投影形状の高さ及び幅を規定する。

光データ生成部２５は、光設定部２１、位置設定部２２、形状設定部２３、及びサイズ設定部２４において設定された光の特性情報を統合して光データを生成する。また、照明制御装置２は、光データ２５ａが保存されるデータ保存部２７を有する。データ保存部２７は、光データ生成部２５に組み込まれている。

投影光３ａが照明用途の光を含む場合、上記特性情報は、照度、輝度、光度、光束、色温度、演色性のうち少なくとも１つを含む。また、投影光３ａが映像用途の光を含む場合、上記特性情報は、動画、静止画、テキスト、ラインなどで構成される画像を含む。光データ生成部２５は、特性情報によって特定された光データ２５ａを生成して、これを光描画部２６に出力する。なお、光描画部２６で描画された光描画データ２６ａもまた、データ保存部２７に保存される。また、光データ生成部２５又は光描画部２６は、データ保存部２７に保存された光データ２５ａ又は光描画データ２６ａを、ユーザＵの操作に従い読み出す。このように、一度設定された光描画データ２６ａを再生することで、光投影装置１を同条件で変更することなく使用し続ける限りでは、ユーザＵが使用毎に設定を行う必要がなく、利便性が良くなる。

光描画部２６は、光データ生成部２５から出力された光データ２５ａを用いて描画処理を行って光描画データ２６ａを生成する。そして、照明制御装置２からプロジェクタ３に光描画データ２６ａを出力し、プロジェクタ３から投影光３ａが投影される。また、照明制御装置２は、操作部４との間で通信信号を送受信する送受信部５１を備える。送受信部５１は、有線又は無線による通信方式を用いて操作部４との間で双方向通信を行う。

プロジェクタ３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。プロジェクタ３の光源には、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、照明制御装置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等を備える。

操作部４は、操作ボタンを含む入力部４１と、操作部４自体の傾きを計測する傾き計測部４２と、傾き計測部４２によって計測された傾きから操作信号を生成する制御部４３と、操作信号を照明制御装置２へ送信する送受信部４４と、を備える。傾き計測部４２は、汎用の３軸加速度センサ等から構成される。送受信部４４は、照明制御装置２の送受信部５１に対応する通信方式が用いられる。操作部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。

操作部４は、光設定部２１、位置設定部２２、形状設定部２３及びサイズ設定部２４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。すなわち、ユーザＵが操作部４を任意の方向に傾けることにより、傾き計測部４２によって計測された傾きから操作信号が生成され、その操作信号が照明制御装置２に送信されて、マウスポインタＰ（図１参照）を投影範囲１２内で移動させることができる。また、ユーザＵは、ポインタＰを所定の位置に移動させた状態で、入力部４１（操作ボタン）を押すことにより、上記各設定部で設定されるパラメータを変更することができる。

ここで、光投影装置１において光の仕様、形状、サイズを設定する手順の例について、図３（ａ）乃至（ｆ）を参照して説明する。なお、図面では、ポール状の物体１１とその背景の壁面（投影範囲１２）を示している。図３（ａ）に示すように、ユーザＵが、操作部４を最初に作動させた状態では、投影範囲１２にはポインタＰが投影されている。ここで、ユーザＵが入力部４１の操作ボタンを押すと、図３（ｂ）に示すようなポップアップメニューが投影範囲１２に投影される。ポップアップメニューには、例えば、図示したように、「光の仕様」「光の位置」「光の形状」「光のサイズ」が表示されている。

まず、ユーザＵがポインタＰを操作して「光の仕様」を選択すると、図３（ｃ）に示すように、調光率及び色温度について、調光率パラメータ及び色温度パラメータを設定するためのメニューが投影される。各パラメータは、調光率（％）及び色温度（Ｋ）の数値で表され、それらの数値は、メニューに表示されたステータスバーをポインタＰでドラッグ移動させる、又はプラス・マイナスの両アイコンをクリックすることで、連続的に変更させることができる。これにより、ユーザＵは、投影される光の調光率（％）及び色温度（Ｋ）を任意に設定することができる。なお、「光の仕様」のメニューには、通常の照明光以外に、「色」及び「透明度」に関するパラメータが表示され、上記調光率及び色温度と同様の手順により、それらを設定することができる。

「光の仕様」が設定されると、図３（ｄ）に示すように、「光の形状」を設定するためのメニューが投影される。メニューには、例えば、ユーザが任意に設定できる「任意形状」と、「基本形状」とされる複数の形状パターンが表示されている。ここで、「基本形状」に表示された形状パターン（図例は「○（円形）」）が選択されると、図３（ａ）で示したポインタＰの位置に、選択された円形の形状パターンが投影面１３ａとして投影される。

「光の形状」が設定されると、図３（ｅ）に示すように、「光のサイズ」を設定するためのメニューが投影される。「光のサイズ」のメニューは、選択された形状パターンの高さと幅を夫々規定するサイズパラメータを表示としており、ユーザＵがプラス・マイナスの両アイコンをクリックすることで、それらの値を連続的に変更することができる。例えば、「光のサイズ」が、高さ７００％、幅７００％で設定されると、図３（ｅ）で示した円形の形状パターンの投影面１３ａが、図３（ｆ）に示すように、７倍に拡大されて投影される。

また、このようにして設定された円形の形状パターンの投影面１３ａ上に、図４（ａ）に示すように、ユーザＵがポインタＰを置いて、入力部４１の操作ボタンをクリックすると、図４（ｂ）に示すようなポップアップメニューが投影される。そして、「光の位置」が選択されると、図４（ｃ）に示すように、光の位置パラメータと、位置パラメータを連続的に変化させるための、プラス・マイナスの両アイコンとが表示される。位置パラメータは、縦位置及び横位置を規定する数値によって表されている。なお、本例では、投影範囲１２に設定可能な画素数（例えば、縦１０８０、横１９２０）に対する座標を位置パラメートおしているが、投影範囲での位置を数的に特定できれば、これに限られない。位置パラメータが変更されると、図４（ｄ）に示すように、投影面１３ａが変更された位置パラメータに対応する位置に移動する。

本実施形態の光投影装置１では、図５に示すように、ユーザＵが操作部４を任意の方向に傾けて、投影範囲１２に投影されたポインタＰを移動させ、投影範囲１２に投影されたメニューで各種の設定を行う。つまり、カメラで撮影された画像をディスプレイで確認しながら投影範囲を設定するのではなく、ユーザＵは、空間の広がりや、照明の感覚を把握しながら、実際の空間に投影された投影面１３ａの形状等を設定することができる。従って、照明光の仕様や、位置、形状及びサイズを、光が投影される照射物体を目視しながら直感的に容易に設定することができる。また、光投影部３（プロジェクタ）の投影範囲１２内で照明光を変更するので、照明装置の光軸を動かすような駆動装置が不要となり、簡易な構成で、投影面１３ａの各パラメータの設定を行うことができる。また、各パラメータの変更を連続的に複数回行う場合でも、実際の駆動装置が動作する訳ではないので、レスポンス良く作業を進めることができる。

なお、図５に示した例では、ポール状の物体１１の上に円状の光が投影されている演出照明が設定されている。一般的なスポットライトを用いて同様の演出照明を行う場合には、円状の光の位置やサイズを精度良く調整することが容易でない。これに対して、本実施形態の光投影装置１によれば、ユーザＵは、操作部４を用いて、直感的且つ容易に、円状の光の位置やサイズを設定することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光投影装置について、図６乃至図９を参照して説明する。図６に示すように、本実施形態の光投影装置１は、形状設定部２３で設定された光の形状の境界部分を任意の幅でぼかす形状ぼかし部２８を更に備える。そして、操作部４は、形状ぼかし部２８でぼかされる境界部分の幅を変更可能とする。

ここで、形状ぼかし部２８により光投影装置１において光の形状の境界部分をぼかす手順の例について、図７（ａ）乃至（ｅ）を参照して説明する。ここでは、上記第１の実施形態で説明した手順に準じて、図７（ａ）に示すように、物体１１上に四角形の形状パターンの投影面１３ｂが投影されているとする。ユーザＵが、操作部４を動かして、投影面１３ｂの形状の境界部分にポインタＰを合わせ、入力部４１の操作ボタンをクリックすると、図７（ｂ）に示すようなポップアップメニューが投影範囲１２に投影される。ここで、ユーザＵが「光の形状」を選択すると、「光の形状」を変更するためのメニューが投影される。このメニューには、例えば、「ぼかし」「形状変更」「形状交換」が表示されている。

ここで、「ぼかし」が選択されると、図７（ｄ）に示すように、光の形状の境界部分における、ぼかしの濃度及び幅の数値を規定したパラメータと、これらのパラメータを連続的に変化させるための、プラス・マイナスの両アイコンが表示される。そして、ユーザＵが、ぼかしパラメータを調整することで、図７（ｅ）に示すように、投影面１３ｂの境界部分を任意の濃度及び幅でぼかすことができる。

また、図６に示したように、本実施形態の光投影装置１は、データ保存部２７に保存された光データ２５ａ又は光描画データ２６ｂを通信するデータ通信部５２を更に備える。このデータ通信部５２は、インターネット回線７を介して、クラウド上のサーバ６に接続されている。従って、光データ２５ａ又は光描画データ２６ｂをサーバ６で保存することができる。また、パソコンをピュータのサーバ６に接続されたパソコンを用いて、バーチャル空間で予め光データ２５ａ又は光描画データ２６ｂを作成し、光投影装置１が設置された現場で、サーバ６に保存された各データを読み出して、それらを修正することもできる。更に、特性情報としての映像用途の光データをサーバ６からダウンロードして、投影範囲１２に投影させることもできる。

また、上述した実施形態において、光データ生成部２５は、複数の光データ２５ａを同時に生成し、また、光描画部２６は、複数の光データ２５ａの描画処理を行って複数の光描画データ２６ａを同時に生成することができる。そして、プロジェクタ３（光投影部）は、複数の光描画データ２６ａを用いて光を投影する。例えば、図９に示すように、投影範囲１２に、仕様、形状、サイズの異なる複数の投影面１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆを投影して、多様な演出照明を行うことができる。また、ポインタＰで複数の投影面１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆを含む投影範囲１２をドラッグすることで、それらをグループ化することができ、それらの各種パラメータを一括して設定及び修正することもできる。

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、プロジェクタ３は複数用いられてもよい。こうすれば、例えば、物体１１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仕様の光を投影することができ、物体１１自体が光を発しているかのような照明演出を行うこともできる。

１ 光投影装置（照明装置）
１０ 空間
１１ 物体
１２ 投影範囲
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ〜１３ｆ 投影面
２ 照明制御装置
２１ 光設定部
２２ 位置設定部
２３ 形状設定部
２４ サイズ設定部
２５ 光データ生成部
２５ａ 光データ
２６ 光描画部
２６ａ 光描画データ
２７ データ保存部
２８ 形状ぼかし部
２９ データ修正部
３ プロジェクタ
３ａ 投影光（光）
４ 操作部
４２ 傾き計測部
５２ データ通信部

Claims (9)

1. 空間と、その空間に設置された物体に光を投影する光投影装置であって、
   光の仕様を設定する光設定部と、
   前記空間における所定の投影範囲内で光を投影する位置を設定する位置設定部と、
   前記位置設定部で設定された位置に投影する光の形状を設定する形状設定部と、
   前記形状設定部で設定された形状の光のサイズを設定するサイズ設定部と、
   前記光設定部、前記位置設定部、前記形状設定部、前記サイズ設定部で設定された内容で光データを生成する光データ生成部と、
   前記光データ生成部で生成された光データの描画処理を行って光描画データを生成する光描画部と、
   前記光描画部により生成された光描画データを用いて光を投影する光投影部と、
   前記光設定部、前記位置設定部、前記形状設定部及び前記サイズ設定部のうち、少なくとも一つ以上の設定パラメータをユーザの手元で変更可能とする操作部と、を備え、
   前記形状設定部は、設定された光の形状を形状パターンによって変化させ、
   前記位置設定部は、光の投影位置の上下左右方向を位置パラメータによって連続的に変化させ、
   前記サイズ設定部は、光のサイズをサイズパラメータによって連続的に変化させ、
   前記操作部は、前記設定パラメータに関するポップアップメニューを前記投影範囲に投影する入力部を有し、当該入力部を用いて、前記形状パターン、前記位置パラメータ及び前記サイズパラメータを夫々変更可能とすることを特徴とする光投影装置。
2. 前記形状設定部で設定された光の形状の境界部分を任意の幅でぼかす形状ぼかし部を更に備え、
   前記操作部は、前記形状ぼかし部でぼかされる境界部分の幅を変更可能とすることを特徴とする請求項１に記載の光投影装置。
3. 前記光設定部は、光の調光及び調色を調光パラメータ及び調色パラメータによって連続的に変化させ、
   前記操作部は、前記調光パラメータ又は前記調色パラメータの少なくとも１つ以上を変更可能とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光投影装置。
4. 前記光データ生成部は、複数の前記光データを同時に生成し、
   前記光描画部は、複数の前記光データの描画処理を行って複数の光描画データを同時に生成し、
   前記光投影部は、前記複数の光描画データを用いて光を投影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光投影装置。
5. 前記光データ生成部で生成された前記光データの仕様、位置、サイズ、形状、ぼかし幅の少なくとも一つを修正するデータ修正部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光投影装置。
6. 前記光データ生成部で生成された光データ又は前記光描画部で描画された光描画データの少なくとも一つを保存するデータ保存部を更に備え、
   前記光データ生成部又は前記光描画部は、前記データ保存部に保存された前記光データ又は前記光描画データを読み出すことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光投影装置。
7. 前記データ保存部に保存された光データ又は前記光描画データを通信するデータ通信部を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の光投影装置。
8. 前記操作部は、該操作部の傾きを計測する傾き計測部を有し、
   前記傾き計測部は、前記操作部の上下左右方向への任意の傾きに応じて前記位置パラメータを変更するときの入力信号を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光投影装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の光投影装置を用いた照明装置。

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