WO2016189619A1 - 補助照明装置 - Google Patents

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unit
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spectrum
spectral reflectance
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遼佑 伊藤
祐子 嵯峨
明日香 向井
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オリンパス株式会社
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    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0618—Psychological treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/11—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the brightness or colour temperature of ambient light
    • H—ELECTRICITY
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    • A61N2005/0647—Applicators worn by the patient the applicator adapted to be worn on the head
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to an auxiliary lighting device.
  • the illuminating device of Patent Document 1 does not consider other ambient light because the luminaire itself focuses on working as an illuminating device that illuminates the entire space. For this reason, when it is used as an auxiliary illumination device used in combination with ambient light (for example, sunlight, indoor light, etc.), the same illumination for making a person's skin look beautiful regardless of the ambient light. For example, when the same lighting is made in an environment where bright white light with a good balance exists as ambient light, such as an office, and in an environment where white light, which is dark and biased, exists as ambient light, such as an izakaya, Or unnatural and uncomfortable lighting in both environments.
  • ambient light for example, sunlight, indoor light, etc.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an auxiliary illumination device capable of performing natural illumination suitable for each environment according to ambient light.
  • One aspect of the present invention is an ambient light measurement unit that measures the intensity of ambient light, and auxiliary light having a spectrum that approximates a differential spectrum obtained by subtracting the spectral reflectance characteristic of the target from the target spectral reflectance characteristic.
  • a light source unit that emits light and a control unit that adjusts the intensity of auxiliary light emitted from the light source unit based on the intensity of ambient light measured by the ambient light measurement unit.
  • the auxiliary light when the ambient light intensity is measured by the ambient light measurement unit, the auxiliary light whose intensity is adjusted by the control unit based on the measured ambient light intensity is directed from the light source unit to the object. It is injected. Since the auxiliary light has a spectrum that approximates the difference spectrum obtained by subtracting the spectral reflectance characteristic of the object from the target spectral reflectance characteristic, the object irradiated with the auxiliary light is as if itself. It appears as if it has the target spectral reflectance characteristic. Thereby, it is possible to adjust to a natural color according to the object.
  • auxiliary light is adjusted according to the intensity of the environmental light, bright auxiliary light is irradiated in a place where the environmental light is bright, and dark auxiliary light is irradiated in a place where the environmental light is dark. Suitable natural lighting can be performed.
  • a storage unit that stores the target spectral reflectance characteristic, a reflectance characteristic acquisition unit that acquires the spectral reflectance characteristic of the object, and the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit
  • a spectrum calculation unit that calculates the difference spectrum by subtracting the spectral reflectance characteristic acquired by the reflectance characteristic acquisition unit, and the control unit adds the difference spectrum calculated by the spectrum calculation unit to the difference spectrum.
  • the light source unit may be adjusted so that auxiliary light having an approximate spectrum is obtained.
  • the spectral reflectance characteristic of the object acquired by the reflectance characteristic acquisition unit is subtracted from the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit, the difference spectrum is calculated by the spectrum calculation unit, The light source unit is adjusted by the control unit so that auxiliary light having a spectrum that approximates the calculated difference spectrum is obtained. That is, even if the spectral reflectance characteristic of the object changes, the light source unit is adjusted by the difference spectrum from the target spectral reflectance characteristic, so that the object always has the target spectral reflectance characteristic. Lighting can be performed.
  • the said control part may adjust the said light source part so that the intensity
  • strength of the wavelength band containing the maximum value or minimum value of the absorption characteristic of the component contained in a target object is adjusted by the control part.
  • the wavelength band where the absorption characteristic is maximized or minimized is a wavelength band that characterizes the color of the object, and the color of the object can be effectively adjusted by adjusting the auxiliary light in this wavelength band.
  • the target spectral reflectance characteristic is appropriately adjusted by the target characteristic adjusting unit, and natural illumination with a desired appearance suitable for the environment can be performed according to the environmental light.
  • the object is a human face, and at least a mounting member that enables mounting of the light source unit is provided so that at least a part of the face of the wearer is irradiated with auxiliary light. Also good.
  • auxiliary light is irradiated toward a wearer's face from the light source part with which the wearer was equipped with the wearing member. Thereby, even if environment changes, the auxiliary illumination which achieves the appearance which has a target spectral reflectance characteristic can be performed.
  • FIG. 2B It is a block diagram which shows the auxiliary lighting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the absorption spectrum of hemoglobin. It is a figure which shows the spectrum of the light from LED set based on FIG. 2A. It is a figure explaining the mechanism of the appearance of the color of human skin. It is a figure explaining the calculation of the difference spectrum by the control part of the auxiliary lighting apparatus of FIG. It is a figure explaining calculation of the auxiliary light from the difference spectrum calculated
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows a spectacles frame type auxiliary lighting apparatus. It is a figure which shows the state in which the auxiliary light of the circular spot was irradiated to the cheekbone by the auxiliary lighting apparatus of FIG. It is a figure which shows the state in which the auxiliary light of the linear spot was irradiated under the eyes by the auxiliary illumination apparatus of FIG. It is a figure which shows the auxiliary
  • the auxiliary lighting device 1 is a device that irradiates auxiliary light to an object, for example, the skin A of the subject B, and the environment in which the subject B is placed.
  • the ambient light measuring unit 2 for measuring the intensity of the ambient light, the light source unit 3 for irradiating the skin A of the subject B with auxiliary light, and the target spectral reflectance characteristic (target spectral reflectance characteristic) are stored.
  • a storage unit 4 that performs the measurement, a reflectance characteristic acquisition unit 5 that acquires a spectral reflectance characteristic of the skin A of the subject B, an acquired spectral reflectance characteristic, and a target spectral reflectance characteristic that is stored in the storage unit 4. And a control unit 6 that controls the light source unit 3 by determining the spectrum of the auxiliary light based on the above.
  • the ambient light measuring unit 2 measures ambient light and acquires the average intensity.
  • the light source unit 3 includes, for example, a plurality of LEDs 7 that emit light of different wavelength bands.
  • the wavelength band of each LED 7 is set based on, for example, a hemoglobin absorption spectrum.
  • the LED 7 that emits light having peaks in the weak absorption wavelength regions ⁇ 2 and ⁇ 4 in the absorption spectrum of hemoglobin is selected.
  • the weak absorption wavelength regions ⁇ 2 and ⁇ 4 have absorption peak wavelengths that are convex downward (local minimum) in the absorption spectrum of hemoglobin, up to the inflection points of the short wavelength side and long wavelength side spectra. Let us say a continuous wavelength band.
  • each LED 7 the wavelength characteristics of each LED 7 are, for each weak absorption wavelength region ⁇ 2 , ⁇ 4 , a wavelength band 460 to 500 nm, 600 where the full width at half maximum of the emission spectrum falls within that region. To 700 nm.
  • Each LED 7 can adjust its intensity independently.
  • the reflectance characteristic acquisition unit 5 irradiates the skin A of the subject B with light, scans the wavelength of the light, and detects the intensity of the reflected light returning from the skin A of the subject B for each wavelength of light.
  • the spectral reflectance characteristic is acquired.
  • the spectral reflectance characteristic of the skin A is composed of the reflection / scattering characteristics of the cells constituting the skin A and the absorption characteristics of biological pigments such as blood and hemoglobin. Since there are individual differences in components, there are individual differences in spectral reflectance characteristics.
  • the acquisition method of a spectral reflectance characteristic is not limited to this, You may acquire by irradiating white light and spectrally detecting the light which returns from the skin A of the subject B.
  • the control unit (spectrum calculation unit) 6 acquires a difference spectrum by subtracting the acquired spectral reflectance characteristic from the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit 4,
  • the light source unit 3 is controlled so that auxiliary light that approximates the difference spectrum is obtained. That is, the intensity balance of each LED 7 is adjusted so that it becomes auxiliary light of a spectrum that approximates the difference spectrum.
  • control unit 6 adjusts the intensity of the auxiliary light based on the average intensity of the ambient light measured by the ambient light measuring unit 2. That is, as shown in FIG. 5, when the average intensity of the ambient light is high, the difference spectrum is set such that the intensity of the auxiliary light is increased and the intensity of the auxiliary light is decreased when the average intensity of the ambient light is low. Is multiplied by a coefficient proportional to the average intensity of the ambient light to determine the current of each LED 7.
  • the auxiliary illumination device 1 configured as described above will be described.
  • the auxiliary light from the light source unit 3 is disposed so as to irradiate the region to be illuminated of the skin A of the subject B. .
  • the reflectance characteristic acquisition unit 5 is operated to acquire the spectral reflectance characteristic of the skin A of the subject B, and the ambient light measurement unit 2 is operated to measure the average intensity of the environmental light.
  • the acquired spectral reflectance characteristics and the measured average intensity of ambient light are sent to the control unit 6.
  • the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit 4 is read, and the spectral reflectance characteristic of the skin A of the subject B sent from the reflectance characteristic acquisition unit 5 is the target spectral reflection.
  • a difference spectrum is calculated by subtracting from the rate characteristic. Based on the calculated difference spectrum, the light amount balance of each LED 7 is adjusted so that auxiliary light having a spectrum that approximates the difference spectrum is configured. Further, in the control unit 6, a current value input to each LED 7 by multiplying the light amount of each LED 7 adjusted by a coefficient determined based on the average intensity of the ambient light transmitted from the ambient light measurement unit 2 is obtained. It is determined and output to the light source unit 3.
  • auxiliary light with a light amount balance obtained by acquiring the spectral reflectance characteristics of the skin A of the subject B and approximating the difference spectrum from the target spectral reflectance characteristics is the subject. Since the skin A of B is irradiated, the reflected light from the skin A changes from the intensity distribution shown by the broken line in FIG. 6 as shown by the solid line, and the skin A of the subject B looks like the target spectral reflectance characteristic. You can get a good look as if you have. Further, based on the average intensity of the ambient light measured by the ambient light measuring unit 2, the higher the average intensity, the higher the intensity of the auxiliary light is adjusted. Therefore, the intensity corresponding to the environment where the subject B is placed is adjusted.
  • the auxiliary light is applied to the skin A of the subject B, and there is an advantage that a natural appearance can be obtained.
  • the ambient light measurement unit 2 may measure the ambient light intensity (brightness) as a spectrum including wavelength (color) information.
  • the control unit 6 can finely adjust the intensity of the auxiliary light based on the ambient light spectrum measured by the ambient light measurement unit 2. That is, the intensity of the auxiliary light adjusted based on the difference spectrum is multiplied by a wavelength-dependent (variable by wavelength) proportional coefficient set according to the intensity of the ambient light and the wavelength information, and the current of each LED 7 To decide. For example, if the color of the ambient light is a warm color system, setting the proportional count in the long wavelength region to be larger than the proportional count in the short wavelength region reflects the color of the ambient light in the color of the auxiliary light. Natural auxiliary illumination light suitable for the environment can be obtained.
  • the ambient light measurement unit 2 may be able to distinguish between ambient light intensity and light source type (for example, sunlight, fluorescent lamp, incandescent lamp, LED lamp, etc.).
  • the auxiliary light can be adjusted according to the ambient light type more easily than the measurement of the ambient light spectrum, and an effect according to the above can be obtained.
  • the target person B when the target person B is in an environment where bright white light with a good balance exists as ambient light, such as in an office, the subject B is in an environment where white light that is dark and biased exists as ambient light, such as an izakaya. In some cases, the illumination is dark, resulting in natural illumination in either case.
  • the LED 7 that generates light in a wavelength band including a wavelength at which the absorption characteristic of hemoglobin has a minimum value is employed.
  • the light emitted from the LED 7 is exemplified by a spectrum having a single peak in the wavelength band including the minimum value of the absorption characteristic of hemoglobin.
  • FIG. As shown, a plurality of LEDs 7 that generate light having different peaks whose intensity can be adjusted independently within the wavelength band may be employed. Thereby, the spectrum of auxiliary light can be adjusted more finely. Further, as shown in FIG. 8, the peak position of the spectrum of the auxiliary light may be biased within the wavelength band.
  • the wavelength band of light emitted from each LED 7 is determined based on the absorption characteristics of hemoglobin. Instead, the absorption characteristics of melanin (eumelanin, pheomelanin) and the absorption of carotene are determined. You may determine on the basis of a characteristic. When the absorption characteristic of carotene is used as a reference, it is preferable to set the strong absorption wavelength region ⁇ 5 as shown in FIG. 9A.
  • the strong absorption wavelength region ⁇ 5 has an absorption peak wavelength that is convex upward (maximum value) in the absorption spectrum of each component, and continues to the inflection points of the short wavelength side and long wavelength side spectra. Let's say the wavelength band. Then, as shown in FIG. 9B, the wavelength characteristics of the LED 7 are set to a wavelength band in which the full width at half maximum of the emission spectrum falls within the strong absorption wavelength region ⁇ 5 .
  • auxiliary light when a plurality of absorption pigment components such as hemoglobin and carotene are considered, as shown in FIGS. 10A and 10B, a wavelength band ⁇ b that does not overlap with a wavelength band ⁇ a that overlaps an absorption spectrum, and And the LED 7 that can independently emit light in the wavelength bands ⁇ a and ⁇ b may be provided.
  • melanin As shown in FIG. 11, it has an absorption characteristic that becomes higher as the wavelength becomes shorter. Therefore, it is effective to employ light having a short wavelength band as auxiliary light. By irradiating such auxiliary light, the intensity of the reflected light is changed from the broken line to the solid line in FIG. 12A to make the dark skin A look bright and white, or as shown in FIG. 12B. It is possible to make the skin with a yellowish appearance look pale and white.
  • auxiliary lighting device 1 can be more specifically realized as the following device.
  • a spectacle frame type auxiliary illumination device 8 worn by the subject B can be cited.
  • the light source unit 3 and the reflectance characteristic acquisition unit 5 are disposed on the lower edge of the spectacle frame (mounting member) 9, and the ambient light measurement unit 2 is disposed on the upper edge of the spectacle frame 9.
  • a contact sensor (not shown) may be disposed on the nose pad 10 or the ear pad 11 of the spectacle frame 9 and may be activated when contact is detected.
  • the auxiliary light from the light source unit 3 is irradiated on the cheek of the subject B in a substantially circular spot shape that matches the cheekbone, thereby producing a cheek effect.
  • auxiliary light consisting of a line-shaped spot
  • the spot shape may be arbitrary.
  • partial areas in the space illuminated by ambient light for example, cheekbones, wrinkles, entire face, etc.
  • auxiliary light only illuminated by ambient light
  • auxiliary lighting device 16 attached to the monitor 15 of the personal computer or the smartphone as shown in FIG. 17 or the auxiliary lighting device 17 integrated with the monitor as shown in FIG. It is possible to improve the appearance of the face of the subject B who performs.
  • a camera-integrated auxiliary lighting device 18 by constructing a camera-integrated auxiliary lighting device 18, the subject B as a subject is irradiated with auxiliary light, and the appearance is improved with natural lighting suitable for ambient light. portrait photos can be obtained. Furthermore, by configuring an auxiliary illumination device as a unit that combines the light from the light source of the microscope with the light from the light source of the microscope, for example, even if the light (environment light) from the light source consisting of a halogen lamp is orange, the eyepiece The color of the specimen acquired by the lens can be brought close to a natural color.
  • LED7 which comprises auxiliary light employ
  • auxiliary illumination devices 8, 12, and 18 such as a spectacle frame type, a hand mirror frame type, and a camera integrated type may be detachable.
  • assistant lighting device 1 includes a device main body (mounting member) 19 such as a spectacle frame or a camera, and a mobile terminal type computing unit 20.
  • the apparatus main body 19 is provided with an ambient light measurement unit 2, a light source unit 3, a first control unit 21 that controls the light source unit 3, and a first communication unit 22 that performs communication with the calculation unit 20.
  • the unit 20 may be provided with the second communication unit 23 that performs communication with the apparatus main body 19, the storage unit 4, the reflectance characteristic acquisition unit 5, and the second control unit 24.
  • the average intensity of the ambient light measured by the ambient light measurement unit 2 of the apparatus main body 19 is sent to the calculation unit 20 via the first control unit 21 and the first communication unit 22, and the calculation unit 20 uses the second communication unit. 23 based on the average intensity of the ambient light received via 23, the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit 4, and the spectral reflectance characteristic of the subject B acquired by the reflectance characteristic acquisition unit 5.
  • the spectrum of the auxiliary light is calculated by the second control unit 24. Then, the calculated spectrum of the auxiliary light is received by the first control unit 21 of the apparatus body 19 via the second communication unit 23 and the first communication unit 22, and the light source unit 3 is controlled.
  • the eyeglass frame type apparatus main body 19 worn by the subject B a minimum function, and the weight can be reduced.
  • a terminal 26 that can separate the reflectance characteristic acquisition unit 5 from the portable terminal type calculation unit 20 and can communicate with the calculation unit 20.
  • the auxiliary lighting device 27 includes a device main body 19, a calculation unit 20, and a terminal 26.
  • the computing unit 20 is provided with a second communication unit 23 that communicates with the apparatus main body 19 and with the terminal 26, a storage unit 4, and a second control unit 24, and the terminal 26 is connected to the computing unit 20. What is necessary is just to provide the 3rd communication part 28, the reflectance characteristic acquisition part 5, and the 3rd control part 29 which communicate between them.
  • the average intensity of the ambient light measured by the ambient light measurement unit 2 of the apparatus main body 19 is sent to the calculation unit 20 via the first control unit 21 and the first communication unit 22, and the reflectance characteristic acquisition unit 5 of the terminal 26.
  • the spectral reflectance characteristic of the subject B acquired by the above is sent to the calculation unit 20 via the third control unit 29 and the third communication unit 28.
  • the arithmetic unit 20 based on the average intensity of the ambient light received via the second communication unit 23, the spectral reflectance characteristic of the subject B, and the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit 4, The spectrum of the auxiliary light is calculated by the second control unit 24.
  • the target spectral reflectance characteristic is stored in the storage unit 4.
  • the auxiliary lighting device 1 can adjust the target spectral reflectance characteristic stored in the storage unit 4.
  • An adjustment unit (not shown) may be provided, and the target spectral reflectance characteristic may be adjustable by the target characteristic adjustment unit, or may be selected from a plurality of options. Thereby, the appearance can be changed according to the scene.
  • the auxiliary lighting device 1 is applicable to any wearable device such as a hat type, a denture type, a piercing type, a necklace type, a ring type, a watch type, a clothing type, a shoe type, and a mask type. May be.
  • a wearable device such as a hat type, a denture type, a piercing type, a necklace type, a ring type, a watch type, a clothing type, a shoe type, and a mask type. May be.
  • this embodiment although demonstrated mainly exemplifying the skin A of the subject B as a target object, it is not limited to this, It can be used as auxiliary
  • the spectrum calculation unit may calculate the difference spectrum
  • the control unit 6 may calculate the spectrum of the auxiliary light.

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Abstract

環境光に応じて各環境に適した自然な照明がなされるようにするために、本発明の補助照明装置（１）は、環境光の強度を測定する環境光測定部（２）と、対象物（Ａ）の分光反射率特性を目標分光反射率特性から減算して得られた差分スペクトルに近似するスペクトルを有する補助光を射出する光源部（３）と、環境光測定部（２）により測定された環境光の強度に基づいて、光源部（３）から射出する補助光の強度を調節する制御部（６）とを備える。

Description

補助照明装置
　本発明は、補助照明装置に関するものである。
　異なるスペクトルの照射光を照射可能な照射部から発生された照射光を対象物に照射したときの対象物から生ずる波長領域の光の強度を測定し、測定値に基づいて特定の波長領域の光の強度が増大するように照射部を制御する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１においては、特定の波長領域として４６０ｎｍから５００ｎｍを選択することにより、人の肌を美しく見せるための照明を行うことができるとしている。
特開２０１４－２３８９８９号公報
　特許文献１の照明装置は、それ自体が空間全体を照らす照明装置として働くことに主眼が置かれているため、他の環境光について考慮していない。このため、環境光（例えば、太陽光、室内灯等）の中で併用して用いる補助照明装置として用いた場合、環境光によらず人の肌を美しく見せるための同じ照明がなされてしまう。例えば、オフィスのような明るいバランスのよい白色光が環境光として存在する環境と、居酒屋のように暗く偏った白色光が環境光として存在する環境とで、同じ照明がなされた場合には、いずれかまたは両方の環境下で不自然で違和感のある照明となる。
　本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、環境光に応じて各環境に適した自然な照明がなされるようにすることができる補助照明装置を提供する。
　本発明の一態様は、環境光の強度を測定する環境光測定部と、対象物の分光反射率特性を目標分光反射率特性から減算して得られた差分スペクトルに近似するスペクトルを有する補助光を射出する光源部と、前記環境光測定部により測定された環境光の強度に基づいて、前記光源部から射出する補助光の強度を調節する制御部とを備える補助照明装置である。
　本態様によれば、環境光測定部により環境光の強度が測定されると、測定された環境光の強度に基づいて制御部により強度が調節された補助光が光源部から対象物に向けて射出される。補助光は、対象物の分光反射率特性を目標分光反射率特性から減算して得られた差分スペクトルに近似するスペクトルを有しているので、補助光が照射された対象物はあたかもそれ自体が目標分光反射率特性を有するかのように見えるようになる。これにより対象物に応じた自然な色みへの調整が可能となる。さらに、補助光の強度が環境光の強度に応じて調節されるので、環境光が明るいところでは明るい補助光が照射され、環境光が暗いところでは暗い補助光が照射されることにより、環境に適した自然な照明を行うことができる。
　上記態様においては、前記目標分光反射率特性を記憶する記憶部と、前記対象物の分光反射率特性を取得する反射率特性取得部と、前記記憶部に記憶されている前記目標分光反射率特性から、前記反射率特性取得部により取得された分光反射率特性を減算して前記差分スペクトルを算出するスペクトル算出部とを備え、前記制御部は、該スペクトル算出部により算出された前記差分スペクトルに近似するスペクトルを有する補助光が得られるように前記光源部を調節してもよい。
　このようにすることで、反射率特性取得部により取得された対象物の分光反射率特性が記憶部に記憶されている目標分光反射率特性から減算されてスペクトル算出部により差分スペクトルが算出され、制御部によって、算出された差分スペクトルに近似するスペクトルを有する補助光が得られるように光源部が調節される。すなわち、対象物の分光反射率特性が変化しても、目標分光反射率特性からの差分スペクトルによって光源部が調節されることにより、常に対象物が目標分光反射率特性を有するかのように見える照明を行うことができる。
　また、上記態様においては、前記制御部が、前記対象物に含有される成分の吸収特性の極大値または極小値を含む波長帯域の強度を調節するように前記光源部を調節してもよい。
　このようにすることで、制御部により、対象物に含有される成分の吸収特性の極大値または極小値を含む波長帯域の強度が調節される。吸収特性が極大または極小となる波長帯域は、対象物の色を特徴付ける波長帯域であり、この波長帯域の補助光を調節することで効果的に対象物の色を調節することができる。
　また、上記態様においては、前記記憶部に記憶される前記目標分光反射率特性を調節する目標特性調節部を備えていてもよい。
　このようにすることで、目標特性調節部により目標分光反射率特性を適宜調節して、環境光に応じて環境に適した所望の見栄えとなる自然な照明を行うことができる。
　また、上記態様においては、前記対象物が人の顔であり、装着者の顔の少なくとも一部に補助光が照射されるように、少なくとも前記光源部を装着可能にする装着部材を備えていてもよい。
　このようにすることで、装着部材によって装着者に装着された光源部から補助光が装着者の顔に向けて照射される。これにより、環境が変わっても目標分光反射率特性を有するような見栄えを達成する補助照明を行うことができる。
　本発明によれば、環境光に応じて各環境に適した自然な照明がなされるようにすることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る補助照明装置を示すブロック図である。 ヘモグロビンの吸収スペクトルを示す図である。 図２Ａに基づいて設定されるＬＥＤからの光のスペクトルを示す図である。 人の皮膚の色の見えのメカニズムを説明する図である。 図１の補助照明装置の制御部による差分スペクトルの演算を説明する図である。 図４の演算により求められた差分スペクトルからの補助光の算出を説明する図である。 ヘモグロビンの弱吸収波長領域での補助光による反射強度スペクトルの変化を説明する図である。 図２ＢのＬＥＤからの光のスペクトルの変形例を示す図である。 図２ＢのＬＥＤからの光のスペクトルの他の変形例を示す図である。 カロテンの吸収スペクトルを示す図である。 図９Ａに基づいて設定されるＬＥＤからの光のスペクトルを示す図である。 ヘモグロビンとカロテンの吸収スペクトルを示す図である。 図１０Ａに基づいて設定されるＬＥＤからの光のスペクトルを示す図である。 メラニンの吸収スペクトルを示す図である。 メラニンの吸収特性に基づいて設定された補助光による反射強度スペクトルの変化を説明する図である。 カロテンの吸収特性に基づいて設定された補助光による反射強度スペクトルの変化を説明する図である。 眼鏡フレーム型の補助照明装置を示す斜視図である。 図１３の補助照明装置により円形スポットの補助光が頬骨に照射された状態を示す図である。 図１３の補助照明装置により線状スポットの補助光が目の下に照射された状態を示す図である。 手鏡フレーム型の補助照明装置を示す図である。 モニタに取り付ける方式の補助照明装置を示す図である。 モニタ一体型の補助照明装置を示す図である。 カメラ一体型の補助照明装置を示す図である。 装置本体と演算部とが分離された方式の補助照明装置を示すブロック図である。 図２０の演算部からさらに反射率特性取得部を分離した方式の補助照明装置を示すブロック図である。
　本発明の一実施形態に係る補助照明装置１について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る補助照明装置１は、図１に示されるように、対象物、例えば、対象者Ｂの皮膚Ａに対して補助光を照射する装置であって、対象者Ｂが置かれる環境の環境光の強度を測定する環境光測定部２と、対象者Ｂの皮膚Ａに対して補助光を照射する光源部３と、目標とする分光反射率特性（目標分光反射率特性）を記憶する記憶部４と、対象者Ｂの皮膚Ａの分光反射率特性を取得する反射率特性取得部５と、取得された分光反射率特性と記憶部４に記憶されている目標分光反射率特性とに基づいて補助光のスペクトルを決定し光源部３を制御する制御部６とを備えている。
　環境光測定部２は、環境光を測定してその平均強度を取得するようになっている。
　光源部３は、例えば、異なる波長帯域の光を射出する複数のＬＥＤ７を備えている。
　各ＬＥＤ７の波長帯域は、例えば、ヘモグロビン吸収スペクトルに基づいて設定されている。
　具体的には、図２Ａに示されるように、ヘモグロビンの吸収スペクトルのうち、弱吸収波長領域Δλ２，Δλ４内にピークを有する光を射出するＬＥＤ７を選択している。ここで、弱吸収波長領域Δλ２，Δλ４とは、ヘモグロビンの吸収スペクトルにおいて下に凸（極小値）となる吸収ピーク波長を有し、短波長側および長波長側のスペクトルの変曲点まで連続する波長帯域を言うものとする。
　例えば、各ＬＥＤ７の波長特性は、図２Ｂに示されるように、それぞれの弱吸収波長領域Δλ２，Δλ４に対して、その領域内に発光スペクトルの半値全幅が収まる波長帯域４６０から５００ｎｍ、６００から７００ｎｍに設定されている。各ＬＥＤ７は独立してその強度を調節することができるようになっている。
　反射率特性取得部５は、対象者Ｂの皮膚Ａに対し光を照射するとともに、その光の波長を走査して各波長の光に対する対象者Ｂの皮膚Ａから戻る反射光の強度を検出することにより、分光反射率特性を取得するようになっている。皮膚Ａの分光反射率特性は、図３に示されるように、皮膚Ａを構成している細胞の反射散乱特性と血液やヘモグロビン等の生体色素の吸収特性が合成されて構成されており、各成分に個人差があるために、分光反射率特性には個人差がある。
　なお、分光反射率特性の取得方法はこれに限定されるものではなく、白色光を照射し、対象者Ｂの皮膚Ａから戻る光を分光して検出することにより取得してもよい。
　制御部（スペクトル算出部）６は、図４に示されるように、取得された分光反射率特性を記憶部４に記憶されている目標分光反射率特性から減算することにより差分スペクトルを取得し、当該差分スペクトルに近似する補助光が得られるように光源部３を制御するようになっている。すなわち、差分スペクトルに近似するスペクトルの補助光となるように各ＬＥＤ７の強度バランスが調節されるようになっている。
　また、制御部６は、環境光測定部２により測定された環境光の平均強度に基づいて、補助光の強度を調節するようになっている。すなわち、環境光の平均強度が高い場合には図５に示されるように、補助光の強度を高くし、環境光の平均強度が低い場合には補助光の強度を低くするように、差分スペクトルに基づいて調節された強度に環境光の平均強度に比例する係数を乗算し、各ＬＥＤ７の電流を決定するようになっている。
　このように構成された本実施形態に係る補助照明装置１の作用について説明する。
　本実施形態に係る補助照明装置１を用いて対象者Ｂの皮膚Ａを照明するには、光源部３からの補助光が対象者Ｂの皮膚Ａの照明したい領域に照射されるように配置する。また、反射率特性取得部５から射出される光が対象者Ｂの皮膚Ａの同じ領域に照射されるように配置する。
　そして、反射率特性取得部５を作動させ、対象者Ｂの皮膚Ａの分光反射率特性を取得し、環境光測定部２を作動させて環境光の平均強度を測定する。取得された分光反射率特性および測定された環境光の平均強度は制御部６に送られる。
　制御部６においては、記憶部４に記憶されている目標分光反射率特性が読み出され、反射率特性取得部５から送られてきた対象者Ｂの皮膚Ａの分光反射率特性が目標分光反射率特性から減算されて差分スペクトルが算出される。そして、算出された差分スペクトルに基づいて、該差分スペクトルに近似するスペクトルの補助光が構成されるように、各ＬＥＤ７の光量バランスが調節される。さらに、制御部６においては、環境光測定部２から送られてきた環境光の平均強度に基づいて決定される係数が調節された各ＬＥＤ７の光量に乗算されて各ＬＥＤ７に入力する電流値が決定され、光源部３に出力される。
　すなわち、本実施形態に係る補助照明装置１によれば、対象者Ｂの皮膚Ａの分光反射率特性を取得して目標分光反射率特性からの差分スペクトルに近似した光量バランスの補助光が対象者Ｂの皮膚Ａに照射されるので、皮膚Ａからの反射光は、図６に破線で示される強度分布から実線で示されるように変化し、対象者Ｂの皮膚Ａがあたかも目標分光反射率特性を有しているかのような見栄えを得ることができる。また、環境光測定部２により測定された環境光の平均強度に基づいて、平均強度が高いほど補助光の強度を高くするように調節するので、対象者Ｂが置かれる環境に応じた強度の補助光が対象者Ｂの皮膚Ａに照射され、自然な見栄えを得ることができるという利点がある。
　なお、環境光測定部２は、環境光の強度（明るさ）を波長（色味）情報を含んだスペクトルとして測定できるようにしてもよい。この場合、制御部６は、環境光測定部２により測定された環境光のスペクトルに基づいて、補助光の強度をより細かく調整できるようになる。すなわち、差分スペクトルに基づいて調節された補助光の強度に、環境光の強度と波長情報に応じて設定した、波長依存性のある（波長によって変化する）比例計数を乗算し、各ＬＥＤ７の電流を決定する。例えば環境光の色味が暖色系の場合には、長波長領域の比例計数を短波長領域の比例計数より大きく設定することで、環境光の色味を補助光の色味に反映し、より環境に適した自然な補助照明光を得ることができる。
　また、環境光測定部２が環境光の強度と光源タイプ（例えば、太陽光、蛍光灯、白熱灯、ＬＥＤ灯等）とを判別可能になっていてもよい。この場合には、上記環境光のスペクトルを測定するよりも簡便に環境光タイプに応じた補助光の調整が可能となり、上記に準じた効果を得られる。
　例えば、対象者Ｂがオフィスのような明るいバランスのよい白色光が環境光として存在する環境下にいる場合には明るく、居酒屋のように暗く偏った白色光が環境光として存在する環境下にいる場合には暗く照明することで、いずれの場合にも自然な照明となる。
　また、本実施形態においては、ＬＥＤ７として、ヘモグロビンの吸収特性が極小値となる波長を含む波長帯域の光を発生するものを採用しているので、この波長帯域の補助光の照射により、自然な赤みを演出するチークのような効果を奏することができるという利点がある。
　なお、本実施形態においては、ＬＥＤ７が射出する光として、ヘモグロビンの吸収特性の極小値を含む波長帯域において、単一のピークを有するスペクトルのものを例示したが、これに代えて、図７に示されるように、上記波長帯域内に独立して強度調節可能なピークの異なる光を発生する複数のＬＥＤ７を採用してもよい。これにより、補助光のスペクトルをさらに細かく調節することができる。また、図８に示されるように、上記波長帯域内において、補助光のスペクトルのピーク位置を偏らせてもよい。
　また、本実施形態においては、ヘモグロビンの吸収特性に基づいて各ＬＥＤ７から射出される光の波長帯域を決定したが、これに代えて、メラニン（ユーメラニン、フェオメラニン）の吸収特性やカロテンの吸収特性を基準に決定してもよい。カロテンの吸収特性を基準とする場合には、図９Ａに示されるように、強吸収波長領域Δλ５に設定することが好ましい。
　ここで、強吸収波長領域Δλ５とは、各成分の吸収スペクトルにおいて上に凸（極大値）となる吸収ピーク波長を有し、短波長側および長波長側のスペクトルの変曲点まで連続する波長帯域を言うものとする。そして、ＬＥＤ７の波長特性は、図９Ｂに示されるように、強吸収波長領域Δλ５に対して、その領域内に発光スペクトルの半値全幅が収まる波長帯域に設定される。
　また、ヘモグロビンとカロテンのように複数の吸収色素成分を考慮した場合の補助光については、図１０Ａ、図１０Ｂに示されるように、吸収スペクトルが重なる波長帯域Δλａと重ならない波長帯域Δλｂとで区切って、各波長帯域Δλａ，Δλｂの光を独立して発光可能なＬＥＤ７を設けることにすればよい。
　メラニンの場合には、図１１に示されるように波長が短くなるほど高くなる吸収特性を有するので、補助光としては波長の短い波長帯域の光を採用することが効果的である。
　このような補助光を照射することにより、反射光の強度を図１２Ａの破線から実線のように変化させて色黒の皮膚Ａを血色感のある色白の見栄えにしたり、図１２Ｂに示されるように黄色みがかった肌を血色感のある色白の見栄えにしたりすることができる。
　また、本実施形態に係る補助照明装置１は、さらに具体的には以下の装置として実現することができる。
　例えば、図１３に示されるように、対象者Ｂが装着する眼鏡フレーム型の補助照明装置８を挙げることができる。
　図１３に示す例では、眼鏡フレーム（装着部材）９の下縁に光源部３および反射率特性取得部５を配置し、眼鏡フレーム９の上縁に環境光測定部２を配置している。眼鏡フレーム９のノーズパッド１０やイヤーパッド１１には図示しない接触センサが配置されていて、接触が検知されると起動する用になっていればよい。
　光源部３からの補助光は、図１４に示されるように、頬骨に合わせた略円形のスポット形状で対象者Ｂの頬に照射されることにより、チークの効果を奏させることができる。また、図１５に示されるように、ライン状のスポットからなる補助光で目と頬との間の領域を照明することにより、目の隈をなくしたり、しわによる影をなくしたりすることができる。なお、スポット形状は任意でよい。
　これにより、環境光に照らされる空間内の部分的な領域（例えば、頬骨、シワ部分、顔全域等）が、補助光に照らされていない（環境光にのみ照らされている）周囲の見栄えに調和して、自然な色味の演出が加えられるという効果を奏する。
　また、図１６に示される手鏡フレーム型の補助照明装置１２を構成することにより、手鏡フレーム（装着部材）１３に装着された鏡１４に映る対象者Ｂの顔の少なくとも一部を補助光により照明して、見栄えよく映らせることができる。
　また、図１７に示されるようにパーソナルコンピュータやスマートフォンのモニタ１５に取り付ける補助照明装置１６、あるいは図１８に示されるようにモニタ一体型の補助照明装置１７を構成することにより、モニタ１５前で作業する対象者Ｂの顔の見栄えをよくすることができる。
　また、図１９に示されるように、カメラ一体型の補助照明装置１８を構成することにより、被写体としての対象者Ｂに補助光を照射して、環境光に適した自然な照明で見栄えを改善したポートレート写真を取得することができる。
　さらに、顕微鏡の光源からの光に補助光を合波するユニットとしての補助照明装置を構成することにより、例えば、ハロゲンランプからなる光源からの光（環境光）がオレンジ色であっても、接眼レンズによって取得される標本の色を自然な色に近づけることができる。
　この場合、補助光を構成するＬＥＤ７は標本の染色色素の吸収スペクトルの極大値または極小値を含む波長帯域の光を発するものを採用する。
　図１７に示されるモニタ一体型の例で示したように、眼鏡フレーム型、手鏡フレーム型、カメラ一体型等の補助照明装置８，１２，１８が着脱可能になっていても良い。
　また、本実施形態においては、一体型の補助照明装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、図２０および図２１に示されるように、図１の機能を分離してもよい。
　例えば、図２０に示す例では、補助照明装置２５は、眼鏡フレームやカメラ等の装置本体（装着部材）１９と、携帯端末型の演算部２０とを備えている。装置本体１９に、環境光測定部２と、光源部３と、光源部３を制御する第１制御部２１と、演算部２０との間で通信を行う第１通信部２２とを設け、演算部２０に、装置本体１９との間で通信を行う第２通信部２３と、記憶部４と、反射率特性取得部５と、第２制御部２４を設けることにすればよい。
　装置本体１９の環境光測定部２により測定された環境光の平均強度が、第１制御部２１および第１通信部２２を介して演算部２０に送られ、演算部２０において、第２通信部２３を介して受け取った環境光の平均強度と、記憶部４に記憶されている目標分光反射率特性と、反射率特性取得部５により取得された対象者Ｂの分光反射率特性とに基づいて、第２制御部２４により補助光のスペクトルが算出される。そして、算出された補助光のスペクトルが、第２通信部２３および第１通信部２２を介して装置本体１９の第１制御部２１により受け取られ、光源部３が制御される。
　このようにすることで、対象者Ｂが装着する眼鏡フレーム型の装置本体１９に最小限の機能を持たせるだけで済み、軽量化を図ることができる。
　また、図２１の例に示すように、携帯端末型の演算部２０から、反射率特性取得部５を分離して演算部２０と相互に通信可能な端末２６を採用することもできる。
　例えば、図２１に示す例では、補助照明装置２７は、装置本体１９と、演算部２０と、端末２６とを備えている。演算部２０に、装置本体１９との間および端末２６との間で通信を行う第２通信部２３と、記憶部４と、第２制御部２４を設け、端末２６に、演算部２０との間で通信を行う第３通信部２８と、反射率特性取得部５と、第３制御部２９とを設けることにすればよい。
　装置本体１９の環境光測定部２により測定された環境光の平均強度が、第１制御部２１および第１通信部２２を介して演算部２０に送られ、端末２６の反射率特性取得部５により取得された対象者Ｂの分光反射率特性が、第３制御部２９および第３通信部２８を介して演算部２０に送られる。演算部２０において、第２通信部２３を介して受け取った環境光の平均強度と、対象者Ｂの分光反射率特性と、記憶部４に記憶されている目標分光反射率特性とに基づいて、第２制御部２４により補助光のスペクトルが算出される。
　また、本実施形態においては、目標分光反射率特性を記憶部４に記憶しておくこととしたが、補助照明装置１が記憶部４に記憶される目標分光反射率特性を調節可能な目標特性調節部（図示略）を備え、該目標特性調節部により目標分光反射率特性が調節可能であっても、複数選択肢から選択可能であってもよい。これにより、シーンに合わせて見栄えを変更することができる。
　また、補助照明装置１としては、眼鏡フレーム型の他、帽子型、入れ歯型、ピアス型、ネックレス型、指輪型、時計型、着衣型、靴型、マスク型等、任意のウェアラブルデバイスに適用してもよい。
　また、本実施形態においては、対象物として、主として対象者Ｂの皮膚Ａを例示して説明したが、これに限定されるものではなく、任意の対象物の補助照明として使用することができる。
　また、本実施形態においては、制御部６に差分スペクトル算出機能および補助光スペクトル算出機能が一体化しているものを例示したが、これに限定されるものではなく、制御部６から、スペクトル算出機能を分離して、スペクトル算出部が差分スペクトルを算出し、制御部６が補助光のスペクトルを算出するようにしてもよい。
　１，８，１２，１６，１７，１８，２５，２７　補助照明装置
　２　環境光測定部
　３　光源部
　４　記憶部
　５　反射率特性取得部
　６　制御部（制御部、スペクトル算出部）
　９　眼鏡フレーム（装着部材）
　１３　手鏡フレーム（装着部材）
　１９　装置本体（装着部材）
　Ａ　対象物（皮膚）

Claims (5)

  1. 　環境光の強度を測定する環境光測定部と、
    　対象物の分光反射率特性を目標分光反射率特性から減算して得られた差分スペクトルに近似するスペクトルを有する補助光を射出する光源部と、
    　前記環境光測定部により測定された環境光の強度に基づいて、前記光源部から射出する補助光の強度を調節する制御部とを備える補助照明装置。
  2. 　前記目標分光反射率特性を記憶する記憶部と、
    　前記対象物の分光反射率特性を取得する反射率特性取得部と、
    　前記記憶部に記憶されている前記目標分光反射率特性から、前記反射率特性取得部により取得された分光反射率特性を減算して前記差分スペクトルを算出するスペクトル算出部とを備え、
    　前記制御部は、該スペクトル算出部により算出された前記差分スペクトルに近似するスペクトルを有する補助光が得られるように前記光源部を調節する請求項１に記載の補助照明装置。
  3. 　前記制御部が、前記対象物に含有される成分の吸収特性の極大値または極小値を含む波長帯域の強度を調節するように前記光源部を調節する請求項２に記載の補助照明装置。
  4. 　前記記憶部に記憶される前記目標分光反射率特性を調節する目標特性調節部を備える請求項３に記載の補助照明装置。
  5. 　前記対象物が人の顔であり、装着者の顔の少なくとも一部に補助光が照射されるように、少なくとも前記光源部を装着可能にする装着部材を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の補助照明装置。
     
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