JP2010521773A - 投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、投射面３ｓ上に投射された静止又は動画像２に応じて部屋１の照明を制御する方法を示し、この方法は、投射された前記画像の複数の特性ｆを光学的に測定するステップと、測定された前記特性ｆに基づいて前記部屋のルーム照明を調節するステップとを有する。更に、本発明は、投射面３ｓ上に投射された画像２に応じて部屋１の照明を制御するシステム、斯様なシステムで用いる制御デバイス９、及び、斯様なシステムで用いる投射スクリーンデバイス３に関する。更にまた、本発明は、投射面３ｓ上に投射された画像２に応じて部屋を照明するルーム照明システム１に関する。

Description

本発明は、投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する方法に関する。本発明は、さらに、投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する制御システム、及び、斯様なシステムで用いる投射スクリーンデバイスに関する。さらにまた、本発明は、投射面上に投射された画像に応じて部屋を照明するルーム照明システムに関する。

標準の画像投射設定は、周囲のエリアを暗い状態のままにして、投射面に画像を投射することに限定されている。国際公開第２００４／１１２３８６号パンフレットは、画像データに基づいて、投射スクリーンを取り囲むエリアを照明するデバイスについて述べている。この照明は、より楽しい視聴を可能にし、画像が実際の投射エリアを超えて拡張されるという感覚を作り出す。また、米国特許出願公開第２００５／００４１６４号明細書は、投射スクリーン付近のエリアが、表示された画像に基づいて照明されるデバイスについて述べている。この処置は、視聴者が、現在の視野方向の狭い角度により与えられた領域内だけ詳細を把握することができるという事実を利用する。従って、通常の視野角の外側の照明されたエリアは、投射スクリーン上に投射されたビデオの存在感を増大させるのに十分である。

しかしながら、これらのデバイスは、特別に設計された投射ユニット、又は、ビデオ信号自身から導出された少なくとも制御信号のいずれかを必要とする。

本発明の目的は、ビデオ信号をインターセプトする必要なく、及び、投射ユニットの変更を必要とすることなく、投射面上に投射された画像に基づいて投射面の周囲を照明する単純な手法を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、投射面上に投射された静止又は動画像に応じて部屋の照明を制御する方法を示し、この方法は、投射された前記画像の複数の特性を光学的に測定するステップと、測定された前記特性に基づいてルーム照明を調節するステップとを有する。投射面は、画像が投射される任意の面、例えば、専用の投射スクリーン、白い壁若しくは背景幕（backdrop）、又は、人工霧等で形成された"仮想の"投射スクリーンであり得る。

ルーム照明の調節が、アンビエント照明を生成するために、元のビデオ信号を評価する必要なく、又は、プロジェクタの光出力特性を変更する必要なく、プロジェクタの出力、即ち投射画像そのものを測定することに基づいて行われるので、前記で述べられた方法の明らかな利点は、如何なる既存の投射機器も用いることができることにある。

投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する方法を実行する適切なシステムは、投射された画像の複数の特性を測定するための複数の光学センサと、測定された特性に基づいて、複数の照明デバイスを有する照明装置に関する制御信号を生成する制御ユニットと、前記制御ユニットにより生成された前記制御信号を前記照明装置に送信するインタフェースとを有する。

このシステムは、幾つかの特定の部品を追加するか、或いは、幾つかの特定の部品を交換するかのいずれかのみにより、既存の投射システムにシームレスに統合され得る。有利には、プロジェクタは、全体的に変更のないままにされ得る。既存の投射スクリーンが、光学センサを備え得るか、或いは、代わりに、システムが、特別に設計されたセンサ搭載型投射スクリーンを含み得る。

適宜、投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する斯様なシステムで用いられる制御デバイスは、投射された画像の複数の特性に関する情報を伝える光学センサの信号を受信する入力インタフェースと、測定された前記特性に基づいて、照明装置に関する制御信号を生成する制御ユニットとを有する。制御デバイスは、生成された制御信号を送信する出力インタフェースを更に有する。

有益には、制御デバイスは、要求された入力電気信号を生成するために光学センサを一旦備えたならば、既存のシステムを拡張又は拡大するために用いられ得る独立型の部品となり得る。

斯様なシステムで好ましくは用いられる投射スクリーンデバイスは、投射面上に投射された画像の特性を測定するために、前記投射面上又は背後に光学センサを有する。有益にも、投射システムのより高価なパーツ、特にプロジェクタそのものを残したまま、及びその機能を変えないまま、斯様な投射スクリーンデバイスは、以前の投射スクリーンの交換品として用いられ得る。

部屋の照明を制御するシステムで用いる上述した独立型制御デバイスを備えた斯様な投射スクリーンデバイスの使用に関して、投射スクリーンデバイスは、光学センサの信号を送信するための制御ユニットに対する出力インタフェースを有するべきである。代わりに、投射スクリーンデバイスは、制御ユニット及び／又は照明装置も含み得る。

投射面上に投射された画像に応じて部屋を照明するための本発明によるルーム照明システムは、投射された前記画像の複数の特性を測定するための複数の光学センサと、測定された前記特性に基づいて、照明装置に関する制御信号を生成する制御ユニットと、前記制御信号に反応する複数の光源とを有する。斯様なルーム照明システムは、単一のルーム照明デバイスに完全に統合され得、これは、有利には、投射面上又は背後に光学センサを単純に配置するか又は設置することにより、既存のシステムへの拡張機能として用いられ得る。代わりに、このシステムは、上述した部品、特に、投射スクリーンデバイス、制御ユニット、及び複数の適切な光源から構成されてもよい。

従属請求項及び後述の説明は、本発明の特定の有利な実施形態を開示する。

測定される特性は、投射画像の複数の光度（luminous intensity）及び／又はカラー値（colour value）であり得る。人間の目によって把握される色は、目で捕えられた光に含まれた波長により決定される。各色は、個別の強度を伴う赤、緑及び青成分を組み合わせることにより生成され得るので、色は、３つの値、即ち、赤成分を表す一の値、緑成分を表す一の値、及び、青成分を示す一の値の組み合わせとして示され得る。斯様な記述は、一般に用いられ、多くの場合ＲＧＢ値と呼ばれる。ＲＧＢ値が、光度も示してもよい。低吸収ＲＧＢ値は、低い光度を示し、高吸収値は、高い光度を示す。それ故、このスキームは、画像の特性を示すために用いられ得る。多くの異なるスキームが、その態様についての光を示すために存在し、これらは、当業者に良く知られているので、ここでより詳細に述べる必要はない。好ましくは、画像又は画像の特定のエリアの支配的な色が、投射面のアンビエント照明を制御するための特性として用いられる。

投射面上に投射された画像の特性の測定は、電気光学的に行われ得、これは、光学特性を捕えて、これらを電気信号に変換する全ての手法をカバーする。これは、制御ユニットでの入力インタフェースを簡素にし、測定されたデータを容易に更に処理することを可能にする。それ故、"光学センサ"という用語は、必要な光学特性を捕え得る全ての種類のセンサ、特にフォトダイオード等のような電気光学センサを有する。光センサは、有線又は無線の態様により制御ユニットに接続され得る。無線の実施形態においては、センサは、プロジェクタから、又は、アンビエントルーム照明からエネルギを収集する太陽電池により自己発電され得る。

好ましい実施形態において、測定は、投射面上又は投射面の背後で実行される。

投射スクリーンの背後、即ち、スクリーンのプロジェクタと反対の側で特性を測定することに関して、好ましい実施形態において、投射面の少なくともエリアは、透明又は部分的に透明である。概して、投射光が投射スクリーンを通過しないことが望ましい。それ故、一部の投射スクリーンの一部の背面は、黒い材料で覆われる。この有益な特性を維持するために、スクリーンは、覆われないままにされる、光学センサが配置されるべきエリアを除いて、通常の手法で覆われ得る。センサは、光を通過させないように実現され得、これにより、これらがスクリーンの背後に配置されるときに全体的に不透明又は非透過性のスクリーンを実現する。センサエリアは、スクリーンホイル（foil）でラミネートされてもよい。

スクリーンが十分な透明度又は透光性を有する場合には、既存の投射スクリーンは、スクリーンの背後に光学センサを備えてもよく、変更のないままである。

特性の測定は、動画像に最適に追随するために、経時的に連続的に行われ得る。これは、静止画像に対する時間的に一のポイントで、又は、例えば予め規定された間隔についての時間的に別個のポイントでも実行され得る。

好ましい実施形態においては、投射スクリーンを取り囲むエリアの複数のゾーン又は領域が、測定された特性に基づいて個別に照明される。周囲エリアは、投射面の後ろ又は下の壁であり得るが、例えば人工霧又はドライアイスのような、照明され得る如何なる他の媒体も可能である。

斯様な実施形態において、周囲エリア中のゾーンは、投射画像の縁で近接エリアを適合させるために、色及び光度で制御され得る。これは、個々の照明に対して、ターゲットゾーン近傍の投射スクリーンの縁でエリア中の特性の測定を実行することにより実現され得る。

既に上述したように、人間の目は、視野エリアの中心の外側では詳細を把握することができない。それ故、投射スクリーンの近傍の縁での投射された画像の部分と適合する一の色で単純に照明されたゾーンは、実際の投射エリアを超えて画像の拡張の感覚を作り出し、視聴者の体験を大いに強化する。

簡素な実施形態において、各測定エリアは、正に一つの測定ポイントで表わされる。特性の良好な測定を実現するために、より多くの測定ポイントか、それとも、ＣＣＤセンサのような近似的に連続して測定するエリアが用いられ得る。

更なる実施形態において、光学センサは、画像の特性を測定するだけでなく、ルーム照明の特性も測定し、制御信号は、投射画像及びルーム照明の測定に基づいて生成される。閉ループ制御が、ルーム照明を正確に調節するために用いられてもよい。閉ループ制御の技術は、当業者に知られており、ここで詳細に説明する必要はない。

追加の光学センサが、ルーム照明を測定するために用いられてもよい。改良された実施形態において、投射画像を測定するために用いられた光学センサも、ルーム照明を測定するために用いられる。この目的に関して、制御ユニットは、測定を妨げる環境からの疑似照明なしに投射画像の測定を可能にするために、例えば周期的に、ルーム照明をオフにしなければならない。

本発明によるルーム照明システムは、好ましくは、制御ユニットの出力インタフェースと互換性のある照明デバイスの入力インタフェースで受信された制御信号に対応する、例えば光の色のような様々な出力特性に応じて調節され得る特別に設計された照明デバイスを有する。

それ故、斯様なシステムで用いる照明デバイスは、好ましくは、任意の所望の色及び強度で光を生成可能である。上述のように、任意の色は、赤、緑及び青の光を組み合わせることにより生成され得、それ故、照明デバイスの一実施形態は、一の光源が赤のカラーフィルタを備え、一の光源が緑のカラーフィルタを備え、及び、一の光源が青のカラーフィルタを備える、強度に関して個別に制御可能な３つの光源を有し得る。また、例えば、黄、マゼンタ及びシアンの光で基本色からの色を混合するための任意の他のカラーモデルが用いられてもよい。例えば白色光源から着色光を生成するためのフィルタを用いる代わりに、着色光を直接生成する任意の光源が用いられてもよい。光源は、ランプ又はＬＥＤ、レーザ等であり得る。好ましい実施形態において、ＯＬＥＤが光源として用いられる。

好ましい実施形態において、壁面用（wall washing）の光源が用いられる。この実施形態において、照明ユニットは、投射スクリーンの背後に有利に配置され、それ故、これを視聴者から隠す一方で、視聴者から見える投射スクリーンを取り囲む壁を照明する。壁面照明器具の代わりに又は加えて、（折り紙照明器具（origami luminaire）のような）直視型ランプが、投射エリアの周りに配置され得、また場合により、スクリーンモジュールを得るために投射スクリーンと統合される。特定の好ましいバリエーションは、例えば投射面の２つの側部で、投射面に沿って完全に又は部分的に拡張する、照明されたフレームの形式の照明装置である。これは、例えば、ＯＬＥＤの装置の範囲内、及び／又は、ＯＬＥＤの装置を有するフレームからの着色光で照明され得る、透明材料のフレームとして理解され得る。照明されたフレームも、それぞれが１又はそれ以上の個別のランプを有する幾つかのフレーム要素を組み合わせることにより理解され得る。これらは、組み合わせて、グループとして、又は、互いに独立して制御され得る。

ランプ、例えば"壁面照明器具"、又は、上述した他のランプ、特に照明されたフレームの要素は、好ましくは、互いに独立して動作される。例えば、それぞれのワッシャーランプは、内部ターゲットの色設定（internal target colour setting）を有し得るので、部屋中の他の光源が何を行うかを知る必要がない。この目的を達成するために、関連するランプは、自己のセンサ及び制御モジュールを備え、プラグを電源に差し込むだけでオンにされる。ユーザは、先ず、例えば、互いに独立して動作する、照明されたフレーム用の２つのランプエレメントだけを購入して導入する。時間的に幾つかの後のポイントで、ユーザは、フレームを拡張又は増大して、より明るくより良好な照明効果を実現するために、より多くのランプを購入して導入することができる。

制御ユニットの制御信号に反応する照明デバイスも、上述した制御ユニットの出力インタフェースに対するアダプタで固定された、ルーム照明のような既存の照明機器であってもよい。ルーム照明は、この場合において、スクリーンに投射された暗い画像に対して調光されてもよい。

この場合において、照明制御システムは、好ましくは、部屋中の関連した光源に対して適切な制御値を設定するための手段を有する中央制御システムであり得る。例えば、一般照明又は天井ワッシャーが壁面照明器具と組み合わせて制御され得る。

上述したように、投射面上又は背後に光学センサを有する投射スクリーンデバイスは、好ましくは、投射画像の特性を測定するために用いられる。

更に好ましい実施形態において、投射スクリーンデバイスは、ロールアップされ得、ローラハウジングは、制御ユニットを含み、有利には、ローラハウジングに組み込まれ得る制御ユニットの制御信号に応答する照明ユニットを備える。

スクリーンを広げること（unrolling）は、好ましくは、光学センサにより検出された信号によりトリガされ得る。この目的を達成するために、部屋の壁又は天井に取り付けられた、ロール可能なスクリーンのセンサは、スクリーンが広がった状態にあるとき投射スクリーンの背後となる位置で壁に取り付けられ得る。

本発明の他の目的及び特徴は、図面と併せて考慮された例となる実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるだろう。しかしながら、図面は、例示の目的のためだけに示され、本発明の限定を規定するものではないことが理解されるべきである。

本発明の第１実施形態によるルーム照明システムの図式的概観を示す。 図１のシステムで用いられる投射スクリーンを示す。 図１によるシステムの機能部品の回路図を示す。 光学センサ及び光源を有する独立型ユニットの形式における本発明の第２実施形態によるルーム照明システムを示す。

図１は、投射スクリーンデバイス３の投射面３ｓ上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御するシステム１を示している。投射ユニット２０として、スクリーン上に画像を投射するように設計された任意の装置が用いられ得る。投射スクリーン３は、光学センサが投射スクリーン３上に投射された画像２の特性を測定するスクリーンの縁での４つの測定ポイントＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４を含む。図２において、システム１の投射スクリーンデバイス３は、より詳細に示される。４つの測定ポイントＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４の背後では、センサ５が、投射方向を向いて壁に取り付けられる。投射スクリーンデバイス３のスクリーンは、測定ポイントＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４において半透明であり、投射画像２からの光は、投射スクリーンを通って、通過する光の特性を測定する光学センサ５に至る。

図１及び２には示されていないが、制御ユニットは、適宜反応するルーム照明に関する制御信号を生成する。ルーム照明は、一対の壁面照明器具１０、即ち、縦方向の面を均等に照明する照明デバイス１０（図１）であり得る。この技術は、当業者に知られており、ここでより詳細に説明する必要はない。各照明デバイスは、光学センサ５の測定に基づいて、例えば投射スクリーンの背後の壁の、投射面の"周囲エリア"ＳＡのゾーンを照明する。また、照明デバイス１０は、ユーザの通常の視野から見えないように、投射スクリーン３の背後に隠され得る。

異なる測定ポイントＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４での光の特性の測定は、異なる特性が画像２の異なる測定エリアＡ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４に対して得られ得るという利点を持つ。例えば、図２の実施形態では、画像２の４つの縁での測定エリアＡ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４のそれぞれにおいて、各測定エリアＡ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４の支配的な色が決定される。この支配的な色に応じて、投射面３ｓの縁での周囲エリアＳＡの対応するゾーンＺ_１，Ｚ_２，Ｚ_３，Ｚ_４が、同様の色の光で照明される。

照明システム１の機能部品が、回路図についての図３に示される。電気光学センサ５は、センサ５により受信した光の特性を有するか又は表わす、センサ５により生成された電気信号を制御デバイス９に供給するために制御デバイス９の入力インタフェース８に接続される。この制御デバイス９は、電気信号を解析する制御ユニット６を有し、例えばＲＧＢ値として、光度及び色のような特性を抽出する。制御ユニット６は、例えば、照明デバイス１０により放出された光が、測定された特性に適合するように、制御デバイス９の発信インタフェース７に接続された照明デバイス１０の光源Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を駆動させ得る制御信号ＣＳ_１，ＣＳ_２，ＣＳ_３を生成する。光源Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３は、３つのランプであり得る。第１のランプＳ_１が赤のカラーフィルタを備え、第２のランプＳ_２が緑のカラーフィルタを備え、及び、第３のランプＳ_３が青のカラーフィルタを備え、その結果、異なる色及び強度が、ランプＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３の光出力を制御信号ＣＳ_１，ＣＳ_２，ＣＳ_３で個別に制御することにより生成され得る。照明デバイス１０は、例えば、赤のフィルタをもつランプＳ_１だけを高い出力パワーで活性化することにより、高い光度の赤い光を生成することができる。黄色の光は、黄色の光を与えるために赤及び緑の光が混合するので、赤のフィルタをもつランプＳ_１を活性化させ、加えて緑のフィルタをもつランプＳ_２を活性化することにより実現され得る。色の高い及び低い強度の光は、ランプＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３の出力パワーを、同等に、即ち関連する強度とバランスをとって、増加及び減少させることにより実現され得る。例えば、明るい黄色は、明るい赤の光と明るい緑の光とを組み合わせることにより実現され得る。暗い黄色は、薄暗い赤の光と薄暗い緑の光とを組み合わせることにより実現され得る。そして、特定の強度での赤、緑及び黄の成分を伴う光の組み合わせは、照明デバイス１０により放出された規定のカラー生じさせる。ここで、センサ５及び制御デバイス９は、任意の照明装置を制御するための本発明の一実施形態による制御システム１１を与える。

斯様な照明システム１０は、図４に示される単一の独立型デバイスに完全に一体化されてもよい。ここで、共通のハウジング１２において、図３に示された全ての部品、光学センサ５、制御ユニット６及び光源Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３が一体化される。

上述のように、各ランプＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３は、赤、緑及び青のうちいずれかの色に割り当てられ得、制御信号ＣＳ_１，ＣＳ_２，ＣＳ_３は、特定の強度を出力するために、ランプＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を個別に駆動させる。例えば、斯様な独立型照明システム１０は、対応する測定エリアＡ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４における画像２の支配的な色に適合された光で、スクリーンの異なる縁での周囲エリアＳＡのゾーンＺ_１，Ｚ_２，Ｚ_３，Ｚ_４を独立して照明するために、図２と同様に、投射スクリーンの４つの縁の背後に用いられてもよい。

明確のために、この出願を通しての単数表記の使用は、複数を除外するものではなく、"有する"という用語は、他のステップ又は要素を除外するものではない。"ユニット"及び"モジュール"は、特に指定がない限り、複数のユニット又はモジュールを有してもよい。

Claims (12)

1. 投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する方法であって、
   投射された前記画像の複数の特性を測定するステップと、
   測定された前記特性に基づいて前記部屋の照明を調節するステップとを有する、方法。
2. 前記特性は、前記投射された画像の複数の光度及び／又はカラー値を有する、請求項１に記載の方法。
3. 測定は、前記投射面上、又は、前記投射面の背後で実行される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記投射面の周囲エリアの複数のゾーンが、測定された前記特性に基づいて個別に照明される、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法。
5. 前記特性の測定は、前記投射面の縁での特定の測定エリアにおいて実行され、
   前記特定の測定エリアに隣接する周囲エリアの前記ゾーンが、前記特定の測定エリアでの測定に基づいて照明される、請求項４に記載の方法。
6. 各特定の測定エリアにおける前記測定は、前記特定の測定エリアにおける複数の分離した測定ポイントで実行される、請求項５に記載の方法。
7. 第１フェーズにおいて、ルーム照明システムがオフであり、前記画像の前記特性の測定が実行され、
   第２フェーズにおいて、前記ルーム照明システムがオンであり、前記ルーム照明システムの特性の測定が実行され、
   前記ルーム照明システムの調節は、前記第１及び第２フェーズの双方において実行された前記測定に基づいて実行される、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の方法。
8. 投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御するシステムであって、
   投射された前記画像の複数の特性を測定するための複数の光学センサと、
   測定された前記特性に基づいて、照明装置に対する制御信号を生成する制御ユニットと、
   前記制御信号を前記照明装置に送信する出力インタフェースとを有する、システム。
9. 投射面上に投射された画像に応じて部屋の照明を制御する制御デバイスであって、
   投射された前記画像の複数の特性に関する情報を含む、電気光学センサの信号を受信する入力インタフェースと、
   測定された前記特性に基づいて、照明装置に対する制御信号を生成する制御ユニットと、
   前記制御信号を前記照明装置に送信する出力インタフェースとを有する、制御デバイス。
10. 投射面と、
    投射された画像の特性を測定する光学センサとを有する、投射スクリーンデバイス。
11. 前記投射面の少なくとも複数のエリアは、透明又は半透明であり、
    前記光学センサは、これらの前記複数のエリアの背後に配置される、請求項１０に記載の投射スクリーンデバイス。
12. 投射面上に投射された画像に応じて部屋を照明するルーム照明システムであって、
    投射された前記画像の複数の特性を測定する複数の光学センサと、
    測定された前記特性に基づいて、照明装置に対する制御信号を生成する制御ユニットと、
    前記制御信号に応答する前記照明装置とを有する、ルーム照明システム。

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