JP2016133799A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】投影面に模様等が存在する場合であっても投影面の模様等に影響されることなく見やすい映像で投影することができる照明システムを提供する。【解決手段】照明システム１は、映像を投影する映像投影部１０と、映像投影部１０で投影した映像を撮像する撮像部２０と、映像投影部１０の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部３０と、撮像部２０で撮像した映像と基準となる映像との差異を算出する演算部４１と、演算部４１で算出した前記差異が小さくなるように前記照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御する照明制御部４２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、照明システムに関する。

スクリーン又は壁等の投影面の前面側から映像を投影するフロントプロジェクタが知られている。フロントプロジェクタを用いることによって、投影のための専用スクリーン以外の場所であっても、ユーザは任意の位置に映像を投影することができる。近年、このようなプロジェクタを用いて、立体物や動く人等に映像を投影するプロジェクションマッピングが行われている。

今後、プロジェクタの小型化及び軽量化に伴って、模様、汚れ又は凹凸等（以下、「模様等」と記載する）が存在する投影面に映像を投影することが増えると考えられる。しかし、投影面に模様等が存在すると、観察者は投影面に投影された映像が見づらくなる。

そこで、模様等が存在する投影面に投影する映像を補正することによって、あたかも模様等のない面に映像を投影したかのように見せる方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−２８８７７号公報

模様等が存在する投影面に投影する映像を補正する方法としては、投影面に投影された映像をカメラ等で撮像し、撮像した映像に基づいてプロジェクタへの入力映像を補正する手法が一般的である。この方法は、例えば、カメラで撮像した映像について画素ごとに輝度値を算出して模様等を相殺するように入力映像を補正する。

しかしながら、プロジェクタの光出力性能、環境光（照明光等）、及び、模様等と投影したい映像との色の関係等の条件がうまく成立しないと、算出した輝度値が最大値（例えば８ビット画像の場合２５５）を超えてしまったり負の値になったりする場合がある。つまり、模様等のない面に映像を投影したかのように見せることができるための補正値を算出できたとしても、実際には補正値として入力することができない場合がある。

このため、計算上は投影する映像の補正を行うことができるが、実際には投影する映像の全体又は一部分を十分に補正しきれないことになり、投影面に投影された映像の見づらさが残るという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、投影面に模様等が存在する場合であっても投影面の模様等に影響されることなく見やすい映像で投影することができる照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明システムの一態様は、映像を投影する映像投影部と、投影する映像の歪を補正する歪補正部と、投影する映像の輝度を補正する輝度補正部と、前記映像投影部で投影した映像を撮像する撮像部と、前記映像投影部の光源とは異なる光源によって照明光を照射する映像投影部とは光源の異なる照明部と、前記撮像部で撮像した映像と基準となる映像との差異を算出する演算部と、前記演算部で算出した前記差異が小さくなるように前記照明部の前記照明光の明るさ及び、色成分の少なくも何れかを制御する照明制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムの一態様は、映像を投影する映像投影部、前記映像投影部で投影した映像を撮像する撮像部、及び、前記映像投影部の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部を備える照明システムにおける投影映像を補正する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記方法は、基準となる映像を作成するステップと、前記撮像部で撮像した映像と前記基準となる映像との差異を算出し、前記差異が小さくなるように前記照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、投影面に模様等があっても投影する映像を十分に補正することができるので、投影面の模様等に影響されることなく見やすい映像で投影することができる。

実施の形態１に係る照明システムの概略構成の一例を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る照明システムの概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る照明システムにおける投影映像の補正方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る投影映像の補正方法における入力映像の一例を示す図である。 実施の形態１に係る投影映像の補正方法における基準映像の一例を示す図である。 実施の形態１に係る投影映像の補正方法における補正前映像の一例を示す図である。 実施の形態１に係る投影映像の補正方法における補正後映像の一例を示す図である。 赤色についての入力レベルと撮像レベルとの関係を示している。 緑色についての入力レベルと撮像レベルとの関係を示している。 青色についての入力レベルと撮像レベルとの関係を示している。 青色成分についての人の視覚の分光感度と撮像部（カメラ）の分光感度との関係を示す図である。 映像投影部の青色成分のスペクトルと青色に関する照明光のスペクトルとの関係を示す図である。 実施の形態２に係る照明システムにおける投影映像の補正方法を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る投影映像の補正方法における入力映像の一例を示す図である。 実施の形態２に係る投影映像の補正方法における基準映像の一例を示す図である。 実施の形態２に係る投影映像の補正方法における補正前映像の一例を示す図である。 実施の形態２に係る投影映像の補正方法における補正後映像の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
［照明システムの概略構成］
実施の形態１に係る照明システム１の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る照明システムの概略構成の一例を模式的に示す図である。図２は、同照明システムの概略構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、照明システム１は、映像投影部１０と、撮像部２０と、照明部３０と、制御部４０とを備える。この照明システム１では、映像投影部１０によって映像が投影される投影エリアと撮像部２０によって撮像される撮像エリアとが重複している。なお、本明細書において、映像（画像）とは、静止画像及び動画像のいずれであってもよい。

映像投影部１０は、投影面５０に映像を投影する装置である。映像投影部１０は、半導体レーザやランプ等の光源、レンズやミラー等の光学系、ＤＬＰ又は液晶パネル等の表示素子、及び、投射レンズ等を有する。例えば、投影面５０に投影するための入力映像が制御部４０から映像投影部１０に入力されると、映像投影部１０の投射レンズから投影面５０に向かって映像が投射される。

本実施の形態における映像投影部１０は、映像を投影する機能を有するだけではなく、投影面５０に照明光を照射する機能を有する。つまり、映像投影部１０は、映像（映像光）及び照明光の両方を投射する映像照明投射部（照明装置）である。これにより、映像投影部１０は、映像演出を行うだけではなく、照明演出も行うこともできる。この場合、映像と照明光とは、時間的にも空間的にも重なるように投射されていてもよいし、異なるタイミングで切り替えて投射されていてもよい。前者の場合、例えば、映像投影部１０からは映像光と照明光とが重畳された映像が投射される。なお、映像投影部１０において、照明光用の光源と映像光用の光源とは同じであってもよいし異なっていてもよい。

図１に示すように、映像投影部１０からの映像は投影面５０に投影される。本実施の形態では、映像投影部１０は、照明部３０による照明環境下で映像を投影する。したがって、映像投影部１０からの映像は、投影面５０に照明部３０の照明光が照射された状態で投影面５０に投影される。

投影面５０は、平面及び立体面のいずれであってもよく、あらゆる構造物又は動植物を含む。本実施の形態において、投影面５０は屋内の壁面である。映像投影部１０は、例えば室内の天井に設置されるが、映像投影部１０の設置箇所は天井に限るものではない。

撮像部２０は、主に映像投影部１０で投影した映像を撮像する装置であり、例えば、カメラである。撮像部２０は、光学系及び撮像素子等を有する。撮像部２０で撮像された映像は制御部４０に送られる。撮像部２０は、例えば、室内の天井に設置されるが、撮像部２０の設置箇所は天井に限るものではない。

本実施の形態では、投影面５０に照明部３０の照明光が照射された状態で投影面５０に映像が投影されるので、撮像部２０は照明光で照射された映像を撮像する。

なお、本実施の形態では、映像投影部１０と撮像部２０とが別個の位置に設置されて映像投影部１０の視点と撮像部２０の視点とが異なっているが、映像投影部１０と撮像部２０とは同じ位置に設置されていてもよい。この場合、映像投影部１０と撮像部２０とが１つの装置で構成されて同一視点になっていてもよい。

照明部３０は、照明光を照射する装置であり、例えば、室内の天井に設置されたシーリング又はダウンライト等の照明器具である。つまり、照明部３０は、照明部３０の周辺を照らす環境光として照明光を照射する。照明部３０から照射される照明光は、照明部３０の周辺に到達し、投影面５０にも到達する。照明部３０の照明光は、例えば白色光であるが、白色光に限るものではない。

照明部３０は、ＬＥＤやランプ等の光源を有する。つまり、照明部３０は、映像投影部１０の光源とは異なる光源を有する。また、照明部３０は、調光機能及び調色機能を有し、照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御することができるように構成されている。例えば、照明部３０は、照明制御部４２からの制御信号に基づいて、照明光の光出力を大きくしたり小さくしたりすることができ、また、照明光の赤色成分、緑色成分及び青色成分の少なくとも一つを選択的に強くしたり弱くしたりできる。

制御部４０は、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０を制御する装置である。制御部４０は、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０に対して信号の送受信を行う機能を有する。例えば、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０に制御信号を送信したり、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０からの信号を受信したりする。信号の送受信は、有線及び無線のいずれであってもよい。

制御部４０は、演算部４１と、照明制御部４２と、歪補正部４３と、輝度補正部４４と、記憶部４５とを有する。

演算部（差異算出部）４１は、撮像部２０で撮像した映像と基準となる映像（基準映像）との差異を算出する。演算部４１は、例えば、撮像した映像と基準映像とを画素毎に比較し、撮像した映像と基準映像との差分が予め定めた閾値以内となっている画素の数を、撮像した映像と基準映像との差異として算出する。さらに、算出した画素毎の差分を、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に積算する。なお、算出する差異は、必ずしも画素の数である必要はない。

照明制御部４２は、演算部４１で算出した差異（撮像した映像と基準となる映像との差異）が小さくなるように照明部３０が照射する照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御する。例えば、照明制御部４２は、照明光の光出力が大きく又は小さくなるように、照明部３０に制御信号を送信する。また、照明制御部４２は、照明光の赤色成分、緑色成分及び青色成分のそれぞれが強くなるように又は弱くなるように、照明部３０に制御信号を送信する。

歪補正部４３は、投影する映像の歪を補正する。歪補正部４３は、例えば、撮像部２０で撮像した映像をもとにして、映像投影部１０から投影する映像の幾何学的な歪（台形歪）を補正する。

輝度補正部４４は、投影する映像の輝度を補正する。輝度補正部４４は、例えば、撮像部２０で撮像した映像をもとにして、映像投影部１０から投影する映像の全体又は一部の輝度を補正する。

記憶部４５は、例えばメモリであり、制御部４０で算出したデータを記憶する。例えば、記憶部４５は、演算部４１で算出したデータ及び後述する照明パターン等を記憶する。また、記憶部４５は、制御部４０による制御処理を行う際にも用いられ、例えば、演算部４１、照明制御部４２、歪補正部４３及び輝度補正部４４が各種データ処理や演算を行う際の作業領域として随時データを記憶する。また、記憶部４５には、映像投影部１０、撮像部２０及び照明部３０を制御するためのアプリケーションプログラム等が記憶されていてもよい。

［投影映像の補正方法］
次に、実施の形態１に係る照明システムにおける投影映像の補正方法について、図１及び図２を参照しながら、図３及び図４Ａ〜図４Ｄを用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る照明システムにおける投影映像の補正方法を示すフローチャートである。図４Ａ〜図４Ｄは、実施の形態１に係る投影映像の補正方法における各映像を示す図である。なお、以下の方法における各ステップは、制御部４０で行うことできるが、制御部４０以外で行ってもよい。

図１に示すように、本実施の形態では、映像を投影する投影面５０には矢印の模様が存在している。このため、映像投影部１０に入力された入力画像を投影面５０にそのまま投影すると、矢印の模様と投影された映像とが重なってしまい、投影された映像の背景として矢印の模様が映り込むように見えるので、観察者は投影された映像が見づらくなる。

そこで、本実施の形態では、以下の手順によって投影する映像を補正している。なお、投影する映像を補正するに際し、照明部３０は照明光を照射し続けている。つまり、投影面５０は照明部３０による照明環境下にあり、照明部３０からの照明光は投影面５０に照射されている。例えば、投影する映像の補正を開始する際、照明部３０は初期の照明パターンで照明光を照射している。

図３に示すように、まず、映像投影部１０と撮像部２０（カメラ）との画素間の関係を求める（ステップＳ１１）。例えば、投影面５０が平面的である場合は、射影変換法等を用いて映像投影部１０と撮像部２０との画素間の関係を求めることができる。また、投影面５０が立体的である場合は空間コード化法や位相シフト法等を用いて映像投影部１０と撮像部２０との画素間の関係を求めることができる。

例えば、位相シフト法を用いて上記画素間の関係を求める場合、輝度値が正弦波状に変化する縞パターンの位相をずらしながら複数枚にわたって投影及び撮像を行い、撮像された複数の投影映像から撮像部２０の各画素において輝度値の初期位相を推定すればよい。この初期位相が映像投影部１０上に設定したものであるため、撮像部２０の各画素において求められた初期位相の推定値が、直接的に映像投影部１０上の画素の位置を表すものとなる。

次に、求めた上記画素間の関係に基づいて、映像投影部１０に入力する入力映像から基準となる映像（基準映像）を作成する（ステップＳ１２）。つまり、本実施の形態では、基準映像として、映像投影部１０に入力される入力映像を用いている。入力映像は、例えば、図４Ａに示すような静止画像であり、この静止画像（入力映像）をもとに図４Ｂに示すような基準映像を作成する。

次に、求めた上記画素間の関係に基づいて、入力映像を映像投影部１０によって投影面５０に投影し、投影した映像を撮像部２０によって撮像することにより補正前の映像（補正前映像）を取得する（ステップＳ１３）。例えば、図４Ａに示すような静止画像を投影面５０に投影し、投影した映像から図４Ｃに示すような補正前映像を取得する。本実施の形態では投影面５０に矢印の模様が存在するので、図４Ｃに示される補正前映像は、投影面５０における矢印の模様と投影した映像とが重なった映像となっている。

このとき、入力映像は、予め歪の補正及び輝度の補正を行っておくとよい。歪が補正された入力映像は、撮像部２０で撮像した映像をもとにして、歪補正部４３によって投影する映像の歪を補正することで得られる。また、輝度が補正された入力映像は、撮像部２０で撮像した映像をもとにして、輝度補正部４４によって投影する映像の輝度を補正することで得られる。なお、入力映像の歪及び輝度の補正は、必ずしも行う必要はない。

次に、映像投影部１０への入力レベルと撮像部２０の撮像レベルとの関係（応答特性）を求める（ステップＳ１４）。

例えば、まず、Ｒ（赤色）の入力レベルについて、入力レベルと撮像レベルとの関係を求める。具体的には、入力映像として全ての画素が（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（ｒ、０、０）である映像（つまり全画面が一様なレベルの赤色の映像）を、ｒ＝０〜２５５の各レベルについて投影し、撮像した映像中の各画素について入力レベルｒと撮像レベルとの関係を、二次曲線近似等の方法により求める。また、Ｇ（緑色）とＢ（青色）についても同様の操作を行う。

図５Ａ〜図５Ｃに、求めた応答特性の一例を示す。図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々における入力レベルと撮像レベルとの関係を示している。

なお、応答特性は撮像映像中の全画素について求めてもよいが、撮像映像中の全画素について応答特性を求める代わりに、撮像映像中の代表となる画素について応答特性を求めた上で、その他の画素についても同様の応答特性とみなしてもよい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力レベルについては、必ずしも０〜２５５の全ての階調値のレベルについて応答特性を求める必要はなく、代表的なレベルについてのみ応答特性を求める方法でもよい。

次に、求めた上記の応答特性に基づいて補正前映像を基準映像とするための各画素の入力レベルを求めて、この入力レベルに従って入力映像を補正し、その後、補正した入力映像を映像投影部１０で投影して、撮像部２０で撮像することにより補正後の映像（補正後映像）を取得する（ステップＳ１５）。

次に、撮像部２０で撮像した補正後映像と基準映像との差異を算出する（ステップＳ１６）。この差異の算出は、演算部４１によって行うことができる。

例えば、まず、補正後映像と基準映像とを画素毎に比較し、補正後映像と基準映像との差分が予め定めた閾値以内となっている画素の数を差異として算出し、記憶部４５に記憶する。なお、算出する差異は、必ずしも画素の数である必要はなく、各画素における差分値の二乗を積算する等、補正後映像と基準映像との一致度合いを評価できる値であれば何でもよい。

その後、算出した画素毎の差分を、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に積算する。ここで求める値は、必ずしも差分の積算値である必要はなく、差分のヒストグラムの最頻値を採用する等、基準映像に対する補正後映像の全体傾向が表現できるものであれば何でもよい。

次に、算出した補正後映像と基準映像との差異が小さくなるように照明部３０から照射する照明光の明るさ及び色成分の少なくとも何れかを制御する（ステップＳ１７）。例えば、照明制御部４２によって照明部３０の制御を行うことで、照明部３０から照射される照明光の照明パターンを変化させて明るさ及び色成分を変更する。つまり、照明制御部４２によって環境光となる照明光を制御することによって、投影された映像全体に対して明るさ及び色成分を変更することができる。

一例として、全体傾向として求めた差分の積算値が例えば（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（３０、０、−４０）であった場合、この場合、投影された映像は全体として赤色成分が強く、青色成分が弱くなっている。したがって、この場合は、赤色成分を弱く、かつ、青色成分を強くするような照明パターンで照明光を照射する。このときの照明光の照明パターンおよび補正後映像は、記憶部４５に記憶される。

その後、ステップＳ１３〜ステップＳ１７を一定回数繰り返して、複数の照明パターンを取得する。具体的には、ステップＳ１３〜ステップＳ１７の繰り返し回数が所定の回数に達していなければ（ステップＳ１８でＮＯ）、ステップＳ１３〜ステップＳ１７を繰り返す。これにより、照明パターンをいくつかのパターンに収束させる。一例として、繰り返し回数は、１０回程度であるが、これに限定されるものではない。

ステップＳ１３〜ステップＳ１７の繰り返し回数が所定の回数に達していれば（ステップＳ１８でＹＥＳ）、記憶した複数の照明パターンと補正後映像との組合せのうち適切な照明パターンによって照明光を照明し、対応する補正後映像を投影する（ステップＳ１９）。

例えば、記憶部４５に記憶した複数の照明パターンと補正後映像との組合せの中から、差異が最も小さくなった最適な照明パターンと補正後映像との組合せを選択し、この照明パターンで照明するように照明部３０を制御するとともに、対応する補正後映像を投影する。これにより、図４Ｄに示すように、投影面５０に実在する矢印の模様が相殺されたような補正後映像が投影面５０に投影される。つまり、あたかも模様のない面に入力映像を投影したかのように見せることができる。なお、図４Ｄは、最適な補正後映像であって、最適な照明パターンで照明光を照射したときの補正後映像を示している。

以上のような方法で入力映像を補正することによって、模様等が存在する投影面５０に対して、観察者に模様等を感じさせずに入力映像を投影することができる。

なお、本実施の形態では、照明部３０による照明環境下で映像の補正を行っている。この場合、照明部３０の照明光として、撮像部２０の分光感度と人の視覚の分光感度との違いを目立ちにくくする光を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち優先する色を記憶部４５に記憶し、この記憶された色について、照明光を一定量だけ強くしてステップＳ１３〜ステップＳ１９を実行してもよい。

記憶する色（優先する色）は、以下の方法で決定することができる。なお、ここでは、照明光がＲ、Ｇ、Ｂの各色成分を自由に制御できることを想定している。

一般的に知られている人の視覚の分光感度と、使用する撮像部２０（カメラ）の分光感度とが、例えば青色成分について図６Ａの関係にあるとする。また、映像投影部１０の青色成分のスペクトルと、青色に関する照明光のスペクトルとが、図６Ｂの関係にあるとする。この場合、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、人の視覚と撮像部２０との特性がよく一致する波長範囲Ａには照明光のスペクトルが多く含まれているが、映像投影部１０の青色成分のスペクトルは波長範囲Ａから大きくはみ出していること。したがって、照明光を用いた方が、人が投影映像を見た結果と撮像された映像との差が小さくなることが期待されるため、ここでは青（Ｂ）を記憶しておく。なお、赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）についても同様に考えることができる。

［まとめ］
以上、本実施の形態に係る照明システム１によれば、映像投影部１０と、撮像部２０と、照明光を照射する照明部３０と、撮像部２０で撮像した映像と基準となる映像との差異を算出する演算部４１と、演算部４１で算出した前記差異が小さくなるように照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御する照明制御部４２とを備える。

このように、照明システム１では、撮像部２０で撮像した映像と基準となる映像との差異が小さくなるように、環境光である照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御している。つまり、画素ごとではなく投影された映像全体（全画素）に対して、撮像部２０で撮像した映像と基準となる映像との差異が小さくなるように明るさ及び色成分を変更している。

これにより、模様等が存在する投影面に対して当該模様等を相殺するように入力映像を補正する際に、補正値として入力できる最も適切な値を算出することができるので、算出した補正値が入力できずに投影する映像の全体又は一部分を十分に補正しきれないということを回避できる。

この結果、投影面に模様等があっても投影する映像を十分に補正することができるので、あたかも模様等が存在しない面に投影したかのような適切な補正後映像を投影することができ、投影面に投影された映像に見づらさが残ることを抑制できる。したがって、投影面の模様等に影響されることなく観察者が見やすい映像で投影することができる。

また、本実施の形態において、入力映像を補正する際に基準となる映像は、映像投影部１０に入力される入力映像としている。

これにより、入力映像に近い投影映像（補正後映像）を得ることができる。

また、本実施の形態において、入力映像を補正する際は、入力映像に対して歪の補正及び輝度の補正を行うとよい。

これにより、観察者が一層見やすい投影映像（補正後映像）を得ることができる。

また、本実施の形態において、照明部３０からの照明光は、撮像部２０の分光感度と人の視覚の分光感度との違いを目立ちにくくする光であるとよい。

これにより、人の目で見てよく補正されたように感じる投影映像（補正後映像）を得ることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図７及び図８Ａ〜図８Ｄを用いて説明する。図７は、実施の形態２に係る照明システムにおける投影映像の補正方法を示すフローチャートである。図８Ａ〜図８Ｄは、実施の形態２に係る投影映像の補正方法における各映像を示す図である。

なお、本実施の形態に係る照明システムの構成は、実施の形態１に係る照明システム１と同じであるので、以下の説明では、実施の形態２に係る投影映像の補正方法を、図１及び図２を参照しながら説明する。また、実施の形態１と同様に、投影する映像を補正するに際し、照明部３０は照明光を照射している。

図７に示すように、実施の形態１と同様にして、まず、映像投影部１０と撮像部２０（カメラ）との画素間の関係を求める（ステップＳ２１）。例えば、射影変換法、空間コード化法又は位相シフト法等を用いて映像投影部１０と撮像部２０との画素間の関係を求める。

次に、入力映像を映像投影部１０で投影し、投影された映像を撮像部２０で撮像して、撮像した映像から基準となる映像（基準映像）を作成する（ステップＳ２２）。本実施の形態では、基準映像として、照明制御部４２にて照明部３０を制御する前に撮像部２０で撮像した投影映像を用いている。つまり、投影面５０に模様等がない状態で投影面５０に映像を投影し、これを撮像部２０で撮像した映像を基準映像としている。

本実施の形態は、壁等の投影面５０に矢印の模様（図１参照）のポスターが貼られてこのポスターの色を相殺するような投影を行いたい場合に、ポスターを貼る前の段階で撮像した映像を基準映像とし、その後に投影面５０にポスターを貼り、入力映像を補正して投影する場合等が考えられる。入力映像は、例えば、図８Ａに示すような静止画像であり、また、基準映像は、図８Ｂに示すような撮像された映像である。

次に、実施の形態１と同様にして、求めた上記画素間の関係に基づいて、歪みを補正した入力映像を映像投影部１０によって投影面５０に投影し、投影した映像を撮像部２０によって撮像することにより補正前の映像（補正前映像）を取得する（ステップＳ２３）。例えば、図８Ａに示すような静止画像を投影面５０に投影し、投影した映像から図８Ｃに示すような補正前映像を取得する。本実施の形態では投影面５０に矢印の模様のポスターが存在するので、図８Ｃに示される補正前映像には、投影面５０における矢印の模様が投影した映像と重なって見えている。

なお、本実施の形態でも、入力映像については、予め歪の補正及び輝度の補正を行っておくとよい。

次に、実施の形態１と同様にして、映像投影部１０への入力レベルと撮像部２０の撮像レベルとの関係（応答特性）を求める（ステップＳ２４）。

次に、実施の形態１と同様にして、求めた応答特性に基づいて補正前映像を基準映像とするための各画素の入力レベルを求めて、この入力レベルに従って入力映像を補正し、その後、補正した入力映像を映像投影部１０で投影して、撮像部２０で撮像することにより補正後の映像（補正後映像）を取得する（ステップＳ２５）。

次に、実施の形態１と同様にして、撮像部２０で撮像した補正後映像と基準映像との差異を算出する（ステップＳ２６）。

次に、実施の形態１と同様にして、算出した補正後映像と基準映像との差異が小さくなるように照明部３０から照射する照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御する（ステップＳ２７）。

その後、実施の形態１と同様にして、ステップＳ２３〜ステップＳ２７を一定回数繰り返して、複数の照明パターンを取得する。具体的には、ステップＳ２３〜ステップＳ２７の繰り返し回数が所定の回数に達していなければ（ステップＳ２８でＮＯ）、ステップＳ２３〜ステップＳ２７を繰り返す。これにより、照明パターンをいくつかのパターンに収束させる。

ステップＳ２３〜ステップＳ２７の繰り返し回数が所定の回数に達していれば（ステップＳ２８でＹＥＳ）、実施の形態１と同様に、記憶した複数の照明パターンのうち適切な照明パターンによって照明光を照明する（ステップＳ２９）。

これにより、図８Ｄに示すように、投影面５０に実在する矢印の模様が相殺されたような補正後映像が投影面５０に投影される。つまり、あたかも模様のない面に入力映像を投影したかのように見せることができる。なお、図８Ｄは、最適な補正後映像であって、値が最も大きくなった照明パターンで照明光を照射したときの補正後映像を示している。

以上のような方法で入力映像を補正することによって、模様等が存在する投影面５０に対して、観察者に模様等を感じさせずに入力映像を投影することができる。

なお、本実施の形態でも、さらに、上記ステップＳ２１〜ステップＳ２９において、照明部３０の照明光について、撮像部２０の分光感度と人の視覚の分光感度との違いを目立ちにくくする光として、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち優先する色を記憶部４５に記憶し、この記憶された色について、照明光を一定量だけ強くしてステップＳ２３〜ステップＳ２９を実行してもよい。

以上、本実施の形態に係る照明システムによれば、実施の形態１と同様に、補正値として入力できる最も適切な値を算出することができるので、算出した補正値が入力できずに投影する映像の全体又は一部分を十分に補正しきれないということを回避できる。この結果、投影面に模様等があっても投影する映像を十分に補正することができるので、投影面の模様等に影響されることなく観察者が見やすい映像で投影することができる。

また、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、入力映像を補正する際に基準となる映像は、照明制御部４２にて照明部３０を制御する前に撮像部２０で撮像した投影映像としている。

これにより、投影環境において、より自然な見栄えの投影映像（補正後映像）を得ることができる。

また、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、入力映像を補正する際は、入力映像に対して歪の補正及び輝度の補正を行うとよい。

これにより、観察者が一層見やすい投影映像（補正後映像）を得ることができる。

また、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、照明部３０からの照明光は、撮像部２０の分光感度と人の視覚の分光感度との違いを目立ちにくくする光であるとよい。

これにより、人の目で見てよく補正されたように感じる投影映像（補正後映像）を得ることができる。

（その他変形例等）
以上、本発明に係る照明システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

また、上記の説明において、制御部４０における各構成は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

また、上記の制御部４０の動作として説明した処理は、コンピュータが実行してもよい。例えば、コンピュータが、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって、上記の各処理を実行する。具体的には、プロセッサが処理対象のデータをメモリ又は入出力回路等から取得してデータを演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各処理を実行する。一例として、制御部４０はノートＰＣである。

また、上記の各処理を実行するためのプログラムが、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体に記録されてもよい。この場合、コンピュータが、非一時的な記録媒体からプログラムを読み出して、プログラムを実行することにより、各処理を実行する。例えば、上記照明システムにおける方法をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現したりすることもできる。

１ 照明システム
１０ 映像投影部
２０ 撮像部
３０ 照明部
４１ 演算部
４２ 照明制御部
４３ 歪補正部
４４ 輝度補正部

Claims (7)

1. 映像を投影する映像投影部と、
   前記映像投影部で投影した映像を撮像する撮像部と、
   前記映像投影部の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部と、
   前記撮像部で撮像した映像と基準となる映像との差異を算出する演算部と、
   前記演算部で算出した前記差異が小さくなるように前記照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御する照明制御部と、を備える
   照明システム。
2. 前記基準となる映像は、前記映像投影部に入力される入力映像である
   請求項１記載の照明システム。
3. 前記基準となる映像は、前記照明制御部にて前記照明部を制御する前に前記撮像部で撮像した投影映像である
   請求項１記載の照明システム。
4. 前記照明光は、前記撮像部の分光感度と人の視覚の分光感度との違いを目立ちにくくする光である
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明システム。
5. 前記基準となる映像は、静止画像である
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の照明システム。
6. さらに、
   投影する映像の歪を補正する歪補正部と、
   投影する映像の輝度を補正する輝度補正部とを備える
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の照明システム。
7. 映像を投影する映像投影部、前記映像投影部で投影した映像を撮像する撮像部、及び、前記映像投影部の光源とは異なる光源によって照明光を照射する照明部を備える照明システムにおける投影映像を補正する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記方法は、
   基準となる映像を作成するステップと、
   前記撮像部で撮像した映像と前記基準となる映像との差異を算出し、前記差異が小さくなるように前記照明光の明るさ及び色成分の少なくも何れかを制御するステップと、を含む、
   プログラム。