JP3271900B2 - 自動追尾照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、宴会場やホール及
び舞台等の会場において、出演者等を自動的に追尾して
投光する自動追尾照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人物等の移動する照射目標を
自動的に追尾して投光する自動追尾照明装置としては、
例えば、特開昭６４−３３８０３号公報に示されるよう
に、照射目標となる人物に超音波や電波等の発信器を持
たせるとともに、例えば、15ｍ× 7.5ｍの広さの照明空
間の天井面に２０個程度の受信センサを配設し、この受
信センサの受信信号から発信器、即ち、その発信器を所
持する人物の位置を特定し、照明器具の照射方向を人物
に自動的に追尾させるものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の自動追尾照
明装置では、照射目標となる人物が予め発信器を所持し
なければならず、発信器を所持する人物が不便さを感じ
るという問題点があった。また、発信器の位置を正確に
特定するために、照明空間の天井面に受信器を多数配設
するとともに、照明空間における各受信器の位置関係を
明確にする必要があり、施工性が悪いという問題点もあ
った。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、照射目標となる人物が不便さを感じることがな
く、施工性を改善した自動追尾照明装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、指向性を有する照明手段と、
照明手段の照射方向を変化させる第１の駆動手段と、照
明手段の照明空間を撮像可能なように照明空間に配設さ
れた撮像手段と、撮像手段の撮像方向を変化させる第２
の駆動手段と、撮像手段の撮像方向を記憶する記憶手段
と、撮像手段の映像から照射目標を識別するとともに照
射目標の座標を特定する画像認識手段と、画像認識手段
における照射目標の移動量から第２の駆動手段の移動量
を演算する第２の演算手段と、第２の演算手段の演算結
果と照明空間における撮像手段及び照明手段の位置関係
と記憶手段に記憶された撮像手段の撮像方向とから照明
手段の照射方向の移動量を演算する第１の演算手段と、
第１の演算手段の演算結果に基づいて第１の駆動手段を
駆動制御する第１の制御手段と、第２の演算手段の演算
結果に基づいて第２の駆動手段を駆動制御する第２の制
御手段とを備えており、発信器等を所持していない照射
目標にも対応できる。また、受信器等を天井面に多数配
設する必要がないので、施工性を向上させることができ
る。さらに、初期設定時に、照明手段の照射方向を目視
により画像認識手段の照射目標の座標に一致させること
ができる。そのうえ、撮像手段にあまり広角でないレン
ズを使用することができ、遠方に離れた照射目標でも明
確に撮像でき、画像認識を容易に行うことができる。

【０００６】

【０００７】

【０００８】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、撮像手段を複数台備え、第２の演算手段が複数台
の撮像手段の撮像方向から照射目標の照明空間における
３次元座標を演算しているので、照明空間の床面に凹凸
があっても正確に照射目標を捕らえることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】（参考例１） 先ず自動追尾照明装置の参考例について説明する。この
自動追尾照明装置は、図１及び図２に示すように、天井
面１３に配設されて照明空間９内の照射目標８を追尾す
る照明手段たるスポットライト１と、スポットライト１
を水平方向及び垂直方向において回動自在に支持するブ
ラケット２と、ブラケット２を水平方向に回動させるこ
とによってスポットライト１の照射方向の水平角（ＰＡ
Ｎ）を変化させる水平駆動手段３ａと、スポットライト
１を垂直方向に回動させることによってスポットライト
１の照射方向の垂直角（ＴＩＬＴ）を変化させる垂直駆
動手段３ｂと、スポットライト１に付設されスポットラ
イト１の照射方向と同一方向を撮像する撮像手段たる小
型のＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４の映像から人物
等の照射目標８を識別して照射目標８の座標を特定する
画像認識手段たる画像認識装置５と、画像認識装置５に
おける照射目標８の座標の移動量からスポットライト１
の照射方向の移動量を演算する演算手段たる座標演算装
置６と、座標演算装置６の演算結果を水平駆動手段３ａ
及び垂直駆動手段３ｂのモータの駆動信号に変換して水
平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力する制御手
段たる可動制御装置７とから構成されている。

【００１０】この自動追尾照明装置の動作を図３及び図
４を用いて説明する。ＣＣＤカメラ４の撮像面４₂ の水
平角の方向をＸ方向、垂直角の方向をＹ方向とする。
尚、以下では説明を簡単にするために、Ｘ方向について
のみ説明する。まず、画像認識装置５が、パターンマッ
チングやカラーマッチング等の既存の画像処理技術を用
いて、ＣＣＤカメラ４の映像を画像処理する。そして、
画像認識装置５は、照射目標８のパターンを認識して、
ＣＣＤカメラ４の撮像面４₂ において、照射目標８の撮
像面４₂ の中心からのずれを検出する。

【００１１】次に、座標演算装置６が照射目標８の撮像
面４₂ の中心からのずれからスポットライト１の照射方
向の移動量を演算する。現在のスポットライト１の照射
方向（図３，図４のＡ方向）が、ＣＣＤカメラ４の撮像
面４₂ の略中心に位置している場合、照射目標８の撮像
面４₂ の中心からのずれをｎ_x とすると、スポットライ
ト１の照射方向を照射目標８に一致させるためには、ス
ポットライト１を水平方向において移動角度量θ_P だけ
移動させる必要がある。ここで、ＣＣＤカメラ４のレン
ズ４₁ の焦点距離をｆとすると、スポットライト１の水
平方向の移動角度量θ_P は、 θ_P ＝ tan^-1（ｎ_x ／ｆ） となる。また、垂直方向についても、同様の手順でスポ
ットライト１の照射方向の移動角度量を求めることがで
きる。

【００１２】さらに、可動制御装置７が座標演算装置６
の演算結果を水平駆動手段３ａの駆動信号に変換して、
水平駆動手段３ａに出力する。例えば、水平駆動手段３
ａ及び垂直駆動手段３ｂのモータがポテンショメータ等
のセンサーからの検出値をフィードバックしてサーボ駆
動されている場合、可動制御装置７が所望の回転角に応
じたセンサーの検出値から水平駆動手段３ａ及び垂直駆
動手段３ｂのモータの駆動信号を出力して、水平駆動手
段３ａ及び垂直駆動手段３ｂのモータをそれぞれ動作さ
せている。

【００１３】上述した一連の処理サイクルにより、照射
目標８の移動によって、照射目標８がＣＣＤカメラ４の
撮像面４₂ の中心からずれた場合、そのずれを無くすよ
うに、即ち、スポットライト１の照射方向を照射目標８
に一致させるように、可動制御装置７が水平駆動手段３
ａ及び垂直駆動手段３ｂを逐次駆動制御している。そし
て、この一連の処理サイクルの繰り返しによって、スポ
ットライト１は照射目標８を追尾して投光することがで
きる。（参考例２） 本参考例 の自動追尾照明装置は、図５に示すように、照
明空間９の天井面１３に配設されて照明空間９内の人物
等の照射目標８を追尾して投光する照明手段たるスポッ
トライト１と、スポットライト１を水平方向及び垂直方
向において回動自在に支持するブラケット２と、スポッ
トライト１を水平方向において回動させる水平駆動手段
３ａと、スポットライト１を垂直方向において回動させ
る垂直駆動手段３ｂと、天井面１３のスポットライト１
と異なる位置に配設され照明空間９を撮像する撮像手段
たる小型のＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４によって
撮像された映像を画像処理して照射目標８の座標を特定
する画像認識手段たる画像認識装置５と、画像認識装置
５における照射目標８の移動量からスポットライト１の
照射方向の移動量を演算する演算手段たる座標演算装置
６と、座標演算装置６の演算結果を水平駆動手段３ａ及
び垂直駆動手段３ｂのモータの駆動信号に変換して水平
駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力する制御手段
たる可動制御装置７とから構成されている。

【００１４】この自動追尾照明装置の動作を図６乃至図
１０を用いて説明する。ここで、説明を簡単にするため
に、図６に示すように、ＣＣＤカメラ４が照明空間９の
天井面１３の略中心に配設されている場合を考える。初
期設定時、スポットライト１及びＣＣＤカメラ４を天井
面１３の所定の位置に配設した後に、スポットライト１
を回動させて照明空間９内の所定の位置に投光させ、そ
の照射方向を画像認識装置５によって得られた照射目標
の位置に目視により一致させることにより、スポットラ
イト１及びＣＣＤカメラ４の取付け位置や取付け角度等
のパラメータを得ることができる。そして、通常使用時
は、初期設定時に求めたパラメータを基にして、座標演
算装置６は照射目標の移動量からスポットライト１の移
動量を演算している。したがって、初期設定時にスポッ
トライト１及びＣＣＤカメラ４の座標を設計図等から調
べて、その座標を入力する必要がなく、施工時の手間を
省くことができる。

【００１５】また、スポットライト１及びＣＣＤカメラ
４の座標を設計図等から求めた場合、スポットライト１
やＣＣＤカメラ４の設計図上の位置と実際の取付け位置
がずれている場合がある。この取付け位置のずれによっ
てスポットライト１の照射方向にずれが発生するため、
スポットライト１やＣＣＤカメラ４の取付け位置を再調
整したり、座標を再設定する必要があったが、この自動
追尾照明装置では、初期設定時にスポットライト１の照
射方向を目視によって調整しているので、図面上の取付
け位置と実際の取付け位置とのずれを吸収することがで
き、スポットライト１の照射方向をより高い精度で制御
することができる。

【００１６】通常使用時、まず画像認識装置５がＣＣＤ
カメラ４の映像をパターンマッチングやカラーマッチン
グ等の既存の画像処理技術を用いて画像処理して照射目
標８を識別し、その座標を特定する。その結果、図７に
示すように、照射目標８の撮像面４₂ における座標が
（ｘ_t1，ｙ_t1，０）と得られたとする。ここで、照射目
標８は照明空間９の床面（水平面）にあると考え、その
Ｚ座標を０とする。また、ＣＣＤカメラ４の座標を
（０，０，ｚ）、スポットライト１の座標を（ｘ_s ，ｙ
_s ，ｚ_s ）としている。

【００１７】ところで、ＣＣＤカメラ４の撮像面４₂ に
おける座標と実際の照明空間９における座標とは簡単な
比例関係で表すことができ、ｘ，ｙ方向の比例定数をそ
れぞれｋ_x ，ｋ_y とすると、実際の照明空間９における
照射目標８の座標（ｘ_t ，ｙ _t ，０）は次式で表すこと
ができる。 ｘ_t ＝ｋ_x ×ｘ_t1 ｙ_t ＝ｋ_y ×ｙ_t1 ここで、実際の照明空間９において、図８に示すよう
に、スポットライト１と照射目標８との位置関係が得ら
れると、両者の座標からスポットライト１の水平角及び
垂直角を演算することができる。スポットライト１の座
標は（ｘ_s ，ｙ_s，ｚ_s ）であるので、スポットライト
１から見た照射目標８の座標は（ｘ_t −ｘ _s ，ｙ_t −ｙ
_s ，−ｚ_s ）と表すことができる。このスポットライト
１を照明空間９の床面に投影した地点（ｘ_s ，ｙ_s ，
０）から、照射目標８までの距離Ｌは次式のように表す
ことができる。

【００１８】 Ｌ＝（（ｘ_t −ｘ_S ）² ＋（ｙ_t −ｙ_s ）² ）^1/2 この距離Ｌを用いるとスポットライト１の水平角θ_p ，
垂直角θ_t は次式で表される。 θ_p ＝ cos^-1（（ｙ_t −ｙ_s ）／Ｌ） θ_t ＝ tan^-1（ｚ_s ／Ｌ） このようにして、座標演算装置６が照射目標８の移動量
からスポットライト１の水平角θ_p 及び垂直角θ_t の移
動量を演算し、可動制御装置７が水平角θ_p 及び垂直角
θ_t を水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂの駆動信
号に夫々変換して、水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段
３ｂに出力する。而して、水平駆動手段３ａ及び垂直駆
動手段３ｂが、スポットライト１を水平方向において水
平角θ_p、垂直方向において垂直角θ_t だけ夫々回動さ
せて、スポットライト１の照射方向が照射目標８に一致
するように制御している。そして、次回の処理サイクル
で、画像認識装置５が照射目標８の座標のずれを検出す
ると、座標演算装置６が照射目標８の移動量に応じてス
ポットライト１の移動量を演算し、可動制御装置７が座
標演算装置６の演算結果に基づいて水平駆動手段３ａ及
び垂直駆動手段３ｂを制御して、スポットライト１を照
射目標８に追尾させている。この一連の処理サイクルに
繰り返しによって、スポットライト１は照射目標８の動
きに追尾することができる。 （実施形態１）次に本発明に係る自動追尾照明装置を実施形態により説
明する。 本実施形態の自動追尾照明装置は、図１１に示
すように、照明空間９内の照射目標８を追尾して投光す
る照明手段たるスポットライト１と、スポットライト１
を水平方向及び垂直方向において回動自在に支持するブ
ラケット２と、スポットライト１を水平方向及び垂直方
向にそれぞれ回動させる第１の駆動手段たる水平駆動手
段３ａ及び垂直駆動手段３ｂと、照明空間９内の照射目
標８を撮像する撮像手段たる小型のＣＣＤカメラ４と、
ＣＣＤカメラ４を照射目標８の動きに追尾させる第２の
駆動手段たる回転台１０と、ＣＣＤカメラ４の撮像方向
を記憶する記憶手段たる記憶装置１１と、ＣＣＤカメラ
４の映像から既存の画像処理技術を用いて照射目標８を
識別するとともに照射目標８の座標を特定する画像認識
手段たる画像認識装置５と、画像認識装置５における照
射目標８の移動量と記憶装置１１に記憶されたＣＣＤカ
メラ４の撮像方向とからスポットライト１及びＣＣＤカ
メラ４の移動量を演算する第１及び第２の演算手段たる
座標演算装置６と、座標演算装置６の演算結果を水平駆
動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂのモータの駆動信号に
変換して水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力
する第１の制御手段たる可動制御装置７と、座標演算装
置６の演算結果を回転台１０の駆動信号に変換して回転
台１０に出力する第２の制御手段たる可動制御装置１２
とから構成されている。

【００１９】この自動追尾照明装置の動作を図１１乃至
図１３を用いて説明する。ここで、参考例１と同様の処
理を行って、可動制御装置１２が座標演算装置６の演算
結果に基づいてＣＣＤカメラ４の撮像方向を照射目標８
に一致させているので、その説明は省略する。いま、記
憶装置１１には、現在のＣＣＤカメラ４の撮像方向が記
憶されている。ＣＣＤカメラ４の水平角θ_mp（ｔ）及び
垂直角θ_mt（ｔ）は、図１２のｙ軸方向及び図１３の水
平方向を基準として、回転台１０の移動量を累積して演
算されており、その撮像方向（θ_mp（ｔ），θ
_mt（ｔ））は次式で表せる。

【００２０】θ_mp（ｔ）＝Δθ_mp＋θ_mp（ｔ−１） θ_mt（ｔ）＝Δθ_mt＋θ_mt（ｔ−１） ここで、θ_mp（ｔ−１），θ_mt（ｔ−１）は夫々前回の
処理サイクルでのＣＣＤカメラ４の水平角、垂直角であ
り、Δθ_mp，Δθ_mtは夫々今回の処理サイクルでのＣＣ
Ｄカメラ４の水平角の移動量、垂直角の移動量である。

【００２１】図１３に示すように、スポットライト１及
びＣＣＤカメラ４を照明空間９の床面に投影すると、Ｃ
ＣＤカメラ４を床面に投影した点（０，０，０）から照
射目標８までの距離Ｌ_m は、ＣＣＤカメラ４の垂直角θ
_mt（ｔ）を用いて次式のように表すことができる。 Ｌ_m ＝ｚ_m ／ tan（θ_mt（t ）） また、照射目標８の座標（ｘ_t ，ｙ_t ，０）は次式で表
される。

【００２２】ｘ_t ＝Ｌ_m ・ cos（θ_mp（ｔ）） ｙ_t ＝Ｌ_m ・ sin（θ_mp（ｔ）） この時、スポットライト１の座標を（ｘ_s ，ｙ_s ，
ｚ_s ）とすると、スポットライト１からみた照射目標８
の座標は（ｘ_t −ｘ_s ，ｙ_t −ｙ_s ，−ｚ_s ）となり、
スポットライト１の座標を照明空間９の床面に投影した
点（ｘ_s ，ｙ_s ，０）から照射目標８までの距離Ｌ_S は
次式で表される。

【００２３】 Ｌ_S ＝（（ｘ_t −ｘ_s ）² ＋（ｙ_t −ｙ_s ）² ）^1/2 この距離Ｌ_S の値を用いて、スポットライト１の水平角
θ_sp及び垂直角θ_stはそれぞれ次式で表される。 θ_sp＝ cos^-1（（ｙ_t −ｙ_s ）／Ｌ_S ） θ_st＝ tan^-1（ｚ_s ／Ｌ_S ） このようにして、スポットライト１の水平角θ_sp及び垂
直角θ_stが求まると、以下参考例１と同様に、可動制御
装置７が水平角θ_sp及び垂直角θ_stを水平駆動手段３ａ
及び垂直駆動手段３ｂの駆動信号にそれぞれ変換して、
水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力し、スポ
ットライト１を所望の方向に回動させて、スポットライ
ト１の照射方向を照射目標８に追尾させている。このよ
うな処理を繰り返し実行することによって、スポットラ
イト１を照射目標８に追尾させることができる。

【００２４】本実施形態では、ＣＣＤカメラ４の撮像方
向を照射目標８に追尾させているので、ＣＣＤカメラ４
のレンズにあまり広角でないレンズを使用することがで
きる。したがって、遠方に離れた照射目標８でも明確に
撮像でき、画像処理を行う際に照射目標８を容易に判別
することができる。尚、初期設定時、参考例２と同様の
方法で、スポットライト１の照射方向を画像認識装置５
によって得られた照射目標の位置に目視により一致させ
ているので、その説明は省略する。 （実施形態２） 本実施形態では、実施形態１の自動追尾照明装置におい
て、照明空間内の照射目標を撮像する撮像手段たるＣＣ
Ｄカメラを２台配設している。

【００２５】この自動追尾照明装置は、図１４に示すよ
うに、照明空間９内の照射目標８を照射する照明手段た
るスポットライト１と、スポットライト１を水平方向及
び垂直方向において回動自在に支持するブラケット２
と、スポットライト１を水平方向及び垂直方向にそれぞ
れ回動させる第１の駆動手段たる水平駆動手段３ａ及び
垂直駆動手段３ｂと、照明空間９内の照射目標８を撮像
する２台の撮像手段たるＣＣＤカメラ４ａ，４ｂと、Ｃ
ＣＤカメラ４ａ，４ｂを照射目標８の動きに夫々追尾さ
せる第２の駆動手段たる回転台１０ａ，１０ｂと、ＣＣ
Ｄカメラ４ａ，４ｂの映像から既存の画像処理技術を用
いて照射目標８を判別してその座標を検出する画像認識
手段たる画像認識装置５ａ，５ｂと、画像認識装置５
ａ，５ｂによって検出された照射目標８の移動量からＣ
ＣＤカメラ４ａ，４ｂの移動量をそれぞれ演算する第２
の演算手段たる座標演算装置１５ａ，１５ｂと、座標演
算装置１５ａ，１５ｂの演算結果から回転台１０ａ，１
０ｂを駆動する信号をそれぞれ出力する第２の制御手段
たる可動制御装置１２ａ，１２ｂと、ＣＣＤカメラ４
ａ，４ｂの撮像方向を記憶する記憶手段たる記憶装置１
１と、座標演算装置１５ａ，１５ｂによってそれぞれ検
出された座標から照射目標８の三次元座標を演算する３
次元座標演算装置１４と、３次元座標演算装置１４の演
算結果と記憶装置１１に記憶されたＣＣＤカメラ４ａ，
４ｂの撮像方向からスポットライト１の照射方向を演算
する第１の演算手段たる座標演算装置６と、座標演算装
置６の演算結果を水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３
ｂの駆動信号に変換して水平駆動手段３ａ及び垂直駆動
手段３ｂに出力する第１の制御手段たる可動制御装置７
とから構成されている。

【００２６】この自動追尾照明装置の動作を図１４乃至
図１６を用いて説明する。ここで、ＣＣＤカメラ４ａ，
４ｂ及び回転台１０ａ，１０ｂは、それぞれ、実施形態
１と同様の処理サイクルで動作しているので、その説明
は省略する。尚、ＣＣＤカメラ４ａ，４ｂは一連の処理
サイクルにおいて同期して動作している。この時、ＣＣ
Ｄカメラ４ａ，４ｂの座標を（０，０，ｚ_m1），
（ｘ_m2，ｙ_m2，ｚ_m2）とし、ＣＣＤカメラ４ａの水平角
をθ_m1p 、垂直角をθ_m1t として、ＣＣＤカメラ４ａの
水平角をθ_m2p 、垂直角をθ_m2t とすると、ＣＣＤカメ
ラ４ｂの撮像方向を示す直線の式は、 ｘ＝ｔ・ cos（θ_m1t ）・ sin（θ_m1p ） ・・・（１） ｙ＝ｔ・ cos（θ_m1t ）・ cos（θ_m1p ） ・・・（２） ｚ＝−ｔ・ sin（θ_m1t ）＋ｚ_m1 ・・・（３） で表され、ＣＣＤカメラ４ｂの撮像方向を示す直線の式
は、 ｘ＝ｒ・ cos（θ_m2t ）・ sin（θ_m2p ）＋ｘ_m2 ・・・（４） ｙ＝ｒ・ cos（θ_m2t ）・ cos（θ_m2p ）＋ｙ_m2 ・・・（５） ｚ＝−ｒ・ sin（θ_m2t ）＋ｚ_m2 ・・・（６） で表される。ここで、ｔ，ｒはそれぞれ直線を表すパラ
メータである。この２直線の交点が照射目標８の座標
（ｘ_t ，ｙ_t ，ｚ_t ）となるので、（１）〜（６）式よ
り２直線の各座標が等しいとして上式を解くと、パラメ
ータｔは次式のように求めることができる。

【００２７】 ｔ＝（ｘ_m2・cos(θ_m2t ) −ｙ_m2・sin(θ_m2p ) ）／〔cos(θ_m1t ) ×( sin(θ_m1p ) ・cos(θ_m2p ) −cos(θ_m1p ) ・sin(θ_m2p ））〕 上式を式（１）〜（３) に代入すると、照射目標８の座
標（ｘ_t ，ｙ_t ，ｚ_t）は次式のように求めることがで
きる。 ｘ_t ＝ｔ・cos(θ_m1t ) ・sin(θ_m1p ) ｙ_t ＝ｔ・cos(θ_m1t ) ・cos(θ_m1p ) ｚ_t ＝−ｔ・sin(θ_m1t ) ＋ｚ_m1 上述の処理で求めた２直線の交点、即ち、照射目標８の
座標（ｘ_t ，ｙ_t ，ｚ_t ）を用いて、以下参考例２と同
様にして、座標演算装置６がスポットライト１の水平角
及び垂直角の移動量を演算し、可動制御装置７が座標演
算装置６の演算結果を水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手
段３ｂの駆動信号に変換して水平駆動手段３ａ及び垂直
駆動手段３ｂに出力する。そして、水平駆動手段３ａ及
び垂直駆動手段３ｂがこの駆動信号に基づいてスポット
ライト１を所望の方向に回動させる。而して、この処理
サイクルを繰り返し実行することにより、スポットライ
ト１の照射方向を照射目標８の動きに追従させることが
できる。

【００２８】また、ＣＣＤカメラ４ａ，４ｂの取り付け
座標において、高さだけが異なり、上下に重なっている
場合、つまり、ｘ_m2＝０，ｙ_m2＝０の場合には、パラメ
ータｔは次式のように求まるので、同様にして２直線の
交点、即ち、照射目標８の座標を求めることができる。 ｔ＝cos(θ_m2t ) ×（ｚ_m1−ｚ_m2) ／（sin(θ_m1t ) ・
cos(θ_m2t ) −cos(θ_m1t ) ・sin(θ_m2t ）） このように、３次元座標演算装置１４が照射目標８の３
次元座標を演算し、座標演算装置６はこの３次元座標に
基づいてスポットライト１の移動量を演算しているの
で、照明空間９の床面に凹凸があっても、正確に照射目
標８を追尾することができる。

【００２９】尚、初期設定時、参考例２と同様の方法
で、スポットライト１の照射方向を画像認識装置５ａ，
５ｂによって得られた照射目標の位置に目視により一致
させているので、その説明は省略する。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明は、上述のように、指向
性を有する照明手段と、照明手段の照射方向を変化させ
る第１の駆動手段と、照明手段の照明空間を撮像可能な
ように照明空間に配設された撮像手段と、撮像手段の撮
像方向を変化させる第２の駆動手段と、撮像手段の撮像
方向を記憶する記憶手段と、撮像手段の映像から照射目
標を識別するとともに照射目標の座標を特定する画像認
識手段と、画像認識手段における照射目標の移動量から
第２の駆動手段の移動量を演算する第２の演算手段と、
第２の演算手段の演算結果と照明空間における撮像手段
及び照明手段の位置関係と記憶手段に記憶された撮像手
段の撮像方向とから照明手段の照射方向の移動量を演算
する第１の演算手段と、第１の演算手段の演算結果に基
づいて第１の駆動手段を駆動制御する第１の制御手段
と、第２の演算手段の演算結果に基づいて第２の駆動手
段を駆動制御する第２の制御手段とを備えているので、
発信器等を所持していない照射目標にも対応できるとい
う効果がある。また、受信器等を天井面に配設する必要
がないので施工性を向上させることができるという効果
もある。さらに、初期設定時に照明手段の照射方向を目
視により画像認識手段の照射目標の座標に一致させてい
るので、照明手段や撮像手段の座標を入力する必要がな
く、施工時の手間を省くことができるという効果もあ
る。また更に、初期設定時に照明手段や撮像手段の座標
を入力する方法では、照明手段や撮像手段の取付け位置
のずれによって照明手段の照射方向に誤差が発生する
が、本発明では初期設定時に照明手段の照射方向を目視
により画像認識手段の照射目標の座標に一致させている
ので、施工時の取付け位置のずれを吸収することがで
き、照明手段がより高い精度で照射目標に追尾すること
ができるという効果もある。そのうえ、撮像手段にあま
り広角でないレンズを使用することができ、遠方に離れ
た照射目標でも明確に撮像でき、画像認識を容易に行う
ことができるという効果がある。

【００３１】

【００３２】

【００３３】請求項２の発明は、撮像手段を複数台備
え、第２の演算手段が複数台の撮像手段の撮像方向から
照射目標の照明空間における３次元座標を演算している
ので、照明空間の床面に凹凸があっても正確に照射目標
を捕らえることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例１の自動追尾照明装置を示す概略構成図
である。

【図２】同上の自動追尾照明装置を示す外観斜視図であ
る。

【図３】同上のＣＣＤカメラの撮像面と実際の照明空間
の関係を示す図である。

【図４】同上のＣＣＤカメラの撮像面と実際の照明空間
の関係を示す詳細図である。

【図５】参考例２の自動追尾照明装置を示す概略構成図
である。

【図６】同上の自動追尾照明装置と照射目標の位置関係
を示す側面図である。

【図７】同上のＣＣＤカメラの撮像面を示す図である。

【図８】同上のスポットライトと照射目標の位置関係を
示す平面図である。

【図９】同上のスポットライトと照射目標の位置関係を
示す側面図である。

【図１０】同上のスポットライトの床面への投影図であ
る。

【図１１】実施形態１の自動追尾照明装置を示す概略構
成図である。

【図１２】同上の自動追尾照明装置と照射目標の位置関
係を示す側面図である。

【図１３】同上の自動追尾照明装置の床面への投影図で
ある。

【図１４】実施形態２の自動追尾照明装置を示す概略構
成図である。

【図１５】同上のＣＣＤカメラの床面への投影図であ
る。

【図１６】同上のＣＣＤカメラと照射目標の位置関係を
示す側面図である。

【符号の説明】

１ スポットライト ３ａ 水平駆動手段 ３ｂ 垂直駆動手段 ４ ＣＣＤカメラ ５ 画像認識装置 ６ 座標演算装置 ７ 可動制御装置 ８ 照射目標 ９ 照明空間 １３ 天井面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−296502（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260002（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−20904（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−9228（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−80701（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21S 10/00 H04N 5/22 - 5/257 H05B 37/02 F21W 131:406

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】指向性を有する照明手段と、前記照明手段
   の照射方向を変化させる第１の駆動手段と、前記照明手
   段の照明空間を撮像可能なように前記照明空間に配設さ
   れた撮像手段と、前記撮像手段の撮像方向を変化させる
   第２の駆動手段と、前記撮像手段の撮像方向を記憶する
   記憶手段と、前記撮像手段の映像から照射目標を識別す
   るとともに前記照射目標の座標を特定する画像認識手段
   と、前記画像認識手段における前記照射目標の移動量か
   ら前記第２の駆動手段の移動量を演算する第２の演算手
   段と、前記第２の演算手段の演算結果と前記照明空間に
   おける前記撮像手段及び前記照明手段の位置関係と前記
   記憶手段に記憶された前記撮像手段の撮像方向とから前
   記照明手段の照射方向の移動量を演算する第１の演算手
   段と、前記第１の演算手段の演算結果に基づいて前記第
   １の駆動手段を駆動制御する第１の制御手段と、前記第
   ２の演算手段の演算結果に基づいて前記第２の駆動手段
   を駆動制御する第２の制御手段とを備えて成ることを特
   徴とする自動追尾照明装置。
2. 【請求項２】前記撮像手段を複数台備え、前記第２の演
   算手段が複数台の前記撮像手段の撮像方向から前記照射
   目標の前記照明空間における３次元座標を演算すること
   を特徴とする請求項１記載の自動追尾照明装置。