JP2009099510A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明される対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることができ、また照明される対象物が変化した場合にも、変化した対象物に応じた複数の色を鮮やかに見せることができる照明装置を提供することである。
【解決手段】照明装置は、画像センサ１１と、演算部１２と、制御部１３と、光源部１４とを備える。光源部１４は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能である。画像センサ１１は、光源部によって照明される対象物を撮影する。演算部１２は、撮影した画像に基づいて対象物上に分布する色成分を演算する。制御部１３は、演算部で求めた対象物上に分布する色成分に応じて前記光源部の色光を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体の色をより鮮やかに見せるための照明装置に関する。

例えば、鮮肉、鮮魚などの食品は黄ばみを取ることによって鮮肉、鮮魚などが鮮やかに演色され、新鮮に見える効果があることは周知の通りである。そのため、580nm付近（黄色成分）の発光エネルギーを吸収するために、白熱電球のバルブにネオジウムを混入したネオジウム電球は各照明メーカーからすでに販売されている。この効果は、蛍光ランプなどの他の照明ランプにおいても同等の効果があることが知られている。

ここで、従来の照明ランプの演色性（色の見え方）を定量的に評価する方法としては、「色の見え方の忠実性の評価方法」がある。
これは、対象とする照明ランプが太陽光や白熱電球光などの基準光に比べ、どの程度忠実に色を再現しているかを定量的に評価する方法で、現在JIS Z 8726「光源の演色性評価方法」で規定されてあり、平均演色評価数Raの数値で表わされている。

また、演色の主観的な好ましさを評価する方法としてJIS Z 8726の参考（演色評価数による以外の演色性評価方法）に記載する色域面積比（以後Ｇａと称す。）がある。このＧａにより、光源で照明したときの物体色の見え方が鮮やかに見えるか、くすんで見えるかを評価できる。そして、Ｇａが１００より大きいとき彩度が増し、物体色が鮮やかに見える。一方、Ｇａが１００より小さくなると彩度が減少し、物体色がくすんで見える。
また、特許文献１に記載されているランプは、４色試験色（赤，黄，青，緑）が鮮やかに見える目立ち指数を定義し、それらの色が好ましく見えるランプおよび照明器具を作製している。
特許第３０４０７１９号公報

しかしながら、ネオジウム電球や特許文献１に記載されているランプは、常に単一の色光によって対象物を照明するため、照明される対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることはできない。また、ネオジウム電球や特許文献１に記載されているランプは、照明される対象物が変化した場合に対応することができない。
さらに、例えば単一の色の光によって対象物を照明した場合、照明される対象物が食器など白色の物体である場合には、白色の物体に色が付いているように見え、白色に見えなくなるという問題もある。

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、照明される対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることができる照明装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、照明される対象物が変化した場合にも、変化した対象物に応じた複数の色を鮮やかに見せることができる照明装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、照明される対象物が食器などの白色の物体である場合に、その物体を白色に見せることができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明による請求項１の照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部と；前記光源部によって照明される対象物を撮影する画像センサと；撮影した画像に基づいて対象物上に分布する色成分を演算する演算部と；前記演算部で求めた対象物上に分布する色成分に応じて前記光源部の色光を制御する制御部と；を具備したものである。

上記の説明で、光源部は、例えば赤、緑、青色光の３色光を照射する３色ＬＥＤによる照明装置で構成されていてもよい。或いは、赤、緑、青色光を発色する蛍光体を塗着した放電灯による照明装置であってもよい。更には、カラー画像を映出した例えば透過型のカラー液晶パネルに白熱灯或いは白色ＬＥＤから白色光を照射することで、カラー画像の内容にほぼ一致した色光照明を行えるようにしてもよい。或いは、白熱灯或いは白色ＬＥＤから白色光を、プリズム等で赤、緑、青色光の３色光に分解したものを色光として用いて色光照明を行えるようにしてもよい。

画像センサは、例えばＲＧＢ色フィルタやＸＹＺフィルタを備えたＣＣＤやＣＭＯＳセンサで構成されている。
演算部及び制御部は、マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサ、ＣＰＵ（中央演算処理装置）又はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などで構成される。

本発明による請求項２の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記演算部は、撮影した画像における対象物の各部分の位置に対応した色の分布を演算し、前記制御部は、対象物上の位置に対応した色の分布を生成するために前記光源部を制御することを特徴とする。

本発明による請求項３の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記演算部は、撮影した画像における対象物の色を検出し、対象物の中で最も多く含まれている色を決定し、前記制御部は、前記演算部で決定された光色を作成するために前記光源部を制御することを特徴とする。

本発明による請求項４の照明装置は、請求項１又は３に記載の照明装置において、前記画像センサは、ＸＹＺ等色関数に近似したフィルタを備えたことを特徴とする。
本発明による請求項５の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記演算部は、撮影した画像における各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、階調値に応じて光源部での混光比を演算し、前記制御部は、前記演算部で決定された混光比を再現するために前記光源部を制御することを特徴とする。

本発明による請求項６の照明装置は、請求項１又は５に記載の照明装置において、前記画像センサは、ＲＧＢ色フィルタを備えたことを特徴とする。
本発明による請求項７の照明装置は、請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載の照明装置において、撮影した画像における、強調したい部分又は背景を除いた部分だけを対象部分として選択する手段をさらに具備し、選択した範囲内の色を強調可能としたことを特徴とする。

本発明による請求項８の照明装置は、請求項1乃至７のいずれか１つに記載の照明装置において、前記光源部は、投影式プロジェクタであることを特徴とする。
投影式プロジェクタは、例えば液晶プロジェクタのように、透過型のカラー液晶パネルにカラー画像を映出した状態で白色光を照射することにより、カラー画像の内容にほぼ一致した色光照射を行えるものである。

本発明による請求項９の照明装置は、請求項５に記載の照明装置において、前記演算部は、画像センサで撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合を算出する算出手段と；算出した画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合に基づいて画素ごとに有彩色か無彩色かを判定する無彩色判定手段と； 無彩色と判定された画素のうち白色画素と灰色画素を区別する白色判定手段と；を備え、前記制御部は、前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう前記光源部を制御することを特徴とする。

本発明による請求項１０の照明装置は、請求項９に記載の照明装置において、前記無彩色判定手段は、前記算出手段における画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ階調値それぞれの割合が全て所定割合以上であれば、無彩色と判定し、前記白色判定手段は、前記無彩色判定手段における無彩色と判定された画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の平均階調値を算出し、その平均階調値が所定階調値以上又は予め定めた基準値以上であれば、白色画素と判定し、前記制御部は、前記白色画素と判定された画素数の割合が画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上であれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差０．０２の範囲内に入るよう制御することを特徴とする。

本発明による請求項１１の照明装置は、請求項１０に記載の照明装置において、前記無彩色判定手段における前記所定割合は３０％、前記白色判定手段における前記所定階調値は２００（全階調０〜２５５とした場合）、前記制御部における前記所定割合は２０％であることを特徴とする。
本発明による請求項１２の照明装置は、請求項１０又は１１に記載の照明装置において、前記無彩色判定手段における前記所定割合、前記白色判定手段における前記所定階調値、前記制御部における前記所定割合のうち、少なくとも１つを可変に設定可能とすることを特徴とする。

本発明による請求項１３の照明装置は、請求項５に記載の照明装置において、前記演算部は、前記画像センサで撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を保持する第１の記憶部と；その次に撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値と前回撮影時の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の差分値を計算して保持する第２の記憶部と；ｎ番目(ｎは１以上の整数)の差分値とｎ＋１番目の差分値とを比較して、照明される対象物の動きを検出する手段と；を備え、比較結果から対象物に動きがない場合にはその時点の調光状態を維持することを特徴とする。

本発明による請求項１４の照明装置は、請求項１３に記載の照明装置において、前記対象物の動きを検出する手段は、ｎ＋１番目の差分値とｎ番目の差分値との差分を求め、求めた差分が予め定めたしきい値より小さいか否かで対象物の動きを判定することを特徴とする。

本発明による請求項１５の照明装置は、請求項１３又は１４に記載の照明装置において、前記画像センサによる画像の撮影は、演算部で決定された混光比を再現するごとに行われることを特徴とする。
本発明による請求項１６の照明装置は、請求項１３又は１４に記載の照明装置において、前記画像センサによる画像の撮影は、演算部で決定された混光比を再現する途中および再現するごとに行われることを特徴とする。

本発明による請求項１７の照明装置は、請求項５に記載の照明装置において、前記演算部は、前記画像センサで撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値からｘｙ色度を算出する算出手段と；算出した画素ごとのｘｙ色度に基づいて画素ごとに白色画素か否かを区別する白色判定手段と；を備え、前記制御部は、前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう前記光源部を制御することを特徴とする。

本発明による請求項１８の照明装置は、請求項５に記載の照明装置において、前記画像センサは、CIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、前記演算部は、前記画像センサで撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のｘｙ色度を計測する計測手段と；計測した画素ごとのｘｙ色度に基づいて画素ごとに白色画素か否を区別する白色判定手段と；を備え、前記制御部は、前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう前記光源部を制御することを特徴とする。

本発明による請求項１９の照明装置は、請求項１７又は１８に記載の照明装置において、前記所定割合は２０％であることを特徴とする。

本発明による請求項２０の照明装置は、請求項５に記載の照明装置において、前記演算部は、光源部の各光源色の混光比の初期値を設定する手段と；前記画像センサにより撮影した画像の各画素の階調値に基づき、対象物の変化を経時的に検出する手段と；対象物の変化が検出された場合には、前記混光比を初期値に戻す手段と；を備え、初期値における混光状態において撮影した画像の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、階調値に応じて光源部の混光比を演算することを特徴とする。

ここで、光源色の混光比とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光の強度の比、言い換えればＲ，Ｇ，Ｂ各色光別の調光率(％)の比である、ということができる。

本発明による請求項２１の照明装置は、請求項２０に記載の照明装置において、前記対象物の変化を経時的に検出する手段は、ｎ＋１番目(ｎは１以上の整数)の差分値とｎ番目の差分値との差分を計算し、その差分が予め定めたしきい値より小さいか否かで対象物の変化を検出することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、照明される対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることができる。また、照明される対象物が変化した場合にも、変化した対象物に応じた複数の色を鮮やかに見せることができる。対象物が変化しても、リアルタイムで処理して対象物を鮮やかに見せることが可能となる。
請求項２の発明によれば、照明される対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることができる。また、照明される対象物が変化した場合にも、変化した対象物に応じた複数の色を鮮やかに見せることができる。対象物が変化しても、リアルタイムで処理して対象物を鮮やかに見せることが可能となる。

請求項３の発明によれば、照明される対象物に含まれる複数の色のうち、最も多く含まれる色成分を鮮やかに見せることにより、その色を強調した照明環境をつくることができる。対象物が変化しても、リアルタイムで処理して対象物を鮮やかに見せることが可能となる。
請求項４の発明によれば、ＸＹＺフィルタ付きの画像センサを用いて、画像の複数の点においてｘｙ色度を求め、各点のｘｙ色度を色度図上にプロットし、各色名の範囲のうち最もプロットが多い色を検出することにより、プロットが多い色を対象物の中で最も多く含まれている色と決定することができる。

請求項５の発明によれば、画像センサを用いて、 照明される対象物を撮影した画像のＲＧＢ階調値を検出し、ＲＧＢ階調値に応じた混光比で赤、緑、青色光を点灯することにより、対象物の色を強調した照明環境をつくることができる。対象物が変化しても、リアルタイムで処理して対象物を鮮やかに見せることが可能となる。
請求項６の発明によれば、照明される対象物をＲＧＢ色フィルタ付きの画像センサにより撮影し、各画素のＲＧＢ階調値を検出することにより、対象物に含まれるＲＧＢの成分の比を求め、対象物を鮮やかに見える色光で照射することが可能となる。
請求項７の発明によれば、より正確に強調したい範囲を鮮やかに見せることができる。

請求項８の発明によれば、投影式プロジェクタにより、対象物を撮影したカラー画像を、その対象物に対してほぼそのまま色光として照射することが可能となり、対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることが実現できる。
請求項９の発明によれば、処理に使用した全画素数に対する白色画素数の割合が所定割合以上であれば、処理する全画素に対する白色画素の占める面積が一定以上の広さを有することを表しているので、色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

請求項１０の発明によれば、白色を白色に見せるための条件として無彩色判定手段での割合値、白色判定手段での階調値、制御部での割合(制御条件値)を規定することができる。

請求項１１の発明によれば、前記無彩色判定手段における割合値を３０％、前記白色判定手段における階調値を２００、前記制御部における割合値を２０％とすれば、白色物体を白色として見せることの条件の一例を提示することができる。
請求項１２の発明によれば、請求項１０又は１１に示した３つの値のうち、少なくとも１つの値を可変設定できるようにすることによって、白色を白色に見せるための調整を容易に行うことが可能となる。

請求項１３の発明によれば、対象物が変化していない場合、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

請求項１４の発明によれば、対象物が変化していない場合、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

請求項１５の発明によれば、対象物が変化していない場合、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

請求項１６の発明によれば、対象物が変化していない場合、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。しかも、動き判定に要する時間を請求項１５の場合に比べ半分にすることができる。

請求項１７の発明によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値から算出した画素のｘｙ色度を色度図上にプロットし、白色の範囲にプロットされた点を白色画素と判断する。処理に使用した全画素数に対する白色画素数の割合が所定割合以上であれば、処理する全画素に対する白色画素の占める面積が一定以上の広さを有することを表しているので、色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

請求項１８の発明によれば、画像センサはCIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、このＸＹＺフィルタ付きの画像センサを用いて、画像内の複数の点においてｘｙ色度を求める。各点のｘｙ色度を色度図上にプロットし、白色の範囲にプロットされた点を白色画素と判断する。処理に使用した全画素数に対する白色画素数の割合が所定割合以上であれば、処理する全画素に対する白色画素の占める面積が一定以上の広さを有することを表しているので、色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

請求項１９の発明によれば、白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して２０％以上であれば、白色の多い被写体であるとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう光源部を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

請求項２０の発明によれば、対象物が変化した場合には必ず初期混光状態に戻して対象物の色を判断することにより、例えば撮影した画像の対象物に赤成分が多い場合に、初期状態に戻せば、赤を鮮やかに見せるような混光照明によって赤成分が増加している状態をキャンセルすることができ、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

請求項２１の発明によれば、対象物が変化していない場合、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の照明装置を示すブロック図である。各ブロックを動作順に並べた構成を示している。
図１に示す第１の実施形態の照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１にて撮影した画像における対象物の各部分の位置と色を検出し、対象物上の位置に対応した色の分布を演算する演算部１２と、演算によって得られた対象物上の位置に対応した色の分布を生成するために光源部１４の色光を制御する制御部１３と、を備えている。

このように構成することにより、照明される対象物を画像センサ１１により撮影し、撮影した画像における対象物の各部分の位置と色を検出して演算し、対象物の各部分に含まれる複数の色が鮮やかで好ましく見られるように光源部１４を制御する照明装置を実現することが可能となる。
例えば、光源部１４から未調整の（例えばホワイトバランス調整のされていない）ＲＧＢ光が対象物に照射されていたとすると、その光を画像センサ１１で撮影し、撮影した画像に含まれる色或いは色成分を演算部１２で検出し、対象物に含まれる色或いは色成分が鮮やかで好ましい方向にずれるようにする。

対象物に含まれる色或いは色成分が鮮やかで好ましい方向にずれるように演算する際には、演算部１２に基準光源のＲＧＢの色及び色成分のスペクトルが記憶されていて、その記憶された基準スペクトルを未調整の光源部１４からのＲＧＢ光照射によって得られるスペクトルと比較することにより、未調整の光源部１４からのＲＧＢ光照射によって得られるスペクトルの波長のずれを補正して演算部１２内の基準光源のＲＧＢの基準色の波長に対応させる演算をする。

光源部１４には、投影式プロジェクタを用いてもよい。対象物を画像センサ１１にて撮影したカラー画像に対応する配色の色光を、投影式プロジェクタを用いて対象物に照射することにより、対象物の位置と色に合った光を正確に照射し、対象物の持っている色成分を反射して対象物を鮮やかに見せることができる。
投影式プロジェクタを用いることにより、原理的には、画像センサにて撮影した対象物のカラー画像と同じ画像を対象物のそれぞれの箇所に対応するように位置を合わせて投射することができ、対象物の全ての箇所の全ての色を極めて鮮やかに見せることができる。

なお、対象物特に静物を撮影する際には、画像センサ１１にて撮影する際の照明光を太陽光や白熱ランプ等の別の基準光源からの光を対象物に照射して撮影するか、或いは、光源部１４のホワイトバランスを調整した光を対象物に照射して撮影するようにし、演算部１２では、撮影した画像における対象物の各部分の位置と色を検出し、対象物上の位置に対応した色の分布を演算し、制御部１３は演算によって得られた対象物上の位置に対応した色の分布を生成するべく光源部１４を制御することにより、光源部１４から対象物に適した色光を照射するようにする。これを対象物を変更する度に実施すれば、対象物本体の色或いは色成分に合致した色光を生成して、対象物に照射することができる。

図２は、図１の動作ステップを示したものである。画像センサ１１によって撮影画像を取得するステップＳ1、演算部１２によって画像処理するステップＳ2、光源部１４によって対象物を照明するステップＳ3、の３つのステップを示している。
画像センサ１１は、照明される対象物を撮影し、演算部１２でその画像の画素の色を検出し、さらに対象物の位置に合わせて対象物に適した光色（例えば、対象物上の位置に対応した同じ色の分布を有する光色）を作成し、対象物に照射する。

例えば、図2のような料理を照明する場合には、緑の野菜には緑を強調する光（緑色光）を照射し、にんじんや鮭のムニエルにはオレンジを強調する光（橙色光）、レモンには黄色を強調する光（黄色光）を照射し、白い皿には白い光（白色光）を照射することにより、対象物すべてを鮮やかに見せたり、美味しく見せることができる。

本実施形態によれば、照明される対象物の色に合った光を対象物に照射することにより、対象物のあらゆる色を鮮やかに見せることが可能となり、色域面積比を大きくすることができる。すなわち、照明される対象物に含まれる複数の色を鮮やかに見せることができる。投影式プロジェクタを用いることにより、対象物の位置と色に合う光を正確に照射することができる。対象物が変化しても、その変化を画像センサで検知してリアルタイムで処理を行うことにより、変化に追従して常に対象物を鮮やかに見せたり、美味しく見せることができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の照明装置のブロック図は、図１と同様である。
第２の実施形態の照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１にて撮影した画像における対象物の色を検出し、対象物の中で最も多く含まれている色を決定する演算部１２と、演算部１２で決定された光色を作成するために光源部１４の色光を制御する制御部１３と、を備えている。

このように構成することにより、照明される対象物を画像センサ１１により撮影し、対象物の色を検出して演算し、対象物に含まれる複数の色のうちどの色成分が多く含まれているかを検出し、その色が鮮やかで好ましく見られるように光源部１４を制御する照明装置を実現することが可能となる。
なお、光源部１４は、少なくとも赤、緑、青の３色の光を混光して照射する光源からなるが、白色光源を基調にして、赤、緑、青を混光した光を付加しても良い。

図３は、ｘｙ色度図における光源色の色分布を示している。
例えば赤、緑、青の光源として、図３の符号ａ，ｂ，ｃでプロットした色度を持つものを用いると、３点ａ，ｂ，ｃを結んだ三角形の内部の色は混光により作成することができる。

次に、ｘｙ色度図を用いた具体例を図４及び図５を参照して説明する。図４はサンプル画像を、図５はサンプル画像の色度プロット例を示している。
画像センサ１１はCIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、画像内の複数の点においてｘｙ色度を求める。各点のｘｙ色度を図３のような色度図にプロット（図５の符号ｅにて示す）し、各色名の範囲のうち最もプロットが多い色を検出する。そのプロットが多い色を強調するため、光源部１４を制御して赤、緑、青の混光により色の範囲内に含まれる光色を作成し、対象物を照射する。

図５は、図４のサンプル画像において、撮影画像内の点線ｄ内を強調したい場合、点線内ｄの範囲で均等間隔で取った複数の点におけるｘｙ色度をプロットした図（符号ｅの○印）を示している。
ここでは、ピンクの範囲に入る点が最も多いことから、赤、緑、青の光を混光してピンクの範囲内に入るよう制御して対象物を照射する。

なお、撮影した画像において、強調したい部分や背景を除いた対象物だけを選択できるインターフェイスを用いて選択し（図４の点線ｄにて示す）、ｘｙ色度を求める点を個別に設定したり、選択した範囲内を一定間隔のグリッドの交点に設定することにより、より正確に強調したい色や対象物を鮮やかに見せることができる。
本実施形態によれば、画像センサを用いて、照明される対象物の色に合った光を混色して対象物に照射することにより、対象物が変化しても対象物を鮮やかに見せることが可能となる。照明される対象物に含まれる複数の色のうち、多く含まれる色成分を鮮やかに見せることにより、その色を強調した照明環境をつくることができる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態の照明装置のブロック図は、図１と同様である。
第３の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１にて撮影した画像における各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、階調値に応じて光源部１４の混光比を演算する演算部１２と、演算部１２で決定された混光比を再現するために光源部１４の色光を制御する制御部１３と、を備えている。

光源部１４は、少なくとも赤、緑、青の３色の光を混光して照射する光源からなる。
画像センサ１１はＲＧＢ色フィルタを備えている。
画像センサ１１で撮影した画像の各画素のＲＧＢ階調値は、０〜２５５の値となり、Ｒ，Ｇ，Ｂがすべて０の時は黒、すべて２５５の時は白である。このように階調値を決めれば、８ビット表現のディジタル信号処理が可能である。

Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画素ごとの階調値を画像全体について平均することにより、対象物に含まれるＲ，Ｇ，Ｂ成分の割合が求められる。
このＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合に応じて赤、緑、青色光の混光率を決定する。

このように構成することにより、照明される対象物を画像センサ１１により撮影し、各画素のＲＧＢ階調値を検出することにより、対象物に含まれるＲＧＢの成分の比を求め、対象物が鮮やかで好ましく見られるように光源部１４を制御する照明装置を実現することが可能となる。

図６は各色光源の出力と検出した画像のＲＧＢ階調値の関係を示す図である。図７はＲＧＢ階調値を検出するグリッドの例を示している。
図６において、ＲＧＢ階調値と赤、緑、青色光の出力の関係は、赤、緑、青色光を混光して白色光を作成し、最も明るい白色となる場合の各色光の出力を１００、消灯を０とし、０〜１００を階調値０〜２５５に割り当てる。

画像の全画素のＲＧＢ階調値の検出と演算には時間がかかるため、図７のように適宜グリッドに分割し、その交点の画素における階調値を検出することにより処理時間が短縮する方法を実施しても良い。
また、光源部１４は、白色光を基調にし、画像のＲＧＢ階調値に応じた混光比で赤、緑、青色光を付加しても良い。
撮影した画像において、強調したい部分や背景を除いた対象物だけを選択できるインターフェイスを用いて選択し、選択した範囲内のＲＧＢ階調値を検出し、選択範囲内の色を強調するような調光比になるよう光源を制御しても良い。

本実施形態によれば、画像センサを用いて、 照明される対象物を撮影した画像のＲＧＢ階調値を検出し、ＲＧＢ階調値に応じた混光比で赤、緑、青色光を点灯することにより、対象物の色を強調した照明環境をつくることができる。対象物が変化しても、リアルタイムで処理して対象物を鮮やかに見せることが可能となる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態の照明装置のブロック図は、図１と同様である。
第４の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１で撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合を算出する算出手段と；この算出した画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合に基づいて画素ごとに有彩色か無彩色かを判定する無彩色判定手段と；この無彩色と判定された画素のうち白色画素と灰色画素を区別する白色判定手段と；を備えた演算部１２と、前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう光源部１４を制御する制御部１３と、を備えている。

本実施形態では、演算部において、撮影した画像に基づいて光が照射される対象物に白色の割合を求める。白色の割合がある一定以上となっているとき、制御部は、白色の物体は白色に見えるよう混光した光源色が白色と認識される範囲(具体的には黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲)内に入るように調光を行う。

これは、JIS Z 8725に、「CIE1960UCS色度図上の黒体放射軌跡から約0.02以内の偏差にある光源の色度座標に対して相関色温度として表すことができる」と記述されていることに基づいている。つまり、偏差が0.02以内の光源は白色光とみなすことができることを意味している。

図８は、CIE1960USC色度図の部分拡大図であって、色度図上の黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲を表している。黒体放射軌跡Ａを中心として符号Ｂ，Ｃにて示す範囲が、偏差0.02の範囲である。

図９は、演算部及び制御部の画像処理及び光源色制御の具体的なアルゴリズムを示している。
ステップＳ1では、撮影した画像から、処理に用いる画素を選択する。これは、撮影した画像全体の画素を処理すると処理時間がかかるため、時間を短縮するために例えば１０画素ごとのグリッド（図７参照）を作成し、その交点を処理する画素として選択したり、中央部のエリアのみを選択するなど、処理する画素数を減らす処理である。

ステップＳ2は、処理する各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を取得する。
ステップＳ3は、画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合を求める。１つの画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値をそれぞれＲ，Ｇ，Ｂとすると、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値の割合はＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ），Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ），Ｂ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）を算出することによって得られる。
ステップＳ4では、画素のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの割合がすべて３０％を超えていればその画素を無彩色と判断する。

ステップＳ5は、無彩色と判断された画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の平均を計算する。
ステップＳ6は、無彩色の画素のＲ，Ｇ，Ｂの平均階調値が２００以上（全階調０〜２５５とした場合）あるいは入力した基準値以上であれば白色の画素と判断する。
ステップＳ7では、処理に使用した全画素に対する白色画素の割合が、ある一定割合以上であれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう制御する。

図１０は、無彩色の色票と有彩色の色票を撮影した画像を示している。(a)は無彩色の色票、(b)は有彩色の色票である。(a)の無彩色は右端部が最も階調の低い黒色で、左方向に行くほど暗いグレーから明るいグレーへ段階的に階調値が高くなっている。
図１０(a)における色票のエリア１は反射率４０％のグレーであるが、このエリア１のＲ，Ｇ，Ｂの平均階調値が１９５であった。これに対し、図１０(b)における色票のエリア２は白色の色票であるが、このエリア２のＲ，Ｇ，Ｂの平均階調値が２３０であった。

よって、演算部のアルゴリズムのステップＳ6において、平均階調値が２００以上の画素を白色と判断するのがよい。
しかしながら、撮影状況や画像センサの特性により、実際は白色の物体であるにもかかわらず、Ｒ，Ｇ，Ｂの平均階調値が２００以上とならない場合もある。その場合には、基準となる階調値の数値を入力したり、白色となる領域を入力して階調値を計算することによって、画素が白色であると判断する基準値を補正しても良い。

また、例えば図１１は料理を画像センサで撮影した例を示している。図１１の画像においては、皿およびテーブル部分が白色であり、白色領域の割合は画像全体に対して２０％程度である。
よって、演算部及び制御部のアルゴリズムのステップＳ7において、処理に使用した全画素に対する白色画素の割合は２０％程度に設定するのがよい。

しかしながら、撮影画像に白い壁や什器が写っている場合など２０％と設定すると対象物を鮮やかに見せる効果が得られない場合には、数値を入力して変更できるような入力手段を具備しても良い。
また、光源は白色光をベースにし、画像のＲＧＢ階調値に応じた調光比で赤、緑、青色光を付加しても良く、その方が単色光のみを混光する場合に比べて、白色の対象物を白く見せることが容易になる。

図１２は、画素ごとに求めたＲ，Ｇ，Ｂ階調値に基づいた照明環境において白色の対象物を白く見せる方法の一例を示している。
画像センサ１１を用いて、 照明される対象物を撮影した画像のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値に応じた調光比で赤、緑、青色光を点灯することにより、対象物の色を強調した照明環境をつくることができる。

このような照明環境の中で、或る特定の色光成分が多い場合、対象物中に白色部分があると、その白色部分に色が付いているように見える。そこで、対象物に白色の物体が一定以上の面積で存在している場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値に応じた調光比で赤，緑，青色光を混光するが、混光した光色の色度座標が、図９のアルゴリズムの過程で黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲（つまりほぼ白色の範囲）に入るように光源部１４を制御することにより、白色の物体を白色として見せることが可能となる。

先ず、図１と同様な構成の照明装置で、画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ階調値を画像全体について平均することにより、対象物に含まれるＲ，Ｇ，Ｂ成分の割合が求められ、このＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合に応じて赤，緑，青色光の混光率を決めて光源部１４を制御する。これにより、画像のＲ，Ｇ，Ｂ階調値に応じた調光比で光源部１４から図１２(a)の階調レベルで赤，緑，青色光を点灯して対象物に照射し、その照明状態を維持した状態で、別に用意したＲ，Ｇ，Ｂの各色光の比が１：１：１のＲＧＢ光源（３波長光源とも呼ばれている）からの白色光を対象物に照射することによって、図１２(b)のように白色光を増加させて謂わばＲ，Ｇ，Ｂの各色光を底上げし、図９のアルゴリズムの過程で黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るまでそのＲＧＢ光源の白色光を増加させる。このようにすれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の割合は同等に近づくがＲ，Ｇ，Ｂ各色成分の違いを維持した状態で対象物を照明して対象物の各色成分を強調しつつ、かつ白色物体を白色として際立たせて見せることが可能となる。

なお、光源部１４のほかに、別に用意したＲ，Ｇ，Ｂの各色光の比が１：１：１のＲＧＢ光源を用いると説明したが、別に用意したＲＧＢ光源を用いることなく同じ光源部１４を用いて光源部１４のＲ，Ｇ，Ｂ各色光の混光量を図１２(a)の状態から図１２(b)の状態に切り替えることによって、対象物のＲ，Ｇ，Ｂ各成分を目立たせながら白色を際立たせて見せることも可能である。

従って、図１２(a)の照明状態から、図９に示したアルゴリズムを実行して光源部１４を制御することによって、図１２(b)のように白色光を増加させて白色物体を白色として際立たせて見せることが可能となる。
尚、第２乃至第４の実施形態においても、光源部として投影式プロジェクタを使用してもよい。

以上述べた第１乃至４の実施形態は、照明される対象物を画像センサにより撮影し、対象物の位置と色を検出して演算し、対象物に含まれる複数の色が鮮やかで好ましい方向にずれるように、複数の色光を適宜調光し、対象物に照射する照明装置であった。
ところで、第１乃至４の実施形態では、以下に示すような問題がある。

このように、本照明装置では、対象物の画像撮影→画像の色解析→赤・緑・青色光の調光率決定→混光して照射→画像撮影→‥‥ というプロセスを繰り返し、対象物が変化すると対象物に合わせて光色を変化させ、対象物の色を鮮やかに見せることができる。
しかしながら、照明によって照らされる対象物が動いていない場合、対象物の画像撮影→画像の色解析→赤・緑・青色光の調光率決定→混光して照射→画像撮影‥‥ というプロセスを繰り返すと、例えば対象物に赤い部分が多ければ、赤色光の調光率を高くして対象物の赤い部分をより鮮やかに見せる。

その状態で再度対象物の画像を撮影すると、赤成分が増加しているため、さらに赤色光の調光率が高くなる。これを繰り返すと、どんどん赤色光の割合が増加し、赤い光を照射することになってしまい、他の色の見映えが悪くなってしまうという問題である。

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態の照明装置の構成は図１と同様である。
第５の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１で撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を保持する第１の記憶部と；その次に撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値と前回撮影時の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の差分値を計算して保持する第２の記憶部と；ｎ番目(ｎは１以上の整数)の差分値とｎ＋１番目の差分値とを比較して、照明される対象物の動きを検出する手段と；を備え、比較結果から対象物に動きがない場合にはその時点の調光状態を維持する演算部１２と、演算部１２で求めた対象物上に分布する色成分に応じて光源部１４の色光を制御する制御部１３と、を備えている。

本実施形態では、画像を連続的に撮影して対象物が変化した場合には対象物に適した調光率で赤・緑・青色光を照射し、対象物が変化しない場合はその時点の調光率を維持する。

光源部１４は、少なくとも赤、緑、青の３色の光を混光して照射する光源からなる。また、白色光源をベースにして、赤、緑、青を混光した光を付加しても良い。このときのベースとなる白色光源は、周囲環境の光、即ち太陽光や、又は部屋の中における別の背景となる照明光源が白色の蛍光灯光源であるような場合を指している。
対象物の動きを検出する手段は、連続的に対象物の画像を撮影し、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値の差分をそれぞれ比較する。

以下に、第５の実施形態の動作を詳しく説明する。
図１３は第５の実施形態の照明装置の動作を示すフローチャートである。ステップＳ11〜Ｓ16のうち、ステップＳ11は画像センサ１１の動作、ステップＳ12〜Ｓ15は演算部１２の動作、ステップＳ16は制御部１３の動作である。
まず、標準的な赤・緑・青色光の混光比で対象物を照明し、その対象物の画像を画像センサ１１で撮影する（ステップＳ11）。撮影された画像信号は演算部１２へ送られる。

演算部１２では、画像の色解析を行い（ステップＳ12）、次に差分計算による対象物の変化検出を行う（ステップＳ13）。

対象物の変化が検出された場合には、対象物に適した調光率が演算され（ステップＳ14）、制御部１３は演算された調光率に従って光源部１４を制御して赤・緑・青色光を照射する（ステップＳ16）。また、対象物の変化が検出されない場合は、その時点の調光率を維持する（ステップＳ15）。
なお、ステップＳ13における差分計算による対象物の変化検出は、図１４に示すように一定時間経過するごとの調光周期（これは調光の変更タイミングを与えるもので、各色の調光率（混光比）を演算してこれを決定する周期と一致する）で撮影される３枚の画像(1)，(2)，(3)の間の差分を計算することにより、対象物が動いたかどうかを判断し、動いていない場合にはその時点の調光率を維持する、というものである。動きがあると判断された場合は、その判断時点の調光率で光源光を対象物に照射して、対象物の色を鮮やかに見せるよう光源部１４を制御する。

まず、最初の照明光（初期値：混光比が予め分かっている色光）で対象物を照射する。対象物の画像を撮影し（画像(1)）、画像(1)の色を解析した結果、調光率が決定され、混光された光が照射される。
その後、一定時間（例えば１秒とか数秒といった時間でもよい）が経過し、再度対象物を撮影した画像(2)の色を解析する際、画像(2)と画像(1)の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の差分を計算し、画素の位置と差分を記憶しておく。このときの画素の位置と差分は、演算部１２内の第１の記憶部に記憶される。画像(2)の色を解析した結果から調光率が決定され、光源部１４から混光された光が照射される。

次に対象物を撮影した画像(3)の色を解析し、画像(3)と画像(2)の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の差分を計算し、画素の位置と差分を、演算部１２内の第２の記憶部に記憶する。そして、画像(2)と画像(1)の差分と、画像(3)と画像(2)の差分とをを比較する。各々の差分は一定の時間間隔の２つ画像同士の差分であるから、それぞれ差分画像と言うことができ、２つの差分画像の差分をとることによって比較している。

そこで、比較した２つの差分画像の位置が変化していない場合、２つの差分の差分値はほぼ０となり、動いていないと判断し、その時点の調光率を維持する。

比較した２つの差分画像の位置が変化している場合、２つの差分の差分値はある値を持っており、動いていると判断し、動いていないときに維持された各色の調光率の状態で光を対象物に照射し、画像センサ１１で対象物の画像を撮影し、画像の色を解析した結果、新たな調光率が決定され、その調光率に従って混光された光が照射される。

このように３つの画像（１）、（２）、（３）を用いて差分画像の差分をとることによって、調光率の変化による画像データの変化を差し引くことができるので対象物の変化のみを検出することができる。

なお、特定の１つの画素についてのみ差分値をとって比較しているのではなくて、画面上の全ての画素或いは予め定めた一部の範囲の画素について同じ位置の画素につき撮影ごとに差分をとって比較を行う。画素ごとの第１，第２の差分値の差分を全て又は一部の画素について加算し、撮像画像の全部又は一部の画素についての差分の合計値がしきい値に対して小さければ、対象物が動いていないと判定し、その判定時の調光率にキープ（維持）する。対象物に動きがあると、両方の差分画像の位置にずれが生じる。従って、差分値同士の差分をとり、その差分が予め定めたしきい値より大きければ、対象物に動きがあったと判定できる。

図１５は差分画像の例を示している。対象物として例えば赤色（Ｒ）のリンゴを用いた場合を例とし、時間経過に従って画像(1)，(2)，(3)と撮影された画像について説明する。画像(1)と画像(2)の間および画像(2)と画像(3)の間には、それぞれ演算部１２により赤色光の調光率が増加している。これは、前述した色を鮮やかに見せる制御を行っているために、時間経過と共に赤色光が画像(1)，(2)，(3)の順に増加するためである。従って、対象物の動きを検出するには、画像(2)−画像(1)の差分画像１と、画像(3)−画像(2)の差分画像２を比較し、２つ差分画像同士の差分値をとり、この差分値が予め定めたしきい値より小さければ対象物は動いていないと判定し、差分値がしきい値以上であれば対象物は動いたと判定する。対象物に動きがない場合は２つ差分画像同士の差分値はほぼ０に近い値となるが、対象物に動きがある場合は２つ差分画像のうちの１つ差分画像の位置がずれるために２つ差分画像同士の差分値を算出するとその差分値はしきい値を超えるような或る値を有することになる。

画像(1)と画像(2)のＲ差分画像１と、画像(2)と画像(3)のＲ差分画像２を比較すると、差分画像の位置がほとんど同じであることから、Ｒ差分画像１とＲ差分画像２の差分の大きさから演算部１２では動きがないと判断する。

そして、演算部１２は、動きがないと判定した場合には、その判定した時点の調光率を維持する。動きがあると判定した場合には、動きがない場合に維持された調光率で制御部１３において赤・緑・青色光を調光する。

図１６は、第５の実施形態の照明装置の動作を説明するものであり、画像センサ１１は２つの調光周期の期間に対象物について３枚の画像(1)，(2)，(3)を撮影する。対象物として例えば赤色（Ｒ）のリンゴの場合を例として説明する。時間ｔ1では対象物に対して初期値の調光率で色光を照射してこれを画像センサ１１で撮影し画像(1)を得、撮影したＲ，Ｇ，Ｂの階調値から対象物に含まれる色成分に対応した色光の混光比（各色ごとの調光率の比とも言える）を決定する。制御部１３はその混光比を目標値として光源部１４の各色光源に対する調光制御を開始する。光源部１４は時間ｔ2までの時間経過の中で横軸の時間ｔ2に対応した目標の調光率（縦軸の例えば赤色の調光率）に達し、その時間ｔ2において画像センサ１１による撮影を行い画像(2)を取得する。そして、画像(2)と画像(1)の差分をとり、第１の差分画像として記憶する。同様にして、次の調光周期経過後の時間ｔ3において画像センサ１１による撮影を行い画像(3)を取得し、画像(3)と画像(2)の差分をとり、第２の差分画像として記憶する。そして、第２の差分画像と第１の差分画像との差分を算出し、その算出値の閾値に対する大小判定により対象物の動き判定が行われる。動き判定の結果、動きがなければ図示二点鎖線にて示すようにその判定時の赤色の調光率を維持する。

これにより、例えば赤が多い場合に赤の調光率が次第に高くなるといった不具合を防ぐことができる。対象物の動きがないと判定された結果として、判定時の調光率が維持されている状態であっても、その後も画像を撮影するということは続いて一定時間ごとに行われるが、対象物が動かない限りは調光率が維持されているので、次の撮影画像との差分及びその次の撮影画像についての差分も０になるので、対象物が動かない状態では調光率は一定に維持される。

第５の実施形態によれば、画像センサを用いて、 照明される対象物を撮影した画像のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値に応じた調光比で赤、緑、青色光を点灯することにより、対象物の色を強調した照明環境をつくることができる。リアルタイムで対象物を撮影することにより、対象物が変化しても対象物を鮮やかに見せることが可能となる。対象物が変化していない場合、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態の照明装置の構成は図１と同様である。
第６の実施形態は第５の実施形態の変形例とでも言うべき実施形態である。

第６の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１で撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を保持する第１の記憶部と；その次に撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値と前回撮影時の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の差分値を計算して保持する第２の記憶部と；ｎ番目(ｎは１以上の整数)の差分値とｎ＋１番目の差分値とを比較して、照明される対象物の動きを検出する手段と；を備え、比較結果から対象物に動きがない場合にはその時点の調光状態を維持する演算部１２と、演算部１２で求めた対象物上に分布する色成分に応じて光源部１４の色光を制御する制御部１３と、を備えている。

図１７は、第６の実施形態の照明装置の動作を説明するものであり、画像センサ１１は１つの調光周期の期間に対象物について３枚の画像(1)，(A)，(2)を撮影する。対象物として例えば赤色（Ｒ）のリンゴの場合を例として説明する。時間ｔ1では対象物に対して初期値の調光率で色光を照射してこれを画像センサ１１で撮影し画像(1)を得、撮影したＲ，Ｇ，Ｂの階調値から対象物に含まれる色成分に対応した色光の混光比（各色ごとの調光率の比とも言える）を決定する。制御部１３はその混光比を目標値として光源部１４の各色光源に対する調光制御を開始する。光源部１４は時間ｔ2までの時間経過の中で横軸の時間ｔ2に対応した目標の調光率（縦軸の例えば赤色の調光率）に達するように制御される。その時間ｔ2に達するまでの調光の途中(調光周期の１／２)の時間ｔaにおいて画像センサ１１による撮影を行い撮影画像(A)を取得する。そして、画像(A)と画像(1)の差分をとり、第１の差分画像として記憶する。同様にして、次に残りの調光周期の半周期の経過後の時間ｔ2に達したとき画像センサ１１による撮影が行われ画像(2)を取得し、画像(2)と画像Ａの差分をとり、第２の差分画像として記憶する。そして、第２の差分画像と第１の差分画像との差分を算出し、その算出値の閾値に対する大小判定により対象物の動き判定が行われる。

このように、第６の実施形態によれば、差分画像を２枚得られればよいので、調光している調光周期の途中で１枚撮ることによって、調光している最中の間にもう１枚撮るようにすれば、(A)と(1)の差分画像、(2)と(A)の差分画像の２枚の差分画像が得られ、２つの差分画像間の差分が小さければ動きがないと判定して(2)の時点での調光率をキープ（図示二点鎖線にて示す）すれば、第５の実施形態に比べて動き判定に要する時間を半分にすることができる。

［第７の実施形態］
本発明の第７の実施形態の照明装置の構成は図１と同様である。
第７の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１で撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値からｘｙ色度を算出する算出手段と；算出した画素ごとのｘｙ色度に基づいて画素ごとに白色画素か否かを区別する白色判定手段と；を備えた演算部１２と、前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう光源部１４を制御する制御部１３と、を備えている。
本発明の第７の実施形態は、第４の実施形態に関連した他の実施形態に相当するものである。

本実施形態では、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値からCIE1931xyz色空間に線形変換し、画像全体或いは鮮やかに見せたい対象物のエリアの複数の点のＲ，Ｇ，Ｂ階調値から、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換し、ｘｙ色度を計算する。
ＲＧＢ値とｘｙ値の関係式は、
ｘ＝０．６Ｒ−０．２８Ｇ−０．３２Ｂ
ｙ＝０．２Ｒ−０．５２Ｇ＋０．３１Ｂ
そして、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値から算出した画素のｘｙ色度を図３に示す色度図上にプロットし、白色の範囲にプロットされた点を白色画素と判断する。
白色画素の判定以降の動作は、本発明の第４の実施形態と同様である。

処理に使用した全画素数に対する白色画素数の割合が所定割合以上であれば、処理する全画素に対する白色画素の占める面積が一定以上の広さを有することを表しているので、図８の色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

図８は、第４の実施形態でも述べたようにCIE1960USC色度図の部分拡大図であって、色度図上の黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲を表している。黒体放射軌跡Ａを中心として符号Ｂ，Ｃにて示す範囲が、偏差0.02の範囲である。

このように、演算部１２において、撮影した画像に基づいて光が照射される対象物に白色の割合を求める。白色の割合がある一定以上となっているとき、制御部１３は、白色の物体は白色に見えるよう混光した光源色が白色と認識される範囲(具体的には黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲)内に入るように調光を行う。

これは、JIS Z 8725に、「CIE1960UCS色度図上の黒体放射軌跡から約0.02以内の偏差にある光源の色度座標に対して相関色温度として表すことができる」と記述されていることに基づいている。つまり、偏差が0.02以内の光源は白色光とみなすことができることを意味している。

第７の実施形態によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値から算出した画素のｘｙ色度を色度図上にプロットし、白色の範囲にプロットされた点を白色画素と判断する。白色画素数の割合が所定割合以上であれば、対象物の白色の面積が一定以上であるので、色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

［第８の実施形態］
本発明の第８の実施形態の照明装置の構成は図１と同様である。
第８の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、CIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、画像センサ１１で撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のｘｙ色度を計測する計測手段と；計測した画素ごとのｘｙ色度に基づいて画素ごとに白色画素か否かを区別する白色判定手段と；を備えた演算部１２と、前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう光源部１４を制御する制御部１３と、を備えている。
本発明の第８の実施形態は、第４の実施形態に関連した他の実施形態に相当するものである。

本実施形態では、画像センサはCIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、このＸＹＺフィルタ付きの画像センサを用いて、画像内の複数の点においてｘｙ色度を求める。各点のｘｙ色度を図３に示す色度図上にプロットし、白色の範囲にプロットされた点を白色画素と判断する。
白色画素の判定以降の動作は、本発明の第４の実施形態と同様である。

処理に使用した全画素数に対する白色画素数の割合が所定割合以上であれば、処理する全画素に対する白色画素の占める面積が一定以上の広さを有することを表しているので、図８の色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

第８の実施形態によれば、画像センサはCIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、このＸＹＺフィルタ付きの画像センサを用いて、画像内の複数の点においてｘｙ色度を計測し、各点のｘｙ色度を色度図上にプロットし、白色の範囲にプロットされた点を白色画素と判断する。白色画素数の割合が所定割合以上であれば、対象物の白色の面積が一定以上であるので、色度図上で白色として必要な白色の範囲（黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲）内に入るように光源色を制御することにより、白色物体を白色として見せることができる。

［第９の実施形態］
本発明の第９の実施形態の照明装置の構成は図１と同様である。
第９の実施形態に示す照明装置は、少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部１４と、照明される対象物を撮影する画像センサ１１と、光源部１４の各光源色の混光比の初期値を設定する手段と；画像センサ１１により撮影した画像の各画素の階調値に基づき、対象物の変化を経時的に検出する手段と；対象物の変化が検出された場合には、前記混光比を初期値に戻す手段と；を備え、初期値における混光状態において撮影した画像の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、階調値に応じて光源部１４の混光比を演算する演算部１２と、演算部１２で求めた対象物上に分布する色成分に応じて光源部１４の色光を制御する制御部１３と、を備えている。

本実施形態は、光源部１４の各光色の光源の混光において、予め混光比の初期値を設定できる手段を具備し、混光比は、例えば相関色温度が3000K(電球色に相当)となるよう設定する。

画像センサ１１は連続的に画像を撮影しているが、対象物の変化を検出した場合には、制御部１３は混光比の初期値となるよう光源部１４の各光色の光源を調光する。ここで、対象物の変化とは、対象物が時間経過とともに動いたり、置き換わったりする変化を指している。混光比の初期値は、例えば複数の相関色温度が得られるようあらかじめ混光比を設定しておいたり、あるいは電球色、昼白色、昼光色など光色となるように設定しておき、その中から選択しても良い。

さらに、初期混光状態で画像を撮影し、初期混光状態の画像の全部または一部の画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値から対象物の色情報を取得し、混光比を演算して対象物に適した混光比となるよう各光色の光源を調光する。つまり、光源部１４の各光色の調光率を変える。

対象物が変化した場合には、必ず初期混光状態に戻し、その後対象物に適した混光状態となるよう各光色の調光率の制御を行う。
対象物の変化を検出しなかった場合には、次に対象物の変化が検出されるまで、混光比はそのまま保持する。つまり、光源部１４の各光色の調光率をそのまま維持する。

変化の検出は、例えば連続して撮影された２枚の画像の特定の階調値（例えば明るさだけを見るためにＧ階調値）の差分を計算し、その差分値が予め定めたしきい値より小さいか否かにより対象物に変化がなかったか又は変化が有ったかを判断する。すなわち、時間経過に従い、現在の画像と前の画像の２枚の画像の階調値の差分を演算して、その差分値が予め定めたしきい値を超えたか否かで対象物の変化を検出する。或いは、対象物の変化の検出方法としては、図１３乃至図１７の第５及び第６の実施形態のように、３枚分の画像から２つの差分画像間の差分値を比較することにより対象物の変化を判定してもよい。

本実施形態においては、対象物が変化した場合には、初期混光状態において撮影された画像から各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出して混光比を演算し、計算された混光比に基づいて光源部を制御する。そして、変化が認められない場合には、変化しないと判定された時の混光比を維持し（言い換えれば混光比を一定値に固定し）、次に変化が認められるまでその混光比を維持する。

第９の実施形態によれば、対象物が変化した場合には必ず初期混光状態に戻して対象物の色を判断することにより、例えば撮影した画像の対象物に赤成分が多い場合に、初期状態に戻せば、第１乃至第４の実施形態のように赤を鮮やかに見せるような混光照明によって赤成分が増加している状態をキャンセルすることができ、対象物の色が過度に鮮やかになるような制御を防ぐことができる。

なお、上記第９の実施形態では、初期混光状態と対象物に適した混光状態が交互に出現することになり、頻繁に対象物が変化する場合には光色が頻繁に変化し、落ち着きのない空間となる可能性がある。

そのため、ある一定の時間間隔以内では光色が変化しないような制限を設けたり、連続的に緩やかに変化させたり、１秒以上かけて変化させるなど、急に光色が変化しないような制御を行ってもよい。例えば、レストランで食事しているときなどに、テーブル上の食事内容が時間経過と共に変化していくような場合には、照明光の色が緩やかに変化するように制御することが好ましい。

本発明は、食品等の店舗用及び家庭用に限らず、屋内及び屋外を含めたあらゆる物を照明する際に、その物を鮮やかに引き立てて照明するのに応用することが可能である。

本発明の第１の実施形態の照明装置を示すブロック図。 第１の実施形態における動作ステップを示す図。 本発明の第２の実施形態の照明装置に用いられる、ｘｙ色度図における光源色の色分布を示す図。 本発明の第２の実施形態に用いられる、サンプル画像を示す図。 図４のサンプル画像の色度プロット例を示す図。 本発明の第３の実施形態の照明装置に用いられる、各色光源の出力と検出した画像のＲＧＢ階調値の関係を示す図。 ＲＧＢ階調値を検出するグリッドの例を示す図。 本発明の第４の実施形態の照明装置に用いられる、黒体放射軌跡から偏差0.02以内の範囲を示す色度図の部分拡大図。 演算部及び制御部の画像処理アルゴリズムを示す図。 無彩色及び有彩色の色票を示す図。 料理を画像センサで撮影した例を示す図。 本発明の第４の実施形態の照明装置の動作例を説明する図。 本発明の第５の実施形態の照明装置の動作を説明するフローチャート。 演算部における画像の差分計算を説明する図。 本発明の第５の実施形態の照明装置の動作例としての差分画像の例を説明する図。 本発明の第５の実施形態の照明装置の動作を、２つの調光周期で３枚の画像を取得する場合の例を説明する図。 本発明の第６の実施形態の照明装置の動作を、１つの調光周期で３枚の画像を取得する場合の例を説明する図。

符号の説明

１１…画像センサ
１２…演算部
１３…制御部
１４…光源部

Claims (21)

1. 少なくとも赤、緑、青色光を照射可能な光源部と；
   前記光源部によって照明される対象物を撮影する画像センサと；
   撮影した画像に基づいて対象物上に分布する色成分を演算する演算部と；
   前記演算部で求めた対象物上に分布する色成分に応じて前記光源部の色光を制御する制御部と；
   を具備したことを特徴とする照明装置。
2. 前記演算部は、撮影した画像における対象物の各部分の位置に対応した色の分布を演算し、
   前記制御部は、前記演算部で求めた対象物上の位置に対応した色の分布を生成するために前記光源部を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記演算部は、撮影した画像における対象物の色を検出し、対象物の中で最も多く含まれている色を決定し、
   前記制御部は、前記演算部で決定された光色を作成するために前記光源部を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記画像センサは、ＸＹＺ等色関数に近似したフィルタを備えたことを特徴とする請求項１又は３に記載の照明装置。
5. 前記演算部は、撮影した画像における各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、階調値に応じて光源部での混光比を演算し、
   前記制御部は、前記演算部で決定された混光比を再現するために前記光源部を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
6. 前記画像センサは、ＲＧＢ色フィルタを備えたことを特徴とする請求項１又は５に記載の照明装置。
7. 撮影した画像における、強調したい部分又は背景を除いた部分だけを対象部分として選択する手段をさらに具備し、選択した範囲内の色を強調可能としたことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載の照明装置。
8. 前記光源部は、投影式プロジェクタであることを特徴とする請求項1乃至７のいずれか１つに記載の照明装置。
9. 前記演算部は、
   画像センサで撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合を算出する算出手段と；
   算出した画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ階調値の割合に基づいて画素ごとに有彩色か無彩色かを判定する無彩色判定手段と；
   無彩色と判定された画素のうち白色画素と灰色画素を区別する白色判定手段と；を備え、
   前記制御部は、
   前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう前記光源部を制御することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
10. 前記無彩色判定手段は、前記算出手段における画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ階調値それぞれの割合が全て所定割合以上であれば、無彩色と判定し、
    前記白色判定手段は、前記無彩色判定手段における無彩色と判定された画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の平均階調値を算出し、その平均階調値が所定階調値以上又は予め定めた基準値以上であれば、白色画素と判定し、
    前記制御部は、前記白色画素と判定された画素数の割合が画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上であれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差０．０２の範囲内に入るよう制御することを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
11. 前記無彩色判定手段における前記所定割合は３０％、前記白色判定手段における前記所定階調値は２００（全階調０〜２５５とした場合）、前記制御部における前記所定割合は２０％であることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
12. 前記無彩色判定手段における前記所定割合、前記白色判定手段における前記所定階調値、前記制御部における前記所定割合のうち、少なくとも１つを可変に設定可能とすることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の照明装置。
13. 前記演算部は、
    前記画像センサで撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を保持する第１の記憶部と；
    その次に撮影した画像における各画素の位置と、その各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値と前回撮影時の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値の差分値を計算して保持する第２の記憶部と；
    ｎ番目(ｎは１以上の整数)の差分値とｎ＋１番目の差分値とを比較して、照明される対象物の動きを検出する手段と；を備え、
    比較結果から対象物に動きがない場合にはその時点の調光状態を維持することを特徴とする請求項５に記載の照明装置
14. 前記対象物の動きを検出する手段は、ｎ＋１番目の差分値とｎ番目の差分値との差分を求め、求めた差分が予め定めたしきい値より小さいか否かで対象物の動きを判定することを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
15. 前記画像センサによる画像の撮影は、演算部で決定された混光比を再現するごとに行われることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の照明装置。
16. 前記画像センサによる画像の撮影は、演算部で決定された混光比を再現する途中および再現するごとに行われることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の照明装置。
17. 前記演算部は、
    前記画像センサで撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値からｘｙ色度を算出する算出手段と；
    算出した画素ごとのｘｙ色度に基づいて画素ごとに白色画素か否かを区別する白色判定手段と；を備え、
    前記制御部は、
    前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう前記光源部を制御することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
18. 前記画像センサは、CIE1931等色関数に近似したＸＹＺフィルタを備え、
    前記演算部は、
    前記画像センサで撮影された画像の全部あるいは一部の各画素のｘｙ色度を計測する計測手段と；
    計測した画素ごとのｘｙ色度に基づいて画素ごとに白色画素か否かを区別する白色判定手段と；を備え、
    前記制御部は、
    前記白色画素と判定された画素数の割合が、画像の全部あるいは一部の画素数に対して所定割合以上の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ混光による光源色を黒体放射軌跡から偏差0.02の範囲内に入るよう前記光源部を制御することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
19. 前記所定割合は２０％であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の照明装置。
20. 前記演算部は、
    光源部の各光源色の混光比の初期値を設定する手段と；
    前記画像センサにより撮影した画像の各画素の階調値に基づき、対象物の変化を経時的に検出する手段と；
    対象物の変化が検出された場合には、前記混光比を初期値に戻す手段と；を備え、
    初期値における混光状態において撮影した画像の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ階調値を検出し、階調値に応じて光源部の混光比を演算することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
21. 前記対象物の変化を経時的に検出する手段は、ｎ＋１番目(ｎは１以上の整数)の差分値とｎ番目の差分値との差分を計算し、その差分が予め定めたしきい値より小さいか否かで対象物の変化を検出することを特徴とする請求項２０に記載の照明装置。

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