特許 7219460 照明装置、照明方法および照明システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-31

(45)【発行日】2023-02-08

(54)【発明の名称】照明装置、照明方法および照明システム

(51)【国際特許分類】

   H04N 7/18 20060101AFI20230201BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20230201BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20230201BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20230201BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20230201BHJP

   H05B 39/00 20060101ALI20230201BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20230201BHJP

   G09G 5/10 20060101ALI20230201BHJP

   G09G 5/28 20060101ALI20230201BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20230201BHJP

【ＦＩ】

H04N7/18 Z

H04N5/74 Z

H04N5/225 600

H04N5/232

G06T1/00 280

H05B39/00

G09G5/00 550C

G09G5/00 510B

G09G5/00 550X

G09G5/10 B

G09G5/28 610Z

G03B21/00 D

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019052179

(22)【出願日】2019-03-20

(65)【公開番号】P2020155912

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-12-06

(73)【特許権者】

【識別番号】504145320

【氏名又は名称】国立大学法人福井大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】明石 行生

(72)【発明者】

【氏名】久野 悠太

(72)【発明者】

【氏名】村上 香織

(72)【発明者】

【氏名】稲谷 大

【審査官】秦野 孝一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－８６３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９７５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３２７６６３７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００７－９４３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－５５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２９１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０６３３９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－８７７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－９８１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０２９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－７２４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３９１７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ７／１８

Ｈ０４Ｎ ５／７４

Ｈ０４Ｎ ５／２２５－５／２５７

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｈ０５Ｂ ３９／００－４７／２９

Ｇ０９Ｇ ５／００－５／４０

Ｇ０３Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

視対象を照らす照明装置であって、
視対象を撮像する撮像部と、
文字を含む視対象の認識のし易さと前記視対象である文字の少なくとも明るさとコントラストとの関係を反映した明視モデルを記憶する記憶部と、
前記撮像された前記視対象の撮像画像に対応した投影画像を前記視対象に投影し、前記視対象に前記投影画像を重畳するプロジェクタと、
前記視対象の撮像画像から、前記視対象である文字の少なくとも前記明るさと前記コントラストとを認識し、前記視対象の明視性を所望の範囲とするように、前記明視モデルを用いて前記撮像画像から前記投影画像を生成する画像生成部と
を備えた照明装置。

【請求項2】

請求項１記載の照明装置であって、
前記明視モデルは、前記視対象である文字の大きさと明るさとコントラストとの関係を反映したモデルであり、コントラスト感度が一定の範囲に含まれる被験者を用いて実験的に得られたモデルである照明装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の照明装置であって、
前記明視モデルは、当該照明装置を用いる使用者が属する視覚特性のグループ毎に予め構築されたモデルである照明装置。

【請求項4】

請求項３に記載の照明装置であって、
前記使用者の視覚特性を判定するための画像を、明るさとコントラストとが相違する複数の態様で表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記複数の態様の画像の少なくとも１つを、前記使用者が選択することにより、前記使用者が属する視覚特性のグループを特定するグループ特定部と
を備えた照明装置。

【請求項5】

請求項１または請求項２に記載の照明装置であって、
前記明視モデルは、当該照明装置を用いる使用者毎に予め用意されたモデルである照明装置。

【請求項6】

前記画像生成部は、前記視対象の撮像画像に基づいて、前記視対象が移動していると判定した場合には、前記投影画像を、前記視対象が移動していない場合よりも少なくともコントラストを緩和した画像として生成する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項7】

前記画像生成部は、前記撮像画像に含まれるエッジに対してアンチエイリアス処理を施して、前記投影画像を生成する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の照明装置であって、
前記撮像部と前記プロジェクタとを組み込んだ頭部と、
前記頭部を支持するスタンド部と
を備え、
前記スタンド部が載置される平面上の所定の範囲であって、前記視対象が置かれ得る範囲を前記撮像部により撮像すると共に、前記所定の範囲に置かれた前記視対象に対して、前記生成された投影画像を前記プロジェクタによって重畳する
照明装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の照明装置であって、
使用者が視認している視対象上の位置を特定する視認位置特定部を備え、
前記画像生成部は、前記特定された前記視対象上の位置の撮像画像から、前記投影画像を生成する
照明装置。

【請求項10】

視対象を照らす照明方法であって、
視対象を撮像し、
文字を含む視対象の認識のし易さと前記視対象である文字の少なくとも明るさとコントラストとの関係を反映した明視モデルを予め記憶し、
前記視対象の撮像画像から、前記視対象である文字の少なくとも明るさとコントラストとを認識し、前記視対象の明視性を所望の範囲とするように、前記明視モデルを用いて前記撮像画像から投影画像を生成し、
前記投影画像を、プロジェクタを用いて前記視対象に投影することで、前記視対象に前記投影画像を重畳する
照明方法。

【請求項11】

請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の照明装置である第１の照明装置と、前記第１の照明装置とは別に設けられプロジェクタを用いて所定の範囲を照明する第２の照明装置とを備えた照明システムであって、
前記第２の照明装置は、
前記第１の照明装置が照明する範囲とは異なり、かつ前記第１の照明装置の照明範囲より広い範囲を照明し、
前記照明する範囲を撮像した照明範囲画像を解析して、前記照明範囲画像のエッジを強調するエッジ強調画像を生成し、前記エッジ強調画像を当該第２の照明装置の前記プロジェクタにより投影し、前記照明範囲に前記エッジ強調画像を重畳する
照明システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、文字などを読み易くする照明の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

読書や文章の校正、製図などの視作業をする際、文字や線図などの視対象の見え易さ（明視性）が低いと、作業効率が低下する。明視性に影響を与える要素としては、視対象の大きさ、視対象の明るさ、視対象と背景との間の輝度と色彩のコントラスト（以下、単にコントラストという）の３要素を挙げることができる。

【0003】

拡大鏡などは、視対象を大きく見せることにより明視性を高め、照明器具は、視対象を明るくすることで、明視性を改善しようとする。高齢者及び弱視者が快適に視作業ができるためには、コントラストを高めることが望ましいが、文字等のコントラストを高める手段は実用化されていない。コントラストを改善する手法としては、例えば第１の照明光により照明されている物体上に、その物体の陰影に応じた第２の照明光を、プロジェクタ等により投影する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３２７６６３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１などに示された技術は、視対象である物体の陰影を強調するものの、第２の照明光で物体を照らすから、視対象の明るさも高めており、これによりコントラストを低下させるため、明視性の改善が不十分な場合があり得る。特に、読書や文章の校正、製図といった文字の読取りを伴う作業における明視性の改善については、十分な考慮が払われていない。さらに、高齢化に伴う文字の読取り難さや、疲労や障害による文字の読取りの困難さなどは、個人差が大きいが、こうした視認する側の個人差の問題についても、何ら考慮されていない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

【0007】

（１）本開示の第１の態様として、視対象を照らす照明装置が提供される。この照明装置は、視対象を撮像する撮像部と、文字を含む視対象の認識のし易さと前記視対象である文字の少なくとも明るさとコントラストとの関係を反映した明視モデルを記憶する記憶部と、前記撮像された前記視対象の撮像画像に対応した投影画像を前記視対象に投影し、前記視対象に前記投影画像を重畳するプロジェクタと、前記視対象の撮像画像から、前記視対象である文字の少なくとも前記明るさと前記コントラストとを認識し、前記視対象の明視性を所望の範囲とするように、前記明視モデルを用いて前記撮像画像から前記投影画像を生成する画像生成部とを備える。この照明装置によれば、文字を含む視対象の明視性を高めることができる。なお、「プロジェクタ」とは、画像を投影する装置であり、光源や画像の形成手法などは問わないことはいうまでもない。例えば、キセノンランプ、ＬＥＤ、レーザなどの光源の光を液晶などでオン・オフして画像を投影するプロジェクタや、多数の微少なミラーを用い、ミラーの角度を制御して反射光の射出をオン・オフするデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたプロジェクタ、あるいはレーザ光の射出方向を多軸のミラーにより高速に制御して画像を描くタイプのプロジェクタなど、多種多様なプロジェクタを利用することができる。また、これらを組み合わせ、視対象全体を液晶プロジェクタなどで照明し、使用者が見ている狭い範囲の文字等の輪郭外側をレーザ描画により照明すると言った利用も、「ブロジェクタ」による投影画像の重畳に該当する。また、本明細書における「文字」とは、絵文字やピクトグラム、サイン、標識、図記号などを含む広義の文字を意味する。つまり、「文字」とは、意味を伝達するために作られた符号の意であり、例えばモールス符号、図面において物の形状や柄などを伝達するための線分なども、本明細書における「文字」に含まれる。

【0008】

（２）こうした照明装置において、前記明視モデルは、前記視対象である文字の大きさと明るさとコントラストとの関係を反映したモデルであり、コントラスト感度が一定の範囲に含まれる被験者を用いて実験的に得られたモデルとしてもよい。こうすれば、被験者を用いて実際に得られたモデルを用いて、明視性の改善を図ることができる。

【0009】

（３）こうした照明装置において、前記明視モデルは、当該照明装置を用いる使用者が属する視覚特性のグループ毎に予め構築されたモデルとしてもよい。こうすれば、グループ毎に明視モデルを用意すれば足りる。

【0010】

（４）こうした照明装置において、前記使用者の視覚特性を判定するための画像を、明るさとコントラストとが相違する複数の態様で表示する表示部と、前記表示部に表示された前記複数の態様の画像の少なくとも１つを、前記使用者が選択することにより、前記使用者が属する視覚特性のグループを特定するグループ特定部とを備えるものとしてもよい。こうすれば、照明装置の使用時に、使用者の属する視覚特性のグループを容易に特定できる。

【0011】

（５）こうした照明装置において、前記明視モデルは、当該照明装置を用いる使用者毎に予め用意されたモデルとしてもよい。こうすれば、使用者個人個人の特性に合わせた明視性の向上をはかることができる。前記明視モデルは、文字の読み易さに基づいた読み易さモデル、視標の検出のし易さに基づいた検出モデルなど、種々の形態が可能である。

【0012】

（６）こうした照明装置において、前記画像生成部は、前記視対象の撮像画像に基づいて、前記視対象が移動していると判定した場合には、前記投影画像を、前記視対象が移動していない場合よりも少なくともコントラストを緩和した画像として生成するものとしてもよい。こうすれば、視対象が動いている際の見にくさを抑制することができる。

【0013】

（７）こうした照明装置において、前記画像生成部は、前記撮像画像に含まれるエッジに対してアンチエイリアス処理を施して、前記投影画像を生成するものとしてもよい。こうすれば、視対象の解像度がプロジェクタの解像度よりも高い場合でも、見やすい表示を実現することができる。

【0014】

（８）こうした照明装置において、前記撮像部と前記プロジェクタとを組み込んだ頭部と、前記頭部を支持するスタンド部とを備え、前記スタンド部が載置される平面上の所定の範囲であって、前記視対象が置かれ得る範囲を前記撮像部により撮像すると共に、前記所定の範囲に置かれた前記視対象に対して、前記生成された投影画像を前記プロジェクタによって重畳するものとしてもよい。こうすれば、上記の各照明装置を実用的な形態で容易に実現することができる。

【0015】

（９）こうした照明装置において、使用者が視認している視対象上の位置を特定する視認位置特定部を備え、前記画像生成部は、前記特定された前記視対象上の位置の撮像画像から、前記投影画像を生成するものとしてもよい。こうすれば、投影画像を生成する範囲が狭くて済み、処理を簡略なものにできる。また、プロジェクタによる投影範囲も狭くできるので、省電力化を図ることができる。あるいはコントラストを高めることが容易となる。使用者が視対象を視認している範囲は、かなり狭い。中心視野は、数度程度の画角範囲に限られることが知られている。このため、使用者の瞳孔の位置と向きをカメラで撮像し、使用者の視線方向を認識するといった視認位置特定部を設け、視認している位置における文字等のみを、読み易さの改善を行なう対象とすることでも、読み易さの改善に関し、十分な効果を得ることができる。視認位置特定部は、この他、視認位置をＬＥＤなどで誘導するものとし、読み取りを誘導している位置を視認位置として特定する構成なども可能である。

【0016】

（１０）本開示の第２の態様として、視対象を照らす照明方法が提供される。この照明方法は、視対象を撮像し、文字を含む視対象の認識のし易さと前記視対象である文字の少なくとも明るさとコントラストとの関係を反映した明視モデルを予め記憶し、前記視対象の撮像画像から、前記視対象である文字の少なくとも明るさとコントラストとを認識し、前記視対象の明視性を所望の範囲とするように、前記明視モデルを用いて前記撮像画像から投影画像を生成し、前記投影画像を、プロジェクタを用いて前記視対象に投影することで、前記視対象に前記投影画像を重畳する。こうすれば、文字を含む視対象の明視性を高めるこができる。

【0017】

（１１）本開示の第３の態様として、照明システムが提供される。この照明システムは、上記の照明装置である第１の照明装置と、前記第１の照明装置とは別に設けられプロジェクタを用いて所定の範囲を照明する第２の照明装置とを備えた照明システムである。ここで、前記第２の照明装置は、前記第１の照明装置が照明する範囲とは異なり、かつ前記第１の照明装置の照明範囲より広い範囲を照明し、前記照明する範囲を撮像した照明範囲画像を解析して、前記照明範囲画像のエッジを強調するエッジ強調画像を生成し、前記エッジ強調画像を当該第２の照明装置の前記プロジェクタにより投影し、前記照明範囲に前記エッジ強調画像を重畳する。このときのエッジとは、例えば、階段の段鼻のように生活環境の安全性を高めるために目立たせる必要がある境界部を指す。この照明システムによれば、文字を含む視対象のみならず、広い範囲に存在する物体のエッジを強調表示するので、文字を含む視対象を含む環境全体の明視性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態の照明装置の概略構成図。

【図2】映像処理部の内部構成を示すブロック図。

【図3】投影される画像の一例を示す説明図。

【図4】背景輝度および輝度コントラストと読み易さのレベルとの関係を例示する説明図。

【図5】コントラスト感度の測定に用いた内照式の円形視標を有する測定装置を示す説明図。

【図6】独立変数である「文字の大きさ（寸法）」「輝度コントラスト」「背景輝度」の内容を示す説明図。

【図7A】文字の大きさとして、１０ポイント、１４ポイント、２１ポイントを選択し、グループ１の被験者の読み易さモデル（平均値）を示す説明図。

【図7B】文字の大きさとして、１０ポイント、１４ポイント、２１ポイントを選択し、グループ２の被験者の読み易さモデル（平均値）を示す説明図。

【図7C】文字の大きさとして、１０ポイント、１４ポイント、２１ポイントを選択し、グループ３の被験者の読み易さモデル（平均値）を示す説明図。

【図8】明視モデルを簡易に選択する手法を示す説明図。

【図9】文字のアンチエイリアスの処理について説明する説明図。

【図10】第２実施形態を示す概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態の照明装置１００の概略構成図である。この照明装置１００は、撮像部に相当するビデオカメラ１０およびプロジェクタ４０を組み込んだ照明部本体２０と、これをベース部５２の上方に支えるスタンド５１とを備える。ビデオカメラ１０は、ベース部５２上の資料等の載置スペースを撮像可能である。ビデオカメラ１０は、いわゆる４Ｋ画像を撮像可能な解像度を有する。ビデオカメラ１０は、ベース部５２上の資料ＴＸに自動的に焦点を合わせる自動焦点機構および撮像する画像の明るさを自動的に調整する自動絞り機構とを備える。更に、ビデオカメラ１０は、撮像方向と倍率を制御する自由雲台１５を有する。

【0020】

この自由雲台１５は、ビデオカメラ１０の姿勢、即ちチルト、パンを制御する。自由雲台１５は、更にビデオカメラ１０の倍率、つまりズームの機能も有する。従って、ベース部５２におかれた資料ＴＸの位置および大きさを自動判別し、例えば資料ＴＸがＡ４サイズであれば、その外形形状を撮像範囲とするように光学的にズームする。このとき、資料ＴＸがベース部５２の中心ではなく、偏った位置に置かれている場合には、照明部本体２０、自由雲台１５を用いてビデオカメラ１０の姿勢をチルトおよびパンして撮像位置を変更する。こうした種々の機構および機能は、ビデオカメラとしては周知の技術なので、詳しい説明は省略する。

【0021】

照明部本体２０は、ビデオカメラ１０が撮像した映像を入力する映像入力部２１、この映像を処理する映像処理部３０、処理した映像をプロジェクタ４０に出力する映像出力部２３を備える。映像入力部２１は、ビデオカメラ１０によって得られた画像を台形補正する機能を有する。ここで台形補正とは、ビデオカメラ１０が撮像した資料ＴＸの画像が、ビデオカメラ１０に正対していないことにより縦横の少なくとも一方方向に台形形状に歪んでいるとき、これを正対位置の画像、つまり歪みのない画像に補正する機能を言う。ビデオカメラ１０とプロジェクタ４０とは、物理的に同一位置に置くことができないので、撮像と投影の物理的な位置の違いを補正するために、一旦正対位置の画像にするのである。なお、これに対応して、投影画像の形状を、逆変換する機能が、映像出力部２３には備えられている。映像入力部２１と映像出力部２３とは、画像の形状を変換する際、ビデオカメラ１０とプロジェクタ４０との位置のズレを考慮して、ビデオカメラ１０により撮像した画像と、プロジェクタ４０が投影する画像とが、ベース部５２上で全く同一になるように処理している。

【0022】

ビデオカメラ１０は、４Ｋ画像を撮像可能であることからその解像度は、３８４０×２１６０画素である。これは、Ａ４横（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）程度の大きさの書類を撮像しているとすると、およそ３００ｄｐｉ程度の解像度で映像を撮像できることになる。同様に、プロジェクタ４０も４Ｋ仕様であり、同じ画素数の映像を投影することができる。なお、本実施形態でのプロジェクタ４０の明るさは、最大で約２０００ルーメンである。

【0023】

このプロジェクタ４０にも、ビデオカメラ１０と同様、自由雲台４５が備えられている。従って、照明部本体２０は、自由雲台４５を用いて、プロジェクタ４０の姿勢をチルトおよびパンして投影位置を変更し、更にズーム機能を用いて、投影する画像の大きさを調整する。従って、照明部本体２０は、プロジェクタ４０による投影の位置や大きさを所望の位置および大きさに制御可能である。

【0024】

本実施形態では、照明部本体２０の使用者ＰＳは、照明装置１００のベース部５２上に資料ＴＸを適当におき、これを読むことになる。ビデオカメラ１０およびプロジェクタ４０により実現される撮像と投影の解像度を３００ｄｐｉ程度にするため、ここではＡ４程度の資料ＴＸを読むものとして説明するが、ビデオカメラ１０およびプロジェクタ４０が８Ｋ仕様（７６８０×４３２０画素）であれば、Ａ３横程度の大きさの資料まで、同じ程度の解像度で扱うことができる。もとより、更に画素数の高いビデオカメラ１０やプロジェクタ４０を用いても良いし、これより低い解像度で扱うのであれば、画素数の少ないビデオカメラ１０およびプロジェクタ４０を用いても良い。

【0025】

図２は、映像処理部３０の内部構成を示すブロック図である。画像生成部に相当する映像処理部３０は、眼光学神経モデル変換部３１、読み易さモデル参照部３３、コントラスト強調部３４、付加画像処理部３５、記憶部に相当する個人別視覚データベース３６、撮像・投影制御部３８を備える。個人別視覚データベース３６には、映像処理部３０の外部に設けられた視覚データ入力・選択部６０が接続されている。また、撮像・投影制御部３８は、自由雲台１５，４５に接続されており、映像入力部２１から入力した入力画像Ｖinを解析して、上述したビデオカメラ１０の姿勢および倍率の制御、およびプロジェクタ４０の姿勢および投影倍率の制御を行なう。

【0026】

眼光学神経モデル変換部３１は、映像入力部２１から入力される入力画像Ｖinを受け取り眼光学神経モデルによる光学像に変換する処理を行なう。映像入力部２１がビデオカメラ１０から受け取る映像信号は、いわゆる動画であるが、映像入力部２１は、これをフレーム毎の静止画像（毎秒３０フレーム）に分け、入力画像Ｖinとして、眼光学神経モデル変換部３１に出力する。眼光学神経モデル変換部３１は、これを網膜画像Ｖｒに変換する。

【0027】

本実施形態では、眼光学神経モデルとして、光幕輝度モデルを適用した。光幕輝度モデルは、使用者ＰＳが見ている対象からの光が眼球に入射すると、光が散乱されて、光幕が形成され、見えにくさが生じる現象をモデル化したものである。こうした光幕が生じるメカニズムは以下の通りである。眼に入った光は、角膜や水晶体で散乱する。水晶体は白内障などを発症していなければ、可視光に対して透明とみなせるが、有機物であり、具体的には、微少な繊維状の細胞から構成されている。水晶体は、加齢とともに水晶体内のタンパク質の粒子が増え、これが変性する。微少なタンパク質の粒子が水晶体の中で増加すると、水晶体は、いわばすりガラスのように白濁する（白内障）。眼球に入射した光は、水晶体で散乱する。この散乱光は、視野に光の幕をつくり、視野の各部の輝度を高くする。これが光幕輝度である。

【0028】

一般的に文字などの視対象とその背景とのコントラストＣは、次式（１）により求められる。
Ｃ＝（Ｌｔ－Ｌｂ）／Ｌｂ …（１）
ここで、Ｌｔは視対象輝度、Ｌｂは背景輝度である。これに光幕がかかると、対象のコントラストＣは、次式（２）のコントラスＣ′に変化する。
Ｃ’＝｛（Ｌｔ＋Ｌｖ）－（Ｌｂ＋Ｌｖ）｝／（Ｌｂ＋Ｌｖ）
＝（Ｌｔ－Ｌｂ）／（Ｌｂ＋Ｌｖ） …（２）
ここで、Ｌｖは光幕による輝度である。式（１）（２）を比べれば分かるように、分母にＬｖが足された分だけ光幕輝度Ｌｖが大きくなるほど、コントラストＣ’は、光幕輝度を考慮しない場合のコントラストＣより小さくなる。つまり、水晶体などにより散乱が大きくなって、光幕輝度Ｌｖが大きくなるほど、コントラストは低下し、使用者ＰＳから見た視対象（ここでは資料ＴＸ）の明視性は低下する。

【0029】

また、後述するコントラスト感度などの眼の特性を測定するときや画像の鮮明度を評価するときなど、明暗が連続する正弦波や矩形波などの縞模様の視対象におけるコントラストは、次式（３）により求められる。
Ｃ＝（Ｌmax－Ｌmin）／（Ｌmax＋Ｌmin） …（３）
ここで、Ｌmaxは、縞模様の最大輝度であり、Ｌminは、縞模様の最小輝度である。このような縞模様の視対象に光幕がかかると、次の式で表されるように、式（２）と同様に、コントラストが低下して明視性が低下することがわかる。
Ｃ’＝（Ｌmax－Ｌmin）／（Ｌmax＋Ｌmin＋Ｌｖ） …（４）
以降、視対象のコントラストには、式（１）の定義を用い、コントラスト感度には、式（３）の定義を用いる。

【0030】

一般に、光幕輝度Ｌｖは、次式（５）により求められる。
Ｌｖ＝ａＥ／θ² …（５）
ここで、Ｅは目の位置での照度、θは光源と視対象との角度であり、ａは係数である。係数ａは、水晶体での散乱の強さに応じた値をとる。水晶体での散乱の強さは、上記の通り、水晶体の状態によるから、使用者ＰＳにより相違する。従って、個人別視覚データベース３６に使用者ＰＳ毎の係数ａ記憶しておき、使用者ＰＳ毎に光幕輝度Ｌｖを計算して、眼光学神経モデルを求めるようにしてもよい。式（５）が示しているのは、同じ使用者ＰＳであれば、光源からの光による使用者ＰＳの眼の位置の照度が高く、また使用者ＰＳが見ようとしている視対象と光源との角度が小さければ、光幕輝度Ｌｖは大きくなるということである。資料ＴＸが白地の用紙に黒で文字が印刷されているような場合、文字のない白地の部分は、照明の光が反射する光源として働くから、光幕輝度Ｌｖは、微少な光源からの光により生じる光幕輝度を、使用者ＰＳが注視している場所の周りの角度θについて積分して求めることができる。

【0031】

光幕輝度Ｌｖの大きさは、使用者ＰＳの眼光学神経モデル、例えば水晶体の濁り方などにより影響をうける。したがって、係数ａは、本来は、使用者ＰＳごとに定められる。もとより、水晶体の白濁はある程度年齢に比例するので、年齢別のモデルを用意して、個人別ではなく年齢別に、眼光学神経モデルを切換えるようにしても良い。あるいは、いくつかの眼光学神経モデルを用意しておき、使用者ＰＳに選択させるようにしてもよい。使用者ＰＳは、自己の眼光学神経モデルを認識できるわけではないので、複数の眼光学神経モデルを用意し、これを順次切換えて、照明装置１００が後述する処理により資料ＴＸを照明した状態で、最も見やすいと感じる眼光学神経モデルを選択し、それをその使用者ＰＳの眼光学神経モデルとして個人別視覚データベース３６に記憶するものとすればよい。もとより、眼光学神経モデルを用いた変換は必須ではなく、次に説明する読み易さモデルだけで処理を行なってもよい。

【0032】

読み易さモデル参照部３３は、眼光学神経モデル変換部３１が個人別視覚データベース３６から読み出して設定した眼光学神経モデルに従って、入力画像Ｖinを変換した網膜画像Ｖｒを受け取ると、この網膜画像Ｖｒの輝度とコントラストを手がかりに、個人別視覚データベース３６に記憶された使用者ＰＳの読み易さモデルを参照する。

【0033】

個人別視覚データベース３６に記憶された読み易さモデルについて、図３を用いて説明する。図３は、文字や線画が記載された資料ＴＸの一部を例示するものである。資料ＴＸは、文字が無着色の紙に黒インクで文字が印刷されたものである。これを、色温度５２００ケルビンの照明装置で照明し、資料ＴＸ上での輝度を１０００ｃｄ／ｍ² としたものが、画像ＯＲＧであるとする。これに対して、画像ＰＧ１、ＰＧ２は、色温度はそのままで、照明装置の明るさを変えて、資料ＴＸ上での輝度をそれぞれ５０ｃｄ／ｍ² 、２００ｃｄ／ｍ² とした画像であるとする。図示されているように、同じ資料ＴＸであっても、地色の部分の輝度が低くなれば、読み易さは低下する。文字の部分はもともと輝度は低く、また照明を明るくしても、その輝度はほとんど変化しない。このため、資料ＴＸ全体を照明によって明るく照らして、その輝度（以下、背景輝度という）を高めると一般に、輝度コントラストは高くなる。

【0034】

資料ＴＸの読み易さは、視対象の大きさ、視対象の明るさ（背景輝度）、視対象と背景とのコントラスト（輝度コントラストという）の３要素の影響を受ける。使用者ＰＳが資料ＴＸを読み取る時には、視対象の大きさ、つまり文字のポイント数などを照明装置が変更することはできない。本実施形態では、この点を踏まえ、照明装置により、視対象の背景輝度（明るさ）と輝度コントラストを変更する。かかる処理は、使用者ＰＳにとって視対象の読み易さが、視対象の背景輝度と輝度コントラストを変更することによってどのように変るかを実験的に求めたことにより、導かれた。発明者等は、多数の被験者を用いて、視対象であるＴＸの読み易さについて実験し、その結果を整理した。図４は、実験結果を踏まえ、背景輝度と輝度コントラストと読み易さのレベルとの関係の一例を示す。

【0035】

この図４は、以下の実験を行なって抽出したものである。実験には、６０歳から８５歳までの男女３７名の被験者が参加した。被験者には、実験に先立ってコントラスト感度の測定を行った。コントラスト感度の測定には、図５に示す、輝度コントラストと空間周波数が種々異なる正弦波が印刷された内照式の円形視標（視覚０．８７度）を有する測定装置（ＣＳＶ－１０００Ｅ）を用いた。この場合、縞模様の視対象を用いて測定するため、コントラスト感度を測定するときのコントラストは前述の式（３）を用いて計算した。また、コントラスト感度は、閾値の輝度コントラスト（５０パーセンタイル値の輝度コントラスト）の逆数として求めた。この円形視標は、内側を白色塗装で塗装した高さ１８００ｍｍ、幅１５００ｍｍ、奥行き１７００ｍｍの直方体箱型ブース内に置かれ、視標は、調光器付の蛍光灯（６本）により照光された。視標からの距離を一定にするために、顎台が用意された。実験を通した、明るさを一定に保つため、ブース内の照度をモニターした。

【0036】

直方体箱型ブース内には、外部の明かりは入らないようにした。図６に、実験においては、「文字の大きさ（寸法）」「輝度コントラスト」「背景輝度」を独立変数とした。各独立変数の内訳は図示の通りである。独立変数は明視三要素である。各独立変数は、それぞれ４水準とした。従って、実験条件は、６４通りであった。従属変数は、読み易さのレベルＬとし、以下の様に定義した。
Ｌ＝１：読めない
Ｌ＝２：読みにくい
Ｌ＝３：多少読みにくいが読める
Ｌ＝４：苦労せずに読める
Ｌ＝５：読みやすい
Ｌ＝６：非常に読み易い

【0037】

実験では、被験者は、一人ずつ実験ブースの開口部の前に座り、顎台の上に顎を載せて、視標までの距離を一定にした。この状態で実験者は、実験ブースの開口部を通して、ブースの内部の正面壁面に掲示してある視標を見た。視標は、予め６４条件のうちのいずれかの条件に設定しておいた。被験者は、１分間、ブース内の視標を観察しながら、その明るさに順応した上で、実験者の指示により、被験者は視標の読み易さを口答で評価した。従って、背景輝度は、被験者にとって順応輝度となっていたと認められる。

【0038】

上記の手順を、６４通りの視標について、繰り返した。実験結果には、個人間で読み易さ評価にばらつきが見られた。そこで、コントラスト感度に応じて被験者を３つのグループに分けた。３つのグループのコントラスト感度の範囲は、異以下の通りである。
グループ１：０．３３～１．１８（９名）
グループ２：１．１９～１．４０（２０名）
グループ３：１．４１～１．６４（８名）
各グループについて、６４条件のそれぞれについて、被験者の読み易さ評価を平均した。その結果、コントラスト感度により分類した３つのグループのそれぞれにおいて、文字の大きさについて４条件、輝度コントラストについて４条件、背景輝度について４条件、を組み合わせた６４条件の各条件について、読み易さ評価の平均値が得られた。文字の輝度コントラストは、式（１）により定義する。

【0039】

上述のコントラスト感度により分類したグループ１～３の各々において、文字の大きさ４条件、輝度コントラスト４条件、背景輝度４条件を組み合わせた６４条件の各条件について得られた読み易さ評価の平均値を用いて、以下の手順により読み易さモデルを作成した。
１）５０パーセンタイル値の抽出
コントラスト感度が異なる各グループに分類された被験者（グループン・９名、グループ２・２０名、グループ３・８名）のデータについて、４つの文字の大きさのそれぞれについて、４つの背景輝度のそれぞれについて、４つの輝度コントラストのそれぞれについて、読み易さの評価の５０パーセンタイル値を求めた。具体的には、横軸に１から６までの評価値を取り、縦軸には、各評価値を選んだ被験者の累積割合（％）を取った。その累積割合は、評価値１から徐々に増加する確率曲線を描く。その確率曲線の回帰式を求め、その回帰式を用いて５０パーセンタイル値（３グループ×６４条件）を読み取った。

【0040】

上記実験では、文字大きさも独立変数として扱ったが、本実施形態の照明装置１００では、文字の大きさ自体を変更することはできない。照明装置１００は、与えられた大きさの文字の視標に施す背景輝度と輝度コントラストを制御して、読み易さを向上させようとするものである。そのため、上で求めた読み易さの近似曲面から、コントラスト感度のグループ毎に、文字の大きさ毎に、種々の輝度コントラストと背景輝度との組み合わせに対して得られると考えられる読み易さを取得できるモデルに変換した。変換の詳細は省略するが、各グループ１～３について、文字の大きさのそれぞれについて、輝度コントラスト４条件×背景輝度４条件の１６の組み合わせに対する読み易さの近似値が得られた。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、得られた１６個のデータのうち、新聞や書籍などで頻出する文字の大きさとして、１０ポイント、１４ポイント、２１ポイントを選択し、読み易さモデルを示すものである。図７Ａ～図７Ｃにおいて、等高線の数値は、上述した読み易さのレベルＬ（１～６）に対応する。

【0041】

以上の実験結果を踏まえて、照明装置１００としての処理を説明するために、明視の簡易なモデルの一例を示したのか、先述の図４である。図４は、上述した実験において、被験者を用いて得られたデータを、読み易さをパラメータとして、背景輝度と輝度コントラストの関係として示したものである。実験においては、資料ＴＸ上の文字の大きさ、背景輝度、輝度コントラストの３つを変化させて、読み易さを測ったが、照明装置によっては文字の大きさを変更することはできないので、図４は、実験結果から、文字の大きさを１４ポイントに固定した上で、背景輝度と輝度コントラストとを変更した場合の読み易さとして示した。図４は、文字を含む視対象の認識のし易さと視対象である文字の少なくとも明るさと輝度コントラストとの関係を反映した明視モデルに相当する。

【0042】

図４において、横軸の輝度コントラストＣは、背景輝度Ｌｂと視標輝度Ｌｔとを用いて、次式（６）のように定義した。
Ｃ＝（Ｌｂ－Ｌｔ）／Ｌｂ …（６）
背景輝度Ｌｂは、紙（白色）の部分の輝度、視標輝度Ｌｔは、紙に印刷された文字（黒色）の部分の輝度である（共に単位は、カンデラｃｄ／ｍ² ）。輝度は輝度計を用いて測定した。なお、１４ポイントの文字のように紙面での面積が小さい部分については、二次元輝度計を用いて測定しても良いし、同じ濃度のインクで輝度計が計測できる程度の面積を塗りつぶし、その部分の輝度を測定して、視標輝度Ｌｔとしても差し支えない。

【0043】

図４は、グループ２の被験者のデータを元にして作成したが、グループ１では、グラフが右上方向にシフトし、グループ３では左下方向にシフトしたが、同程度の読み易さとなる背景輝度Ｌｂと輝度コントラストＣとの関係、換言すれば、読み易さのレベルＬのグラフの形状は、同じ傾向を示した。ある読み易さのレベルＬのグラフは、背景輝度Ｌｂ方向への傾きが垂直に近く、これと比較すると輝度コントラストＣ方向への傾きは緩やかであった。このことから、例えば、所定の背景輝度Ｌｂおよび所定の輝度コトンラストＣである点Ｐ１において、グループ２のある被験者にとっての読み易さがレベルＬ＝３、つまり多少読みにくいが読めるという状態であったとき、これをレベルＬ＝４、つまり苦労せずに読める、にしようとすると、照明装置によって背景輝度Ｌｂを高めるだけでは実現できないのに対して、輝度コトンラストＣを高めて、点Ｐ２の背景輝度および輝度コトンラストとすれば実現できることが分かった。この関係は、他の読み易さのレベルＬから、より読み易いレベルＬ＋１にしようとするときにも同様である。

【0044】

図４は、グループ２の被験者に関して実験したデータの平均値を示すが、照明装置１００を用いる個々の使用者について、図７Ａ～図７Ｃに相当するデータを取得して用いることも可能である。個人別視覚データベース３６には、各群に属する人の平均的なデータを記憶してもよいし、個人個人のデータを記憶するものとしてもよい。つまり、ここで言う「個人別視覚データ」とは、特定の個人個人のデータでも良いし、視覚データを分類し、各区分毎の代表的な視覚データとして記憶しても差し支えない。

【0045】

図２に示した映像処理部３０は、図４に例示した関係を利用して、以下の様に照明を行なう。まず、照明部本体２０に備えられたビデオカメラ１０が、ベース部５２上の資料ＴＸを撮像する。このビデオカメラ１０が撮影した映像は映像入力部２１に入力され、入力画像Ｖinとして照明部本体２０に入力される。入力画像Ｖinは、眼光学神経モデル変換部３１と共に、撮像・投影制御部３８に入力される。撮像・投影制御部３８は、自由雲台１５，４５を用いて、上述したビデオカメラ１０およびプロジェクタ４０の姿勢とズームの制御を行なう。

【0046】

他方、眼光学神経モデル変換部３１は、入力した入力画像Ｖinを、眼光学神経モデルを用いて、網膜画像Ｖｒに変換する。このとき利用する眼光学神経モデルとしては、種々の態様があり得る。例えば以下の態様を考えることができる。
［１］照明装置１００の使用者ＰＳの眼光学神経モデルを、個人別視覚データベース３６に記憶しておき、使用者ＰＳに応じて、適用する。使用者ＰＳの判別は、使用者ＰＳの顔認識や、使用者ＰＳによる視覚データ入力・選択部による入力、ＩＤカードによる判別など、種々の手法を用いることができる。
［２］予め複数の眼光学神経モデルを用意しておき、このうちから、使用者ＰＳの眼光学神経モデルに近いものを、視覚データ入力・選択部６０を用いて、使用者ＰＳに選択させて用いる。
［３］眼光学神経モデルを利用しない。この場合は、入力画像Ｖinをそのまま出力する。

【0047】

眼光学神経モデル変換部３１は、入力画像Ｖinを、選択した眼光学神経モデルを用いて、網膜画像Ｖｒに変換する。変換された網膜画像Ｖｒは、読み易さモデル参照部３３に入力され、読み易さモデル参照部３３は、個人別視覚データベース３６から使用者ＰＳの読み易さモデル（明視モデル）を読み出す。読み易さモデルは、図４に示したモデルである。この際、いずれの読み易さモデルを用いるかは、使用者ＰＳ毎に用意したものを選択するものとしてもよいし、予め用意された複数の読み易さモデルのうちから、使用者ＰＳの読み易さモデルに近いものを選択してもよい。あるいは、その場で、図８に一例を示したように、プロジェクタ４０から所定の大きさの文字を所定の輝度および輝度コントラストにより表示し、使用者ＰＳにより、読み易さのレベルＬを入力させ、これにより、読み易さモデルを選択するものとしてもよい。こうした場合には、図８に示したように、サンプルの行・列に「ＡＢＣ・・・」「あいう・・」といった符号を付し、表示された文字に対して、例えば「Ａあ・・Ｌ＝１（読めない）、Ｂあ・・Ｌ＝２（読みにくい）、・・・、Ｃう・・Ｌ＝４（苦労せずに読める）」といったように、視覚データ入力・選択部６０を用いて、読み易さのレベルを入力または選択させればよい。こうすることで、使用者が属するグループを特定するグループ特定部として機能させたり、個人の視覚特性を特定させたりすることができる。

【0048】

読み易さモデル参照部３３は、使用者ＰＳに対応した読み易さモデルを参照し、この読み易さモデルに従って、読み易さをどの程度改善するかを決定し、コントラスト強調部３４に輝度コントラストＣの強調を指示する。コントラスト強調部３４は、網膜画像Ｖｒに対して、どの程度、輝度コントラストＣを高めるかを求め、プロジェクタ４０によって資料ＴＸに重ねて投影する画像の輝度を決定する。

【0049】

図４に即して言えば、ビデオカメラ１０が撮像した画像から、資料ＴＸの背景輝度と輝度コントラストとを認識して、更に使用者ＰＳの読み易さモデルを参照することで、照明装置１００が動作していない状態での読み易さがレベルＬ＝３であって、点Ｐ１の状態に相当すると判断すると、これを読み易さをレベルＬ＝４とするために輝度コントラストをどの程度高めるかを求めることになる。つまり、プロジェクタ４０よって、撮像した入力画像Ｖinと全く同じ画像を、資料ＴＸに重畳することで、紙の白地の部分はプロジェクタ４０からの画像により輝度（背景輝度）が高くなり、黒い文字の部分はプロジェクタ４０による輝度上昇をさせないことから、資料ＴＸの画像の輝度コントラストＣを高めることができる。このとき、背景輝度も高められるので、使用者ＰＳから見た資料ＴＸの背景輝度と輝度コントラストとは、点Ｐ２の状態になるのではなく、点Ｐ３の状態になる。いずれにせよ、使用者ＰＳから見た資料ＴＸの読み易さは改善される。

【0050】

この実施形態では、照明部本体２０は、網膜画像Ｖｒを、コントラスト強調部３４により輝度コントラストを強調するための画像に変換したのち、付加画像処理部３５による付加的な画像処理を行なっている。この付加的な画像処理は、必ずしも行なう必要はない。その場合には、コントラスト強調部３４により輝度コントラストを強調するための画像がそのまま出力画像Ｖout としてプロジェクタ４０に出力される。

【0051】

Ｂ．付加画像処理：
付加画像処理には、以下の処理が含まれる。
（１）ビデオカメラ１０で撮像した画像を解析し、撮像画像が静止していない、つまり資料ＴＸが移動していると判定した場合には、撮像した画像を、資料ＴＸが移動していない場合よりも少なくとも輝度コントラストを緩和した画像として生成する処理。こうすれば、資料ＴＸを動かしているときには、プロジェクタ４０が投影する画像は、これに追従するが、その際の輝度コントラストを低くしているので、使用者ＰＳにとって動いて表示される資料ＴＸの見え方が輝度コントラストの低いものとなり、不快感が緩和される。輝度コントラストの緩和には、プロジェクタ４０による照明をオフにすることや、プロジェクタ４０の輝度を低下すること、あるいはプロジェクタ４０が表示する画像をビデオカメラ１０が撮像した画像とは関係がない一様な明るさの画像にすること、等が含まれる。

【0052】

（２）ビデオカメラ１０で撮像した画像に含まれるエッジ部に対するアンチエイリアス処理。プロジェクタ４０はドット（光の点のオン・オフ）により画像を形成するので、解像度のいかんによらず、プロジェクタにおけるドットのならび方向に一致しない境界線、つまり斜めの線分は、図９に示すよう、ドットのならびと表現すべき線分とが一致しない。本実施形態では、ビデオカメラ１０による撮像やプロジェクタ４０による投影を４Ｋ画像としているので、Ａ４程度の画像を表示する場合の解像度は約３００ｄｐｉ程度である。これに対して、資料ＴＸが印刷物であれば、印刷物の解像度は３００ｄｐｉより高いことがあるため、４Ｋ画像を用いても、両者が一致しない場合がある。このため、プロジェクタ４０により照明として投写する画像に文字や斜めの線が含まれる場合、プロジェクタ４０により形成されるドットのならびが、プロジェクタが形成するドットの縦横方向に一致しない場合、縦横方向にドットが増加または減少する場所で、その両側のドットの明るさを低下するアンチエイリアス処理を行なう。こうすれば、使用者ＰＳには、斜めの線分の境界が滑らかに視認されるので、文字など、斜めの線分が多く含まれる対象の視認性が向上する。この効果は、照明装置１００が取り扱う画像の解像度が低い場合には、より顕著である。また、画像を撮像するビデオカメラ１０の解像度より、画像を形成するプロジェクタ４０の解像度が低い場合にも、その効果は大きい。

【0053】

以上説明した第１実施形態によれば、視対象である資料ＴＸの背景輝度と輝度コントラストとを適切に高めることで、資料ＴＸの読み易さを改善することができる。このとき、照明装置１００は、読み易さのモデル（明視モデル）に基づいて、背景輝度と輝度コントラストとを変更するので、使用者ＰＳに合せた読み易さの向上を図ることができる。また、第１実施形態では、使用者ＰＳの眼光学神経モデルを利用して、網膜画像ｖｒを求めて処理を行なっているので、使用者ＰＳの見え方に、より即した見えやすさの改善を行なうことができる。なお、眼光学神経モデルは利用しなくても差し支えない。

【0054】

Ｃ．第２実施形態：
次に第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態を示す概略構成図である。第２実施形態では、統合コントローラ２００を設け、第１実施形態で説明した照明装置１００と、部屋など環境全体を照明する照明装置とを制御する照明システムを構成している。統合コントローラ２００は、照明装置１００と天井２４０に取り付けられたプロジェクタ２１０とを制御する。天井２４０には、通常の照明器具２５０，２６０も設けられている。照明装置１００のプロジェクタとプロジェクタ２１０とは、異なる照明範囲を照明する。

【0055】

第２実施形態においては、プロジェクタ２１０は、生活環境において必要となるエッジ等の強調を行なう。図１０には、階段２７０を例示した。統合コントローラ２００は、階段２７０の縁（ふち）などを視認しやすくするように、階段２７０の各ステップの上面の端部ＳＳ１を明るくし下側のステップの上面の端部ＳＤ１を照らさない画像を、プロジェクタ２１０を用いて投影する。従って、階段２７０のステップの上面の端部ＳＳ１の輝度は高くなり、縁の輝度コントラストも高まる。この結果、階段２７０を利用する使用者ＰＳ２は、階段２７０のステップの位置を視認しやすくなる。この場合、階段２７０の位置は移動しないので、プロジェクタ２１０により投影する画像は、予め用意しており、ビデオカメラで撮像していない。もとより、脚立などのように移動する家具の利用が想定される場合には、天井２４０にビデオカメラを用意し、環境を撮像し、必要なエッジを強調するようにしてもよい。また、ビデオカメラを用意して、室内などを撮像し、使用者ＰＳ２が移動する先々の環境を撮像し、移動する先々のエッジを強調するようにプロジェクタが投影する場所を制御してもよい。この場合、ビデオカメラやプロジェクタには、第１実施形態で用いた自由雲台を設け、使用者ＰＳの移動に追従して撮像範囲や投影範囲を変更するものとしてもよい。

【0056】

更に、第２実施形態では、統合コントローラ２００は照明装置１００も制御しているので、使用者ＰＳ１が資料ＴＸなどを読もうとする場合には、使用者ＰＳ１の視覚特性に合わせて読み易さを高める照明を実現するので、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができ、使用者の利用環境を総合的に、見やすいものにすることができる。つまり使用者は、環境内において資料ＴＸを読む場所まで移動することから、資料ＴＸなどを読むと言った作業まで、シームレスに、明視の環境を享受することができる。

【0057】

Ｄ．その他の実施形態：
（ａ）上記実施形態では、明視モデルとして、使用者個人の読み易さの特性（図４参照）を用いたが、この特性には、文字の大きさのパラメータは含まないものとし、データの容量を低減している。これに対して、明視モデルに、文字の大きさを含ませ、例えば文字の大きさ別の特性データとして明視モデルを備えるものとしてもよい。この場合、ビデオカメラで撮像した画像を解析して文字の大きさを認識し、文字の大きさ毎に用意された読み易さレベルを示す特性を用いて、プロジェクタが投影する画像の背景輝度（文字以外の部分の輝度）と輝度コントラストとを決定するようにすればよい。使用者にとっての文字の大きさは、使用者と資料との距離により変化するので、ビデオカメラで資料と使用者とを撮像し、両者の距離を推定して、使用者にとっての文字の大きさを決定し、文字の大きさ別の特性データを参照するものとすればよい。もとより、資料ＴＸと使用者ＰＳとの距離が固定であれば、認識した文字の大きさに応じて読み易さのモデルを選択するものとしてもよい。

【0058】

（ｂ）照明装置１００は、スタンドタイプとしたが、天井取付型や、天井から垂下するいわゆるペンダント型であっても差し支えない。ビデオカメラとプロジェクタとは、一体に組み込まれる必要は必ずしもなく、一方が天井に、他方がスタンド型として用意されても良い。いずれの場合でも、プロジェクタが照明する対象が特定できれば足りる。

【0059】

（ｃ）上記実施形態では、使用者の眼光学神経モデルを用いて、ビデオカメラ１０が撮像した画像を網膜画像に変換したが、網膜画像に変換することなく、輝度コントラストの強調を行なうものとしてもよい。また、使用者が認識する画像を網膜画像以外の画像として扱ってもよい。例えば、使用者の年齢に応じて輝度を低下させた画像として扱ってもよい。

【0060】

（ｄ）上記実施形態では、照明装置１００のプロジェクタ４０以外の光源、つまり天井に設けられた照明器具などの光や、窓から差し込む戸外の光などの影響は一定として考慮していないが、資料ＴＸを照らす他の光源の光による背景輝度自体を併せて調整するものとしてもよい。例えば、図４を例にとると、仮に天井の照明器具からの光や戸外からの光が強く、背景の輝度が元々高い場合、これにプロジェクタ４０からの画像を重畳すると、背景輝度が過剰に高くなり、使用者ＰＳによっては眩しさを感じる場合が想定される場合には、天井の照明器具の光量を低減したり、窓のブラインドやシャッターを下ろして戸外の光を制限したりするなどして、プロジェクタ４０以外の光による背景輝度を一旦低下してから、プロジェクタ４０による投影画像を重畳して、読み易さを改善するものとすればよい。こうした対応は、第２実施形態のように統合コントローラ２００を設けた場合、統合コントローラ２００によって、照明器具２５０，２６０等の光量を調整できるようすれば、容易に実現可能である。

【0061】

（ｅ）読み易さのレベルＬの改善は、種々の態様で実現可能である。例えば、一律に読み易さをＬ＝４以上とするように、背景輝度と輝度コントラストとを調整してもよいし、プロジェクタ４０により投影画像の重畳前の読み易さのレベルＬを所定の幅、例えば値１だけ高めるものとしてもよい。あるいは少なくともレベルＬ＝３未満にしないものとしてもよい。また、使用者ＰＳ毎にどのように読み易さを高めるかを個人別視覚データベース３６に記憶しておき、これを参照して、投影画像の明るさなどを決定するようにしてもよい。なお、眼光学神経モデルと読み易さのモデル（明視モデル）とは、個人別視覚データベース３６にまとめて記憶する必要は必ずしもなく、異なる記憶部に記憶するものとしてもよい。あるいは、ネット上に分散して記憶しておき、適宜参照するものとしてもよい。この場合、個人個人が自分の眼光学神経モデルや読み易さのモデルなどを管理する形態としてもよい。

【0062】

（ｆ）プロジェクタ４０により投影する投影画像に含まれる文字等の形状は、ビデオカメラ１０が撮像した画像に含まれる文字等の形状と基本的には同じものだが、使用者ＰＳが読み易さの改善を指示しない場合には、単なる照明器具として働かせてもよい。また、資料ＴＸに文字以外の部分、例えば写真などが含まれる場合、写真の領域を認識し、写真の部分については、異なる背景輝度および輝度コントラストとしてもよい。例えば、写真がグラビアのようにグレースケールで表示されている場合には、写真全体を均質に照明して背景輝度のみを高めるようにしてもよい。他方、写真が新聞等における表示のように網点によって形成されている場合には、文字と同じように背景輝度と輝度コントラストを決定して、投影画像を重畳すればよい。

【0063】

（ｇ）上記実施形態では、Ａ４程度の資料ＴＸ全体の背景輝度と輝度コントラストを調整して読み易さを高めたが、使用者ＰＳが資料ＴＸを読んでいる場合、実際に視認している範囲は、Ａ４の資料サイズと比べてかなり狭い。中心視野は、数度程度の画角範囲に限られることが知られている。このため、視認位置特定部を設け、使用者ＰＳの瞳孔の位置と向きをカメラで撮像し、使用者ＰＳの視線方向を認識し、視線方向、つまり視認位置に存在する文字等のみを読み易さの改善を行なう対象とすることも差し支えない。この場合、背景輝度と輝度コントラストとを改善する範囲は狭くなるため、プロジェクタ４０の投影画素数を４Ｋより小さいものにすることができる。また、プロジェクタ４０の光源の明るさも抑制することができる。こうした画素数が少なく明るさも抑制したプロジェクタであれば、小型化が容易であるため、使用者の頭部にマウントしたり、眼鏡に照明装置１００を組み込んだりすることも可能である。もとより、投影画素数が大きく、光源の明るいプロジェクタを用い、中心視野に対応した狭い範囲に投影画像を重畳するものとすることで、プロジェクタの能力を、投影画像の解像度と、背景輝度および輝度コントラストの上昇を行なう範囲の拡大とに用いてもよい。こうした狭い位置のコントラストの上昇であれば、レーザ光による描画の手法を用い、文字等の輪郭の外側を、レーザ光でベクタ方式により描画するものとしてもよい。

【0064】

（ｈ）上記各実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。ソフトウェアによって実現されていた構成の少なくとも一部は、ディスクリートな回路構成により実現することも可能である。また、本開示の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。すなわち、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、データパケットを一時的ではなく固定可能な任意の記録媒体を含む広い意味を有している。

【0065】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0066】

ＴＸ…資料、Ｖin…入力画像、Ｖout…出力画像、Ｖｒ…網膜画像、ａ…係数、１０…ビデオカメラ、１５…自由雲台、２０…照明部本体、２１…映像入力部、２３…映像出力部、３０…映像処理部、３１…眼光学神経モデル変換部、３３…読み易さモデル参照部、３４…コントラスト強調部、３５…付加画像処理部、３６…個人別視覚データベース、３８…撮像・投影制御部、４０…プロジェクタ、４５…自由雲台、５１…スタンド、５２…ベース部、６０…視覚データ入力・選択部、１００…照明装置、２００…統合コントローラ、２１０…プロジェクタ、２４０…天井、２５０，２６０…照明器具、２７０…階段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10】