JP2011519129A - 改善されたリモコンを備えた照明デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、スポットライト1を形成している少なくとも一つの光源及び反射器システムと、照明角度を変化させるために、取付けベース4に対してスポットライト1を回動させるように配置された1つ又は複数のアクチュエータ5と、スポットライト1に取り付けられ、当該スポットライト1が導かれる照明領域7の画像を取得するよう位置合わせされたカメラ13と、を有する照明デバイスに関する。スポットライト1は中央領域を有するよう設計され、当該中央領域からは前記照明領域7が見え、当該中央領域は、光源の光を照明領域7のへ向かって反射又は発することはなく、前記カメラ13が、前記中央領域の前記スポットライト1の光軸14上に配置されている。提案された照明デバイスがあると、照明領域7がスポットライト1の近くにあるアプリケーションにおいてさえ、当該照明領域7に所望されない陰影を生ずることなく、スポットライト1が正確に狙いを定めることが実現される。

Description

本発明は、スポットライトを形成する少なくとも一つの光源及び反射器システムと、前記スポットライトにより発された光線の照明角度を変化させるために、当該スポットライトを取付けベース内において回動させるよう構成された、1つ又は複数のアクチュエータと、当該スポットライトに取り付けられ、且つスポットライトが導かれた照明領域の画像を取得するよう位置合わせされたカメラと、を有する照明デバイスに関する。

このタイプの照明デバイスは、特に、対象物又は場面を周囲と比較して強調するために、対象物又は場面が照明されねばならない多くのアプリケーションで使われている。本願明細書で説明されている照明デバイスの好適なアプリケーションは、強調されるべき対象物又は領域が、劇場照明、舞台照明、又はスタジオ照明よりもスポットライトにより近い、店舗用の展示照明である。

スポットライトを形成する光源及び反射システムと、前記スポットライトにより発された光線の照明角度を変化させるために、当該スポットライトを取付けベース内で回動させるよう構成された1つ又は複数のアクチュエータと、を有する照明デバイスは、可動前照燈又はロボット・ランプとして知られている。ロボット・ランプは、前照燈を動かすモータとは対照的に、より低いコスト且つ非常に遅い作動のむしろ小さな作動モータを有する。これ故、ロボット・ランプが多数設置されることができ、照明デザイナが梯子をよじ登るのを必要とすることなく、発された光線の狙いをつけることができる。作動モータは、照明デザイナがスポットライトの回動を制御できる制御ステーションへと、有線又は無線にて容易に接続される。

米国特許公開公報US 6,079,862 Aは、照明されるべき目標物（ターゲット）を自動的に追跡するための自動追跡照明器具を説明している。スポットライトは、天井面で水平方向及び垂直方向に回動するよう支持されている。水平駆動メカニズムが、スポットライトの水平方向の角度を変化させ、垂直駆動メカニズムが、スポットライトの垂直方向の角度を変化させる。CCDカメラがスポットライトのハウジングに取り付けられ、照明されるべきターゲット領域の画像を取り込む。照明されるべきターゲットが、CCDカメラからの画像を処理する画像認識ユニットにより認識される。算出されたターゲットの座標に従って、駆動メカニズムが、スポットライトを所望の方向に回動させるよう、自動的に駆動される。

斯様な照明デバイスは、スポットライトとターゲット面との間の距離に比較して、スポットライトのサイズ及び生成された照明効果が小さなアプリケーションでは、重大な問題も無く適用できる。これは大部分が、劇場での事例、舞台での事例、又はスタジオ照明での事例である。これは、ターゲット領域がスポットライトにより近い、店舗用の展示照明の分野での事例ではない。展示照明のアプリケーションでは、スポットライトとカメラの軸との間の視差誤差が、狙いを定める精度を減じる。他方、カメラをスポットライトの光学軸上に位置決めすることは、所望されない陰影を照明されたターゲット領域に生じる。

本目的は、所望されない陰影が照明領域内には無い正確な制御ができる、改善された照明角度をもつリモコンを、照明デバイスに提供することである。

本目的は、請求項１に記載の照明デバイスで実現される。照明デバイスの好都合な実施例が従属請求項の主題であるか、又は、説明及び実施例の後続部分に開示されている。

提案された照明デバイスは、スポットライトを形成する光源及び反射システムと、前記スポットライトにより発された光線の照明角度を変化させるために、当該スポットライトを取付けベースにおいて回動させるよう構成された、1つ又は複数のアクチュエータと、スポットライトに取り付けられ、且つ当該スポットライトが導かれた照明領域の画像を取得するよう位置合わせされたカメラと、を有する。スポットライトは中央領域を有し、当該中央領域からは照明領域が見え、当該中央領域は、光源の光を照明領域の方へ反射又は発しないように設計されており、前記カメラは、スポットライトの光学軸上にある前記中央領域に配置されている。中央領域は、好ましくは照明領域に向かい合っている。斯様なスポットライトの反射システムは、照明された領域に生じるいかなる中心部の陰影も回避するよう設計されている。

斯様な特別な設計のスポットライトを用いることによって、投射された領域にいかなる陰影を生じることも無く、カメラがスポットライトの光軸上に配置されることができる。斯様な態様でカメラを光学軸上に配置することによって、視差誤差が発生することはあり得ず、より正確なスポットライトの位置合わせ、又はスポットライトの狙いを定めることができる。カメラは、スポットライトによって照らされた領域と同じ寸法をもつ撮像領域の画像を取得するように設計又は調整されることができる。この照明領域が円形である場合、寸法及び形状において照明領域と正確に一致させるために、画像が例えばマスキングされることができる。より詳細な照明領域の周囲環境の概要を提供するために、カメラは、照明領域の寸法よりも大きな撮像領域の画像を取得するよう設計又は調整されることもできる。

提案された照明デバイスがあると、スポットライトのアクチュエータを制御するための制御システムの、手動、半自動、及び自動の操作が実現できる。いずれにせよ、カメラは、スポットライトと共に狙いを定める。例えばCCDカメラ、又はCMOSカメラである当該カメラの画像は、被照面から反射された光を示す。手動の操作では、デザイナは、カメラにより取得された画像を例えば注目することができ、且つ所望する照明に対してスポットライトの正しい向きを実現するために、スポットライトのアクチュエータを、制御ステーションのグラフィカルユーザインタフェース（GUI)を介して制御できる。この場合、通常、取得した画像の中心が、照明された領域の中心に相当する。取得した画像の位置を指し示すために、GUIを使用することも可能であり、この場合GUIは、照明された領域の寸法よりも大きな領域を示さなければならない。この場合、アクチュエータは画像を中央に置くよう、即ちスポットライトを所望のターゲット領域の方へと動かすよう、自動制御される。更にまた、画像認識アルゴリズムが、画像中の所望のターゲットオブジェクト又はターゲット領域を検出するために用いられることができ、アクチュエータも、次に、これに従ってスポットライトを位置合わせするために、自動的に制御される。上述した米国特許公開公報US 6,079,862 Aにおいて例が説明されている、斯様な自動認識又は半自動認識が、提案された照明デバイスでしかるべく適用されることができる。

取得した画像データは、カメラから制御ステーションへと、有線又は無線で送られることが可能である。同じ事が、スポットライトを回動させるためのアクチュエータを駆動する、制御信号に適用する。更にまた、スポットライトを動かすための機械的な構造は、重大な意味をもってはいない。スポットライトを特に1次元又は2次元で回動させることによって、当該スポットライトを所望の方向に動かすことができる、どのような周知の構造も、用いられることが可能である。好ましくはアクチュエータは、ロボット・ランプから知られている小型アクチュエータ・モータである。照明デバイスの光源は、1つ又は複数のLED(LED:発光ダイオード)で、又は、UHP(UHP:超高性能)ランプから形成されることができる。入手が可能な場合、所望の照明アプリケーションに適する他の光源も使用されることができる。これは、照明用光ビームを形成するための反射器システムにより焦束されることができる、全ての種類の光源にあてはまる。効率の良いビーム焦点のための小さな燃焼点に起因して、UHPランプが、提案された照明デバイスで特に有利である。

提案されたデバイスの一実施例では、光源は異なる色の複数のLEDで形成され、これらのLEDの放出光は混合システムにより混合される。幾つかのLEDの制御を変化させることによって人の関心を引く照明効果を作り出すよう、斯様な光源は制御可能な色をもつ光を発することができる。

好都合な実施例において、提案された照明デバイスの反射器システムは、光軸上に中央開口部を備えた第1の反射要素と、第2の反射要素とを有する、反射屈折する光学系、又は光反射の光学系で形成されている。第2の反射要素は、第1の反射要素よりも小さく、且つ、第1の反射要素の裏側から当該第1の反射要素の反射面へと前記開口部を貫いている光軸に沿って入射する光源の光を反射するように設計され、配置されている。第1の反射要素のこの反射面から、光は、照明領域へ向かって反射される。第1の反射要素の反射面は、平行効果を当たっている光へ提供するために、カーブしている。2つの反射要素は、第2の反射要素によるどのような中心陰影も、照らされた領域において回避するよう設計されている。斯様な反射屈折する光学系、又は光反射の光学系は、例えば望遠鏡の分野の従来技術において知られている。前記カメラが第2の反射要素の裏側に取り付けられており、したがって、いかなる陰影も照明領域に生じることはない。全体の反射器システムの光学的な構造に応じて、第2の反射要素もカーブしていてもよいし、又は平面でもよい。斯様な反射屈折する光学系、又は光反射の光学系の使用は、光源が主反射鏡とも呼ばれている第1の反射要素の背後に配置されるという更なる長所があり、これ故、重大な寸法の制限をもつことはない。従って、複数のLEDと、当該LEDの光を混合するための混合ユニットとで構成される光源が、主反射鏡の背後に光源として配置されることができる。

上記のシステムにおいて、カメラの位置と、光源の位置を交換することも可能である。即ち、カメラを第1の反射要素の背後に配置し、光源を第2の反射要素の裏側に配置することも可能である。第2の反射要素の裏側は、この場合、光源の光を照明領域へ向かって平行にし、且つ反射するよう設計されねばならない。

更に有利な実施例においては、反射器システムは、中央に取り付けられている光源用のロッドを有する放物面反射器で形成される。この場合、光源又は複数の光源は、この中央に取り付けられているロッドの側面に載置され、カメラは、この取付けロッドの先端に取り付けられる。

別の好ましい実施例では、反射器システムの光源及び少なくとも一つの反射器要素が光軸上で両者の距離を増減するために、お互いに動くことができるよう、スポットライトが設計される。斯様な相対的な動きがあると、スポットライトにより発された光ビームの開口角を変化させることができ、この変化する開口角があると、照明エリアの寸法を変化させることができる。アクチュエータは、好ましくは制御ステーションにより制御されるモータ駆動のアクチュエータである。更にまた、カメラは、1つ又は複数の適切なアクチュエータによって調節可能でもある光学システム、特にズーム・システムを有する。斯様な可調光学系があると、制御ステーションを通じたアクチュエータの制御によって、カメラの画角も増減できる。好ましくは、照明の開口角を変化させるためのアクチュエータの作動が、全てのアクチュエータが同時に駆動され、且つ照明領域が撮像領域と寸法及び位置において常に一致するように、ズーム光学系を作動させるためのアクチュエータと結合されている。従って、スポットライトの狙いを定めるために、光源が作動されることは必要でない。何故ならば、カメラにより取得された画像は照明された領域と常に同一だからである。

本発明のこれらの態様及び他の態様が、これ以降説明される実施例を引用して明らかになり、且つ解明されることであろう。

以下の例示的な実施例は、提案された照明デバイス及び当該デバイスの構成要素の例を、添付の図を引用し、保護の範囲を限定することなく、示している。

リモート・コントロールを備えた照明デバイスの概観図を示す。 提案された照明デバイスの第1の実施例の概観図を示す。 提案された照明デバイスの第2の実施例の概観図を示す。 提案された照明デバイスの第3の実施例の概観図を示す。

図1は、本発明によって、本質的に設計されることができる照明デバイスの概観図である。図1は、照明領域7、この場合は壁3を照らすための光ビーム2を発するスポットライト1のハウジングを示す。当該スポットライト1のハウジングは、取付けベース4に対して図1の矢印の方向に回動可能に、当該取付けベース4に載置されている。作動モータ5が、スポットライトを取付けベース4において回動させるように、制御ステーション6により駆動されることができる。

図2は、本発明の照明デバイスの反射器システムの第1の実施例を示す。この例では反射器システムは、図2に示すように配置されたカーブしている主反射鏡9と、カーブしている第2の反射器10とを有する反射屈折する光学系で形成されている。LED光源11により発された光は、主反射鏡9の開口部12を貫いて、第2の反射器10の反射面へと導かれる。この反射面から、光は、陰影のない照明領域7を形成するために、壁3へ向かって光を反射し且つ平行にする主反射鏡9の反射面へと導かれる。LED光源11と開口部12との間にあるレンズ又はレンズシステムは、図に示されていない。斯様なレンズ又はレンズシステムは、光源の特性に応じて省略されてもよい。第2の反射器10の反射面ではない裏側に、照明領域7を含む画像を取得するために、カメラ13がスポットライトの光軸14上に取り付けられている。撮像用のカメラ13の画角は、カメラ13内部のレンズとして概観的に示されているズーム光学系によって、調節可能でもよい。全体の反射器システム及び光源は、スポットライト1のハウジング8の内部に配置されている。カメラ13がスポットライト1に、スポットライトと共に狙いを定められるように取り付けられているので、カメラ13により取得され、制御ステーション6で表示された画像は、照明領域7から反射されたスポットライト1の光を示す。

単一のLED光源11の代わりに、複数のLED 11が、1本の混合光ビームを形成するために、LED光源11により発された光を混合するための混合システム15と共に、光源を形成してもよい。複数の異なる色のLEDを斯様な混合システム15と共に使用することにより、一つのLED光源11の適切な制御によって、放出光の色は制御可能に変化させることができる。斯様な光源は若干のスペースを要するので、図3に示す反射屈折する光学系又は光反射の光学系の使用が有利である。何故ならば、ランプ・ハウジング8を劇的に大きくすること無く光源が主反射鏡9の背後に配置されることができるからである。

図4は、提案された照明デバイスの更なる実施例を示す。当該デバイスの反射器システムは、放物面反射器16を有する。カメラ13が、照明用のLED光源11を担持している取付けロッド17の先端部分に置かれている。

図4は、反射器16に対する取付けロッド17の相対的な動き、及びカメラ13内部に配置されたズーム光学系のレンズの相対的な動きの可能性を示す2本の矢印18、同19を示す。取付けロッド17と放物面反射器16との間の相対運動があると、光ビームの開口角度の調整が実現できる。この相対運動は、制御ステーションによって、制御可能な適切なモータ型のアクチュエータにより実施される。同様の態様で、カメラ13のズーム光学系が、制御ステーションを介した適切な作動手段により調節される。放物面鏡16と取付けロッド17とが、互いに相対して動かされた場合、カメラ13のズーム光学系を同期をとって調整することによって、カメラ13が常に正確に照明された場面の部分を示すよう、両者の動きが結合されることができる。

本発明が、図面及び前述の説明にて詳細に例示され、説明された一方、斯様な例示及び説明は例示的又典型的であると看做され、拘束性はない。本発明は、開示された実施例に限定されることはない。請求項中、及び上で説明された種々異なる実施例が結合されることもできる。図面、開示物、及び添付の請求項の範囲の学習から、開示された実施例に対する他のバリエーションが、請求された本発明を実施する際の当業者により理解されることができ、遂行されることができる。例えば、反射器システムの構造は、図中の典型的な構造に限定されることはない。同じ事が、別の配置のLED又は他のタイプの発光デバイスを有する光源の設計にあてはまる。反射面は、全反射を基本にしてもよい。

請求項中で、単語「有する」が他の要素又は他のステップを排除することはなく、不定冠詞「a」又は「an」が複数を除外することはない。複数の手段が相互に異なる複数の従属請求項中において列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有効に使われることができないことを示してはいない。請求項中の引用符号は、これらの請求項の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

1 スポットライト
2 光ビーム
3 壁
4 取り付けベース
5 作動モータ
6 制御ステーション
7 照明領域
8 ハウジング
9 主反射器
10 第2の反射器
11 LED光源
12 開口部
13 カメラ
14 光軸
15 混合システム
16 放物面反射器
17 取付けロッド
18 矢印
19 矢印

Claims (9)

1. 照明デバイスであって、
   -スポットライトを形成する、少なくとも一つの光源及び反射器システムと、
   -前記スポットライトにより発された光ビームの照明角度を変化させるために、前記スポットライトを取付けベースにおいて回動させる、1つ又は複数のアクチュエータと、
   -前記スポットライトに取り付けられ、且つ当該スポットライトが導かれた照明領域の画像を取得するよう位置合わせされたカメラと、
   を有し、
   中央領域であって、当該中央領域からは前記照明領域が見え、当該中央領域は、光源の光を照明領域のへ向かって反射又は発することはない中央領域を、前記スポットライトが有するよう設計されており、前記カメラが、前記中央領域にある前記スポットライトの光軸上に配置されていることを特徴とする、照明デバイス。
2. 前記反射器システムが、前記光軸上に、中央開口部を備えた第1の反射要素と、第2の反射要素とを有する光学系で形成され、当該第2の反射要素は前記第1の反射要素よりも小さく、前記開口部を介し前記光軸に沿って入ってくる光源の光を、前記第2の反射要素の反射面へと反射するよう設計、配置され、前記カメラが、前記第2の反射要素の裏側にあることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記反射器システムが、少なくとも一つの光源を側面に担持した、中央に取り付けられているロッドを有する放物面反射器で形成され、前記カメラが当該取付けロッドの先端部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記アクチュエータが、前記スポットライトから距離を隔てた制御ステーションを介して制御可能であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記カメラが、前記照明領域の前記画像を表示するためのモニタへと、有線又は無線で接続されていることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記制御ステーションは、ユーザが前記画像中の関心のある場所又は関心のある領域をマークすることができるグラフィックユーザインタフェースを有し、前記スポットライトを前記関心のある場所又は前記関心のある領域に狙いを定めるために、前記アクチュエータが前記制御ステーションによって自動制御されることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記光源が、異なる色をもつ複数のLEDと、前記反射器システムに入射する前に、当該LEDにより発された光を混合するための混合システムとで形成されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
8. 前記反射システムの前記光源及び少なくとも前記主反射要素は、前記スポットライトにより発された前記光ビームの開口角を変化させるために、前記光軸に沿って互いに対して動くことが可能であり、
   前記カメラは、当該カメラの画角を変化させるための調整可能な光学系を有し、
   前記照明領域が前記カメラにより撮像された領域と常に一致するよう、前記光源及び前記主反射要素の前記相対的な動きと、前記カメラの光学系の前記調整とが同期して行われるよう結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記スポットライトが、前記光源及び前記主反射要素の相対的な動きを行うための1つ又は複数の電気的に駆動されるアクチュエータを有し、前記カメラが、前記光学系を調整するための1つ又は複数の電気的に駆動されるアクチュエータを有することを特徴とする、請求項８に記載のデバイス。

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