JP2018129118A

JP2018129118A - Ｄｍｘ通信システム

Info

Publication number: JP2018129118A
Application number: JP2017019203A
Authority: JP
Inventors: 稔松本; Minoru Matsumoto; 賢仁司城; Katahito Tsukasaki
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: JP6876454B2

Abstract

【課題】本発明は照明制御に利用するＤＭＸ通信システム、特にＤＭＸ通信システムに対する直撃雷および誘導雷対策の技術を提供する。【解決手段】ＤＭＸ通信システム１０は、デジタル制御信号を入力するための操作手段１２と、該操作手段１２からのデジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換して出力するＤＭＸ送信部１４と、該ＤＭＸ送信部１４からのＤＭＸ信号を伝送する伝送手段１６と、伝送されたＤＭＸ信号を受信するとともに該ＤＭＸ信号を照明装置への制御指令に変換して該照明装置２０へ制御指令を出力するＤＭＸ受信部１８と、を備る。伝送手段１６は、光ファイバーケーブルであることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は照明制御に利用するＤＭＸ通信システム、特にＤＭＸ通信システムに対する直撃雷および誘導雷対策の技術に関する。

ＤＭＸ通信は、米国劇場技術協会（ＵＳＩＴＴ）によって定められたデジタル照明データプロトコルの規格であり、世界中の舞台装置の製造業者等に認識されているものである。ＤＭＸ通信によるデジタル制御は、例えば大規模又は中規模のコンサートホールや屋内舞台演劇に使用されるデジタル照明操作コンソール、コンピュータ処理による変色光、レーザー光のコンピュータ処理によるカラースクローラなどの用途に利用されている。そして近年では、大規模な屋外イベントや高層ビルのライトアップ照明の制御のようなさまざまな用途への利用可能性について注目されている。このようなさまざまな用途においてもＤＭＸ通信システムで適宜対応出来るように、特許文献１ではＤＭＸ通信システム等の高速化および多様なデジタル制御を可能とする各種通信システムに関する技術が開示されている。

特許第４７１８００８号公報

しかしながら、ＤＭＸ通信は主に屋内の１００ｍ〜４００ｍ程度の比較的短い距離の範囲内においてデジタル制御を行う用途には適しているが、上記のような屋外で長距離にわたる照明制御を行う場合にはその特性から困難であると言える。ＤＭＸ信号の特にＤＭＸ５１２の信号は、２５０Ｋｂｐｓであり、信号の周波数成分が高く、伝送距離を長くとる場合には途中に波形整形回路を多数設置する必要があった。また、屋外の用途でＤＭＸ通信を使用する場合、例えば大規模な屋外イベントで使用する場合には晴れた日にＤＭＸ通信システムの構築（照明装置の設置およびケーブルの配線等）を行い、その後はすぐに撤収してしまうので通信距離の問題さえクリアできれば問題なく利用できるが、都会の高層ビルのライトアップ照明に利用する場合はＤＭＸ通信システムを一度構築するとその後はケーブル等を屋外に設置したままとなる。そのため、一般的な電気機器と同様に、どうしても直撃雷や誘導雷の影響を受けてしまう恐れがある。このような雷の影響を回避するために例えばＤＭＸ通信システムの通信配線を有線から無線に切り替えることも考えられるが、実際には都会の高層ビルがある立地では、周りにも高層ビルが多く立ち並んでおり、電波が不安定であるために安定した無線通信が困難である場合が多く、場合によってはそのＤＭＸ通信が阻害される恐れがある。また、テレビ塔などの強力な電磁波を出力するアンテナが近くに存在する場合、ＤＭＸ通信システムが備える受信回路の高周波増幅回路等の非直線性により、混変調が発生し、ＤＭＸ通信の受信が困難になることも考えられる。

本発明は上記従来技術の課題に鑑みて行われたものであって、その目的は、ＤＭＸ通信システムを長期にわたり屋外で使用する用途において、直撃雷および誘導雷の影響を抑制しながら安定したデジタル照明制御を可能とするＤＭＸ通信システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
デジタル制御信号を入力するための操作手段と、該操作手段からのデジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換して出力するＤＭＸ送信部と、該ＤＭＸ送信部からのＤＭＸ信号を伝送する伝送手段と、伝送されたＤＭＸ信号を受信するとともに該ＤＭＸ信号を照明装置への制御指令に変換して該照明装置へ制御指令を出力するＤＭＸ受信部と、を備えたＤＭＸ通信システムであって、
当該ＤＭＸ通信システムは、前記伝送手段が屋外に配置され、
前記ＤＭＸ送信部は、前記ＤＭＸ信号を光信号に変換する電光変換回路を備え、
前記ＤＭＸ受信部は、前記光信号をＤＭＸ信号に変換する光電変換回路を備え、
前記伝送手段は、光ファイバーケーブルであることを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記ＤＭＸ送信部は、平衡信号である前記ＤＭＸ信号を不平衡信号に変換する平衡／不平衡変換回路を備え、
前記ＤＭＸ受信部は、不平衡信号を平衡信号である前記ＤＭＸ信号に変換する不平衡／平衡変換回路を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記光ファイバーケーブルは、該光ファインバーケーブルの強度を補強するために樹脂の補強材を備えていることを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記光信号は、０．８５μｍ〜１．５５μｍの波長を有する近赤外線であることを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記光ファイバーケーブルは、ＳＭ型光ファイバーケーブルまたはＧＩ型光ファイバーケーブルであることを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記ＤＭＸ受信部は、２以上の照明装置と接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、ＤＭＸ送信部にはＤＭＸ信号を光信号に変換する電光変換回路を備えるとともにＤＭＸ受信部には光信号をＤＭＸ信号に変換する光電変換回路を備え、ＤＭＸ受信部とＤＭＸ送信部との間に光ファイバーケーブルを接続してＤＭＸ信号を光信号として伝送するシステムとすることで、屋外に当該ＤＭＸ通信システムを常設した場合でも、直撃雷および誘導雷を抑制しながら安定した照明装置のデジタル制御が可能となるＤＭＸ通信システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態にかかるＤＭＸ通信システムの概略構成図を示す。本発明の第１実施形態にかかるＤＭＸ通信システムの概略設置イメージ図を示す。本発明の第２実施形態にかかるＤＭＸ通信システムの概略構成図を示す。

以下、本発明のＤＭＸ通信システムについて図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を超えない限り何ら以下の例に限定されるものではない。
＜第１実施形態＞

図１に本発明の第１実施形態に係るＤＭＸ通信システムの概略構成図を示す。本実施形態におけるＤＭＸ通信とは、１本のデジタルケーブルで５１２チャンネル分の照明制御データのやり取りが可能で、また、各チャンネルの信号を２５６段階で制御することができるＤＭＸ５１２のことである。同図に示すＤＭＸ通信システム１０は、デジタル制御信号を入力するための操作卓１２と、該操作卓１２からのデジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換して出力するＤＭＸ送信部１４と、該ＤＭＸ送信部１４からの出力信号を伝送するケーブル１６と、伝送されたＤＭＸ送信部１４からの出力信号を受信するとともに照明装置２０への制御指令に変換して該照明装置へ制御指令を出力するＤＭＸ受信部１８と、を備えている。

はじめに操作卓１２およびＤＭＸ送信部１４について説明する。まず、ＤＭＸ通信システム１０に接続された照明装置２０の動作パターンを決定する。そして、操作卓１２によって照明装置２０の動作パラメータを設定し、設定された動作パラメータをデジタル制御信号としてＤＭＸ送信部１４へ送信する。操作卓１２は、例えばキーボードやスイッチ等を多数備えたマンマシンインターフェイスである。操作卓１２から出力されたデジタル制御信号は、ＤＭＸ送信部１４へ到達する。ＤＭＸ送信部１４は、デジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換するＤＭＸ送信回路２２と、平衡信号であるＤＭＸ信号を不平衡信号へと変換する平衡／不平衡変換回路２４と、前記不平衡信号を光信号に変換する電光変換回路２６と、を備えている。デジタル制御信号はＤＭＸ送信回路２２に入力されると、該ＤＭＸ送信回路２２によってＤＭＸ信号に変換される。このＤＭＸ信号は、例えばＲＳ４２２やＲＳ４８５等を利用した平衡信号である。この平衡信号であるＤＭＸ信号は、平衡／不平衡変換回路２４によって不平衡信号へと変換される。具体的には図１に示すように、Ｄａｔａ１−、Ｄａｔａ１＋間の信号をグランド、Ｄａｔａ１間の信号に変換する。平衡／不平衡回路２４は、例えば比透磁率の高いリング状のトロイダルコアが含まれているものが好ましい。このような構成とすることで、外部に磁束を出さず、また、外部の磁束からの影響を受けないで平衡／不平衡等の変換を行うことができる。そして、この不平衡信号（グランド、Ｄａｔａ１間の信号）は電光変換回路２６によって、光信号に変換されてＤＭＸ送信部１４から出力される。

ここで、一般的なＤＭＸ通信システムであれば、コンサートホールや劇場などの限られた空間内に設置された照明装置を制御できればよいので、ＤＭＸ送信部とＤＭＸ受信部との間におけるＤＭＸ信号のやりとり（基本的にはＤＭＸ送信部からＤＭＸ受信部への片方向通信）は金属製のワイヤー等を経由して行う。しかしながら、本実施形態におけるＤＭＸ通信システム１０は高層ビルのライトアップ等に利用されるため、実際には、都会の高層ビルが立ち並ぶような場所で使用することとなり、また、ＤＭＸ通信システム１０を構築後は撤収等をせずにそのまま屋外に設置した状態になる。具体的には図２に示すように高層ビル２００のライトアップのために屋外である高層ビルの壁面等に照明装置２０、ＤＭＸ受信部１８およびケーブル１６を取り付け、屋内に配置した操作卓１２とＤＭＸ送信部１４で照明装置２０のデジタル制御を行うこととなる。このような場合には従来通りのＤＭＸ通信システムをそのまま導入すると、直撃雷や誘導雷の影響を高い確率で受けてしまうことが予想される。また、一般的な建物であれば屋上等には必ず避雷針が設置されており、家庭用住宅のような低い建物であれば必ず避雷針に雷が落ちるが、高層ビルのような環境では避雷針を屋上に設置してもビルの中腹の壁面等に雷が落ちたりすることが多く見受けられる。

そこで、本実施形態におけるＤＭＸ通信システム１０では、ＤＭＸ送信部１４からＤＭＸ受信部１８へ信号を伝送する手段として従来のような金属製のワイヤーは使用せずに、ケーブル１６として光ファイバーケーブルを利用して光信号として伝送することとした。なお、ケーブル１６は本発明における伝送手段に相当する。伝送手段として光ファイバーケーブルを利用することで、直撃雷等の影響を受ける可能性のある金属部分を各段に少なくすることが出来る。したがって、図１のＤＭＸ通信システム１０では、ＤＭＸ送信部１４とＤＭＸ受信部１８との間にはケーブル１６として光ファイバーケーブルが接続されている。

そして、ＤＭＸ通信システム１０に利用されるＲＳ４２２は、外部電磁界の影響を受けないような平衡信号であるので、この信号を平衡／不平衡変換回路２４により、不平衡に変換して、さらに電光変換回路２６により光信号に変換してから光ファイバーケーブルに乗せる必要がある。また、信号伝送における減衰を少なくするために光信号には近赤外線を利用し、これに対応した光ファイバーケーブルを使用することが好ましく、より好ましくは０．８５μｍ〜１．５５μｍ程度の波長領域を有する近赤外線を利用し、これに対応した光ファイバーケーブルを使用することが好適である。具体的には、光信号の伝送距離が数キロメートルにおよぶ場合には近赤外線の使用波長を１．３１μｍまたは１．５５μｍとするとともに伝送損失が低く優れた特性を有するＳＭ型光ファイバーケーブルを用いることが好ましい。また、光信号の伝送距離が数百メートル程度であれば、近赤外線の使用波長を０．８５μｍとして光ファイバー接続が簡単で安価なＧＩ型光ファイバーケーブルを用いることが好ましい。このようにＤＭＸ信号の伝送に特定の光ファイバーケーブルを使用することで、ＤＭＸ通信システムの使用可能距離の問題が解決できるとともに、屋外で使用する際の直撃雷および誘導雷を抑制することが出来る。また、ＤＭＸ受信部１８およびケーブル１６（光ファイバーケーブル）には、例えば屋外で使用できるように防水仕様または防滴仕様などの工夫を施しておくことが好ましい。このような工夫をしておくことで、ＤＭＸ通信システム１０を長期間にわたり屋外に常設させたとしても安定した照明制御が可能となる。

そして、図１におけるＤＭＸ送信部１４からの光信号は光ファイバーケーブル（ケーブル１６）によってＤＭＸ受信部１８へと到達する。ＤＭＸ受信部１８は、光信号を不平衡信号（グランド、Ｄａｔａ１間の信号）に変換する光電変換回路２８と、不平衡信号を平衡信号（Ｄａｔａ１−、Ｄａｔａ１＋、グランドの信号）であるＤＭＸ信号へと変換する不平衡／平衡変換回路３０と、ＤＭＸ信号を照明装置２０への制御指令に変換して該照明装置２０へ制御指令を出力するＤＭＸ受信回路３２と、を備えている。

光ファイバーケーブルを利用したケーブル１６によって伝送された光信号は、光電変換回路２８によって光信号から不平衡信号へと変換される。光電変換回路２８では、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等で光信号を受け取り、電気信号に変換し、波形成形回路で波形を整えて不平衡信号としている。この不平衡信号は不平衡／平衡変換回路３０によって平衡信号のＤＭＸ信号へと変換される。そして、ＤＭＸ信号はＤＭＸ受信回路３２によって照明装置２０への制御指令に変換されて照明装置２０へと送られ、照明装置２０の安定したデジタル制御が行われる。

このように、ＤＭＸ通信システムのケーブル１６（伝送手段）に光ファイバーケーブルを使用することで、高層ビルのライトアップ等の定常的な屋外での使用においても、直撃雷および誘導雷を抑制しながら、安定したＤＭＸ通信による照明制御が可能となる。また、光ファイバーケーブルを補強するための補強材には一般的に金属が含まれていることが多いが、このような光ファイバーケーブルであってもケーブル１６として金属製のワイヤー等を使用する場合に比べて直撃雷および誘導雷を抑制することができる。また、本実施形態で利用する光ファイバーケーブルは、補強材として金属を含まないものであることが好ましく、例えば、補強材が樹脂等であることが好適である。
＜第２実施形態＞

図３に本発明の第２実施形態に係るＤＭＸ通信システムの概略構成図を示す。同図に示すＤＭＸ通信システム１１０は、デジタル制御信号を入力するための操作卓１１２と、該操作卓１１２からのデジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換して出力するＤＭＸ送信部１１４と、該ＤＭＸ送信部１１４からの出力信号を伝送するケーブル１１６（光ファイバーケーブル）と、伝送されたＤＭＸ送信部１１４からの出力信号を受信するとともに照明装置１２０への制御指令に変換して該照明装置１２０へ制御指令を出力するＤＭＸ受信部１１８と、を備えている。

本実施形態に係るＤＭＸ通信システム１１０では、照明装置１２０の制御のみではなく、さらに別の照明装置１３４の制御も同時に行う構成となっている。このような場合には、各照明装置（図３では照明装置１２０および照明装置１３４）にアドレスが指定されており、アドレスごとの制御データのみを各照明装置が認識することで制御信号に伴った照明制御が行われる。具体的には、ＤＭＸ受信回路（ＤＭＸ受信回路１３２およびＤＭＸ受信回路１３６）ではＤＭＸ信号からアドレス指定されたデータを抜出し、そのデータをＰＷＭ調光信号に変換し、またはそのデータの意味する調光指令値に変換して照明装置（照明装置１２０および照明装置１３４）へ送る。つまり、個々の照明装置を互いに完全に独立して制御可能となる。また、図３では照明装置として２系統記載されているが、照明装置が３系統以上であっても同様の照明制御が可能である。このように照明装置が複数存在する場合において屋外でＤＭＸ通信システムを利用する時でも、光ファイバーケーブルを利用して信号の伝送を行うことで、直撃雷および誘導雷を抑制して安定した照明装置の制御が可能となる。

以上のように本発明のＤＭＸ通信システムによれば、ＤＭＸ送信部には電光変換回路を備えるとともにＤＭＸ受信部には光電変換回路を備え、受信部と送信部との間に光ファイバーケーブルを接続してＤＭＸ信号を光信号として伝送するシステムとすることで、屋外に当該ＤＭＸ通信システムを常設した場合でも、直撃雷および誘導雷を抑制して安定した照明装置のデジタル制御が可能となるＤＭＸ通信システムを提供することができる。また、本発明のように伝送手段として光ファイバーケーブルを使用するとともに特定波長の近赤外線を光信号として利用することで、従来のＤＭＸ通信システムでは困難であった大規模イベントや高層ビル等の屋外での使用においても使用できる伝送距離を確保することができた。さらに、ＤＭＸ通信システムと接続される照明装置が２系統以上ある場合でも同様に照明制御が実現出来る。

１０１１０ＤＭＸ通信システム
１２１１２操作卓
１４１１４ＤＭＸ送信部
１６１１６ケーブル
１８１１８ＤＭＸ受信部
２０１２０照明装置
２２１２２ＤＭＸ送信回路
２４１２４平衡／不平衡変換回路
２６１２６電光変換回路
２８１２８光電変換回路
３０１３０不平衡／平衡変換回路
３２１３２ＤＭＸ受信回路
１３４照明装置
１３６ＤＭＸ送信回路
２００高層ビル

Claims

デジタル制御信号を入力するための操作手段と、該操作手段からのデジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換して出力するＤＭＸ送信部と、該ＤＭＸ送信部からのＤＭＸ信号を伝送する伝送手段と、伝送されたＤＭＸ信号を受信するとともに該ＤＭＸ信号を照明装置への制御指令に変換して該照明装置へ制御指令を出力するＤＭＸ受信部と、を備えたＤＭＸ通信システムであって、
当該ＤＭＸ通信システムは、前記伝送手段が屋外に配置され、
前記ＤＭＸ送信部は、前記ＤＭＸ信号を光信号に変換する電光変換回路を備え、
前記ＤＭＸ受信部は、前記光信号をＤＭＸ信号に変換する光電変換回路を備え、
前記伝送手段は、光ファイバーケーブルであることを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１に記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記ＤＭＸ送信部は、平衡信号である前記ＤＭＸ信号を不平衡信号に変換する平衡／不平衡変換回路を備え、
前記ＤＭＸ受信部は、不平衡信号を平衡信号である前記ＤＭＸ信号に変換する不平衡／平衡変換回路を備えることを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１および請求項２のいずれかに記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記光ファイバーケーブルは、該光ファインバーケーブルの強度を補強するために樹脂の補強材を備えていることを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記光信号は、０．８５μｍ〜１．５５μｍの波長を有する近赤外線であることを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１から請求項４のいずれかに記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記光ファイバーケーブルは、ＳＭ型光ファイバーケーブルまたはＧＩ型光ファイバーケーブルであることを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記ＤＭＸ受信部は、２以上の照明装置と接続されていることを特徴とするＤＭＸ通信システム。