JP2018190619A - 照明制御装置および照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の実施形態が解決しようとする課題は、照明制御が容易な照明制御装置を提供することである。【解決手段】本発明の実施形態である照明制御装置は、光源部と、外部端末から送信された前記光源部の調光レベルを設定する制御信号を受信可能かつ前記制御信号を前期制御信号よりも多段階の調光レベルに変換可能な制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明制御装置と照明制御システムに関する。

従来、舞台照明やスタジオ照明では調光レベルの経時変化を抑えるため、各々の半導体発光素子の点灯時間と調光率との積を累積した累積実質点灯時間に基づいて光束補正を行う照明装置が知られている。

しかし、このような光束補正を行うために照明装置の出力上限値を本来の出力上限値より低めに設定すると、調光卓などから操作設定できる照明装置の光束分解能が低下してしまい、スムーズな調光レベルの変更を行えないという問題があった。

特開２００９−２７４６５７号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、照明制御が容易な照明制御装置を提供することである。

本発明の実施形態である照明制御装置は、光源部と、外部端末から送信された前記光源部の調光レベルを設定する制御信号を受信可能かつ前記制御信号を前期制御信号よりも多段階の調光レベルに変換可能な制御部とを備える。

本発明の実施形態によれば、照明制御が容易な照明制御装置を提供できる。

本発明の実施形態における照明制御装置の構成の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態における照明制御装置の制御情報の流れの一例を示した模式図である。 本発明の実施形態における照明制御装置の構成部材である表示部6の外観の一例を示す図である。 本発明の実施形態における照明制御装置の調光レベルに対応する調光カーブを示すグラフである。

以下、図１ないし図４を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態の一例は、調光卓やパーソナルコンピュータ、電子タブレット等の外部端末Cにより調光制御等を操作される照明制御装置1である。照明制御装置1は例えば金属製の筐体内部に通信部21と記憶部22および制御部3を備えた調光制御部2と、制御部3からの信号に応じて調光率を変える電源制御部4とを有する。また、電源制御部4と電気的に接続されて点灯される光源部5が設けられる。

調光制御部2に電力が供給されると、電源制御部4、光源部5および表示部6に電力が供給されて通電状態となる。調光制御部2に電力が供給されなくなると、電源制御部4、光源部5および表示部6にも電力が供給されなくなり、非通電状態となる。

調光制御部2は、外部端末Cから調光制御状態を操作する制御信号を通信部21によって受信する。また、調光制御部2は、照明制御装置1の任意に設定されたアドレス番号や調光状態、点灯時間等の器具情報を通信部21を通じて外部端末Cに送信可能である。通信部21で受信した制御信号は、制御部3や電源制御部4で変換されることで光源部5の調光制御等を行う。また、調光制御部2は、照明制御装置1の金属製筐体外側に操作可能なように備えられた表示部6から制御信号を受信することにより、後述する調光制御等を行うことができる。

以下、図１ないし図３を参照して照明制御装置1の構成について説明する。

照明制御装置1は、図1に示すように例えば操作卓などの外部端末Cに接続される。DMX規格に沿った通信プロトコルやDMX規格を拡張したRDM（Remote Device Management）規格に沿った通信方式により外部端末Cと双方向通信が可能である。なお、外部端末Cと照明制御装置1の間に通信経路としてハブやノード、バトン装置等を介し、照明制御装置1は複数備えられて操作制御される場合がある。

また、照明制御装置1は、LED(Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を有し、制御信号に従って光束や色温度、照射範囲を変化させることによりスタジオや舞台等の照明演出を行う。

また、照明制御装置1は、照明制御装置1に電力を供給する回路を介して分電盤などの外部電源eに接続される。これにより、照明制御装置1は外部電源eから電力が供給される。

外部端末Cは、操作者から照明制御装置1に対する操作指令を受けると、照明制御装置1に付与された器具番号などのアドレスを含む制御情報を生成し、制御情報を照明制御装置1に送信する。この制御情報はノードやバトン装置を介することによってDMX規格やRDM規格に沿った制御信号（例えば調光信号等）に変換し、アドレスが示す照明制御装置1に対して制御信号を出力することで当該照明制御装置1の制御を行う。

通信部21は、外部端末Cからの制御信号を受信可能に形成される。また通信部21は、制御部3から送られる器具情報を外部端末Cに送信可能に形成される。例えば通信部21は外部端末CとDMXケーブルを介して接続可能な端子である。

記憶部22は、照明制御装置1が有する不揮発性のメモリであり、HDD（Hard Disc Drive）、SSD（Solid State Drive）、フラッシュメモリ、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の記憶装置により実現される。

記憶部22は、調光制御部2、電源制御部4、表示部6における通電時間の積算時間である点灯積算時間を記憶する。

また、記憶部22は、外部端末Ｃから任意に設定された光源部5の出力値を記憶する。このとき光源部5の最大出力値以下の任意の出力値を出力上限値として記憶することも可能である。この出力上限値を制御部3に読み出すことにより、外部端末Cによって操作・設定される調光レベルと合わせた調光制御を可能にする。

さらに、記憶部22は、外部端末Ｃや表示部6によって任意に設定される照明制御装置1のアドレス番号を記憶する。

これら記憶部22に記憶される制御情報、点灯積算時間およびアドレス番号などの器具情報は、制御部3によって読み出され、通信部21と表示部6を通じてDMXケーブル等に接続し、外部端末Cへと送信可能なように設けられる。送信されたこれらの器具情報は、外部端末Cのタッチパネルなどから確認可能である。なお、このとき表示部6は器具情報の通信経路として設けられる。

制御部3は、各種の情報処理を実行する演算装置であり、例えばCPU、MPU等の電子回路やASIC、FPGA等の集積回路である。制御部3は、各種の処理手順を想定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種種の処理を実行する。制御部3は、照明制御部31と、計測部32と、積算部33とを有する。

計測部32は、外部電源eから調光制御部2、電源制御部4、表示部6に電力が供給されている時間すなわち調光制御部2、電源制御部4、表示部6の通電時間を計測する。また、計測部32は、後述する各原色光源における調光レベル別の点灯時間を計測する。すなわち、計測部32は、後述する複数の電源制御部4ごとに調光レベル別の点灯時間を計測する。

積算部33は、計測部32によって計測された通電時間（点灯時間）を積算して調光制御部2、電源制御部4、表示部6ごとに通電積算時間を算出する。なお、積算部33は、複数の電源制御部4ごとに通電積算時間を算出する。積算部33は、記憶部22に記憶されている調光制御部2、電源制御部4、表示部6の各通電積算時間に計測部32によって計測された調光制御部2、電源制御部4、表示部6の通電時間を積算することで各通電積算時間を更新する。積算部33は、予め設定された所定周期で通電積算時間を更新してもよい。

また、積算部33は、計測部32によって計測された通電時間を積算して各色の調光レベルごとに点灯積算時間を算出する。すなわち、積算部33は、複数の電源制御部4ごとに調光レベル別の点灯積算時間を算出する。

電源制御部4は、後述する原色光源ごとに複数設けられる。例えば図２に示すように、R（Red）用の電源制御部4Rと、G（Green）用の電源制御部4Gと、B（Blue）用の電源制御部4Bと、W（White）用の電源制御部4Wが設けられる。電源制御部4は、外部端末Cから調光制御部2に備えられた制御部3を介して制御信号を受け取り、光源部5を調光制御する制御部41を有する。電源制御部4は、制御部3から送られてきたPWM（Pulse Width Modulation）信号の値によって光源部5の対応する発光色の出力値を決定する。

電源制御部4がPWM信号対応である場合、照明制御部31は、通信部21を介して受信した制御信号をPWM信号に変換し、変換後のPWM信号を電源制御部4の制御部41に出力する。このとき、PWM信号でなくデジタル制御の信号に変換して制御に用いてもよい。

光源部5は、照明制御装置1が有する光源であり、外部端末Cからの制御情報に基づいたPWM信号に従って光束、照明する範囲、色彩等を制御可能なLED等の半導体発光素子を備える。光源部5は、例えば複数の原色光源を備えている。例えば、図２に示すように、赤色光源部5R、緑色光源部5G、青色光源部5B、白色光源部5Wを備える。このとき、図２に示すように電源制御部4は各原色光源ごとにそれぞれ電源制御部4R、4G、4B、4W として備えられる。各原色光源は、任意の複数段階に調光レベルを設定可能である。

各電源制御部4の受信するPWM信号値の比率すなわち各発光色である光源部5R・5G・5B・5Wそれぞれの調光レベルの比率によって光源部5から照射される光全体（混色光）としての色温度が決定する。この各発光色の調光レベルの比率を保ったままになるよう外部端末Cのタッチパネル等を操作してPWM値を上下させると照明制御装置1の光束は変化するが色温度は一定に保たれる。例えば光源部5R、5G、5B、5Wがそれぞれ調光レベル１００％、１００％、５０％、５０％で点灯された場合とそれぞれ調光レベル５０％、５０％、２５％、２５％で点灯された場合、光束は後者の方が低くなるが、色温度は前者後者ともに略同一となる。

表示部6は、例えば図３に示すように液晶61を有し、操作ボタン部62、63、64、65によって照明制御装置1の制御情報を生成する。液晶61には例えば器具のアドレス番号等を示す3桁までの数字が表示可能になっている。

操作ボタン部には、例えばアップボタン62、ダウンボタン63、モード選択ボタン64および設定ボタン65が備えられている。これら操作ボタン部を操作することによって、表示部6は照明制御装置1のアドレス番号や光源部5の出力上限値（プロポーショナルレベル）の設定を行うことが可能である。また、ここで設定したアドレス番号や出力上限値などの制御信号は調光制御部2に送信することが可能である。

次に、本発明の実施形態における調光制御の操作の流れについて説明する。

照明制御装置1は、光源部の最大出力値より低い任意の出力値をその照明制御装置1の出力上限値として設定可能である。

照明制御装置1は、外部端末Cあるいは表示部6を操作することにより、例えば出力上限値が最大出力の８０％に設定されている。この出力上限値は外部端末Cから表示部6を通じて制御部3に送られ、制御部3から器具情報として記憶部22に記憶される。なお、このとき表示部6は出力上限値を設定する制御信号を通過させる通り道として設けられる。これにより表示部6を別経路に設けるよりも配線の簡略化が望める。

また外部端末Cは、任意の段階である例えば２００段階の調光レベルを外部端末Cに備えられたタッチパネル等を操作することによって設定可能である。このとき例えば１００段階目すなわち１００／２００の調光レベルを外部端末Cによって設定する。すると外部端末CからDMX規格に従った通信プロトコルによってDMXケーブル等を通じて調光制御部2の制御部3へ、DMX信号が送信される。このとき例えば電源制御部4がPWM信号対応である場合、DMX信号は制御部3によってPWM信号に変換される。PWM信号は例えば１００００段階の分解能があり、この場合記憶部22には光源部5の最大出力値である１００００の８０％すなわち８０００段階目が出力上限値として設定されている。

そのため外部端末CからDMX信号によって１００／２００の調光レベルを設定された場合には、まず記憶部22に記憶された８０００段階目という段階を制御部3が読み出す。次に制御部3は８０００段階目という段階を調光レベルである１００／２００に応じてPWM信号に変換する。このPWM信号を電源制御部4の制御部41に送信し、光源部5の出力値を決定する。そのためこの場合は、実際の光源部5の調光レベルは最大出力値のおよそ４０００／１００００倍（光源部5の最大出力値の４０％）となる。

さらに、図４に示すように照明制御装置1の供給される電力に対する出力としての光束の比は、例えば演出空間照明用調光器調光特性規格（JATET規格番号：JATET-L-3020-1）として定められたAカーブやBカーブの調光カーブに沿って変化する。

図４に示すように、ｘ軸を調光レベル、ｙ軸を照明制御装置1が発する光束と置いた場合、Aカーブとはx^2.3となる二次曲線であり、Bカーブとはx^2.7となる二次曲線である。

例えば、上限値設定と調光レベル設定によって光源部5の調光レベルが最大出力値の４０％となるとき、調光カーブがAカーブとなる照明制御装置1の光源部5から照射される実際の出力値ｙは、光源部5の最大出力値をYとおくと、y = [Y(40/100)]＾2.3 で表される。

またこのとき、出力上限値をx軸のより低い値に設定しても、非通電から出力上限値までの電力に対応する出力値は同じ二次関数で表される調光カーブを描く。そのため、出力上限値を設定していない照明制御装置1と同時に運用した場合でも調光途中の色温度や出力値を示すカーブは変わらず、調光レベル間の出力差が少ないためスムーズで違和感のない調光ができる。なお、例えば調光カーブを示す二次関数は正比例の関係であっても放物線の関係であっても良く、照明制御装置1ごとに異なるものであってもよい。

このように出力上限値を照明制御装置1に設定することにより、調光卓などの外部端末Cを交換しても再度器具ごとに出力上限また、値を設定する必要がなく、手間がかからない。

また、従来は外部端末C自身に出力上限値を設定していたため、例えば２００段階の調光設定が可能な照明制御装置1の出力上限値を１００段階目に設定（１００／２００を出力上限値と設定）した場合には、光源部5の調光レベルの分解能は２００段階から１００段階に低下してしまうという課題があり、分解能の低下から調光レベルをスムーズに変化させることが難しくなるという問題があった。

本発明の実施形態である照明制御装置１は、証明制御装置1自身が記憶部22に出力上限値を記憶できるため、外部端末Cの調光レベル設定のみに依存せず、より高精度で調光レベル間の光束差がスムーズな照明演出を行う事が可能となる。

また、外部端末Cや表示部6によってそれぞれの照明制御装置1に任意のアドレス番号を設定可能であるが、従来は外部端末Cにどのアドレスの照明制御装置1にどのくらいの出力上限値を設定したか記憶していたため、照明制御装置1のアドレスを変更すると、また一から出力上限値を設定しなければならなかった。

本発明の実施形態における照明制御装置1は、当該装置自身が出力上限値を記憶部22に記憶しているため、操作者が任意に照明制御装置1のアドレス番号を変更しても照明制御装置1ごとの出力上限値は変わらず、設定の手間がかからない。

また、照明制御装置1はRDMなどの双方向通信によってそれぞれの照明制御装置1の積算点灯時間や調光レベル、調色レベルの他、任意に設定された出力上限値などの情報を外部端末Cによって取得可能である。これにより、例えば複数の照明制御装置1を一つの外部端末Cで操作制御する照明制御システムを用いてテレビ局のスタジオ照明演出や舞台照明演出を行った場合、一つの番組や演目の照明演出のため、複数の照明制御装置1それぞれに出力上限値や調光レベルの設定が行われる。この次に異なる番組や演目を同じ照明制御システムを用いて行いたい場合、RDMなどの双方向通信によって各照明制御装置1に記憶されたアドレス番号や出力上限値などの器具情報が外部端末Cの操作のみで一括して確認可能であるため、番組や演目ごとに照明制御装置1ごとの設定を確認しなおす手間が省ける。

望ましい形態としては、DMX信号が通常０から２５５までの２５６段階を任意に設定できるものであるから、調光制御部2から電源制御部4に送られる調光信号の分解能は少なくとも２５７段階以上の分解能を備える。この構成により、照明制御装置1は外部端末Cのみによって出力上限値を設定する場合に比べて多段階の調光レベルで調光する事が可能となり、スムーズな調光が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等に含まれる。

1…照明制御装置
2…調光制御部
21…通信部
22…記憶部
3…制御部
31…照明制御部
32…計測部
33…積算部
4…電源制御部
41…制御部
5…光源部
6…表示部
C…外部端末

Claims (3)

1. 光源部と；
   少なくとも外部端末から送信された前記光源部の調光レベルを設定する制御信号を受信可能かつ前記調光レベルの情報を含む器具情報を外部端末に送信可能な通信部と；
   前記通信部から送信された前記制御信号よりも多段階の調光レベルに前記制御信号を変換可能な制御部と；
   を有する照明制御装置。
2. 前記制御部は任意に設定された前記光源部の出力値を記憶可能な記憶部を備え、
   前記記憶部に記憶された出力値と前記外部端末からの制御信号に基づいて前記光源部の調光制御を行う請求項１に記載の照明制御装置。
3. 請求項1または請求項2に記載の照明制御装置を複数備え、
   任意に設定された前記光源部の出力上限値を前記記憶部に記憶させるとともに、
   前記記憶部に記憶された情報を前記外部端末と双方向通信可能である前記外部端末を備える照明制御システム。

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