JP2024048533A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】所望の光色を再現できる照明システムを提供する。【解決手段】制御部２５は、１つの照明器具１２に複数の対象のチャンネルが割り当てられ、複数の対象のチャンネルの調光率が操作装置１１で操作された場合、記憶部２４に記憶された対象のチャンネルの混色比を参照し、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算された各光色の出力割合となるように、各光色の発光素子２７の明るさを制御する。制御部２５は、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値を超える場合、最も高い光色の出力値が上限値となる割合で各光色の出力値を低下させる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明システムに関する。

従来、舞台照明やスタジオ照明などに用いられる照明器具では、ハロゲン電球を光源とし、カラーフィルタを組み合わせることで、光色を調整していた。また、複数の照明器具もしくは複数の光照射口にそれぞれ異なるカラーフィルタを組み合わせて、所望の光色に調整する場合もあった。

近年、舞台照明やスタジオ照明などに用いられる照明器具でも、光源としてＬＥＤなどの発光素子が用いられ、赤、緑、青の発光素子の組み合わせで光色を調整している。このような照明器具においては、従来のハロゲン電球とカラーフィルタによって作り出される光色を、カラーフィルタを用いずに、赤、緑、青などのＬＥＤ発光素子の出力調整によって作り出すことが要望されている。

また、この照明器具を、複数のチャンネルを含む制御信号を用いて通信する調光卓により制御する場合、１つの照明器具に複数のチャンネルを割り当てることにより、チャンネル毎の調光率を個別に操作することで、チャンネル毎に登録された光色で明るさを調整可能となっている。そして、複数のチャンネルを合わせて光色を調整する場合には、従来の複数のカラーフィルタを組み合わせた場合の光色をＬＥＤで再現した場合に、所望の光色を再現できることが好ましい。

特開２０２０－９５９４号公報

本発明が解決しようとする課題は、所望の光色を再現できる照明システムを提供することにある。

実施形態の照明システムは、照明器具と、記憶部と、操作装置と、制御部と、を備える。照明器具は、個別に制御可能な複数の光色の発光素子を有する。記憶部は、照明器具に制御のために割り当てられる複数のチャンネルと、チャンネル毎に登録される各光色の出力割合である混色比と、を記憶する。操作装置は、チャンネル毎の調光率を操作する。制御部は、１つの照明器具に複数の対象のチャンネルが割り当てられ、複数の対象のチャンネルの調光率が操作装置で操作された場合、記憶部に記憶された対象のチャンネルの混色比を参照し、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算された各光色の出力割合となるように、各光色の発光素子の明るさを制御する。制御部は、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値を超える場合、最も高い光色の出力値が上限値となる割合で各光色の出力値を低下させる。

実施形態の照明システムによれば、所望の光色を再現することが期待できる。

一実施形態を示す照明システムの構成図である。 同上照明システムの各光色の調光率のグラフを示し、（ａ）はチャンネル１の各光色の調光率を示すグラフ、（ｂ）はチャンネル２の各光色の調光率を示すグラフ、（ｃ）はチャンネル１、２の各光色の調光率を合計した調光率を示す比較例のグラフである。 同上照明システムの各光色の調光率のグラフを示し、（ａ）はチャンネル１の各光色の調光率を示すグラフ、（ｂ）はチャンネル２の各光色の調光率を示すグラフ、（ｃ）はチャンネル１、２の各光色の調光率を合計した調光率を示す比較例のグラフ、（ｄ）はチャンネル１、２の各光色の調光率を合計した調光率を調整したグラフである。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に照明システム１０の構成図を示す。照明システム１０は、例えば舞台照明やスタジオ照明などに用いられる。照明システム１０は、上位機である操作装置１１と、この操作装置１１と通信可能に接続される１つまたは複数の照明器具１２と、を備えている。図１には１つの照明器具１２を示すが、舞台やスタジオに設置される複数の照明器具１２が、例えば、スプリッタやハブを介したり、カスケード接続により、直接的に、または間接的に操作装置１１と接続される。

操作装置１１と照明器具１２との間の通信には、ＤＭＸ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）規格やＤＭＸ規格を拡張した双方向通信可能とするＲＤＭ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）規格などの通信プロトコルの信号が用いられる。操作装置１１と照明器具１２との間は、ＤＭＸケーブルや他の通信ケーブルによって接続される。他の通信ケーブルが用いられる場合、ＤＭＸやＲＤＭなどの通信プロトコルの信号と、例えば、Ａｒｔ－ｎｅｔ、イーサネット（登録商標）、ＬＡＮなどの通信方式の信号と、を変換するノードを介して、操作装置１１と複数の照明器具１２とが接続される。

ＤＭＸやＲＤＭなどの通信プロトコルの信号には、照明器具１２を制御するための複数のチャンネルが含まれており、１つの照明器具１２に１つまたは複数のチャンネルが割り当てられ、チャンネル毎に照明器具１２の調光率（明るさ）などの制御情報が対応付けされる。操作装置１１ではチャンネル毎に調光率などの制御項目が操作され、照明器具１２では自己に割り当てられた対象のチャンネルの調光率などの制御情報を取得して制御する。

そして、操作装置１１としては、舞台やスタジオでのシーンに応じて照明器具１２を操作する調光卓が用いられる。操作装置１１は、照明器具１２の調光率を操作可能なフェーダやホイールなどの複数の操作部１５と、設定や登録あるいは操作の情報などを表示する表示部と、操作装置１１を制御する制御部と、各種情報を記憶する記憶部と、照明器具１２と通信する通信部と、などを備えている。図１には操作部１５としてフェーダの例を示し、フェーダ毎にチャンネルが割り当てられ、フェーダを操作することで対象のチャンネルが割り当てられた照明器具１２の調光率を操作可能とする。なお、操作装置１１は、調光卓に限らず、パソコンやタブレットなどの端末装置であってもよい。

また、照明器具１２は、舞台やスタジオなどに設置される例えばスポットライトやホリゾントライトなどの各種器具が含まれる。

照明器具１２は、光源部２０と、この光源部２０を点灯させる電源部２１と、光源部２０からの光の照射を制御する光学系２２と、各種設定を行うための設定部である操作部２３と、各種情報を記憶する記憶部２４と、光源部２０を制御する制御部２５と、操作装置１１と通信する通信部２６と、などを備えている。

光源部２０は、基板と、この基板に実装された個別に制御可能な複数の異なる光色の発光素子２７を備えている。発光素子２７は、例えば、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）パッケージタイプのＬＥＤや、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＬＥＤなどが用いられる。また、光源部２０は、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプの光源であってもよく、この場合、複数の発光素子２７は、１枚の基板上に配設される。光源部２０は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光色の光を発光する発光素子２７を備え、これら発光素子２７からの光の混色によって照明器具１２から照射する光の光色を調整可能とする。なお、発光素子２７には、赤、緑、青の他に、アンバー、シアン、ライムなどの光色の少なくともいずれか１つの光色を発光する発光素子２７を備えていてもよい。各光色の発光素子２７は、それぞれ複数個ずつ用いられ、基板に混色性を考慮した配置で実装されている。

電源部２１は、制御部２５の制御に応じて、光色毎に発光素子２７に点灯電力を供給し、光色毎に発光素子２７を点灯させ、明るさを調整する。

光学系２２は、光源部２０の光を集光するレンズや反射する反射板などが含まれ、照明器具１２からの光の照射を制御する。

操作部２３は、自己の照明器具１２のアドレスやチャンネルの割り当てなどを含む照明器具１２に関する各種設定事項を設定可能とする。操作部２３には、設定情報を表示する液晶表示器などの表示部を備えている。

記憶部２４は、各種設定事項を記憶する。記憶部２４に記憶される設定事項には、自己の照明器具１２に割り当てられるチャンネルと、チャンネル毎に登録される各光色の発光素子２７の出力割合である混色比と、が含まれる。チャンネルおよび混色比の登録は、操作部２３で行ってもよいし、ＲＤＭによる双方向通信可能な場合には操作装置１１から行ったり、ノードを経由して設定変更ソフトにより行われたりしてもよい。

なお、これらチャンネルや混色比の記憶は、照明器具１２の記憶部２４に限らず、操作装置１１の記憶部でもよく、あるいはサーバーやクラウドなどの別の記憶部でもよい。

ここで、図２（ａ）および図３（ａ）にチャンネル１の各光色の調光率の例を示し、図２（ｂ）および図３（ｂ）にチャンネル２の各光色の調光率の例を示す。図２においては、チャンネル１の赤、緑、青の光色の混色比は１０：５：１であり、チャンネル２の赤、緑、青の光色の混色比は２：１０：３であり、これらチャンネル１、２にそれぞれ登録される混色比が記憶部２４に記憶される。なお、図３（ａ）は赤の光色の調光率が上限の１００％の状態となるチャンネル１の調光率が上限の１００％の状態を示し、図３（ｂ）は緑の光色の調光率が上限の１００％の状態となるチャンネル２の調光率が上限の１００％の状態を示す。

なお、以下、１つの照明器具１２に２つのチャンネル１、２が割り当てられているものとして説明する。また、ここでは、照明器具１２に２つのチャンネル１、２が割り当てられるものとするが、３つ以上のチャンネルが割り当てられていてもよい。さらに、操作装置１１には、操作部１５ａにチャンネル１が割り当てられ、操作部１５ｂにチャンネル２が割り当てられているものとする。

混色比は、メーカー側で予め初期登録された混色比であってもよいし、ユーザー側で任意に登録される混色比でもよく、任意の混色比を任意のチャンネルに登録し、記憶部２４に記憶できる。そして、混色比が予め初期登録されていることで、ユーザー側で直ぐにチャンネルに混色比の光色を登録して使用することができ、さらに、ユーザー側で再現したい光色を登録して使用することができ、使い勝手を向上できる。

また、制御部２５は、通信部２６で受信する操作装置１１からの信号から、割り当てられている対象のチャンネル１、２の調光率などの制御情報を取得して電源部２１を制御し、光源部２０の各光色の発光素子２７の点灯を制御する。

制御部２５は、１つの照明器具１２に複数の対象のチャンネル１、２が割り当てられるとともに、操作装置１１により複数の対象のチャンネル１、２の調光率が操作された場合、記憶部２４に記憶された対象のチャンネル１、２の混色比を参照し、対象のチャンネル１、２毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算された各光色の出力割合となるように、各光色の発光素子２７の明るさを制御する。これは、対象のチャンネル１、２毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値（例えば調光率１００％）を超えない範囲について適用される。

例えば、光色が異なる発光素子２７として少なくとも３つの光色の発光素子Ａ、発光素子Ｂ、発光素子Ｃとし、各光色の混色比１をＡ１：Ｂ１：Ｃ１、混色比２をＡ２：Ｂ２：Ｃ２とし、混色比１をチャンネル１に割り当て、混色比２をチャンネル２に割り当て、チャンネル１の調光率をＸ、チャンネル２の調光率をＹとした場合、発光素子Ａ、発光素子Ｂ、発光素子Ｃの出力割合は、
Ａ１×Ｘ＋Ａ２×Ｙ ： Ｂ１×Ｘ＋Ｂ２×Ｙ ： Ｃ１×Ｘ＋Ｃ２×Ｙ
の関係式となる。なお、発光素子２７は３色以上、混色比は２つ以上であってもよい。

さらに、制御部２５は、対象のチャンネル１、２毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値（例えば調光率１００％）を超える場合、最も高くなる光色の出力値が上限値となる割合で各光色の出力値を低下させ、正規化する機能を有する。

異なる実施形態について説明する。白色の光を照射する非ＬＥＤのハロゲン電球の場合、調光率を下げていくにつれて、照射される光の赤みが増加するように色温度が変化する特性がある。そこで、本実施形態では、赤色を混色比の制御対象に含むチャンネルを用いて白色光を照射する場合に、照射される白色光の調光率を下げていくにつれて、白色の光色の混色比における赤色の比率を増加させるように制御することにより、調光率に応じたハロゲン電球と同様の色温度の変化を再現することができる。

具体的には、制御部２５は、赤色を混色比の制御対象に含んだ白色光を照射するチャンネルの制御において、照射される白色光の調光率を下げるにつれて、白色の光色の混色比における赤色の比率を増加させるように制御を行う。また、制御部２５は、赤色を混色比の制御対象に含んだ第１チャンネルと、他の光色を照射する第２チャンネルと、によって照射されるそれぞれの光を混色して白色光を照射する形態において、第１のチャンネルのみ、もしくは、第２のチャンネルのみ、もしくは、第１のチャンネルと第２のチャンネルの両方の調光率を下げていくにつれて、白色の光色の混色比における赤色の比率を増加させるように制御を行う。この赤色の比率を増加させる機能は、操作部２３または操作装置１１によって機能させるか機能させないかを選択設定可能とする。

なお、このような制御部２５が備える機能は、操作装置１１の制御部が備えていてもよい。この場合、操作装置１１の制御部により上述したように各光色の出力割合を求め、その出力割合の情報をチャンネルに対応付けて照明器具１２に送信すればよい。

また、通信部２６は、上述したＤＭＸやＲＤＭなどの通信プロトコルの信号を用いて操作装置１１と通信する。

そして、照明システム１０において、操作装置１１により、例えば、チャンネル１、２の調光率がそれぞれ０％にある状態で、チャンネル１の操作部１５ａのみが操作された場合、チャンネル１が割り当てられている照明器具１２の制御部２５は、記憶部２４に記憶された対象のチャンネル１の混色比を参照し、チャンネル１の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値を求め、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。例えば、図２（ａ）や図３（ａ）のように、記憶部２４に記憶された赤、緑、青の光色の混色比（１０：５：１）を保ちながら、調光率に応じて各光色の出力値を求める。制御部２５では、チャンネル１の調光率の変化に応じて再計算し、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。

同様に、チャンネル２の操作部１５ｂのみが操作された場合、チャンネル２が割り当てられている照明器具１２の制御部２５は、記憶部２４に記憶された対象のチャンネル２の混色比を参照し、チャンネル２の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値を求め、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。例えば、図２（ｂ）や図３（ｂ）に示すように、記憶部２４に記憶された赤、緑、青の光色の混色比（２：１０：３）を保ちながら、調光率に応じて各光色の出力値を求める。制御部２５では、チャンネル２の調光率の変化に応じて再計算し、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。

また、複数のカラーフィルタを組み合わせた場合と同様に、複数のチャンネル１、２の混色比の光色を組み合わせるように、両チャンネル１、２の操作部１５ａ，１５ｂが操作される場合がある。この操作は、両チャンネル１、２の操作部１５ａ，１５ｂを同時に操作した場合と、チャンネル１、２の一方の操作部１５ａ（または１５ｂ）を所定の調光率に操作した後、他方の操作部１５ｂ（または１５ａ）を操作した場合と、が含まれる。

チャンネル１、２が割り当てられている照明器具１２の制御部２５は、記憶部２４に記憶された対象のチャンネル１、２の混色比を参照し、対象のチャンネル１、２毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算された各光色の出力割合となるように、各光色の発光素子２７の明るさを制御し、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。

例えば、図２（ａ）に示すチャンネル１の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値と、図２（ｂ）に示すチャンネル２の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値と、がそれぞれ光色毎に合算されることで、図２（ｃ）に示すように、赤の光色の出力値が６０％、緑の光色の出力値が７５％、青の光色の出力値が２０％となる。

これは、対象のチャンネル１、２毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値（例えば調光率１００％）を超えない範囲について適用される。この範囲において、制御部２５は、チャンネル１、２の調光率の変化に応じて再計算し、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。

これにより、従来のハロゲン電球の光源にそれぞれ異なるカラーフィルタを組み合わせた複数の照射装置もしくは照射口から照射される光を混色する場合に対して、カラーフィルタを用いずにＬＥＤの組み合わせによって照射される光色における違和感を抑制でき、所望の光色を再現できる。

一方、制御部２５は、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値を超える場合、最も高い光色の出力値が上限値となる割合で各光色の出力値を低下させる。

例えば、図３（ａ）に示すチャンネル１の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値と、図３（ｂ）に示すチャンネル２の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値と、がそれぞれ光色毎に合算されることで、図３（ｃ）に示すように、赤の光色の出力値が１２０％、緑の光色の出力値が１５０％、青の光色の出力値が４０％となり、赤と緑の光色の出力値が調光率の上限の１００％を超えることになる。

この場合、赤と緑の光色の出力値が調光率の上限の１００％を超えることはないため、実質的に、赤と緑の光色の出力値が１００％、青の光色の出力値を４０％となった場合、複数のカラーフィルタを組み合わせた場合に対して光色に違和感が生じ、所望の光色を再現できない。

本実施形態では、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値を超える場合には、上述の例において最も高い緑の光色の出力値の１５０％が１００％となる割合で、赤、緑、青の各光色の出力値を低下させ、正規化する。

これにより、図３（ｄ）に示すように、赤、緑、青の各光色の出力割合は８０％、１００％、２７％となり、従来のハロゲン電球の光源にそれぞれ異なるカラーフィルタを組み合わせた複数の照射装置もしくは照射口から照射される光を混色する場合に対して、カラーフィルタを用いずにＬＥＤの組み合わせによって照射される光色における違和感を抑制でき、所望の光色を再現できる。

制御部２５では、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値を超える範囲においても、チャンネル１、２の調光率の変化に応じて再計算し、照明器具１２から照射する光の光色および明るさを調整する。

なお、光源部２０が、発光素子２７として、高色温度の白色の光を発光する高色温度発光素子と、この高色温度発光素子よりも赤みが増す低色温度の白色の光を発光する低色温度発光素子と、を備える場合であって、これら高色温度発光素子の光色と低色温度発光素子の光色との混色比が登録されたチャンネルがある場合、該チャンネルの調光率を下げていくにつれて、該チャンネルに登録された混色比における低色温度発光素子の比率を増加させるように制御することにより、調光率に応じたハロゲン電球と同様の色温度の変化を再現することができる。

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の範囲に含まれる。

１０ 照明システム
１１ 操作装置
１２ 照明器具
２４ 記憶部
２５ 制御部
２７ 発光素子

Claims (3)

1. 個別に制御可能な複数の光色の発光素子を有する照明器具と；
   前記照明器具に制御のために割り当てられる複数のチャンネルと、チャンネル毎に登録される各光色の出力割合である混色比と、を記憶する記憶部と；
   チャンネル毎の調光率を操作する操作装置と；
   １つの前記照明器具に複数の対象のチャンネルが割り当てられ、その複数の対象のチャンネルの調光率が前記操作装置で操作された場合、前記記憶部に記憶された対象のチャンネルの混色比を参照し、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算された各光色の出力割合となるように、各光色の前記発光素子の明るさを制御する制御部と；
   を備え、
   前記制御部は、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算されることで、最も高くなる光色の出力値が所定の上限値を超える場合、最も高い光色の出力値が上限値となる割合で各光色の出力値を低下させる
   を備えることを特徴とする照明システム。
2. 個別に制御可能な複数の光色の発光素子を有する照明器具と；
   前記照明器具に制御のために割り当てられる複数のチャンネルと、チャンネル毎に登録される各光色の出力割合である混色比と、を記憶する記憶部と；
   チャンネル毎の調光率を操作する操作装置と；
   １つの前記照明器具に複数の対象のチャンネルが割り当てられ、その複数の対象のチャンネルの調光率が前記操作装置で操作された場合、前記記憶部に記憶された対象のチャンネルの混色比を参照し、対象のチャンネル毎の混色比と調光率とで求まる各光色の出力値がそれぞれ光色毎に合算された各光色の出力割合となるように、各光色の前記発光素子の明るさを制御する制御部と；
   を備え、
   前記制御部は、赤色を混色比の制御対象に含んで構成される白色の光色の混色比が登録されたチャンネルがある場合、該チャンネルの調光率を下げていくにつれて、白色の光色の混色比における赤色の比率を増加させる
   ことを特徴とする照明システム。
3. 前記記憶部は、予め初期登録された混色比と、任意に登録される混色比と、を記憶可能とする
   ことを特徴とする請求項１または２記載の照明システム。

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