JP6623606B2 - 電動フェーダ駆動装置および電動フェーダ駆動プログラム - Google Patents

Description

この発明は、舞台やスタジオの調光装置やディジタルミキサ等に用いられる電動フェーダを駆動する駆動装置および電動フェーダ駆動プログラムに関する。

舞台やスタジオ等に用いられる照明においては、照明の明るさを制御する調光装置を用いることによって、使用目的（シーン）に応じた最適な明るさを得るようにしている。調光装置には、電動フェーダを備え、電動フェーダを調整することにより、照明の明るさを制御するものがある。また、調光装置には、様々なシーンに応じた明るさを得るための機能が複数設けられたものもあり、これらの複数の機能を効果的に活用することによって、シーンに応じた演出をより効果的に図るための明るさの制御を可能にしている。
また、ディジタルミキサは、入力チャンネルからの信号をミキシングするバスと、ミキシングされた信号を出力する出力チャンネルを備えている。ディジタルミキサでは、電動フェーダ等の操作子を調整することにより、音信号の音量や音色などの音響特性を、使用目的（シーン）に応じて最もふさわしく表現していると思われる状態に設定している。
コンピュータ制御の調光装置やディジタルミキサでは、一度設定した様々なシーンを再現することができるように電動フェーダを含む操作子の設定状態を、シーンデータとしてシーンメモリ等にストアすることができる。そして、指定されたシーンのシーンデータを読み出すことにより、電動フェーダをそのシーンでのフェーダ位置になるよう駆動して、そのシーンを再現することができる。電動フェーダは、手動で所望の位置になるよう移動できると共に、自動駆動により所望の位置になるよう移動することができる。

電動フェーダの構成の一例を図６（ａ）（ｂ）に示す。図６（ａ）は、電動フェーダ１００の構成を示す斜視図で有り、図６（ｂ）は、電動フェーダ１００の分解図である。これらの図に示す電動フェーダ１００は、略コ字状に折り曲げられて形成された金属板からなる枠体１０１と、この枠体１０１の一端側に取り付けられたモータ１０２と、このモータ１０２の回転軸に結合された駆動プーリ１０３およびスペーサ１１０と、枠体１０１の他端側に配設された可動部材１０４と、この可動部材１０４に軸支された従動プーリ１０５と、駆動プーリ１０３と従動プーリ１０５との間に張架された環状のベルト１０６と、このベルト１０６に結合された移動体１０７と、この移動体１０７がモータ１０２の回転に伴って枠体１０１の長手方向に移動することにより抵抗値が調整されるように枠体１０１に取り付けられた可変抵抗器部１０８とから主に構成されている。枠体１０１は、金属板を打ち抜き折り曲げて断面が略コ字状の長尺状に形成されており、中央に平板状の板状部１０１ａを有し、この板状部１０１ａの長手方向に沿った両側部には板状部１０１ａと略直交して互いに対向する一対の側壁１０１ｂ、１０１ｂを有している。また、一対の側壁１０１ｂ、１０１ｂの上面側の両側には、丸孔１０１ｄを有する一対の架橋部１０１ｃ、１０１ｃが設けられている。また、板状部１０１ａの中央には、長手方向に延設された矩形状の長窓孔１０１ｅが設けられており、この長窓孔１０１ｅに可変抵抗器部１０８のレバー１１４ａが挿通され、長手方向に移動可能に配設されている。ガイド部１０４ｃは、ネジ１１２を締め付けたときに枠体１０１の側壁１０１ｂに押し付けられて可動部材１０４が動きにくくなり、調整したテンションを維持して可動部材１０４を枠体１０１に固定している。

レバー１１４ａに形成された角穴に、移動体１０７の中央部から突出して設けられている矩形状のレバー支持部が係合されて、移動体１０７がレバー１１４ａに連結され、移動体１０７と共にレバー１１４ａが移動する。なお、枠体１０１と可変抵抗器部１０８とは上下左右に抜け止めされて一体的に係合されている。また、レバー１１４ａの上部に図示しないノブが固着されており、このノブを把持してレバー１１４ａを長窓孔１０１ｅに沿って手動で移動させると、可変抵抗器部１０８の抵抗値を手動で調整することができる。
可変抵抗器部１０８は、金属板等を折り曲げることにより矩形状の箱型に形成された金属ケース１１３と、この金属ケース１１３内の長手方向に橋渡された棒状の一対の金属シャフト１１３ａと、この金属シャフト１１３ａに摺動可能に保持された、図示しない帯状の抵抗体及び集電体と摺接する導電性の薄板金属板からなる摺動子を備える摺動子受とから構成されている。

このような電動フェーダは電動フェーダ駆動装置により駆動され、電動フェーダ駆動装置は、目標位置指令が与えられると、現在位置を検出して、目標位置との差に応じてモータを駆動することにより、目標位置まで移動体１０７を移動させるようにしている。電動フェーダは、目標とする位置にスムーズかつ正確に移動することが要求される。この場合、目標とする位置にオーバーシュートすることなく停止させるためには、動作スピードを比較的低速にする必要があり、これはモータを比較的低い駆動電力で駆動することで実現される。ところが、モータを低い電力で駆動すると、電動フェーダの動作特性のばらつきや経年変化により、十分な駆動トルクが得られない場合があり、目標位置に到達する手前で停止してしまうことがある。このような動作特性のばらつきや経年変化の影響を防止するには、駆動電力をやや高めに設定しなければならず、このためオーバーシュートが発生するおそれが生じることになる。

これを解決するために、従来の電動フェーダ駆動装置では、電動フェーダの現在位置と目標位置との間の距離に応じて、駆動力を制御することが行われている。また、電動フェーダの目標位置までの到達時間を、位置検出手段の出力を利用してモータ制御手段が動作中に計測して、到達時間が所定より長い場合は、電動フェーダの移動速度を向上するよう補正制御し、また、電動フェーダの移動速度を検出し、速すぎる場合は駆動をオフさせることが行われている（特許文献１，２参照）。

特許第２６８４８０８号公報 特許第３７７５３６８号公報

しかしながら、従来の電動フェーダ駆動装置においては、電動フェーダが駆動された際に音が発生していた。これは、電動フェーダの駆動系に遊びが設けられており、この遊びに起因して音が発生したり、駆動系を構成するベルトに急に駆動力が印加されると、ベルトが撓むことに起因して音が生じることがあるからである。このような、電動フェーダの駆動時に生じる音は、周囲の環境に悪影響を与える。以降の説明では、この周囲の環境に悪影響を与える音を「ノイズ」という。例えば、調光装置の電動フェーダの場合は、電動フェーダの駆動時に舞台やスタジオにおいてノイズが聞こえるおそれがあることになり、ディジタルミキサの電動フェーダの場合は、音響信号の操作をしている際に電動フェーダが駆動されるとノイズが発生するおそれがある。
そこで、本発明は、電動フェーダを駆動した際に動作音を静かにすることができる電動フェーダ駆動装置および電動フェーダ駆動プログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の電動フェーダ駆動装置は、電動フェーダのフェーダ位置を移動させる目標位置を指示する目標位置指示手段と、該目標位置指示手段から前記目標位置の指示を受けて、指示された目標位置に前記電動フェーダのフェーダ位置を移動させるよう駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、電動フェーダのフェーダ位置を指示された目標位置に移動させるよう駆動する際に、前記電動フェーダの駆動部を動かせる最も弱い駆動力である最低駆動力に満たないと共に前記駆動部にテンションがかかった状態となる準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させ、該所定時間が経過した後に、前記最低駆動力以上の所定の駆動力を前記電動フェーダに印加して、前記電動フェーダのフェーダ位置を目標位置まで移動させ、前記所定時間は前記駆動部に前記準備駆動力が印加されるまでの時間とされていることを最も主要な特徴としている。

また、上記した本発明の電動フェーダ駆動装置においては、前記所定時間を、約１０ｍｓ以上としている。
また、上記した本発明の電動フェーダ駆動装置においては、前記準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させる際に、前記電動フェーダに印加する駆動力を、直線的に上昇させるようにしている。
また、上記した本発明の電動フェーダ駆動装置においては、前記所定時間が経過した後に、前記準備駆動力から前記所定の駆動力まで一気に上昇させるようにしている。
また、上記した本発明の電動フェーダ駆動装置においては、前記駆動部は、モータと、該モータの駆動力を伝達するベルトとを少なくとも含むようにしている。
また、上記した本発明の電動フェーダ駆動装置においては、前記電動フェーダを、音声信号を扱う電子機器に搭載するようにしている。

上記目的を達成するために、本発明の電動フェーダ駆動プログラムは、コンピュータに、電動フェーダのフェーダ位置を移動させる目標位置を指示する目標位置指示ステップと、該目標位置指示ステップから前記目標位置の指示を受けて、指示された目標位置に前記電動フェーダのフェーダ位置を移動させるよう駆動する駆動ステップとからなる手順を実行させ、前記駆動ステップでは、前記電動フェーダのフェーダ位置を指示された目標位置に移動させるよう駆動する際に、前記電動フェーダの駆動部を動かせる最も弱い駆動力である最低駆動力に満たないと共に前記駆動部にテンションがかかった状態となる準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させ、該所定時間が経過した後に、前記最低駆動力以上の所定の駆動力を前記電動フェーダに印加して、前記電動フェーダのフェーダ位置を目標位置まで移動させ、前記所定時間は前記駆動部に前記準備駆動力が印加されるまでの時間とされていることを最も主要な特徴としている。

本発明の電動フェーダ駆動装置および電動フェーダ駆動プログラムでは、電動フェーダのフェーダ位置を指示された目標位置に移動させるよう駆動する際に、電動フェーダを動かせる最も弱い駆動力である最低駆動力に満たない準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させ、該所定時間が経過した後に、最低駆動力以上の所定の駆動力を電動フェーダに印加している。これにより、電動フェーダが動き出す際に、駆動部に動き出さない程度のテンションがかかり、テンションがかかった状態において移動させることのできる駆動力が印加されることから、電動フェーダを駆動した際に動作音を静かにすることができるようになる。

本発明の実施例の電動フェーダ駆動装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の電動フェーダ駆動装置の駆動部の構成を示す機能ブロック図である。 本発明にかかる電動フェーダ駆動装置の高速移動モードにおける駆動信号とフェーダ位置の行程図である。 本発明にかかる電動フェーダ駆動装置の静音移動モードにおける駆動信号とフェーダ位置の行程図である。 本発明の電動フェーダ駆動装置で実行するフェーダ駆動処理のフローチャートである。 電動フェーダの構成の一例を示す斜視図および分解図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、本発明の実施例の電動フェーダ駆動装置１の構成を示す機能ブロック図を図１に示す。
図１に示す本発明にかかる電動フェーダ駆動装置１は、電動フェーダ２のフェーダ位置が目標位置になるよう移動制御する装置であり、フェーダ位置制御手段１１、モータ制御手段１２、駆動部１３、位置検出部１４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５を備えている。このうち、ＣＰＵ１５は、電動フェーダ駆動装置１の動作を統括制御する制御手段であり、図示しない記憶手段に記憶された所要のプログラムを実行することにより、フェーダ駆動処理を実行して、電動フェーダ２のフェーダ位置が目標位置になるよう移動制御している。この移動制御をモータ駆動による移動操作という。また、ノブ２ａを把持して移動することもでき、この手動操作により、フェーダ位置を目標位置に移動させることもできる。電動フェーダ２は調光装置やディジタルミキサ等に備えられるが、以下の説明ではディジタルミキサに電動フェーダ２が搭載され、ディジタルミキサが本発明にかかる電動フェーダ駆動装置１を備える場合について主に説明するものとする。この場合には、ＣＰＵ１５はディジタルミキサに搭載されているＣＰＵとなる。なお、電動フェーダ２をモータ駆動による移動操作あるいは手動操作することにより、調光装置においては照明の明るさを調整することができ、ディジタルミキサにおいては複数チャンネルのレベル調整、イコライジング、エフェクト付与等を行うことができる。

フェーダ位置制御手段１１により電動フェーダ２がフェーダ位置制御される１つの場合は、シーンを再現するシーンリコールが行われた場合である。この場合、ディジタルミキサに保存された各シーンには、それぞれフェーダ位置のデータが含まれている。そして、１つのシーンが選択されリコールされたとき、そのシーンにおける位置データに対応する当該電動フェーダ２の目標位置のデータをＣＰＵ１５の制御の基でフェーダ位置制御手段１１が生成する。また、シーンの切り換え時、どのくらいの速さで新しいシーンのフェーダ位置へ移動するかを制御する移行レートのパラメータがある。最大レート以外の移行レートが設定された場合、フェーダ位置制御手段１１はＣＰＵ１５の制御の基で、位置データの示す最終的な目標位置までの間に複数の目標位置を設定し、移行レートに応じたタイミングでモータ制御手段１２に対し設定した目標位置を指示するデータを順次供給する。モータ制御手段１２は目標位置に電動フェーダ２を移動させる駆動情報を駆動部１３に供給する。これにより、電動フェーダ２が駆動部１３により駆動されて、目標位置になるよう移動操作される。

また、ディジタルミキサにはフェーダ位置を設定できるユーザインタフェース（ＵＩ）の画面が用意され、表示器に表示されたＵＩ画面上においてユーザがフェーダ位置を操作した場合、操作に応じた設定位置情報Ｉがフェーダ位置制御手段１１に供給される。この時は、設定位置情報Ｉに応じた目標位置のデータをＣＰＵ１５の制御の基でフェーダ位置制御手段１１が作成して目標位置を指示するデータをモータ制御手段１２に送り、モータ制御手段１２は目標位置に電動フェーダ２を移動させる駆動情報を駆動部１３に供給する。これにより、電動フェーダ２が駆動部１３により駆動されて、設定位置情報Ｉに応じた目標位置になるよう移動操作される。すなわち、ユーザがＵＩ画面上においてフェーダ位置を操作すると、操作されたフェーダに対応する電動フェーダ２のフェーダ位置がユーザの操作に応じて移動していくようになる。

さらに、シーンのリコール操作のイベントやフェーダ操作のイベントが、その操作のあった時刻を示すタイムスタンプを付与されて、シーケンスとして記録されている場合がある。このシーケンスデータが再生された時は、再生タイミングに達したフェーダ移動イベントに対応する目標位置を指示するデータがフェーダ位置制御手段１１で生成されてモータ制御手段１２に供給される。モータ制御手段１２は目標位置に電動フェーダ２を移動させる駆動情報を駆動部１３に供給する。これにより、電動フェーダ２が駆動部１３により駆動されて、目標位置になるよう移動操作される。これにより、タイムスタンプで示されるフェーダ移動イベントの再生タイミングに達する毎に、フェーダ位置制御手段１１およびモータ制御手段１２により電動フェーダ２のフェーダ位置がフェーダ移動イベントに対応する位置になるよう移動操作される。

なお、電動フェーダ２はディジタルミキサに複数個搭載されているが、図１においては、その１つの電動フェーダ２だけが示されている。この電動フェーダ２は、図６に示す構成の電動フェーダ１００とすることができる。この場合、電動フェーダ２は、図６に示すように本体とされる枠体１０１と、この枠体１０１の一端側に取り付けられたモータ１０２と、このモータ１０２の回転軸に結合された駆動プーリ１０３と、枠体１０１の他端側に配設された可動部材１０４と、この可動部材１０４に軸支された従動プーリ１０５と、駆動プーリ１０３と従動プーリ１０５との間に張架された環状のベルト１０６と、このベルト１０６に結合された移動体１０７と、この移動体１０７がモータ１０２の回転に伴って枠体１０１の長手方向に移動することにより抵抗値が調整されるように枠体１０１に取り付けられたスライド式の可変抵抗器部１０８とから主に構成される。また、レバー１１４ａの上部にノブ２ａが固着されており、このノブ２ａを把持してレバー１１４ａを長窓孔１０１ｅに沿って手動で移動させることにより、可変抵抗器部１０８の抵抗値を手動操作で調整することもできる。

本発明にかかる電動フェーダ駆動装置１の特徴的な動作を説明すると、フェーダ位置制御手段１１は、ＣＰＵ１５の制御の基で、電動フェーダ２の目標位置を指示するデータおよび動作モードを指示するデータを生成している。生成された目標位置および動作モードを指示するデータは、モータ制御手段１２に送られる。目標位置は、電動フェーダ２をその位置まで移動させるフェーダ位置であり、目標位置を指示するデータは目標位置を特定できるデータとされている。動作モードは、電動フェーダ２を高速駆動することにより目標位置まで移動させる「高速移動モード」と、電動フェーダ２を静音化を重視して駆動することにより目標位置まで移動させる「静音移動モード」とされ、動作モードを指示するデータは、いずれかの動作モードを指定している。この場合、フェーダ位置制御手段１１は、電動フェーダ２の現在位置と目標位置との差である移動させる距離の大きさに応じて指定する動作モードを切り替えている。電動フェーダ２の現在位置は、位置検出部１４からフェーダ位置制御手段１１に通知される。

フェーダ位置制御手段１１から目標位置および動作モードを指示するデータをモータ制御手段１２が受け取ると、動作モードおよび目標位置が指示されたモータ制御手段１２は、指定された動作モードに設定され、ＣＰＵ１５の制御の基で、位置検出部１４により検出された電動フェーダ２の現在位置と、供給された目標位置との差である残りの距離と、その符号を算出する。そして、算出された差およびその符号と、設定された動作モードとに応じた駆動情報を生成する。この駆動情報を駆動部１３に供給する。駆動部１３は供給された駆動情報に応じて駆動信号を発生し、駆動信号を電動フェーダ２に印加してモータを駆動する。電動フェーダ２のモータが駆動されると、駆動に伴いノブ２ａが目標位置に向かって移動していく。移動中における電動フェーダ２の現在位置情報は位置検出部１４により検出され、モータ制御手段１２にフィードバックされる。このモータ制御手段１２、駆動部１３、電動フェーダ２、位置検出部１４でフィードバックループが構成され、上記差である残りの距離がゼロになるようサーボ制御が行われることで、電動フェーダ２のフェーダ位置が目標位置になるよう移動制御される。

この場合、フェーダ位置制御手段１１が目標位置を生成した際に、現在位置と目標位置との差である移動させる距離が大きい場合は、モータ制御手段１２に高速移動モードを指示するデータを送る。これにより、高速移動モードに設定されたモータ制御手段１２は、後述する基本駆動力で電動フェーダ２を駆動する駆動情報を駆動部１３に供給する。すると、駆動部１３により基本駆動力で駆動された電動フェーダ２は高速で移動して目標位置に到達するサーボ制御が行われるようになる。なお、モータ制御手段１２が設定する駆動力には、電動フェーダ２を動かせることができる最も低い駆動力である最低駆動力、最も高い駆動力である上限駆動力、最低駆動力を大きく超えるが上限駆動力よりは小さい基本駆動力、最低駆動力を超えるが基本駆動力よりは小さい静音駆動力が定義されている。

また、フェーダ位置制御手段１１が目標位置を生成した際に、現在位置と目標位置との差である移動させる距離が大きくない場合は、モータ制御手段１２に静音移動モードを指示するデータを送る。これにより、静音移動モードに設定されたモータ制御手段１２は、静音駆動力で電動フェーダ２を駆動する駆動情報を駆動部１３に供給する。すると、駆動部１３により静音駆動力で駆動された電動フェーダ２は静かに移動して目標位置に到達するサーボ制御が行われるようになる。このように、現在位置と目標位置との移動させる距離の大きさに応じて動作モードを切り替えることで、総合的に高速化と静音化を実現することができる。なお、動作モードは現在位置から目標位置までの移動させる距離に応じて自動で切り替わるため、ユーザは動作モードを意識する必要はない。この場合、自動で動作モードが切り替わる距離は、約５ｍｍ〜約１５ｍｍとするのが好ましい。また、動作モードは駆動する前にいずれかの動作モードがフェーダ位置制御手段１１で選択され、電動フェーダ２の移動中に動作モードが切り替わることはない。

ここで、駆動部１３の構成を図２に示す。駆動部１３はモータ制御手段１２から供給される駆動情報に応じたパターン波形を発生するパターン波形発生部２１を有している。駆動情報には、電動フェーダ２を駆動する方向および駆動力を指示するデータ、駆動のオン・オフ信号が含まれており、パターン波形発生部２１は指示された駆動力に応じてモータを駆動する駆動信号を発生する。このパターン波形発生部２１はＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）回路とされており、駆動力を指示するデータに応じたデューティ比のパルス波形を駆動信号として出力する。このＰＷＭ回路は、周期は一定で、指示された駆動力の大きさに応じて、パルス幅のデューティ・サイクル（パルス幅のＨレベルとＬレベルの比）を変え、電動フェーダ２のモータを駆動する回路である。パルスがオン（Ｈレベル）の期間は、モータへ電源電圧とほぼ同じ電圧が印加され、オフ（Ｌレベル）の期間はモータに電力は供給されないため、モータのＰＷＭ制御では、その平均電力は低くなる。すなわち、パルス幅をＰＷＭ変調することによって結果的にモータへの供結エネルギーをコントロールしている。

また、パターン波形発生部２１で発生されたＰＷＭ波形の駆動信号はアンドゲート２２の一方へ入力され、アンドゲート２２の他方の入力にはモータ制御手段１２から供給される駆動のオン・オフ信号が供給される。ここで、モータ制御手段１２は電動フェーダ２を駆動する期間はオン信号を発生し、これにより、アンドゲート２２はパターン波形発生部２１により発生された駆動信号を出力して、ドライブ回路２３に供給する。ドライブ回路２３は、電動フェーダ２のモータを駆動できる駆動電力の駆動信号を出力する回路であり、モータ制御手段１２から供給される方向を指示するデータに応じて電流（電圧）方向を変更して駆動信号として出力している。

次に、フェーダ位置制御手段１１がモータ制御手段１２に高速移動モードを指示した時の駆動信号Ｄの行程図を図３（ａ）に示し、その際の電動フェーダ２におけるフェーダ位置Ｆの行程図を図３（ｂ）に示す。なお、駆動信号Ｄは駆動部１３が発生するが、モータ制御手段１２からの駆動情報に応じた駆動信号Ｄとされることから、ここでは、モータ制御手段１２が駆動信号Ｄを発生するものとして説明する。
フェーダ位置制御手段１１は、目標位置Ｆ１を生成した際に、目標位置Ｆ１と電動フェーダ２の現在位置Ｆｃ１との距離が大きい時は高速移動モードを指定する。フェーダ位置制御手段１１は生成した目標位置Ｆ１および高速移動モードを指示するデータを、図３（ａ）（ｂ）に示す時刻ｔ０でモータ制御手段１２に供給する。これを受けたモータ制御手段１２は高速移動モードに設定され、時刻ｔ１において基本駆動力Ｐｂの駆動信号Ｄを発生させるが、その前に、徐々に駆動力が上昇する駆動信号Ｄ１を時刻ｔ０において発生し始める。駆動信号Ｄ１は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの一定時間とされる時間Tpreをかけて最低駆動力Pminに満たない駆動力Ppreに到達する傾斜信号とされており、プリチャージの駆動信号Ｄ１という。この「プリチャージ」とは、電動フェーダ２を目標位置に移動させる本駆動に先だって電動フェーダ２の駆動部を、最低駆動力Pminより小さい駆動力Ppreまで次第に上昇する駆動信号Ｄ１で駆動することをいう。これにより、移動しない程度であるが一定時間をかけて徐々に上昇するテンションが電動フェーダ２の駆動部に印加されていくようになる。すなわち、本駆動の前の準備駆動であり、駆動力Ppreを準備駆動力ということができる。ここで、「本駆動」とは電動フェーダ２を最低駆動力Pmin以上の駆動信号Ｄを電動フェーダ２に印加して、目標位置に向かってフェーダ位置を移動させる駆動を云う。電動フェーダ２を本駆動することに先立ちプリチャージすると、電動フェーダ２が本駆動された際に周囲の環境に悪影響を与える音である動作音を静かにすることができるようになる。
なお、プリチャージの駆動信号Ｄ１を印加する時間Tpreは少なくとも１０ｍｓとされ、３０ｍｓ〜４０ｍｓがプリチャージの時間Tpreとして好ましい。また、プリチャージの駆動力Ppreは、最低駆動力Pminの約８０％〜１００％とするのが好ましい。この場合、駆動力Ppreが最低駆動力Pminに近づくほど効果は大きくなる。なお、駆動力Ppreを最低駆動力Pminの約３０〜約８０％に設定しても動作音を静かにする一定の効果は達せられる。

プリチャージを行うと動作音を静かにできる理由を説明すると、図６に示す構成の電動フェーダ１００では、上記したように駆動部には遊び（ガタ）があり、駆動力が印加された時に、遊び（ガタ）に起因してノイズが発生する。また、ベルトにはたわみがあることから、ベルトに急に駆動力が印加された場合にベルトが暴れて（伸縮して）ノイズが発生する。そこで、本駆動に先立ってプリチャージを行うと、電動フェーダ２の駆動部にプリチャージの駆動信号Ｄ１により一定時間をかけて徐々に大きなテンションがかかって行き、ノイズが発生することなく遊び（ガタ）およびベルトに徐々に大きなテンションがかかっていく。このように駆動部にテンションがかかった状態で、本駆動が行われることから、電動フェーダ２を駆動した際に、静かな動作音で動き出して移動するようになる。

プリチャージは時刻ｔ１で終了し、時刻ｔ１を超えると移動期間となる。モータ制御手段１２は、時刻ｔ１において基本駆動力Ｐｂの駆動信号Ｄ２を発生させて本駆動を行う。駆動力は駆動力Ppreから基本駆動力Ｐｂまで一気に上昇し、電動フェーダ２は目標位置Ｆ１に向かって移動開始するようになる。移動中のフェーダ位置Ｆは位置検出部１４で検出されてモータ制御手段１２にフィードバックされることから、モータ制御手段１２は電動フェーダ２の現在位置および移動速度を検出することができる。モータ制御手段１２は、移動速度が高速移動モードで予め設定されている目標速度になるよう基本駆動力Ｐｂを若干増減する速度制御を行う。この速度制御は、上記したフィードバックループで行われ、図３（ａ）に示すように、現在の移動速度に応じて基本駆動力ＰｂをＰｂ１〜Ｐｂ２の間で増減される。これにより、移動速度が目標速度になるよう制御される。時刻ｔ２まで基本駆動力Ｐｂで駆動された時に、モータ制御手段１２において算出された現在位置と目標位置Ｆ１との差である残りの距離が所定の距離Ｌ１になったことをモータ制御手段１２が検出したとする。これにより、モータ制御手段１２は、時刻ｔ２において目標位置と現在位置との距離（残りの距離）に応じて、駆動および制動、移動速度のサーボ制御を行い、傾斜曲線で下降していく駆動信号Ｄ３が発生されるようになる。電動フェーダ２には駆動力が急速に低下する駆動信号Ｄ３が印加されリリースされていく。この時、電動フェーダ２の慣性による移動は、自らの摩擦力による制動を受けて移動速度は急速に減速する。そして、図３（ｂ）に示すように時刻ｔ３において目標位置Ｆ１に達して停止する。距離Ｌ１は、約１０ｍｍ〜約２０ｍｍが好ましく、動きが重い電動フェーダ２は距離Ｌ１を短くし、動きが軽い電動フェーダ２では距離Ｌ１を長くする。
なお、電動フェーダ２を目標位置Ｆ１に停止させることは難しく、目標位置Ｆ１を行きすぎてしまうと、モータ制御手段１２は逆方向に駆動して目標位置Ｆ１に戻すようにリトライを行うが、戻す際の駆動力が大きすぎてまた、行きすぎてしまうことがある。このような場合には、電動フェーダ２が振動を起こして異音が発生するので、リトライの回数を決めることにより、振動を防止することが好適である。

次に、フェーダ位置制御手段１１がモータ制御手段１２に静音移動モードを指示した時の駆動信号Ｄの行程図を図４（ａ）に示し、その際の電動フェーダ２におけるフェーダ位置Ｆの行程図を図４（ｂ）に示す。この場合も、モータ制御手段１２が駆動信号Ｄを発生するものとして説明する。
フェーダ位置制御手段１１は、目標位置Ｆ２を生成した際に、目標位置Ｆ２と電動フェーダ２の現在位置Ｆｃ２との距離が大きくない時は静音移動モードを指定する。フェーダ位置制御手段１１は生成した目標位置Ｆ２および静音移動モードを指示するデータを、図４（ａ）（ｂ）に示す時刻ｔ０でモータ制御手段１２に供給する。これを受けたモータ制御手段１２は静音移動モードに設定され、上述したプリチャージの駆動信号Ｄ１を時刻ｔ０において発生し始めて、電動フェーダ２の駆動部をプリチャージする。プリチャージは前述したとおりであるのでその説明は省略する。

プリチャージは時刻ｔ１１で終了し、時刻ｔ１１を超えると移動期間となる。モータ制御手段１２は、時刻ｔ１１において基本駆動力Ｐｂより小さい静音駆動力Ｐｓの駆動信号Ｄ１２を発生させて本駆動を行う。駆動力は駆動力Ppreから静音駆動力Ｐｓまで一気に上昇し、電動フェーダ２は目標位置Ｆ２に向かって移動開始するようになる。移動中においてモータ制御手段１２は、移動速度が静音移動モードで予め設定されている目標速度になるよう静音駆動力Ｐｓを若干増減する速度制御を行う。この速度制御は、上記したフィードバックループで行われ、図４（ａ）に示すように、現在の移動速度に応じて静音駆動力ＰｓをＰｓ１〜Ｐｓ２の間で増減させ、これにより移動速度が目標速度になるようサーボ制御される。時刻ｔ１２まで静音駆動力Ｐｓで駆動された時に、モータ制御手段１２において算出された現在位置と目標位置Ｆ２との差である残りの距離が所定の距離Ｌ２になったことをモータ制御手段１２が検出したとする。これにより、モータ制御手段１２は、時刻ｔ１２において目標位置と現在位置との距離（残りの距離）に応じて、駆動および制動、移動速度のサーボ制御を行い、ゆるやかな傾斜曲線で下降していく駆動信号Ｄ１３が発生されるようになる。電動フェーダ２には駆動力が次第に低下する駆動信号Ｄ１３が印加されてリリースされる。この時、電動フェーダ２の慣性による移動は、自らの摩擦力による制動を受けて移動速度は次第に減速する。そして、図３（ｂ）に示すように時刻ｔ１３において目標位置Ｆ２に達して停止する。距離Ｌ２は、約１０ｍｍ〜約２０ｍｍが好ましく、動きが重い電動フェーダ２は距離Ｌ２を短くし、動きが軽い電動フェーダ２では距離Ｌ２を長くする。

駆動信号Ｄ１３は、時刻ｔ１３において駆動力Pposまで低下し、時刻ｔ１４から駆動力Pposを維持する駆動信号Ｄ１４が発生される。この駆動信号Ｄ１４をポストチャージの駆動信号という。「ポストチャージ」とは、電動フェーダ２を目標位置まで移動させた本駆動の後に、最低駆動力Pminより小さい駆動力Pposを電動フェーダ２の駆動部に一定時間Tpostにわたり印加し続けて、電動フェーダ２の駆動部に最低駆動力より小さいテンションを維持し続けることをいう。駆動力Pposを、後準備駆動力ということができる。これにより、本駆動の後に移動しない程度のテンションが電動フェーダ２の駆動部に印加し続けられることから、次の本駆動が行われた時に、動作音を静かにすることができるようになる。一定時間内に次の本駆動が行われない場合は、一定時間が経過した時の時刻ｔ１５でポストチャージを停止する。そして、時刻ｔ１５に達する前の時刻ｔ１４に次の目標値および動作モードが指示された場合は、モータ制御手段１２は、時刻ｔ１４で駆動信号Ｄ１と同じ傾斜の駆動信号Ｄ１’を駆動力Ppreに到達するまで発生し、到達後に指示された動作モードに対応する本駆動の駆動信号を発生する。なお、ポストチャージにより動作音を静かにできる理由は、前述したプリチャージの場合と同様なので、その説明は省略する。
また、ポストチャージの駆動信号Ｄ１４を印加する時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの一定時間Tpostは数１０ｍｓ〜数百ｍｓとされ、約５０ｍｓが好適となる。この時間Tpostが長すぎると、手動で電動フェーダ２を操作した際に動かしづらくなる。また、電動フェーダ２にタッチしたことを検出するタッチセンス機能が付いている場合は、電動フェーダ２にタッチされた際にポストチャージを停止するようにしても良い。ポストチャージの駆動力Pposは、最低駆動力Pminの約３０％〜約５０％とするのが好ましい。この場合、駆動力Pposを最低駆動力Pminの約５０〜１００％に設定しても動作音を静かにする効果があるが、目標位置に停止させにくくなる。また、次の本駆動が、ポストチャージが行われた際の移動方向とは逆方向であった場合は、ポストチャージを終了して新たにプリチャージを行うようにする。

上記したように、高速移動モードでは、高速で移動するように駆動信号Ｄ２を大きい駆動力の基本駆動力Ｐｂとして電動フェーダ２を高速移動させ、急速に減速することによりキュッと止めている。シーンリコールが行われる場合は、電動フェーダ２の現在位置とリコールされるシーンで設定された目標位置との距離が大きくなる場合が多いことから、高速移動モードが指示される場合が多い。また、静音移動モードでは、静音化を重視して駆動信号Ｄ１２の駆動力を小さい静音駆動力Ｐｓとして電動フェーダ２をゆっくり移動させ、駆動力をゆっくり落として減速させて、ふわっと止めている。なお、高速移動モードおよび静音移動モードにおけるフェーダ位置制御手段１１およびモータ制御手段１２の上記した動作は、ＣＰＵ１５の制御の基で行われている。また、高速移動モードまたは静音移動モードにおける電動フェーダ２の駆動開始時には、プリチャージを行うことで動作音を静かにしている。この場合、プリチャージの初期値は０に限ることはない。さらに、静音移動モード時には、ポストチャージを行うことで動作音を静かにすることができる。なお、高速移動モード時においてはポストチャージの効果が低下することから、高速移動モード時にはポストチャージを行なわなくてもよい。

静音移動モード時に、ポストチャージを行うことで動作音を静かにすることが効果的な場合を次に説明する。
電動フェーダ２を目標位置まで移動させる場合に、通常より長い時間をかけて移動させたい場合がある。フェードインやフェードアウトがその場合に該当する。電動フェーダ２は、一般に最大ストロークが８０ｍｍや１００ｍｍとされているが、最低駆動力で駆動しても数秒で１００ｍｍのストロークを移動してしまう。例えば、３０秒かけて現在位置から目標位置まで移動させたい場合は、移行レートを設定して電動フェーダ２を間欠駆動する。すなわち、フェーダ位置制御手段１１が最終的な目標位置までの間に複数の目標位置Ｆａ１，Ｆａ２，・・・を設定し、モータ制御手段１２に対し目標位置Ｆａ１，Ｆａ２，・・・を順次指示するデータを移行レートに応じたタイミング毎に供給する。この間欠駆動により、例えば３０秒かけて最終的な目標位置まで移動させられるようになる。このような場合には、電動フェーダ２をある目標位置まで移動させた本駆動の後に、次の目標位置までの本駆動が繰り返し何度も行われることになり、この際にポストチャージを行うと、ノイズの発生防止に効果的となる。また、複数の目標位置Ｆａ１，Ｆａ２，・・・における隣接する目標位置間の距離は短い距離となることから、動作モードは静音移動モードが自動的に設定されるようになる。なお、上記した間欠駆動を行う際に、間欠駆動モードのフラグをセットし、最終的な目標位置までの移動が完了した時に当該フラグをリセットするようにして、間欠駆動モードのフラグがセットされている期間だけポストチャージを行うようにしても良い。

本発明の電動フェーダ駆動装置１において実行されるフェーダ駆動処理のフローチャートを図５に示す。電動フェーダ駆動装置１がディジタルミキサに備えられている場合には、フェーダ駆動処理はディジタルミキサに搭載されているＣＰＵ１５が実行することになる。
図５に示すフェーダ駆動処理は、ディジタルミキサの電源が投入されている間、所定タイミング毎に発生する割り込みでスタートする。フェーダ駆動処理がスタートすると、ステップＳ１０にて電動フェーダ２が駆動されているか否かをＣＰＵ１５が判断する。駆動されていない場合（Ｓ１０のｎｏ）は、ステップＳ１１に進み目標位置を指定するデータがフェーダ位置制御手段１１からモータ制御手段１２に指示されたか否かをＣＰＵ１５が判断する。ここで、目標位置を指定するデータが指示されていない場合（Ｓ１１のｎｏ）はフェーダ駆動処理が終了するが、電動フェーダ２が移動操作されるシーンリコール等のイベントがあり、目標位置を指定するデータが指示されたとして以下に説明する。

目標位置を指定するデータが指示されている場合（Ｓ１１のｙｅｓ）は動作モードも指示されており、ステップＳ１２に分岐して指示された動作モードが高速移動モードか否かをＣＰＵ１５が判断する。フェーダ位置制御手段１１から高速移動モードを指示するデータがモータ制御手段１２に送られている場合（Ｓ１２のｙｅｓ）は、指示された目標位置と高速移動モードとが設定され、モータ制御手段１２が図３に示す高速移動モードのフェーダ制御パターンを発生するようセットされる（ステップＳ１３）。また、フェーダ位置制御手段１１から静音移動モードを指示するデータがモータ制御手段１２に送られている場合（Ｓ１２のｎｏ）は、指示された目標位置と静音移動モードとが設定され、モータ制御手段１２が図４に示す静音移動モードのフェーダ制御パターンを発生するようセットされる（ステップＳ１４）。フェーダ制御パターンがモータ制御手段１２にセットされると、電動フェーダ２の駆動が開始されることから、ステップＳ１５にて、設定された動作モードがいずれであってもプリチャージの駆動信号Ｄ１が発生されてプリチャージが行われる。ステップＳ１５の処理が終了した時は、フェーダ駆動処理は終了する。

次の割り込みが発生してフェーダ駆動処理が再スタートすると、ステップＳ１０にて電動フェーダ２が駆動されているか否かをＣＰＵ１５が判断する。この場合は、電動フェーダ２が駆動されているので（Ｓ１０のｙｅｓ）、ステップＳ１６に分岐し現在位置が、指定された目標位置から所定以内の距離にあるか否かをＣＰＵ１５が判断する。この場合、フェーダ位置制御手段１１から指示された目標位置と、位置検出部１４から通知された電動フェーダ２の現在位置との差をモータ制御手段１２が算出し、算出された差が所定以内の残りの距離、すなわち、高速移動モードに設定されている場合は距離Ｌ１以内、静音移動モードに設定されている場合は距離Ｌ２以内か否かをＣＰＵ１５が判断する。所定以内の距離とされていない場合（Ｓ１６のｎｏ）は、ステップＳ１７に進んでフェーダ制御パターンとその時のタイミングとに応じた駆動信号を継続する。すなわち、現在がプリチャージの期間であればプリチャージの駆動信号Ｄ１を継続し、プリチャージの期間後であれば本駆動の駆動信号Ｄを継続して発生する。

また、所定以内の距離とされている場合（Ｓ１６のｙｅｓ）は、ステップＳ１８に分岐して現在位置が、指定された目標位置と同じであるか否かをＣＰＵ１５が判断する。この場合もフェーダ位置制御手段１１から指示された目標位置と、位置検出部１４から通知された電動フェーダ２の現在位置との差をモータ制御手段１２が算出し、算出された差が同じ位置と許容される差か否かをＣＰＵ１５が判断する。同じ位置でない場合（Ｓ１８のｎｏ）は、ステップＳ１９に進む。この場合は、電動フェーダ２の現在のフェーダ位置が目標位置に達してはいないものの、残りの距離が短く目標位置に近づいたことからモータ制御手段１２はリリースする駆動信号（Ｄ３またはＤ１３）を発生する（Ｓ１９）。また、同じ位置の場合（Ｓ１８のｙｅｓ）は電動フェーダ２の現在のフェーダ位置が目標位置に達したことから、ステップＳ２０に分岐して、ポストチャージの駆動信号Ｄ１４が発生されてポストチャージが行われる。なお、高速移動モードに設定されている場合は、ステップＳ２０の処理をスキップしても良い。
ステップＳ１７，Ｓ１９，Ｓ２０のいずれかの処理が終了するとステップＳ１１に進むが、電動フェーダ２が駆動中の場合は、目標位置を指定するデータは指示されない（Ｓ１１のｎｏ）ことから、フェーダ駆動処理は終了する。
上記したフェーダ駆動処理は所定のタイミング毎に繰り返し実行されることにより、指示された動作モードで電動フェーダ２のフェーダ位置が指示された目標位置まで移動していくようになる。

本発明の電動フェーダ駆動装置１は、図１，図２に示す構成のハードウェアで実現できるが、上記したフェーダ駆動処理のプログラムをコンピュータにおいて実行することでも電動フェーダ駆動装置１を実現することができる。コンピュータは、ＣＰＵやプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、メインメモリとされるＲＡＭ（Random Access Memory）を少なくとも備えるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）とすることができる。コンピュータ制御のディジタルミキサは、ＰＣと同様の構成を少なくとも含む制御部を備えていることから、電動フェーダ２がディジタルミキサに搭載されて、ディジタルミキサが本発明の電動フェーダ駆動装置１を備える場合は、ディジタルミキサの制御部によりフェーダ駆動処理のプログラムを実行するようになる。

本発明の電動フェーダ駆動装置を備えるディジタルミキサでは、ユーザが操作した電動フェーダの設定位置をメモリに記憶しておき、その後に必要に応じてシーンをリコールした際に、電動フェーダをそのシーンでのフェーダ位置になるよう駆動して、そのシーンを再現する機能（シーンリコール機能）や、ＭＩＤＩ信号によって外部のパソコン等から電動フェーダを駆動することにより、電動フェーダの設定位置をリアルタイム操作することもできる。さらに、オートミックス再生時に、再生タイミングで再生されたフェーダ移動イベントに応じて電動フェーダを駆動するようにしてもよい。
また、調光装置に電動フェーダが搭載され、調光装置が本発明にかかる電動フェーダ駆動装置を備える場合も、本発明の電動フェーダ駆動装置は以上説明したように機能する。これにより、本発明の電動フェーダ駆動装置を備える調光装置では、照明の明るさを制御する舞台やスタジオ等に用いられる照明において、使用目的（シーン）に応じた演出をより効果的に図るための最適な明るさの制御を行えるようになる。
以上説明した本発明の電動フェーダ駆動装置においては、プリチャージの駆動信号Ｄ１およびリリースする駆動信号（Ｄ３またはＤ１３）を直線的に変位させたが、これに限ることはなく二次関数等の曲線状に変位させるようにしても良い。また、階段状に変位させても良いが、この場合の段差は細かい段差とする。また、プリチャージの終了後の本駆動において、駆動信号を一気に上昇させたが、急勾配で上昇させるようにしても良い。また、静音移動モードにおいて現在位置と目標位置との差である残りの距離が短く距離Ｌ２以内とされる場合は、プリチャージ後の本駆動における駆動力がリリースする駆動力とされる。この場合、電動フェーダによるが動きが重い電動フェーダの場合は当該駆動力を印加しても動き出さない場合がある。そこで、静音移動モード時においてはフェーダ位置が数ｍｍ動くまで大きな駆動力を一時的に印加するようにしてもよい。
本発明の電動フェーダ駆動装置は、駆動力を指示するデータに応じてＰＷＭされた駆動信号としたが、駆動力を指示するデータに応じた可変電圧信号の駆動信号としても良い。また、電動フェーダのフェーダ位置を移動させるものとしたが、Ｔバーなどの操作子に適用してＴバーを回動させるよう駆動してもよい。また、動作モードは現在位置から目的位置までの移動させる距離に応じて自動で切り替わることとしたが、ユーザが動作モードを選択できるようにしても良い。さらに、動作モードは高速移動モードと静音移動モードの２つとしたが、高速移動モードと静音移動モードとの間にやや高速でやや静音といった１つ以上の中間の動作モードを設けても良い。
なお、上記の説明ではプリチャージの駆動力Ppre、ポストチャージの駆動力Ppos、減速処理を行う距離Ｌ１および距離Ｌ２をある範囲で示したが、電動フェーダの種類や電動フェーダの個々のバラツキにより上記駆動力や上記距離の最適値は異なるようになる。そこで、電動フェーダの基本特性を測定して基本パラメータを作成し、この基本パラメータを基準に、ある範囲の中で個々のバラつきを吸収するように、上記駆動力や上記距離の最適値を調整するのがよい。

１ 電動フェーダ駆動装置、２ 電動フェーダ、２ａ ノブ、１１ フェーダ位置制御手段、１２ モータ制御手段、１３ 駆動部、１４ 位置検出部、１５ ＣＰＵ、２１ パターン波形発生部、２２ アンドゲート、２３ ドライブ回路、１００ 電動フェーダ、１０１ 枠体、１０１ａ 板状部、１０１ｂ 側壁、１０１ｃ 架橋部、１０１ｄ 丸孔、１０１ｅ 長窓孔、１０２ モータ、１０３ 駆動プーリ、１０４ 可動部材、１０４ｃ ガイド部、１０５ 従動プーリ、１０６ ベルト、１０７ 移動体、１０８ 可変抵抗器部、１１０ スペーサ、１１２ ネジ、１１３ 金属ケース、１１３ａ 金属シャフト、１１４ａ レバー、Ｆ フェーダ位置、Ｆ１，Ｆ２，Ｆａ１，Ｆａ２ 目標位置、Ｆｃ１ 現在位置、Ｆｃ２ 現在位置、Ｉ 設定位置情報、Ｐｂ 基本駆動力、Ｐｓ 静音駆動力

Claims (7)

1. 電動フェーダのフェーダ位置を移動させる目標位置を指示する目標位置指示手段と、
   該目標位置指示手段から前記目標位置の指示を受けて、指示された目標位置に前記電動フェーダのフェーダ位置を移動させるよう駆動する駆動手段と
   を備え、
   前記駆動手段は、電動フェーダのフェーダ位置を指示された目標位置に移動させるよう駆動する際に、前記電動フェーダの駆動部を動かせる最も弱い駆動力である最低駆動力に満たないと共に前記駆動部にテンションがかかった状態となる準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させ、該所定時間が経過した後に、前記最低駆動力以上の所定の駆動力を前記電動フェーダに印加して、前記電動フェーダのフェーダ位置を目標位置まで移動させ、前記所定時間は前記駆動部に前記準備駆動力が印加されるまでの時間とされていることを特徴とする電動フェーダ駆動装置。
2. 前記所定時間は、約１０ｍｓ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電動フェーダ駆動装置。
3. 前記準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させる際に、前記電動フェーダに印加する駆動力を、直線的に上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の電動フェーダ駆動装置。
4. 前記所定時間が経過した後に、前記準備駆動力から前記所定の駆動力まで一気に上昇させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動フェーダ駆動装置。
5. 前記駆動部は、モータと、該モータの駆動力を伝達するベルトとを少なくとも含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動フェーダ駆動装置。
6. 前記電動フェーダは、音声信号を扱う電子機器に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電動フェーダ駆動装置。
7. コンピュータに、
   電動フェーダのフェーダ位置を移動させる目標位置を指示する目標位置指示ステップと、
   該目標位置指示ステップから前記目標位置の指示を受けて、指示された目標位置に前記電動フェーダのフェーダ位置を移動させるよう駆動する駆動ステップと
   からなる手順を実行させ、
   前記駆動ステップでは、前記電動フェーダのフェーダ位置を指示された目標位置に移動させるよう駆動する際に、前記電動フェーダの駆動部を動かせる最も弱い駆動力である最低駆動力に満たないと共に前記駆動部にテンションがかかった状態となる準備駆動力まで所定時間をかけて上昇させ、該所定時間が経過した後に、前記最低駆動力以上の所定の駆動力を前記電動フェーダに印加して、前記電動フェーダのフェーダ位置を目標位置まで移動させ、前記所定時間は前記駆動部に前記準備駆動力が印加されるまでの時間とされていることを特徴とする電動フェーダ駆動プログラム。

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