JP6891649B2

JP6891649B2 - 照明器具および照明システム

Info

Publication number: JP6891649B2
Application number: JP2017113272A
Authority: JP
Inventors: 洋平中田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-06-08
Also published as: JP2018206690A

Description

本発明の実施形態は、通信を用いた照明器具および照明システムに関する。

従来、LED照明器具は点灯時間が長くなるにつれ照度が低下する。この照度低下を防ぐため、初期の照度を最大出力より低めに設定し、点灯時間と調光率との積を累積した累積点灯時間の関数で示される照度補正曲線を算出し、自動で照度を補正する照明器具が知られている。

特開２００９−２７４６５７号公報

本発明の実施形態における照明器具および照明システムが解決しようとする課題は、調光制御が容易な照明器具および照明システムを提供することである。

本発明の実施形態における照明器具および照明システムは、光源部と、前記光源部の出力上限値を記憶可能な記憶部と、前記出力上限値を外部端末に送信可能な制御部とを備える。

本発明の実施形態によれば、調光制御が容易な照明器具および照明システムを提供できる。

本発明の実施形態における照明器具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器具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器具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システムの一例を示す模式図である。

以下、図１ないし図４を参照して本発明の実施形態である照明器具1および照明システムSについて説明する。

本発明の実施形態である照明器具1は、図１に示すように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源部5から発する光の光束や色温度、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。

照明器具1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により調光制御状態等を操作される。照明器具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制御される光源部5が設けられる。

調光制御部2は、外部端末Cから送信された出力上限値などの調光制御情報や、アドレス番号などの器具情報を操作設定する制御信号を通信部21によって受信する。

器具情報とは、照明器具1に設定された任意のアドレス番号や当該照明器具1の点灯積算時間、任意に設定された光源部5の出力値の上限値である出力上限値などの情報のことをいう。また、これら器具情報の内、当該照明器具1の調光レベルや色度などの調光制御状態、当該調光制御状態ごとの点灯積算時間、出力上限値、当該照明器具1が複数のDMXチャンネルに対応する場合は該チャンネルごとの点灯積算時間などの光源部5の調光制御に関する情報を調光制御情報と呼ぶ。

また、調光制御部2は、照明器具1の任意に設定された器具情報を通信部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、照明器具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。

照明器具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、図４に示すように、外部端末Cと照明器具1の間に通信経路としてバトン装置7やハブ8、ノード9等を介して照明器具1は複数備えられて照明システムSとして操作制御される。

また、照明器具1は、照明器具1に電力を供給する回路を介して電源である分電盤Eに接続される。これにより、照明器具1は分電盤Eから電力が供給される。

外部端末Cは、操作者から照明器具1に対する操作指令を受けると、照明器具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、制御情報を照明器具1に送信する。この制御情報はバトン装置7やハブ8、ノード9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）に変換され、アドレスが示す照明器具1に対して制御信号を出力することで当該照明器具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を備える。

記憶部22は、照明器具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設定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。

照明器具1が複数のDMXチャンネルを必要とする場合は、対応するDMXチャンネルごとの出力上限値や点灯積算時間などの調光制御情報を記憶部22に記憶する。

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器具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。外部端末Cへ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、分電盤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、照明器具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。

また光源部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器具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によって照明器具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は照明器具1のアドレス番号や光源部5の出力上限値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器具情報は、調光制御部2に送信し、記憶部22に記憶することが可能である。

さらに、照明器具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。

ｘ軸を調光レベル、ｙ軸を照明器具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カーブとなる照明器具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軸上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器具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、照明器具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器具1に設定して記憶することにより、従来初期に設定した出力上限値とその後の調光制御状態および点灯積算時間によって自動補正していた照度補正を照明器具1の使用者が任意に設定できる。そのため、例えば従来の自動補正のみでは対応していない配置環境や使用状態などによる照明器具1ごとの照度や色味のばらつきが経時変化として表れた際、使用者が任意に照明器具1出力上限値を再設定することで照明器具1ごとの照度や色を均一に設定することが容易となる。

また、調光卓などの外部端末Cを交換しても再度照明器具1ごとに出力上限値を設定する必要がなく、手間がかからない。

実施形態の照明器具1および照明システムSは、記憶部22に出力上限値を記憶でき、照明器具1と外部端末C間での器具情報の双方向通信が可能なため、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変化がスムーズな照明演出を行う事が可能となる。また、操作者が任意に照明器具1のアドレス番号を変更しても照明器具1ごとの出力上限値は変わらず、再設定の手間がかからない。

また、照明器具1および照明システムSはRDMなどの双方向通信によってそれぞれの照明器具1の積算点灯時間や調光レベル、調色レベル、任意に設定された出力上限値などの調光制御情報を外部端末Cによって取得可能である。

例えば図４に示すような複数の照明器具1を一つの外部端末Cで操作制御する照明システムS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、RDMなどの双方向通信によって各照明器具1に記憶された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器具1ごとの設定を確認しなおす手間が省ける。

また、照明システムSにおいて新たに照明器具1を導入した際に既存の照明器具1の調光制御情報を元にすることで容易に複数の照明器具1間の照度と調光レベルを合わせることが可能である。

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、照明器具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…照明器具
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
7…バトン装置
8…ハブ
9…ノード
C…外部端末
E…分電盤

Claims

光源部と；
複数のDMXチャンネルごとに前記光源部の出力上限値を記憶可能な記憶部と；
外部端末から受信した制御信号、または自機が受けた操作に基づいて生成された制御信号を受けて前記出力上限値を設定可能な制御部と；
を備える照明器具。
前記制御部は前記記憶部に記憶された前記出力上限値を含む器具情報を前記外部端末へ送信可能である請求項１に記載の照明器具と；
前記制御信号を送信可能な前記外部端末と；
を備える照明システム。