JP6931191B2 - 調光制御装置、照明器具および照明システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、カメラによる撮影に適した照明の調光制御を行う調光制御装置、照明器具および照明システムに関する。

従来、テレビスタジオなどでは、被写体を照明器具で照明し、カメラ（テレビカメラ）で撮影している。

照明器具には、光源としてＬＥＤを用いたものがあるが、このような光源の明るさを調整する場合、ＰＷＭ制御によって行うことが多い。

光源をＰＷＭ制御した場合、カメラで撮影するタイミングと光源で照明するタイミングとのずれにより、カメラで撮影する映像のフレーム毎に光源の点灯回数がばらつき、そのため、カメラで撮影された映像のフレーム毎に明るさがばらつき、映像がちらつく現象であるフリッカが発生するおそれがある。

そこで、カメラによる撮影のフレームレートよりも整数倍高い周波数で光源をＰＷＭ制御し、フリッカの発生を軽減している。

このようにしてフリッカの発生を軽減しているが、映像の高品質化のためにはフリッカの発生をより軽減できることが好ましい。

特開２０１６−２０１７１６号公報

本発明が解決しようとする課題は、カメラによって撮影される映像のフリッカの発生を軽減できる調光制御装置、照明器具および照明システムを提供することである。

実施形態の調光制御装置は、同期信号取得部および調光信号出力部を備える。同期信号取得部は、カメラによる撮影と同期する同期信号を取得する。調光信号出力部は、同期信号取得部で取得される同期信号に同期した調光信号を一定時間の経過毎または同期信号の一定間隔毎に出力することで、カメラの露光開始タイミングと調光信号を受け取る照明器具の点灯開始タイミングのずれを修正する。

本発明によれば、カメラによって撮影される映像のフリッカの発生を軽減することが期待できる。

第１の実施形態を示す照明システムのブロック図である。 同上照明システムのタイミングチャートである。 同上比較例のタイミングチャートである。 第２の実施形態を示す照明システムのブロック図である。 第３の実施形態を示す照明システムのブロック図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。

図１に照明システム10のブロック図を示す。この照明システム10は、例えばスタジオ内で、カメラ（テレビカメラ、スタジオカメラ、ビデオカメラなどの動画撮影するカメラ）11での撮影時の照明を制御するものである。

撮影では、複数台のカメラ11を用いて撮影を行うことがある。カメラ11には、カメラ11を制御するコントロールユニット12が、カメラ11とは別ユニットとするものと、カメラ11に一体化されているものなどがある。

カメラ11は、設定された所定のフレームレートで撮影を行う。なお、通常、複数のカメラ11で撮影を行う場合、複数のカメラ11のフレームレートは同一としている。

カメラ11で撮影する際には、規格化されているタイムコードを用いて撮影を行う。タイムコードは、例えば、映像を構成するフレーム単位に映像のスタート点からの時、分および秒やフレーム番号などの情報を含むものであり、カメラ11で撮影する映像データに付加される。そして、複数のカメラ11で撮影する場合、例えば、１台のカメラ11あるいは１台のコントロールユニット12が出力するタイムコードに複数のカメラ11を同期させて撮影を行うことにより、複数のカメラ11で撮影された映像の編集などの作業を共通のタイムコードを利用して効率的に行うことが可能となっている。

そして、照明システム10は、調光卓20、およびこの調光卓20によって遠隔操作する複数の照明器具21を備えている。調光卓20に対して、複数の照明器具21が通信線で順次直列に接続されている。これら調光卓20と複数の照明器具21とは、例えばＤＭＸ規格に従った通信プロトコルや、このＤＭＸの拡張機能であるＲＤＭ規格に従った通信プロトコルによって通信可能とする。

調光卓20は、複数の照明器具21の調光状態を遠隔操作するための操作部24、およびこの操作部24の操作に応じて複数の照明器具21を制御するための通信プロトコルに従ったＤＭＸ信号やＲＤＭ信号などの調光信号を生成する調光信号生成部25などを備えている。調光信号には、照明器具21毎に設定される固有のアドレスやその照明器具21毎に設定される調光率などの情報が含まれる。

調光卓20は、カメラ11による露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとを同期させる調光制御装置26を備えている。この調光制御装置26は、カメラ11のタイムコードを同期信号として取得する同期信号取得部27、およびこの同期信号取得部27で取得される同期信号に同期した調光信号を照明器具21に出力する調光信号出力部28などを備えている。この同期信号に同期した調光信号は、例えば、同期用の調光信号でもよいし、調光信号に含まれるスタートビットなどの任意の信号を同期用に利用してもよい。さらに、調光信号出力部28は、例えば一定時間毎あるいは同期信号の一定間隔毎など、定期的に同期信号に同期した調光信号を出力する機能を有している。なお、調光信号出力部28は、調光信号生成部25の機能を備えていてもよく、この場合、調光信号生成部25は省略してもよい。

調光制御装置26は、カメラ11で撮影するフレームレートの情報を取得するフレームレート情報取得部29を備えていてもよい。このフレームレート情報取得部29は、タイムコードからフレームレートの情報を取得したり、カメラ11の映像信号を入力してこの映像信号からフレームレートの情報を取得する。この場合、調光信号出力部28（調光信号生成部25）は、フレームレート情報取得部29で取得されるフレームレートに応じた照明器具21でのＰＷＭ制御の周波数情報を調光信号に含めて出力する。なお、カメラ11のフレームレートが分かっている場合、操作部24でフレームレート情報を手動入力することにより、この手動入力されたフレームレートの情報をフレームレート情報取得部29で取得するようにしてもよい。

また、複数の照明器具21は、スタジオ内の所望の場所を照明するように設置される。照明器具21は、光源32、およびこの光源32を点灯させる点灯装置33を備えている。光源32には、例えばＬＥＤなどの発光素子が用いられる。点灯装置33は、照明器具21に供給される外部電源を所定の点灯電源に変換して光源32に供給し、光源32を点灯させる。このとき、点灯装置33は、調光卓20から調光信号を入力し、この調光信号に応じて光源32をＰＷＭ制御することにより設定される調光率で点灯させる。すなわち、点灯装置33は、光源32に供給する電流を制御する電源変換回路にスイッチング素子を有し、調光卓20から入力する調光信号に応じてスイッチング素子を所定の周波数でＰＷＭ制御することにより、光源32が調光信号に応じた調光率で点灯するように光源32に供給する電流を制御する。

各照明器具21の点灯装置33は、固有のアドレスが設定されており、調光卓20から入力する調光信号のうち、自己のアドレスに対応した調光信号を受信し、受信した調光信号に応じて光源32をＰＷＭ制御する。このとき、点灯装置33は、受信した調光信号にＰＷＭ制御の開始タイミングを同期させ、所定の周波数でＰＷＭ制御を開始する。例えば、調光信号に含まれるスタートビットなどの任意の信号に同期させる。さらに、点灯装置33のＰＷＭ制御の周波数は、任意の周波数に変更設定可能とする。例えば、調光信号にＰＷＭ制御の周波数情報が含まれている場合には、その周波数情報に合わせて点灯装置33のＰＷＭ制御の周波数を変更設定し、カメラ11のフレームレートに同期させるようにしてもよい。

そして、第１の実施形態の照明システム10の動作を説明する。

ここで、図３に、カメラ11による撮影と照明器具21のＰＷＭ制御との同期をとらない比較例のタイミングチャートを示す。図３には、カメラ11の露光開始タイミングおよび露光時間と、照明器具21の点灯開始タイミングおよび点灯時間を示す。

カメラ11は、撮影時、フレームレートに対応した所定の周期で、フレーム毎に対応してシャッタが開き、露光する。

照明器具21は、カメラ11のフレームレートとは無関係の周波数で光源32をＰＷＭ制御する。

そのため、カメラ11のフレーム毎に対応した各露光時間中に、光源32が点灯する回数にばらつきが生じることがある。これにより、カメラ11で撮影された映像のフレーム毎の明るさにばらつきが生じ、映像がちらつく現象であるフリッカが発生するおそれがある。

それに対して、本実施形態の照明システム10においては、調光卓20の同期信号取得部27によってカメラ11のタイムコードを同期信号として取得し、この同期信号に同期して調光信号を照明器具21に出力する。

照明器具21の点灯装置33では、調光卓20から入力する調光信号のうち、自己のアドレスに対応した調光信号を受信し、受信した調光信号に応じて光源32をＰＷＭ制御する。このとき、点灯装置33は、受信した調光信号にＰＷＭ制御の開始タイミングを同期させ、所定の周波数でＰＷＭ制御を開始する。

そして、図２に、本実施形態の照明システム10のタイミングチャートを示す。図２には、カメラ11の露光開始タイミングおよび露光時間と、照明器具21の点灯開始タイミング（ＰＷＭ制御の開始タイミング）および点灯時間を示す。カメラ11にはＡ、Ｂのカメラ11があり、照明器具21にはＡ、Ｂの照明器具21がある場合を示す。

Ａ、Ｂのカメラ11のフレームレートは同一であるとともにタイムコードによって同期されているため、Ａ、Ｂのカメラ11毎に露光時間が異なることがあるが、Ａ、Ｂのカメラ11の露光開始タイミングおよびこの露光開始タイミングの周期は一緒で同期されている。

Ａ、Ｂの照明器具21は、カメラ11の同期信号（タイムコード）に同期している調光信号にＰＷＭ制御の開始タイミングを同期させるため、Ａ、Ｂの照明器具21毎に点灯時間が異なることがあるが、調光信号の出力時点において、Ａ、Ｂの照明器具21の点灯開始タイミングが一致して同期されるとともに、Ａ、Ｂの照明器具21の点灯開始タイミングがＡ、Ｂのカメラ11の露光開始タイミングと一致して同期される。

このように、調光信号の出力時点において、Ａ、Ｂの照明器具21の点灯開始タイミングがＡ、Ｂのカメラ11の露光開始タイミングと一致して同期するため、カメラ11で撮影された映像のフレーム毎の明るさが一定に保たれ、フリッカの発生が軽減される。

このとき、カメラ11のフレームレートと照明器具21のＰＷＭ制御の周波数とが異なっている場合がある。つまり、カメラ11の露光開始タイミングの周期と照明器具21の点灯開始タイミングの周期とが異なっている場合がある。この場合、調光信号の出力時点でカメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとを同期させていても、時間経過に伴って、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとが徐々にずれてくる。

調光信号の出力時点からある程度の期間内であれば、例えばカメラ11の１つのフレームに対応した露光時間と照明器具21の１回の点灯開始タイミングとが一致するように、カメラ11のフレーム毎に対応した各露光時間と照明器具21の各点灯との関係は一定に保たれ、フリッカの発生が軽減される。

調光信号の出力時点からさらに時間経過することにより、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとのずれが大きくなっていくが、調光卓20の調光信号出力部28では、調光信号の出力時点から一定時間の経過毎、あるいは同期信号の一定間隔毎に、同期信号に同期した調光信号を出力するため、つまり、調光卓20の調光信号出力部28では、定期的に同期信号に同期した調光信号を出力するため、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとのずれが修正されて再同期される。そのため、カメラ11のフレームレートと照明器具21のＰＷＭ制御の周波数とが異なっている場合であっても、フリッカの発生が軽減される。

また、図２には、カメラ11のフレームレートと照明器具21のＰＷＭ制御の周波数とが一致する場合を示している。つまり、カメラ11の露光開始タイミングの周期と照明器具21の点灯開始タイミングの周期とが一致する場合を示している。

この場合、調光卓20のフレームレート情報取得部29がカメラ11のフレームレートを取得し、調光信号出力部28（調光信号生成部25）がフレームレート情報取得部29で取得されるフレームレートに応じた照明器具21のＰＷＭ制御の周波数情報を調光信号に含めて出力する。

照明器具21の点灯装置33では、受信した調光信号にＰＷＭ制御の周波数情報が含まれてる場合、その周波数情報に合わせて点灯装置33のＰＷＭ制御の周波数を変更設定する。これにより、カメラ11の露光開始タイミングの周期と照明器具21の点灯開始タイミングの周期とが同期し、フリッカの発生が軽減される。

なお、この場合でも、時間経過に伴って、カメラ11の露光開始タイミングの周期と照明器具21の点灯開始タイミングの周期とがずれてくる虞があるため、定期的に同期信号に同期した調光信号を出力することにより、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとのずれが修正されて再同期される。この場合、同期をとるために調光信号を出力する頻度は少なくてよく、調光卓20側および照明器具21側での処理を軽減できる。

このように、第１の実施形態の照明システム10では、調光卓20の同期信号取得部27によってカメラ11のタイムコードを同期信号として取得し、調光卓20の調光信号出力部28によって同期信号に同期した調光信号を照明器具21に出力するため、この調光信号を受信した照明器具21では調光信号に同期して光源32をＰＷＭ制御することができ、つまり、調光信号の出力時点において、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとを同期させることができ、カメラ11によって撮影される映像にフリッカが発生するのを軽減できる。

また、調光卓20の調光信号出力部28は、定期的に同期信号に同期した調光信号を照明器具21に出力するため、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとのずれを修正して再同期させ、フリッカの発生を軽減できる。

また、調光卓20のフレームレート情報取得部29がカメラ11のフレームレートを取得し、調光信号出力部28（調光信号生成部25）がフレームレート情報取得部29で取得されるフレームレートに応じた照明器具21のＰＷＭ制御の周波数情報を調光信号に含めて出力するため、この調光信号を受信した照明器具21では、調光信号にＰＷＭ制御の周波数情報が含まれている場合、その周波数情報に合わせて点灯装置33のＰＷＭ制御の周波数を変更設定することができ、カメラ11の露光開始タイミングの周期と照明器具21の点灯開始タイミングの周期とを同期させ、フリッカの発生を軽減できる。

次に、図４に第２の実施形態を示す。

照明システム10は、タイムコードなどの信号を発生する信号発生器40を、カメラ11やコントロールユニット12とは別に備える。この信号発生器40が発生するタイムコードをカメラ11やコントロールユニット12に入力して複数のカメラ11が同期する。さらに、信号発生器40が発生するタイムコードを同期信号として調光卓20に入力し、この調光卓20から同期信号に同期した調光信号を照明器具21に出力する。

したがって、信号発生器40を用いた場合にも、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとを同期させることができ、カメラ11によって撮影される映像にフリッカが発生するのを軽減できる。

次に、図５に第３の実施形態を示す。

第３の実施形態は、スタジオ以外の調光卓20がない場所で撮影を行う場合に対応したものである。

少なくとも１つの照明器具21が上述した調光制御装置26を備えている。

カメラ11やコントロールユニット12からのタイムコードを同期信号として照明器具21に入力し、この照明器具21から同期信号に同期した調光信号を他の照明器具21に出力する。

この場合、調光制御装置26を備える照明器具21および他の照明器具21とも、調光信号に同期して光源32を制御する。さらに、各照明器具21は、調光信号に含まれる調光率の情報に基づいて調光制御してもよいし、調光信号は同期にのみ利用して照明器具21毎に設定されている調光率に基づいて調光制御してもよい。

このように、調光卓20がない場合にも、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとを同期させることができ、カメラ11によって撮影される映像にフリッカが発生するのを軽減できる。

なお、第２の実施形態に示した信号発生器40を用い、この信号発生器40からのタイムコードをカメラ11やコントロールユニット12に入力するとともに同期信号として照明器具21に入力し、カメラ11の露光開始タイミングと照明器具21の点灯開始タイミングとを同期させるようにしてもよい。

また、上述した各実施形態において、照明システム10に対して新たな照明器具21を追加したり、通信線から照明器具21を一旦切り離した後に再度接続したような場合、追加または再接続した照明器具21のＰＷＭ制御の同期が一時的にとれないことがあるが、調光信号出力部28では定期的に同期信号に同期した調光信号を出力するため、追加または再接続した照明器具21のＰＷＭ制御の同期をとることができる。

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 カメラ
21 照明器具
26 調光制御装置
27 同期信号取得部
28 調光信号出力部
29 フレームレート情報取得部
32 光源
33 点灯装置

Claims (5)

1. カメラによる撮影と同期する同期信号を取得する同期信号取得部と；
   前記同期信号取得部で取得される同期信号に同期した調光信号を一定時間の経過毎または前記同期信号の一定間隔毎に出力することで、前記カメラの露光開始タイミングと前記調光信号を受け取る照明器具の点灯開始タイミングのずれを修正する調光信号出力部と；
   を具備することを特徴とする調光制御装置。
2. カメラによる撮影と同期する同期信号を取得する同期信号取得部と；
   前記同期信号取得部で取得される前記同期信号に同期した調光信号を出力する調光信号出力部と；
   前記カメラで撮影するフレームレートの情報を取得するフレームレート情報取得部と；
   を具備し、
   前記調光信号出力部は、前記フレームレート情報取得部で取得される前記フレームレートに応じた周波数情報が含まれる前記調光信号を出力する
   ことを特徴とする調光制御装置。
3. 光源と；
   請求項１または２記載の調光制御装置から出力される調光信号に同期して前記光源をＰＷＭ制御する点灯装置と；
   を具備することを特徴とする照明器具。
4. 光源と；
   請求項１または２記載の調光制御装置と；
   前記調光制御装置から出力される調光信号に同期して前記光源をＰＷＭ制御する点灯装置と；
   を具備することを特徴とする照明器具。
5. 請求項１または２記載の調光制御装置と；
   光源、および前記調光制御装置から出力される調光信号に同期して前記光源をＰＷＭ制御する点灯装置を有する照明器具と；
   を具備することを特徴とする照明システム。

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