JPH08180705A - 照明器具の最適化設定方法及びその装置 - Google Patents
照明器具の最適化設定方法及びその装置Info
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- JPH08180705A JPH08180705A JP33596894A JP33596894A JPH08180705A JP H08180705 A JPH08180705 A JP H08180705A JP 33596894 A JP33596894 A JP 33596894A JP 33596894 A JP33596894 A JP 33596894A JP H08180705 A JPH08180705 A JP H08180705A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンピュータを用いた照明器具の最適化設定
方法において、照明器具の配光特性を変数として加え
て、配光特性を考慮した最適化設定方法、およびその方
法を実施するための装置を提供する。 【構成】 照明対象領域Ｅ内で予め設定されたサンプル
点Ｉに対するスポットライトや屋外投光器などの照明器
具Ａの照射目標位置と照射パターン角度とを自動的に設
定する最適化設定方法であって、使用する照明器具Ａの
総台数を予め設定し、上記各々のサンプル点Ｉに対する
すべての照明器具Ａによる照度の合計値が、予め設定さ
れた最大照度Ｌｍａｘと最小照度Ｌｍｉｎとの間に設定
されるように、上記各々の照明器具Ａの照射目標位置と
照射パターンを、整数計画法による演算処理を実行して
設定している。
方法において、照明器具の配光特性を変数として加え
て、配光特性を考慮した最適化設定方法、およびその方
法を実施するための装置を提供する。 【構成】 照明対象領域Ｅ内で予め設定されたサンプル
点Ｉに対するスポットライトや屋外投光器などの照明器
具Ａの照射目標位置と照射パターン角度とを自動的に設
定する最適化設定方法であって、使用する照明器具Ａの
総台数を予め設定し、上記各々のサンプル点Ｉに対する
すべての照明器具Ａによる照度の合計値が、予め設定さ
れた最大照度Ｌｍａｘと最小照度Ｌｍｉｎとの間に設定
されるように、上記各々の照明器具Ａの照射目標位置と
照射パターンを、整数計画法による演算処理を実行して
設定している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、 舞台照明用のスポッ
トライト、屋外照明での投光器など、照明対象に向かっ
て所定方向から照射する照明器具の照射目標位置と照射
パターン角度とをコンピュータによる最適化演算を行っ
て設定する方法およびその装置に関する。
トライト、屋外照明での投光器など、照明対象に向かっ
て所定方向から照射する照明器具の照射目標位置と照射
パターン角度とをコンピュータによる最適化演算を行っ
て設定する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来技術】照明器具の種別（配光、輝度）、台数、照
明器具の設置場所（対象物との相対位置）、照射目標位
置（照明器具の光軸が対象物のどこを狙うか）などの照
明条件は、従来より専門家の照明手法、経験、感性など
により決定されていが、コンピュータの発達した今日に
おいては、コンピュータによって線形計画法などを利用
した最適化設定の試みがなされている。
明器具の設置場所（対象物との相対位置）、照射目標位
置（照明器具の光軸が対象物のどこを狙うか）などの照
明条件は、従来より専門家の照明手法、経験、感性など
により決定されていが、コンピュータの発達した今日に
おいては、コンピュータによって線形計画法などを利用
した最適化設定の試みがなされている。
【０００３】例えば、本発明者の知るところでは、Ｗil
liam Ｅ.Ｂrackett,“Ａutomatic floodlight aiming o
ptimzation ”,ＪＯＬＵＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＩＬＬ
ＵＭＩＮＡＴＩＮＧＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ, Ｖol,7,
Ｎo.4,July,p223）には、球技場の投光器照明の照明器
具の台数、照射目標位置を、コンピュータによる線形計
画方法を演算処理して自動的に最適化する方法が開示さ
れている。
liam Ｅ.Ｂrackett,“Ａutomatic floodlight aiming o
ptimzation ”,ＪＯＬＵＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＩＬＬ
ＵＭＩＮＡＴＩＮＧＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ, Ｖol,7,
Ｎo.4,July,p223）には、球技場の投光器照明の照明器
具の台数、照射目標位置を、コンピュータによる線形計
画方法を演算処理して自動的に最適化する方法が開示さ
れている。
【０００４】この方法では、投光器の設置可能な照明タ
ワー位置（３次元空間での位置）および各照明タワーに
設置される投光器の照射目標位置の候補点をあらかじめ
設定し、また、投光器がある照射目標位置を狙った場合
の対象物あるいは場所のサンプル点での照度も与えられ
ている。そして、上記した条件のもとで、各照明タワー
の投光器の照射目標位置ごとの台数（複数投光器が同一
照射目標位置を狙うことができるものとしている）を線
形計画法により求めている。
ワー位置（３次元空間での位置）および各照明タワーに
設置される投光器の照射目標位置の候補点をあらかじめ
設定し、また、投光器がある照射目標位置を狙った場合
の対象物あるいは場所のサンプル点での照度も与えられ
ている。そして、上記した条件のもとで、各照明タワー
の投光器の照射目標位置ごとの台数（複数投光器が同一
照射目標位置を狙うことができるものとしている）を線
形計画法により求めている。
【０００５】図６は、この設定方法の原理を説明するも
のであるが、ここでの決定変数xjは、あらかじめ与えた
各照射目標位置apjを狙う投光器の台数であり、制約条
件および目的関数はあらかじめ決めたサンプル点のトー
タル照度の関数となっており、これは、照射目標位置ap
jを狙う投光器で得られるサンプル点 rpiの照度fcijと
決定変数xjの線形式で表すことができる。
のであるが、ここでの決定変数xjは、あらかじめ与えた
各照射目標位置apjを狙う投光器の台数であり、制約条
件および目的関数はあらかじめ決めたサンプル点のトー
タル照度の関数となっており、これは、照射目標位置ap
jを狙う投光器で得られるサンプル点 rpiの照度fcijと
決定変数xjの線形式で表すことができる。
【０００６】ところが、このような設定方法は、射目標
候補点とその候補点を狙って照射した場合の対象場所の
サンプル点における照度データがすべて得られてからの
最適化問題であり、この照度は実験的に測定もしくは、
照明理論より計算できるが、この文献では触れていな
い。ここでの決定変数ｘｊは、あらかじめ与えた各照射
目標位置ａｐｊを狙う投光器の台数となっている。ま
た、制約条件および目的関数はあらかじめ決めたサンプ
ル点におけるトータル照度の関数となっており、これ
は、照射目標位置ａｐｊを狙う投光器で得られるサンプ
ル点ｒｐｉの照度ｆｃｉｊと決定変数ｘｊの線形式で表
わすことができる。
候補点とその候補点を狙って照射した場合の対象場所の
サンプル点における照度データがすべて得られてからの
最適化問題であり、この照度は実験的に測定もしくは、
照明理論より計算できるが、この文献では触れていな
い。ここでの決定変数ｘｊは、あらかじめ与えた各照射
目標位置ａｐｊを狙う投光器の台数となっている。ま
た、制約条件および目的関数はあらかじめ決めたサンプ
ル点におけるトータル照度の関数となっており、これ
は、照射目標位置ａｐｊを狙う投光器で得られるサンプ
ル点ｒｐｉの照度ｆｃｉｊと決定変数ｘｊの線形式で表
わすことができる。
【０００７】ところが、このような最適化設定方法は、
照射目標候補点とその候補点を狙って照射した場合の対
象場所のサンプル点における照度データをすべて設定す
る必要があり、照度は実験的に測定もしくは、照明理論
より計算できるが、照明器具の配光特性を考慮した照射
位目標位置を決定変数とする照明条件の最適化問題では
ない。
照射目標候補点とその候補点を狙って照射した場合の対
象場所のサンプル点における照度データをすべて設定す
る必要があり、照度は実験的に測定もしくは、照明理論
より計算できるが、照明器具の配光特性を考慮した照射
位目標位置を決定変数とする照明条件の最適化問題では
ない。
【０００８】したがって、舞台照明用のスポットライト
のように照射パターン角度（光源に対するレンズ位置を
変化させて、配光パターンを変える）を可変とした配光
特性自体が変数となる場合では、このような最適化方法
は適用できない。すなわち、上記した従来の最適化設定
方法では、 １）サンプル点の照度をあらかじめすべて与えた数理計
画問題としているため、 照明器具の配光特性が変える
ことができるものについては、その照度データを 各配
光特性ごとに必要とする。
のように照射パターン角度（光源に対するレンズ位置を
変化させて、配光パターンを変える）を可変とした配光
特性自体が変数となる場合では、このような最適化方法
は適用できない。すなわち、上記した従来の最適化設定
方法では、 １）サンプル点の照度をあらかじめすべて与えた数理計
画問題としているため、 照明器具の配光特性が変える
ことができるものについては、その照度データを 各配
光特性ごとに必要とする。
【０００９】２）照明対象領域内だけの照度を制約条件
式、目的関数として取り扱っており、 対象領域外の不
要な照明については、全く考慮されていない。などの問
題があ った。
式、目的関数として取り扱っており、 対象領域外の不
要な照明については、全く考慮されていない。などの問
題があ った。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて開発されたもので、第１の目的は、照明器具の最
適化設定方法に、照明器具の配光特性を変数として加え
て、配光特性を考慮した最適化設定方法、およびその方
法を実施するための装置を提供することにある。また、
第２の目的は、照明対象領域内だけの照度を制約式、目
的関数として加えて、不要な対象領域に対する無駄なエ
ネルギーと設備資材をなくし、必要なエネルギーと設備
資材とを最小に出来る最適化設定方法及びその装置を提
供することにある。
鑑みて開発されたもので、第１の目的は、照明器具の最
適化設定方法に、照明器具の配光特性を変数として加え
て、配光特性を考慮した最適化設定方法、およびその方
法を実施するための装置を提供することにある。また、
第２の目的は、照明対象領域内だけの照度を制約式、目
的関数として加えて、不要な対象領域に対する無駄なエ
ネルギーと設備資材をなくし、必要なエネルギーと設備
資材とを最小に出来る最適化設定方法及びその装置を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１において提案される本発明は、照明対象領域
内で予め設定されたサンプル点に対するスポットライト
や屋外投光器などの照明器具の照射目標位置と照射パタ
ーン角度とを自動的に設定する最適化設定方法であっ
て、使用する照明器具の総台数を予め設定し、上記各々
のサンプル点に対するすべての照明器具による照度の合
計値が、予め設定された最大照度と最低照度との間に設
定されるように、上記各々の照明器具の照射目標位置と
照射パターンを、整数計画法を演算実行して設定するこ
とを特徴としている。
に請求項１において提案される本発明は、照明対象領域
内で予め設定されたサンプル点に対するスポットライト
や屋外投光器などの照明器具の照射目標位置と照射パタ
ーン角度とを自動的に設定する最適化設定方法であっ
て、使用する照明器具の総台数を予め設定し、上記各々
のサンプル点に対するすべての照明器具による照度の合
計値が、予め設定された最大照度と最低照度との間に設
定されるように、上記各々の照明器具の照射目標位置と
照射パターンを、整数計画法を演算実行して設定するこ
とを特徴としている。
【００１２】請求項２において提案される本発明は、請
求項１において提案された最適化設定方法に、照明対象
領域の外周囲に含まれ、予め設定されたサンプル点に対
するすべての照明器具による照度の合計値が、予め設定
された最低照度より低くなる条件を更に加えて、上記各
々の照明器具の照射目標位置と照射パターンを、整数計
画法を演算実行して設定することを特徴としている。
求項１において提案された最適化設定方法に、照明対象
領域の外周囲に含まれ、予め設定されたサンプル点に対
するすべての照明器具による照度の合計値が、予め設定
された最低照度より低くなる条件を更に加えて、上記各
々の照明器具の照射目標位置と照射パターンを、整数計
画法を演算実行して設定することを特徴としている。
【００１３】また、請求項３，４においては、上記した
請求項１，２において提案された照明器具の最適化設定
装置が提案されており、照明器具の各々には、パン、チ
ルト制御可能なパン／チルト制御手段と、光源と照射レ
ンズとの距離を可変制御する照射パターン角度制御手段
とを備えており、これらの照明器具の各々は、請求項
１，２の最適化設定方法を実行するため演算制御手段に
よって算出された制御量で制御される構成となってい
る。
請求項１，２において提案された照明器具の最適化設定
装置が提案されており、照明器具の各々には、パン、チ
ルト制御可能なパン／チルト制御手段と、光源と照射レ
ンズとの距離を可変制御する照射パターン角度制御手段
とを備えており、これらの照明器具の各々は、請求項
１，２の最適化設定方法を実行するため演算制御手段に
よって算出された制御量で制御される構成となってい
る。
【００１４】更に、請求項５では、照明器具の各々は、
照明対象領域内において特定されるサンプル点に対する
照明器具の３次元的な位置を特定することによって、照
射目標位置が設定され、請求項６では、照明器具の各々
は、照明対象領域内において特定されるサンプル点に対
する配向パターンを特定することによって、照射パター
ン角度が設定されるようになっている。
照明対象領域内において特定されるサンプル点に対する
照明器具の３次元的な位置を特定することによって、照
射目標位置が設定され、請求項６では、照明器具の各々
は、照明対象領域内において特定されるサンプル点に対
する配向パターンを特定することによって、照射パター
ン角度が設定されるようになっている。
【００１５】
【実施例】 以下に、本発明における
最適化演算処理について説明する。照明対象領域Ｅ内に
おけるサンプル点Ｉを予め特定する。このサンプル点Ｉ
は、例えば、図２に示したように、照明対象領域Ｅを格
子状に区分した格子点とする。使用する照明器具Ａの総
台数を予め設定し、すべての照明器具Ａからすべてのサ
ンプル点Ｉに光軸Ｐを向けたときに照度Ｌの合計値が、
予め設定された最大照度Ｌｍａｘと最低照度Ｌｍｉｎと
の間に設定されるように、各々の照明器具Ａの照射目標
位置と照射パターンを、整数計画法を演算実行して特定
する。
最適化演算処理について説明する。照明対象領域Ｅ内に
おけるサンプル点Ｉを予め特定する。このサンプル点Ｉ
は、例えば、図２に示したように、照明対象領域Ｅを格
子状に区分した格子点とする。使用する照明器具Ａの総
台数を予め設定し、すべての照明器具Ａからすべてのサ
ンプル点Ｉに光軸Ｐを向けたときに照度Ｌの合計値が、
予め設定された最大照度Ｌｍａｘと最低照度Ｌｍｉｎと
の間に設定されるように、各々の照明器具Ａの照射目標
位置と照射パターンを、整数計画法を演算実行して特定
する。
【００１６】すなわち、本発明では次のような演算処理
が行われる。任意の照明器具ｌについて、候補となる照
射パターン角の種別、つまり照明器具Ａにおいて設定可
能な光源とレンズの位置をｋとし、更に、照明器具Ａの
照明対象領域Ｅ内における３次元的な設置位置（三角測
量法などで求める）と、照射目標位置関係から決まった
場合の照射パターン角度を加えた、照明目標位置の種
別、つまり、照明器具Ａの光軸Ｐを更に水平、垂直方向
に向けて特定される制御パターンをｊとし、各照明器具
Ａには、照射パターンの種別がｐ段階あり、上記した制
御パターンがｍあるとする。これらは入力条件として、
コンピュータに入力される。
が行われる。任意の照明器具ｌについて、候補となる照
射パターン角の種別、つまり照明器具Ａにおいて設定可
能な光源とレンズの位置をｋとし、更に、照明器具Ａの
照明対象領域Ｅ内における３次元的な設置位置（三角測
量法などで求める）と、照射目標位置関係から決まった
場合の照射パターン角度を加えた、照明目標位置の種
別、つまり、照明器具Ａの光軸Ｐを更に水平、垂直方向
に向けて特定される制御パターンをｊとし、各照明器具
Ａには、照射パターンの種別がｐ段階あり、上記した制
御パターンがｍあるとする。これらは入力条件として、
コンピュータに入力される。
【００１７】このような条件を１つのサンプル点Ｉにつ
いて考慮すると、本発明では、照明器具Ａの照射パター
ン角度は、図４に示したように単峰特性を呈するので、
整数計画法を用いれば、各要素についての最適化パター
ンは、採用するか、採用しないかで特定されるので、次
の数式で表現され、いわゆる０，１の問題となる。 ここに、ｉは任意のサンプル点（図３ではＩとして示
す）、ｊは照明器具を目標位置に向けた場合の角度種
別、ｋは照射パターン角度、ｌは任意の照明器具を示し
ている。このような条件下において、照明対象領域Ｅ内
における任意のサンプル点ｉにおける照度Ｌｉは、次式
で表現される。 Ｌｉ＝ΣＬｉｊｋｌ＊Ｘｊｋｌ、Ｘｊｋｌ＝０，１ また、サンプル点ｉにおける照度Ｌｉｊｋｌは、図３よ
り次表で表されるので、 Ｌｉｊｋｌ＝Ｉθ・cosθ／ｌの２乗 Ｉθ＝θ方向の光度（ｃｄ） ｌ＝光源からその点までの距離（ｍ） θ＝入射角 最適化条件は結局、ｉｊｋｌのある組み合せにより確定
する。請求項１において提案された本発明では、このよ
うな演算処理を、照明対象領域Ｅのすべてのサンプル点
ｉに対して行い、このようにして得た照度Ｌｉｊｋｌが
予め設定した最大照度Ｌｍａｘと最低照度Ｌｍｉｎの間
を充すように、すべての照明器具Ａに対して、照明パタ
ーン角度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向
の向きｊを特定している。また、請求項２において提案
された本発明では、照明対象領域Ｅの外周に予め設定し
たサンプル点ｉ（図２ではＩ’として示す）に対して求
めた平均照度ＡＶＧＬｉが更に、予め設定された最低照
度Ｌｍｉｎより小さくなるように、下式の制限条件を付
加して、すべての照明器具Ａに対して、照明パターン角
度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向の向き
ｊを特定している。
いて考慮すると、本発明では、照明器具Ａの照射パター
ン角度は、図４に示したように単峰特性を呈するので、
整数計画法を用いれば、各要素についての最適化パター
ンは、採用するか、採用しないかで特定されるので、次
の数式で表現され、いわゆる０，１の問題となる。 ここに、ｉは任意のサンプル点（図３ではＩとして示
す）、ｊは照明器具を目標位置に向けた場合の角度種
別、ｋは照射パターン角度、ｌは任意の照明器具を示し
ている。このような条件下において、照明対象領域Ｅ内
における任意のサンプル点ｉにおける照度Ｌｉは、次式
で表現される。 Ｌｉ＝ΣＬｉｊｋｌ＊Ｘｊｋｌ、Ｘｊｋｌ＝０，１ また、サンプル点ｉにおける照度Ｌｉｊｋｌは、図３よ
り次表で表されるので、 Ｌｉｊｋｌ＝Ｉθ・cosθ／ｌの２乗 Ｉθ＝θ方向の光度（ｃｄ） ｌ＝光源からその点までの距離（ｍ） θ＝入射角 最適化条件は結局、ｉｊｋｌのある組み合せにより確定
する。請求項１において提案された本発明では、このよ
うな演算処理を、照明対象領域Ｅのすべてのサンプル点
ｉに対して行い、このようにして得た照度Ｌｉｊｋｌが
予め設定した最大照度Ｌｍａｘと最低照度Ｌｍｉｎの間
を充すように、すべての照明器具Ａに対して、照明パタ
ーン角度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向
の向きｊを特定している。また、請求項２において提案
された本発明では、照明対象領域Ｅの外周に予め設定し
たサンプル点ｉ（図２ではＩ’として示す）に対して求
めた平均照度ＡＶＧＬｉが更に、予め設定された最低照
度Ｌｍｉｎより小さくなるように、下式の制限条件を付
加して、すべての照明器具Ａに対して、照明パターン角
度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向の向き
ｊを特定している。
【００１８】ＡＶＧＬｉ ＜ Ｌｍｉｎ （ｉ∈外周囲領域のサンプル点） この問題の解法としては、分枝限定法などが利用出来
き、組み合わせの探索を効果的におこなう手法である。
このような本発明では、照度Ｌｉｊｋｌは予め算出して
おいてもよいが、探索範囲に応じて逐次求めていくこと
ができる。局所的な最適解でなく、真の最適解を得るに
は、この場合には、配光特性である配光曲線が単峰性で
あることが必要条件である。
き、組み合わせの探索を効果的におこなう手法である。
このような本発明では、照度Ｌｉｊｋｌは予め算出して
おいてもよいが、探索範囲に応じて逐次求めていくこと
ができる。局所的な最適解でなく、真の最適解を得るに
は、この場合には、配光特性である配光曲線が単峰性で
あることが必要条件である。
【００１９】図５は、本発明装置の構成例をブロック図
をもって示している。図例では制御対象として可動スポ
ットライト４が採用されており、パン／チルト制御手段
２は、スポットライト４を水平、垂直方向に移動制御す
るため、パンレジスタ２３１、チルトレジスタ２３２に
格納されたデータ量を電圧変換してモータＭ，Ｍを回転
制御させる構成としており、それぞれのモータＭ，Ｍに
は比較器３１，３２と検出器３７，３５によって、フィ
ードバック制御係を構成しパンレジスタ２３１、チルト
レジスタ２３２に格納されたデータ量だけ回転制御され
るようになっている。
をもって示している。図例では制御対象として可動スポ
ットライト４が採用されており、パン／チルト制御手段
２は、スポットライト４を水平、垂直方向に移動制御す
るため、パンレジスタ２３１、チルトレジスタ２３２に
格納されたデータ量を電圧変換してモータＭ，Ｍを回転
制御させる構成としており、それぞれのモータＭ，Ｍに
は比較器３１，３２と検出器３７，３５によって、フィ
ードバック制御係を構成しパンレジスタ２３１、チルト
レジスタ２３２に格納されたデータ量だけ回転制御され
るようになっている。
【００２０】また、照明器具について光源と照射レンズ
との距離を可変制御する照射パターン角度制御手段３も
フォーカスレジスタ２３３に格納されたデータ量によっ
て別のモータＭを回転制御させる構成としており、モー
タＭには比較器３３と検出器３９を設けてフォーカスレ
ジスタ２３３に格納されたデータ量だけ回転制御するよ
うになっている、１は演算制御手段で高速演算処理の可
能なＣＰＵが使用され、入力手段によって入力された条
件、データが入力されると、請求項１まはた２において
採用される最適化アルゴリズムに従った演算処理が実行
され、上記した各レジスタ２３１，２３２，２３３には
演算された最適化のためのデータ量が格納される。
との距離を可変制御する照射パターン角度制御手段３も
フォーカスレジスタ２３３に格納されたデータ量によっ
て別のモータＭを回転制御させる構成としており、モー
タＭには比較器３３と検出器３９を設けてフォーカスレ
ジスタ２３３に格納されたデータ量だけ回転制御するよ
うになっている、１は演算制御手段で高速演算処理の可
能なＣＰＵが使用され、入力手段によって入力された条
件、データが入力されると、請求項１まはた２において
採用される最適化アルゴリズムに従った演算処理が実行
され、上記した各レジスタ２３１，２３２，２３３には
演算された最適化のためのデータ量が格納される。
【００２１】請求項２において提案された本発明装置で
は、演算制御手段１では、更に照明対象領域Ｅの外周に
予め設定したサンプル点ｉに対して求めた平均照度ＡＶ
ＧＬｉが更に、予め設定された最低照度Ｌｍｉｎより小
さくなる制限条件を付加した演算が実行され、上記した
各レジスタ２３１，２３２，２３３には演算された最適
化のためのデータ量が格納され、スポットライト４は制
御される。
は、演算制御手段１では、更に照明対象領域Ｅの外周に
予め設定したサンプル点ｉに対して求めた平均照度ＡＶ
ＧＬｉが更に、予め設定された最低照度Ｌｍｉｎより小
さくなる制限条件を付加した演算が実行され、上記した
各レジスタ２３１，２３２，２３３には演算された最適
化のためのデータ量が格納され、スポットライト４は制
御される。
【００２２】
【発明の効果】本発明方法によれば、照明対象領域に対
する照明条件として照射目標位置に照射角度パターン条
件を盛り込ませて自動的に最適化設定できる（請求項
１）。特に、請求項２において提案された本発明方法で
は、照明対象領域の外周囲に対しては、平均値照度が最
低照度より低い値に設定されるので、無駄な照明による
エネルギー消費、設備資源が低減出来る。
する照明条件として照射目標位置に照射角度パターン条
件を盛り込ませて自動的に最適化設定できる（請求項
１）。特に、請求項２において提案された本発明方法で
は、照明対象領域の外周囲に対しては、平均値照度が最
低照度より低い値に設定されるので、無駄な照明による
エネルギー消費、設備資源が低減出来る。
【００２３】また、請求項４，５において提案された本
発明装置では、請求項１，２において提案された最適化
設定方法が実現できる。
発明装置では、請求項１，２において提案された最適化
設定方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の最適化設定方法の原理説明図。
【図２】本発明の対象となる照明対象領域の例図。
【図３】サンプル点における照度の算出原理説明図。
【図４】本発明によって設定可能な照明器具の配光特性
図。
図。
【図５】本発明装置のブロック構成図。
【図６】従来の照明設定方法の原理説明図。
Ｅ・・・照明対象領域 Ｉ・・・サンプル点 Ｉ’・・・照明対象領域の外周のサンプル点 Ａ・・・照明器具 Ｐ・・・照明器具の照射方向 Ｂ・・・本発明の最適化設定装置 １・・・演算制御手段 ２・・・パン／チルト制御手段 ３・・・照射パターン角度制御手段 ４・・・スポットライト Ｌｍａｘ・・・最大照度 Ｌｍｉｎ・・・最低照度
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１において提案される本発明は、照明対象領域
内で予め設定されたサンプル点に対するスポットライト
や屋外投光器などの照明器具の照射目標位置と照射パタ
ーン角度とを自動的に設定する最適化設定方法であっ
て、使用する照明器具の総台数を予め設定し、上記各々
のサンプル点に対するすべての照明器具による照度の合
計値が、予め設定された最大照度と最小照度との間に設
定されるように、上記各々の照明器具の照射目標位置と
照射パターンを、整数計画法を演算実行して設定するこ
とを特徴としている。
に請求項１において提案される本発明は、照明対象領域
内で予め設定されたサンプル点に対するスポットライト
や屋外投光器などの照明器具の照射目標位置と照射パタ
ーン角度とを自動的に設定する最適化設定方法であっ
て、使用する照明器具の総台数を予め設定し、上記各々
のサンプル点に対するすべての照明器具による照度の合
計値が、予め設定された最大照度と最小照度との間に設
定されるように、上記各々の照明器具の照射目標位置と
照射パターンを、整数計画法を演算実行して設定するこ
とを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】請求項２において提案される本発明は、請
求項１において提案された最適化設定方法に、照明対象
領域の外周囲に含まれ、予め設定されたサンプル点に対
するすべての照明器具による照度の合計値が、予め設定
された最小照度より低くなる条件を更に加えて、上記各
々の照明器具の照射目標位置と照射パターンを、整数計
画法を演算実行して設定することを特徴としている。
求項１において提案された最適化設定方法に、照明対象
領域の外周囲に含まれ、予め設定されたサンプル点に対
するすべての照明器具による照度の合計値が、予め設定
された最小照度より低くなる条件を更に加えて、上記各
々の照明器具の照射目標位置と照射パターンを、整数計
画法を演算実行して設定することを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【実施例】 以下に、本発明における
最適化演算処理について説明する。照明対象領域Ｅ内に
おけるサンプル点Ｉを予め特定する。このサンプル点Ｉ
は、例えば、図２に示したように、照明対象領域Ｅを格
子状に区分した格子点とする。使用する照明器具Ａの総
台数を予め設定し、すべての照明器具Ａからすべてのサ
ンプル点Ｉに光軸Ｐを向けたときに照度Ｌの合計値が、
予め設定された最大照度Ｌｍａｘと最小照度Ｌｍｉｎと
の間に設定されるように、各々の照明器具Ａの照射目標
位置と照射パターンを、整数計画法を演算実行して特定
する。
最適化演算処理について説明する。照明対象領域Ｅ内に
おけるサンプル点Ｉを予め特定する。このサンプル点Ｉ
は、例えば、図２に示したように、照明対象領域Ｅを格
子状に区分した格子点とする。使用する照明器具Ａの総
台数を予め設定し、すべての照明器具Ａからすべてのサ
ンプル点Ｉに光軸Ｐを向けたときに照度Ｌの合計値が、
予め設定された最大照度Ｌｍａｘと最小照度Ｌｍｉｎと
の間に設定されるように、各々の照明器具Ａの照射目標
位置と照射パターンを、整数計画法を演算実行して特定
する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】このような条件を１つのサンプル点Ｉにつ
いて考慮すると、本発明では、照明器具Ａの照射パター
ン角度は、図４に示したように単峰特性を呈するので、
整数計画法を用いれば、各要素についての最適化パター
ンは、採用するか、採用しないかで特定されるので、次
の数式で表現され、いわゆる０，１の問題となる。 ここに、ｉは任意のサンプル点（図３ではＩとして示
す）、ｊは照明器具を目標位置に向けた場合の角度種
別、ｋは照射パターン角度、ｌは任意の照明器具を示し
ている。このような条件下において、照明対象領域Ｅ内
における任意のサンプル点ｉにおける照度Ｌｉは、次式
で表現される。 Ｌｉ＝ΣＬｉｊｋｌ＊Ｘｊｋｌ、Ｘｊｋｌ＝０，１ また、サンプル点ｉにおける照度Ｌｉｊｋｌは、図３よ
り次表で表されるので、 Ｌｉｊｋｌ＝Ｉθ・cosθ／ｌの２乗 Ｉθ＝θ方向の光度（ｃｄ） ｌ＝光源からその点までの距離（ｍ） θ＝入射角 最適化条件は結局、ｉｊｋｌのある組み合せにより確定
する。請求項１において提案された本発明では、このよ
うな演算処理を、照明対象領域Ｅのすべてのサンプル点
ｉに対して行い、このようにして得た照度Ｌｉｊｋｌが
予め設定した最大照度Ｌｍａｘと最小照度Ｌｍｉｎの間
を充すように、すべての照明器具Ａに対して、照明パタ
ーン角度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向
の向きｊを特定している。また、請求項２において提案
された本発明では、照明対象領域Ｅの外周に予め設定し
たサンプル点ｉ（図２ではＩ’として示す）に対して求
めた平均照度ＡＶＧＬｉが更に、予め設定された最小照
度Ｌｍｉｎより小さくなるように、下式の制限条件を付
加して、すべての照明器具Ａに対して、照明パターン角
度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向の向き
ｊを特定している。
いて考慮すると、本発明では、照明器具Ａの照射パター
ン角度は、図４に示したように単峰特性を呈するので、
整数計画法を用いれば、各要素についての最適化パター
ンは、採用するか、採用しないかで特定されるので、次
の数式で表現され、いわゆる０，１の問題となる。 ここに、ｉは任意のサンプル点（図３ではＩとして示
す）、ｊは照明器具を目標位置に向けた場合の角度種
別、ｋは照射パターン角度、ｌは任意の照明器具を示し
ている。このような条件下において、照明対象領域Ｅ内
における任意のサンプル点ｉにおける照度Ｌｉは、次式
で表現される。 Ｌｉ＝ΣＬｉｊｋｌ＊Ｘｊｋｌ、Ｘｊｋｌ＝０，１ また、サンプル点ｉにおける照度Ｌｉｊｋｌは、図３よ
り次表で表されるので、 Ｌｉｊｋｌ＝Ｉθ・cosθ／ｌの２乗 Ｉθ＝θ方向の光度（ｃｄ） ｌ＝光源からその点までの距離（ｍ） θ＝入射角 最適化条件は結局、ｉｊｋｌのある組み合せにより確定
する。請求項１において提案された本発明では、このよ
うな演算処理を、照明対象領域Ｅのすべてのサンプル点
ｉに対して行い、このようにして得た照度Ｌｉｊｋｌが
予め設定した最大照度Ｌｍａｘと最小照度Ｌｍｉｎの間
を充すように、すべての照明器具Ａに対して、照明パタ
ーン角度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向
の向きｊを特定している。また、請求項２において提案
された本発明では、照明対象領域Ｅの外周に予め設定し
たサンプル点ｉ（図２ではＩ’として示す）に対して求
めた平均照度ＡＶＧＬｉが更に、予め設定された最小照
度Ｌｍｉｎより小さくなるように、下式の制限条件を付
加して、すべての照明器具Ａに対して、照明パターン角
度の変数ｋと、目標位置に対する水平、垂直方向の向き
ｊを特定している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】請求項２において提案された本発明装置で
は、演算制御手段１では、更に照明対象領域Ｅの外周に
予め設定したサンプル点ｉに対して求めた平均照度ＡＶ
ＧＬｉが更に、予め設定された最小照度Ｌｍｉｎより小
さくなる制限条件を付加した演算が実行され、上記した
各レジスタ２３１，２３２，２３３には演算された最適
化のためのデータ量が格納され、スポットライト４は制
御される。
は、演算制御手段１では、更に照明対象領域Ｅの外周に
予め設定したサンプル点ｉに対して求めた平均照度ＡＶ
ＧＬｉが更に、予め設定された最小照度Ｌｍｉｎより小
さくなる制限条件を付加した演算が実行され、上記した
各レジスタ２３１，２３２，２３３には演算された最適
化のためのデータ量が格納され、スポットライト４は制
御される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【発明の効果】本発明方法によれば、照明対象領域に対
する照明条件として照射目標位置に照射角度パターン条
件を盛り込ませて自動的に最適化設定できる（請求項
１）。特に、請求項２において提案された本発明方法で
は、照明対象領域の外周囲に対しては、平均値照度が最
小照度より低い値に設定されるので、無駄な照明による
エネルギー消費、設備資源が低減出来る。
する照明条件として照射目標位置に照射角度パターン条
件を盛り込ませて自動的に最適化設定できる（請求項
１）。特に、請求項２において提案された本発明方法で
は、照明対象領域の外周囲に対しては、平均値照度が最
小照度より低い値に設定されるので、無駄な照明による
エネルギー消費、設備資源が低減出来る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 Ｅ・・・照明対象領域 Ｉ・・・サンプル点 Ｉ’・・・照明対象領域の外周のサンプル点 Ａ・・・照明器具 Ｐ・・・照明器具の照射方向 Ｂ・・・本発明の最適化設定装置 １・・・演算制御手段 ２・・・パン／チルト制御手段 ３・・・照射パターン角度制御手段 ４・・・スポットライト Ｌｍａｘ・・・最大照度 Ｌｍｉｎ・・・最小照度
Claims (6)
- 【請求項１】照明対象領域内で予め設定されたサンプル
点に対するスポットライトや屋外投光器などの照明器具
の照射目標位置と照射パターン角度とを自動的に設定す
る最適化設定方法であって、 使用する照明器具の総台数を予め設定し、上記各々のサ
ンプル点に対するすべての照明器具による照度の合計値
が、予め設定された最大照度と最低照度との間に設定さ
れるように、上記各々の照明器具の照射目標位置と照射
パターンを、整数計画法を演算実行して設定することを
特徴とする照明器具の最適化設定方法。 - 【請求項２】照明対象領域内に予め設定されたサンプル
点に対するスポットライトや屋外投光器などの照明器具
の照射目標位置と照射パターン角度とを自動的に設定す
る最適化設定方法であって、 使用する照明器具の総台数を予め設定し、上記各々のサ
ンプル点に対するすべての照明器具による照度の合計値
が、予め設定された最大照度と最低照度との間に設定さ
れ、 かつ上記照明対象領域の外周囲に含まれ、予め設定され
たサンプル点に対するすべての照明器具による照度の合
計値が、予め設定された最低照度より低くなるように、 上記各々の照明器具の照射目標位置と照射パターンを、
整数計画法を演算実行して設定することを特徴とする照
明器具の最適化設定方法。 - 【請求項３】照明対象領域内に予め設定されたサンプル
点に対するスポットライトや屋外投光器などの照明器具
の照射目標位置と照射パターン角度とを自動的に設定す
る最適化設定装置であって、 照明器具の各々には、 パン、チルト制御可能なパン／チルト制御手段と、 光源と照射レンズとの距離を可変制御する照射パターン
角度制御手段と、 照明対象領域内で予め設定されたサンプル点に対するす
べての照明器具による照度の合計値が、予め設定された
最大照度と最低照度との間に設定され、 上記すべての照明器具の各々について照射目標位置と照
射パターンを整数計画法により演算実行して、上記パン
／チルト制御手段と、上記照射パターン角度制御手段の
制御量を算出し、その値に制御する演算制御手段とを備
えたことを特徴とする照明器具の最適化設定装置。 - 【請求項４】照明対象領域内に予め設定されたサンプル
点に対するスポットライトや屋外投光器などの照明器具
の照射目標位置と照射パターン角度とを自動的に設定す
る最適化設定装置であって、 照明器具の各々には、 パン、チルト制御可能なパン／チルト制御手段と、 光源と照射レンズとの距離を可変制御する照射パターン
角度制御手段と、 照明対象領域内で予め設定されたサンプル点におけるす
べての照明器具による照度の合計値が、予め設定された
最大照度と最低照度との間に設定され、 なおかつ照明対象領域の外周囲に含まれるサンプル点に
対する上記各々の照明器具による照度の合計値が、予め
設定された最低照度より低くなるように上記すべての照
明器具の各々について照射目標位置と照射パターンを整
数計画法により演算実行して、上記パン／チルト制御手
段と、上記照射パターン角度制御手段の制御量を算出し
て、制御する演算制御手段とを備えたことを特徴とする
照明器具の最適化設定装置。 - 【請求項５】上記照明器具の各々は、照明対象領域内に
おいて特定されるサンプル点に対する照明器具の３次元
的な位置を特定することによって、照射目標位置が設定
されることを特徴とする請求項１に記載の照明器具の最
適化設定方法。 - 【請求項６】上記照明器具の各々は、照明対象領域内に
おいて特定されるサンプル点に対する配向パターンを特
定することによって、照射パターン角度が設定されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の照明器具の最適化設定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33596894A JPH08180705A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 照明器具の最適化設定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33596894A JPH08180705A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 照明器具の最適化設定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180705A true JPH08180705A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18294339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33596894A Pending JPH08180705A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 照明器具の最適化設定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08180705A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101307372B1 (ko) * | 2013-02-15 | 2013-09-11 | 한국건설기술연구원 | 횡단보도 조명등 및 횡단보도 조명등의 설치방법 |
| CN104081111A (zh) * | 2011-12-23 | 2014-10-01 | 株式会社Kmw | 用于空间照明的方法 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP33596894A patent/JPH08180705A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104081111A (zh) * | 2011-12-23 | 2014-10-01 | 株式会社Kmw | 用于空间照明的方法 |
| US9310029B2 (en) | 2011-12-23 | 2016-04-12 | Kmw Inc. | Method for illuminating space |
| KR101307372B1 (ko) * | 2013-02-15 | 2013-09-11 | 한국건설기술연구원 | 횡단보도 조명등 및 횡단보도 조명등의 설치방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030311 |