JPH1092203A

JPH1092203A - スポットライト

Info

Publication number: JPH1092203A
Application number: JP25014896A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kuniyoshi; 賢治國吉
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】予め、操作盤などから配光パターン径を入力し
ておけば、被照射体に合わせて自動的に照射方向を定め
るとともに、自動的にフォーカシングができるスポット
ライトを提供する。【解決手段】少なくとも配光パターン径の入力操作が可
能な遠隔操作手段と、自動フォーカス手段と自動追尾手
段とを備え、自動フォーカス手段は、被照射体までの距
離を定期的に測定する距離測定センサ３と、遠隔操作手
段によって入力された配光パターン径と、距離測定セン
サ３が測定する距離から、照射角を算出する第１の演算
手段１１ｃと、照射角を制御する照射角制御手段１４と
を備え、自動追尾手段は、被照射体から常に発信される
ワイヤレス信号を受信する複数の信号受信手段４，５
と、複数の信号受信手段４，５の各々が受信する信号の
位相差から、被照射体の位置を算出する第２の演算手段
１１ｅと、照射方向を制御する照射方向制御手段１５，
１６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動フォーカス機
能を備えたスポットライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、テレビスタジオや舞台などの
上方に配置されたスポットライトは、副調整室などに設
置された操作盤（操作卓）に接続され、オン／オフ制御
の他に、姿勢、配光、昇降などが遠隔制御されるように
なっている。この種のスポットライトの構成の概略模式
図を図１１に示す。

【０００３】被照射体である人ＭにスポットライトＳ
Ｌ’からの照射を合わせるためには、スポットライトＳ
Ｌ’に接続された操作盤Ｃを操作する。操作盤Ｃには、
ジョイスティックなどを備えおり、これを操作すれば、
スポットライトＳＬ’のパン方向及びチルト方向への姿
勢制御ができ、照射方向を任意の方向に向けられるよう
になっている。

【０００４】また、配光制御もこの操作盤Ｃから操作で
きるようになっており、このためのスポットライトＳ
Ｌ’の内部構成を図１２に示す。スポットライトＳＬ’
のスポットライト本体１００には、操作盤Ｃから配光パ
ターン径データを受ける配光パターン径入力部１０１
と、被照射体Ｍとの距離を計測する距離計測センサ１０
２とを備えている。

【０００５】スポットライト本体１００は、Ａ／Ｄ変換
部１１０と、ＣＰＵ１１１と、フォーカスユニット１１
２と、電源部１１３と、バルブ１１４（電子管、電球）
とを備えており、ＣＰＵ１１１には、投光距離読取部１
１１ａと、投光距離記憶部１１１ｂと、演算部１１１ｃ
と、フォーカス駆動部１１１ｄとを含んでいる。距離測
定センサ１０２では、常に、被照射体Ｍとの距離を検出
しており、Ａ／Ｄ変換部１１０によって、ディジタル信
号に変換されている。投光距離読取部１１１ａでは、定
期的にこの信号を読み取って、順次、投光距離記憶部１
１１ｂに更新しながら記憶する。

【０００６】演算部１１１ｃは、操作盤Ｃから配光パタ
ーン径入力部１０１を介して入力された配光パターン径
と、投光距離記憶部１１１ｂに記憶された被照射体Ｍま
での距離から、このスポットライトＳＬ’の照射角（パ
ターン角）を算出する。すると、フォーカス駆動部１１
１ｄは、フォーカスユニット１１２を駆動し、バルブ１
１４から照射される光の照射角を制御して、被照射体Ｍ
における配光パターン径が、操作盤Ｃから入力された配
光パターンと一致するように自動制御する。

【０００７】このように従来のスポットライトＳＬ’
は、高所に設置されていたとしても、操作盤Ｃを操作す
ることによる遠隔制御が簡単にでき、フォーカシング
も、被照射体Ｍが距離測定センサ１０２によって検知で
きる範囲内に存在している場合には、自動的にできるよ
うになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
スポットライトは、被照射体が人などであるときには、
動き回る可能性があるので、照射方向を変えるために、
いちいち操作盤を操作して、パン動作、チルト動作をさ
せなければならなかった。また、照射方向が定まらなけ
れば、フォーカシングは安定しないので、操作盤の操作
によって照射方向を制御した場合、スポットライトから
の照射が不安定になる可能性が大きくなり、そのため、
操作盤の操作は熟練した人が担当しなければならなかっ
た。

【０００９】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであり、予め、操作盤から被照射体における配光パタ
ーン径を入力しておけば、被照射体の位置に合わせて自
動的に照射方向を定めるとともに、フォーカシングが自
動的にできるスポットライトを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のスポットライトでは、少
なくとも配光パターン径の入力操作が可能な遠隔操作手
段を備えるとともに、自動フォーカス手段と、自動追尾
手段とを備えており、自動フォーカス手段は、被照射体
までの距離を定期的に測定する距離測定センサと、遠隔
操作手段によって入力された配光パターン径と、距離測
定センサが測定する距離から、照射角を算出する第１の
演算手段と、第１の演算手段の算出結果に基づいて、照
射角を制御する照射角制御手段とを備えており、自動追
尾手段は、被照射体から常に発信されるワイヤレス信号
を受信する複数の信号受信手段と、複数の信号受信手段
の各々が受信する信号の位相差から、被照射体の位置を
算出する第２の演算手段と、第２の演算手段の算出結果
に基づいて、照射方向を制御する照射方向制御手段とを
備える。

【００１１】ここに、配光パターン径とは、被照射体に
おいてほぼ円形に形成される配光曲線の直径をいい、照
射角とは、光源から発せられる光の光軸を中心とした所
定の光度以上（正確には最大光度の１／１０以上）の範
囲をなす角度（ビーム角）をいう。また、照射方向と
は、光源を起点とした光軸が向く方向のことをいう。遠
隔操作手段には、信号線によって接続された操作盤（操
作卓）や、ワイヤレス信号を発信するリモコンなどがあ
る。また、距離計測センサには、超音波センサなどが用
いられ、超音波の発信時刻と、その反射波の受信時刻か
ら、被照射体までの距離を算出する。

【００１２】人などの被照射体は、発信器を携帯してお
り、このスポットライトや天井面などに、所定間隔で取
り付けられた少なくとも２以上の受信器によって、発信
器から発信される信号が受信され、照射方向が決められ
る。請求項２では、請求項１において、自動追尾手段
は、照射範囲のすべてを撮像する撮像手段を備え、第２
の演算手段は、撮像手段が撮像した照射範囲の中から、
被照射体による反射光の位置を算出し、照射方向制御手
段は、照射光の中心軸を、第２の演算手段が算出した反
射光の位置に一致させるように、照射方向を制御する。

【００１３】人などの被照射体は、鏡などの反射体を携
帯しており、撮像手段では、撮像範囲の中から高輝度と
なる点を、反射体による反射光と判断して、これに向か
うように照射方向を決める。請求項３では、少なくとも
配光パターン径の入力操作が可能な遠隔操作手段を備え
るとともに、自動フォーカス手段と、自動位置決め手段
とを備えており、自動フォーカス手段は、被照射体まで
の距離を測定する距離測定センサと、遠隔操作手段によ
って入力された配光パターン径と、距離測定センサが測
定する距離から、照射角を算出する第１の演算手段と、
第１の演算手段の算出結果に基づいて、照射角を制御す
る照射角制御手段とを備えており、自動位置決め手段
は、被照射体から発信されるワイヤレス信号を受信する
信号受信手段と、信号受信手段が受信する信号から、被
照射体の位置を算出する第２の演算手段と、第２の演算
手段の算出結果に基づいて、照射方向を制御する照射方
向制御手段とを備え、自動フォーカス手段は、自動位置
決め手段によって照射方向が制御されたときに、距離計
測センサによって被照射体までの距離を計測し、照射角
を制御する。

【００１４】被照射体から、赤外線リモコンなどを用い
て、このリモコンの操作方向に照射方向を合わせる。こ
こでは、照射方向を制御したときにのみ、自動フォーカ
ス機能を作動させているので、常に、距離計測センサに
よって、被照射体との距離を計測しておく必要がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、図面とともに、本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明の請求項
１に記載のスポットライトの内部構成の一例を示したブ
ロック図である。このスポットライトＳＬには、スポッ
トライト本体１に、遠隔制御手段である操作盤（後述）
等から配光パターン径データを受ける配光パターン径入
力部２と、被照射体との距離を計測する距離計測センサ
３とを備えて、自動フォーカス機能を実行し、被照射体
からのワイヤレス信号を受信する受信器４と、この受信
器４と所定間隔に設置された他の受信器から、信号線を
介して被照射体からの発信を受信する信号受信部５とを
備えて、自動追尾機能を実行する。

【００１６】スポットライト本体１は、Ａ／Ｄ変換部１
０と、ＣＰＵ１１と、電源部１２と、バルブ１３と、照
射角制御手段であるフォーカスユニット１４と、照射方
向を上下左右の方向に制御する、照射方向制御手段であ
るパン駆動ユニット１５及びチルト駆動ユニット１６と
を備える。なお、距離計測センサ３には、超音波センサ
などが用いられるが、舞台照明などでは、人などの特定
の対象物のみとの距離を測定する必要があるため、高指
向性のものが使用される。

【００１７】以下に、このスポットライトＳＬの自動フ
ォーカス機能について説明する。距離測定センサ３で
は、常に、被照射体との距離をアナログデータとして検
出しており、順次、Ａ／Ｄ変換部１０によって、ディジ
タルデータに変換される。ＣＰＵ１１内の投光距離読取
部１１ａでは、定期的にこの信号を読み取って、順次、
投光距離記憶部１１ｂに更新しながら記憶する。

【００１８】第１の演算手段である照射角演算部１１ｃ
は、配光パターン径入力部２から入力された配光パター
ン径と、投光距離記憶部１１ｂに記憶された距離から、
このスポットライトＳＬの照射角（パターン角）を算出
する。すると、フォーカス駆動部１１ｄがフォーカスユ
ニット１４を駆動し、バルブ１３から照射される光の照
射角を制御して、被照射体における配光パターン径が、
操作盤などから入力された配光パターンと一致するよう
にする。

【００１９】次に、このスポットライトＳＬの自動追尾
機能について説明する。人体などの被照射体は、発信器
（後述）を携帯しているので、このスポットライトＳＬ
に備えられた受信器４と、所定間隔で取り付けられた受
信器では、被照射体の発信器から常に発信される信号を
受信する。第２の演算手段である照射方向演算部１１ｅ
は、受信器４から入力された信号（電波）と、他の発信
器から信号受信部５を介して入力された信号（電波）と
の位相差から、このスポットライトＳＬに対する被照射
体の位置（方向）を算出する。すると、パン駆動部１１
ｆ及び／またはチルト駆動部１１ｇが、パン駆動ユニッ
ト１５及び／またはチルト駆動ユニット１６を駆動し
て、バルブ１３から照射される光の照射方向を制御し
て、被照射体に向けて配光パターンを形成する。

【００２０】本発明では、このように、自動フォーカス
機能と自動追尾機能とが並行して作動しているので、被
照射体では、常に、一定の配光パターン径の照射がなさ
れることになる。図２，３には、上記自動フォーカス機
能を更に詳しく説明するための図を示している。図２
は、スポットライトＳＬの内部構造の一例を示した図で
ある。

【００２１】スポットライトＳＬの内部に収容されたバ
ルブ１３には、後方に反射板１３ａを備え、前方に投光
レンズ２０を備えて、発した光を投光レンズ３０により
スポット光として被照射体に向けて照射する。このスポ
ットライトＳＬには、信号線Ｌを介して、遠隔操作手段
として操作盤３０が接続されており、配光パターン径操
作部３０ａが操作されると、距離測定センサ３が測定し
ている被照射体までの距離によって演算が行われ、フォ
ーカスユニット１４が駆動する。

【００２２】ここでは、フォーカスユニット１４は、フ
ォーカス駆動部１１ｄからの駆動信号によって回転する
モータ１４ａと、モータ１４ａが回転することによっ
て、バルブ１３を投光レンズ２０に対して、近づけたり
遠ざけたりするための可動部１４ｂと、この可動部１４
ｂの移動をガイドするガイドレール１４ｃとで構成され
ている。なお、フォーカスユニット１４は、これには限
定されず、バルブ１３と投光レンズ２０間で光の通過を
制御する遮断板などで構成してもよい。

【００２３】続いて、照射角演算部１１ｃによる照射角
の具体的な算出方法を、図４を用いて説明する。被照射
体である人Ｍの全身を照射すべく、操作盤３０から配光
パターン径φが入力された場合であり、光軸位置から距
離測定センサ３までのオフセット距離をｈ、距離測定セ
ンサ３が測定した人Ｍまでの距離をｄとすれば、照射角
αは次式で表される。

【００２４】

【数１】

【００２５】人Ｍの位置が変わらず、距離ｄが変化しな
い状態で、人Ｍの上半身のみを照射すべく、配光パター
ン径φを小さくしようとすれば、照射角αを小さくし、
逆に配光パターン径φを大きくしようとすれば、照射角
αを大きくする。これを図２に示した構造のフォーカス
ユニット１４を用いて説明すれば、照射角αを小さくし
ようとすれば、バルブ１３を投光レンズ２０から遠ざ
け、照射角αを大きくしようとすれば、バルブ１３を投
光レンズ２０に近づけて、焦点距離を変化させる。

【００２６】次に、図４，５を用いて、上記自動追尾機
能について、更に詳しく説明する。図４は、スポットラ
イトＳＬの外観の一例を示した斜視図である。このスポ
ットライトＳＬは、パン駆動軸ＰＪを中心として左右に
回動され、スポットライトＳＬの向きを水平方向に変化
させることができる（パン駆動）とともに、チルト駆動
軸ＴＪを中心として上下に回動され、スポットライト１
の向きを垂直方向に変化させることができる（チルト駆
動）。

【００２７】図５には、上記パン駆動、チルト駆動を被
照射体の動きに合わせて自動的に行う場合を模式的に示
している。図中、４がスポットライトＳＬに取り付けら
れた受信器、４０が所定間隔をおいて天井面に取り付け
られた受信器である。人Ｍは発信器４１を携帯してお
り、常に発信器４１からワイヤレス信号が発信されてい
る。これを２つの受信器４，４０が受信して、スポット
ライトＳＬにおいて、人Ｍの位置を算出する。したがっ
て、このような構成によれば、人Ｍが移動したとしても
自動追尾し、常に照射範囲の中心に人Ｍを位置させるこ
とが出来る。

【００２８】次に、本発明の請求項２に記載のスポット
ライトについて説明する。図６は、その内部構成の一例
を示したブロック図である。ここに示したスポットライ
トＳＬは、図１に示したスポットライトＳＬとは、自動
追尾手段のみが異なっており、受信器４及び信号受信部
５に代えて、撮像機６（カメラ）を備えている。

【００２９】この撮像機６は、少なくとも照射範囲のす
べてを撮像することができるようになっており、画像処
理機能を備えた照射方向演算部１１ｅでは、この撮像機
６の撮影範囲の中から、被照射体による反射光の位置を
算出して、パン駆動部１１ｆ及び／またはチルト駆動部
１１ｇによって、この算出した反射光の位置に、照射光
の中心軸（光軸）を一致させるように、照射方向を制御
する。

【００３０】図７には、この場合の動作を模式的に示し
ている。被照射体である人Ｍは、光を反射するマーカ６
０を携帯しており、撮像機６では、撮像範囲の中から高
輝度となる点を、マーカ６０が存在する位置と判断し
て、これに向かうように照射方向を決める。これによっ
て、図示したスポットライトＳＬでは、光軸アを光軸イ
に移動するように、照射方向が制御される。

【００３１】次に、本発明の請求項３に記載のスポット
ライトについて説明する。図８は、その内部構成の一例
を示したブロック図である。ここに示したスポットライ
トＳＬは、図１、６に示した請求項１，２のスポットラ
イトＳＬの構成と同じ自動フォーカス手段を備えている
が、自動追尾手段は備えておらず、操作者のリモコンな
どの操作方向に向かって、照射方向を決める自動位置決
め手段を備えている。

【００３２】ここでは、信号受信手段として５つの赤外
線受信部７ａ〜７ｅを備えており、これらがリモコンか
ら発信される赤外線を受け、照射方向演算部１１ｅが、
この赤外線の方向に照射方向（光軸）を一致させるよう
に制御する。本発明では、自動フォーカス手段のフォー
カスユニット１４が駆動するのは、上記のようにして照
射方向が制御されたときとし、照射方向演算部１１ｅに
よって、パン駆動、チルト駆動がされたときに、距離計
測センサ３によって被照射体（操作者）までの距離を計
測し、照射角を制御する。

【００３３】図９には、この場合のスポットライトＳＬ
の外観を示している。スポットライトＳＬの前面には、
停止用赤外線受信部７ｃを中心として、左右に、パン
（左）用赤外線受信部７ａとパン（右）用赤外線受信部
７ｂを備え、上下に、チルト（上）用赤外線受信部７ｄ
とチルト（下）用赤外線受信部７ｅとを備えている。

【００３４】赤外線受信部７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅがリ
モコンからの赤外線を受ければ、それぞれに対応した方
向に、パン駆動軸ＰＪあるいはチルト駆動軸ＴＪを中心
として、パン駆動あるいはチルト駆動を行い、停止用赤
外線受信部７ｃが赤外線を受ければ、パン駆動あるいは
チルト駆動を停止する。図１０は、この場合の動作を模
式的に示している。

【００３５】被照射体が配置される位置で、操作者Ｍは
リモコン７０をスポットライトＳＬに向けて操作する。
すると、赤外線受信器７（７ａ〜７ｅ）が、リモコン７
０からの赤外線ビームを検知して、照射方向を制御す
る。そして、この後すぐに、フォーカスユニット１４に
よって、照射角が制御される。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明の請求項１に記載のスポットライトは、被照射体ま
での距離と、入力された配光パターン径から、照射角を
算出して制御する自動フォーカス機能と、被照射体から
常に発信されている信号を複数の位置で受信して、これ
から被照射体の位置を算出し、照射方向を制御する自動
追尾機能の双方を備えている。

【００３７】そのため、被照射体が自由に動き回り、投
光距離が変化して、被照射体が照射範囲からずれるよう
な場合でも、この動きに合わせて、照射方向を自動的に
変えることができるとともに、フォーカシングが自動的
にでき、スポットライトからの安定した照射が実現でき
る。したがって、操作盤からは、予め、被照射体におけ
る所望の配光パターン径のみを入力操作しておけばよ
く、様々な照明演出が必要となる舞台照明などに好適に
なる。

【００３８】請求項２に記載のスポットライトによれ
ば、撮像手段を備えることによって、自動追尾機能が実
施できる。したがって、簡単な構成で、被照射体の動き
に合わせた、安定した照射ができる。請求項３に記載の
スポットライトでは、リモコンなどを用いて、スポット
ライトの自動位置決めを行った直後に、予め入力された
配光パターン径と、被照射体までの距離から、自動フォ
ーカス機能を作動させる。

【００３９】これによって、従来の操作盤によるフォー
カシング操作が不要となり、迅速な照射調節が可能にな
る。また、常に、被照射体との距離を計測しておく必要
がなくなるので、無駄な動作が省略できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に記載のスポットライトの構
成の一例を示すブロック図である。

【図２】自動フォーカス機能のためのスポットライトの
内部構造の一例を示す図である。

【図３】照射角の算出を具体的に説明するための図であ
る。

【図４】スポットライトの外観の一例を示す斜視図であ
る。

【図５】請求項１に記載のスポットライトの動作を説明
するための模式図である。

【図６】本発明の請求項２に記載のスポットライトの構
成の一例を示すブロック図である。

【図７】請求項２に記載のスポットライトの動作を説明
するための模式図である。

【図８】本発明の請求項３に記載のスポットライトの構
成の一例を示すブロック図である。

【図９】スポットライトの外観の別の例を示す斜視図で
ある。

【図１０】請求項３に記載のスポットライトの動作を説
明するための模式図である。

【図１１】従来のスポットライトの動作を説明するため
の模式図である。

【図１２】従来のスポットライトの構成の一例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

ＳＬ・・・本発明に係るスポットライト１・・・スポットライト本体２・・・配光パターン径入力部３・・・距離測定センサ４，４０・・・受信器６・・・撮像機７ａ〜７ｅ・・・赤外線受信部１１・・・ＣＰＵ１１ｃ・・・照射角演算部１１ｅ・・・照射方向演算部１３・・・バルブ１４・・・フォーカスユニット１５・・・パン駆動ユニット１６・・・チルト駆動ユニット２０・・・投光レンズ３０・・・操作盤３０ａ・・・配光パターン径操作部 α・・・照射角 φ・・・配光パターン径ＰＪ・・・パン駆動軸ＴＪ・・・チルト駆動軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも配光パターン径の入力操作が可
能な遠隔操作手段を備えるとともに、自動フォーカス手
段と、自動追尾手段とを備えたスポットライトであっ
て、上記自動フォーカス手段は、被照射体までの距離を定期的に測定する距離測定センサ
と、上記遠隔操作手段によって入力された配光パターン径
と、上記距離測定センサが測定する距離から、照射角を
算出する第１の演算手段と、上記第１の演算手段の算出結果に基づいて、照射角を制
御する照射角制御手段とを備え、上記自動追尾手段は、被照射体から常に発信されるワイヤレス信号を受信する
複数の信号受信手段と、上記複数の信号受信手段の各々が受信する信号の位相差
から、被照射体の位置を算出する第２の演算手段と、上記第２の演算手段の算出結果に基づいて、照射方向を
制御する照射方向制御手段とを備えたことを特徴とする
スポットライト。
【請求項２】請求項１において、上記自動追尾手段は、照射範囲のすべてを撮像する撮像
手段を備え、上記第２の演算手段は、上記撮像手段が撮像した照射範
囲の中から、被照射体による反射光の位置を算出し、上記照射方向制御手段は、照射光の中心軸を、上記第２
の演算手段が算出した反射光の位置に一致させるよう
に、照射方向を制御することを特徴とするスポットライ
ト。
【請求項３】少なくとも配光パターン径の入力操作が可
能な遠隔操作手段を備えるとともに、自動フォーカス手
段と、自動位置決め手段とを備えたスポットライトであ
って、上記自動フォーカス手段は、被照射体までの距離を測定する距離測定センサと、上記遠隔操作手段によって入力された配光パターン径
と、上記距離測定センサが測定する距離から、照射角を
算出する第１の演算手段と、上記第１の演算手段の算出結果に基づいて、照射角を制
御する照射角制御手段とを備え、上記自動位置決め手段は、被照射体から発信されるワイヤレス信号を受信する信号
受信手段と、上記信号受信手段が受信する信号から、被照射体の位置
を算出する第２の演算手段と、上記第２の演算手段の算出結果に基づいて、照射方向を
制御する照射方向制御手段とを備え、上記自動フォーカス手段は、上記自動位置決め手段によ
って照射方向が制御されたときに、上記距離計測センサ
によって被照射体までの距離を計測し、照射角を制御す
ることを特徴とするスポットライト。