JPWO2014115541A1 - コントローラおよび発光装置 - Google Patents
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Abstract
手で把持されるグリップ(10)と、グリップ(10)に取り付けられる発光ユニット(80)と、グリップ(10)の人差し指、中指および薬指が添えられる位置にそれぞれ配置された操作ユニット(21s)〜(23s)とを有するポータブルな発光装置(1)を提供する。操作ユニット(21s)〜(23s)は、グリップ(10)に対して弾性的に変位する範囲(L0)を含み、発光ユニット(80)の状態を変える。弾性的に変位する範囲(L0)は、発光ユニット(80)の状態を変えずに動く第1の範囲(L1)と、発光ユニット(80)の状態が変わる第2の範囲(L2)とを含み、第1の範囲(L1)が第2の範囲(L2)よりも大きくなるように設定されている。
Description
本発明は、ポータブルなコントローラおよび発光装置に関するものである。
日本国特許公開2004−252730号公報(文献1)には、たやすく握り、スイッチ操作を行うことができるコントローラを提供することが記載されている。そのため、文献1には、手掌に載せた状態から把持した場合に、母指以外の四指側の指が収まる位置に窪みからなる四指側の当接部の側方に、該当接部と交差する方向に母指を収容する窪みからなる母指用の当接部を設け、母指側の当接部の反対側の外周面を手掌の母指球側に当接する把持面としてグリップ可能な形状とし、少なくとも1つの当接部にスイッチを設け、またディスプレイへの表示を行う装置に接続した場合に、ディスプレイに表示されるポインタの座標位置を、空間での移動に応じて出力する座標設定手段を中空な内部に設けたことが記載されている。
片手で握りやすく、スイッチ操作を行いやすいコントローラが求められている。
本発明の態様の1つは、片手で把持されるコントローラである。このコントローラは、手の平に当たる部分を含むグリップと、人差し指、中指、薬指および小指の少なくともいずれか3つの指が添えられる位置にそれぞれ配置された複数の操作ユニットとを有する。それぞれの操作ユニットは、グリップに対して弾性的に変位する範囲を含み、操作対象の状態を変えるためのものである。弾性的に変位する範囲は、操作対象の状態を変えずに動く第1の範囲と、操作対象の状態が変わる第2の範囲とを含み、第1の範囲は第2の範囲よりも大きい。
このコントローラにおいては、各操作ユニットはグリップに対して弾性的に変位する範囲を含み、第1の範囲であれば握ったときに弾性的な反発力により握り返すような抵抗感を得ることができる一方、操作対象の状態は変わらない。したがって、操作ユニットを備えたコントローラにより、ユーザーは、第1の範囲における確実な把持感と、第1の範囲を超えて第2の範囲に到達したときにスイッチングされる感覚とが得られる。
第1の範囲L1と第2の範囲L2とが以下の条件(1)を満たすことが望ましい。
2≦L1/L2≦30・・・(1)
2≦L1/L2≦30・・・(1)
複数の操作ユニットのそれぞれは、コイルばねと、コイルばねによりグリップに対して支持された操作部と、操作部が第1の範囲を動くと操作部が当たるように配置された信号出力ユニットとを含むことが望ましい。
信号出力ユニットは、コイルばねの内周側に、コイルばねに囲まれるように配置されていることが望ましい。コイルばねが圧縮されたときに、コイルばね自体は信号出力ユニットと接触しにくく、コイルばねは信号出力ユニットの周囲で押し縮められる。このため、操作部で信号出力ユニットを直に操作でき、信号出力ユニットのクリック感を、操作部を介してユーザーに与えやすい。
グリップは、握ったときに、人差し指、中指、薬指および小指の少なくともいずれか3つの指の腹と親指の付け根とが対峙する程度の握り幅のスティック部を含むことが望ましい。グリップを深く握りやすく、比較的小さな力でいっそう安定的に把持できる。
グリップは、親指の付け根により支持されるように突き出た突出部を含むことが望ましい。グリップの突出部を親指の付け根により支持できるため、把持したグリップが抜け落ちることを抑制できる。
グリップは、人差し指、中指、薬指および小指の少なくともいずれか3つの指を通す開口部を含むものであってもよい。グリップの開口部に手指を引っ掛けることができるため、把持したグリップが抜け落ちることをいっそう抑制できる。
本発明の他の態様の1つは、上記のコントローラと、コントローラの操作対象であって、複数の操作ユニットの少なくともいずれかが操作されることにより予め設定された複数の発光パターンの何れかを実行する発光ユニットとを有する発光装置である。
発光ユニットは、グリップの延長方向に取り付けられているものであってもよい。典型的には、発光ユニットとグリップとが直線的に接続された縦長のリニアタイプ(ペンタイプ)の発光装置を提供できる。
発光ユニットは、グリップに対して平行になるように取り付けられているものであってもよい。典型的には、発光ユニットとグリップとが並列に接続された全体が円盤型あるいは方形などのパラレルタイプの発光装置を提供できる。
この発光装置は、複数の発光パターンの内の、複数の操作ユニットの少なくともいずれかが操作されることにより選択された発光パターンにしたがって発光ユニットから出力される光の発光強度およびタイミングの少なくともいずれかを制御する制御ユニットを有することが望ましい。
図1に、本発明の実施形態に係る発光装置1の概要を示している。図2に、発光装置1の把持された様子を示している。この発光装置1は、片手で持ち運びできるポータブルな装置であり、片手100の手の平100aと手指101〜105により弾性的に把持されるコントローラ(入力装置)50と、予め設定された複数の発光パターンを実行する発光ユニット(出力装置)80と、コントローラ50により入力される複数の入力パターンのいずれかにしたがって発光ユニット80を制御する制御ユニット(制御装置)90とを有する。発光パターンは光を出力するパターンおよび光を出力しないパターン、すなわち、全停を含んでいてもよく、制御ユニット90は、発光ユニットから出力される光の発光強度および/またはタイミングを制御し、必要に応じて発光ユニットの各発光素子をオンオフ制御する。
コントローラ50は、手の平100aに当たるスティック型(操縦桿型、ジョイスティック型)またはレバー型のグリップ(ハウジング)10と、グリップ10が片手100で把持されたときに、グリップ10の人差し指102、中指103および薬指104が添えられる位置にそれぞれ配置された3つの操作ユニット(スイッチング部、スイッチングユニット、操作モジュール、指操作モジュール)21s〜23sと、グリップ10の親指101により操作される位置に配置された2つの親指用スイッチ35および36とを含む。操作ユニット21s〜23sは、コイルばね41〜43と、コイルばね41〜43によりグリップ10に対して支持されたボタン(操作部)21〜23と、ボタン21〜23が動くとボタン21〜23がそれぞれ当たるように配置されたスイッチ(信号切替部、信号出力ユニット)31〜33とをそれぞれ含む。この発光装置1は、ボタン21〜23と親指用スイッチ35および36とを操作することにより、グリップ10に収納された制御ユニット90を制御できる。
グリップ10は、右手100で把持したときに、人差し指(第1の指)102、中指(第2の指)103、薬指(第3の指)104および小指(第4の指)105の腹が添えられる前側面(第1の側面)15と、親指101の付け根が添えられる後側面(第2の側面)16と、親指101の腹が添えられる左側面(第3の側面)17と、手の平(掌)100aが添えられる右側面(第4の側面)18とを含む。左側面17および右側面18は、グリップ10が、人差し指102、中指103、薬指104および小指105の腹と親指101の付け根とが対峙する程度の幅(握り幅)13を持つようなサイズ(大きさ)に調整されている。所定の握り幅13が確保されることにより、グリップ10を深く握りやすく、比較的小さな力で安定的に把持でき、各ボタン21〜23に握力を伝えやすい。
3つのボタン21〜23のそれぞれは、グリップ10の前側面15に対して窪んだ第1の面15aに、グリップヘッド側(人差し指102の側)からグリップエンド側(小指105の側)に向けて順に一列に並ぶように等間隔に配置されている。ボタン21〜23は、それぞれの表面21a〜23aが前側面15に対してほぼ面一の高さになるように配置されている。ボタン21〜23の各表面21a〜23aは、人差し指102、中指103および薬指104を添える部分が僅かに窪んだ凹状に形成されている。表面21a〜23aをこのような形状にすることにより、指102〜104を対応するボタン表面21a〜23aに添えやすく、それぞれの指102〜104により対応するボタン21〜23を押し下げやすい。前側面15の小指105が添えられる位置に操作ユニットは設けられていないが、その表面は、他のボタン表面21a〜23aと同様に小指105を添える部分が僅かに窪んだ凹状に形成されている。なお、小指105が添えられる位置に操作ユニットを設けてもよい。
2つの親指用スイッチ35および36は、グリップ10の左側面17に、グリップヘッド側からグリップエンド側に向けて順に一列に並ぶように配置されている。後側面16の親指の付け根が添えられる位置のグリップヘッド側には、後側面16に対して突き出た突出部14が形成されている。親指101の付け根で突出部14を支持できるため、グリップ10を握りやすく、発光装置1を振り回してもグリップ10を安定的に把持できる。
発光装置1は、グリップ10の延長方向に取り付けられた発光ユニット80を含む。グリップ10は、片手100で把持されたときにグリップヘッド側となる一端(上端)10aに形成された発光ユニット取付部(第1の取付部)11を含む。発光ユニット80は、全体が乳白色(半透明)の樹脂製で、第1の取付部11に取り付けられた円筒状のカバー60と、カバー60に収納されたフルカラー対応のLED(発光素子)70とを含む。この発光装置1は、発光ユニット80とグリップ10とが直線的に接続されたペン型(トーチ型、リニアタイプ)であり、コンサート会場などで使用するのに好適な可搬式(携帯式)のハンディーライト(ペンライト)である。
なお、発光ユニット80のカバー60の形状は円筒状に限定されない。カバー60は、グリップ10の第1の取付部11に取り付け可能な形状であればよく、種々の形状、たとえば半円状、平板上、円錐状、球状、星形、ハート形などであってもよい。それらのカバー60は、取付部11に取り付けるための共通の形状(取付形状)を含む。発光装置1は、ユーザーが所望する形状のカバー60を備えた発光ユニット80を取り付けて、または随時取り換えて使用できる。また、発光装置1は、発光ユニット80がグリップ10のグリップヘッド側10aに取り付けられたものに限定されず、発光ユニット80がグリップエンド側(下端)10bに取り付けられたものであってもよく、グリップ10の両端、すなわち上端10aおよび下端10bに発光ユニット80が取り付けられたものであってもよい。
また、発光装置1は、グリップ10に手または指先を通したり指に挟んだりするためのバンドや紐などが装着されたものであってもよい。操作ユニット21s〜23sを操作する際にグリップ10を把持する力が緩んでも発光装置1を安全に保持(把持)できる。
図3に、発光装置1の内部機構を簡略化して示している。図3(a)は発光ユニット80およびコントローラ50の縦断面図であり、図3(b)はコントローラ50の横断面図である。発光ユニット80は、カバー60に収納された複数のLED70を実装するためのLED基板79を含む。LED基板79には、LED70の赤色LED71、緑色LED72および青色LED73のそれぞれを駆動するドライバ回路75が搭載されている。
コントローラ50は、中空のグリップ(ハウジング)10と、グリップ10の第1の面15aに配置された3つの操作ユニット21s〜23sとを含む。操作ユニット21s〜23sは、それぞれ、ボタン21〜23と、ボタン21〜23のそれぞれをストローク可能にそれぞれ支持するコイルばね(弾性部材)41〜43とを含む。操作ユニット21s〜23sは、対応する指102〜104で押したときに、コイルばね41〜43により弾性的に変位する範囲L0を含む。操作ユニット21s〜23sは、それぞれ、さらに、ボタン21〜23と、弾性的に変位する範囲L0の内の第1の範囲L1を隔てて対峙するように配置されたスイッチ(プッシュスイッチ、タクタイルスイッチ、信号出力ユニット)31〜33とを含む。コントローラ50は、さらに、制御ユニット90を実装する制御基板99と、スイッチ31〜33、35および36を実装するスイッチ基板39と、各基板に電力を供給する電源(電池)95とを有し、これらはグリップ10に収納されている。
制御基板99に実装された制御ユニット(制御回路部)90は、CPU(プロセッサ、マイクロコンピュータ)91と、フラッシュメモリやマスクROMなどの不揮発性のメモリ92とを含む。CPU91は、スイッチ31〜33、35および36の操作により入力される複数の操作パターン(入力パターン)のいずれかにしたがい、メモリ92に予め設定された発光パターンに基づきLED70を制御する。したがって、CPU91を介して操作ユニット21s〜23sおよび他のスイッチにより選択された発光パターンを、発光ユニット80を用いて実行できる。CPU91は、発光ユニット80から出力される光を制御する各種機能に加え、無線LANなどの通信手段を介して制御を送受信する機能などを実現するために用いられてもよい。
図4に、コントローラ50の縦断面を拡大して示している。各操作ユニット21s〜23sにおいて、スイッチ31〜33は、スイッチ基板39に対してコイルばね41〜43で取り付けられたボタン21〜23とそれぞれ対峙する位置に配置されている。コイルばね(スプリング)41〜43は、スイッチ31〜33のそれぞれの周りを取り囲むようにスイッチ基板39に取り付けられている。このため、各ボタン21〜23は、コイルばね41〜43に支持された状態で、ボタン21〜23の裏面21b〜23bがスイッチ31〜33に接触するまでの範囲(第1の範囲)L1と、ボタン21〜23の裏面21b〜23bがスイッチ31〜33に当たってスイッチ31〜33を操作(押し下げる)範囲(第2の範囲)L2とを含む範囲L0を弾性的に動く(ストロークする)。
スイッチ31〜33は、クリック感触のあるタクタイルスイッチである。コントローラ50では、タクタイルスイッチ31〜33は反転ばね(不図示)を含み、押し下げることによりクリック感が得られるモーメンタリ型のスイッチである。操作ユニット21s〜23sにおいては、ボタン21〜23を対応する指102〜104で操作することにより、ボタン21〜23が範囲L0を弾性的に動き、第1の範囲L1ではコイルばね41〜43により握り返す感覚が与えられ、第2の範囲L2ではタクタイルスイッチ31〜33のクリック感が得られる。
さらに、コントローラ50の操作ユニット21s〜23sにおいては、タクタイルスイッチ31〜33の反転ばねのばね定数(弾性係数)が、コイルばね41〜43のばね定数よりも大きくなるように設定されている。このため、ユーザーが各タクタイルスイッチ31〜33を作動させるために必要な力(第1の力)は、ユーザーが操作ユニット21s〜23sを介してグリップ10を把持して振り回す動作を行ったときの通常の把持力(第2の力)よりも大きくなる。したがって、ユーザーが操作ユニット21s〜23sを、グリップ10を保持する程度の力(第2の力)で把持したときは、ボタン21〜23はコイルばね41〜43の反力により第1の範囲L1でストロークし、スイッチ31〜33を動作させずにグリップ10を十分な力で保持できる。さらに、ユーザーは、第1の範囲L1の範囲であれば握ったときに弾性的な反発力により握り返すような抵抗感を得ることができる。
一方、ユーザーが操作ユニット21s〜23sを第2の力よりも大きな力(第1の力)で意図的にボタン21〜23を押し下げると、ボタン21〜23は第1の範囲L1を超えて第2の範囲L2に到達し、スイッチ31〜33を動作させることができる。各指102〜104で、上記のような力加減を実現することにより、三本の指102〜104を含めてグリップ10を把持しながらそれらの指の一本または二本でスイッチ31〜33を操作したり、三本の指でスイッチ31〜33を同時に操作したりすることができる。たとえば、操作ユニット21sのボタン21が人差し指102により所定の力(第1の力)以上の力で押し下げられたとき、ボタン21は第1の範囲L1を超えて第2の範囲L2の範囲に到達しタクタイルスイッチ31を作動させる。その際、操作ユニット22sのボタン22が中指103により所定の力(第1の力)未満の力(第2の力)で押し下げられていれば、ボタン22は第1の範囲L1の範囲でストロークしタクタイルスイッチ32を作動させない。
第1の範囲(第1の距離)L1と第2の範囲(第2の距離)L2とは、以下の条件(1)を満たすことが望ましい。
2.0≦L1/L2≦30・・・(1)
2.0≦L1/L2≦30・・・(1)
条件(1)の上限は、25であることがさらに望ましく、20であることがいっそう望ましく、17であることがさらに望ましい。条件(1)の下限は、5であることが望ましく、10であることがさらに望ましい。操作ユニット21s〜23sの全稼働範囲(全ストローク)L0が5mm程度であれば、第1の範囲L1の一例は4.7mmであり、第2の範囲L2の一例は0.3mmである。
この発光装置1のコントローラ50においては、グリップ10を把持するために人差し指102、中指103および薬指104が添えられる位置に操作ユニット21s〜23sのボタン21〜23が配置されて、さらに、それらのボタン21〜23がスイッチングには不感応な状態で一定の範囲L1だけ弾性的に変位する。このため、ユーザーは、操作ユニット21s〜23sのボタン21〜23を各指102〜104で、スイッチングを要しないときでも把持でき、コントローラ50を、操作ユニット21s〜23sを介してスイッチングの要否に関わらず常に把持できる。さらに、操作ユニット21s〜23sのボタン21〜23を強い力で押すことによりタクタイルスイッチ31〜33を操作することも可能となる。
このため、コントローラ50においては、把持するだけのときと、操作するときとで、把持する各指102〜104の位置を変える必要がない。したがって、ユーザーは、体や腕などの動きと連動して発光装置1を激しく動かしているときでも、各ボタン21〜23の位置を探したり確認したりすることなく、把持したままの指の位置で指102〜104を押し下げるだけでボタン21〜23の操作を短時間で容易に行うことができる。また、各ボタン21〜23は第1の範囲L1では所定の力(第1の力)の範囲で弾性的にストロークするだけでスイッチ31〜33を動作させない。このため、ユーザーは、各指102〜104を各ボタン21〜23に添えて握りしめた状態で発光装置1を、発光状態を変えずに振り動かすことができる。したがって、ユーザーは、発光装置1を意のままに振り回し、意のままに発光させることができる。そして、ユーザーは、発光装置1を振り回しながらでも、所望の発光パターンの光を、所望のタイミングで発光ユニット80から出力させたり、消灯させることができる。
各操作ユニット21s〜23sにおいては、スイッチ31〜33は、コイルばね41〜43を形成する螺旋状に巻かれた金属線49の内側(内周側)に金属線49に囲まれるように配置されている。このため、各ボタン21〜23が押し下げられると、コイルばね41〜43は圧縮され、金属線49はスイッチ31〜33と接触することなく、スイッチ31〜32の周囲45のスイッチ基板39の上に折り重なるように押し縮められる(折り畳まれる)。したがって、各操作ユニット21s〜23sのボタン21〜23の裏面21b〜23bは、スイッチ31〜33に直に接触し、ユーザーは、ボタン21〜23を介してスイッチ31〜33の作動感触(クリック感触)をストレートに受け取ることができる。このため、ユーザーはスイッチ31〜33が操作されたことをボタン21〜23を介して確認でき、ユーザーが指の力と感触で直感的にスイッチング操作(入力操作)できる発光装置1を提供できる。
各操作ユニット21s〜23sのボタン21〜23は、ボタン側面21c〜23cの四隅の一部がそれぞれボタン側面21c〜23cに対して僅かに突き出た4つの突起29を含む。グリップ10は、グリップ10の各ボタン21〜23がストローク(スライド)する部分(開口)の周囲に形成された4箇所のガイド溝19を含む。このため、各ボタン21〜23は、4つの突起29がガイド溝19の内部をスライドしながらグリップ10に対して没突する。したがって、各ボタン21〜23はグリップ10に対して所定の方向(角度)で精度よく安定して動く。たとえば、各ボタン21〜23は、第1の面15aに対して垂直にストロークし、ボタン21〜23が没突することによりコイルばね41〜43を傾斜させたり、歪めたりすることなく、コイルの中心軸に沿ってストレートに伸縮させやすい。したがって、各コイルばね41〜43は、中心軸に沿った位置に設置されたスイッチ31〜33に接触することなく、中心軸に沿って精度よく伸び縮みし、さらに、ボタン裏面21b〜23bをスイッチ31〜33に対して垂直に当ててスイッチを精度よく安定して操作できる。
図5に、発光装置1の制御ユニット90のブロック図を示している。制御ユニット90のCPU91は、メモリ92に予め格納(設定)された複数の発光パターンのいずれかにしたがってLED71〜73の発光強度、タイミングおよびオンオフを制御するプログラム制御ユニット111として機能する。本例の発光装置1は、操作ユニット21s〜23sのスイッチ31〜33、およびスイッチ35により入力される4ビットのスイッチングパターン(入力パターン)により、15個(通り)の発光パターンのいずれかを選択して実行できる。スイッチ31〜33および、スイッチ35および36により入力される5ビットの入力パターンにより、31通りの発光パターンのいずれかを選択して実行してもよい。
操作ユニット21s〜23sのスイッチ31〜33は、CPU91を介さずに、RGBそれぞれのLED70のオンオフを直に制御するスイッチであってもよい。また、スイッチ35および36は、ビットスイッチとしての機能の他に、LED70の発光を予め設定された発光パターンいずれかで制御するモード、ユーザーが即興的にスイッチ31〜33でRGBのLED70をそれぞれオンオフすることにより自在に色およびパターンを制御するモード、発光装置1全体のオンオフを制御するモードなどに切り替える機能を割り当ててもよい。
制御ユニット90は、スイッチ31〜36に加えて、他のタイプの発光を制御するセンサー、スイッチング素子などを含んでいてもよい。たとえば、制御ユニット90は、加速度センサーと、ユーザーが発光装置1を振り回すときに発光装置1に加わる加速度の大きさに比例してLED71〜73の発光強度を制御するモーション制御機能とを含んでいてもよい。メモリ92は、設定される発光パターンが書き換え可能なタイプであってもよい。さらに、コントローラ50は、発光パターンや選択信号などを送受信可能なUSBインターフェイスなどデータ入出力用のコネクタ、無線LANインターフェイスなどの通信機能を含んでいてもよい。
図6に、プログラム制御ユニット111(CPU91)が、4ビットの入力パターンにより15個の発光パターン201〜215を選択する例を示している。CPU91は、選択された入力パターンにしたがって、ドライバ回路75を介してLED71〜73の発光強度およびタイミングを制御する。
第1の発光パターン201は、スイッチ35、31、32、33がそれぞれ(オフ(0)、オフ(0)、オフ(0)、オン(1)、以降では「0001」と記載する)の入力パターンにより選択される。発光パターン201が選択されると、プログラム制御ユニット111は、発光ユニット80のLED70の赤色LED71、緑色LED72、青色LED73をそれぞれ輝度100%、0%、0%(RGBを256階調で表現するとR(255)、G(0)、B(0))で発光させ、発光ユニット80は赤色に点灯する。
入力パターン「0010」により発光パターン202が選択され、LED70は「R(0)、G(255)、B(0)」で発光され、発光ユニット80は緑色に点灯する。入力パターン「0011」により発光パターン203が選択され、LED70は「R(255)、G(0)、B(255)」で発光され、発光ユニット80はピンク色に点灯する。入力パターン「0100」により発光パターン204が選択され、LED70は「R(255)、G(255)、B(255)」で発光され、発光ユニット80は白色に点灯する。入力パターン「0101」により発光パターン205が選択され、LED70は「R(255)、G(255)、B(0)」で発光され、発光ユニット80は黄色に点灯する。入力パターン「0110」により発光パターン206が選択され、LED70は「R(192)、G(0)、B(255)」で発光され、発光ユニット80は紫色に点灯する。入力パターン「0111」により発光パターン207が選択され、LED70は「R(255)、G(160)、B(0)」で発光され、発光ユニット80はオレンジ色に点灯する。
入力パターン「1000」、すなわち、スイッチ35がオンでスイッチ31〜33がオフされると、発光パターン208が選択され、LED71〜73の発光強度が徐々にフェードアウトして所定の時間が経過したとき消灯する。入力パターン「1001」により発光パターン209が選択され、LED71〜73は0.5秒間隔で赤色、黄色、緑色、シアン、青色、マゼンタ、白色の順に、各色とも輝度100%で連続的に発色するように制御される。入力パターン「1010」により発光パターン210が選択され、LED71〜73は上記と同様に、ただし、1秒間隔で発色するように制御される。入力パターン「1011」により発光パターン211が選択され、LED71〜73は0.5秒間隔で赤色、黄色、緑色、シアン、青色、マゼンタ、白色の順に、各色ともフェードインおよびフェードアウトを繰り返しながらグラデーション発色するように制御される。入力パターン「1100」により発光パターン212が選択され、LED71〜73は上記と同様に、ただし、1秒間隔で制御される。
入力パターン「1101」により発光パターン213が選択され、LED71〜73は0.1秒間隔で赤色、黄色、緑色、シアン、青色、マゼンタ、白色の順に、各色とも輝度100%で0.05秒点灯、0.1秒間消灯を繰り返すように断続的に発色(点滅)制御される。入力パターン「1110」により発光パターン214が選択され、LED71〜73は、0.05秒間隔で白色(輝度100%)の点灯を繰り返すように制御される。入力パターン「1111」により発光パターン215が選択され、LED71〜73は、0.05秒間隔で赤色、黄色、緑色、シアン、青色、マゼンタ、白色の各色とも輝度100%でランダムに0.05秒間ずつ点灯するように制御される。なお、発光パターンはこれらに限定されず、種々の発光パターンをメモリ92に予め格納したり、ユーザーが適宜作り出したり、ユーザーが予め定義しておくことも可能である。
図7に、発光装置の異なる例(発光装置2)の外観を示している。図8に、発光装置2の把持された様子を示している。この発光装置2も、片手100で持ち歩きおよび操作可能な発光装置2である。発光装置2は、片手100で把持されるコントローラ50と、予め設定された複数の発光パターンの光を出力する発光ユニット80と、コントローラ50により入力される複数の入力パターンのいずれかにしたがって発光ユニット80から出力される光を制御する制御ユニット90とを有する。なお、以下において、上記の実施形態と共通の構成については共通の符号を付して説明を省略する。
コントローラ50のグリップ10は、人差し指(第1の指)102、中指(第2の指)103、薬指(第3の指)104および小指(第4の指)105と手のひら100aとで保持する部分12と、人差し指102、中指103、薬指104および小指105とを通す開口部55とを備えた吊り革型(吊り輪型)である。コントローラ50は、グリップ10を片手100で把持したときに、人差し指102、中指103、薬指104および小指105が添えられるグリップ10の位置にそれぞれ配置された4つの操作ユニット(指操作部、指操作ユニット、スイッチング部、スイッチングユニット)21s〜24sと、グリップ10の親指101により操作される位置に配置された2つの親指用スイッチ35および36とを含む。各操作ユニット21s〜24sは、コイルばね41〜44と、コイルばね41〜44によりグリップ10に対して支持されたボタン21〜24と、ボタン21〜24が動くとボタン21〜24が当たるように配置されたスイッチ31〜34とを含む。
グリップ10は、全体が薄い直方体状であり、中央よりも上側の位置(上側三分の一の位置)に、前側面(正面、第1の側面)15と後側面(背面、第2の側面)16とを長方形状に貫通するように形成された開口部55を含む。開口部55は、四方(上下左右)に形成された4つの内側面、すなわち上側内側面55a、下側内側面55b、左側内側面55cおよび右側内側面55dを含む。
4つの操作ユニット21s〜24sのボタン21〜24は、開口部55の下側内側面55bに、右側内側面55dの側から左側内側面55cの側に向けて、順に一列に等間隔に配置されている。2つの親指用スイッチ35および36は、グリップ10の左側面(グリップ10を右手または左手で持ったときの親指側の第3の側面)17に、前側面15の側から後側面16の側に向けて、順に一列に配置されている。
発光装置1は、グリップ10と並列(並行)に配置された発光ユニット80を含む。発光ユニット80は、直方体状の透明または半透明(乳白色)のカバー60と、カバー60に収納されたフルカラー対応のLED70(赤色LED71,緑色LED72および青色LED73)とを含む。この発光装置2は、グリップ10の把持する部分12と発光ユニット80とが手指102〜105を通す開口部55を介して並列に接続されたリング型(パラレルタイプ)のハンディーライトである。この発光装置2は、グリップ10の開口部55に手指102〜105を通して、発光装置2を指に引っ掛けるように保持できる。このため、グリップ10を握らなくても手指102〜105にグリップ10を引っ掛けて吊り下げ(ぶら下げ)たり、振り回したりすることが可能であり、持ち運びが容易で振り回しも容易な発光装置2を提供できる。
パラレルタイプの発光装置2の発光ユニット80は、光をグリップ10の手の甲100bの側に出力するタイプであってもよく、手の平(掌)100aの側に出力するタイプであってよく、両側に出力するタイプであってもよい。また、発光ユニット80の形状は方形あるいはそれに近い形であっても、半円形に近い形であっても、扇型や手のひら型などであってもよく、開口55も一部が欠けているようなものであってもよい。
図9に、発光装置2の内部機構を簡略化して縦断面図により示している。コントローラ50は、グリップ(ハウジング)10の開口部55の下側内側面55bに配置された4つの操作ユニット21s〜24sを含む。各々の操作ユニット21s〜24sは、コイルばね41〜44と、コイルばね41〜44によりグリップ10に対して支持されたボタン(操作部)21〜24と、ボタン21〜24が動くとボタン21〜24がそれぞれ当たるように配置されたスイッチ(信号切替部、信号出力ユニット)31〜34とを含む。
この発光装置2においても、各操作ユニット21s〜24sのボタン21〜24は、所定の力(第1の力)よりも小さな力(第2の力)で押し下げられたときは、コイルばね41〜44により第1の範囲L1で弾性的にストロークし、スイッチ31〜34は作動しない。一方、ボタン21〜24が所定の力(第1の力)以上の力で押し下げられたときは、ボタン21〜24が弾性的に変位する範囲L0の第2の範囲L2に進み(入り)、スイッチ31〜34に当たってスイッチ31〜34を個別に動作させる。このため、ユーザーがグリップ10の操作ユニット21s〜24sを指102〜105で押しながら(加圧しながら)把持し、発光装置2を振り回すように動かしても、意図的に所定の力以上の力で各操作ユニット21s〜24sのボタン21〜24が押し下げられなければスイッチ31〜34は操作されない。このため、指102〜105を握りなおさなくても(位置を変えなくても)、グリップ10を把持しながら所望のタイミングで各スイッチ31〜34を自由に操作できる。
各操作ユニット21s〜24sにおいて、ボタン21〜24が弾性的に変位する範囲L0と、スイッチに不感応な状態でボタン21〜24が弾性的に動く第1の範囲L1と、それを超えてスイッチ31〜34を操作する第2の範囲L2との関係は上記の実施例の発光装置1において説明した通りであり、この発光装置2においても第1の範囲(第1の距離)L1が第2の範囲(第2の距離)L2よりも大きく(長く)なるように設計されている。
操作ユニット21s〜24sは、グリップ10を適度な握り返しが得られるように弾性的に掴むための機能と、把持した状態のまま指を離さずに各指に力を入れれば発色パターンを自在に選択するスイッチング機能とを兼ね備えている。このため、ユーザーはコントローラ50(発光装置1)を、操作ユニット21s〜24sを用いて片手で把持した状態で運指することにより発光ユニット80の発色を制御できる。したがって、ユーザーは、楽器が運指で音を奏でるように、運指で発色を制御し、色を奏でることができる。
図10に、さらに異なる発光装置3の概要を示している。この発光装置3も、発光装置2と同様にパラレル型のハンディーライトであり、全体はリングに近い形状となっている。発光装置3のグリップ10は開口部55を含み、開口部55に手指102〜105を通し、コントローラ50の操作ユニット21s〜24sを把持し操作できる。図10には、各操作ユニット21s〜24sの操作部(ボタン)21〜24を支持するコイルばね41〜44と、ボタン21〜24で操作されるスイッチ(タクタイルスイッチ)31〜34を透かした状態で破線により示している。各操作ユニット21s〜24sは、上記において説明した発光装置1および2と同様に弾性的に動く範囲L0を含み、スイッチに不感応な範囲(第1の範囲)L1がスイッチに感応する範囲(第2の範囲)L2よりも大きくなるように設定されている。したがって、この発光装置3においても、上記の発光装置1および2と同様に、弾性的に動くボタン21〜24により、しっかりとした握り感と、把持した状態から指を動かさずに各スイッチ31〜34を個別に自由に操作できるというメリットを備えている。
親指で操作されるスイッチ35は、操作ユニット21s〜24sのスイッチ31〜34の操作により起動される機能をフェード制御機能に切り替えるスイッチ(フェードスイッチ)である。スイッチ35は、グリップ10の親指側の側面17に配置されている。発光装置3は、いずれの指でも片手では操作しにくい反対側の側面18に配置されたスイッチ36をさらに含む。このスイッチ36は、スイッチ31〜34の操作により起動される機能を色設定機能に切り替えるスイッチ(調色およびプリセットスイッチ)である。調色およびプリセットスイッチ36は、発色または発色パターンをユーザーがプリ設定する際に用いられ、両手を用いてコントローラ50を操作するようになっている。通常動作において発光パターンが予期せずに変わってしまうような事態を防止できる。
発光装置3は、左右兼用タイプであり、発光ユニット80は両側に光を出力する。グリップ10の正面15の側から開口部55に左手の手指を通すことにより、右手100の手指102〜105と同じ指で操作ユニット21s〜24sを操作できる。さらに、発光装置3のグリップ10は左右にベルト通し12aおよびベルト掛け12bを有し、グリップ10にベルト(不図示)を掛けて手の甲の側をベルトで抑えてグリップ10が手100からさらに外れにくいようにしている。
図11に、発光装置3の制御ユニット90の概要を示している。図12に、この発光装置3に搭載された発光パターンの例を示している。制御ユニット90は、操作ユニット21s〜24sのスイッチ31〜34により入力される4ビットのスイッチングパターン(入力パターン)により、15個の発光パターン301〜315のいずれかを選択してLED70に含まれる各色のLED71〜73の発光強度およびタイミングを制御する。制御ユニット90のCPU91はメモリ92に格納されたプログラムをロードすることにより、選択された発光パターンによりLED71〜73をプログラム制御するユニット(プログラム制御ユニット)111としての機能と、LED71〜73の発光強度をフェードインおよびフェードアウトするように制御するフェード制御ユニット112としての機能と、LED70の発色をユーザーが調色および保存する色設定ユニット113としての機能と、LED70の発光状態を保持するホールドユニット114としての機能と、LED70の発光タイミングを最初のスイッチがオンされてから所定の時間が経過したときに遅らせるディレイユニット115としての機能とを果たす。
発光装置3では、フェードスイッチ35をオンオフすることにより、フェード制御ユニット112の機能をオンオフする。また、プリセットスイッチ36をオンオフすることにより、色設定ユニット113の機能をオンオフする。
図12に示した入力パターンは操作ユニット21s〜24sのスイッチ31〜34のオンオフをその順番に示している。入力パターン「1、0、0、0」により発光パターン301が選択され、発光パターン201と同様に発光ユニット80のLED70は赤色Rが発色するように制御される。入力パターン「0100」、「0010」、「1100」、「0110」、「1010」、「1110」により発光パターン302〜307がそれぞれ選択され、LED70(LED71〜73)は緑色G、青色B、イエローY、シアンC、マゼンタM、およびホワイトWが発色するように制御される。
さらに、入力パターン「0001」により発光パターン308が選択され、LED70は消灯される(発光させない)。入力パターン「1001」により発光パターン309が選択され、LED70は、0.7秒間隔でM、Y、B、W、G、R、Cの各色がその順に連続的に発色するように制御される。入力パターン「0101」により発光パターン310が選択され、LED70は0.3秒間隔でホワイトWが0.1秒間ずつ点灯し、その間0.3秒消灯するように制御される。入力パターン「0011」により発光パターン311が選択され、LED70は、1.4秒間隔でR、Y、G、C、B、M、Wの各色をその順に、各色ともフェードインおよびフェードアウトを繰り返しながらグラデーション発色するように制御される。入力パターン「1101」により発光パターン312が選択され、LED70は0.3秒間隔でM、Y、B、W、G、R、Cの各色の順に連続的に発色するように制御される。入力パターン「0111」により発光パターン313が選択され、LED70は0.7秒間隔でR、Y、G、C、B、M、Wの各色がその順に、各色ともフェードインおよびフェードアウトを繰り返しながらグラデーション発色するように制御される。入力パターン「1011」により発光パターン314が選択され、LED70は、0.1秒間隔でM、Y、B、W、G、R、Cの各色がその順に、各色とも0.05秒間ずつストロボ点灯し、その間、0.1秒消灯するように制御される。入力パターン「1111」で発光パターン315が選択され、LED70は0.05秒間隔で、ホワイトWで0.05秒間ずつストロボ点灯するように制御される。
このようにプログラム制御機能111は、片手によるスイッチング(運指)により点灯、消灯、ビットスイッチングによる発光パターンの選択といった運指コントロールハンディーライトとしての機能を実現する。
フェード制御ユニット112は、発光パターン301〜307のいずれかにしたがって発光させるLED70の発光強度をフェードインおよびフェードアウトする機能を含む。スイッチ31〜33の少なくともいずれかをオンした状態でフェードスイッチ35をオンすると、選択された発光パターンにしたがってLED71〜73の発光強度が徐々に増加する(フェードイン)。一方、フェードスイッチ35をオフすると、選択された発光パターンで発光しているLED71〜73の発光強度が徐々に減少する(フェードアウト)。また、ホールドユニット114により発光状態が保持されている場合は、スイッチ35がオンされると発光しているLED70は即時消灯し、ホールドされている発光状態は解除される。フェードスイッチ35は、スイッチ31〜33の機能を、LED70をパルス的に発光(パルス点灯、パルス消灯)させる機能から、LED70の発色をグラデーション的に変化させて発光させる機能に切り替える。フェード制御ユニット112は、発光パターンで設定された色のさらに中間の色を表現できる。フェード制御ユニット112は、スイッチ31〜33の少なくともいずれかを押したままの状態でフェードスイッチ35をオンすると発光強度が徐々に減少し、フェードスイッチ35をオフすると発光強度が徐々に増加するというような発光しているLEDの輝度を制御する機能を含むことが好ましい。
色設定ユニット113は、ユーザーがLED70の発色を調色および保存する機能を含む。色設定ユニット113は、プリセットスイッチ36の操作によりスイッチ類を調色モードに切り替える。調色モードに入ると、まず、スイッチ31〜33にRGBのLED71〜73の発光強度を5階調で段階的に変化させる機能(階調制御機能)を割り当てる。各LED71〜73の発光強度は、輝度0%から、各スイッチ31〜33をオンする度に、たとえば輝度25%、50%、75%、100%の5段階に変化し、輝度100%に達すると輝度0%に戻って同様の変化を繰り返す。ユーザーは、3色のLED71〜73を5階調で変化させることにより、125色の中から所望の色を作成(調色、合成)できる。
次に、スイッチ36を押すと、色設定ユニット113は、スイッチ類をプリセットモードに切り替える。プリセットモードにおいては、スイッチ31〜33の3ビットスイッチングパターン(運指)のいずれかを押したままの状態で、たとえばプリセットスイッチ36をオンすることにより、ユーザーが作成した色が所望の運指パターンに登録される。したがって、調色モードにおいてユーザーにより色作りされた発光パターンがメモリ92に登録される。メモリ92に記録(登録)された色は、プログラム制御ユニット111により選択して発光できる。さらに、色設定ユニット113により作成された色の階調情報は、インターネット上の短文投稿サービスなどにおいて、たとえば、「R4G1B3」(Rスイッチ31が4階調、Gスイッチ32が1階調、Bスイッチ33が3階調)などの形で情報共有が可能で、コンサート会場などにおいて発光を予定する発色情報を事前に他のユーザーと共有することも可能である。
ホールドユニット114は、スイッチ31〜34の少なくともいずれかが所定の時間thだけオンされたときに、選択された発光パターンにしたがってLED70の発光状態(オン状態)を保持する機能(自己保持機能)を含む。たとえば、スイッチ31を150ms(時間th)の間オンし続けると、150ms経過後にスイッチ31をオフしても自己保持機能によりLED70を赤色Rに発色させる点灯状態を維持する。他のスイッチ32〜34についても同様である。なお、自己保持機能がオンになると、フェードスイッチ35が点灯状態のLED70を消灯する機能を果たす。
ディレイユニット115は、LED70(RGBのLED71〜73)が発光するタイミング、あるいは入力パターンが決定されるタイミングを、複数のスイッチ31〜34の内の最初にスイッチが操作されたタイミングから所定の遅延時間tdが経過した後にシフトする(遅らせる)機能(ディレイ機能)を含む。複数の操作ユニット21s〜24sを各指で操作したときに、スイッチ31〜34を同時に操作(オン)することは非常に難しく、発光パターンが数ms(ミリ秒)あるいは数10msの間に変わると発色がばらついて色が濁ることがある。入力パターンが決定されるタイミングを遅らせることにより、複数のスイッチ31〜34の操作が終了した時点で入力パターンの変更(更新)を判断でき、発光ユニット80で出力される色が濁ることを防止できる。
ディレイユニット115は、スイッチ31〜34のいずれかが操作されたことを検出すると、その時刻tiを最初のスイッチの入力時刻とし、その時刻tiから遅延時間tdが経過した時刻(ti+td)に、スイッチ31〜34の状態を判断してユーザーが入力したスイッチングパターン(入力パターン)を決定し、発光パターンを選択する。
図13に、スイッチ31〜34により入力パターン「1100」を入力し、LED70を黄色Yに点灯させるケースの一例をタイミングチャートにより示している。時刻t1に、操作ユニット21sの操作によりスイッチ31がオンされると、時刻t1が最初の時刻tiと認識される。操作ユニット22sの操作が若干遅れて時刻t2にスイッチ32がオンになる。ディレイユニット115は、時刻t1から遅延時間td(本例では30ms)が経過した時刻t3に入力パターン「1100」を判断し、発光パターン304が選択され、LED70は黄色に発光するように制御される。このため、時刻t1の入力パターン「1000」でLED70がいったん赤色に光ってから黄色に光るようなことはなく、最初からLED70は黄色に発色するように制御される。遅延時間tdは30msに限定されない。
時刻t3からホールド時間thの150msが経過した時刻t4に、自己保持機能により入力パターン「1100」がホールドされ、その後、黄色Yの発色がディフォルトで維持される。その後、時刻t5に操作ユニット23sの操作によりスイッチ33がオンすると、時刻t5から遅延時間td後の時刻t6に入力パターン「1110」が判断される。これにより白色で発色する発光パターン307が選択され、時刻t6にLED70は白色Wに発光するように制御される。その後、時刻t7に操作ユニット23sの操作によりスイッチ33がオフ(クリア)されると、遅延時間tdが経過した後の時刻t8に入力パターン「1100」が判断される。これにより黄色で発色する発光パターン304が選択され、時刻t8にLED70は黄色Yに発光するように制御される。
なお、発光ユニットにおいて光を出力する発光素子または発光源は、フルカラーLEDに限定されず、RGB各色のLED素子、有機EL、レーザーなどの他の発光素子であってもよい。また、プログラマブルな制御ユニットにより実行される幾つかの発光パターンは例示に過ぎず、様々な発光パターンに入れ替えることができる。また、ユーザー自らが作成したパターンを予めメモリに記憶させておいたり、コンピュータネットワークを介してパターンを交換したりするなど、様々な応用が可能である。そして、本発明に係る発光装置は、それらの発光パターンを運指で簡単に選択することが可能であり、楽器が運指で音を奏でるように、運指で色を奏でることができ、様々な場面で発色を楽しむことができる。
Claims (11)
- 片手で把持されるコントローラであって、
手の平に当たる部分を含むグリップと、
人差し指、中指、薬指および小指の少なくともいずれか3つの指が添えられる位置にそれぞれ配置され、前記グリップに対して弾性的に変位する範囲を含み、操作対象の状態を変える複数の操作ユニットとを有し、
前記弾性的に変位する範囲は、前記操作対象の状態を変えずに動く第1の範囲と、前記操作対象の状態が変わる第2の範囲とを含み、前記第1の範囲が前記第2の範囲よりも大きい、コントローラ。 - 請求項1において、
前記第1の範囲L1と前記第2の範囲L2とが以下の条件を満たす、コントローラ。
2≦L1/L2≦30 - 請求項1または2において、
前記複数の操作ユニットのそれぞれは、コイルばねと、
前記コイルばねにより前記グリップに対して支持された操作部と、
前記操作部が前記第1の範囲を動くと前記操作部が当たるように配置された信号出力ユニットとを含む、コントローラ。 - 請求項3において、
前記信号出力ユニットは、前記コイルばねの内周側に前記コイルばねに囲まれるように配置されている、コントローラ。 - 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記グリップは、握ったときに、前記少なくともいずれか3つの指の腹と親指の付け根とが対峙する程度の握り幅のスティック部を含む、コントローラ。 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記グリップは、親指の付け根により支持されるように突き出た突出部を含む、コントローラ。 - 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
前記グリップは、前記少なくともいずれか3つの指を通す開口部を含む、コントローラ。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載のコントローラと、
前記コントローラの前記操作対象であって、前記複数の操作ユニットの少なくともいずれかが操作されることにより予め設定された複数の発光パターンのいずれかを実行する発光ユニットとを有する発光装置。 - 請求項8において、
前記発光ユニットは、前記グリップの延長方向に取り付けられている、発光装置。 - 請求項8において、
前記発光ユニットは、前記グリップに対して平行になるように取り付けられている、発光装置。 - 請求項8ないし10のいずれかにおいて、
前記複数の発光パターンの内の、前記複数の操作ユニットの少なくともいずれかが操作されることにより選択された発光パターンにしたがって前記発光ユニットから出力される光の発光強度およびタイミングの少なくともいずれかを制御する制御ユニットを有する、発光装置。
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