JP5422209B2

JP5422209B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5422209B2
Application number: JP2009003503A
Authority: JP
Inventors: 浩二野口
Original assignee: 丸茂電機株式会社
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: JP2010161006A

Description

本発明は、劇場の舞台やテレビスタジオ等で演出照明に用いられ、遠隔操作により動作するスポットライトやムービングライト等の照明装置に関する。

劇場の舞台やテレビスタジオ等の演出照明に用いられる照明装置としては、例えば、照明方向を可変自在に支持されたスポットライトやムービングライト等が知られている。この照明装置は、遠隔操作により、水平方向(ＰＡＮ)及び垂直方向(ＴＩＬＴ)に回転動し、照射方向を変えながら照射対象にフォーカス調整して照射したり、照射位置をランダムに変えたりすることで演出照明を行うものである。

前記照明装置は、演出方法により複数用いられ、そのうちの全部を用いて照射する演出や一部を用いて照射する演出が行われる。各照明装置は、目的の演出を行うために、照射方向の初期位置が設定され、照明装置を駆動させるステッピングモータによって、該初期位置から所定方向に移動し、パルス発信部から入力されたパルスに対応するステップ角で停止するように制御されている。

演出開始当初において、該照明装置を初期位置に復帰させる必要がある場合、すべての照明装置を起動（電源投入）又は復帰動作の操作をしたときに、初期位置に復帰動作するように制御されている。

ところで、広い劇場やコンサート会場においては、照射対象に対して３０ｍ〜５０ｍ程度離れた位置から照射することがあるため、光軸の多少の角度のずれが照射対象に到達したときに大きなずれとなってしまい、演出に支障が出るおそれがある。そのため、前記照明装置の初期位置への復帰は、極めて高い精度が要求される。

この照明装置を初期位置へ復帰させる制御の一例として、照明装置の移動終点の一方に原点位置センサを設け、照明装置が停止した位置から該照明装置を原点位置センサ方向へ移動させるとともに、原点位置センサが照明装置を検出して該照明装置の現在位置を確認し、該現在位置から初期位置に復帰させる制御がある。

しかしながら、前記の制御は、照明装置の停止位置にかかわらず、該照明装置を原点位置センサ方向へ移動させる制御であって、初期位置からわずかに離れた停止位置からでも、原点位置センサ方向に移動させて、該原点位置から復帰させる制御であるため、復帰動作における移動量が大きく、該復帰動作に時間がかかってしまうという問題があった。

また、照明装置を初期位置へ復帰させる制御の他の例として、初期位置からの照明装置を動作させるステッピングモータのモータ軸の回転量に応じたステップ角を計測することにより、該照明装置の現在位置を検出する位置検出部(例えば、ポテンショメータ、アブソリュートエンコーダ等)を用いて照明装置を初期位置へ復帰させる制御が挙げられる。

具体的には、位置検出部で初期位置からの前記ステップ角により照明装置の現在位置を検出し、該照明装置を検出された現在位置からステップ角が０度になる方向(初期位置方向)に動作(復帰動作)させるとともに、０度が検出された時点(初期位置となった時点)で停止させるように制御するものである。

前記制御において正確に現在位置を検出するとともに、初期位置へ復帰させるには、モータ軸が回転した際の実際のステップ角と、位置検出部が計測した回転量に応じたステップ角の検出角とに誤差が生じないようにすることが必要である。この実際のステップ角とステップ角の検出角との誤差は、モータ軸の実際の現在位置と計測された検出角による現在位置との誤差である。すなわち、この現在位置に誤差が生じた状態で照明装置が復帰動作して、位置検出部が初期位置の０度を検出したときに、モータ軸の実際のステップ角が０度でなく、復帰する照明装置が設定された初期位置からずれた位置となってしまうためである。

前記の現在位置の検出と初期位置への復帰を正確に行うには、モータ軸のステップ角の分解能と位置検出部の検出角の分解能を同等程度に高くすることが挙げられる。また、モータ軸のステップ角の検出結果に応じたフィードバックパルスとモータに対する指令パルスとを一致させるために、両パルスの誤差に比例した電力をモータに供給して該モータを動作させることにより、現在位置及び初期位置を正確に検出するサーボモータを採用することも挙げられる。

しかしながら、検出角の分解能が高い位置検出部やサーボモータは、非常に高価なものであるため、コストが高く照明装置の高価格化の要因となるという問題があった。

尚、本発明を解決する技術に関連する先行技術文献のうち、出願人が当該特許出願時に知っているものがないので、開示すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものである。すなわち、照明装置の初期位置への復帰を、低コストで、迅速、且つ確実に行うことが本発明の目的である。

前記目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、次の構成を少なくとも具備する。

照射方向が初期位置から任意に設定された終点に亘る範囲で変位するように移動可能に支持された照明装置本体と、指令パルス信号の入力により前記照明装置本体を移動及び停止させるステッピングモータと、前記照明装置本体の変位方向及び変位量を計測し、計測された変位方向値及び変位量値に基づいて、該照明装置本体の停止後の現在位置を検出する位置検出部と、前記現在位置から前記初期位置方向に復帰動作させる制御を行う復帰動作制御部と、前記照明装置本体が前記復帰動作制御部の制御で復帰動作しているときにのみ、該照明装置本体が初期位置に復帰したか否かを検出する初期位置検出部と、照明装置本体が初期位置に復帰したことを前記初期位置検出部が検出したときに、該照明装置本体の復帰動作を停止させる制御を行うとともに、前記位置検出部が検出した現在位置が３６０度未満であるときに、前記初期位置検出部の検出を有効とする制御を行う復帰動作停止制御部と、を備えている。

前記初期位置は、照明装置本体の移動範囲の中央部に設定されている。

前記位置検出部が、ポテンショメータ又はエンコーダである。

前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出部を備えている。

前記脱調検出部は、ステッピングモータに入力される指令パルス数を計測する指令パルス計測部と、ポテンションメータの検出角に基づくパルス数を計測するパルス数計測部と、該両計測部により計測されたパルス数値の差を比較する数値比較部と、比較した値が一定の範囲の値から外れた値であるときにステッピングモータに脱調が発生したものと判定する脱調判定部と、脱調判定時に警告をする警告部と、を備えている。

本発明に係る照明装置の一例を示す正面概略構成図。同、平面概略構成図。同、側面概略構成図。図１の(４)-(４)線拡大断面図。本発明に係る照明装置の全体構成を示すブロック図。本発明に係る脱調検出部の構成をブロック図。

以下、本発明に係る照明装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の照明装置はスポットライトを用いた装置であり、照明装置本体は、スポットライト本体として例示する。

図１〜図４は、本実施形態のスポットライト本体１の概略構成図を示している。本実施形態のスポットライト本体１は、水平方向(図２において左右方向)に回動(以下、「ＰＡＮ」という)するものである。

また、本実施形態のスポットライト本体１は、該スポットライト本体１から離間した調整室等(図示せず)から、目的の演出を行うＰＡＮ、初期位置への復帰等の各種動作が遠隔操作(リモートコントロール)されるものである。また、本実施形態におけるスポットライト本体１のＰＡＮの可動角度は任意であり、例えば、４５度〜５４０度程度が挙げられる。

本実施形態のスポットライト本体１は、略門型状の支持アーム２により支持されるケーシング１１内に、光源(図示せず)やレンズ(図示せず)、更には電気回路(図示せず)等が内蔵されたものである。スポットライト本体１は、前記支持アーム２は、その両側部内側に固定された支軸４１，４１に上下方向(ＴＩＬＴ)に回動可能に軸支されている。

支持アーム２は、クランプ１３を備えた支持部材１４に回転可能に支持された支持軸１５と一体回転するように連結されており、該クランプ１３を、例えば、パイプ材等を組んでなる支持台１２に対して取り付けることにより、支持アーム２が支持台１２に対してＰＡＮ可能に吊り下げられる。

支持アーム２の内側上方には、該支持アーム２をＰＡＮさせるためのステッピングモータ３が一体に垂設状に一体連結されており、該ステッピングモータ３のモータ軸３０と、前記回転軸１５とに亘って掛渡されたベルト３１によって、モータ軸３０の回転が支持軸１５に伝達されて支持アーム２がＰＡＮするようにされている。この構成により、モータ軸３０の軸回転が支持軸１５に伝達され、該支持軸１５の軸回転による支持アーム２のＰＡＮに伴ってスポットライト本体１がＰＡＮ動作する。

前記支持アーム２には、前記スポットライト本体１のＰＡＮの変位方向及び変位量を計測し、計測された変位方向値及び変位量値に基づいて、該スポットライト本体１の停止後の現在位置を検出する位置検出部(以下、「ポテンショメータ」という)５が設けられている。

尚、本発明では、位置検出部について例示したポテンショメータに限らず、エンコーダを用いてもよい。

ポテンショメータ４は、前記モータ軸３０と同方向に回転可能な回転軸５０を有しており、該回転軸５０と前記支持軸１５とに掛渡されたベルト５１によって、モータ軸３０の回転が支持軸１５を介して伝達されるようにされている。

そして、ポテンショメータ４は、回転軸５０の回転方向及び回転量に応じた変位方向及び変位量を検出することにより、スポットライト本体１の現在位置を検出するようにしている。

ＰＡＮにおいて回動する部位である支持アーム２の内側上方に、スポットライト本体１がＰＡＮ方向で復帰動作しているときにのみ、該スポットライト本体１が初期位置に復帰したか否かを検出する初期位置検出部(以下「フォトセンサ」という)７が設けられている(図４参照)。

本実施形態のフォトセンサ５は、発光素子７０と受光素子７１を対向させて配置してなるものであり、該発光素子７０と受光素子７１の間に、検出体７２が入って光がさえぎられたときに、スポットライト本体１が初期位置に復帰したことを検出する周知の構造のものである(図４参照)。また、フォトセンサ５は、スポットライト本体１の初期位置に対応する部位に配置されている。

本実施形態におけるスポットライト本体１の初期位置は、該スポットライト本体１の回動範囲(移動範囲)の中央部に設定されている。具体的には、ＰＡＮ側の初期位置を０度とし、該初期位置から左ＰＡＮと右ＰＡＮの角度が同角度となる位置である。尚、スポットライト１が初期位置から一方向のみにＰＡＮする構成である場合、該スポットライト本体１の初期位置の設定位置は、回動範囲の中央部ではなく端部である(図示せず)。

前記検出体７２は、ＰＡＮにおいて不動部位である支持アーム２を、前記支持部材１４とで上下で挟持状に支持する支持板２１に対して固定されており、支持アーム２がＰＡＮしたときに、前記発光素子７０と受光素子７１の間を通過するような位置に配置されている(図４参照)。

尚、本発明では、初期位置検出部について例示したフォトセンサに限らず、他のフォトセンサを用いてもよいし、該フォトセンサ以外のスポットライト本体１が初期位置に復帰したことを検出できるセンサを用いてもよい。

図５は、本実施形態の照明装置Ａの構成を示すブロック図である。照明装置Ａは、前記したように、スポットライト本体１と、ステッピングモータ３と、ポテンショメータ４と、ポテンショメータ６と、フォトセンサ５と、を備えている。

また、ポテンショメータ４で検出されたスポットライト本体１の現在位置から初期位置方向に復帰動作させる制御を行う復帰動作制御部Ｂ１と、スポットライト本体１が初期位置に復帰したときに、ステッピングモータ３の復帰動作を停止させる制御を行う復帰動作停止制御部Ｂ２と、を含む照明装置Ａの動作の各種制御を行う制御部Ｂを備えている。

また、ステッピングモータ３に脱調が発生したことを検出するとともに、脱調が発生したことを警告するように制御される脱調検出部Ｃを備えている。

また、スポットライト本体１を遠隔操作するための各種操作素子(例えば、電源スイッチ、回動操作素子(ジョイスティック等)、キーボード等、図示せず)を備えた操作部Ｄ、ＣＰＵ(図示せず)、該ＣＰＵが実行する各種プログラム等を記憶する記憶部(図示せず)等を備えている。記憶部は、照明装置Ａを動作させるための各種プログラム等を記憶したＲＯＭ、各種動作データ等を一時的に記憶するＲＡＭ等を備えており、各種制御時における制御部Ｂの要求に基づいて各種プログラムや各種動作データの出し入れが行われる。

ステッピングモータ３は、操作部Ｄから入力される指令パルスに応じた方向に回動するとともに、指令パルスに応じたステップ角で停止するように制御されている。

ポテンショメータ４は、ステッピングモータ３の回動によるスポットライト本体１の変位方向及び変位量を計測し、計測された変位方向値及び変位量値に基づいて、該スポットライト本体１の停止後の現在位置を検出するように制御されている。

復帰動作制御部Ｂ１は、操作部Ｄの復帰操作によって、ポテンショメータ４が検出した現在位置に基づいて、ステッピングモータ３に対して、スポットライト本体１を初期位置に復帰するように回動させる制御を行うものである。

スポットライト本体１を初期位置に復帰させる回動は、ポテンショメータ４の一方向への回動に対して、該回動方向とは逆方向への回動である。例えば、ポテンショメータ４が検出した現在位置が初期位置から９０度であるときに、初期位置に向かって一方向に回動した軌道を９０度戻る回動である。

フォトセンサ５は、ステッピングモータ３が復帰動作制御部Ｂ１の制御で復帰動作しているときに、該スポットライト本体１が初期位置に復帰したか否かを検出し、ステッピングモータ３の復帰動作制御部Ｂ１の制御による復帰動作以外の動作では、スポットライト本体１が初期位置に復帰したか否かの検出が行われないように制御されている。

本実施形態において、スポットライト本体１が初期位置に復帰したか否かの検出が行われないようにする制御は、例えば、スポットライト本体１が演出照明によるＰＡＮ及びＴＩＬＴしているときに、フォトセンサ５の発光が行われないようにする制御が挙げられる。

復帰動作停止制御部Ｂ２は、復帰動作制御部Ｂ１の制御による復帰動作時に、フォトセンサ５が、スポットライト本体１が初期位置に復帰したことを検出したときに、ステッピングモータ３の復帰動作を停止させる制御を行うものである。

また、ポテンショメータ４が検出した現在位置が３６０度を超える角度であるときの復帰動作では、３６０度の位置で検出体７０とフォトセンサ５とが重なり合う状態(検出状態)が発生する。そのため、復帰動作停止制御部Ｂ２は、現在位置が３６０度を超える位置であるときには、復帰動作において３６０度の位置では、フォトセンサ５の検出が行われないようにし、３６０度未満(非検出状態)となった以降に、フォトセンサ５の検出を有効とする制御を行うようにしている。

本実施形態の照明装置Ａによると、スポットライト本体１の検出された現在位置から復帰動作制御部Ｂ１による初期位置への復帰動作において、フォトセンサ５が初期位置に復帰したことを検出することで復帰動作停止制御部Ｂ２がステッピングモータ３の復帰動作を停止させることができる。

すなわち、ステッピングモータ３のステップ角による実際の現在位置と、ポテンショメータ４が検出した現在位置とに誤差があっても、スポットライト本体１を確実、且つ迅速に初期位置に復帰させることができる。しかも、検出角を高精度としたポテンショメータ(あるいはエンコーダ)やサーボモータ等を採用することによる高価格化を抑えることができる。したがって、照明装置の初期位置への復帰を、低コストで、迅速、且つ確実に行うことができる。

図６は、脱調検出部Ｃのブロック図である。脱調検出部Ｃは指令パルス計測部Ｃ１と、パルス数計測部Ｃ２と、数値比較部Ｃ３と、脱調判定部Ｃ４と、警告部Ｃ５を備えている。

指令パルス計測部Ｃ１は、操作部Ｄのパルス指令操作により、ステッピングモータ３に入力される指令パルス数を計測するものである。パルス数計測部Ｃ２は、ステッピングモータ３におけるモータ軸３０の回転時のステップ角を、ポテンショメータが検出した検出角に基づくパルス数を計測するものである。

数値比較部Ｃ３は、前記指令パルス計測部Ｃ１とパルス数計測部Ｃ２により計測されたパルス数値の差を比較するものである。脱調判定部Ｃ４は、比較した両パルス数値が一定の範囲の値から外れた値であるときに、ステッピングモータ３に脱調が発生したものと判定するものである。警告部Ｃ５は、前記脱調判定部Ｃ４が脱調判定時に、音声やライトの点滅等により警告をするものである。

本実施形態の脱調検出部Ｃによると、ステッピングモータ３を動作させるための指令パルス数と、ポテンショメータが検出した検出角に基づくパルス数を比較し、該比較結果が一定の範囲の値から外れた値であるときにステッピングモータ３が脱調していると判定するとともに、警告を発することで脱調を知らせることができる。

尚、本発明は、例示した実施の形態に限定するものでは無く、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。尚、本発明の照明装置は、スポットライト本体がＰＡＮするものに限られず、垂直方向(上下方向)に回動(ＴＩＬＴ)するもの、更には、スポットライト本体内のフォーカス調整機構に対しても実施することができる。

Ａ：照明装置
１：スポットライト本体(照明装置本体)
３：ステッピングモータ
４：ポテンショメータ(位置検出部)
５：フォトセンサ (初期位置)
Ｂ１：復帰動作制御部
Ｂ２：復帰動作停止制御部
Ｃ：脱調検出部
Ｃ１：指令パルス計測部
Ｃ２：パルス数計測部
Ｃ３：数値比較部
Ｃ４：脱調判定部
Ｃ５：警告部

Claims

照射方向が初期位置から任意に設定された終点に亘る範囲で変位するように移動可能に支持された照明装置本体と、
パルス信号の入力により前記照明装置本体を移動及び停止させるステッピングモータと、
前記照明装置本体の変位方向及び変位量を計測し、計測された変位方向値及び変位量値に基づいて、該照明装置本体の停止後の現在位置を検出する位置検出部と、
前記現在位置から前記初期位置方向に復帰動作させる制御を行う復帰動作制御部と、
前記照明装置本体が前記復帰動作制御部の制御で復帰動作しているときに、該照明装置本体が初期位置に復帰したか否かを検出する初期位置検出部と、
照明装置本体が初期位置に復帰したことを前記初期位置検出部が検出したときに、該照明装置本体の復帰動作を停止させる制御を行うとともに、前記位置検出部が検出した現在位置が３６０度未満であるときに、前記初期位置検出部の検出を有効とする制御を行う復帰動作停止制御部と、
を備えている照明装置。
前記初期位置は、照明装置本体の移動範囲の中央部に設定されている請求項１に記載の照明装置。
前記位置検出部が、ポテンショメータ又はエンコーダである請求項１又は２に記載の照明装置。
前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出部を備えている請求項１ないし３いずれか１項に記載の照明装置。
前記脱調検出部は、ステッピングモータに入力される指令パルス数を計測する指令パルス計測部と、ポテンションメータの検出角に基づくパルス数を計測するパルス数計測部と、該両計測部により計測されたパルス数値の差を比較する数値比較部と、比較した値が一定の範囲の値から外れた値であるときにステッピングモータに脱調が発生したものと判定する脱調判定部と、脱調判定時に警告をする警告部と、を備えている請求項４に記載の照明装置。