(57)【要約】【課題】駆動式の照明装置の振動や騒音を低減する。【解決手段】実施形態に係る照明装置は、決定部と、回動部とを備える。決定部は、第１の回動軸回りの回動のタイミングと、第２の回動軸回りの回動のタイミングとを、第２の回動軸回りのモーメントが大きくなるように決定する。回動部は、決定部が決定したタイミングで各回動を制御する。【選択図】図２
2019091641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回動軸回りの回動のタイミングと、第２の回動軸回りの回動のタイミングとを、前記第２の回動軸回りのモーメントが大きくなるように決定する決定部と；
前記決定部が決定したタイミングで各回動を制御する回動部と；
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記回動部は、前記第１の回動軸回りの回動と、前記第２の回動軸回りの回動とを、それぞれ加速度が連続的に変化する加減速により駆動することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記回動部は、自装置の共振点と、前記加減速を表す曲線の変曲点とを一致させるように、各回動を制御することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１の回動軸回りの回動はパン方向の回動であり、
前記第２の回動軸回りの回動はチルト方向の回動であり、
前記決定部は、前記パン方向の回動を駆動した後に、前記チルト方向の下方向への回動を駆動するように、または、前記パン方向の回動を駆動する前に、前記チルト方向の上方向への回動を駆動するように、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置の一種として、たとえば、天井に設けられたライティングレール等の取付部に取り付けられることにより、天井に固定される照明装置が知られている。また、この種の照明装置のうち、ＬＥＤ等の光源を有する灯体が、水平方向に垂直な回動軸および水平方向に平行な回動軸の２つの回動軸回りに回動可能にモータで駆動される駆動式の照明装置が知られている。灯体が２つの回動軸回りに回動されることにより、照明装置による照射方向が調整可能となる。このような照明装置は、例えば、美術館や博物館等で絵画等の照射対象に応じて遠隔操作でモータを駆動して照射方向が調節されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】SALIOT  by  MinebeaMitsumi、ミネベアミツミ、[online]、2015年、［２０１７年１１月１４日検索]、インターネット＜URL:  http://www.minebeamitsumi.com/saliot/index.htmlg＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、照明装置を駆動する場合、振動や騒音が増大し、操作者や観客の不快感や不安感を助長する場合がある。
【０００５】
本発明は、駆動式の照明装置の振動や騒音を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る照明装置は、第１の回動軸回りの回動のタイミングと、第２の回動軸回りの回動のタイミングとを、前記第２の回動軸回りのモーメントが大きくなるように決定する決定部と；前記決定部が決定したタイミングで各回動を制御する回動部と；を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、照明装置の振動や騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る照明装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る制御部の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る照明装置の処理概要を説明するための説明図である。
【図４】図４は、実施形態に係る決定部の処理を説明するための説明図である。
【図５】図５は、実施形態に係る決定部の処理の効果を説明するための説明図である。
【図６】図６は、実施形態に係る回動部の処理を説明するための説明図である。
【図７】図７は、実施形態に係る回動部の処理の効果を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態に係る照明装置を説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
以下で説明する実施形態に係る照明装置１０は、第１の回動軸回りの回動のタイミングと、第２の回動軸回りの回動のタイミングとを、第２の回動軸回りのモーメントが大きくなるように決定する決定部９０ａと、決定部９０ａが決定したタイミングで各回動を制御する回動部９０ｂとを備える。
【００１１】
また、以下の実施形態に係る照明装置１０において、回動部９０ｂは、第１の回動軸回りの回動と、第２の回動軸回りの回動とを、それぞれ加速度が連続的に変化する加減速により駆動する。
【００１２】
また、以下の実施形態に係る照明装置１０において、回動部９０ｂは、自装置１０の共振点と、加減速を表す曲線の変曲点とを一致させるように、各回動を制御する。
【００１３】
また、以下の実施形態に係る照明装置１０において、第１の回動軸回りの回動はパン方向の回動であり、第２の回動軸回りの回動はチルト方向の回動であり、決定部９０ａは、パン方向の回動を駆動した後に、チルト方向の下方向への回動を駆動するように、または、パン方向の回動を駆動する前に、チルト方向の上方向への回動を駆動するように、タイミングを決定する。
【００１４】
［実施形態］
＜照明装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る照明装置１０を説明する。図１は、実施形態に係る照明装置１０の構成例を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、照明装置１０は、ライティングレール等の取付部５に固定可能に形成された基部２０と、基部２０に固定された駆動部３０と、駆動部３０により回動される、光源を有する灯体７０と、駆動部３０と灯体７０とを制御する制御部９０とを有する。光源は、例えば、蛍光灯やＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等であり、目的に応じた光源が用いられる。
【００１６】
なお、本実施形態において、取付部５は、例えばライティングレールである。基部２０は、ライティングレールに着脱可能に構成されている。また、本実施形態において、ライティングレールは一例として、部屋の天井に設けられている。図１に示すライティングレールは一部であり、照明装置１０はライティングレールに固定された状態が示されている。ライティングレールは電力線を有している。この電力線は、外部電源に接続され、電流が流れている。照明装置１０は、この電力線に電気的に接続されている。また、本実施形態において、照明装置１０が取付部５に取り付けられた状態において、重力方向に沿う垂直方向を下方向として、上下方向Ｖを定義する。
【００１７】
基部２０は、外観が例えば直方体状に形成されており、内部に制御部９０が収容されている。
【００１８】
駆動部３０は、第１の駆動部４０と第２の駆動部５０とを有する。第１の駆動部４０は、基部２０に対して、上下方向Ｖに平行な第１の回動軸Ｃ１回りに駆動部３０を回動可能に構成される。本実施形態では、第１の駆動部４０は、基部２０内に配置されている。また、第２の駆動部５０は、灯体７０を第１の回動軸Ｃ１に直交する方向に平行な第２の回動軸Ｃ２回りに回動可能に構成される。第１の駆動部４０および第２の駆動部５０は、それぞれ、不図示のモータとギアとで実現される。
【００１９】
制御部９０は、照明装置１０の各部を制御するコントローラであり、例えばマイクロプロセッサ等で実現される。制御部９０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等のプロセッサであってもよいし、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等の集積回路であってもよい。また、制御部９０は、１つの素子で構成されていてもよいし、複数の素子で構成されていてもよい。制御部９０が複数の素子で構成される場合、これら複数の素子は、照明装置１０内の離れた場所に配置されていてもよい。例えば、複数の素子が別々の基板に実装されていてもよい。
【００２０】
制御部９０は、例えば、照明装置１０が、ターゲットを認識してターゲットに向けて自動的に照射方向を調整する機能を有する。より具体的な例を挙げると、照明装置１０は、カメラや赤外線センサ等といった各種センサを有し、各種センサを用いて、照明対象の周囲に設置されたマーカー等を識別し、マーカーから取得可能な情報（例えば、照明対象の方向、大きさ、照明する光の色温度や強度等）に基づいて、照明態様を決定する。そして、照明装置１０は、マーカーから取得した情報に基づいて、照明する領域や照明態様を決定し、決定した領域を決定した照明態様で照明する。より具体的には、照明装置１０は、灯体７０を第１の回転軸Ｃ１および第２の回転軸Ｃ２回りに回転させることで、灯体７０を照明対象の方向に向け、照明を行う。あるいは、照明シーンごとに、照明装置１０に予め照射方向を設定しておいた場合に、調整開始の操作入力（例えば、照明シーンの選択操作）を受け付けて、照明装置１０は自動的に灯体７０を照射対象の方向に向け、照明を行う。このように自動的に照射方向を調整する際、照明装置１０は、後述する処理を実行することにより、各回動を制御して振動や騒音を低減する。
【００２１】
図２は、制御部９０の構成例を示す図である。図２に示すように、本実施形態の制御部９０は、内部のメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、決定部９０ａおよび回動部９０ｂとして機能する。
【００２２】
決定部９０ａは、第１の回動軸回りの回動のタイミングと、第２の回動軸回りの回動のタイミングとを、第２の回動軸回りのモーメントが大きくなるように決定する。具体的には、第１の回動軸Ｃ１回りの回動はパン方向の回動であり、第２の回動軸Ｃ２回りの回動はチルト方向の回動である。また、決定部９０ａは、パン方向の回動を駆動した後に、チルト方向の下方向への回動を駆動するように、または、パン方向の回動を駆動する前に、チルト方向の上方向への回動を駆動するように、各回動のタイミングを決定する。
【００２３】
ここで、図３は、照明装置１０の処理概要を説明するための説明図である。図３に示すように、照明装置１０の灯体７０は、回動軸Ｃ１回りのパン方向の回動と、回動軸Ｃ２回りのチルト方向の回動との２方向に回動可能に構成されている。
【００２４】
パン方向の回動において、灯体７０のチルト方向の姿勢により灯体７０の振動の大きさが異なる。図３（ａ）に示す状態では、振動が最小となり騒音が最小となる。これは、パン方向の回動を実現するギアにかかる灯体７０の荷重に偏りが生じ、灯体７０の荷重による回動軸Ｃ２回りのモーメントが最大となるため、パン方向の回動を実現するギアが押さえつけられて灯体７０が最も振動しにくいためである。これに対し、図３（ｂ）に示す状態では、灯体７０の振動が最大となり騒音が最大となる。これは、パン方向の回動を実現するギアにかかる灯体７０の荷重が均等で、灯体７０の荷重による回動軸Ｃ２回りのモーメントが最小となり、振動しやすいためである。
【００２５】
そこで、決定部９０ａは、回動軸Ｃ１と灯体７０の端部との距離を大きくして、回動軸Ｃ２回りのモーメントが大きくなるように、パン方向の回動のタイミングを決定する。すなわち、決定部９０ａは、パン方向の回動のタイミングを、灯体７０のチルト方向の姿勢が図３（ａ）に示す状態にできるだけ近い位置にある場合とする。そして、決定部９０ａは、パン方向の回動の後に、チルト方向の下方向への回動を行うように、または、パン方向の回動を駆動する前に、チルト方向の上方向への回動を駆動するように、タイミングを決定する。
【００２６】
なお、決定部９０ａは、パン方向の回動の開始のタイミングがチルト方向の下方向への回動の開始のタイミングより先になるように、各回動のタイミングを決定すればよい。すなわち、パン方向の回動が停止した後にチルト方向の回動が開始されてもよいし、パン方向の回動が停止する前にチルト方向の下方向への回動が開始されてもよい。または、決定部９０ａは、チルト方向の上方向への回動の開始のタイミングがパン方向の回動の開始のタイミングより先になるように、各回動のタイミングを決定すればよい。すなわち、チルト方向の上方向への回動が停止した後にパン方向への回動が開始されてもよいし、チルト方向の上方向への回動が停止する前にパン方向の回動が開始されてもよい。
【００２７】
ここで、図４は、決定部９０ａの処理を説明するための説明図である。図４には、各回動の速度と時間との関係が例示されている。また、図４（ａ）には、パン方向の回動の開始のタイミングとチルト方向の回動の開始のタイミングが同じ場合が例示されており、図４（ｂ）には、パン方向の回動が開始された後、停止する前にチルト方向の下方向への回動が開始された場合が例示されている。図４（ａ）に示すように、各回動の開始のタイミングが同時である場合には、振動が大きく騒音が大きくなる。これに対し、図４（ｂ）に示すように、パン方向の回動の開始のタイミングがチルト方向の下方向への回動の開始のタイミングより先である場合には、振動が小さくなり、騒音が小さくなる。そこで、決定部９０ａは、図４（ｂ）に示すように、パン方向の回動の開始のタイミングがチルト方向の下方向への回動の開始のタイミングより先になるように、各回動のタイミングをずらして決定する。
【００２８】
図５は、決定部９０ａの処理による効果を説明するための説明図である。図５（ａ）には、図４（ａ）に示したように、各回動の開始のタイミングを同時にした場合の音圧［×２０ｕＰａ］と時間［ｓ］との関係と、この場合の平均騒音レベルが４９．６ｄＢであったこととが例示されている。また、図５（ｂ）には、図４（ｂ）に示したように、パン方向の回動の開始のタイミングをチルト方向の下方向への回動の開始のタイミングより先にした場合の音圧と時間との関係と、この場合の平均騒音レベルが４０．４ｄＢであったこととが例示されている。図５に示すように、パン方向の回動の開始がチルト方向の下方向への回動の開始より先になるように、各回動の開始のタイミングをずらすことにより、振動がＰｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ値で５３％低減し、平均騒音レベルが９．２ｄＢ低減したことがわかる。
【００２９】
図２の説明に戻る。回動部９０ｂは、決定部９０ａが決定したタイミングで各回動を制御する。具体的には、回動部９０ｂは、各回動を駆動する２つのモータｍを制御して、決定部９０ａが決定したタイミングでパン方向の回動と、チルト方向の下方向への回動とを制御する。
【００３０】
その際、回動部９０ｂは、第１の回動軸Ｃ１回りの回動と、第２の回動軸Ｃ２回りの回動とを、それぞれ加速度が連続的に変化する加減速により駆動してもよい。
【００３１】
図６は、回動部９０ｂの処理を説明するための説明図である。モータｍの速度を一定値まで一気に上昇させ、その後直ちに０にするステップ状の加減速では、モータｍを停止後の残留振動により騒音が発生する。そこで、回動部９０ｂは、モータｍを加速度が連続的に変化する緩やかな加減速で駆動する。具体的には、回動部９０ｂは、図６（ａ）に示すように、Ｓ字状の加減速でモータｍを駆動する。これにより、モータｍの残留振動を低減して騒音の発生を低減することが可能となる。
【００３２】
さらに、回動部９０ｂは、図６（ｂ）に示すように、自装置１０の共振点と、加減速を表す曲線の変曲点とを一致させるように、各回動を制御してもよい。ここで、変曲点とは、速度変化が最も大きくなる点である。これにより、照明装置１０の機械共振周波数が判明している場合に、モータｍの駆動周波数と照明装置１０の機械共振周波数とが一致する共振現象の発生期間を最短として、騒音の発生を低減することが可能となる。
【００３３】
なお、回動部９０ｂは、自装置１０の共振点と、加減速を表す曲線の変曲点とを完全に一致させなくてもよい。例えば、共振点と変曲点との双方が所定の範囲内に収まるように近づけて、図６に示す振動増大区間を短くできればよい。
【００３４】
図７は、回動部９０ｂの処理による効果を説明するための説明図である。図７（ａ）には、モータｍが台形状の加減速により駆動された場合の振動の時系列変化が例示されている。また、図７（ａ）には、この場合に、加速終了後に約１０Ｈｚの振動が残留していることが示されている。これに対し、図７（ｂ）には、モータｍがＳ字状の加減速により駆動された場合の振動の時系列変化が例示されている。
【００３５】
図７に示すように、回動部９０ｂがＳ字状の加減速でモータｍを駆動した場合には、図７（ａ）に示した台形状の加減速による駆動の場合より、加速終了後の振動が低減したことがわかる。このように、回動部９０ｂが、モータｍを加速度が連続的に変化する緩やかな加減速で駆動することにより、モータｍの残留振動が低減して騒音の発生が低減することがわかる。
【００３６】
上述してきたように、実施形態に係る照明装置１０は、第１の回動軸回りの回動のタイミングと、第２の回動軸回りの回動のタイミングとを、第２の回動軸回りのモーメントが大きくなるように決定する決定部９０ａと、決定部９０ａが決定したタイミングで各回動を制御する回動部９０ｂとを備える。
【００３７】
また、第１の回動軸回りの回動はパン方向の回動であり、第２の回動軸回りの回動はチルト方向の回動であり、決定部９０ａは、パン方向の回動を駆動した後に、チルト方向の下方向への回動を駆動するように、または、パン方向の回動を駆動する前に、チルト方向の上方向への回動を駆動するように、タイミングを決定する。これにより、照明装置１０の振動や騒音を低減することができる。
【００３８】
また、回動部９０ｂは、第１の回動軸回りの回動と、第２の回動軸回りの回動とを、それぞれ加速度が連続的に変化する加減速により駆動する。これにより、さらに照明装置１０の振動や騒音を低減することができる。
【００３９】
また、回動部９０ｂは、自装置１０の共振点と、加減速を表す曲線の変曲点とを一致させるように、各回動を制御する。これにより、モータｍの駆動周波数と照明装置１０の機械共振周波数との共振現象の発生期間を最短にし、騒音の発生を低減することが可能となる。
【００４０】
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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。また、これらの実施形態やその変形は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  照明装置
２０  基部
３０  駆動部
４０  第１の駆動部
５０  第２の駆動部
７０  灯体
９０  制御部
９０ａ  決定部
９０ｂ  回動部
Ｃ１  第１の回動軸
Ｃ２  第２の回動軸
ｍ  モータ
【図１】
2019091641.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019091641.tif 000009