JP3947720B2 - 白熱灯用調光制御照明装置の使用方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白熱電球を光源とした照明器具を用いるＴＶスタジオ、劇場舞台、写真スタジオ等の演出空間で使用される白熱灯用調光制御照明装置の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＶスタジオや劇場舞台などの演出空間において、照明器具の光束を自在に調光操作することは不可欠な要素であり、この為、照明器具の光源として白熱電球が多用されている。
【０００３】
ところで、この白熱電球を調光操作した場合、白熱電球の発生する光束と共にその色温度が変化し、照明における演出効果が損なわれる。
特に、ＴＶカメラを使用するＴＶスタジオやカラー写真を撮影する写真スタジオでは、調光操作による色温度の変化は画質に大きな影響を与える問題があり、従来においてはこの解決手段として、照明器具の前面に色フイルタを装着して色温度を補正したり、あるいは調光操作の代わりに照明器具の照射範囲角度を調節して被照面の照度を調整するなどの方策が取られている。
【０００４】
一般に、ハロゲン電球の光束は供給電圧の3.38乗に比例し、色温度は供給電圧の0.36乗に比例する。従って、色温度は光束の0.107乗に比例する。
例えば、定格電圧を供給した時、色温度が3200Ｋのハロゲン電球を使用した場合、光束を５０％に調光すると色温度は2970Ｋまで低下する。
図１２は従来の調光器を用いて、ハロゲン電球を調光した場合の比光束対色温度のグラフである。
【０００５】
また、舞台照明において視覚的な明るさ(以下「ＬＵＸ０」と呼称する)は、実際の照度(以下「ＬＵＸ」と呼称する)の2.0乗から3.0乗に比例するとされ、調光器の制御特性はこれに合致するように設計、製作されており、これを調光特性と呼んでいる。
例えば、調光特性を一般に使われている2.3乗とした場合、調光レベルを５０％にした時、実際の比光束（ＬＵＸ）は約２０％であり、色温度はＬＵＸ０の0.245乗に比例し、2700Ｋまで低下する。
図１３は、調光特性が2.3乗の場合のＬＵＸ０に対する色温度の変化グラフである。
【０００６】
これらの色温度の低下に対して、従来、前記したように、色フイルタを使用したり、照明器具の調節や設置場所の選定などの方策によって回避する方策が取られて来たが、いずれも手間のかかる煩わしい操作であり、しかも完全な補正方法とは言え無かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の問題を解決するために、本願出願人は、二個のフィラメントを封入した電球を備えた照明器具、あるいは複数個の電球を備えた照明器具を用い、調光操作を行う際に、複数のフィラメントの内の一個のフィラメントは先に点灯を始め、その色温度が定格値の所定の値以上に達した時に、他方のフィラメントが点灯を始めるようにすることで、色温度変化の少ない調光制御照明装置を先に提案した（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１４３８８０号公報
【特許文献２】
特開２００２−９３５８８号公報
【０００９】
しかし、これら先提案の調光制御照明装置は、一般の交流電源を使用し、調光操作器からの制御信号線路を必要としている。
一方、既設のＴＶスタジオ、写真スタジオや劇場舞台などに設備されている照明用電源の殆どは、照明器具が自由に調光操作可能なように設備又は施工された調光器の出力電源（以下「調光電源」と呼称する。）であり、各種の照明器具を用途に合わせて自由に選択して接続可能なよう、コネクタ等の接続器が使用されている。
このため、先提案の白熱灯用調光制御照明装置を使用するためには、新たに一般の交流電源線路及び制御信号線路を設備しなければならず、既設の各種スタジオや劇場などで使用することは困難であった。
【００１０】
本発明はこのような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各種スタジオや劇場などに設備された調光電源の使用が可能で、且つ、色温度変化の少ない白熱灯用調光制御照明装置の使用方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明は、白熱電球を光源とした照明器具を点弧位相角制御方式による調光電源により調光操作して点灯させる調光制御照明装置の使用方法であって、
前記調光制御照明装置は
少なくとも、定格電圧が調光電源の出力最大電圧より低い第一のフィラメント（Ｆ１）と、定格電圧が調光電源の出力最大電圧と同じ第二のフィラメント（Ｆ２）を有する照明器具と、
前記第一のフィラメント（Ｆ１）に接続された第一の電力制御装置と、
前記第二のフィラメント（Ｆ２）に接続された第二の電力制御装置と、
前記調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧に基づいて、前記夫々のフィラメントに接続された第一，第二の電力制御装置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記調光電源の調光特性を維持しながら、前記第一のフィラメント（Ｆ１）をまず点灯させ、該第一のフィラメントによる明かりの色温度が所定の値に達した後、前記第二のフィラメント（Ｆ２）が点灯を開始し、該第二のフィラメントの点灯開始による総合色温度の低下を、前記第一のフィラメント（Ｆ１）の供給電圧を更に上昇させることによって補償し、前記第二のフィラメント（Ｆ２）の色温度が所定の値に達した後は、前記第一，第二の双方のフィラメント（Ｆ１），（Ｆ２）の供給電圧を調光特性に合わせて上昇させて行くよう、前記第一，第二の電力制御装置を制御することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、各種スタジオや劇場などに設備された調光電源を用い、調光操作によって変化する調光電源の鋸歯状波電圧に基づいて、色温度の低下を補償しながら調光制御を行うことができる。よって、一般の交流電源や制御用信号線路が不要になり、既設の調光電源を使用して、色温度変化の少ない白熱灯の調光制御を行うことができる。
【００１３】
前記照明器具は、定格電圧が調光電源の出力最大電圧より低い第一のフィラメント（Ｆ１）と、定格電圧が調光電源の出力最大電圧と同じ第二のフィラメント（Ｆ２）を備えたものであれば良く、例えば、前記第一，第二のフィラメント（Ｆ１），（Ｆ２）を封入した一つの電球、若しくは、前記第一のフィラメント（Ｆ１）のみを封入した第一の電球と前記第二のフィラメント（Ｆ２）のみを封入した第二の電球の複数の電球からなるものであっても良い。
【００１４】
前記第一のフィラメント（Ｆ１）と第二のフィラメント（Ｆ２）の電力比は、Ｆ１：Ｆ２＝０．２：０．８からＦ１：Ｆ２＝０．５：０．５の範囲内であることが好ましく、実用的にはＦ１：Ｆ２＝０．３：０．７が最も好ましい数値としてあげることができる。
また、第一のフィラメント（Ｆ１）の定格電圧値は調光電源最大値の０．５から０．７であることが好ましい。第二のフィラメント（Ｆ２）の定格電圧値は、実用的には調光電源の最大値を採用することが望ましい。
【００１５】
上記電力制御装置は、第一のフィラメント（Ｆ１）と第二のフィラメント（Ｆ２）ごとに配設された、例えばトライアック、サイリスタ、トランジスタ、ＩＧＢＴやＦＥＴ等電力制御用のスイッチング素子が使用できる。
【００１６】
上記制御手段として、投光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧の点弧位相角をクロック発信器からのクロック信号としてカウンタで検出し、その検出信号に基づいて、調光特性が書き込まれた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のデータを読み出し、前記夫々の電力制御装置をデジタル制御するよう構成された、クロック発信器，カウンタ，読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などからなるデジタル式の制御手段をあげることができる。
【００１７】
また、上記制御手段として、調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧を平滑回路に供給し、該平滑回路からの出力値に基づいて、前記夫々の電力制御装置をアナログ制御するよう構成されたアナログ式の制御手段をあげることができる。
【００１８】
また、本発明に係る調光制御照明装置は、前記した夫々の電力制御装置と制御手段を照明器具に内蔵してなることを特徴とする。
【００１９】
このような照明装置は、前記した電力制御装置、デジタル式若しくはアナログ式の制御手段などからなる調光制御部を照明器具内に一体に内蔵した簡素な構成の照明装置であり、調光電源が装備されたＴＶスタジオ、写真スタジオ、劇場舞台などで好適に用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して説明する。
図１には、本例の白熱灯用調光制御照明装置Ａの回路構成図を示す。図中の符号１は本照明装置を不図示の調光電源に接続するための電源とアース線が接続される３極のコネクタ、１５は照明器具、２は調光電源から本照明装置Ａに供給される鋸歯状波電圧に基づいて照明器具１５の調光を行う制御ボックスであり、照明器具１５は、第一のフィラメントＦ１を封入した第一の電球１６と、第二のフィラメントＦ２を封入した第二の電球１７を備えてなる。
【００２１】
制御ボックス２内は、第一のフィラメントＦ１に接続された第一の電力制御装置としてのサイリスタ（ＴＲ１）３、第二のフィラメントＦ２に接続された第二の電力制御装置としてのサイリスタ（ＴＲ２）４、これらサイリスタ３，４の作動を制御する点弧回路１３，１４、これら点弧回路１３，１４の作動を制御する制御手段３０、調光電源からの交流電圧を本照明装置で使用する制御用直流電源に整流する全波整流器５などから構成されている。
【００２２】
サイリスタ３，４の入力側はコネクタ１を介して調光電源に接続されている。またサイリスタ３，４の出力側は、照明器具１５の中に取り付けられた電球１６，１７のソケットを介して、第一のフィラメントＦ１、及び第二のフィラメントＦ２に接続されている。
【００２３】
６は全波整流器５の出力側に接続されたリミッタで、全波整流器５から供給される制御用直流電源を、常にその実効値が変化する調光電源から安定した制御電源とするようになっている。すなわち、制御ボックス２は、調光電源の実効値が非常に低い値の状態の時も正常な制御電源を必要とし、調光電源の実効値が大きくなった時はこのリミッタ６が作動して、過大な制御電源（制御用電圧）が送出されることを防止する。このリミッタ６はサイリスタやＦＥＴあるいはトランジスタ等で構成されている。
７は制御電源の電圧平滑用のコンデンサである。
【００２４】
制御ボックス２における制御手段３０は、前記夫々のサイリスタ３，４をデジタル制御するよう構成されたデジタル式の制御手段として構成されている。以下、本例の制御手段３０について詳述する。
【００２５】
８はＡＮＤ回路としての論理回路素子、９はクロック発信器、１０はカウンタで、論理回路素子８の入力側の一方の極は全波整流器５の出力側に接続され、他方の極はクロック発信器９の出力側に接続されており、また論理回路素子８の出力側はカウンタ１０の入力側に接続されており、調光電源の鋸歯状波電圧の瞬時値が０Ｖより高い間は、論理回路素子８を通じてクロック信号がカウンタ１０でカウントされ、調光電源の鋸歯状波の点弧位相角を検出するよう構成されている。
カウンタ１０の出力側は、ＲＯＭ１１１とＲＯＭ２１２の入力側に接続されている。
【００２６】
ＲＯＭ１１１，ＲＯＭ２１２は、調光電源の鋸歯状波電圧の点弧位相角に対するサイリスタ３，４に対する制御特性が書き込まれた読み出し専用メモリで、このメモリをカウンタ１０からのデジタル信号（調光電源における鋸歯状波の点弧位相角の検出信号）で読み出すようになっている。
また、ＲＯＭ１１１，ＲＯＭ２１２の出力側は、点弧回路１３，１４を通じてサイリスタ３，４の点弧用（ゲート）端子に接続されており、前記読み出されたデータに基づき点弧回路１３，１４の作動を制御して、調光電源の調光特性を維持しながら、第一のフィラメントＦ１をまず点灯させ、第一のフィラメントＦ１による明かりの色温度が所定の値に達した後、第二のフィラメントＦ２が点灯を開始し、第二のフィラメントＦ２の点灯開始による総合色温度の低下を、第一のフィラメントＦ１の供給電圧を更に上昇させることによって補償し、第二のフィラメントＦ２の色温度が所定の値に達した後は、第一，第二の双方のフィラメントＦ１，Ｆ２の供給電圧を調光特性に合わせて上昇するべく、夫々のサイリスタ３，４が個別に制御されるよう構成されている。
【００２７】
以上の構成になる本例の白熱灯用調光制御照明装置Ａにおいて、点弧回路１３，１４の調光特性が2.3乗特性を持つものとし、電球１６，１７の定格色温度が3200Ｋで、第一のフィラメントＦ１の電力比を０．３(例えば３００Ｗ)、定格電圧値を０．７（例えば７０Ｖ）とし、第二のフィラメントＦ２の電力比を０．７(例えば７００Ｗ)、定格電圧値を１．０(例えば１００Ｖ)とした場合の動作を、図２を参照して説明する。
【００２８】
図２において、（ａ）欄は調光電源から供給される電圧波形、（ｂ）欄は第一のフィラメントＦ１に供給される電圧波形、（ｃ）欄は第二のフィラメントＦ２に供給される電圧波形であり、夫々の欄の電圧波形は、上下方向へ時系列に沿って、ステップ１（▲１▼）からステップ６（▲６▼）に区切って示されている。
【００２９】
ステップ１（▲１▼）においては、調光電源の鋸歯状波電圧が若干現れるが、その実効値が制御ボックス２の制御電源として必要な値に達していないので、サイリスタ３，４が動作せず、従って夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２には電圧が供給されない。
【００３０】
ステップ２（▲２▼）では、調光電源の鋸歯状波電圧の点弧位相角が進むことによって制御ボックス２に制御電源が供給されて動作を開始し、まず、第一のフィラメントＦ１側の点弧位相角が進み、ＲＯＭ１の読み出しデータの入力による点弧回路１３の制御でサイリスタ３が作動し、第一のフィラメントＦ１に電圧が供給されて第一の電球１６が点灯を始めるが、第二の電球１７側はまだ点灯を始めない。
【００３１】
ステップ３（▲３▼）では、第一のフィラメントＦ１側の色温度が一定値（例えば3000Ｋ）に達し、第二のフィラメントＦ２側の点弧位相角が進み、ＲＯＭ２の読み出しデータの入力による点弧回路１４の制御でサイリスタ４が作動し、第二のフィラメントＦ２に電圧が供給されて第二の電球１７が点灯を始める。
【００３２】
ステップ４（▲４▼）では、第二のフィラメントＦ２の点灯開始による二個のフィラメントＦ１，Ｆ２を有する照明器具１５の総合色温度の低下を補償するために、第一のフィラメントＦ１の点弧位相角が更に進み、照明器具１５の総合色温度を一定値（例えば3000Ｋ）に維持する。
【００３３】
ステップ５（▲５▼）では、第二のフィラメントＦ２の色温度が一定値（例えば3000Ｋ）に達し、若しくは、第一のフィラメントＦ１の供給電圧が定格値（例えば７０Ｖ）に達すると、第一のフィラメントＦ１の点弧位相角は増加を停止し、第二のフィラメントＦ２の点弧位相角は更に増加して行く。
【００３４】
ステップ６（▲６▼）では、調光電源の点弧位相角が全導通状態に達し、夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２の電圧もそれぞれの定格電圧に達する。
【００３５】
図３は、本例の照明装置Ａにおける、視覚的な明るさ（ＬＵＸ０）に対する、供給電圧（調光電源）の実効値と、前記夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２の電圧特性を表したグラフで、ＬＵＸ０が０％から４５％までの間は、フィラメントＦ１に供給される電圧は調光電源の電圧とほぼ同じである。
ＬＵＸ０が４５％を超えると、フィラメントＦ２の供給電圧が上昇して行き、これに伴って、色温度を維持するためフィラメントＦ１の供給電圧も緩やかなカーブで上昇を続ける。
ＬＵＸ０が６５％に達すると、フィラメントＦ２の色温度が一定値（例えば3000Ｋ）に達し、フィラメントＦ１の供給電圧上昇は停止するが、フィラメントＦ２の供給電圧の上昇は続き、ＬＵＸ０が１００％において定格電圧に達する。
【００３６】
図４は、上記した出力電圧特性を得るための、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する、サイリスタ３（フィラメントＦ１側）の点弧位相角と、サイリスタ４（フィラメントＦ２側）の点弧位相角の特性を示したグラフで、サイリスタ３はＬＵＸ０が０％から点弧位相角が進み、ＬＵＸ０が６５％で一定値となり、最終的な点弧位相角は９０度である。
一方、サイリスタ４は、ＬＵＸ０が４５％までは点弧位相角が１８０度で点弧しないが、４５％を超えると点弧位相角が進み、ＬＵＸ０が１００％で点弧位相角が０度に達する。
【００３７】
図５は、上記の動作特性よって得られた色温度の特性結果を表すグラフで、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する、夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２の色温度と、照明器具１５全体の総合色温度を示している。
該図５に示す本例の色温度変化のグラフと、図１３に示した従来の色温度変化のグラフを比較すると、ＬＵＸ０が２０％の色温度は従来が2200Ｋに対し本例では2450Ｋ、ＬＵＸ０が４０％の色温度は従来が2550Ｋに対し本例では2900Ｋ、ＬＵＸ０が４５％を超えると本例では色温度3000Ｋ以上を維持しているのに対し、従来はＬＵＸ０が７７％以上にならないと色温度3000Ｋ以上に達しない。
【００３８】
以上の結果から、本例の白熱灯用調光制御照明装置Ａは、色温度変化に関し顕著な効果を発揮すると共に、ＴＶスタジオなどに装備された調光電源を使用して、色温度変化の少ない白熱灯用調光制御を実現し得ることが確認できた。
【００３９】
ところで、本例においては、第一のフィラメントＦ１と第二のフィラメントＦ２の電力比を、Ｆ１：Ｆ２＝０．３：０．７に設定してその特性を示したが、該電力比はこれに限定されず、他の組み合わせに変更しても本発明は実施可能である。
【００４０】
図６に、第一のフィラメントＦ１と第二のフィラメントＦ２の電力比Ｆ１：Ｆ２を０．１５：０．８５とし、フィラメントＦ１の定格電圧比を調光電源の最大値の０．４（例えば４０Ｖ）とし、それ以外は〔００２７〕記載の先の条件と同様とした場合の、ＬＵＸ０に対する色温度特性を示す。
これによれば、Ｆ１：Ｆ２が０．３：０．７である先の場合に比べ色温度特性は更に向上し、ＬＵＸ０が３４％以上において色温度を約3000Ｋに維持できるが、ＬＵＸ０が６０％付近においては総合色温度の若干の低下が見られる。
【００４１】
図７に、第一のフィラメントＦ１と第二のフィラメントＦ２の電力比Ｆ１：Ｆ２を０．２：０．８とし、フィラメントＦ１の定格電圧比を調光電源の最大値の０．５（例えば５０Ｖ）とし、それ以外は〔００２７〕記載の先の条件と同様とした場合の、ＬＵＸ０に対する色温度特性を示す。
これによれば、先の場合に比べ色温度特性は更に向上し、ＬＵＸ０が３８％以上において総合色温度を3000Ｋに維持できるが、ＬＵＸ０が６０％から７０％付近においては総合色温度の若干の低下が見られる。
【００４２】
図８には前記電力比Ｆ１：Ｆ２を０．４：０．６とし、図９には前記電力比Ｆ１：Ｆ２を０．５：０．５とし、夫々、フィラメントＦ１の定格電圧比を調光電源の最大値の０．７（例えば７０Ｖ）とし、それ以外は〔００２７〕記載の先の条件と同様とした場合の、ＬＵＸ０に対する色温度特性を示す。
いずれの場合も、色温度を3000Ｋ以上に維持できるＬＵＸ０値が、図８では５２％、図９では５７％となり、色温度特性は先の場合に比べ低下するが、図１３に示した従来の調光器による色温度特性に比べた場合、その改善効果は顕著である。
【００４３】
図１０には、本発明に係る調光制御照明装置による調光途中の消費電力と、従来の調光器による調光途中の消費電力の比較を表す。本発明に係る照明装置の調光制御部は図１に示す回路構成のもので、点弧回路１３，１４の調光特性、電球１６，１７の定格色温度、第一及び第二のフィラメントＦ１，Ｆ２の電力比と定格電圧値が〔００２７〕記載の場合を例示する。
電球の効率（一般的にはｌｍ／Ｗで表示される）は供給電圧の1.84乗に比例する。本発明では、第一のフィラメントＦ１が急速に立ち上がってから、第二のフィラメントＦ２も急速に立ち上がるので、電球の効率の低い範囲を通過する期間が少なく、総合的な電球効率は、従来の電球を調光した場合に比べ、その消費電力に大きな差があり、省エネルギー効果も期待できる。
すなわち、図１０に示すように、ＬＵＸ０が２０％から６０％の間において、本発明の調光制御照明装置では、従来の調光器に対し１０％以上の消費電力低減効果が見られ、ＬＵＸ０が４５％付近において、本発明の消費電力低減効果は２０％にも達することが確認できた。
【００４４】
以上の例においては、図１に示すように、制御手段３０が、調光電源の点弧位相角をカウンタ１０で検出しこのカウンタ１０のデジタル信号に基づいて、制御特性が書き込まれた読み出し専用メモリ１１，１２からその制御特性を読み出し、サイリスタ３，４を制御するデジタル方式の構成である場合について説明したが、この制御手段３０が、アナログ方式の構成である他の実施形態例について、図１１を参照して説明する。
【００４５】
図１１に示す例において、図１で説明した回路構成と同一の作用を奏する要素については前記と同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
この例における制御手段３０’は、全波整流器５で全波整流された鋸歯状波電圧を、調光電源で白熱灯を点灯した場合のＬＵＸ０に近似し比例関係にある出力値とする平滑回路１８と、平滑回路１８の出力電圧を制御信号電圧として第一の調光制御装置２３に供給する抵抗器２１と定電圧ダイオード２２からなる電圧制限回路と、平滑回路１８の出力電圧を制御信号電圧として第二の調光制御装置２４に供給する抵抗器２０と定電圧ダイオード１９からなる電圧制限回路から構成されている。
【００４６】
２５は逆流防止用ダイオードで、全波整流器５で全波整流された鋸歯状波電圧は、この逆流防止用ダイオード２５を通じて平滑回路１８に供給される。
平滑回路１８は、抵抗器ＲとコンデンサＣからなり、その値を任意に設定することによって、調光電源で白熱灯を点灯した場合のＬＵＸ０に近似し比例関係にある出力電圧を得られるよう構成されている。
【００４７】
抵抗器２１と定電圧ダイオード２２からなる電圧制限回路は、平滑回路１８からの出力電圧が一定値に達するまでは、その出力電圧をそのまま制御信号電圧として第一の調光制御装置２３に供給し、平滑回路１８の出力電圧が一定値以上になった場合には、その出力電圧が定電圧ダイオード２２のツェナ電圧で制限されるよう構成されている。
【００４８】
定電圧ダイオード１９と抵抗器２０からなる電圧制限回路は、平滑回路１８の出力電圧が定電圧ダイオード１９のツェナ電圧に達するまでは、その出力は０Ｖで第二の調光制御装置２４には供給されず、平滑回路１８の出力電圧が定電圧ダイオード１９のツェナ電圧を超えると出力が発生し、その出力を調光制御装置２４に制御信号電圧として供給されるよう構成されている。
【００４９】
第一，第二の調光制御装置２３，２４は、一般の調光器に使用されている調光制御装置で、前記した夫々の電圧制限回路からのアナログ信号（制御信号電圧）入力に対してサイリスタの点弧位相角を出力し、それぞれの出力は、サイリスタ３，４の点弧用（ゲート）端子に接続されて、サイリスタ３，４の作動を適時に制御するよう構成されている。
【００５０】
このような構成になる制御手段３０’によれば、調光電源の鋸歯状波電圧が、平滑回路１８で平滑されると同時に、調光電源で白熱灯を点灯した場合のＬＵＸ０に近似比例関係にある電圧が得られ、平滑回路１８の出力が一定値に達するまでは、平滑回路１８の出力電圧が制御信号電圧として第一の調光制御装置２３に供給され、調光制御装置２３が動作してサイリスタ３を制御し、第一のフィラメントＦ１（電球１６）が点灯を開始する。平滑回路１８の出力が一定値に達すると、定電圧ダイオード２２が作動して出力を制限し、従ってサイリスタ３の点弧位相角及び出力電圧は一定値に保たれ、図３に示した第一のフィラメントＦ１の電圧特性、並びに図４に示した第一のフィラメントＦ１の点弧位相角特性が得られる。
平滑回路１８の出力が、定電圧ダイオード１９のツェナ電圧に達するまでは、調光制御装置２４への制御信号電圧は０Ｖであるので、調光制御装置２４は動作せず、従って、サイリスタ４は点弧せず第二のフィラメントＦ２（電球１７）は点灯しない。
【００５１】
平滑回路１８の出力が定電圧ダイオード１９のツェナ電圧を超えると、調光制御装置２４への制御信号電圧が印加され、サイリスタ４が点弧を開始し、第二のフィラメントＦ２（電球１７）が点灯を始める。
この様にして、図３に示した第二のフィラメントＦ２の電圧特性、並びに図４に示した第二のフィラメントＦ２の点弧位相角特性が得られる。
【００５２】
従って、前記アナログ式の制御手段３０’を備えたこの例の白熱灯用調光制御照明装置Ａも、前述のデジタル式の制御手段３０を備えた例と同様に作動し、前記同様、調光操作における色温度特性の改善効果、消費電力低減効果などを得ることができる。
【００５３】
以上、本発明に係る白熱灯用調光制御照明装置の実施形態の例を図面を参照して説明したが、本発明は図示例に限定されるものではなく、例えば、上述の制御ボックス２を、照明器具１５に内蔵するなど、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的思想の範疇において、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に係る白熱灯用調光制御照明装置の使用方法は以上説明したように構成したので、ＴＶスタジオ、劇場の舞台、写真スタジオなどの演出空間で用いる白熱電球を装備した照明装置において、前記演出空間に設備された調光電源を使用しながら、色温度変化が極めて少なく、ちらつきも少ない調光操作を行うことができる。
また、同一電球内に封入する二個のフィラメント、若しくは複数個の電球を備えた照明器具を用い、夫々のフィラメント，夫々の電球の定格電力や定格電圧を任意に選択することによって、低照度範囲における色温度低下の改善や消費電力低減効果に加え、任意の色温度働程特性を得ることができるなど、多くの効果を奏する。
【００５５】
また本発明に係る照明装置の使用方法は、前記した夫々の電力制御装置と制御手段などを照明器具に内蔵することで、調光電源が装備されたＴＶスタジオ、写真スタジオ、劇場舞台などで好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す回路構成図。
【図２】（ａ）調光電源から供給される電圧波形図、（ｂ）第一のフィラメントＦ１に供給される電圧波形図、（ｃ）第二のフィラメントＦ２に供給される電圧波形図。
【図３】図１の実施形態例における、視覚的な明るさ（ＬＵＸ０）に対する供給電圧の実効値と各フィラメントＦ１，Ｆ２の実効値電圧特性を表すグラフ。
【図４】図１の実施形態例における、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する各フィラメントＦ１，Ｆ２側の点弧位相角の特性を表すグラフ。
【図５】図１の実施形態例における、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する各フィラメントＦ１，Ｆ２の色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図６】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．１５：０．８５とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図７】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．２：０．８とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図８】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．４：０．６とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図９】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．５：０．５とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図１０】従来の調光器による調光途中の消費電力と、本発明の調光制御照明装置による調光途中の消費電力の比較を表すグラフ。
【図１１】本発明の実施形態の他の例を示す回路構成図。
【図１２】従来の調光器によりハロゲン電球を調光した場合の比光束（ＬＵＸ）対色温度を示すグラフ。
【図１３】調光特性が２．３乗の場合の視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
Ａ：白熱灯用調光制御照明装置
Ｆ１：第一のフィラメント
Ｆ２：第二のフィラメント
１：３極のコネクタ
２：制御ボックス
３，４：サイリスタ（電力制御装置）
５：全波整流器
６：リミッタ
７：電圧平滑用のコンデンサ
８：ＡＮＤ回路
９：クロック発信器
１０：カウンタ
１１，１２：読み出し専用メモリ
１３，１４：点弧回路
１５：照明器具
１６，１７：電球
１８：平滑回路
１９，２２：定電圧ダイオード
２０，２１：抵抗器
２３，２４：調光制御装置
３０：デジタル式制御手段
３０’：アナログ式制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、白熱電球を光源とした照明器具を用いるＴＶスタジオ、劇場舞台、写真スタジオ等の演出空間で使用される白熱灯用調光制御照明装置の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＶスタジオや劇場舞台などの演出空間において、照明器具の光束を自在に調光操作することは不可欠な要素であり、この為、照明器具の光源として白熱電球が多用されている。
【０００３】
ところで、この白熱電球を調光操作した場合、白熱電球の発生する光束と共にその色温度が変化し、照明における演出効果が損なわれる。
特に、ＴＶカメラを使用するＴＶスタジオやカラー写真を撮影する写真スタジオでは、調光操作による色温度の変化は画質に大きな影響を与える問題があり、従来においてはこの解決手段として、照明器具の前面に色フイルタを装着して色温度を補正したり、あるいは調光操作の代わりに照明器具の照射範囲角度を調節して被照面の照度を調整するなどの方策が取られている。
【０００４】
一般に、ハロゲン電球の光束は供給電圧の3.38乗に比例し、色温度は供給電圧の0.36乗に比例する。従って、色温度は光束の0.107乗に比例する。
例えば、定格電圧を供給した時、色温度が3200Ｋのハロゲン電球を使用した場合、光束を５０％に調光すると色温度は2970Ｋまで低下する。
図１２は従来の調光器を用いて、ハロゲン電球を調光した場合の比光束対色温度のグラフである。
【０００５】
また、舞台照明において視覚的な明るさ(以下「ＬＵＸ０」と呼称する)は、実際の照度(以下「ＬＵＸ」と呼称する)の2.0乗から3.0乗に比例するとされ、調光器の制御特性はこれに合致するように設計、製作されており、これを調光特性と呼んでいる。
例えば、調光特性を一般に使われている2.3乗とした場合、調光レベルを５０％にした時、実際の比光束（ＬＵＸ）は約２０％であり、色温度はＬＵＸ０の0.245乗に比例し、2700Ｋまで低下する。
図１３は、調光特性が2.3乗の場合のＬＵＸ０に対する色温度の変化グラフである。
【０００６】
これらの色温度の低下に対して、従来、前記したように、色フイルタを使用したり、照明器具の調節や設置場所の選定などの方策によって回避する方策が取られて来たが、いずれも手間のかかる煩わしい操作であり、しかも完全な補正方法とは言え無かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の問題を解決するために、本願出願人は、二個のフィラメントを封入した電球を備えた照明器具、あるいは複数個の電球を備えた照明器具を用い、調光操作を行う際に、複数のフィラメントの内の一個のフィラメントは先に点灯を始め、その色温度が定格値の所定の値以上に達した時に、他方のフィラメントが点灯を始めるようにすることで、色温度変化の少ない調光制御照明装置を先に提案した（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１４３８８０号公報
【特許文献２】
特開２００２−９３５８８号公報
【０００９】
しかし、これら先提案の調光制御照明装置は、一般の交流電源を使用し、調光操作器からの制御信号線路を必要としている。
一方、既設のＴＶスタジオ、写真スタジオや劇場舞台などに設備されている照明用電源の殆どは、照明器具が自由に調光操作可能なように設備又は施工された調光器の出力電源（以下「調光電源」と呼称する。）であり、各種の照明器具を用途に合わせて自由に選択して接続可能なよう、コネクタ等の接続器が使用されている。
このため、先提案の白熱灯用調光制御照明装置を使用するためには、新たに一般の交流電源線路及び制御信号線路を設備しなければならず、既設の各種スタジオや劇場などで使用することは困難であった。
【００１０】
本発明はこのような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各種スタジオや劇場などに設備された調光電源の使用が可能で、且つ、色温度変化の少ない白熱灯用調光制御照明装置の使用方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明は、白熱電球を光源とした照明器具を点弧位相角制御方式による調光電源により調光操作して点灯させる調光制御照明装置の使用方法であって、
前記調光制御照明装置は
少なくとも、定格電圧が調光電源の出力最大電圧より低い第一のフィラメント（Ｆ１）と、定格電圧が調光電源の出力最大電圧と同じ第二のフィラメント（Ｆ２）を有する照明器具と、
前記第一のフィラメント（Ｆ１）に接続された第一の電力制御装置と、
前記第二のフィラメント（Ｆ２）に接続された第二の電力制御装置と、
前記調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧に基づいて、前記夫々のフィラメントに接続された第一，第二の電力制御装置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記調光電源の調光特性を維持しながら、前記第一のフィラメント（Ｆ１）をまず点灯させ、該第一のフィラメントによる明かりの色温度が所定の値に達した後、前記第二のフィラメント（Ｆ２）が点灯を開始し、該第二のフィラメントの点灯開始による総合色温度の低下を、前記第一のフィラメント（Ｆ１）の供給電圧を更に上昇させることによって補償し、前記第二のフィラメント（Ｆ２）の色温度が所定の値に達した後は、前記第一，第二の双方のフィラメント（Ｆ１），（Ｆ２）の供給電圧を調光特性に合わせて上昇させて行くよう、前記第一，第二の電力制御装置を制御することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、各種スタジオや劇場などに設備された調光電源を用い、調光操作によって変化する調光電源の鋸歯状波電圧に基づいて、色温度の低下を補償しながら調光制御を行うことができる。よって、一般の交流電源や制御用信号線路が不要になり、既設の調光電源を使用して、色温度変化の少ない白熱灯の調光制御を行うことができる。
【００１３】
前記照明器具は、定格電圧が調光電源の出力最大電圧より低い第一のフィラメント（Ｆ１）と、定格電圧が調光電源の出力最大電圧と同じ第二のフィラメント（Ｆ２）を備えたものであれば良く、例えば、前記第一，第二のフィラメント（Ｆ１），（Ｆ２）を封入した一つの電球、若しくは、前記第一のフィラメント（Ｆ１）のみを封入した第一の電球と前記第二のフィラメント（Ｆ２）のみを封入した第二の電球の複数の電球からなるものであっても良い。
【００１４】
前記第一のフィラメント（Ｆ１）と第二のフィラメント（Ｆ２）の電力比は、Ｆ１：Ｆ２＝０．２：０．８からＦ１：Ｆ２＝０．５：０．５の範囲内であることが好ましく、実用的にはＦ１：Ｆ２＝０．３：０．７が最も好ましい数値としてあげることができる。
また、第一のフィラメント（Ｆ１）の定格電圧値は調光電源最大値の０．５から０．７であることが好ましい。第二のフィラメント（Ｆ２）の定格電圧値は、実用的には調光電源の最大値を採用することが望ましい。
【００１５】
上記電力制御装置は、第一のフィラメント（Ｆ１）と第二のフィラメント（Ｆ２）ごとに配設された、例えばトライアック、サイリスタ、トランジスタ、ＩＧＢＴやＦＥＴ等電力制御用のスイッチング素子が使用できる。
【００１６】
上記制御手段として、投光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧の点弧位相角をクロック発信器からのクロック信号としてカウンタで検出し、その検出信号に基づいて、調光特性が書き込まれた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のデータを読み出し、前記夫々の電力制御装置をデジタル制御するよう構成された、クロック発信器，カウンタ，読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などからなるデジタル式の制御手段をあげることができる。
【００１７】
また、上記制御手段として、調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧を平滑回路に供給し、該平滑回路からの出力値に基づいて、前記夫々の電力制御装置をアナログ制御するよう構成されたアナログ式の制御手段をあげることができる。
【００１８】
また、本発明に係る調光制御照明装置は、前記した夫々の電力制御装置と制御手段を照明器具に内蔵してなることを特徴とする。
【００１９】
このような照明装置は、前記した電力制御装置、デジタル式若しくはアナログ式の制御手段などからなる調光制御部を照明器具内に一体に内蔵した簡素な構成の照明装置であり、調光電源が装備されたＴＶスタジオ、写真スタジオ、劇場舞台などで好適に用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して説明する。
図１には、本例の白熱灯用調光制御照明装置Ａの回路構成図を示す。図中の符号１は本照明装置を不図示の調光電源に接続するための電源とアース線が接続される３極のコネクタ、１５は照明器具、２は調光電源から本照明装置Ａに供給される鋸歯状波電圧に基づいて照明器具１５の調光を行う制御ボックスであり、照明器具１５は、第一のフィラメントＦ１を封入した第一の電球１６と、第二のフィラメントＦ２を封入した第二の電球１７を備えてなる。
【００２１】
制御ボックス２内は、第一のフィラメントＦ１に接続された第一の電力制御装置としてのサイリスタ（ＴＲ１）３、第二のフィラメントＦ２に接続された第二の電力制御装置としてのサイリスタ（ＴＲ２）４、これらサイリスタ３，４の作動を制御する点弧回路１３，１４、これら点弧回路１３，１４の作動を制御する制御手段３０、調光電源からの交流電圧を本照明装置で使用する制御用直流電源に整流する全波整流器５などから構成されている。
【００２２】
サイリスタ３，４の入力側はコネクタ１を介して調光電源に接続されている。またサイリスタ３，４の出力側は、照明器具１５の中に取り付けられた電球１６，１７のソケットを介して、第一のフィラメントＦ１、及び第二のフィラメントＦ２に接続されている。
【００２３】
６は全波整流器５の出力側に接続されたリミッタで、全波整流器５から供給される制御用直流電源を、常にその実効値が変化する調光電源から安定した制御電源とするようになっている。すなわち、制御ボックス２は、調光電源の実効値が非常に低い値の状態の時も正常な制御電源を必要とし、調光電源の実効値が大きくなった時はこのリミッタ６が作動して、過大な制御電源（制御用電圧）が送出されることを防止する。このリミッタ６はサイリスタやＦＥＴあるいはトランジスタ等で構成されている。
７は制御電源の電圧平滑用のコンデンサである。
【００２４】
制御ボックス２における制御手段３０は、前記夫々のサイリスタ３，４をデジタル制御するよう構成されたデジタル式の制御手段として構成されている。以下、本例の制御手段３０について詳述する。
【００２５】
８はＡＮＤ回路としての論理回路素子、９はクロック発信器、１０はカウンタで、論理回路素子８の入力側の一方の極は全波整流器５の出力側に接続され、他方の極はクロック発信器９の出力側に接続されており、また論理回路素子８の出力側はカウンタ１０の入力側に接続されており、調光電源の鋸歯状波電圧の瞬時値が０Ｖより高い間は、論理回路素子８を通じてクロック信号がカウンタ１０でカウントされ、調光電源の鋸歯状波の点弧位相角を検出するよう構成されている。
カウンタ１０の出力側は、ＲＯＭ１１１とＲＯＭ２１２の入力側に接続されている。
【００２６】
ＲＯＭ１１１，ＲＯＭ２１２は、調光電源の鋸歯状波電圧の点弧位相角に対するサイリスタ３，４に対する制御特性が書き込まれた読み出し専用メモリで、このメモリをカウンタ１０からのデジタル信号（調光電源における鋸歯状波の点弧位相角の検出信号）で読み出すようになっている。
また、ＲＯＭ１１１，ＲＯＭ２１２の出力側は、点弧回路１３，１４を通じてサイリスタ３，４の点弧用（ゲート）端子に接続されており、前記読み出されたデータに基づき点弧回路１３，１４の作動を制御して、調光電源の調光特性を維持しながら、第一のフィラメントＦ１をまず点灯させ、第一のフィラメントＦ１による明かりの色温度が所定の値に達した後、第二のフィラメントＦ２が点灯を開始し、第二のフィラメントＦ２の点灯開始による総合色温度の低下を、第一のフィラメントＦ１の供給電圧を更に上昇させることによって補償し、第二のフィラメントＦ２の色温度が所定の値に達した後は、第一，第二の双方のフィラメントＦ１，Ｆ２の供給電圧を調光特性に合わせて上昇するべく、夫々のサイリスタ３，４が個別に制御されるよう構成されている。
【００２７】
以上の構成になる本例の白熱灯用調光制御照明装置Ａにおいて、点弧回路１３，１４の調光特性が2.3乗特性を持つものとし、電球１６，１７の定格色温度が3200Ｋで、第一のフィラメントＦ１の電力比を０．３(例えば３００Ｗ)、定格電圧値を０．７（例えば７０Ｖ）とし、第二のフィラメントＦ２の電力比を０．７(例えば７００Ｗ)、定格電圧値を１．０(例えば１００Ｖ)とした場合の動作を、図２を参照して説明する。
【００２８】
図２において、（ａ）欄は調光電源から供給される電圧波形、（ｂ）欄は第一のフィラメントＦ１に供給される電圧波形、（ｃ）欄は第二のフィラメントＦ２に供給される電圧波形であり、夫々の欄の電圧波形は、上下方向へ時系列に沿って、ステップ１（▲１▼）からステップ６（▲６▼）に区切って示されている。
【００２９】
ステップ１（▲１▼）においては、調光電源の鋸歯状波電圧が若干現れるが、その実効値が制御ボックス２の制御電源として必要な値に達していないので、サイリスタ３，４が動作せず、従って夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２には電圧が供給されない。
【００３０】
ステップ２（▲２▼）では、調光電源の鋸歯状波電圧の点弧位相角が進むことによって制御ボックス２に制御電源が供給されて動作を開始し、まず、第一のフィラメントＦ１側の点弧位相角が進み、ＲＯＭ１の読み出しデータの入力による点弧回路１３の制御でサイリスタ３が作動し、第一のフィラメントＦ１に電圧が供給されて第一の電球１６が点灯を始めるが、第二の電球１７側はまだ点灯を始めない。
【００３１】
ステップ３（▲３▼）では、第一のフィラメントＦ１側の色温度が一定値（例えば3000Ｋ）に達し、第二のフィラメントＦ２側の点弧位相角が進み、ＲＯＭ２の読み出しデータの入力による点弧回路１４の制御でサイリスタ４が作動し、第二のフィラメントＦ２に電圧が供給されて第二の電球１７が点灯を始める。
【００３２】
ステップ４（▲４▼）では、第二のフィラメントＦ２の点灯開始による二個のフィラメントＦ１，Ｆ２を有する照明器具１５の総合色温度の低下を補償するために、第一のフィラメントＦ１の点弧位相角が更に進み、照明器具１５の総合色温度を一定値（例えば3000Ｋ）に維持する。
【００３３】
ステップ５（▲５▼）では、第二のフィラメントＦ２の色温度が一定値（例えば3000Ｋ）に達し、若しくは、第一のフィラメントＦ１の供給電圧が定格値（例えば７０Ｖ）に達すると、第一のフィラメントＦ１の点弧位相角は増加を停止し、第二のフィラメントＦ２の点弧位相角は更に増加して行く。
【００３４】
ステップ６（▲６▼）では、調光電源の点弧位相角が全導通状態に達し、夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２の電圧もそれぞれの定格電圧に達する。
【００３５】
図３は、本例の照明装置Ａにおける、視覚的な明るさ（ＬＵＸ０）に対する、供給電圧（調光電源）の実効値と、前記夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２の電圧特性を表したグラフで、ＬＵＸ０が０％から４５％までの間は、フィラメントＦ１に供給される電圧は調光電源の電圧とほぼ同じである。
ＬＵＸ０が４５％を超えると、フィラメントＦ２の供給電圧が上昇して行き、これに伴って、色温度を維持するためフィラメントＦ１の供給電圧も緩やかなカーブで上昇を続ける。
ＬＵＸ０が６５％に達すると、フィラメントＦ２の色温度が一定値（例えば3000Ｋ）に達し、フィラメントＦ１の供給電圧上昇は停止するが、フィラメントＦ２の供給電圧の上昇は続き、ＬＵＸ０が１００％において定格電圧に達する。
【００３６】
図４は、上記した出力電圧特性を得るための、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する、サイリスタ３（フィラメントＦ１側）の点弧位相角と、サイリスタ４（フィラメントＦ２側）の点弧位相角の特性を示したグラフで、サイリスタ３はＬＵＸ０が０％から点弧位相角が進み、ＬＵＸ０が６５％で一定値となり、最終的な点弧位相角は９０度である。
一方、サイリスタ４は、ＬＵＸ０が４５％までは点弧位相角が１８０度で点弧しないが、４５％を超えると点弧位相角が進み、ＬＵＸ０が１００％で点弧位相角が０度に達する。
【００３７】
図５は、上記の動作特性よって得られた色温度の特性結果を表すグラフで、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する、夫々のフィラメントＦ１，Ｆ２の色温度と、照明器具１５全体の総合色温度を示している。
該図５に示す本例の色温度変化のグラフと、図１３に示した従来の色温度変化のグラフを比較すると、ＬＵＸ０が２０％の色温度は従来が2200Ｋに対し本例では2450Ｋ、ＬＵＸ０が４０％の色温度は従来が2550Ｋに対し本例では2900Ｋ、ＬＵＸ０が４５％を超えると本例では色温度3000Ｋ以上を維持しているのに対し、従来はＬＵＸ０が７７％以上にならないと色温度3000Ｋ以上に達しない。
【００３８】
以上の結果から、本例の白熱灯用調光制御照明装置Ａは、色温度変化に関し顕著な効果を発揮すると共に、ＴＶスタジオなどに装備された調光電源を使用して、色温度変化の少ない白熱灯用調光制御を実現し得ることが確認できた。
【００３９】
ところで、本例においては、第一のフィラメントＦ１と第二のフィラメントＦ２の電力比を、Ｆ１：Ｆ２＝０．３：０．７に設定してその特性を示したが、該電力比はこれに限定されず、他の組み合わせに変更しても本発明は実施可能である。
【００４０】
図６に、第一のフィラメントＦ１と第二のフィラメントＦ２の電力比Ｆ１：Ｆ２を０．１５：０．８５とし、フィラメントＦ１の定格電圧比を調光電源の最大値の０．４（例えば４０Ｖ）とし、それ以外は〔００２７〕記載の先の条件と同様とした場合の、ＬＵＸ０に対する色温度特性を示す。
これによれば、Ｆ１：Ｆ２が０．３：０．７である先の場合に比べ色温度特性は更に向上し、ＬＵＸ０が３４％以上において色温度を約3000Ｋに維持できるが、ＬＵＸ０が６０％付近においては総合色温度の若干の低下が見られる。
【００４１】
図７に、第一のフィラメントＦ１と第二のフィラメントＦ２の電力比Ｆ１：Ｆ２を０．２：０．８とし、フィラメントＦ１の定格電圧比を調光電源の最大値の０．５（例えば５０Ｖ）とし、それ以外は〔００２７〕記載の先の条件と同様とした場合の、ＬＵＸ０に対する色温度特性を示す。
これによれば、先の場合に比べ色温度特性は更に向上し、ＬＵＸ０が３８％以上において総合色温度を3000Ｋに維持できるが、ＬＵＸ０が６０％から７０％付近においては総合色温度の若干の低下が見られる。
【００４２】
図８には前記電力比Ｆ１：Ｆ２を０．４：０．６とし、図９には前記電力比Ｆ１：Ｆ２を０．５：０．５とし、夫々、フィラメントＦ１の定格電圧比を調光電源の最大値の０．７（例えば７０Ｖ）とし、それ以外は〔００２７〕記載の先の条件と同様とした場合の、ＬＵＸ０に対する色温度特性を示す。
いずれの場合も、色温度を3000Ｋ以上に維持できるＬＵＸ０値が、図８では５２％、図９では５７％となり、色温度特性は先の場合に比べ低下するが、図１３に示した従来の調光器による色温度特性に比べた場合、その改善効果は顕著である。
【００４３】
図１０には、本発明に係る調光制御照明装置による調光途中の消費電力と、従来の調光器による調光途中の消費電力の比較を表す。本発明に係る照明装置の調光制御部は図１に示す回路構成のもので、点弧回路１３，１４の調光特性、電球１６，１７の定格色温度、第一及び第二のフィラメントＦ１，Ｆ２の電力比と定格電圧値が〔００２７〕記載の場合を例示する。
電球の効率（一般的にはｌｍ／Ｗで表示される）は供給電圧の1.84乗に比例する。本発明では、第一のフィラメントＦ１が急速に立ち上がってから、第二のフィラメントＦ２も急速に立ち上がるので、電球の効率の低い範囲を通過する期間が少なく、総合的な電球効率は、従来の電球を調光した場合に比べ、その消費電力に大きな差があり、省エネルギー効果も期待できる。
すなわち、図１０に示すように、ＬＵＸ０が２０％から６０％の間において、本発明の調光制御照明装置では、従来の調光器に対し１０％以上の消費電力低減効果が見られ、ＬＵＸ０が４５％付近において、本発明の消費電力低減効果は２０％にも達することが確認できた。
【００４４】
以上の例においては、図１に示すように、制御手段３０が、調光電源の点弧位相角をカウンタ１０で検出しこのカウンタ１０のデジタル信号に基づいて、制御特性が書き込まれた読み出し専用メモリ１１，１２からその制御特性を読み出し、サイリスタ３，４を制御するデジタル方式の構成である場合について説明したが、この制御手段３０が、アナログ方式の構成である他の実施形態例について、図１１を参照して説明する。
【００４５】
図１１に示す例において、図１で説明した回路構成と同一の作用を奏する要素については前記と同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
この例における制御手段３０’は、全波整流器５で全波整流された鋸歯状波電圧を、調光電源で白熱灯を点灯した場合のＬＵＸ０に近似し比例関係にある出力値とする平滑回路１８と、平滑回路１８の出力電圧を制御信号電圧として第一の調光制御装置２３に供給する抵抗器２１と定電圧ダイオード２２からなる電圧制限回路と、平滑回路１８の出力電圧を制御信号電圧として第二の調光制御装置２４に供給する抵抗器２０と定電圧ダイオード１９からなる電圧制限回路から構成されている。
【００４６】
２５は逆流防止用ダイオードで、全波整流器５で全波整流された鋸歯状波電圧は、この逆流防止用ダイオード２５を通じて平滑回路１８に供給される。
平滑回路１８は、抵抗器ＲとコンデンサＣからなり、その値を任意に設定することによって、調光電源で白熱灯を点灯した場合のＬＵＸ０に近似し比例関係にある出力電圧を得られるよう構成されている。
【００４７】
抵抗器２１と定電圧ダイオード２２からなる電圧制限回路は、平滑回路１８からの出力電圧が一定値に達するまでは、その出力電圧をそのまま制御信号電圧として第一の調光制御装置２３に供給し、平滑回路１８の出力電圧が一定値以上になった場合には、その出力電圧が定電圧ダイオード２２のツェナ電圧で制限されるよう構成されている。
【００４８】
定電圧ダイオード１９と抵抗器２０からなる電圧制限回路は、平滑回路１８の出力電圧が定電圧ダイオード１９のツェナ電圧に達するまでは、その出力は０Ｖで第二の調光制御装置２４には供給されず、平滑回路１８の出力電圧が定電圧ダイオード１９のツェナ電圧を超えると出力が発生し、その出力を調光制御装置２４に制御信号電圧として供給されるよう構成されている。
【００４９】
第一，第二の調光制御装置２３，２４は、一般の調光器に使用されている調光制御装置で、前記した夫々の電圧制限回路からのアナログ信号（制御信号電圧）入力に対してサイリスタの点弧位相角を出力し、それぞれの出力は、サイリスタ３，４の点弧用（ゲート）端子に接続されて、サイリスタ３，４の作動を適時に制御するよう構成されている。
【００５０】
このような構成になる制御手段３０’によれば、調光電源の鋸歯状波電圧が、平滑回路１８で平滑されると同時に、調光電源で白熱灯を点灯した場合のＬＵＸ０に近似比例関係にある電圧が得られ、平滑回路１８の出力が一定値に達するまでは、平滑回路１８の出力電圧が制御信号電圧として第一の調光制御装置２３に供給され、調光制御装置２３が動作してサイリスタ３を制御し、第一のフィラメントＦ１（電球１６）が点灯を開始する。平滑回路１８の出力が一定値に達すると、定電圧ダイオード２２が作動して出力を制限し、従ってサイリスタ３の点弧位相角及び出力電圧は一定値に保たれ、図３に示した第一のフィラメントＦ１の電圧特性、並びに図４に示した第一のフィラメントＦ１の点弧位相角特性が得られる。
平滑回路１８の出力が、定電圧ダイオード１９のツェナ電圧に達するまでは、調光制御装置２４への制御信号電圧は０Ｖであるので、調光制御装置２４は動作せず、従って、サイリスタ４は点弧せず第二のフィラメントＦ２（電球１７）は点灯しない。
【００５１】
平滑回路１８の出力が定電圧ダイオード１９のツェナ電圧を超えると、調光制御装置２４への制御信号電圧が印加され、サイリスタ４が点弧を開始し、第二のフィラメントＦ２（電球１７）が点灯を始める。
この様にして、図３に示した第二のフィラメントＦ２の電圧特性、並びに図４に示した第二のフィラメントＦ２の点弧位相角特性が得られる。
【００５２】
従って、前記アナログ式の制御手段３０’を備えたこの例の白熱灯用調光制御照明装置Ａも、前述のデジタル式の制御手段３０を備えた例と同様に作動し、前記同様、調光操作における色温度特性の改善効果、消費電力低減効果などを得ることができる。
【００５３】
以上、本発明に係る白熱灯用調光制御照明装置の実施形態の例を図面を参照して説明したが、本発明は図示例に限定されるものではなく、例えば、上述の制御ボックス２を、照明器具１５に内蔵するなど、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的思想の範疇において、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に係る白熱灯用調光制御照明装置の使用方法は以上説明したように構成したので、ＴＶスタジオ、劇場の舞台、写真スタジオなどの演出空間で用いる白熱電球を装備した照明装置において、前記演出空間に設備された調光電源を使用しながら、色温度変化が極めて少なく、ちらつきも少ない調光操作を行うことができる。
また、同一電球内に封入する二個のフィラメント、若しくは複数個の電球を備えた照明器具を用い、夫々のフィラメント，夫々の電球の定格電力や定格電圧を任意に選択することによって、低照度範囲における色温度低下の改善や消費電力低減効果に加え、任意の色温度働程特性を得ることができるなど、多くの効果を奏する。
【００５５】
また本発明に係る照明装置の使用方法は、前記した夫々の電力制御装置と制御手段などを照明器具に内蔵することで、調光電源が装備されたＴＶスタジオ、写真スタジオ、劇場舞台などで好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す回路構成図。
【図２】（ａ）調光電源から供給される電圧波形図、（ｂ）第一のフィラメントＦ１に供給される電圧波形図、（ｃ）第二のフィラメントＦ２に供給される電圧波形図。
【図３】図１の実施形態例における、視覚的な明るさ（ＬＵＸ０）に対する供給電圧の実効値と各フィラメントＦ１，Ｆ２の実効値電圧特性を表すグラフ。
【図４】図１の実施形態例における、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する各フィラメントＦ１，Ｆ２側の点弧位相角の特性を表すグラフ。
【図５】図１の実施形態例における、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する各フィラメントＦ１，Ｆ２の色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図６】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．１５：０．８５とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図７】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．２：０．８とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図８】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．４：０．６とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図９】図１の実施形態例における各フィラメントＦ１，Ｆ２の電力比を０．５：０．５とした場合の、視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度と照明器具全体の総合色温度を表すグラフ。
【図１０】従来の調光器による調光途中の消費電力と、本発明の調光制御照明装置による調光途中の消費電力の比較を表すグラフ。
【図１１】本発明の実施形態の他の例を示す回路構成図。
【図１２】従来の調光器によりハロゲン電球を調光した場合の比光束（ＬＵＸ）対色温度を示すグラフ。
【図１３】調光特性が２．３乗の場合の視覚的明るさ（ＬＵＸ０）に対する色温度の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
Ａ：白熱灯用調光制御照明装置
Ｆ１：第一のフィラメント
Ｆ２：第二のフィラメント
１：３極のコネクタ
２：制御ボックス
３，４：サイリスタ（電力制御装置）
５：全波整流器
６：リミッタ
７：電圧平滑用のコンデンサ
８：ＡＮＤ回路
９：クロック発信器
１０：カウンタ
１１，１２：読み出し専用メモリ
１３，１４：点弧回路
１５：照明器具
１６，１７：電球
１８：平滑回路
１９，２２：定電圧ダイオード
２０，２１：抵抗器
２３，２４：調光制御装置
３０：デジタル式制御手段
３０’：アナログ式制御手段
Claims (5)
- 白熱電球を光源とした照明器具を点弧位相角制御方式による調光電源により調光操作して点灯させる調光制御照明装置の使用方法であって、
前記調光制御照明装置は、
少なくとも、定格電圧が調光電源の出力最大電圧より低い第一のフィラメント（Ｆ１）と、定格電圧が調光電源の出力最大電圧と同じ第二のフィラメント（Ｆ２）を有する照明器具と、
前記第一のフィラメント（Ｆ１）に接続された第一の電力制御装置と、
前記第二のフィラメント（Ｆ２）に接続された第二の電力制御装置と、
前記調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧に基づいて、前記夫々のフィラメントに接続された第一，第二の電力制御装置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段により、
前記調光電源の調光特性を維持しながら、前記第一のフィラメント（Ｆ１）をまず点灯させ、該第一のフィラメントによる明かりの色温度が所定の値に達した後、前記第二のフィラメント（Ｆ２）の点灯を開始し、該第二のフィラメントの点灯開始による総合色温度の低下を、前記第一のフィラメント（Ｆ１）の供給電圧を更に上昇させることによって補償し、前記第二のフィラメント（Ｆ２）の色温度が所定の値に達した後は、前記第一，第二の双方のフィラメント（Ｆ１），（Ｆ２）の供給電圧を調光特性に合わせて上昇させて行くことを特徴とする白熱灯用調光制御照明装置の使用方法。 - 前記第一のフィラメント（Ｆ１）と第二のフィラメント（Ｆ２）の電力比が、Ｆ１：Ｆ２＝０．２：０．８からＦ１：Ｆ２＝０．５：０．５の範囲内であり、前記第一のフィラメント（Ｆ１）の定格電圧値が前記調光電源の最大値の０．５から０．７の範囲内である請求項１記載の白熱灯用調光制御照明装置の使用方法。
- 前記制御手段が、前記調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧の点弧位相角をクロック発信器からのクロック信号としてカウンタで検出し、その検出信号に基づいて、調光特性が書き込まれた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のデータを読み出し、前記夫々の電力制御装置をデジタル制御するデジタル式の制御手段である請求項１または２記載の白熱灯用調光制御照明装置の使用方法。
- 前記制御手段が、前記調光電源から供給され調光操作によって変化する鋸歯状波電圧を平滑回路に供給し、該平滑回路からの出力値に基づいて、前記夫々の電力制御装置をアナログ制御するよう構成されたアナログ式の制御手段である請求項１または２記載の白熱灯用調光制御照明装置の使用方法。
- 前記夫々の電力制御装置と制御手段を照明器具に内蔵していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の白熱灯用調光制御照明装置の使用方法。
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