JP2001505714A

JP2001505714A - クロスフェード色フィルター及びシステム

Info

Publication number: JP2001505714A
Application number: JP51554699A
Authority: JP
Inventors: ボーンホースト，ジェームズ，エム．; ハットン，リチャード，ダブリュ．
Original assignee: ベアリイ―ライト，インコーポレイテッド
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2001-04-24
Also published as: KR20000068958A; AU9115998A; EP0935730A1; US5825548A; TW357273B; WO1999013267A1

Abstract

(57)【要約】色フィルター板は、被覆内に形成された、空間的に変調された可変濃度パターンを有する可変帯域通過又は可変帯域阻止フィルターを構成する連続可変干渉フィルター被覆を含み、別々の勾配軸に沿った連続可変色相及び彩度特性を提供する。色フィルター組立体は、共通平面配置で取り付けられた可変帯域通過及び可変帯域阻止フィルターを含み、虹及び非虹色のための連続範囲の色濾波を提供する。色フィルター機構は、モータ装備キャリッジに取り付けられた共通平面連続可変帯域通過及び帯域阻止フィルターの矩形構成又は円形構成のいずれかを有する色フィルター組立体を含む。１つの機構は、矩形色フィルター組立体の２軸移動を提供し、一方、別の機構は、円形色フィルター組立体の移動及び回転を提供する。反射器を有するランプとレンズとを具備する光投射システムは、ビーム径が小さい領域内に取り付けられたモータ装備キャリッジに支持された共通平面連続可変帯域通過及び帯域阻止フィルターを有する色フィルター機構を含む。

Description

【発明の詳細な説明】クロスフェード色フィルター及びシステム発明の背景発明の分野本発明は、概ね、色変更機構に関連した舞台照明器具に係わり、特に、変更器（modifier）の平面内で調節が可能な平面型の選択波長変更器を含む光源に関する。関連技術の説明従来技術の舞台照明器具は、スポットライト或いはフラッド（ウォッシュ）ライトのいずれかに大きく分類され、前者は、レンズを通して収束させた光スポットとして像を投影し、後者は、照明すべきおおよその領域に向けて、収束されていない光ビームを投射する。光ビームに特定の色を付与するための様々な技術が考案されており、それらは、一部分、特定のスポットライト又はウォッシュライトに用いられる光学系に依存しているかも知れない。最も初期に知られた技術は、着色水を満したガラス容器や、着色ゼラチンシート或いは着色プラスチックシートなどの色フィルター媒体を利用し、そのような媒体は、光ビームがそのフィルターを通過し、それによって着色されるように光源の前方に置かれる。これらの初期のフィルターは、光ビームを充分にカバーする大きさが要求され、通常、照明器具の出口開口を横切って置かれる。そこは、照明器具の光路内でも最も冷たく最も接近し易い部分である。光ビーム中に置かれた干渉フィルターを用いて光ビームの色を変更するための幾つかの技術が開示されている。例えば、米国特許第４，３９２，１８７号、第４，６０２，３２１号、第４，８００，４７４号、第４，９１４，５５６号、第４，９８４，１４３号、第５，１２６，８８６号、第４，８１１，１８２号、第４，８９３，２２５号、第４，８９７，７７０号、第４，９５８，２６５号、第４，８９４，７６０号、第５，１８８，４５２号、第４，４１８，９９６号、第５，２８２，１２１号及び第５，４２６，５７６号が参照される。しかしながら、収束ビームスポット照明器具のための色変更技術を改良する幾つかの理由が有る。光ビームが比較的小径である光学系の領域は、それ自体、長さ方向に比較的短い。そして、そこには、その領域が最適位置であるという理由から、幾つかの装置が存在する。それらには、イメージパターン発生器のための投影ゲート（遮光板）、開口径変更機構（ビーム径アイリス絞り、シャッター）、そして色フィルター交換機構（カラーホイール）が含まれる。また、光ビームがその照明器具を出る前に透過する表面の数を減らすことによって光学系を通じての損失を最小限にするという願望が有る。それ故、要求は、色フィルター機構を、虹色（互いに連続した可視光波長帯からなる）及び非虹色（互いに連続しない２つ以上の波長帯からなる）の全域を提供する、色相及び彩度について連続的に調節可能な単一の素子に減ずることに有る。発明の概要本発明の一態様によれば、色フィルター板は、空間的に変調された、全て誘電性の多層薄膜干渉（二色性）フィルター被覆を含む。該被覆の種々の層は、板の第１の勾配軸に沿って変化する厚みを有する。被覆は、板の第２の勾配軸に沿って変化する濃度を有する。厚みと濃度は、望ましくは、夫々の勾配軸に沿って連続的に変化する。このように形成した色フィルターは、第１の勾配軸に沿って連続的に可変な色相特性を示し、第２の勾配軸に沿って連続的に可変な彩度特性を示す。色フィルター板は、小さい錘半角と小さいスポットサイズを有するビーム状の白い可視光によって、フィルター被覆上のスポット位置によりビームの色が決定されるように照明される。フィルター上のスポット位置は、色フィルター板を、その第１及び／又は第２の勾配軸に沿って移動させることで制御される。本発明の連続可変フィルターは、透明基板上に堆積させた可変帯域通過（ＶＢＰ）干渉フィルター被覆又は可変帯域阻止（ＶＢＲ）干渉フィルター被覆を有していても良い。本発明の別の態様によれば、色フィルター機構は、連続可変帯域通過（ＣＶＢＰ）干渉フィルター被覆を有する第１の色フィルター板と、連続可変帯域阻止（ＣＶＢＲ）干渉フィルター被覆を有する第２の色フィルター板を含む。フィルター被覆の各々は、板の第１の勾配軸に沿って連続的に可変な色相特性と、板の第２の勾配軸に沿って連続的に可変な彩度特性とを有する。２つの色フィルター板は、平面内の２軸において移動可能なキャリッジ内に、単一の平面内で縁と縁を接触させて取り付けられる。或いは、色フィルター機構は、単一の透明基板上に形成されたＣＶＢＰフィルターとＣＶＢＲフィルターを有する色フィルター組立体を含んで良い。移動平面は、望ましくは、フィルター板の平面を通過する光ビームの軸に直角である。フィルター板は、望ましくは、最大彩度領域に近い縁を接触させて取り付けられる。本発明の別の態様によれば、色フィルター機構は、略中心に孔を有する円形のフィルター板を含む。フィルター板の第１の部位は連続可変帯域通過（ＣＶＢＰ）干渉フィルター被覆を有し、第２の部位は連続可変帯域阻止（ＣＶＢＲ）干渉フィルター被覆を有する。フィルター被覆の各々は、円形板の第１の勾配軸に沿って連続的に可変な色相特性と、板の第２の勾配軸に沿って連続的に可変な彩度特性とを有する。この円形の態様においては、第１の（色相）勾配軸は、板の回りに環状に延びており、一方、第２の（彩度）勾配軸は、板の中心部から周辺部に径方向に延びている。円形フィルター板は、平面の少なくとも１つの軸において可動なキャリッジ内に取り付けられ、フィルター板はまた、回転軸の回りに回転可能である。移動平面は、望ましくは、フィルター板の平面を通過する光ビームの軸に直角であり、回転軸は、その光ビームの軸に略平行である。円形フィルター板は単一部品であって良く、或いは、製造の便宜のために、互いに接触した２つの部品であっても良い。発明の別の態様によれば、反射器を備えたランプとレンズとを有する光投射システムは、ビーム径が小さい領域に取り付けられたモータ装備キャリッジにより支持された共通平面の可変帯域通過及び帯域阻止フィルターを有する色フィルター機構を含む。発明の別の態様によれば、照明光学系は、反射器に結合されて光軸に沿って光ビームを投射するランプと、変更器の平面内で調節が可能な平面型の選択波長変更器を有する色フィルター装置とを含む。光学系は、集光レンズ構成または、楕円反射器構成のいずれかを有する投射光学系として構成されて良い。或いは、フレネル又はレンチキュラーレンズのような特別なビーム発散制御を有するウオッシュ光システムとして構成されても良い。図面の簡単な説明図１は、スポット照明のための光学系の概略側面図である。図２は、本発明による色フィルター板の平面図である。図３は、本発明の色フィルター板の或る特性を説明するための一組のスペクトル応答曲線である。図４は、本発明による色フィルター機構の概略正面図である。図５は、本発明による別の色フィルター機構の平面図である。詳細な説明図１に示すように、スポット照明器具のための光学系１０は、楕円反射器２の第１の焦点ＦＰ１に位置する光源１と、本発明による色フィルター板を含むクロスフェード色フィルター組立体９と、投影レンズ３とを含む。電源を投入すると、光源１は、反射器２と協働して、焦点ＦＰ１及びＦＰ２を通過する光軸ＯＡに沿って光ビームを投射する。楕円反射器の輪郭は、浅い角度を有する照明錘（co ne）４を形成して、色フィルター機構の色フィルター板上の小さなスポットを照明するように選ばれる。光軸ＯＡと錘の１つの境界との間で測られる照明錘４の半角は、好ましくは、図１に示すように（半角は、簡便のため、錘の１つの境界と、光軸ＯＡに平行に引いた別の線との間に示されている）、約２０度である。但し、実際のシステムでは、凡そ３０度までの半角を有する照明錘を用いても良い。投影レンズは、反射器の第２の焦点ＦＰ２を通過した発散光線を遮る位置に配置され、レンズの受容角度に大体において適合した錘角５以内でレンズに近づく光線を投射するように設計されている。或いは、レンズ３は、ウォッシュ照明器具のための光学系を形成するフレネルレンズで置き換えることができる。色フィルター機構は、反射器の第２の焦点近くに配置される。その位置は、ビーム径が小さく、色フィルター板に入射する小さな光スポット６が形成される位置である。図２に示すように、本発明の一態様による色フィルター板７は、干渉フィルターを形成すべく透明基板１２上に堆積させた、空間的に変調された（spatially- modulated）多層薄膜誘電被覆１１を具備している。基板は、全体が矩形であり、高温ガラス、或いは、他の耐熱透明材料で構成される。互いに異なった誘電材料層は、異なる屈折率及び厚みを有する。厚みは、連続的に可変の、又は、実質上連続的に可変のスペクトル応答を生じるように、フィルター面全体にわたって異なっている。好ましくは、各誘電材料層の厚みは、基板表面を横切る方向に連続的、又は、実質上連続的に異なっており、板の１つの端で大体において薄く、基板の反対の端で大体において厚い。干渉フィルター被覆は、被覆中に形成された可変濃度ハーフトーン又はドット濃度パターン１３によって空間的に変調されており、その濃度は、連続的に可変の、又は、実質上連続的に可変の色彩度を生じるように、フィルター面全体にわたって異なっている。好ましくは、パターン濃度は、基板表面を横切る方向に連続的、又は、実質上連続的に異なっており、基板の１つの端で大体において濃く、基板の反対の端で大体において薄い。フィルターを通過する着色光ビームの感覚色相に影響を及ぼす被覆材料のパラメーターは、色フィルター板の第１の勾配軸１４に沿って変化している。一方、光ビームの色彩度に影響を及ぼす、被覆中に形成されたパターンの濃度は、色フィルター板の第２の勾配軸１５に沿って変化している。好ましい実施態様では、第１及び第２の勾配軸は、その上に色フィルター被覆が堆積した透明基板の矩形輸郭に対し直交している。本発明の別の態様による第２の色フィルター板８は、別の干渉フィルターを形成すべく別の透明基板１２’上に堆積させた、空間的に変調された多層薄膜誘電被覆１１’を具備している。被覆１１が可変帯域通過干渉フィルターを形成するのに対し、被覆１１’は、可変帯域阻止干渉フィルターを提供するように作られる。被覆１１’もまた、被覆中に形成された可変濃度ハーフトーン又はドット濃度パターン１３’によって空間的に変調されており、その濃度は、連続的に可変の、又は、実質上連続的に可変の色彩度を生じるように、フィルター面全体で異なっている。フィルターを通過する着色光ビームの感覚色相に影響を及ぼす被覆材料のパラメーターは、色フィルター板の第１の勾配軸１４’に沿って変化している。一方、光ビームの色彩度に影響を及ぼす、被覆中に形成されたパターンの濃度は、色フィルター板の第２の勾配軸１５’に沿って変化している。好ましい実施態様では、第１及び第２の勾配軸は、やはり、その上に色フィルター被覆が堆積した透明基板の矩形輸郭に対し直交している。図３Ａから図３Ｈに示すように、色フィルター板のスペクトル応答は、光ビームが通過する板の領域に依存して変化する。本発明の色フィルター板は、連続可変、又は、実質的に連続可変の帯域通過（ＣＶＢＰ）フィルター７として、或いは、連続可変、又は、実質的に連続可変の帯域阻止（ＣＶＢＲ）フィルター８として構成することができる。帯域幅は、中心波長の百分率で特定することができる。帯域通過フィルターとしては、色フィルター板は、通過帯域幅内の波長を透過し、それ以外の全ての可視波長を反射する。帯域阻止フィルターとしては、色フィルター板は、阻止帯域幅内の波長を反射し、それ以外の全ての可視波長を透過する。特に、そして、本発明の好ましい実施態様に応じて、図３Ａは、色相軸に沿った第１の位置でフィルター板に入射する光スポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置でフィルター板に入射する光スポット６’に関する、帯域通過フィルター板７の２つのスペクトル応答曲線を示している。フィルター板７の濃く塗布され且つ充分な彩度を持った領域内の位置に在るスポット６に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１０１によって表わされ、それは、４００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域の透過波長を示している。帯域幅は、説明のために、中心波長の凡そ１０％、又は、４００ｎｍの中心波長で４０ｎｍの帯域幅である。帯域内での透過率は約１００％であり、一方、帯域外での透過率は殆ど０％である。フィルター板７の薄く塗布され且つ少ない彩度を持った領域内の位置に在るスポット６’に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１０２によって表わされ、それは、４００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ５０％であることを示している。この光スポット６’の第２の位置は、フィルター板を、その板の位置を色相軸１４に関しては一定に保ちながら、彩度軸１５に沿って一方向に移動させることで達成される。フィルター板は、光スポット６” がフィルター板に入射しないようにビーム経路の外へ移動させることができることに注意せよ。それにより、濾波されていない白色光が提供される。このことは、可視光域全体に亘って透過率が１００％であることを示す曲線１００によって表わされている。図３Ｂは、色相軸に沿った第２の位置で入射するスポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置で入射するスポット６’に関する、フィルター板７のスペクトル応答曲線を示している。フィルター板７の濃く塗布され且つ充分な彩度を持った領域内の位置に在るスポット６に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１０３によって表わされ、それは、５００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であり、その帯域外での透過率は殆ど０％であることを示している。フィルター板７の薄く塗布され且つ少ない彩度を持った領域内の位置に在るスポット６’に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１０４によって表わされ、それは、５００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ５０％であることを示している。フィルター板７が、色相軸に沿ってビーム経路を横切って移動された時、光スポット６が、図３Ａに示される位置から、図３Ｂに示される位置まで動き、スペクトル応答が、応答曲線１０１のそれから応答曲線１０３のそれまで連続的に変化することに注意せよ。更に、フィルター板は、希望に応じ、図３Ｂ内のスポット６’によって表わされているように、光スポットを薄い彩度の領域に位置させるべく、彩度軸に沿って移動させることができる。フィルター板は、希望に応じ、色相及び／又は彩度軸の一方又は両方に沿って同時に移動させることができる。図３Ｃは、色相軸に沿った第３の位置でのスポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置でのスポット６’を示している。スポット６でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１０５によって表わされ、それは、６００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であり、その帯域外での透過率は殆ど０％であることを示している。スポット６’でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１０６によって表わされ、それは、６００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ５０％であることを示している。図３Ｄは、色相軸に沿った第４の位置でのスポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置でのスポット６’を示している。スポット６でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１０７によって表わされ、それは、７００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であり、その帯域外での透過率は殆ど０％であることを示している。スポット６’でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１０８によって表わされ、それは、７００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ１００％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ５０％であることを示している。図３Ｅは、色相軸に沿った第１の位置でフィルター板に入射する光スポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置でフィルター板に入射する光スポット６’に関する、帯域阻止フィルター板８の２つのスペクトル応答曲線を示している。フィルター板８の濃く塗布され且つ充分な彩度を持った領域内の位置に在るスポット６に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１１１によって表わされ、それは、４００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域の阻止波長を示している。帯域幅は、説明のために、中心波長の凡そ２０％、又は、４００ｎｍの中心波長で８０ｎｍの帯域幅である。帯域内での透過率は約０％であり、一方、帯域外での透過率は殆ど１００％である。フィルター板８の薄く塗布され且つ少ない彩度を持った領域内の位置に在るスポット６’に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１１２によって表わされ、それは、４００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ５０％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ１００％であることを示している。この光スポット６’ の第２の位置は、フィルター板を、その板の位置を色相軸１４に関しては一定に保ちながら、彩度軸１５に沿って一方向に移動させることで達成される。フィルター板は、光スポット６”がフィルター板に入射しないようにビーム経路の外へ移動させることができることに注意せよ。それにより、濾波されていない白色光が提供される。図３Ｆは、色相軸に沿った第２の位置で入射するスポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置で入射するスポット６’に関する、フィルター板８のスペクトル応答曲線を示している。フィルター板８の濃く塗布され且つ充分な彩度を持った領域内の位置に在るスポット６に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１１３によって表わされ、それは、５００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ０％であり、その帯域外での透過率は殆ど１００％であることを示している。フィルター板８の薄く塗布され且つ少ない彩度を持った領域内の位置に在るスポット６’に関しては、そこを透過する光の色は、スペクトル応答曲線１１４によって表わされ、それは、５００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ５０％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ１００％であることを示している。フィルター板８が、色相軸に沿ってビーム経路を横切って移動された時、光スポット６が、図３Ｅに示される位置から、図３Ｆに示される位置まで動き、スペクトル応答が、応答曲線１１１のそれから応答曲線１１３のそれまで連続的に変化することに注意せよ。更に、フィルター板は、希望に応じ、図３Ｆ内のスポット６’によって表わされているように、光スポットを薄い彩度の領域に位置させるべく、彩度軸に沿って移動させることができる。フィルター板は、希望に応じ、色相及び／又は彩度軸の一方又は両方に沿って同時に移動させることができる。図３Ｇは、色相軸に沿った第３の位置でのスポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置でのスポット６’を示している。スポット６でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１１５によって表わされ、それは、６００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ０％であり、その帯域外での透過率は殆ど１００％であることを示している。スポット６’でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１１６によって表わされ、それは、６００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ５０％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ１００％であることを示している。図３Ｈは、色相軸に沿った第４の位置でのスポット６、及び、彩度軸に沿って変位した対応位置でのスポット６’を示している。スポット６でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１１７によって表わされ、それは、７００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ０％であり、その帯域外での透過率は殆ど１００％であることを示している。スポット６’でフィルター板を透過する光の色はスペクトル応答曲線１１８によって表わされ、それは、７００ｎｍ付近を略中心とした狭い帯域での透過率は凡そ５０％であるが、その帯域外の他の波長の透過率は凡そ１００％であることを示している。このタイプのフィルターは、米国特許第４，６０２，３２１号又は米国特許第４，８００，４７４号に開示されているもの、或いは、米国特許第５，２８２，１２１号又は来国特許第５，４２６，５７６号に開示されているもののような短波帯域通過又は長波帯域通過エッジフィルターとははっきりと区別される。そこでは、本発明のフィルターは、フィルターの異なった位置の殆どに亘って、電磁スペクトルの可視帯域内での或るカットオン波長特性及び或るカットオフ波長特性を示し、可視帯域内での別のカットオン又はカットオフ波長特性は大体において示さない。従って、帯域通過又は帯域阻止型の制御された帯域幅フィルターが形成され、そのフィルターは、米国特許第５，４２６，５７６号に記載されているような二次的な複合特性を有していない。それにもかかわらず、帯域阻止フィルターは、もし阻止帯域の境界が不可視領域に移れば、可視領域のいずれかの端でエッジフィルターの振る舞いを示すかも知れない。フィルター被覆内におけるパターンは、基板にフィルター被覆を施す間、基板をマスクすることによって形成することができる。或いは、共に審査中の米国特許出願第０８／４７３，１４９号に記載されているようなレーザーアブレーション（ablation）処理によってフィルター被覆内にパターンを形成することができる。更に、化学的なフォトエッチング処理をパターン形成に用いることもできる。１つの典型的な適用においては、色フィルター板上の小さなスポットが、狭い照明錘を持った光ビームで照明され、且つ、そのスポットを通過する色相勾配軸に沿った中心波長における５ｎｍの変移が得られることが目標であって良い。１つの典型的な光学系は、１０度のビーム発散角を持ち、２０フィート（６．０７ｍ）の距離で直径が３．５フィート（１０６ｃｍ）の光スポットを投影するものであって良い。同じ光学系は、２０度のフィールド発散角を持ち、２０フィート（６．０７ｍ）の距離で直径が７．８フィート（２．４ｍ）の光プール（pool）を投影するものであって良い。光の感覚色相は、そのスポット又はプールの直径に亘って同じであるのが望ましい。それ故、狭い照明錘は、フィルターへの光線の入射角の違いによる、スポットを横切る色相勾配を最小にするものであることが望ましい。当該技術において良く知られているように、凡そ３０度未満の小さい入射角は、中心波長における、不釣り合いに小さい変移を招来するだけであるが、４５度以上の入射角は、顕著な色相変化を生じる。小さいスポットサイズもまた、可変誘電薄膜被覆による、スポットを横切る色相勾配を最小にするものであることが望ましい。色フィルター板を２つの直交軸において移動させるための１つの実施可能な機構２０が図４に示されている。好ましい実施態様においては、フィルター７上とフィルター８上の最大彩度領域が互いに接するように、１つの平面内で縁と縁を接して取り付けられた帯域通過フィルター７と帯域阻止フィルター８を具備するフィルター板組立体９が、ブラケット１６Ｌ及び１６Ｒにより支持されている。或いは、フィルター板組立体９は、１つの位置に塗布された帯域通過フィルター被覆を有し、且つ、第２の位置に塗布された帯域阻止フィルター被覆を有する単一の透明基板を具備していても良い。夫々の位置は、他方の位置にフィルター被覆を施す間マスクされる。ブラケットは、２対の平行レール又はスライド１７Ｌ，１７Ｒ及び１８Ｌ，１８Ｒにより支持されている。平行スライドの各対は、夫々の端においてボールナット（図示せず）を収容する組立体２１，２２により結合されている。各ボールナットハウジング２１，２２は、モータＭｘ又はＭｙにより回転可能で且つ軸受け２５，２６により支持された親ねじ２３，２４上に乗っている。機構は、光学系内において、そのキャリッジの位置に応じ一方又は他方の色フィルター板上に照明スポット６を形成する光ビームを遮るように配置される。動作時、モータＭｘは前進又は後退方向に駆動されることができ、色フィルターキャリッジをＸ軸に沿って移動させる。同様に、モータＭｙは、色フィルターキャリッジをＹ軸に沿って移動させるべく駆動されることができる。２つのモータは、希望に応じて、単独又は同時に駆動されることができ、色フィルター組立体上の照明スポットの位置を制御する。親ねじ装置の代わりに、ラックピニオン駆動装置を用いることもできる。２軸移動機構は良く知られており、例えば、柳沢に対する米国特許第５，３１１，７９１号に示されている。動作時、モータＭｘを駆動して、フィルター組立体を透過する光ビームの色相特性を制御する。一方、モータＭｙを駆動して、光ビームの彩度特性を制御する。好ましい実施の態様においては、フィルター７上及びフィルター８上の最大彩度領域は互いに接しており、モータＭｙは、フィルター組立体を駆動して、より濃い又はより薄いフィルター濃度の領域をビーム経路内に位置させる。更に、フィルター組立体をビーム経路の完全に外側まで駆動すると、濾波されていない白色光が得られる。図５に示すように、本発明の別の態様による色フィルター板３０は、中心に孔３２を有する大体において円形の透明基板３１を具備しており、その基板上に、空間的に変調された多層薄膜誘電被覆が堆積されて、干渉フィルターを形成している。フィルター板の第１の部位３３は、連続的に変化した、又は、実質上連続的に変化した帯域通過（ＣＶＢＰ）干渉フィルター被覆を有しており、第２の部位３４は、連続的に変化した、又は、実質上連続的に変化した帯域阻止（ＣＶＢＲ）干渉フィルター被覆を有している。各フィルター被覆は、板の第１の勾配軸３５に沿って、連続的に可変の、又は、実質上連続的に可変の色相特性を有しており、且つ、板の第２の勾配軸３６に沿って、連続的に可変の、又は、実質上連続的に可変の彩度特性を有している。この円形の態様においては、第１の（色相）勾配軸３５は、板の回りに環状に延びており、一方、第２の（彩度）勾配軸３６は、板の中心部から周辺部に径方向に延びている。好ましい実施態様においては、フィルター濃度が最大の領域は、円形フィルター板の円周付近に周方向に配列されており、フィルター濃度は、径方向に、フィルター板のより中心領域に向かうほど減少する。或いは、フィルター濃度が最大の領域を、板の中心領域付近に周方向に配列し、フィルター濃度が、径方向に、板の周辺領域に向かうほど減少するように構成することもできる。円形フィルター板は、平面の少なくとも１つの軸において可動なキャリッジに取り付けることができ、フィルター板は、また、１つの回転軸の回りに回転可能とされる。移動平面は、望ましくは、フィルター板の平面を通過する光ビームの軸に直角であり、回転軸は、その光ビームの軸に略平行である。円形フィルター板は単一部品であって良く、或いは、製造の便宜のために、互いに接触して取り付けられた２つの部品から形成されていても良い。円形フィルター板３０を移動及び回転させるための１つの実施可能な機構は、図５に示すように、図４に示される２軸直交移動機構から改造され、フィルター板を支持する１組のローラ軸受け３７〜４０と、ローラ軸受けを支持する１対のブラケット４１，４２と、ブラケットを支持する１対のレール４３，４４と、ボールナットハウジング４７を通過する親ねじ４６に結合された可逆電気モータ４５を含む第１の駆動装置とを具備している。ボールナットハウジングはレール４３，４４に結合され、親ねじは、その先端において軸受け４８により支持されている。機構は、更に、モータ軸５１に取り付けられた駆動プーリ５０を有する可逆電気モータ４９１と、その駆動プーリを、１つのローラ軸受け４０と一体の、又は、それに連結された被駆動プーリ５３に結合する駆動ベルト５２とを含む第２の駆動装置を具備している。動作時、円形フィルター板３０は、所望の色相特性を有するフィルター被覆の領域をビーム経路内に位置させるべく回転され、また、所望のフィルター濃度を有する領域をビーム経路内に位置させるべく横方向に移動される。フィルターは、濾波されていない白色光が得られるように、中心孔３２をビーム経路内に位置させるべく移動されても良い。モータ４５及び４９は、希望に応じ、前進又は後退方向のいずれかに、個々に又は同時に駆動されることができ、それにより、円形フィルター板３０は、フィルター板上の如何なる所望の位置にでも光スポット６を位置させるべく、或いは、中心孔３２内にスポットを位置させるべく、移動及び／又は回転される。上述した本発明による円形フィルター板は、横方向移動軸のうちの１つを、代わりに、回転軸の回りに弧を描く色相勾配軸として、フィルター板の回転により置き換えて、省略することができるので、照明器具ハウジング内のスペースの要求を最小にする。円形フィルター板は、ビームがフィルターと交差するフィルター面に沿って径方向に存在するフィルターの彩度軸としての、横方向移動の残りの軸に沿って移動される。これにより、色フィルター機構の掃引体積は最小になる。発明の幾つかの実施態様を説明及び／又は検討したが、発明は、開示された特定の実施態様に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱すること無しに多くの再構成及び変形が可能なことは理解されよう。

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Claims

【特許請求の範囲】１．空間的に変調された干渉フィルター被覆を支持する透明基板を具備する色フィルター板であって、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って変化する色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、色フィルター板。２．前記色相特性が前記第１の勾配軸に沿って実質上連続的に変化する、請求項１に記載の色フィルター板。３．前記彩度特性が前記第２の勾配軸に沿って実質上連続的に変化する、請求項１に記載の色フィルター板。４．前記被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項１に記載の色フィルター板。５．前記被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項１に記載の色フィルター板。６．前記パターンが、不規則な大きさ及び／又は配列のドットによる確率的なパターンである、請求項５に記載の色フィルター板。７．前記被覆が可変帯域通過フィルターを構成する、請求項１に記載の色フィルター板。８．前記被覆が可変帯域阻止フィルターを構成する、請求項１に記載の色フィルター板。９．前記第１及び第２の勾配軸が互いに概ね直交している、請求項１に記載の色フィルター板。１０．空間的に変調された干渉フィルター被覆を支持する透明基板を具備する第１の色フィルター板であって、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って変化する帯域通過色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、第１の色フィルター板と空間的に変調された干渉フィルター被覆を支持する透明基板を具備する第２の色フィルター板であって、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って変化する帯域阻止色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、第２の色フィルター板とを具備する色フィルター組立体であって、前記第１及び第２の色フィルター板が単一の平面内に配されている、色フィルター組立体。１１．前記第１の色フィルター板の前記帯域通過色相特性が前記第１の勾配軸に沿って実質上連続的に変化し、前記第１の色フィルター板の前記彩度特性が前記第２の勾配軸に沿って実質上連続的に変化する、請求項１０に記載の色フィルター組立体。１２．帯域阻止色相特性が前記第１の色フィルター板の前記第１の勾配軸に沿って実質上連続的に変化し、前記第２の色フィルター板の前記彩度特性が前記第２の色フィルター板の前記第２の勾配軸に沿って実質上連続的に変化する、請求項１１に記載の色フィルター組立体。１３．前記被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項１０に記載の色フィルター組立体。１４．前記被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項１０に記載の色フィルター組立体。１５．前記パターンが、不規則な大きさ及び／又は配列のドットによる確率的なパターンである、請求項１４に記載の色フィルター組立体。１６．前記第１及び第２の色フィルター板が概ね矩形である、請求項１０に記載の色フィルター組立体。１７．前記第１及び第２の色フィルター板の各々が最大彩度領域を有しており、前記夫々の最大彩度領域が、互いに接触する関係で配置されている、請求項１６に記載の色フィルター組立体。１８．前記第１及び第２の色フィルター板が概ね半円形である、請求項１０に記載の色フィルター組立体。１９．前記フィルター組立体が概ね円形である、請求項１８に記載の色フィルター組立体。２０．最大彩度領域が前記フィルター組立体の周辺領域である、請求項１９に記載の色フィルター組立体。２１．空間的に変調された干渉フィルター被覆を表面上に支持する透明基板を具備する色フィルター板であって、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って変化する色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、少なくとも１つの色フィルター板と、前記色フィルター板を支持するキャリッジであって、前記表面に関する２方向に移動可能なキャリッジとを具備する色フィルター機構。２２．前記被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項２１に記載の色フィルター機構。２３．前記被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項２１に記載の色フィルター機構。２４．前記パターンが、不規則な大きさ及び／又は配列のドットによる確率的なパターンである、請求項２３に記載の色フィルター機構。２５．前記色板が概ね矩形である、請求項２１に記載の色フィルター機構。２６．前記２方向が共に直線状である、請求項２５に記載の色フィルター機構。２７．空間的に変調された干渉フィルター被覆を表面上に支持する透明基板を具備する第２の色フィルター板を更に具備し、前記被覆が色相特性を示し、前記第２の色フィルター板の前記色相特性が第１の色フィルター板の色相特性とは異なっていて且つ前記第２の色フィルター板の第１の勾配軸に沿って変化し、前記第２の色フィルター板の前記被覆が、前記第２の色フィルター板の第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示し、前記第２の色フィルター板が前記キャリッジに支持されており、前記第１及び第２の色フィルター板が共通の平面内に配置されている、請求項２１に記載の色フィルター機構。２８．前記第１及び第２の色フィルター板が概ね半円形である、請求項２７に記載の色フィルター機構。２９．前記色相特性が前記第１の勾配軸に沿って実質上連続的に変化し、前記彩度特性が前記第２の勾配軸に沿って実質上連続的に変化する、請求項２７に記載の光投射システム。３０．前記方向の一方が直線状であり、前記方向の他方が弧状である、請求項２８に記載の色フィルター機構。３１．反射器に結合されたランプであって、このランプが駆動された時に、該ランプと前記反射器とで、焦点に収束する可視光ビームを形成するように前記反射器に結合されたランプと、前記焦点の近傍に取り付けられた色フィルター板であって、空間的に変調された干渉フィルター被覆を表面上に支持する透明基板を具備し、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って変化する色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、色フィルター板と、前記色フィルター板を支持するキャリッジであって、前記表面に関する２方向に移動可能なキャリッジと、前記色フィルター板の下流に配置されたレンズとを具備する光投射システム。３２．前記色フィルター板が概ね矩形である、請求項３１に記載の光投射システム。３３．前記キャリッジが２つの直線方向に移動可能である、請求項３２に記載の光投射システム。３４．前記色フィルター板が概ね半円形である、請求項３１に記載の光投射システム。３５．前記キャリッジが直線方向と弧方向とに移動可能である、請求項３４に記載の光投射システム。３６．空間的に変調された干渉フィルター被覆を表面上に支持する透明基板を有する第２の色フィルター板を更に具備し、前記被覆が色相特性を示し、前記第２の色フィルター板の前記色相特性が第１の色フィルター板の色相特性とは異なっていて且つ前記第２の色フィルター板の第１の勾配軸に沿って変化し、前記第２の色フィルター板上の前記被覆が、前記第２の色フィルター板の第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示し、前記第２の色フィルター板が前記キャリッジに支持されており、前記第１及び第２の色フィルター板が共通の平面内に配置されている、請求項３１に記載の光投射システム。３７．前記キャリッジに結合されたモータ駆動装置を更に具備する、請求項３１に記載の光投射システム。３８．反射器に結合されたランプであって、このランプが駆動された時に、該ランプと前記反射器とで、焦点に収束する可視光ビームを形成するように前記反射器に結合されたランプと、前記焦点の近傍に取り付けられた第１の色フィルター板であって、空間的に変調された連続可変干渉フィルター被覆を表面上に支持する透明基板を具備し、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って連続的に可変な帯域通過色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って連続的に可変な彩度特性を示す、第１の色フィルター板と、空間的に変調された連続可変干渉フィルター被覆を表面上に支持する透明基板を具備する第２の色フィルター板であって、前記被覆が、第１の勾配軸に沿って連続的に可変な帯域阻止色相特性を示すと共に、前記被覆が、第２の勾配軸に沿って連続的に可変な彩度特性を示す、第２の色フィルター板と、前記色フィルター板を支持するキャリッジであって、前記表面に関する２方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに結合されたモータ駆動装置と、前記色フィルター板の下流に配置されたレンズとを具備する光投射システム。３９．前記被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項３８に記載の光投射システム。４０．前記被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項３８に記載の光投射システム。４１．前記パターンが、不規則な大きさ及び配列のドットによる確率的なパターンである、請求項４０に記載の光投射システム。４２．前記色フィルター板が概ね矩形である、請求項３８に記載の光投射システム。４３．前記キャリッジが２つの直線方向に移動可能である、請求項４２に記載の光投射システム。４４．前記色フィルター板が概ね半円形である、請求項３８に記載の光投射システム。４５．前記キャリッジが直線方向と弧方向とに移動可能である、請求項４４に記載の光投射システム。４６．透明基板と、空間的に変調されていて、第１の勾配軸に沿って変化する帯域通過色相特性を示すと共に、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、前記基板に支持された第１の干渉フィルター被覆と、空間的に変調されていて、第１の勾配軸に沿って変化する帯域阻止色相特性を示すと共に、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、前記基板に支持された第２の干渉フィルター被覆とを具備する色フィルター組立体であって、前記第１及び第２のフィルター被覆が、前記基板上で、互いに近接して配されている、色フィルター組立体。４７．前記各被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、夫々の前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項４６に記載の色フィルター組立体。４８．前記各被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、夫々の前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項４６に記載の色フィルター組立体。４９．前記各パターンが、不規則な大きさ及び／又は配列のドットによる確率的なパターンである、請求項４８に記載の色フィルター組立体。５０．前記色フィルター組立体が概ね矩形である、請求項４６に記載の色フィルター組立体。５１．前記第１及び第２のフィルター被覆の最大彩度領域が互いに近接している、請求項５０に記載の色フィルター組立体。５２．前記色フィルター組立体が概ね円形である、請求項４６に記載の色フィルター組立体。５３．前記第１及び第２のフィルター被覆の最大彩度領域が前記フィルター組立体の周辺領域である、請求項５２に記載の色フィルター組立体。５４．透明基板と、空間的に変調されていて、第１の勾配軸に沿って変化する帯域通過色相特性を示すと共に、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、前記基板に支持された第１の干渉フィルター被覆と、空間的に変調されていて、第１の勾配軸に沿って変化する帯域阻止色相特性を示すと共に、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、前記基板に支持された第２の干渉フィルター被覆とを具備する色フィルター機構であって、前記第１及び第２のフィルター被覆が、前記基板上で、互いに近接して配されており、前記色フィルター板を支持するキャリッジであって、前記表面に関する２方向に移動可能なキャリッジを更に具備する色フィルター機構。５５．前記被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、夫々の前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項５４に記載の色フィルター機構。５６．前記被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、夫々の前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項５４に記載の色フィルター機構。５７．前記パターンが、不規則な大きさ及び／又は配列のドットによる確率的なパターンである、請求項５６に記載の色フィルター機構。５８．前記基板が概ね矩形である、請求項５４に記載の色フィルター機構。５９．前記２方向が共に直線状である、請求項５８に記載の色フィルター機構。６０．前記基板が概ね円形である、請求項５４に記載の色フィルター機構。６１．前記方向の一方が直線状であり、前記方向の他方が弧状である、請求項６０に記載の色フィルター機構。６２．反射器に結合されたランプであって、このランプが駆動された時に、該ランプと前記反射器とで、焦点に収束する可視光ビームを形成するように前記反射器に結合されたランプと、透明基板と、空間的に変調されていて、第１の勾配軸に沿って変化する帯域通過色相特性を示すと共に、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、前記基板に支持された第１の干渉フィルター被覆と、空間的に変調されていて、第１の勾配軸に沿って変化する帯域阻止色相特性を示すと共に、第２の勾配軸に沿って変化する彩度特性を示す、前記基板に支持された第２の干渉フィルター被覆とを具備する色フィルター機構であって、前記第１及び第２のフィルター被覆が、前記基板上で、互いに近接して配されており、前記色フィルター板を支持するキャリッジであって、前記表面に関する２方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに結合されたモータ駆動装置と、前記色フィルター組立体の下流に配置されたレンズとを更に具備する光投射システム。６３．前記各被覆が、複数の層を有する薄膜誘電干渉フィルターを具備しており、前記層が、夫々の前記第１の勾配軸に沿って連続的に変化する厚みを有している、請求項６２に記載の光投射システム。６４．前記各被覆が、その内部に形成されたパターンを有しており、前記パターンが、夫々の前記第２の勾配軸に沿って連続的に変化する濃度を有している、請求項６２に記載の光投射システム。６５．前記パターンが、不規則な大きさ及び配列のドットによる確率的なパターンである、請求項６４に記載の光投射システム。６６．前記基板が概ね矩形である、請求項６２に記載の光投射システム。６７．前記キャリッジが２つの直線方向に移動可能である、請求項６６に記載の光投射システム。６８．前記基板が概ね円形である、請求項６２に記載の光投射システム。６９．前記キャリッジが直線方向と弧方向とに移動可能である、請求項６８に記載の光投射システム。