JP2002050204A - レンズ内色および調光装置 - Google Patents
レンズ内色および調光装置Info
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- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F21V5/008—Combination of two or more successive refractors along an optical axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
- F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
- F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、滑らかであって均一に着色
された光ビームを投影する、単純で費用効果的な色混合
システムを提供することである。 【解決手段】 舞台照明具は凹形反射器２に結合された
高強度光源１２またはランプ１と、くっきりした開口絞
り１６を含むレンズ系を有する投影光学系とを備えるレ
ンズ系は、光源の実像を開口絞りの近くに形成する。色
フィルタおよび調光素子が開口絞りの近くでかつ光源の
実像内の空間容積を占めるように、色フィルタおよび調
光システムがレンズ系内に配置されてよい。色および調
光装置を開口絞りの近くで、かつ光源の実像によって占
められる容積内に配置することによって、単純でパター
ニングされていないフィルタおよび単純に成形された調
光器パネルを用いて優れた色混合、調光、および、統合
が達成される。
された光ビームを投影する、単純で費用効果的な色混合
システムを提供することである。 【解決手段】 舞台照明具は凹形反射器２に結合された
高強度光源１２またはランプ１と、くっきりした開口絞
り１６を含むレンズ系を有する投影光学系とを備えるレ
ンズ系は、光源の実像を開口絞りの近くに形成する。色
フィルタおよび調光素子が開口絞りの近くでかつ光源の
実像内の空間容積を占めるように、色フィルタおよび調
光システムがレンズ系内に配置されてよい。色および調
光装置を開口絞りの近くで、かつ光源の実像によって占
められる容積内に配置することによって、単純でパター
ニングされていないフィルタおよび単純に成形された調
光器パネルを用いて優れた色混合、調光、および、統合
が達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、関連する
色変更機構（ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｍｅｃｈ
ａｎｉｓｍ）を有する舞台照明具（ｓｔａｇｅ ｌｉｇ
ｈｔｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）に関し、特に、
複数の直列レンズ素子及び、変更器の平面内で調整可能
な選択波長変更器とを含む光源に関する。
色変更機構（ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｍｅｃｈ
ａｎｉｓｍ）を有する舞台照明具（ｓｔａｇｅ ｌｉｇ
ｈｔｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）に関し、特に、
複数の直列レンズ素子及び、変更器の平面内で調整可能
な選択波長変更器とを含む光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】遠隔制御手段によって操作される、モー
タを備えたサブシステムを有する舞台照明具は、一般
に、「移動光」または「自動化された投光照明設備」と
呼ばれる。これらの中には、２つの種類、すなわちスポ
ット投光照明設備とウォッシュ投光照明設備がある。ス
ポット投光照明設備は、「輪郭スポット」、もしくは、
劇場で一般に使用される楕円反射器スポットライトに類
似しており、エッジがはっきりとした光ビームを提供す
る。この種のスポットライトは、光ビームの形状または
輪郭を規定するための種々の装置をそこに置くことがで
きるゲート開口を有し、また、１個以上の対物レンズ素
子を含む投影光学系を有する。スポット投光照明設備
は、いかなる光成形、パターン発生、または、像形成装
置であれ、そこに置かれることが可能な明るく照明され
たゲート開口の像を投影する。ウォッシュ投光照明設備
は「フレネルスポット」投光照明設備に類似しており、
ランプおよび反射器をレンズに向かって、または、レン
ズから遠ざけるように動かすことによってサイズが変更
され得る、エッジがソフトになり、ぼんやりしたビーム
を提供する。この種のウォッシュライトはゲート開口を
有しておらず、像を投影しないが、それは、投光照明設
備の出口開口上に取り付けられた１個または複数のいか
なるレンズによってでも成形される、エッジがぼんやり
とした光溜りを投影するのみである。
タを備えたサブシステムを有する舞台照明具は、一般
に、「移動光」または「自動化された投光照明設備」と
呼ばれる。これらの中には、２つの種類、すなわちスポ
ット投光照明設備とウォッシュ投光照明設備がある。ス
ポット投光照明設備は、「輪郭スポット」、もしくは、
劇場で一般に使用される楕円反射器スポットライトに類
似しており、エッジがはっきりとした光ビームを提供す
る。この種のスポットライトは、光ビームの形状または
輪郭を規定するための種々の装置をそこに置くことがで
きるゲート開口を有し、また、１個以上の対物レンズ素
子を含む投影光学系を有する。スポット投光照明設備
は、いかなる光成形、パターン発生、または、像形成装
置であれ、そこに置かれることが可能な明るく照明され
たゲート開口の像を投影する。ウォッシュ投光照明設備
は「フレネルスポット」投光照明設備に類似しており、
ランプおよび反射器をレンズに向かって、または、レン
ズから遠ざけるように動かすことによってサイズが変更
され得る、エッジがソフトになり、ぼんやりしたビーム
を提供する。この種のウォッシュライトはゲート開口を
有しておらず、像を投影しないが、それは、投光照明設
備の出口開口上に取り付けられた１個または複数のいか
なるレンズによってでも成形される、エッジがぼんやり
とした光溜りを投影するのみである。
【０００３】自動化されたスポット投光照明設備のため
の色フィルタシステムは、そこでは光ビームの径が小さ
く、典型的には、楕円反射器の第２焦点に、または、そ
の近くにあるゲート開口の近くの領域を利用し、ランプ
は第１焦点に配置される。ボムホースト（Bomhorst）に
対し与えられた米国特許第4,392,187号および第4,800,4
74号におけるように、小さい二色性の色フィルタがホイ
ール上に取り付けられ、光ビームに広範な光のきらめき
を付与すべく組み合わせを交換される。色は段階的に変
更され、１つの色から別の色に即座に変更される。
の色フィルタシステムは、そこでは光ビームの径が小さ
く、典型的には、楕円反射器の第２焦点に、または、そ
の近くにあるゲート開口の近くの領域を利用し、ランプ
は第１焦点に配置される。ボムホースト（Bomhorst）に
対し与えられた米国特許第4,392,187号および第4,800,4
74号におけるように、小さい二色性の色フィルタがホイ
ール上に取り付けられ、光ビームに広範な光のきらめき
を付与すべく組み合わせを交換される。色は段階的に変
更され、１つの色から別の色に即座に変更される。
【０００４】自動化されたウォッシュ投光照明設備のた
めの色フィルタシステムは、色、若しくは、色のクロス
フェードの滑らかな変化を創造するべく、二色性フィル
タ（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｆｉｌｔｅｒ）のある種の特性
を利用する。ボムホーストに対し与えられた米国特許第
4,392,187号、第4,602,321号、および、第5,073,847号
におけるように、二色性フィルタを旋回させることが、
フィルタへの光ビームの入射角を変化させ、色の色相お
よび彩度を連続的に変化させる。これらの色フィルタシ
ステムは、投光照明設備内で相当の容積を占め、スポッ
ト投光照明設備には容易には適用できない。
めの色フィルタシステムは、色、若しくは、色のクロス
フェードの滑らかな変化を創造するべく、二色性フィル
タ（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｆｉｌｔｅｒ）のある種の特性
を利用する。ボムホーストに対し与えられた米国特許第
4,392,187号、第4,602,321号、および、第5,073,847号
におけるように、二色性フィルタを旋回させることが、
フィルタへの光ビームの入射角を変化させ、色の色相お
よび彩度を連続的に変化させる。これらの色フィルタシ
ステムは、投光照明設備内で相当の容積を占め、スポッ
ト投光照明設備には容易には適用できない。
【０００５】滑らかで、均一に着色された光ビームを投
影する充分にクロスフェード可能な色混合システムを持
ったスポット投光照明設備は、長い間、多くの照明製造
業者の目標であった。ルクレルク（Leclerq）は、米国
特許第4,745,531号において、全てのレンズ素子の下流
の投光照明設備の出口開口の上に通常置かれる伝統的な
ゼラチンまたはプラスチック「ゲル」色フィルタに関す
る問題を簡潔に述べている。そのような色フィルタがス
ポットライトの光ビームを部分的に遮ると、ビームの一
部のみ、即ち、フィルタを通過するビームの部分のみが
着色される。光スポットは、その時、部分的に着色さ
れ、部分的に白い。投影された光スポットで着色光と白
色光の均一な混合を有することが望ましい。ルクレルク
は、このことを達成すると主張する色フィルタ装置を開
示しているが、その開示からは、これが達成される方法
は認識できない。
影する充分にクロスフェード可能な色混合システムを持
ったスポット投光照明設備は、長い間、多くの照明製造
業者の目標であった。ルクレルク（Leclerq）は、米国
特許第4,745,531号において、全てのレンズ素子の下流
の投光照明設備の出口開口の上に通常置かれる伝統的な
ゼラチンまたはプラスチック「ゲル」色フィルタに関す
る問題を簡潔に述べている。そのような色フィルタがス
ポットライトの光ビームを部分的に遮ると、ビームの一
部のみ、即ち、フィルタを通過するビームの部分のみが
着色される。光スポットは、その時、部分的に着色さ
れ、部分的に白い。投影された光スポットで着色光と白
色光の均一な混合を有することが望ましい。ルクレルク
は、このことを達成すると主張する色フィルタ装置を開
示しているが、その開示からは、これが達成される方法
は認識できない。
【０００６】カラハン（Callahan）に対し与えられた米
国特許第4,894,760号は、異なる色に着色された光を、
変化する比率で付加的に混合することによって光ビーム
の見かけ上の色を変化させる単一の、移動可能な、多重
フィルタレイを使用した色混合光設備を開示している。
カラハンは、フィルタレイを、２つのレンズ素子間の
「過焦点領域」、即ち、光ビームを横切る平面内の与え
られた点を通過する光線が、対象を照明する所でのビー
ムを横切って均一に分布する光路内の位置に配置するこ
とによって、異なる色に着色された光の望ましい均一混
合を達成しようと試みている。このアプローチは、理論
的には、色のある程度の統合をもたらすが、実験は、現
実的な制限がこれを問題の理想に達しない解決にするこ
とを証明している。例えば、「過焦点領域」の理論的な
平面は、系の光軸に沿った無視し得る深さを持ってお
り、そのことが、色フィルタの同一平面アレイの正確な
配置を非常に重大にする。フィルタレイがこの理論的平
面から遠ざかるように移動するにつれて、色統合の質は
急速に悪化する。更に、レンズ設計の現実的な制限は、
「過焦点領域」の理論的な平面を非平面にし、従って、
平面フィルタ素子と一緒に有効に使用することを不可能
にする像面湾曲のような収差を頻繁にもたらす。このよ
うな過焦点領域の使用は、非平面運動の範囲内に正確に
置かれる非平面フィルタレイを必要とするであろう。
国特許第4,894,760号は、異なる色に着色された光を、
変化する比率で付加的に混合することによって光ビーム
の見かけ上の色を変化させる単一の、移動可能な、多重
フィルタレイを使用した色混合光設備を開示している。
カラハンは、フィルタレイを、２つのレンズ素子間の
「過焦点領域」、即ち、光ビームを横切る平面内の与え
られた点を通過する光線が、対象を照明する所でのビー
ムを横切って均一に分布する光路内の位置に配置するこ
とによって、異なる色に着色された光の望ましい均一混
合を達成しようと試みている。このアプローチは、理論
的には、色のある程度の統合をもたらすが、実験は、現
実的な制限がこれを問題の理想に達しない解決にするこ
とを証明している。例えば、「過焦点領域」の理論的な
平面は、系の光軸に沿った無視し得る深さを持ってお
り、そのことが、色フィルタの同一平面アレイの正確な
配置を非常に重大にする。フィルタレイがこの理論的平
面から遠ざかるように移動するにつれて、色統合の質は
急速に悪化する。更に、レンズ設計の現実的な制限は、
「過焦点領域」の理論的な平面を非平面にし、従って、
平面フィルタ素子と一緒に有効に使用することを不可能
にする像面湾曲のような収差を頻繁にもたらす。このよ
うな過焦点領域の使用は、非平面運動の範囲内に正確に
置かれる非平面フィルタレイを必要とするであろう。
【０００７】ライアン（Ryan）に対し与えられた米国特
許第5,188,452号は、光源、色フィルタセット、対物レ
ンズセット、および、色フィルタと対物レンズセットと
の間に配置された色混合チャネルを含むスポット投光照
明設備用の色混合照明アセンブリを開示している。色混
合チャネルは、反射内面を有する六角形または他の横断
面の高度に研磨された中空チューブである。チューブ
は、光の種々の原色の色混合または統合を達成するべ
く、特定の径方向および長さ方向寸法で作られている。
このチューブ状装置は開口ゲートの上流に位置し、必然
的に、全光学系に長さを付加している。このような長さ
の使用は、ズーム光学用のような他の目的のためには好
ましいことが多い。
許第5,188,452号は、光源、色フィルタセット、対物レ
ンズセット、および、色フィルタと対物レンズセットと
の間に配置された色混合チャネルを含むスポット投光照
明設備用の色混合照明アセンブリを開示している。色混
合チャネルは、反射内面を有する六角形または他の横断
面の高度に研磨された中空チューブである。チューブ
は、光の種々の原色の色混合または統合を達成するべ
く、特定の径方向および長さ方向寸法で作られている。
このチューブ状装置は開口ゲートの上流に位置し、必然
的に、全光学系に長さを付加している。このような長さ
の使用は、ズーム光学用のような他の目的のためには好
ましいことが多い。
【０００８】クラウスら（Klaus et al）に対し与えら
れた米国特許第5,790,329号は、減算色混合法を用いて
連続的に可変な光色を提供する照明目的用の色変更装置
を開示している。二色性色フィルタが、ランプの照明視
野が映し出される対物レンズ間の場所でスポットライト
の光路内に導入されている。光源の像はこの位置で相対
的に大きくなりがちである。その理由は、光ビームの直
径が、光源自体により近い、例えば、開口ゲートでの光
ビームの直径と比較して大きいからである。このこと
は、色フィルタがビーム全体をカバーするに充分なほど
大きいことを要求し、それは、二色性フィルタがそれ自
体むしろ高価であるので、付加的な出費になる。更に、
実験は、フィルタのある位置、特に、ほぼ９０％にわた
って、色統合が、ビームのある部分上の着色されたビー
ムの彩度を希釈する未濾波の白色光の特定の分布で著し
く非均一であることを証明している。このことは、色の
充分な彩度とパステル調との間の範囲における著しい非
均一な色効果を創成し、それは見ることを散漫にさせる
ため望ましくない。
れた米国特許第5,790,329号は、減算色混合法を用いて
連続的に可変な光色を提供する照明目的用の色変更装置
を開示している。二色性色フィルタが、ランプの照明視
野が映し出される対物レンズ間の場所でスポットライト
の光路内に導入されている。光源の像はこの位置で相対
的に大きくなりがちである。その理由は、光ビームの直
径が、光源自体により近い、例えば、開口ゲートでの光
ビームの直径と比較して大きいからである。このこと
は、色フィルタがビーム全体をカバーするに充分なほど
大きいことを要求し、それは、二色性フィルタがそれ自
体むしろ高価であるので、付加的な出費になる。更に、
実験は、フィルタのある位置、特に、ほぼ９０％にわた
って、色統合が、ビームのある部分上の着色されたビー
ムの彩度を希釈する未濾波の白色光の特定の分布で著し
く非均一であることを証明している。このことは、色の
充分な彩度とパステル調との間の範囲における著しい非
均一な色効果を創成し、それは見ることを散漫にさせる
ため望ましくない。
【０００９】リチャードソン（Richardson）に対し与え
られた米国特許第4,914,556号、ボムホーストら（Bomho
rst et al）に対し与えられた米国特許第5,282,121号、
ヒューレット（Hewlett）に対し与えられた米国特許第
5,426,576号、スミス（Smith）に対し与えられた米国特
許第5,515,254号、および、ボムホーストらに対し与え
られた米国特許第5,829,868号に開示されている他の技
術は、フィルタ材料、連続的に可変な色相特性フィルタ
材料、若しくは、その両方の複雑なパターニングを必要
とする。これらのタイプのフィルタは製造に費用がかか
り、関連する色変更機構を有する自動化された投光照明
設備の製造の高コスト化に寄与する。
られた米国特許第4,914,556号、ボムホーストら（Bomho
rst et al）に対し与えられた米国特許第5,282,121号、
ヒューレット（Hewlett）に対し与えられた米国特許第
5,426,576号、スミス（Smith）に対し与えられた米国特
許第5,515,254号、および、ボムホーストらに対し与え
られた米国特許第5,829,868号に開示されている他の技
術は、フィルタ材料、連続的に可変な色相特性フィルタ
材料、若しくは、その両方の複雑なパターニングを必要
とする。これらのタイプのフィルタは製造に費用がかか
り、関連する色変更機構を有する自動化された投光照明
設備の製造の高コスト化に寄与する。
【００１０】
【発明の要約】本発明の目的は、滑らかであって均一に
着色された光ビームを投影する、単純で費用効果的な色
混合システムを提供することである。
着色された光ビームを投影する、単純で費用効果的な色
混合システムを提供することである。
【００１１】本発明の一態様によれば、凹形反射器に結
合された高強度光源またはランプと、投影光学系とを有
する舞台照明具は、くっきりした開口絞りを含み、かつ
開口絞りの近くに光源の実像を形成するレンズ系内に配
置された色フィルタおよび調光システムを更に含み、色
フィルタおよび調光装置は、開口絞りの近くで、かつ光
源の実像内の空間容積を占める。色フィルタおよび調光
装置を開口絞りの近くで、かつ光源の実像によって占め
られる容積内に配置することによって、優れた色混合、
調光、および、統合が、単純な未パターニングフィルタ
および単純に成形された調光パネルを用いて達成され
る。
合された高強度光源またはランプと、投影光学系とを有
する舞台照明具は、くっきりした開口絞りを含み、かつ
開口絞りの近くに光源の実像を形成するレンズ系内に配
置された色フィルタおよび調光システムを更に含み、色
フィルタおよび調光装置は、開口絞りの近くで、かつ光
源の実像内の空間容積を占める。色フィルタおよび調光
装置を開口絞りの近くで、かつ光源の実像によって占め
られる容積内に配置することによって、優れた色混合、
調光、および、統合が、単純な未パターニングフィルタ
および単純に成形された調光パネルを用いて達成され
る。
【００１２】本発明の別の態様によれば、凹形反射器に
結合された高強度光源またはランプと、くっきりした開
口絞りを有し、かつ開口絞りの近くに光源の実像を形成
する投影レンズ系とを有する舞台照明具は、光源に隣接
して配置された色フィルタシステムを更に有し、色フィ
ルタシステムの実像が、開口絞りでの光源の実像と同空
間に広がって形成される。これは、開口絞りに形成され
る光源の実像によって占められる容積内に色フィルタシ
ステムを配置することと等しい。
結合された高強度光源またはランプと、くっきりした開
口絞りを有し、かつ開口絞りの近くに光源の実像を形成
する投影レンズ系とを有する舞台照明具は、光源に隣接
して配置された色フィルタシステムを更に有し、色フィ
ルタシステムの実像が、開口絞りでの光源の実像と同空
間に広がって形成される。これは、開口絞りに形成され
る光源の実像によって占められる容積内に色フィルタシ
ステムを配置することと等しい。
【００１３】本発明の更なる態様によれば、色フィルタ
システムに含まれる拡散ガラス素子が、連続的に可変な
方法で、スポットライト動作をウォッシュライト動作に
効果的に変換する。
システムに含まれる拡散ガラス素子が、連続的に可変な
方法で、スポットライト動作をウォッシュライト動作に
効果的に変換する。
【００１４】
【発明を実施するための好適な実施態様】図１に示すよ
うに、本発明の照明具は、照明システム１０、リレーレ
ンズ群２０、レンズ群内のある位置に配置された色シス
テム３０とを含む。照明システム１０は、凹形反射器２
と結合されたランプ１からなる光源１２を含む。光源１
２は、対象物平面１４に配置された対象物３を照明す
る。対象物３は、単純には、視野絞り板５内の開口４で
あってよいし、対象物平面に配置された光パターン発生
器であってもよい。リレーレンズ群２０は、対象物平面
に配置された明るく照明された対象物の像６を中継し、
リレーレンズ群の下流にある距離が離れた像平面１８に
前記像を形成する。リレーレンズ群２０内には、色シス
テム３０がそこに有利に配置される開口絞り１６があ
る。
うに、本発明の照明具は、照明システム１０、リレーレ
ンズ群２０、レンズ群内のある位置に配置された色シス
テム３０とを含む。照明システム１０は、凹形反射器２
と結合されたランプ１からなる光源１２を含む。光源１
２は、対象物平面１４に配置された対象物３を照明す
る。対象物３は、単純には、視野絞り板５内の開口４で
あってよいし、対象物平面に配置された光パターン発生
器であってもよい。リレーレンズ群２０は、対象物平面
に配置された明るく照明された対象物の像６を中継し、
リレーレンズ群の下流にある距離が離れた像平面１８に
前記像を形成する。リレーレンズ群２０内には、色シス
テム３０がそこに有利に配置される開口絞り１６があ
る。
【００１５】色混合および開口絞り 一次レンズ設計では、２本の光線がレンズ系を通して追
跡されてその性能が決定される。光学系内に一つの平面
を規定するこれらの光線は主光線および縁光線と呼ばれ
る。図２に示すように、主光線２１は対象物３の頂部で
生じ、開口絞り１６の中心を通過するが、縁光線２２は
対象物の中心で生じ、開口絞り１６の縁を通過する。主
光線と縁光線で規定される平面内のいかなる光線も、主
光線と縁光線の線形重ね合わせから形成することができ
る。したがって、主光線と縁光線は、光学系内の単一平
面内を伝播する如何なる光線の挙動を予測する。
跡されてその性能が決定される。光学系内に一つの平面
を規定するこれらの光線は主光線および縁光線と呼ばれ
る。図２に示すように、主光線２１は対象物３の頂部で
生じ、開口絞り１６の中心を通過するが、縁光線２２は
対象物の中心で生じ、開口絞り１６の縁を通過する。主
光線と縁光線で規定される平面内のいかなる光線も、主
光線と縁光線の線形重ね合わせから形成することができ
る。したがって、主光線と縁光線は、光学系内の単一平
面内を伝播する如何なる光線の挙動を予測する。
【００１６】図２は、内部開口絞りを備えたリレーレン
ズ群を示している。開口絞り１６内のどの点を通過する
光線も、対象物３の全体上および像６の全体上に写像さ
れることに留意すべきである。開口絞り内のすべての点
が対象物３の全体および像６の全体を「見る」。こうし
て、開口絞りは投影像の大きさを限定しない。それは、
光学系を通過し得る光線の角度を限定することによっ
て、単に、光学系を通って伝播する光量を限定するのみ
である。
ズ群を示している。開口絞り１６内のどの点を通過する
光線も、対象物３の全体上および像６の全体上に写像さ
れることに留意すべきである。開口絞り内のすべての点
が対象物３の全体および像６の全体を「見る」。こうし
て、開口絞りは投影像の大きさを限定しない。それは、
光学系を通過し得る光線の角度を限定することによっ
て、単に、光学系を通って伝播する光量を限定するのみ
である。
【００１７】図２に示すように、３つの円錐光線が開口
絞りを通過する。軸円錐は、開口絞りの中心にある頂点
を通過する光線２１、２３がその境界となる（図２
Ｂ）。頂部円錐は、開口絞りの頂部にある頂点を通過す
る光線２４、２５がその境界となる（図２Ａ）。底部円
錐は、開口絞りの底部にある頂点を通過する光線２６、
２７がその境界となる（図２Ｃ）。投影像の全体を覆う
３つの像が、３つの円錐を境界とする光線から形成され
得る。３つの円錐の各々は開口絞り内に１つの頂点を持
つ。色フィルタ３１が頂部光線円錐の頂点に置かれれ
ば、この点を通過する光線は、全体が着色された像を生
じる。他の２つの頂点を通過する光は、一対の白色像を
生じる。３つの像は互いの上にあり、その完全な像は色
合いを持つが、完全には彩色されない。最終的な像の色
の純度または彩度は、色フィルタによって覆われる開口
絞りのパーセンテージに依存する。したがって、開口絞
りは、色混合システム用の配置として十分適している。
絞りを通過する。軸円錐は、開口絞りの中心にある頂点
を通過する光線２１、２３がその境界となる（図２
Ｂ）。頂部円錐は、開口絞りの頂部にある頂点を通過す
る光線２４、２５がその境界となる（図２Ａ）。底部円
錐は、開口絞りの底部にある頂点を通過する光線２６、
２７がその境界となる（図２Ｃ）。投影像の全体を覆う
３つの像が、３つの円錐を境界とする光線から形成され
得る。３つの円錐の各々は開口絞り内に１つの頂点を持
つ。色フィルタ３１が頂部光線円錐の頂点に置かれれ
ば、この点を通過する光線は、全体が着色された像を生
じる。他の２つの頂点を通過する光は、一対の白色像を
生じる。３つの像は互いの上にあり、その完全な像は色
合いを持つが、完全には彩色されない。最終的な像の色
の純度または彩度は、色フィルタによって覆われる開口
絞りのパーセンテージに依存する。したがって、開口絞
りは、色混合システム用の配置として十分適している。
【００１８】比較のために、図３は、対象物の上半分に
置かれた色フィルタ３２を示している。これは２色の像
を生じる。像の着色部分は色フィルタの特性を持ち、未
着色の部分は白い。推測されるであろうように、図２お
よび図３は、この状態の両極端を例示している。開口絞
りの平面以外のいかなる平面内に色フィルタを置いた場
合も、その結果は、不均一な色を持った像となる。不均
一の度合いは、開口絞りからの距離が大きくなるに従っ
て増大する。
置かれた色フィルタ３２を示している。これは２色の像
を生じる。像の着色部分は色フィルタの特性を持ち、未
着色の部分は白い。推測されるであろうように、図２お
よび図３は、この状態の両極端を例示している。開口絞
りの平面以外のいかなる平面内に色フィルタを置いた場
合も、その結果は、不均一な色を持った像となる。不均
一の度合いは、開口絞りからの距離が大きくなるに従っ
て増大する。
【００１９】実際的な考察 実験作業は、色システムを開口絞りの近くに置くことが
合理的にうまく作用することを証明している。しかしな
がら、着色像の均一性はレンズ設計にも依存し、また、
光を対象物まで導くために使用される照明システムにも
依存する。特に、レンズ内の収差が、投影ビームの色統
合に干渉する。これらの実際的な制限が、色フィルタを
単に開口絞りの近くに置くことによって適当な色統合を
達成することを不可能にする。しかしながら、色フィル
タ材料をガラス基板上でパターニングすることによっ
て、許容できる統合が達成される。そのような可変密度
ＣＹＭ色混合システムが周知であるが、そのようなパタ
ーニングされた色フィルタは高価であって望ましくな
い。したがって、許容できる統合を達成する別の方法が
望まれている。
合理的にうまく作用することを証明している。しかしな
がら、着色像の均一性はレンズ設計にも依存し、また、
光を対象物まで導くために使用される照明システムにも
依存する。特に、レンズ内の収差が、投影ビームの色統
合に干渉する。これらの実際的な制限が、色フィルタを
単に開口絞りの近くに置くことによって適当な色統合を
達成することを不可能にする。しかしながら、色フィル
タ材料をガラス基板上でパターニングすることによっ
て、許容できる統合が達成される。そのような可変密度
ＣＹＭ色混合システムが周知であるが、そのようなパタ
ーニングされた色フィルタは高価であって望ましくな
い。したがって、許容できる統合を達成する別の方法が
望まれている。
【００２０】伝統的な投影機光学 図４は、伝統的なスライド投影機システムを示してい
る。ここで、ランプ４１から放射された光は、集束レン
ズ４２によって集束され、フィルムゲート４３を通って
導かれる。システムは、ランプ４１の像４４が投射レン
ズ４５内に配置されるように設計されている。したがっ
て、ランプのフィラメントは投射ビーム中で不可視であ
り、光源内のいかなる不規則性も、単に、壁上での光量
を減少させるのみである。
る。ここで、ランプ４１から放射された光は、集束レン
ズ４２によって集束され、フィルムゲート４３を通って
導かれる。システムは、ランプ４１の像４４が投射レン
ズ４５内に配置されるように設計されている。したがっ
て、ランプのフィラメントは投射ビーム中で不可視であ
り、光源内のいかなる不規則性も、単に、壁上での光量
を減少させるのみである。
【００２１】スポット投光照明設備の投影系設計 図５は、典型的なスポット投光照明設備の投影系を示し
ている。ランプ５１と凹形反射器５２とからなる光源５
０が光線を対象物５３上に向かわせ、次いで、３素子投
射レンズ系５４が、遠隔配置されたスクリーン上に対象
物の像（図示せず）を生じさせる。典型的には、スクリ
ーンまでの距離は２０フィート以上である。
ている。ランプ５１と凹形反射器５２とからなる光源５
０が光線を対象物５３上に向かわせ、次いで、３素子投
射レンズ系５４が、遠隔配置されたスクリーン上に対象
物の像（図示せず）を生じさせる。典型的には、スクリ
ーンまでの距離は２０フィート以上である。
【００２２】投射レンズ５４は、光源５０の像５６も生
じさせる。ここで、用語「光源」は反射器５２とランプ
５１を意味する。光源５０は対象物５３の後部に配置さ
れているので、光源像５６は、投光照明設備とスクリー
ンとの間に配置される。図５に示すように、光源像は投
光照明設備の近くに配置されることが多い。
じさせる。ここで、用語「光源」は反射器５２とランプ
５１を意味する。光源５０は対象物５３の後部に配置さ
れているので、光源像５６は、投光照明設備とスクリー
ンとの間に配置される。図５に示すように、光源像は投
光照明設備の近くに配置されることが多い。
【００２３】光源像によって占められる容積は、光学列
全体における最も乱雑な光分布を含んでいる。しかしな
がら、この乱雑さは最終投影像上には写像されない。対
象物は、滑らかな分布の光で照明され、像は滑らかな分
布の光で照明される。
全体における最も乱雑な光分布を含んでいる。しかしな
がら、この乱雑さは最終投影像上には写像されない。対
象物は、滑らかな分布の光で照明され、像は滑らかな分
布の光で照明される。
【００２４】実験結果は、光源像で占められる容積内に
色混合システムを置くことが、非常に均一な色を持った
投射ビームを生じさせることを立証している。この効果
は、発明に応じて設計されたレンズ系内でこの光源像が
何を表現しているかを想起させることにより、容易に説
明することができる。光源の像は、虚像とは対照的な実
像である。したがって、着色フィルタをこの位置に置く
ことは、着色フィルタを光球の表面に置くことと等し
い。
色混合システムを置くことが、非常に均一な色を持った
投射ビームを生じさせることを立証している。この効果
は、発明に応じて設計されたレンズ系内でこの光源像が
何を表現しているかを想起させることにより、容易に説
明することができる。光源の像は、虚像とは対照的な実
像である。したがって、着色フィルタをこの位置に置く
ことは、着色フィルタを光球の表面に置くことと等し
い。
【００２５】すべての光学像は、レンズから対象物まで
の距離およびレンズの焦点距離に依存する距離で生じ
る。図６は、ランプ６１と反射器６２とからなる光源６
０、光源によって照明されるフィルムゲート等の対象物
６３、および、２つのレンズ群６５、６６からなるレン
ズ系６４を示しており、レンズ群６５、６６は各々正の
光学的パワーを有している。２つのレンズ群の間に開口
絞り６７が配置されている。光源６０の実像６８は、光
源の配置および第１のレンズ群の焦点距離のために開口
絞り６７に隣接して形成される。
の距離およびレンズの焦点距離に依存する距離で生じ
る。図６は、ランプ６１と反射器６２とからなる光源６
０、光源によって照明されるフィルムゲート等の対象物
６３、および、２つのレンズ群６５、６６からなるレン
ズ系６４を示しており、レンズ群６５、６６は各々正の
光学的パワーを有している。２つのレンズ群の間に開口
絞り６７が配置されている。光源６０の実像６８は、光
源の配置および第１のレンズ群の焦点距離のために開口
絞り６７に隣接して形成される。
【００２６】図７に示すように、第１のレンズ群６５は
短い前方焦点距離（ＦＦＬ）を有している。光源６０と
投射ゲート６３はＦＦＬの外側にある。したがって、第
１のレンズ群６５は、光源と投射ゲートの両方の実像６
８、７０を形成する。第１のレンズ群内のレンズ６５
１、６５２は、第１のレンズ群内の最後のレンズ素子６
５２と開口絞り６７との間に光源６０の実像６８を置く
べく、適当な材料、曲率、厚さ、および、間隔でもって
設計される。第１のレンズ群内のレンズは、更に、投射
ゲート６３の実像７０を開口絞り６７の外側、典型的に
は、開口絞りを１０〜２０フィート越えた所に置くよう
に設計される。
短い前方焦点距離（ＦＦＬ）を有している。光源６０と
投射ゲート６３はＦＦＬの外側にある。したがって、第
１のレンズ群６５は、光源と投射ゲートの両方の実像６
８、７０を形成する。第１のレンズ群内のレンズ６５
１、６５２は、第１のレンズ群内の最後のレンズ素子６
５２と開口絞り６７との間に光源６０の実像６８を置く
べく、適当な材料、曲率、厚さ、および、間隔でもって
設計される。第１のレンズ群内のレンズは、更に、投射
ゲート６３の実像７０を開口絞り６７の外側、典型的に
は、開口絞りを１０〜２０フィート越えた所に置くよう
に設計される。
【００２７】図８に示すように、第２のレンズ群６６
は、第１のレンズ群６５によって形成される光源６０の
実像６８が第２のレンズ群６６のＦＦＬ内にあり、かつ
第１のレンズ群６５によって形成される投射ゲート６３
の実像７０が第２のレンズ群の後方焦点距離（ＢＦＬ）
の外側にあるように設計される。第２のレンズ群６６が
正の光パワーを持っており、光源６０の実像６８がその
ＦＦＬ内にあるので、その結果、第２のレンズ群は光源
の虚像６９を形成する。この光源６０の虚像６９は、第
１のレンズ群６５によって形成される実像６８の上流で
投光照明設備内に配置され、レンズ系を通して投光照明
設備内を見ることによってのみ見ることができる。第１
のレンズ群６５によって形成される投射ゲート６３の実
像７０は第２のレンズ群６６のＢＦＬのはるか外側にあ
るので、この像７０は第２のレンズ群のための仮想的な
対象物として作用し、その結果、第２のレンズ群は正し
い位置および倍率で実像８０を形成する。したがって、
第２のレンズ群６６は、投影されない光源６０の虚像６
９と、投影される投射ゲート６３の実像８０とを形成す
る。第２のレンズ群６６は第１のレンズ群６５と連携し
て作用し、投光照明設備から適当な距離に、かつ望まし
い倍率で投射ゲート６３の実像８０を形成する。
は、第１のレンズ群６５によって形成される光源６０の
実像６８が第２のレンズ群６６のＦＦＬ内にあり、かつ
第１のレンズ群６５によって形成される投射ゲート６３
の実像７０が第２のレンズ群の後方焦点距離（ＢＦＬ）
の外側にあるように設計される。第２のレンズ群６６が
正の光パワーを持っており、光源６０の実像６８がその
ＦＦＬ内にあるので、その結果、第２のレンズ群は光源
の虚像６９を形成する。この光源６０の虚像６９は、第
１のレンズ群６５によって形成される実像６８の上流で
投光照明設備内に配置され、レンズ系を通して投光照明
設備内を見ることによってのみ見ることができる。第１
のレンズ群６５によって形成される投射ゲート６３の実
像７０は第２のレンズ群６６のＢＦＬのはるか外側にあ
るので、この像７０は第２のレンズ群のための仮想的な
対象物として作用し、その結果、第２のレンズ群は正し
い位置および倍率で実像８０を形成する。したがって、
第２のレンズ群６６は、投影されない光源６０の虚像６
９と、投影される投射ゲート６３の実像８０とを形成す
る。第２のレンズ群６６は第１のレンズ群６５と連携し
て作用し、投光照明設備から適当な距離に、かつ望まし
い倍率で投射ゲート６３の実像８０を形成する。
【００２８】このように、設計を通じて、レンズの開口
絞りの直前または直後のレンズ列内に光源の像を強制的
に位置させることが可能である。色フィルタシステムは
この配置内に置かれる。このようなレンズ設計では、開
口絞り内で起こる統合と、光源像によって占められる容
積内で起こる統合との両方が利用される。これらの２つ
の効果は、組み合わされたとき、スポット投光照明設備
における優れた色混合を生じさせる。実験によるテスト
は、このレンズ系を用いた高度に均一な色混合を立証し
ている。
絞りの直前または直後のレンズ列内に光源の像を強制的
に位置させることが可能である。色フィルタシステムは
この配置内に置かれる。このようなレンズ設計では、開
口絞り内で起こる統合と、光源像によって占められる容
積内で起こる統合との両方が利用される。これらの２つ
の効果は、組み合わされたとき、スポット投光照明設備
における優れた色混合を生じさせる。実験によるテスト
は、このレンズ系を用いた高度に均一な色混合を立証し
ている。
【００２９】色システム設計 開口絞り内のあらゆる点が対象物平面内のあらゆる点お
よび像平面内のあらゆる点を見るので、開口絞りにおい
てリレーレンズ系内に導入されたいかなるフィルタ材料
も、像平面における開口の全体にわたって統合される。
このようにして、照明システム内で明るく照明された開
口の着色されたおよび／または調光された像がスクリー
ン上に投影される。リレーレンズ群内の開口位置に導入
されたフィルタ材料の固有の統合により、米国特許第4,
914,556号に示されているようなフィルタ媒体の複雑な
統合パターンは必要ない。
よび像平面内のあらゆる点を見るので、開口絞りにおい
てリレーレンズ系内に導入されたいかなるフィルタ材料
も、像平面における開口の全体にわたって統合される。
このようにして、照明システム内で明るく照明された開
口の着色されたおよび／または調光された像がスクリー
ン上に投影される。リレーレンズ群内の開口位置に導入
されたフィルタ材料の固有の統合により、米国特許第4,
914,556号に示されているようなフィルタ媒体の複雑な
統合パターンは必要ない。
【００３０】うまく設計された投影システムは、レンズ
絞りの近くで、かつ光源像によって占められる容積内に
色フィルタを置くことを可能にする。結果は、色フィル
タ材料のパターニングを必要としない投射ビームの優れ
た色混合である。図９は、一つの可能なＣＹＭ色混合シ
ステム３０を示している。ここで、フィルタ９１、９
２、９３は指状である。各フィルタはアーム９４に取り
付けられ、更に、アーム９４はモータ（図示せず）に取
り付けられている。モータは、開口絞り６７を含む板に
取り付けられている。各フィルタはビーム内へ回転する
ので、それは、レンズの開口絞りを通過する光線部分を
着色する。像の滑らかな色混合が、色フィルタ材料のパ
ターニングを必要とせずに達成される。フィルタは、光
源像によって占められる容積内に配置されるので、フィ
ルタがビームを通過する時、フィルタの縁は不可視であ
る。
絞りの近くで、かつ光源像によって占められる容積内に
色フィルタを置くことを可能にする。結果は、色フィル
タ材料のパターニングを必要としない投射ビームの優れ
た色混合である。図９は、一つの可能なＣＹＭ色混合シ
ステム３０を示している。ここで、フィルタ９１、９
２、９３は指状である。各フィルタはアーム９４に取り
付けられ、更に、アーム９４はモータ（図示せず）に取
り付けられている。モータは、開口絞り６７を含む板に
取り付けられている。各フィルタはビーム内へ回転する
ので、それは、レンズの開口絞りを通過する光線部分を
着色する。像の滑らかな色混合が、色フィルタ材料のパ
ターニングを必要とせずに達成される。フィルタは、光
源像によって占められる容積内に配置されるので、フィ
ルタがビームを通過する時、フィルタの縁は不可視であ
る。
【００３１】調光器構成 同様に、この位置に調光器をおくことが可能である。調
光器（ｄｉｍｍｅｒ）は、それが光を着色するのではな
く、むしろさえぎることを除いて、色フィルタと同じ原
理で作用する。色フィルタと同様、調光器は、レンズ絞
りの近くで、かつ光源像によって占められる容積内に配
置される。したがって、調光器の縁は投射ビーム内で不
可視であり、調光器は、単に、投射ビーム内に存在する
光の量を制御する。図１０は、開口絞り６７を含む板に
取り付けられた鉤爪状の調光器９７を示している。
光器（ｄｉｍｍｅｒ）は、それが光を着色するのではな
く、むしろさえぎることを除いて、色フィルタと同じ原
理で作用する。色フィルタと同様、調光器は、レンズ絞
りの近くで、かつ光源像によって占められる容積内に配
置される。したがって、調光器の縁は投射ビーム内で不
可視であり、調光器は、単に、投射ビーム内に存在する
光の量を制御する。図１０は、開口絞り６７を含む板に
取り付けられた鉤爪状の調光器９７を示している。
【００３２】図１０と組み合わされた図９に示すシステ
ムが遭遇する一つの困難は、単一の鉤爪調光器９７が、
開口絞りの一方の側からの濾波された光を最初にさえぎ
り、調光器が絞りを横切って移動するに従い、徐々に、
絞りの他方の側からの光をさえぎる傾向にあることであ
る。この動作は、調光器が最初一つの色フィルタをさえ
ぎりし、次いで、徐々に、他の色フィルタをさえぎるに
従い、投影光の色を変化させる傾向にある。色の変動
は、ゆっくりしたフェードアウトの間に特に顕著になる
であろう。逆の状況が、例えば、ゆっくりしたフェード
インの間のように、調光器のブレードが開口絞りから徐
々に除去される時に起こり、そのとき、フェードインの
間の色の変動はやはり顕著になるであろう。
ムが遭遇する一つの困難は、単一の鉤爪調光器９７が、
開口絞りの一方の側からの濾波された光を最初にさえぎ
り、調光器が絞りを横切って移動するに従い、徐々に、
絞りの他方の側からの光をさえぎる傾向にあることであ
る。この動作は、調光器が最初一つの色フィルタをさえ
ぎりし、次いで、徐々に、他の色フィルタをさえぎるに
従い、投影光の色を変化させる傾向にある。色の変動
は、ゆっくりしたフェードアウトの間に特に顕著になる
であろう。逆の状況が、例えば、ゆっくりしたフェード
インの間のように、調光器のブレードが開口絞りから徐
々に除去される時に起こり、そのとき、フェードインの
間の色の変動はやはり顕著になるであろう。
【００３３】好ましい実施態様では、２つ以上の調光器
ブレードがビーム経路の周りに等間隔で取り付けられ、
ビーム経路内への、または、ビーム経路から外への整合
運動のために作動させられる。２つの調光器ブレードが
ビーム経路を横切って互いに対向して取り付けられるこ
とができ、また、３つの調光器ブレードがビーム経路の
周りに１２０°間隔で取り付けられることができる。よ
り多くの調光器ブレードが、ビーム経路の周りに等間隔
で取り付けられて用いられてもよいであろう。複数の等
間隔調光器ブレードは、調光時の色バランスを乱さな
い、若しくは、変化させないように、色フィルタセット
の各々からの濾波された光を等しくさえぎる。
ブレードがビーム経路の周りに等間隔で取り付けられ、
ビーム経路内への、または、ビーム経路から外への整合
運動のために作動させられる。２つの調光器ブレードが
ビーム経路を横切って互いに対向して取り付けられるこ
とができ、また、３つの調光器ブレードがビーム経路の
周りに１２０°間隔で取り付けられることができる。よ
り多くの調光器ブレードが、ビーム経路の周りに等間隔
で取り付けられて用いられてもよいであろう。複数の等
間隔調光器ブレードは、調光時の色バランスを乱さな
い、若しくは、変化させないように、色フィルタセット
の各々からの濾波された光を等しくさえぎる。
【００３４】直線的に作動させられる色フィルタおよび
調光器 図９を参照して上に説明されたと同じ原理を用いて、色
フィルタおよび調光器機構は、図１１に示すような直線
作動ステッパモータによっても作動させられることがで
きる。シアンフィルタ１１１、黄色フィルタ１１２、マ
ゼンタフィルタ１１３、および、緑色フィルタ１１４
が、リレーレンズ系内の開口絞り６７の周りに配置され
る。色フィルタブレードは、他の配置も可能であるが、
直交配置されてもよい。各色フィルタは、可逆モータ、
好ましくは、直線作動ステッパモータの動作によって、
徐々に、開口絞り内へ導入され、あるいは、開口絞りか
ら引き出されて、上述したように光ビームを着色する。
調光器 図９を参照して上に説明されたと同じ原理を用いて、色
フィルタおよび調光器機構は、図１１に示すような直線
作動ステッパモータによっても作動させられることがで
きる。シアンフィルタ１１１、黄色フィルタ１１２、マ
ゼンタフィルタ１１３、および、緑色フィルタ１１４
が、リレーレンズ系内の開口絞り６７の周りに配置され
る。色フィルタブレードは、他の配置も可能であるが、
直交配置されてもよい。各色フィルタは、可逆モータ、
好ましくは、直線作動ステッパモータの動作によって、
徐々に、開口絞り内へ導入され、あるいは、開口絞りか
ら引き出されて、上述したように光ビームを着色する。
【００３５】図１２および図１３に示すように、色フィ
ルタは、フィルタによって覆われる面積が移動距離に比
例して制御されるように、あるいは、色フィルタがオー
バーラップする度合いが移動距離に比例して制御される
ように設計され得る異なる形状をとってもよい。フィル
タおよび調光器の特定の構成にかかわらず、投影像は充
分に混合された均一な色を持つであろう。像の実際の色
合いおよび彩度は、フィルタおよび調光器によって占め
られる開口の面積による。図１２は、リレーレンズ系内
の開口絞り６７の周りに直交配置されたシアンフィルタ
１２１、黄色フィルタ１２２、マゼンタフィルタ１２
３、および、緑色フィルタ１２４を示している。図１３
は、リレーレンズ系内の開口絞り６７の周りに直交配置
されたシアンフィルタ１３１、黄色フィルタ１３２、マ
ゼンタフィルタ１３３、および、緑色フィルタ１３４を
示している。このように、開口絞りでの色濾波の原理
は、いかなる特定の作動手段または特定のフィルタ形状
からも独立している。
ルタは、フィルタによって覆われる面積が移動距離に比
例して制御されるように、あるいは、色フィルタがオー
バーラップする度合いが移動距離に比例して制御される
ように設計され得る異なる形状をとってもよい。フィル
タおよび調光器の特定の構成にかかわらず、投影像は充
分に混合された均一な色を持つであろう。像の実際の色
合いおよび彩度は、フィルタおよび調光器によって占め
られる開口の面積による。図１２は、リレーレンズ系内
の開口絞り６７の周りに直交配置されたシアンフィルタ
１２１、黄色フィルタ１２２、マゼンタフィルタ１２
３、および、緑色フィルタ１２４を示している。図１３
は、リレーレンズ系内の開口絞り６７の周りに直交配置
されたシアンフィルタ１３１、黄色フィルタ１３２、マ
ゼンタフィルタ１３３、および、緑色フィルタ１３４を
示している。このように、開口絞りでの色濾波の原理
は、いかなる特定の作動手段または特定のフィルタ形状
からも独立している。
【００３６】図１４および図１５に示すように、別のＣ
ＹＭ色混合システム３０を調光アイリス（図示せず）と
連携して使用して、加算および減算の色濾波の両方を得
る。図１４に示すように、シアンフィルタ１４１、黄色
フィルタ１４２、および、マゼンタフィルタ１４３が、
開口絞り６７の周りに径方向に配置されている。フィル
タは、各色フィルタが、可逆モータの動作によって徐々
に開口絞り内へ導入され、あるいは、開口絞りから引き
出されるように、上述したような並進機構内に取り付け
られ得る。色フィルタは、開口絞りの中心を通る光軸の
周りに１２０°間隔で対称的に配置される。各フィルタ
は、その先端部において、２つの先端縁がそれらの間に
１２０°の角度を持つように形成されるべく尖らされて
いる。これにより、各フィルタは、他のどの色フィルタ
とも重なることなく開口絞りの１／３を覆うことが可能
である。３つのフィルタのいずれか１つが開口絞りから
引き出されるに従い、絞りを通過する光ビームの色に対
するそのフィルタの影響は減じられ、未濾波の白色光
が、残りの２つの色の混合に加算される。これは、可変
な加算色濾波効果を生み出す。各フィルタは、また、開
口絞りの全体を覆うに充分なほど大きく、２つ以上のど
のフィルタも絞り内へ更に延びているので、フィルタ
は、その度合いを変えながら重なることにより、可変な
減算濾波効果を生み出す。例えば、図１５に示すよう
に、シアンフィルタ１４１が開口絞り６７を完全に覆
い、マゼンタフィルタ１４３が、そのシアンフィルタに
重なって開口絞りの１／３を覆い、黄色フィルタ１４２
は、シアンフィルタとマゼンタフィルタとの間の平面内
でシアンフィルタに重なっているが、しかし、開口絞り
の無視し得る部分しか覆っていない。これは、光のほぼ
２／３がシアン色であり、残りの１／３がシアン・マゼ
ンタ濾波の減算結果である加算および減算濾波効果の組
み合わせを与える。これらの２つの色領域は、レンズ系
の開口絞りで光源の実像が占める容積内に色フィルタを
配置する上述の効果により統合される。
ＹＭ色混合システム３０を調光アイリス（図示せず）と
連携して使用して、加算および減算の色濾波の両方を得
る。図１４に示すように、シアンフィルタ１４１、黄色
フィルタ１４２、および、マゼンタフィルタ１４３が、
開口絞り６７の周りに径方向に配置されている。フィル
タは、各色フィルタが、可逆モータの動作によって徐々
に開口絞り内へ導入され、あるいは、開口絞りから引き
出されるように、上述したような並進機構内に取り付け
られ得る。色フィルタは、開口絞りの中心を通る光軸の
周りに１２０°間隔で対称的に配置される。各フィルタ
は、その先端部において、２つの先端縁がそれらの間に
１２０°の角度を持つように形成されるべく尖らされて
いる。これにより、各フィルタは、他のどの色フィルタ
とも重なることなく開口絞りの１／３を覆うことが可能
である。３つのフィルタのいずれか１つが開口絞りから
引き出されるに従い、絞りを通過する光ビームの色に対
するそのフィルタの影響は減じられ、未濾波の白色光
が、残りの２つの色の混合に加算される。これは、可変
な加算色濾波効果を生み出す。各フィルタは、また、開
口絞りの全体を覆うに充分なほど大きく、２つ以上のど
のフィルタも絞り内へ更に延びているので、フィルタ
は、その度合いを変えながら重なることにより、可変な
減算濾波効果を生み出す。例えば、図１５に示すよう
に、シアンフィルタ１４１が開口絞り６７を完全に覆
い、マゼンタフィルタ１４３が、そのシアンフィルタに
重なって開口絞りの１／３を覆い、黄色フィルタ１４２
は、シアンフィルタとマゼンタフィルタとの間の平面内
でシアンフィルタに重なっているが、しかし、開口絞り
の無視し得る部分しか覆っていない。これは、光のほぼ
２／３がシアン色であり、残りの１／３がシアン・マゼ
ンタ濾波の減算結果である加算および減算濾波効果の組
み合わせを与える。これらの２つの色領域は、レンズ系
の開口絞りで光源の実像が占める容積内に色フィルタを
配置する上述の効果により統合される。
【００３７】図１６および図１７に示すように、別のＣ
ＹＭ色混合システム３０が、調光アイリス（図示せず）
と連携して使用され得る。図１６に示すように、２つの
マゼンタフィルタ１６５、１６６が開口絞り６７のそれ
ぞれ反対側に配置され、フィルタを軸Ｍ−Ｍに沿って整
合された方法で絞り内へまたは絞りから外へ動かすよう
に動作し得る並進機構内に取り付けられている。２つの
シアンフィルタ１６１、１６２が、同様に、開口絞り６
７の夫々反対側に配置され、フィルタを軸Ｃ−Ｃに沿っ
て整合された方法で絞り内へまたは絞りから外へ動かす
ように動作し得る並進機構内に取り付けられている。２
つの黄色フィルタ１６３、１６４が、同様に、開口絞り
６７の夫々反対側に配置され、フィルタを軸Ｙ−Ｙに沿
って整合された方法で絞り内へまたは絞りから外へ動か
すように動作し得る並進機構内に取り付けられている。
軸Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ、および、Ｙ−Ｙは、開口絞り６７の
中心を通る光軸の周りに１２０°間隔で配置されてい
る。図１７に示すように、色フィルタの各対は、絞り内
に同量導入される。例えば、シアンフィルタ１６１、１
６２が絞りを完全に覆っていることが示され、黄色フィ
ルタ１６３、１６４が各々絞りの等しい部分を覆ってい
ることが示され、マゼンタフィルタ１６５、１６６が各
々絞りの縁にあることが示されている。見て分かるよう
に、シアンフィルタ１６１、１６２の対はフィルタシス
テムの後部にあり、黄色フィルタ１６３、１６４の対は
中間にあり、マゼンタフィルタ１６５、１６６の対は前
部にある。各対のフィルタにおける２つのフィルタパネ
ルは、好ましくは、同一平面にあるが、しかし、フィル
タ対自体は、好ましくは、フィルタ対同士が重なること
ができるように、列をなして配置される。このフィルタ
対の対称配置は、フィルタ移動の端での色の非均一性を
更に減じることを助ける。ソロモン（Solomon）により
米国特許第4,811,182号に示されたようなアイリスタイ
プの色変更器も用いることができる。
ＹＭ色混合システム３０が、調光アイリス（図示せず）
と連携して使用され得る。図１６に示すように、２つの
マゼンタフィルタ１６５、１６６が開口絞り６７のそれ
ぞれ反対側に配置され、フィルタを軸Ｍ−Ｍに沿って整
合された方法で絞り内へまたは絞りから外へ動かすよう
に動作し得る並進機構内に取り付けられている。２つの
シアンフィルタ１６１、１６２が、同様に、開口絞り６
７の夫々反対側に配置され、フィルタを軸Ｃ−Ｃに沿っ
て整合された方法で絞り内へまたは絞りから外へ動かす
ように動作し得る並進機構内に取り付けられている。２
つの黄色フィルタ１６３、１６４が、同様に、開口絞り
６７の夫々反対側に配置され、フィルタを軸Ｙ−Ｙに沿
って整合された方法で絞り内へまたは絞りから外へ動か
すように動作し得る並進機構内に取り付けられている。
軸Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ、および、Ｙ−Ｙは、開口絞り６７の
中心を通る光軸の周りに１２０°間隔で配置されてい
る。図１７に示すように、色フィルタの各対は、絞り内
に同量導入される。例えば、シアンフィルタ１６１、１
６２が絞りを完全に覆っていることが示され、黄色フィ
ルタ１６３、１６４が各々絞りの等しい部分を覆ってい
ることが示され、マゼンタフィルタ１６５、１６６が各
々絞りの縁にあることが示されている。見て分かるよう
に、シアンフィルタ１６１、１６２の対はフィルタシス
テムの後部にあり、黄色フィルタ１６３、１６４の対は
中間にあり、マゼンタフィルタ１６５、１６６の対は前
部にある。各対のフィルタにおける２つのフィルタパネ
ルは、好ましくは、同一平面にあるが、しかし、フィル
タ対自体は、好ましくは、フィルタ対同士が重なること
ができるように、列をなして配置される。このフィルタ
対の対称配置は、フィルタ移動の端での色の非均一性を
更に減じることを助ける。ソロモン（Solomon）により
米国特許第4,811,182号に示されたようなアイリスタイ
プの色変更器も用いることができる。
【００３８】図１８に示すように、別のＣＹＭ色混合シ
ステム３０は、両端に色フィルタ材料を持ち、その中間
に透明領域を持つ２つのガラススライド板１８１、１８
２を含んでいる。ガラススライド板は、一方が他方の後
部に列をなして配置されており、スライド板を、独立に
かつ側部から側部に、開口絞り６７を通るビーム経路を
横切って、かつ光源の像６８で占められる容積内で動か
すように動作する並進機構内に取り付けられている。第
１のスライド板１８１は、透明領域１８４を中間に挟ん
で、一端にシアンフィルタ１８３を、他端にマゼンタフ
ィルタ１８５を有している。第２のスライド板１８２
は、透明領域１８７を中間に挟んで、一端にマゼンタフ
ィルタ１８６を、他端に黄色フィルタ１８８を有してい
る。この配置の特別な利点は、色フィルタの位置にかか
わらず、常に等しい量のガラスが光学系内にあることで
ある。このことは、レンズ系が、系内で累積するガラス
の厚さに特に敏感なある状況において投影像の質を向上
させ得る。システムの動作は、リチャードソンら（Rich
ardson et al）により米国特許第5,126,886号に開示さ
れたスクロール一次色変換器にある程度類似している。
しかし、本件では、リチャードソンらによって示された
ような傾斜軸をフィルタは有していない。色統合は、リ
チャードソンにより示されたような色フィルタの彩度の
変更によっては達成されず、代わりに、レンズ系の開口
絞りに位置する光源像によって占められる容積内に色フ
ィルタを配置する組み合わせ効果によって達成される。
ステム３０は、両端に色フィルタ材料を持ち、その中間
に透明領域を持つ２つのガラススライド板１８１、１８
２を含んでいる。ガラススライド板は、一方が他方の後
部に列をなして配置されており、スライド板を、独立に
かつ側部から側部に、開口絞り６７を通るビーム経路を
横切って、かつ光源の像６８で占められる容積内で動か
すように動作する並進機構内に取り付けられている。第
１のスライド板１８１は、透明領域１８４を中間に挟ん
で、一端にシアンフィルタ１８３を、他端にマゼンタフ
ィルタ１８５を有している。第２のスライド板１８２
は、透明領域１８７を中間に挟んで、一端にマゼンタフ
ィルタ１８６を、他端に黄色フィルタ１８８を有してい
る。この配置の特別な利点は、色フィルタの位置にかか
わらず、常に等しい量のガラスが光学系内にあることで
ある。このことは、レンズ系が、系内で累積するガラス
の厚さに特に敏感なある状況において投影像の質を向上
させ得る。システムの動作は、リチャードソンら（Rich
ardson et al）により米国特許第5,126,886号に開示さ
れたスクロール一次色変換器にある程度類似している。
しかし、本件では、リチャードソンらによって示された
ような傾斜軸をフィルタは有していない。色統合は、リ
チャードソンにより示されたような色フィルタの彩度の
変更によっては達成されず、代わりに、レンズ系の開口
絞りに位置する光源像によって占められる容積内に色フ
ィルタを配置する組み合わせ効果によって達成される。
【００３９】図１９に示す別の色混合システム３０は、
夫々、赤、黄色、緑、青に着色された４つの独立して移
動可能な色フィルタ板１９１〜１９４を含んでいる。こ
れらは、ライアン（Ryan）により米国特許第5,188,452
号に記載された方法で動作するが、ただし、本件の場
合、本発明の特別の光学設計によって提供される「自
由」統合のために、ライアンにより述べられた色混合チ
ャネルは不必要である。この加算システムは、赤から、
黄色、緑を通って、青までの色の滑らかなクロスフェー
ドに備え、フィルタ間の間隙による可変な彩度に備え
る。図１９に示した例では、赤色フィルタ１９１と黄色
フィルタ１９２が、各々、光源６０の実像６８によって
占められる容積内で光ビームと部分的に交差し、未濾波
の白色光のある部分が、それらのフィルタ間を通過す
る。
夫々、赤、黄色、緑、青に着色された４つの独立して移
動可能な色フィルタ板１９１〜１９４を含んでいる。こ
れらは、ライアン（Ryan）により米国特許第5,188,452
号に記載された方法で動作するが、ただし、本件の場
合、本発明の特別の光学設計によって提供される「自
由」統合のために、ライアンにより述べられた色混合チ
ャネルは不必要である。この加算システムは、赤から、
黄色、緑を通って、青までの色の滑らかなクロスフェー
ドに備え、フィルタ間の間隙による可変な彩度に備え
る。図１９に示した例では、赤色フィルタ１９１と黄色
フィルタ１９２が、各々、光源６０の実像６８によって
占められる容積内で光ビームと部分的に交差し、未濾波
の白色光のある部分が、それらのフィルタ間を通過す
る。
【００４０】図２０に示す、列をなして取り付けられた
２つのフィルタ円盤２０１、２０２からなる色混合シス
テム３０は、レンズ系の開口絞りで光源像によって占め
られる容積における利点のためにも用いられ得る。ここ
で、各フィルタ円盤は２つのフィルタ領域と１つの透明
領域を有する。第１の円盤２０１は、例えば、シアンフ
ィルタ２０３と黄色フィルタ２０４に加え、透明領域２
０５を有する。第２の円盤２０２は、例えば、マゼンタ
フィルタ２０６と緑色フィルタ２０７に加え、透明領域
２０８を有する。２つの円盤は、各円盤の一部が開口絞
り６７の全直径を覆うことができ、かつその部分が光源
像６８の容積内に配置されるかぎり、いかなる重なり方
法においても取り付けられ得る。円盤は、フィルタまた
は透明領域のいかなる比率の組み合わせでもビーム経路
内に置くことができるように、単独で、若しくは、組み
合わせて回転させられることができる。この配置でもっ
て、いくつかの加算および減算濾波効果が可能である。
例えば、マゼンタまたは緑色の減算濾波効果と共に比率
を変えながらのシアン・黄色の加算組み合わせが達成さ
れ得る。
２つのフィルタ円盤２０１、２０２からなる色混合シス
テム３０は、レンズ系の開口絞りで光源像によって占め
られる容積における利点のためにも用いられ得る。ここ
で、各フィルタ円盤は２つのフィルタ領域と１つの透明
領域を有する。第１の円盤２０１は、例えば、シアンフ
ィルタ２０３と黄色フィルタ２０４に加え、透明領域２
０５を有する。第２の円盤２０２は、例えば、マゼンタ
フィルタ２０６と緑色フィルタ２０７に加え、透明領域
２０８を有する。２つの円盤は、各円盤の一部が開口絞
り６７の全直径を覆うことができ、かつその部分が光源
像６８の容積内に配置されるかぎり、いかなる重なり方
法においても取り付けられ得る。円盤は、フィルタまた
は透明領域のいかなる比率の組み合わせでもビーム経路
内に置くことができるように、単独で、若しくは、組み
合わせて回転させられることができる。この配置でもっ
て、いくつかの加算および減算濾波効果が可能である。
例えば、マゼンタまたは緑色の減算濾波効果と共に比率
を変えながらのシアン・黄色の加算組み合わせが達成さ
れ得る。
【００４１】図２１に示す、列をなして取り付けられた
２つのフィルタ円盤２１１、２１２からなる別の色混合
システム３０が、同様に、レンズ系の開口絞りの所で光
源像によって占められる容積における利点のために用い
られ得る。ここで、各フィルタ円盤は２つのフィルタ領
域と２つの透明領域を有する。第１の円盤２１１は、例
えば、シアンフィルタ２１３とマゼンタフィルタ２１４
に加え、２つの透明領域２１５、２１６を有する。第２
の円盤２１２は、例えば、黄色フィルタ２１７とマゼン
タフィルタ２１８に加え、２つの透明領域２１９、２２
０を有する。各フィルタ領域の両側の境界が透明領域で
あるので、どちらの円盤をどちらの方向にも回転させ
て、いずれかのフィルタの相対彩度をも変更することが
容易である。複数の加算および減算組み合わせが可能で
ある。例えば、シアンフィルタ２１３が開口絞り６７の
直径の半分を覆い、黄色フィルタ２１７が残りの半分を
覆うことができる。あるいは、シアンフィルタ２１３が
開口絞りの直径の３／４を覆い、黄色フィルタ２１７が
シアンフィルタにある程度重なって、開口絞りの残りの
１／４を透明に残すこともできる。
２つのフィルタ円盤２１１、２１２からなる別の色混合
システム３０が、同様に、レンズ系の開口絞りの所で光
源像によって占められる容積における利点のために用い
られ得る。ここで、各フィルタ円盤は２つのフィルタ領
域と２つの透明領域を有する。第１の円盤２１１は、例
えば、シアンフィルタ２１３とマゼンタフィルタ２１４
に加え、２つの透明領域２１５、２１６を有する。第２
の円盤２１２は、例えば、黄色フィルタ２１７とマゼン
タフィルタ２１８に加え、２つの透明領域２１９、２２
０を有する。各フィルタ領域の両側の境界が透明領域で
あるので、どちらの円盤をどちらの方向にも回転させ
て、いずれかのフィルタの相対彩度をも変更することが
容易である。複数の加算および減算組み合わせが可能で
ある。例えば、シアンフィルタ２１３が開口絞り６７の
直径の半分を覆い、黄色フィルタ２１７が残りの半分を
覆うことができる。あるいは、シアンフィルタ２１３が
開口絞りの直径の３／４を覆い、黄色フィルタ２１７が
シアンフィルタにある程度重なって、開口絞りの残りの
１／４を透明に残すこともできる。
【００４２】旋回作動させられる色フィルタおよび調光
器 図１１〜図１７および図１９に示す色フィルタシステム
は、例えば、図９および図１０に示すような旋回作動の
方法で動作させられることもできる。特に、図１６およ
び図１７に示したものと類似のシステムは、ビーム内へ
またはビームから外へ整合的に移動する同じ色のフィル
タに対向させながらフィルタを旋回運動させることに適
合し得る。例えば、図２２に示すように、３組の色フィ
ルタ、シアンフィルタ機構２２１、黄色フィルタ機構２
２２、および、マゼンタフィルタ機構２２３が、調光機
構２２４と装置内で組み合わせられることができる。こ
こに示すような実際の装置では、モータ板アセンブリ２
２５が、フィルタ機構と調光機構を作動させるための複
数のモータを支持している。調光機構２２４はモータ板
アセンブリ２２５に取り付けられ、適当な固定具で固定
されている。スペーサ２２９が、調光機構２２４を板２
２８から分離している。フィルタ機構２２１、２２２、
２２３は板２２８に取り付けられる。別のスペーサ２２
７が、フィルタ機構を板２２６から分離している。様々
な機構、板、および、スペーサ２２１〜２２９が適当な
固定具によって一緒に固定され、光軸２３１に沿った短
い長さ寸法を持つコンパクトな装置２２０を形成してい
る。板、スペーサ、および、機構２２１〜２２９の各々
は、他の板、スペーサ、および、機構の中心開口と同心
状の中心開口２４６を有しており、全ての中心開口が光
軸に沿って整列している。
器 図１１〜図１７および図１９に示す色フィルタシステム
は、例えば、図９および図１０に示すような旋回作動の
方法で動作させられることもできる。特に、図１６およ
び図１７に示したものと類似のシステムは、ビーム内へ
またはビームから外へ整合的に移動する同じ色のフィル
タに対向させながらフィルタを旋回運動させることに適
合し得る。例えば、図２２に示すように、３組の色フィ
ルタ、シアンフィルタ機構２２１、黄色フィルタ機構２
２２、および、マゼンタフィルタ機構２２３が、調光機
構２２４と装置内で組み合わせられることができる。こ
こに示すような実際の装置では、モータ板アセンブリ２
２５が、フィルタ機構と調光機構を作動させるための複
数のモータを支持している。調光機構２２４はモータ板
アセンブリ２２５に取り付けられ、適当な固定具で固定
されている。スペーサ２２９が、調光機構２２４を板２
２８から分離している。フィルタ機構２２１、２２２、
２２３は板２２８に取り付けられる。別のスペーサ２２
７が、フィルタ機構を板２２６から分離している。様々
な機構、板、および、スペーサ２２１〜２２９が適当な
固定具によって一緒に固定され、光軸２３１に沿った短
い長さ寸法を持つコンパクトな装置２２０を形成してい
る。板、スペーサ、および、機構２２１〜２２９の各々
は、他の板、スペーサ、および、機構の中心開口と同心
状の中心開口２４６を有しており、全ての中心開口が光
軸に沿って整列している。
【００４３】代表的な色フィルタ機構２２３を図２３に
示し、調光機構２２４を図２４に示す。ここで、フィル
タは色軸Ｃ−Ｃに沿って配向されており、調光器ブレー
ドは調光軸Ｄ−Ｄに沿って配向されている。調光軸Ｄ−
Ｄは、好ましくは、調光器ブレードが色フィルタの対を
等しくさえぎるように、色軸に直交する。各色フィルタ
素子２３２が、旋回ピン２３５で支持板２３４に固定さ
れた旋回ホルダー２３３内に支持されている。旋回ホル
ダーの作動アーム部２３６は、周囲駆動リング２３８内
においてスロット２３７と係合している。内部ギア歯２
３９が、駆動ギア（図示せず）との係合のために駆動リ
ング内に形成されている。支持板２３４に形成された孔
２４０は、フィルタ機構および調光機構の各々のための
駆動ギアが、適切な駆動リングとそれらの内部ギア歯で
係合するために板を通過することを可能にしている。フ
ィルタ機構および調光機構の各々のための駆動リングは
特定の配向で機構上に組み立てられており、そのため、
内部ギア歯が適切な駆動ギアに係合する。このようにし
て、モータ板アセンブリ２２５上に取り付けられた４つ
のモータ２３０の各々が機構２２１〜２２４の一つのみ
を作動させる。
示し、調光機構２２４を図２４に示す。ここで、フィル
タは色軸Ｃ−Ｃに沿って配向されており、調光器ブレー
ドは調光軸Ｄ−Ｄに沿って配向されている。調光軸Ｄ−
Ｄは、好ましくは、調光器ブレードが色フィルタの対を
等しくさえぎるように、色軸に直交する。各色フィルタ
素子２３２が、旋回ピン２３５で支持板２３４に固定さ
れた旋回ホルダー２３３内に支持されている。旋回ホル
ダーの作動アーム部２３６は、周囲駆動リング２３８内
においてスロット２３７と係合している。内部ギア歯２
３９が、駆動ギア（図示せず）との係合のために駆動リ
ング内に形成されている。支持板２３４に形成された孔
２４０は、フィルタ機構および調光機構の各々のための
駆動ギアが、適切な駆動リングとそれらの内部ギア歯で
係合するために板を通過することを可能にしている。フ
ィルタ機構および調光機構の各々のための駆動リングは
特定の配向で機構上に組み立てられており、そのため、
内部ギア歯が適切な駆動ギアに係合する。このようにし
て、モータ板アセンブリ２２５上に取り付けられた４つ
のモータ２３０の各々が機構２２１〜２２４の一つのみ
を作動させる。
【００４４】図２４に示す調光機構２２４はフィルタ機
構２２１〜２２３に類似しており、同じように動作す
る。旋回ホルダー内に取り付けられた色フィルタ素子の
代わりに、調光機構は、旋回ピン２４３で支持板２４２
に固定された一対の不透明な調光器ブレード２４１を有
している。支持板は、調光器ブレードの動きが、光軸２
３１に関する色フィルタ素子の動きに対し直交するよう
に配向されている。
構２２１〜２２３に類似しており、同じように動作す
る。旋回ホルダー内に取り付けられた色フィルタ素子の
代わりに、調光機構は、旋回ピン２４３で支持板２４２
に固定された一対の不透明な調光器ブレード２４１を有
している。支持板は、調光器ブレードの動きが、光軸２
３１に関する色フィルタ素子の動きに対し直交するよう
に配向されている。
【００４５】図２５に示すモータ板アセンブリ２２５
は、４つのモータ２３０Ｃ、２４０Ｙ、２４０Ｍ、２４
０Ｄを含んでおり、各モータは、モータ軸２４５Ｃ、２
４５Ｙ、２４５Ｍ、２４５Ｄに取り付けられた対応する
駆動ギア２４４Ｃ、２４４Ｙ、２４４Ｍ、２４４Ｄを有
している。モータはいかなる手段ででも駆動され得る
が、フィルタ機構および調光機構の作動を遠隔制御する
ための電気制御システムを採用するのが好ましい。
は、４つのモータ２３０Ｃ、２４０Ｙ、２４０Ｍ、２４
０Ｄを含んでおり、各モータは、モータ軸２４５Ｃ、２
４５Ｙ、２４５Ｍ、２４５Ｄに取り付けられた対応する
駆動ギア２４４Ｃ、２４４Ｙ、２４４Ｍ、２４４Ｄを有
している。モータはいかなる手段ででも駆動され得る
が、フィルタ機構および調光機構の作動を遠隔制御する
ための電気制御システムを採用するのが好ましい。
【００４６】色フィルタと調光器の別の配置 リレーレンズ系の開口絞りに置かれた色フィルタは、特
に、色フィルタ素子として二色性フィルタを用いたと
き、照明システム内への望ましくない色の後方反射を示
すかもしれない。光パターン発生器が対象物平面に置か
れていれば、色フィルタからの後方反射光は再び前方に
反射され、レンズ系によって結像されて、像平面に投影
されるかもしれず、それにより、望ましい像が、迷い出
た望ましくない色で劣化させられるかもしれない。光パ
ターン発生器は、典型的には、熱吸収を最小にするため
に反射材料で構成されるので、そのような後方反射光の
再反射は、光パターン発生器の更なる処理、例えば、暗
視鏡を置いたり、あるいは、一方の側に別の反射防止表
面処理を施すことなしには避けることが困難である。
に、色フィルタ素子として二色性フィルタを用いたと
き、照明システム内への望ましくない色の後方反射を示
すかもしれない。光パターン発生器が対象物平面に置か
れていれば、色フィルタからの後方反射光は再び前方に
反射され、レンズ系によって結像されて、像平面に投影
されるかもしれず、それにより、望ましい像が、迷い出
た望ましくない色で劣化させられるかもしれない。光パ
ターン発生器は、典型的には、熱吸収を最小にするため
に反射材料で構成されるので、そのような後方反射光の
再反射は、光パターン発生器の更なる処理、例えば、暗
視鏡を置いたり、あるいは、一方の側に別の反射防止表
面処理を施すことなしには避けることが困難である。
【００４７】色フィルタからの後方反射に伴う問題は、
図２６に示すように、色システム３０を反射器１２の直
ぐ前方に配置すると解消される。この位置で、すべての
後方反射光は光源１に戻り、望ましい色の光のみが、対
象物平面１４に配置された対象物３を照明する。この位
置で、色フィルタの実像３０１が開口絞り１６に形成さ
れ、また開口絞り１６に形成される光源の実像１０１の
隣に位置する。これは、実際のフィルタを開口絞り１６
に置くことと等しく、前に説明したと全く同じである有
利な色混合が依然として起こる。反射器の前方のこの位
置で色システム機構に含まれる調光器ブレードは、ま
た、色フィルタと同じ等価な利点が得られる。更に、反
射器の前方の位置での色フィルタの配置はレンズ系内に
おいてほど重要ではない。フィルタは、光軸に対し正確
に直交する必要も、互いに平行である必要もない。ま
た、光軸に沿った長手方向配置もそれほど重要ではな
い。
図２６に示すように、色システム３０を反射器１２の直
ぐ前方に配置すると解消される。この位置で、すべての
後方反射光は光源１に戻り、望ましい色の光のみが、対
象物平面１４に配置された対象物３を照明する。この位
置で、色フィルタの実像３０１が開口絞り１６に形成さ
れ、また開口絞り１６に形成される光源の実像１０１の
隣に位置する。これは、実際のフィルタを開口絞り１６
に置くことと等しく、前に説明したと全く同じである有
利な色混合が依然として起こる。反射器の前方のこの位
置で色システム機構に含まれる調光器ブレードは、ま
た、色フィルタと同じ等価な利点が得られる。更に、反
射器の前方の位置での色フィルタの配置はレンズ系内に
おいてほど重要ではない。フィルタは、光軸に対し正確
に直交する必要も、互いに平行である必要もない。ま
た、光軸に沿った長手方向配置もそれほど重要ではな
い。
【００４８】原理の応用 実験作業は、また、付加的な効果を達成すべく、色フィ
ルタまたは調光器ブレードの代わりに、あるいは、それ
らに加えて、拡散ガラス若しくは他の拡散素子を用いる
ことができることを示している。例えば、米国特許第4,
972,306号に記載されているようなテキスチャードガラ
スパネルが、ここで説明された色フィルタ機構および調
光機構と同様に装置に使用されることができ、それら
は、照明舞台光の特性をスポット光の特性からウォッシ
ュ光の特性に変更すべく機能することができる。このよ
うな拡散ガラスが、光源像がそこに形成される光ビーム
の経路内に導入されると、光ビームの像形成の質は、舞
台光によって投影された光のエッジがはっきりとしたス
ポットが、ウォッシュ光の光特性のぼんやりした光溜り
に変換されるように徐々に乱される。拡散素子機構の中
間位置では、光ビームの周辺部ではウォッシュ光の質以
上と推測されるが、舞台光の像形成のある程度の質はな
お維持される。このような拡散装置、とりわけ、モータ
駆動化された装置の中間特性および他の動的特性は、美
術効果のために用いることができる。
ルタまたは調光器ブレードの代わりに、あるいは、それ
らに加えて、拡散ガラス若しくは他の拡散素子を用いる
ことができることを示している。例えば、米国特許第4,
972,306号に記載されているようなテキスチャードガラ
スパネルが、ここで説明された色フィルタ機構および調
光機構と同様に装置に使用されることができ、それら
は、照明舞台光の特性をスポット光の特性からウォッシ
ュ光の特性に変更すべく機能することができる。このよ
うな拡散ガラスが、光源像がそこに形成される光ビーム
の経路内に導入されると、光ビームの像形成の質は、舞
台光によって投影された光のエッジがはっきりとしたス
ポットが、ウォッシュ光の光特性のぼんやりした光溜り
に変換されるように徐々に乱される。拡散素子機構の中
間位置では、光ビームの周辺部ではウォッシュ光の質以
上と推測されるが、舞台光の像形成のある程度の質はな
お維持される。このような拡散装置、とりわけ、モータ
駆動化された装置の中間特性および他の動的特性は、美
術効果のために用いることができる。
【００４９】発明の一つの態様において示された様々な
色混合システムが、投射レンズ系の開口絞りの近くに配
置される。レンズは、光源の実像が色混合システムのそ
れと同じ容積を占めるように設計される。色フィルタ
は、単純に成形された基板上に堆積された未パターニン
グの色フィルタ材料で構成される。フィルタが光ビーム
の経路内へ移動させられる時、それらの縁は不可視であ
り、投影像は均等に着色される。機械的調光器が、同様
に、この位置に置かれることができる。
色混合システムが、投射レンズ系の開口絞りの近くに配
置される。レンズは、光源の実像が色混合システムのそ
れと同じ容積を占めるように設計される。色フィルタ
は、単純に成形された基板上に堆積された未パターニン
グの色フィルタ材料で構成される。フィルタが光ビーム
の経路内へ移動させられる時、それらの縁は不可視であ
り、投影像は均等に着色される。機械的調光器が、同様
に、この位置に置かれることができる。
【００５０】発明の別の態様では、色混合システムは、
光源と反射器の組み合わせの直ぐ前方に配置され、色フ
ィルタの実像は、投射レンズ系の開口絞りの近くの光源
の実像の上に重なる。色フィルタは、単純に成形された
基板上に堆積された未パターニングの色フィルタ材料で
構成される。フィルタが光ビームの経路内へ移動させら
れる時、それらの縁は不可視であり、投影像は均等に着
色される。機械的調光器が、同様に、この位置に置かれ
ることができる。これは、色および調光システムをレン
ズ系の開口絞りに置くことと等しく、同様の有利な色混
合が起こる。
光源と反射器の組み合わせの直ぐ前方に配置され、色フ
ィルタの実像は、投射レンズ系の開口絞りの近くの光源
の実像の上に重なる。色フィルタは、単純に成形された
基板上に堆積された未パターニングの色フィルタ材料で
構成される。フィルタが光ビームの経路内へ移動させら
れる時、それらの縁は不可視であり、投影像は均等に着
色される。機械的調光器が、同様に、この位置に置かれ
ることができる。これは、色および調光システムをレン
ズ系の開口絞りに置くことと等しく、同様の有利な色混
合が起こる。
【００５１】色混合システムは、光パターン発生器、遮
光板、または、像発生器システムを照明するための高強
度の光ビームの経路内への配置に十分適している。色混
合システムは、くっきりした開口絞りを備えたリレーレ
ンズ系を有するいかなる舞台照明具にも独立的に用いら
れ得る。
光板、または、像発生器システムを照明するための高強
度の光ビームの経路内への配置に十分適している。色混
合システムは、くっきりした開口絞りを備えたリレーレ
ンズ系を有するいかなる舞台照明具にも独立的に用いら
れ得る。
【００５２】本発明の特定の実施形態が開示されている
が、これらは、本発明の範囲を限定するように解釈され
るべきではない。発明の多くの変形が、本明細書に照ら
して当業者に明らかになるであろう。発明の範囲は、本
明細書に添付した請求の範囲によってのみ限定される。
が、これらは、本発明の範囲を限定するように解釈され
るべきではない。発明の多くの変形が、本明細書に照ら
して当業者に明らかになるであろう。発明の範囲は、本
明細書に添付した請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】レンズ内色フィルタシステム（ｉｎｔｒａ−ｌ
ｅｎｓ ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）を
含む照明光学系の概略図である。
ｅｎｓ ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）を
含む照明光学系の概略図である。
【図２Ａ】レンズ系の開口絞りに配置された色フィルタ
の有利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
の有利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
【図２Ｂ】レンズ系の開口絞りに配置された色フィルタ
の有利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
の有利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
【図２Ｃ】レンズ系の開口絞りに配置された色フィルタ
の有利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
の有利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
【図３】レンズ系の対象物平面に配置された色フィルタ
の不利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
の不利な動作を例示するリレーレンズ系の概略図であ
る。
【図４】第１の従来技術の投影光学系の概略図である。
【図５】第２の従来技術の投影光学系の概略図である。
【図６】本発明による投影光学系の概略図である。
【図７】本発明による第１のレンズ群の概略図である。
【図８】本発明による第２のレンズ群の概略図である。
【図９】ＣＹＭ色混合システムの絵画図である。
【図１０】機械的調光器の絵画図である。
【図１１】機械的調光器を備えた別の色混合システムの
絵画図である。
絵画図である。
【図１２】機械的調光器を備えた色混合システムの別の
絵画図である。
絵画図である。
【図１３】機械的調光器を備えた色混合システムの更に
別の絵画図である。
別の絵画図である。
【図１４】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図１５】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図１６】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図１７】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図１８】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図１９】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図２０】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図２１】他の色フィルタシステムの絵画図である。
【図２２】機械的調光器を備えた別の色混合システムの
絵画図である。
絵画図である。
【図２３】色フィルタ機構の絵画図である。
【図２４】機械的調光機構の絵画図である。
【図２５】モータ板アセンブリの絵画図である。
【図２６】色フィルタシステムを含む別の照明光学系の
概略図である。
概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｗ 131:406 Ｆ２１Ｍ 1/00 Ａ Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｐ 5/02 5/00 Ａ Ｆターム(参考） 2H042 AA06 AA13 AA21 2H048 AA01 AA19 AA24 AA25 AA26 AA27 2H052 BA02 BA03 BA09 BA11 3K042 AA02 AC07 BB01 BC09 BE08 CD02 3K060 AA06 CB01 CB04 EA01
Claims (44)
- 【請求項１】 光ビームを投射する光源と、 少なくとも２つのレンズ素子を含みかつ開口絞りを有
し、前記開口絞りに近接した位置に前記光源の像を形成
する投射光学系、を含む照明具。 - 【請求項２】 少なくとも２つの独立して移動可能な色
フィルタ素子を支持する色フィルタ装置を更に含み、前
記色フィルタ装置が、前記光源の前記像によって占めら
れる空間容積内で前記開口絞りの近くに配置され、前記
色フィルタ素子が、前記光ビームを横切って動くように
支持されている、請求項１記載の照明具。 - 【請求項３】 前記移動可能な色フィルタ素子の各々に
接続されたモータ駆動装置を更に含む、請求項２記載の
照明具。 - 【請求項４】 前記光源の前記像によって占められる空
間容積内で前記開口絞りの近くに配置された移動可能な
調光器素子を更に含む、請求項１記載の照明具。 - 【請求項５】 前記移動可能な調光器素子に接続された
モータ駆動装置を更に含む、請求項４記載の照明具。 - 【請求項６】 前記光源の前記像を越えて配置された少
なくとも２つのレンズ素子を有する対物レンズ群を更に
含む、請求項１記載の照明具。 - 【請求項７】 各レンズ素子が複数のレンズを含む、請
求項１記載の照明具。 - 【請求項８】 前記光源の前記像によって占められる空
間容積内で前記開口絞りの近くに配置された１個以上の
移動可能な拡散素子を更に含む、請求項１記載の照明
具。 - 【請求項９】 前記移動可能な拡散素子に接続されたモ
ータ駆動装置を更に含む、請求項８記載の照明具。 - 【請求項１０】 少なくとも２つの独立して移動可能な
色フィルタ素子を支持する色フィルタ装置を更に含み、
前記色フィルタ装置が前記光源の近くに配置され、前記
色フィルタ素子が、前記光ビームを横切って動くように
支持され、前記光学系が、前記開口絞りに近接した位置
に前記色フィルタ素子の像を形成する、請求項１記載の
照明具。 - 【請求項１１】 前記移動可能な色フィルタ素子の各々
に接続されたモータ駆動装置を更に含む、請求項１０記
載の照明具。 - 【請求項１２】 前記光源の近くに配置された移動可能
な調光器素子を更に含み、前記調光器素子が、前記光ビ
ームを横切って動くように支持され、前記光学系が、前
記開口絞りに近接した位置に前記調光器素子の像を形成
する、請求項１記載の照明具。 - 【請求項１３】 前記移動可能な調光器素子に接続され
たモータ駆動装置を更に含む、請求項１２記載の照明
具。 - 【請求項１４】 光ビームを投射する光源、 光源の像が開口絞りに創成されるように投射光を受光す
る少なくとも１つのレンズ素子を有する第１のレンズ
群、 光源により生成された投射光が開口絞りを通過した後に
その投射光を受光するための少なくとも１つのレンズ素
子を有する第２のレンズ群を含む照明具。 - 【請求項１５】 第２のレンズ素子が、上記第２のレン
ズ素子から開口絞りまでの距離よりも大きな前方焦点距
離を有している、請求項１４記載の照明具。 - 【請求項１６】 前記光源の前記像によって占められる
空間容積内へのおよび空間容積から外への移動のための
少なくとも１つの移動可能なフィルタ素子を有する開口
絞りの近くに配置された色フィルタ装置を更に含む、請
求項１４記載の照明具。 - 【請求項１７】 移動可能なフィルタ素子が、モータを
用いて並進させられる、請求項１６記載の照明具。 - 【請求項１８】 色フィルタ装置が３個の色フィルタ素
子を含む、請求項１６記載の照明具。 - 【請求項１９】 前記光源の前記像によって占められる
空間容積内へのおよび空間容積から外への移動のための
少なくとも１つの移動可能な素子を有する開口絞りの近
くに配置された調光器装置を更に含む、請求項１４記載
の照明具。 - 【請求項２０】 移動可能な素子が、モータを用いて並
進させられる、請求項１９記載の照明具。 - 【請求項２１】 前記光源の前記像によって占められる
空間容積内へのおよび空間容積から外への移動のための
少なくとも１つの移動可能な素子を有する開口絞りの近
くに配置された拡散装置を更に含む、請求項１４記載の
照明具。 - 【請求項２２】 移動可能な素子が、モータを用いて並
進させられる、請求項２１記載の照明具。 - 【請求項２３】 光源が、光ビームを指向させるための
凹形反射器を含む、請求項１４記載の照明具。 - 【請求項２４】 第２のレンズ素子の後方焦点距離が、
照明システムの標的までの距離よりも有意義に短い、請
求項１４記載の照明具。 - 【請求項２５】 第１のレンズ素子が複数のレンズを含
む、請求項１４記載の照明具。 - 【請求項２６】 第２のレンズ素子が複数のレンズを含
む、請求項１４記載の照明具。 - 【請求項２７】 前記光源の近くに配置され、かつ前記
光ビーム内へのおよび光ビームから外への移動のための
少なくとも１つの移動可能なフィルタ素子を有する色フ
ィルタ装置を更に含み、前記色フィルタ素子の像が前記
開口絞りに創られる、請求項１４記載の照明具。 - 【請求項２８】 移動可能なフィルタ素子が、モータを
用いて並進させられる、請求項２７記載の照明具。 - 【請求項２９】 色フィルタ装置が３個の色フィルタ素
子を含む、請求項２７記載の照明具。 - 【請求項３０】 前記光源の近くに配置され、かつ前記
光ビーム内へのおよび光ビームから外への移動のための
少なくとも１つの移動可能な素子を有する調光器装置を
更に含み、前記調光器の像が前記開口絞りに創成され
る、請求項１４記載の照明具。 - 【請求項３１】 移動可能な素子が、モータを用いて並
進させられる、請求項３０記載の照明具。 - 【請求項３２】 照明を与えるための方法であって、 光ビームを投射する光源を与えるステップ、 少なくとも２つのレンズ素子を含みかつ開口絞りを有
し、前記開口絞りに近接した位置に前記光源の像を形成
する投射光学系を与えるステップ、 望ましい色濃度または光強度の投射光を与えるべく、光
源の像によって占められる空間容積内における開口絞り
内へ少なくとも１つの移動可能なフィルタ素子を移動さ
せるステップを含む方法。 - 【請求項３３】 移動可能なフィルタ素子が、上記移動
可能な色フィルタ素子に接続されたモータ駆動装置を用
いて移動させられる、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３４】 １つの移動可能なフィルタ素子が色フ
ィルタ素子である、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３５】 １つの移動可能なフィルタ素子が調光
器フィルタ素子である、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３６】 １つの移動可能なフィルタ素子が拡散
素子である、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３７】 移動させるステップが、３つの相補的
な色フィルタ素子を移動させることを含む、請求項３２
記載の方法。 - 【請求項３８】 光源が、光ビームを指向させるための
凹形反射器を含む、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３９】 照明を与えるための方法であって、 光ビームを投射する光源を与えるステップ、 少なくとも２つのレンズ素子を含みかつ開口絞りを有
し、前記開口絞りに近接した位置に前記光源の像を形成
する投射光学系を与えるステップ、 少なくとも１つの移動可能なフィルタ素子を、望ましい
色濃度または光強度の投射光を与えるべくフィルタ素子
の実像が前記開口絞りに形成されるように、前記光源の
近くの位置でビーム経路内へ移動させるステップを含む
方法。 - 【請求項４０】 移動可能なフィルタ素子が、上記移動
可能な色フィルタ素子に接続されたモータ駆動装置を用
いて移動させられる、請求項３９記載の方法。 - 【請求項４１】 １つの移動可能なフィルタ素子が色フ
ィルタ素子である、請求項３９記載の方法。 - 【請求項４２】 １つの移動可能なフィルタ素子が調光
器フィルタ素子である、請求項３９記載の方法。 - 【請求項４３】 移動させるステップが、３つの相補的
な色フィルタ素子を移動させることを含む、請求項３９
記載の方法。 - 【請求項４４】 光源が、光ビームを指向させるための
凹形反射器を含む、請求項３９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/565,040 US6578987B1 (en) | 2000-05-03 | 2000-05-03 | Intra-lens color and dimming apparatus |
| US09/565040 | 2000-05-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050204A true JP2002050204A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=24256959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001134776A Pending JP2002050204A (ja) | 2000-05-03 | 2001-05-02 | レンズ内色および調光装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6578987B1 (ja) |
| EP (1) | EP1152185B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002050204A (ja) |
| DE (1) | DE60015083D1 (ja) |
| HK (1) | HK1042938A1 (ja) |
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