JP2002324410A - フレネルレンズライト用、特にスポットライトあるいはフラッドライト用光学系 - Google Patents
フレネルレンズライト用、特にスポットライトあるいはフラッドライト用光学系Info
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- F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios
Abstract
に光効率が改善されたフレネルレンズライト用、特にス
ポットライトあるいはフラッドライト用の改善された光
学系を提供する。 【解決手段】 本発明はフレネルレンズ用光学系に関す
る。このフレネルレンズ用光学系は、楕円反射器
(1)、光源(2)及び少なくとも1つのフレネルレン
ズ(3)から構成され、前記少なくとも1つのフレネル
レンズ(3)と前記楕円反射器(1)との間の距離
(a)が、前記光源(2)と前記楕円反射器(1)との
間の距離(b)に所定の関係に従って関連し、フレネル
レンズライトの伝播光ビーム用の所定の口径角度により
測定される。
Description
及び少なくとも1つのフレネルレンズを備えた、フレネ
ルレンズライト用、特にスポットライトあるいはフラッ
ドライト(投光)用光学系に関する。
は、照明工学関連部品として光源、フレネルレンズ、及
び球面補助反射器を有する。光源のフィラメントは該球
面補助反射器の焦点に実質的に変えられないで配置され
ている。そのために、光源から放射された光の一部が反
射してその光源に戻り、光の前方に光を補助している。
フレネルレンズは前方に放射された光を集束させる。こ
の集束の程度はフレネルレンズと光源との間の距離によ
る。フィラメントがフレネルレンズの焦点にあれば、最
も細い光ビームが生じ、あるいは伝播する。その場合、
スポットライトとして公知の準平行ビームが得られる。
フレネルレンズと光源との間の距離を短縮することによ
り伝播光ビームの開口角度が連続的に増大する。その場
合、フラッドライトとも呼ばれる発散ビームが得られ
る。このタイプの光は、フレネルレンズが比較的小さな
角度幅にわたってのみ光源から受光するために、特にス
ポットライトの場合に光効率が悪いという欠点がある。
さらに、球面反射器で反射した光の大部分が光源のフィ
ラメントに当たり、そこで吸収され、さらにフィラメン
トを加熱することが欠点である。
領域の光強度の均一性を維持すると同時に光効率が改善
されたフレネルレンズライト用、特にスポットライトあ
るいはフラッドライト用の改善された光学系を提供する
ことである。
ンズの光学系は、楕円反射器、光源及び少なくとも1つ
のフレネルレンズから構成され、少なくとも一つのフレ
ネルレンズと反射器との間の距離は、光源と反射器との
間の距離は一定の関係があるようにされ、それは光源か
ら伝播される光ビームの所定のあるいは予め決められた
口径角度によって決定される。特にスポットライト及び
フラッドライト用途の光効率の明確な改善が、本発明の
光学系により達成される。それと同時に照明領域の光強
度の均一性が、特に好ましい実施形態により維持され
る。本発明によれば、楕円反射器にはより大きな口径が
備える。光源のフィラメントが、楕円反射器の、反射器
頂点に最も近い第1焦点に配置されれば、スポットライ
トが得られる。この反射器で反射した光は、その後、反
射器頂点から最も遠い楕円反射器の第2焦点に略完全に
集束される。該反射器に最も近い第1焦点に配置された
フィラメントは、その反射器から離れた第2焦点に結像
される。従って、反射光はフィラメントには当たらな
い。そしてフレネルレンズは、フレネルレンズの焦点が
楕円反射器の第2焦点に合致するように配置される。フ
レネルレンズは、反射器及びフレネルレンズの口径角度
の適切な選択によって反射器で反射した光の略全てを受
光する。その後、フレネルレンズは前向きスポットライ
トを発生させる。光効率あるいは歩留まりは、従来のフ
レネルレンズライト用光学系の場合よりかなり大きい。
反射器までのフレネルレンズの距離が適切なやり方で変
えられれば、フレネルレンズから伝播された光ビームの
口径角度を任意に大きくすることができる。光強度の一
様性に関して従来のフレネルレンズライトの良好な特性
を維持できるように、これらの間隔又は距離の変更が適
切な条件下で行なわれなければならない。本発明の1つ
の実施形態によれば、上記楕円反射器は金属又は透明材
料から好適に作られる。これにはガラス及び高分子材料
の使用が好ましい。反射器の両面の一方には反射面を形
成するために薄い層の系が設けられる。この特徴のため
に入射輻射線の可視部分は反射されるが、可視範囲から
外れた入射輻射線、特に熱線の部分は反射器を通過す
る。
いて、楕円反射器の光反射面は光を分散するように構成
され、フレネルレンズの1つ、又は2つの表面は光を分
散するようには構成されない。照明領域の照度はこの構
成のためにさらに一様である。上記フレネルレンズ用光
学系の別の好ましい実施形態においては、フレネルレン
ズの表面の少なくとも一方が光を分散するように構成さ
れ、反射器の光反射面は光を分散するように構成されな
い。照明領域の照度はこの構成のためにより一様であ
る。本発明に係る光学系は、映画、ステージ、スタジオ
及び写真術用のライトに有効である。本発明の目的、特
徴、利点は、添付図面を参照して、以下の好ましい実施
形態の説明により、より詳細に説明する。
ために配置されるフレネルレンズライト用の本発明に係
る光学系を示している。この光学系は楕円(長円)反射
器1、光源2及びフレネルレンズ3を有する。この光源
から伝播される光ビームが模式的に示されている。フレ
ネルレンズ3と反射器1の先端Eとの間の距離a及び光
源2と反射器1の頂点Vとの間の距離bを図面に示す。
スポットライト構成は、光源2のフィラメントが、楕円
反射器1の、この反射器に最も近い第1焦点F1に配置
されたときに確立される。反射器1から反射された光
は、楕円反射器1の、該反射器から離れたあるいは最も
遠い第2焦点F2に殆ど完全に集束される。反射器1に
最も近い第1焦点F1に配置された光源2のフィラメン
トは、反射器から最も遠い第2焦点F2に実際には結像
される。
るために配置されるフレネルレンズライト用の本発明に
係る光学系を示している。この構造は図1に示した光学
系の構造に対応している。フレネルレンズ3から伝播さ
れた光ビームの口径角度は、光源2と楕円反射器1の頂
点Vとの間の距離bと、フレネルレンズ3と楕円反射器
1の先端Eとの間の距離aを変えることにより任意に大
きくすることができる。照度の一様性が維持されるよう
に、適切な拘束装置(図1及び図2には図示せず)によ
りこのような距離の変更が行なわれる。光源2は反射器
側の第1焦点F1の外部に配置される。フレネルレンズ
の焦点F3は楕円反射器1のその反射器から最も遠い又
は離れた第2焦点F2に合致しない。
ポットライトあるいはフラッドライト用の光学系に具体
化されるように例示され、説明されたが、本発明の趣旨
から何ら逸脱することなく種々の改良と変更が実施され
るため、図示された詳細に限定されるものではない。他
の分析が無くとも、前述の説明は本発明の要旨を十分に
示しているので、従来技術の観点からこの発明の一般的
あるいは特殊な面の基本的な特性をかなり構成する特徴
を省略することなく現在の知識を適用することで本発明
を他人が種々の用途に容易に利用できるだろう。
イト用光学系の1つの実施形態の概略図である。
イト用光学系の他の実施形態の概略図である。
1焦点、F2…第2焦点、E…反射器の先端、V…反射
器の頂点。
Claims (14)
- 【請求項1】 フレネルレンズ用光学系であって、前記
光学系は、楕円反射器(1)、光源(2)及び少なくと
も1つのフレネルレンズ(3)から構成され、前記少な
くとも1つのフレネルレンズ(3)と前記楕円反射器
(1)との間の距離(a)が、前記光源(2)と前記楕
円反射器(1)との間の距離(b)に所定の関係とさ
れ、そして、フレネルレンズライトの伝播光ビーム用の
所定の口径角度により決定されることを特徴とするフレ
ネルレンズ用光学系。 - 【請求項2】 前記距離(b)が、前記楕円反射器
(1)の頂点(V)の方へ又はそれから離れるように前
記光源(2)を移動させることにより設定されることを
特徴とする請求項1記載の光学系。 - 【請求項3】 前記楕円反射器(1)が金属材料又は透
明材料から構成されることを特徴とする請求項1記載の
光学系。 - 【請求項4】 前記楕円反射器(1)がその両側にそれ
ぞれ表面を有し、前記表面の少なくとも一方には複数の
薄い層が設けられることを特徴とする請求項3記載の光
学系。 - 【請求項5】 前記楕円反射器の前記表面の一方が、前
記少なくとも1つのフレネルレンズに面し、光反射用表
面であり、前記光反射用表面は入射光を分散するように
構成され、前記少なくとも1つのフレネルレンズの1つ
又は2つの表面は、前記少なくとも1つのフレネルレン
ズに当たる光を分散するように構成されないことを特徴
とする請求項4記載の光学系。 - 【請求項6】 少なくとも一つのフレネルレンズに面す
る前記楕円反射器の前記表面の一方が、光反射用表面で
あり、前記光反射用表面は入射光を分散せず、前記入射
光を分散するように構成されず、前記少なくとも1つの
フレネルレンズの少なくとも1つの表面が、前記少なく
とも1つのフレネルレンズに当たる光を分散するように
構成されることを特徴とする請求項4記載の光学系。 - 【請求項7】 前記楕円反射器(1)は前記頂点(V)
に最も近い第1焦点(F1)と前記頂点(V)から最も
遠い第2焦点(F2)を有し、前記光源(2)はフィラ
メントを有し、前記所定の関係は、前記フィラメントが
前記第1焦点(F1)に配置され、前記第2焦点(F
2)が前記少なくとも1つのフレネルレンズの焦点(F
3)と合致することによってスポットライトを得るよう
に光源が配置されることを特徴とする請求項2記載の光
学系。 - 【請求項8】 前記楕円反射器(1)は前記頂点(V)
に最も近い第1焦点(F1)と前記頂点(V)から最も
遠い第2焦点(F2)を有し、前記光源(2)はフィラ
メントを有し、前記所定の関係は、前記フィラメントが
前記第1焦点(F1)より前記少なくとも1つのフレネ
ルレンズ(3)に近くに配置され、前記第2焦点(F
2)が前記少なくとも1つのフレネルレンズの焦点(F
3)より前記少なくとも1つのフレネルレンズ(3)に
近くすることによって、スポットライトを得るように光
源が配置されることを特徴とする請求項2記載の光学
系。 - 【請求項9】 映画、ステージ、スタジオ又は写真術用
のフレネルレンズライトであって、前記フレネルレンズ
ライトは、楕円反射器(1)、光源(2)及び少なくと
も1つのフレネルレンズ(3)を有する光学系から構成
され、前記少なくとも1つのフレネルレンズ(3)と前
記楕円反射器(1)との間の距離(a)が、前記光源
(2)と前記楕円反射器(1)との間の距離(b)に対
して、フレネルレンズライトの伝播光ビーム用の所定の
口径角度により決定される所定の関係に従って関連して
いることを特徴とするフレネルレンズライト。 - 【請求項10】 前記楕円反射器(1)は前記頂点
(V)に最も近い第1焦点(F1)と前記頂点(V)か
ら最も遠い第2焦点(F2)を有し、前記光源(2)は
フィラメントを有し、前記所定の関係は、前記フィラメ
ントが前記第1焦点(F1)に配置され、前記第2焦点
(F2)が前記少なくとも1つのフレネルレンズの焦点
(F3)と合致することによってスポットライトを得る
ように光源が配置されることを特徴とする請求項9記載
のフレネルレンズライト。 - 【請求項11】 前記楕円反射器(1)は前記頂点
(V)に最も近い第1焦点(F1)と前記頂点(V)か
ら最も遠い第2焦点(F2)を有し、前記光源(2)は
フィラメントを有し、前記所定の関係は、前記フィラメ
ントが前記第1焦点(F1)より前記少なくとも1つの
フレネルレンズ(3)に近くに配置され、前記第2焦点
(F2)が前記少なくとも1つのフレネルレンズの焦点
(F3)より前記少なくとも1つのフレネルレンズ
(3)に近くすることによって、スポットライトを得る
ように光源が配置されることを特徴とする請求項9記載
のフレネルレンズライト。 - 【請求項12】 前記楕円反射器(1)がその両側にそ
れぞれ表面を有し、前記表面の少なくとも一方には複数
の薄い層が設けられることを特徴とする請求項9記載の
フレネルレンズライト。 - 【請求項13】 前記楕円反射器の前記表面の一方が、
前記少なくとも1つのフレネルレンズに面し、光反射用
表面となり、前記光反射用表面は入射光を分散するよう
に構成され、前記少なくとも1つのフレネルレンズの1
つ又は2つの表面は、前記少なくとも1つのフレネルレ
ンズに当たる光を分散するように構成されないことを特
徴とする請求項12記載のフレネルレンズライト。 - 【請求項14】 前記楕円反射器の前記表面の一方が、
前記少なくとも1つのフレネルレンズに面し、光反射用
表面となり、前記光反射用表面は入射光を分散せず、前
記入射光を分散するために構成されず、前記少なくとも
1つのフレネルレンズの少なくとも1つの表面は、前記
少なくとも1つのフレネルレンズに当たる光を分散する
ために構成されることを特徴とする請求項12記載のフ
レネルレンズライト。
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