JP2008186653A

JP2008186653A - 照明装置

Info

Publication number: JP2008186653A
Application number: JP2007017571A
Authority: JP
Inventors: Takao Kitada; 孝雄北田; Fumiatsu Usui; 郁敦臼井; Naoto Tokuhara; 直人徳原
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】一対のフィルタ34の原点位置を自動調整でき、安定した色変換の再現精度を得られる照明装置を提供する。
【解決手段】一対のフィルタ34を光学系の光路を介して互いに対向配置する。一対のフィルタ34を一対のホルダ35で保持する。移動機構36により、一対のホルダ35を同期させて開閉移動させる。移動機構36では、一対のホルダ35を互いに接近させて当接した位置をフィルタ34の原点位置とし、フィルタ34の位置を調整する。原点位置では、一対のフィルタ34間に隙間45があり、フィルタ34同士が当接して破損するのを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、投光する光の色変換機能を有する照明装置に関する。

従来、舞台やスタジオなどの照明に使用されるムービングライトやリモコンライトを含むスポットライトなどの照明装置では、光学系の開口絞りなどに、投光する光の色変換が連続的に可能な色変換装置を備えたものがある。

この色変換装置は、主にシアン、マゼンダ、イエローなどの減色混色を利用したカラーミックス方式が用いられている。一般的なカラーミックス方式の色変換装置では、各色のフィルタをモータの駆動軸に直結して揺動させることにより光学系中に対して進退させて色変換するようにしている。

また、光学系の光軸を介して各色毎に一対のフィルタを互いに対向配置し、各色毎に一対のフィルタを開閉移動させることにより光学系中に進退させて色変換するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−５０２０４号公報（第８頁、図１６−１７）

上述した照明装置に用いられる色変換装置では、フィルタの位置精度によって色変換の再現精度に影響が生じるため、照明装置毎に色のばらつきが生じる原因となり、所望の照明演出が得られないという不具合につながることにもなる。

このようなことから、フィルタの位置精度を保つうえで移動の基準となる原点位置を精度よく調整しておくことが必要となる。そのため、色変換装置の製造上において、フィルタの原点位置を調整する調整作業を作業者が行う必要がある。また、照明装置の運用上においては、使用状況などによってフィルタの位置精度にずれが生じるおそれがあり、色変換の再現精度に影響が生じるため、運用上においても、フィルタの原点位置を調整する調整作業を作業者が行う必要がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、フィルタの原点位置の自動調整を可能とし、製造上および運用上でのフィルタの原点位置の調整作業を不要にでき、安定した色変換の再現精度を得ることができる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の照明装置は、光源と；光源の光を投光する光学系と；光学系の光路を介して互いに対向配置される一対のフィルタ、各フィルタを保持した一対のホルダ、および一対のホルダが互いに接近して当接した状態で一対のフィルタ間に隙間がある位置を原点位置として一対のホルダで保持した一対のフィルタを開閉移動させる移動機構を組とする色変換ユニットを有し、複数組の色変換ユニットが光学系の光軸方向に並列に配置された色変換装置と；を具備しているものである。

光源は、例えば、ハロゲンランプやショートアーク放電灯などのランプや発光ダイオードなどが用いられる。

光学系は、例えば、レンズや反射鏡などの光学部品を用いて光源の光を集光して投光するもので、光学系中に円形のアパーチャを有するマスクなどを配置することによってこのアパーチャの投光円を投光する。

フィルタは、例えば、透明なガラス基材にシアン、マゼンダ、イエローなどの各色のフィルタ材料を真空蒸着したダイクロイックフィルタなどが用いられる。

ホルダは、例えば、一対のフィルタの互いに対向する端面を除くフィルタの周辺部を保持し、一対のフィルタが開閉移動するようにベースなどにスライド可能に取り付けられる。一対のホルダが互いに対向する端面は一対のフィルタの互いに対向する端面よりも突出し、一対のホルダが互いに接近して当接した状態で一対のフィルタ間に隙間が生じるようにする。一対のフィルタ間の隙間は、色の混ざり具合において支障のない程度がよい。

移動機構は、例えば、１つのモータなどの駆動により一対のホルダを同期させて移動させもよいし、一対のモータなどの駆動により一対のホルダを独立して移動させてもよい。

複数組の色変換ユニットは、例えば、一対のフィルタが開閉移動する方向を同一方向として光学系の光軸方向に並列に配置しても、一対のフィルタの開閉方向が異なる方向として光学系の光軸方向に並列に配置してもよい。

一対のフィルタの原点位置は、光学系の光軸を中心とすることが好ましい。

そして、一対のホルダを互いに接近させて当接させることによりフィルタの原点位置を自動調整し、この原点位置を基準として一対のフィルタを開閉移動させる。また、原点位置では、一対のフィルタ間に隙間があり、フィルタ同士が当接して破損するなどの影響がない。

請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、移動機構は、モータ、およびモータとホルダとの間に介在してモータの回転駆動を減速させてホルダに伝達する減速手段を備えたものである。

減速手段は、例えば、モータで回転駆動するピニオンギヤとホルダ側に設けたラックギヤとによる構成、モータで回転駆動するプーリとこのプーリを含む複数のプーリに掛け回されるとともにホルダ側に連結されたベルトとによる構成などが用いられる。

そして、減速手段により、モータの回転角度に対してフィルタの開閉移動が微細となり、高い色変換の精度が得られる。

請求項３記載の照明装置は、請求項１または２記載の照明装置において、移動機構は、一対のホルダの開閉移動を同期させる同期手段を備えたものである。

同期手段は、例えば、１つのピニオンギヤに一対のホルダのラックギヤが噛合することにより、一対のホルダの開閉移動が同期する。同期手段は、減速手段と兼用してもよい。

そして、同期手段により、一対のフィルタの原点位置が一定となり、高速動作させても一対のフィルタの移動が安定する。

請求項４記載の照明装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置において、一対のフィルタの互いに対向する端面に反射防止処理が施されているものである。

反射防止処理は、例えば、フィルタの端面を黒色艶消しの塗装をする。

そして、反射防止処理により、フィルタの端面での光の反射による不要な漏れ光が減少する。

請求項１記載の照明装置によれば、光学系の光路を介して互いに対向配置される一対のフィルタを一対のホルダで保持し、これら一対のホルダを互いに接近させて当接した位置をフィルタの原点位置として開閉移動させるため、従来のような製造上や運用上でフィルタの原点位置の調整作業を作業者が行う必要がなく、フィルタの原点位置をいつでも自動調整でき、安定した色変換の再現精度を得ることができ、また、原点位置では、一対のフィルタ間に隙間があり、フィルタ同士が当接して破損するなどの影響を防止できる。

請求項２記載の照明装置によれば、請求項１記載の照明装置の効果に加えて、モータとホルダとの間に介在する減速手段でモータの回転駆動を減速させてホルダに伝達するため、フィルタの開閉移動を微細にでき、高い色変換の精度を得ることができる。

請求項３記載の照明装置によれば、請求項１または２記載の照明装置の効果に加えて、同期手段にて一対のホルダの開閉移動を同期させるため、一対のフィルタの原点位置が一定になり、高速動作させても一対のフィルタの移動が安定し、高い色変換の精度を得ることができる。

請求項４記載の照明装置によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置の効果に加えて、一対のフィルタの互いに対向する端面に反射防止処理を施しているため、そのフィルタの端面での光の反射による不要な漏れ光を減少させることができる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は照明装置の色変換装置の一対のフィルタの原点位置の正面図であり、図２は色変換装置の一対のフィルタを開いた状態の正面図であり、図３は色変換装置の断面図であり、図４は色変換装置の上層から下層の順に重ね合わされる色変換ユニットを(a)〜(d)の順に示す正面図、図５は照明装置の構成図であり、図６は色変換装置の通過する光線の説明図を示し、(a)はフィルタを通過しない場合の光線の説明図、(b)はフィルタの端面に反射防止処理を施していない場合の光線の説明図、(c)はフィルタの端面に反射防止処理を施した場合の光線の説明図である。

図５において、11は例えば舞台やスタジオなどの照明に使用されるムービングライトやリモコンライトを含むスポットライトなどの照明装置であり、この照明装置11は、照明装置本体12を有し、この照明装置本体12の前面には光を投光する投光開口13が形成されている。

照明装置本体12内には、白色光を発光する光源15、この光源15の光を投光開口13から外部へ投光する光学系16、光軸16aを中心とする投光円を形成する円形の開口部であるアパーチャ17を有しこのアパーチャ17を通じて光学系16で投光する投光円の形状を任意に可変するカッター装置18、および光学系16で投光する光の色を変換する色変換装置19が配設されている。

そして、光源15は、例えば、フィラメントである発光部15aを有するハロゲンランプが用いられ、その発光部15aが光学系16の光軸16a上に配置されている。

また、光学系16は、発光部15aを焦点として光源15の光を集光する反射鏡21、光源15の光を光軸16aに平行な概平行光とするレンズ群22、概平行光とした光の光軸16aを投光開口13へ向けて９０°変換する反射鏡23、投光用のレンズ群24，25を有している。反射鏡23とレンズ群24との間にカッター装置18が配設され、レンズ群24，25の間に色変換装置19が配設されている。投光用のレンズ群24，25の一部のレンズは光軸方向に移動し、投光円の大きさおよび焦点を調整可能としている。

また、カッター装置18は、アパーチャ17を通る光を遮光して光学系16で投光する投光円の形状を例えば三角形などの任意の形状に可変する複数のカッターを有している。なお、アパーチャ17を備えていれば、カッターなどは備えていなくてもよい。

また、図１ないし図５に示すように、色変換装置19は、照明装置本体12に取り付けられる長方形状のベース31を有し、このベース31の中央に光軸16aを中心とする円形の開口部32が形成され、この開口部32内が光学系16で投光する投光円が通過する光路となる。

ベース31の一面には、例えばシアン、マゼンダ、イエローなどの各色毎に用いられる複数の色変換ユニット33a，33b，33c，33dが光学系16の光軸方向に並列に配置されて取り付けられている。

各色変換ユニット33a，33b，33c，33dは、光学系16の光軸16aを中心として互いに対向配置される一対のフィルタ34、これらフィルタ34を保持した一対のホルダ35、およびこれら一対のホルダ35を開閉移動させる移動機構36を備えている。

一対のフィルタ34は、平板状の透明なガラス基材にシアン、マゼンダ、イエローなどの各色のフィルタ材料を真空蒸着したダイクロイックフィルタなどが用いられており、一対のフィルタ34を閉じたときにこれら一対のフィルタ34で開口部32の略全体を閉塞可能とする大きさに２分割形成されている。一対のフィルタ34の互いに対向する端面34aには、例えば黒色艶消しの塗装をするなどして光の反射を低減させた反射防止処理が施されている。

一対のホルダ35は、一対のフィルタ34の互いに対向する端面34aを除くフィルタ34の周辺部を保持する略コ字形のホルダ部39を有している。一方のホルダ35のホルダ部39の外側には光軸16aに対して反対方向へ向けてガイド部40が延設され、他方のホルダ35のホルダ部39の内側には一方のホルダ35のガイド部40の側方に対向配置されるようにガイド部41が延設されている。ホルダ部39の両側部および各ガイド部40，41には一対のフィルタ34の開閉方向に沿って長孔42が形成され、これら各長孔42がベース31に取り付けられた複数の各ガイドピン43に挿通されることにより、一対のフィルタ34が開閉移動するように一対のホルダ35がベース31にスライド可能に取り付けられている。

一対のホルダ35の互いに対向する端面には、一対のフィルタ34の互いに対向する端面34aよりも突出していて、一対のホルダ35が互いに接近移動した際に当接する当接部44が設けられている。これら一対のホルダ35の当接部44が当接した状態では、一対のフィルタ34の端面34a同士は当接せず、その一対のフィルタ34の端面34a間に隙間45が形成される。この一対のフィルタ34の端面34a間の隙間45は、フィルタ34による色の混ざり具合において支障のない程度のわずかな寸法とされている。

移動機構36には、一対のホルダ35の各ガイド部40，41の対向する縁部に設けられたラックギヤ48，49、およびこれらガイド部40，41間に回転可能に配設されて両ラックギヤ48，49に噛合するピニオンギヤ50を有するラックピニオン方式が用いられている。ベース31の他面にはピニオンギヤ50を回転駆動する例えばパルスモータなどのモータ51が取り付けられている。モータ51の駆動により、一対のホルダ35が互いに接近して当接した状態で一対のフィルタ34間に隙間45がある位置を原点位置として、一対のホルダ35で保持した一対のフィルタ34を開閉移動させる。モータ51は、図示しない制御装置によって制御される。一対のフィルタ34の原点位置は、光学系16の光軸16aを中心としている。

ラックギヤ48，49およびピニオンギヤ50を用いたラックピニオン方式により、モータ51の回転駆動を減速させて一対のホルダ35に伝達する減速手段52、および一対のホルダ35の開閉移動を同期させる同期手段53が構成されている。

そして、各色変換ユニット33a，33b，33c，33dとも、同形状のフィルタ34や各ホルダ35が用いられる。ベース31には、各色変換ユニット33a，33b，33c，33d毎にホルダ35の表裏面の向きを変えたりガイド部40，41が延設される方向の向きを変えるなどして、ベース31の四隅にピニオンギヤ50およびモータ51がそれぞれ配置されるようにずらして、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dが光学系16の光軸方向に並列に配置されて取り付けられている。すなわち、図４に示すように、ベース31に対して、図４(d)の下層の色変換ユニット33dから、図４(c)(b)(a)の順に上層の色変換ユニット33c，33b，33aを重ね合わせることにより、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dが光学系16の光軸方向に並列に配置されて取り付けられている。したがって、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dの一対のフィルタ34の開閉方向は同一方向とし、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dとも独立して一対のフィルタ34を開閉移動可能としている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

光源15の点灯により、発光部15aから放射された光が、反射鏡21で反射し、レンズ群22に入射し、反射鏡23で反射し、カッター装置18、アパーチャ17、レンズ群24、色変換装置19およびレンズ群25を経て照明装置本体12の投光開口13から投光される。

このとき、カッター装置18において、カッターを光学系16の光路から退避させていればアパーチャ17の形状に対応した投光円が投光され、カッターを光学系16の光路に進入させていれば例えば三角形などの任意の形状とした光が投光される。

また、色変換装置19において、各色変換ユニット33a，33b，33c，33dの一対のフィルタ34が光学系16の光路から退避させていれば光源15の発光色に対応した白色光が投光され、設定に応じて各色変換ユニット33a，33b，33c，33dの一対のフィルタ34が光学系16の光路に進入されることにより設定された色に変換されて投光される。

この色変換装置19では、各色変換ユニット33a，33b，33c，33dのモータ51の駆動により、ピニオンギヤ50が回転し、このピニオンギヤ50の回転角度に相応したピッチ円周長分だけ各ラック48，49が移動するため、一対のホルダ35が同期して互いに開閉移動し、一対のフィルタ34が光学系16の光路に進入する量が調整される。４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dの一対のフィルタ34が光学系16の光路に進入する量が調整されるにより、例えばシアン、マゼンダ、イエローなどの減色混色を利用したカラーミックス方式で設定された色に無段階に変換する。

そして、色変換ユニット33a，33b，33c，33dでは、制御装置による制御により、一対のホルダ35を互いに接近させて当接した位置を一対のフィルタ34の原点位置とし、この原点位置を基準として一対のフィルタ34を開閉移動させる。そのため、従来のような製造上や運用上でのフィルタの原点位置の作業者による調整作業が不要で、例えば照明装置11の使用開始毎、一定時間使用後、一定期間毎などのタイミングで、フィルタ34の原点位置を自動調整でき、安定した色変換の再現精度を得ることができる。

しかも、原点位置では、一対のフィルタ34間に隙間45があり、フィルタ34同士が当接して破損するのを防止できる。

また、モータ51とホルダ35との間に介在する減速手段52でモータ51の回転駆動を減速させてホルダ35に伝達するため、フィルタ34の開閉移動量を微細に調整でき、高い色変換の精度を得ることができる。例えば、本実施の形態において、ピニオンギヤ50の直径を２０ｍｍとすると、モータ51（５相ステッピングモータの場合）の分解能は、２０×３．１４÷３６０×０．７２＝０．１２ｍｍとなる。従来の比較例として、フィルタをモータの駆動軸に直結して揺動させることにより光路に対して進退させる構造の場合、光軸から駆動軸までの距離を１００ｍｍとすると、モータ（５相ステッピングモータの場合）の分解能は、２×１００×３．１４÷３６０×０．７２＝１．２６ｍｍとなる。したがって、本実施の形態では、従来に比べて約１０倍の精度でフィルタ34の開閉移動量を微細に調整でき、高い色変換の精度を得ることができる。

さらに、同期手段53にて一対のホルダ35の開閉移動を同期させるため、一対のフィルタ34の原点位置が一定になり、高速動作させても一対のフィルタ34の移動が安定し、高い色変換の精度を得ることができる。

また、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dの一対のフィルタ34の開閉方向を同一方向としているため、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dにおいて一対のホルダ35のスライドをガイドするガイドピン43などを共用することができ、構造を簡素化できるとともに小形にできる。

また、一対のフィルタ34の互いに対向する端面34aに反射防止処理を施しているため、そのフィルタ34の端面34aでの光の反射による不要な漏れ光を減少させることができる。すなわち、図６(a)のように、フィルタ34を光路に進入させていない場合には、投光円が投光される。図６(b)のように、フィルタ34を光路に進入させた場合でフィルタ34の端面34aに反射防止処理を施していない場合には、光がフィルタ34の端面34aで反射し、投光円以外に漏れ光が投光されてしまう。図６(c)のように、フィルタ34を光路に進入させた場合でフィルタ34の端面34aに反射防止処理を施している場合には、光がフィルタ34の端面34aで反射するのが低減され、投光円以外の漏れ光を低減できる。

なお、移動機構36は、ラックピニオン方式に限らず、モータで回転駆動するプーリとこのプーリを含む複数のプーリに掛け回されるとともにホルダ側に連結されたベルトとによるベルト方式を用いてもよい。減速手段52および同期手段53も同様となる。

また、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dの一対のフィルタ34の開閉方向を、同一方向としたが、９０°交差する方向に異なるようにしてもよい。例えば、４組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dを２つ用意してそれらを９０°交差するように配設すれば、８組の色変換ユニット33a，33b，33c，33dを具備でき、多様な色変換の再現精度を得ることができる。

本発明の一実施の形態を示す照明装置の色変換装置の一対のフィルタの原点位置の正面図である。同上色変換装置の一対のフィルタを開いた状態の正面図である。同上色変換装置の断面図である。同上色変換装置の上層から下層の順に重ね合わされる色変換ユニットを(a)〜(d)の順に示す正面図である。同上照明装置の構成図である。同上色変換装置の通過する光線の説明図を示し、(a)はフィルタを光路に進入させていない場合の光線の説明図、(b)はフィルタを光路に進入させた場合でフィルタの端面に反射防止処理を施している場合の光線の説明図、(c)はフィルタを光路に進入させた場合でフィルタの端面に反射防止処理を施している場合の光線の説明図である。

符号の説明

11 照明装置
15 光源
16 光学系
16a 光軸
19 色変換装置
33a，33b，33c，33d 色変換ユニット
34 フィルタ
35 ホルダ
36 移動機構
45 隙間
51 モータ
52 減速手段
53 同期手段

Claims

光源と；
光源の光を投光する光学系と；
光学系の光路を介して互いに対向配置される一対のフィルタ、各フィルタを保持した一対のホルダ、および一対のホルダが互いに接近して当接した状態で一対のフィルタ間に隙間がある位置を原点位置として一対のホルダで保持した一対のフィルタを開閉移動させる移動機構を組とする色変換ユニットを有し、複数組の色変換ユニットが光学系の光軸方向に並列に配置された色変換装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
移動機構は、モータ、およびモータとホルダとの間に介在してモータの回転駆動を減速させてホルダに伝達する減速手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
移動機構は、一対のホルダの開閉移動を同期させる同期手段を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
一対のフィルタの互いに対向する端面に反射防止処理が施されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。