JP2010027612A - エフェクトスポットライト - Google Patents

Abstract

【課題】特別柔軟かつ簡単に実装可能なエフェクト照明の可能性を提供する。
【解決手段】画像形成ユニット（５）、特に画素駆動可能な画像形成ユニット（５）と、画像形成ユニット（５）に照射するための少なくとも１つの発光ダイオード（８，９，１０）を備えた少なくとも１つの光源（７）とを有するエフェクトスポットライト。
【選択図】 図１

Description

本発明はエフェクトスポットライトに関する。

静止画像または映像を写像するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）が光源として利用されるＬＥＤプロジェクターが知られている。画像を形成するのは大抵の場合マイクロミラーアレイ（”Digital Light Processing”；ＤＬＰ）素子であるが、しかし画像を形成するＬＣｏＳ素子または透過型ＬＣＤ素子も知られている。

劇場およびイベント技術からいわゆる”Moving Head”が知られており（時としてヘッド可動式スポットライト、ヘッド回転器、またはドイツ人技術者の専門用語でヴァッケルランプ（Wackellampe）（ヴァッケルアイマー(Wackeleimer)）または簡単にヴァックラー（Wackler）と称される）、これは自由に移動可能な多機能スポットライトである。可動ヘッドは１つまたは複数の軸線の周りで揺動することができ、大抵の場合色切換システムを装備している。同様に、光出射を調節することができる。可動ヘッドは３つの構造群、つまりベース（”Base”）とアームまたはヨーク（”Yoke”）とヘッド（”Head”）とから成る。ヘッド可動式スポットライトでは、照明手段を備えたスポットライトのヘッド自体が移動する。アームはベースとヘッドとの間の結合要素であり、水平方向回転運動（Pan）を実行する。さらに、アームはヘッドの垂直運動用駆動メカニズムを含む。水平方向回転運動は大抵の場合５４０°まで可能である。ヘッドは可動ヘッドの本来の投光ユニットを含み、ランプとエフェクトフィルタと光学素子とを収容している。ヘッドは揺動運動”Tilt”を、大抵の場合約２７０°の揺動角度内で実行する。この構成によってきわめて高い運動自由度が得られ、プロジェクターの光はその機械的運動自由度の枠内で取付台または設置台の場所に依存してほぼあらゆる方向を向くことができる。代表的には高い色温度および光出力を有する放電ランプが利用され、この放電ランプはダイクロイックカラーフィルタと組合せて光輝く色を発生する。金属製またはガラス製の切換可能かつ回転可能なパターンマスク（いわゆる遮光板）と、虹彩絞り、プリズム（しばしば回転可能でもある）、（例えばストロボ効果、パルス効果用の光学シャッタとしての）シャッタ、（明るさを調光するための）調光器等の別の光学補助機能が、数多くの利用可能性および効果を可能とする。

駆動は大抵の場合、調光制御卓からＤＭＸ５１２プロトコルによって行われる。電力供給は個別に経過する。大抵の場合機器にはなお、ＤＭＸ信号を別のスポットライトへと送るためのブシュがある。可動ヘッドは、ＤＭＸ出力端子を増備したディスクトップＰＣを介して駆動することもできる。ＰＣソフトウェア解の多くは、そしてますます古典的調光制御卓も、簡素なプログラミングのために、実時間でプログラミングをシミュレートする３Ｄ可視化装置を頼りとしている。

ヘッド可動式スポットライトの下位群として知られているいわゆるウォッシュライトは、放電ランプと減色混合部とから成る従来の構造の代わりに、ＬＥＤを介した加色混合部を直接頼りとしている。ウォッシュライトは舞台および劇場技術の従来のフレネルスポットライトに一致しており、大抵の場合、ダイクロイック色混合系（ＣＭＹ空間内の減色混合部）と放射角制御用の可動レンズまたはフロストフィルタとを備えているだけである。ＬＥＤウォッシュライトは構造態様が一層コンパクト、消費電力が一層僅かである一方、従来、光学系に不備（大抵の場合混合が不正確、放射角が調節可能でない）があり、比較して演色評価数がきわめて低い。

ヘッド可動式スポットライトの下位群としてさらに、投射照明装置に一致したいわゆる「スポット；Spots」または「プロファイラ；Profiler」が知られている。それらは鮮明に写像するその能力のゆえにウォッシュライトよりもかなり多くの効果を生じる。両タイプの照明装置は普通、機械的調光器（ハロゲン照明手段を備えたごく僅かなモデルでは電気的調光器も）と、シャッタ（Shutter）”と称されるごく迅速な機械的シャッタを備えている。その際、少なくとも２つの歯付き板翼が光路内に揺動する。このユニットはストロボ効果用にも利用される。幾つかのランプタイプではシャッタの中間位置を介して調光機能も一緒に実行される。

端子（電力供給、ＤＭＸ電子装置、水平方向のいわゆる”Pan”運動を実行するアーム用の駆動メカニズム）はすべて、実際の機器では台座内に収容されている。

本発明の課題は、特別柔軟かつ簡単に実装可能なエフェクト照明の可能性を提供することである。

この課題は、本発明によれば、画像形成ユニット、特に画素駆動可能な画像形成ユニットと、画像形成ユニットに照射するための少なくとも１つの発光ダイオードを備えた少なくとも１つの光源とを有するエフェクトスポットライトによって解決される。

本発明の好ましい実施態様は次の通りである。
・画像形成ユニット（イメージングユニット）が画像形成ミラー（イメージングミラー）を含む。画像形成ミラーがマイクロミラーアレイを含む。画像形成ミラーがＬＣｏＳミラーを含む。
・少なくとも１つの発光ダイオードが５ワット以上の電力を有する。
・複数の発光ダイオードを有する。発光ダイオードが赤色、緑色および青色発光ダイオードを含む。発光ダイオードが少なくとも１つの黄色発光ダイオードおよび／または１つの白色発光ダイオードを有する。発光ダイオードが少なくとも１つの赤外線発光ダイオードおよび／または少なくとも１つの紫外線発光ダイオードを含む。発光ダイオードから出発する光線を集めるためのビームコンバイナを有する。ビームコンバイナから出発する複合された光線が白色光線である。
・画像形成ミラーの後に可動ミラー、特に回転ミラーが設けられている。
・さらに、選択可能な照明パターンを備えた内部制御ユニットを有する。
外部のプログラマブル制御ユニット、特にコンピュータに接続可能である。

さらに、上記の課題は、本発明によれば、ヘッド可動式プロフィルスポットライトとして形成され、光源と画像形成ミラーとがヘッド可動式プロフィルスポットライトのヘッド内に収容されているエフェクトスポットライトにとっても解決される。

エフェクトスポットライトは少なくとも１つの画像形成ユニット、好ましくは１つのミラーと、画像形成ユニットに照射するための少なくとも１つの発光ダイオードを備えた少なくとも１つの光源とを有する。

画像形成ユニットと一緒にＬＥＤ光源を使用することによって、自由に造形可能な画像もしくは図形はマスクまたはシャッタなしでも生成することができる。さらに、ＬＥＤの利用によって、振動に対してきわめて良好な不感受性を達成することができる。適切に冷却すると、ＬＥＤの寿命が著しく長いので照明手段の交換は必要でない。迅速な映像と付加的な機械的偏向との組合せは従来の効果（エフェクト）と付加的に色および形状の迅速な交換とを生じさせることができる。これにより例えば、シャッタ眼鏡を使って３Ｄアプリケーションも可能である。

画像形成ユニットとして特に画素状に駆動可能なもしくは開閉する画像形成ユニットが好ましい。

簡単かつ迅速に強い光で画像を形成するために画像形成ユニットとして画像形成ミラーが好ましい。

画像形成ミラーがマイクロミラーアレイを含むエフェクトスポットライトは好ましい。マイクロミラーアレイは迅速に開閉し、高い分解能を達成する。

選択的に、反射型ＬＣＤパネルであるＬＣｏＳ（”Liquid Cristal on Silicon”）ミラーを画像形成ミラーが含むエフェクトスポットライトは好ましい。

なお選択的な１構成において画像形成ミラーは単純なミラーと光学的にこのミラーの前または後に設けられた透過型ＬＣＤとの組合せとして形成しておくことができる。このようなＬＣＤプロジェクターは基本的に知られている。

選択的にＤ‐ＩＬＡ（”Direct Driven Image Light Amplifier”）プロジェクターも利用可能である。

迅速な開閉時間においても高いフレーム率に相応して高い光度を達成するために、前記少なくとも１つの発光ダイオードが５ワット以上の電力を有し、つまり高出力ＬＥＤであるエフェクトスポットライトが好ましい。特に、１０μｓ以下、殊に５μｓ以下のごく短い閃光を送出できる高出力ＬＥＤの利用は好ましい。十分な明るさで、同時に高い光出力において２５×２４またはそれ以上のフレーム率を達成することができる。これにより例えばシャッタ効果を模擬することができる。また、いわゆるレインボー効果は避けられる。

色制御および／または強度スケーリングのために、複数の発光ダイオードを有するエフェクトスポットライトが好ましい。発光ダイオードは分離されたＬＥＤランプ、または少なくとも部分的に、共通する基板上に取付けられた個々のＬＥＤチップ（ＬＥＤモジュール）とすることができる。

色制御のために、発光ダイオードがそれぞれ少なくとも１つの赤色発光ダイオードと１つの緑色発光ダイオードと１つの青色発光ダイオードとを含みＲＧＢ空間をカバーするエフェクトスポットライトは特に好ましい。選択的に、ＲＧＢ空間を極力広くカバーする別の色を使用することができる。これにより、加色混合によって白色光を生成することもできる。その際、発光ダイオード（ＬＥＤランプおよび／または個々のＬＥＤチップ）の数は制限されておらず、各色について個別に設定することができる。例えばＬＥＤの明るさに依存して特定の色強度を達成するために、別のＬＥＤよりも多くの緑色ＬＥＤまたは赤色ＬＥＤを設けておくことができる。

色空間を拡充するために、そして暖白色調を簡単に達成できるようにするために、光源が少なくとも１つの黄色発光ダイオード、特に琥珀色（”amber”）発光ダイオードを有すると好ましい。

特別強い光と均一な色で白色光を生成するために、光源が少なくとも１つの白色発光ダイオード、例えば青色一次放射と青色放射を黄色放射に変換するための照明手段とを備えた変換ダイオードを有すると好ましい。

光は可視光である必要がなく、赤外線（ＩＲ）光または紫外線（ＵＶ）光とすることもできる。発光ダイオードが少なくとも１つの赤外線発光ダイオードを含んだエフェクトスポットライトは好ましいであろう。これにより例えば観察者は特殊な眼鏡で、眼鏡なしでは観察できない赤外線情報を観察することができる。

燐光色を強調するために発光ダイオードが少なくとも１つの紫外線発光ダイオードを含むエフェクトスポットライトも好ましいことがあろう。

ミラーを適切に照射するために、発光ダイオードから出発する光線を集めるためのビームコンバイナを有するエフェクトスポットライトが好ましい。

ビームコンバイナから出発する複合された光線を、駆動に依存して、例えば有色ＬＥＤの光を加算混合することによって、白色光線として形成することのできるエフェクトスポットライトが特に好ましい。

画像形成ミラーから放射される光を大きな面で移動させるために、画像形成ミラーの後に好ましくは可動ミラー、特に回転ミラーが設けられている。

簡単に駆動するために、選択可能な照明パターンを備えた内部制御ユニットを有するエフェクトスポットライトが好ましい。

画像を特別柔軟に写像するために、外部のプログラマブル制御ユニット、特にコンピュータに接続可能であるエフェクトスポットライトが好ましい。これは例えばＤＭＸ端子を介して実現することができる。

エフェクトスポットライトは特別有利にはヘッド可動式プロフィルスポットライトとして形成されており、光源と画像形成ミラーとはヘッド可動式プロフィルスポットライトのヘッド内に収容されている。しかしエフェクトスポットライトは一般に例えばスキャナ、フラワー(Flower)、センタピース(Centerpiece)、ウォールワッシャー(Wallwasher)、ワッシュ(Wash)、スポット(Spot)、またはロゴプロジェクター、ゴーボープロジェクターとすることができる。

以下の図で本発明は１実施例に基づいて詳しく説明される。

エフェクトスポットライトとコンピュータとから成るシステムの原理図である。

図１はヘッド可動式プロフィルスポットライト（”Moving Head”）１としてのエフェクトスポットライトから成るシステムを示しており、このスポットライトは２つの制御線２，３を介して、制御機器として役立つパーソナルコンピュータ４に接続されている。

プロフィルスポットライト１は、例えばテキサスインストルメント社から入手可能なマイクロミラーアレイ５としての画像形成ミラーを有する。このマイクロミラーアレイ５は、当業者には十分知られているが、マイクロミラーアレイ５に当たる光線６を画素ごとに制御することができる。マイクロミラーアレイ５に当たる制御されるべき（「変調される」）光線６はここではＬＥＤ光源７によって生成される。この光源７は象徴的に各１つの赤色ＬＥＤ８と１つの緑色ＬＥＤ９と１つの青色ＬＥＤ１０とを有し、これらのＬＥＤは光学的にビームコンバイナ１１と連結されている。ＬＥＤ８，９，１０から放射された光線はビームコンバイナ１１内で組合わされて共通の光線６として形成され、従ってこの共通の光線６は光線の加算混合光である。コンバイナ１１もしくは光源７から出力された光線６をマイクロミラーアレイ５に幾何学的に適合（マッチング）させるために、偏向プリズム１２としての光学素子が光線６の光路に嵌挿されている。光線６がマイクロミラーアレイ５に当たると、光線は制御線２を介して入力される制御信号に相応して変調され、引き続き、レンズ１３としての他の光学素子によって回転ミラー１４に供給される。回転ミラー１４はモータ１５によって回転され、このモータはそれに接続されたモータ制御装置１６によって回転数および回転方向を制御可能である。モータ制御装置１６はその駆動のために制御線３を介してコンピュータ４に接続されている。

より正確に述べるなら、制御線２を介して送信される制御信号はエフェクトスポットライト１から放射されるべき画像についての画像情報（ＶＧＡ、ＤＶＩ等）、画像１７の形状、その運動、色等を含む。制御線２はエフェクトスポットライト１のフォーマッティングユニット１８に通じており、このユニット内でこの制御情報は一方でマイクロミラーアレイ５用の分離された駆動情報と、他方で光源７用の駆動情報とに変換される。光源に色情報を送信することができ、この色情報に基づいて光強度は低下させることができ、もしくは個々のＬＥＤまたはすべてのＬＥＤ８，９，１０さえ、遮断することができる。そのことから、エフェクトスポットライト１の作動時に常に接続されていなければならない従来の高圧ランプと比較してエネルギーが節約される。さらに、これにより僅かとなる熱負荷によって光源の寿命は高めることができる。ＬＥＤの遮断によってコントラストも高めることができる。

当然に、本発明は図示実施例に限定されていない。

パーソナルコンピュータの代わりに別のあらゆるプログラマブル制御ユニット、例えばラップトップ、パルムトップ、ＰＤＡ等も、場合によって交換することのできる照明パターンを記憶した非プログラマブル制御ユニットも、使用することができる。

特にＰＣ上の適切なソフトウェアと、映像インタフェース（ＶＧＡ、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ）を介した相応する駆動と、場合によって共通の制御線を介して伝送される舞台技術の通常のインタフェース（ＤＭＸ）を介した同時駆動とによって、このようなエフェクトスポットライトは制御することができる。

さらに、投射面に投影された画像を回転させることが肝要であるにすぎない場合、それが電子的にも可能であることから、回転ミラーは省くこともできる。

ＬＥＤはファンまたは液体冷却器等の活性冷却ユニットによって冷却しておくことも冷却しないでおくこともできる。

エフェクトスポットライトはインドアアプリケーションおよびアウトドアアプリケーション用に設計することができる。

１ プロフィルスポットライト
２ 制御線
３ 制御線
４ コンピュータ
５ マイクロミラーアレイ
６ 光線
７ ＬＥＤ光源
８ 赤色ＬＥＤ
９ 緑色ＬＥＤ
１０ 青色ＬＥＤ
１１ ビームコンバイナ
１２ 偏向プリズム
１３ レンズ
１４ 回転ミラー
１５ モータ
１６ モータ制御装置
１７ 画像
１８ フォーマッティングユニット

Claims (15)

1. 画像形成ユニット（５）と、画像形成ユニット（５）に照射するための少なくとも１つの発光ダイオード（８，９，１０）を備えた少なくとも１つの光源（７）とを有するエフェクトスポットライト。
2. 画像形成ユニットが画像形成ミラー（５）を含む請求項１記載のエフェクトスポットライト。
3. 画像形成ミラーがマイクロミラーアレイ（５）を含む請求項２記載のエフェクトスポットライト。
4. 画像形成ミラーがＬＣｏＳミラーを含む請求項２記載のエフェクトスポットライト。
5. 少なくとも１つの発光ダイオード（８，９，１０）が５ワット以上の電力を有する請求項１ないし４の１つに記載のエフェクトスポットライト。
6. 複数の発光ダイオード（８，９，１０）を有する請求項１ないし５の１つに記載のエフェクトスポットライト。
7. 発光ダイオードが赤色、緑色および青色発光ダイオード（８，９，１０）を含む請求項６記載のエフェクトスポットライト。
8. 発光ダイオードが少なくとも１つの黄色発光ダイオードおよび／または１つの白色発光ダイオードを有する請求項６または７記載のエフェクトスポットライト。
9. 発光ダイオードが少なくとも１つの赤外線発光ダイオードおよび／または少なくとも１つの紫外線発光ダイオードを含む請求項６ないし８の１つに記載のエフェクトスポットライト。
10. 発光ダイオード（８，９，１０）から出発する光線を集めるためのビームコンバイナ（１１）を有する請求項６ないし９の１つに記載のエフェクトスポットライト。
11. ビームコンバイナ（１１）から出発する複合された光線（６）が白色光線である請求項１ないし１０の１つに記載のエフェクトスポットライト。
12. 画像形成ミラー（５）の後に可動ミラーが設けられている請求項１ないし１１の１つに記載のエフェクトスポットライト。
13. さらに、選択可能な照明パターンを備えた内部制御ユニットを有する請求項１ないし１２の１つに記載のエフェクトスポットライト。
14. 外部のプログラマブル制御ユニットに接続可能である請求項１ないし１３の１つに記載のエフェクトスポットライト。
15. ヘッド可動式プロフィルスポットライト（１）として形成され、光源（７）と画像形成ミラー（５）とがヘッド可動式プロフィルスポットライト（１）のヘッド内に収容されているエフェクトスポットライト。

Images