JP3000561U - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被照射体までの距離及び被照射体の反射率が
変化しても応答性良く、スペクトル分布（色温度）を変
えずに、また、被照射体が近づいた場合でも局部的な高
輝度点を発生させずに輝度を一定に保つ事ができる照明
装置を提供することにある。 【構成】 光源１と、光源の光軸上前方位置に配置した
液晶調光板３と、その液晶調光板を介して照射される照
射面の輝度を検出する光センサー４と、その光センサー
からの信号によって前記液晶調光板を光散乱状態とする
第１の電圧状態と、液晶調光板の光散乱状態を最小にす
るに足る第２の電圧状態とが交互に切り替わるパルス状
電圧の単位時間当たりの両状態の比率（時間率）を制御
して前記液晶調光板に印加するコントローラ５とから成
る照明装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は調光機能を持つ照明装置に係り、詳しくは被照射体までの距離や被照 射体の反射率が変化した場合でもスペクトル分布を変えずに被照射面の輝度を一 定に保つ事が必要なビデオ撮影用照明、テレビ撮影用照明、映画撮影用照明、写 真撮影用照明等に適用可能な照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、被照射体までの距離が変化した場合でも被照射体の輝度を一定に保つよ うにした照明装置として図４に示すような装置がある。

【０００３】 図４に示す照明装置は、光源15と、被照射面の輝度を検出する光センサー16と 、光源に印加する電圧を制御する電圧制御装置17とからなり、前記の電圧制御装 置は光センサーの検出値（入力値）を一定に保つように該光センサーの出力信号 によって制御され、光源に印加する電圧を変化させて光束の量を変化させ、被照 射面の輝度を一定に保つ照明装置である。

【０００４】 上述した従来の照明装置において、光源に白熱電球を用いた場合、印加電圧を 下げて光束を低下させると、可視光のスペクトル分布が長波長側に移動し、色温 度が低下する為、ホワイトバランス及び物体色が変化（演色性の劣化）してしま う。即ち、被照射体までの距離が変化した場合にその被照射体の輝度を一定に保 つ為に光源への印加電圧を変えた場合はスペクトル分布が変化するという問題点 を有する。更に、輝度の変化に要する速度（応答速度）が電球の応答速度で定ま るため早い変化に追従できない等の問題がある。又、距離が近づいても配光が変 化しないため、局部的に高輝度な点が発生する恐れがある。

【０００５】 上記した色温度変化及び応答速度の問題点を解決する手段として、光源と光散 乱性の液晶調光板を組み合わせた照明装置が特開平５−２１００７号公報として 提案されている。 この照明装置は、光源の光軸上前方に、印加電圧の変化に応答して光源からの 非散乱光の透過光量が変化する液晶調光板を配置するというものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述した特開平５−２１００７号公報に記載された照明装置においては、液晶 調光板を光散乱状態とする第１の電圧状態と、液晶調光板の光散乱状態を最小に するに足る第２の電圧状態とが交互に切り替わるパルス状電圧が液晶調光板に印 加されるため、液晶調光板は、それに応じて光散乱状態と透明状態とを交互に繰 り返し、単位時間当たりの両状態の比率（時間率）により、液晶調光板の単位時 間当たりの非散乱光の透過光量が決まる。従って、駆動回路に外部から信号を入 力して液晶調光板の単位時間当たりの光散乱状態と透明状態との比率を変えれば 、当該液晶調光板の単位時間当たりの非散乱光の透過光量を、光散乱状態と透明 状態との間で連続的に調整することができる。また、この際、非散乱光のスペク トル分布はいずれの透過率の状態においても、ほぼ透明状態における透過率スペ クトルとほぼ同一になるので、特開平５−２１００７号公報に記載された照明装 置は、特に不透明な状態と透明な状態の中間の状態において、非散乱光のスペク トル分布がずれたり、非散乱光の色調が印加電圧に応じて不自然に変化したりす る恐れがなく、スペクトル分布はほぼ一定となるという特徴を有する。しかし、 被照射体までの距離が変化する場合には、テレビカメラに入射する光量が一定と ならない。 本考案は上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、 その目的とするところは、上記特許出願の技術を利用し被照射体までの距離及び 被照射体の反射率が変化しても応答性良く、スペクトル分布（色温度）を変えず に、また、被照射体が近づいた場合でも局部的な高輝度点を発生させずに輝度を 一定に保つ事ができる照明装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために本考案が講じた技術的手段は、光源と、その光源 の後側に配置した反射鏡と、光源の光軸上前方位置に配置した液晶調光板と、そ の液晶調光板を介して照射される照射面の輝度を検出する光センサーと、その光 センサーからの信号によって前記液晶調光板への印加時間率を制御するコントロ ーラとから成ることを特徴とする。

【０００８】 上記の光源としては、タングステンランプ，ハロゲンランプ等の白熱電球、及 びクセノンランプ，メタルハライドランプ，水銀灯等の放電灯が使用可能である 。但し、紫外線は液晶・樹脂複合体を劣化させ、赤外線は調光板を加熱する虞が あるため、紫外線及び赤外線の放射が抑制された光源を用いることが望ましい。 尚、紫外線及び赤外線を多量に放射する光源を使用した場合でも、紫外線や赤外 線を反射する誘電体多層膜が付着された透明基板を光源と液晶調光板の間に配置 することで紫外線や赤外線を除去してそれらの影響を少なくすることも可能であ る。

【０００９】 前記の液晶調光板としては、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメテ ィック液晶、またはこれらの液晶の混合液晶の常光屈折率と同等の屈折率を持つ 樹脂中に前記液晶を分散させた液晶・樹脂複合体、または前記液晶中に前記樹脂 を分散させた液晶・樹脂複合体を透明電極で挟んだ構造を有するもの等が挙げら れる。

【００１０】

【作用】

上記手段によれば、光源からの光は波長依存性が少ない時間率制御で駆動され る液晶調光板を介して照射されることで、調光時におけるスペクトル成分の変化 が少ない。そして、上記の液晶調光板を介して照射される照射面の輝度は光セン サーで検出され、しかも該液晶調光板へ印加する電圧の時間率は前記光センサー の検出値（入力値）が一定となるようにコントローラで制御されているため、照 射面の輝度はスペクトル成分を変えずに一定に保持される。また同時に、液晶調 光板の非散乱光透過率が変化することで、光軸を中心とする配光が変化する為、 近距離においても良好な照射面が得られる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明すると、図１中、１は光源、２は光 源１の光軸上後方に配置した反射鏡、３は光散乱量により光透過率が変化する液 晶調光板、４は前記液晶調光板を通して照射される被照射面の輝度を検出する光 センサー、５は液晶調光板３へ印加する電圧の時間率を制御するコントローラで 、前記した光源１及びコントローラ５は電源に接続されている。

【００１２】 光源１としては、タングステンランプ、ハロゲンランプなどの白熱電球を使用 するが、勿論それ以外のクセノンランプ、メタルハライドランプなどの放電灯も 使用可能である。但し、紫外線は液晶・樹脂複合体８を劣化させ、赤外線は調光 板３を加熱する虞があるため、紫外線及び赤外線が抑圧された構造の光源１を用 いることが望ましい。

【００１３】 液晶調光板３は、透明な合成樹脂６に液晶７の小滴が分散した液晶・樹脂複合 体８を、各透明基板9A，9Bに付着した２つの透明電極10A ，10B 間に挟んだ構造 を持ち、その２つの透明電極10A ，10B はリード線11を介してコントローラ５に 接続され、それにより液晶調光板３へ引加する電圧の時間率、即ち液晶調光板３ への通電（ＯＮ）時間、遮断（ＯＦＦ）時間の比率が制御され、被照射面の輝度 が一定に保持される。光源１から放射されて液晶調光板３の一方の透明基板9Aに 到達する入射光12は液晶調光板３により直進光13と散乱光14になる。

【００１４】 次に、上述した実施例に示す照明装置の動作を説明すると、光源１は常に最適 な電圧により点灯状態にあり、光源１から放射された無偏光の可視光（380nm 〜 780nm ）、即ち入射光12は液晶調光板３により変調を受ける。 即ち、液晶調光板３への通電が断たれた場合、液晶・樹脂複合体８の液晶７が 電圧で駆動されないため、液晶分子の配列方向は樹脂界面の規制力を受けて不規 則である。従って、液晶８の屈折率、特に異常光屈折率と樹脂の屈折率の不整合 から液晶調光板３は白濁する。その為、入射光12は液晶調光板３を経て散乱光14 となり直進光13は減衰して本照明装置を通して照射される被照射面の輝度は低下 する。

【００１５】 又、液晶調光板３に電圧が通電印加された場合、液晶・樹脂複合体８内部の液 晶７は正の誘電率異方性を持つため、大部分の液晶分子は電界に平行に並ぶ。そ して、予め液晶７の常光屈折率を樹脂６の屈折率に近似してあるため、入射光12 は屈折率の差が殆ど生じず、そのまま透過して直進光13となる。この時、液晶調 光板３は光の透過状態となり、本照明装置を通して照射される被照射面の輝度は 高くなる。

【００１６】 従って、液晶調光板３へ印加する電圧の時間率、即ち液晶調光板３への通電時 間t1と遮断時間t2の比率を、被照射面の輝度を検出する光センサー４の入力値が 一定となるようにコントローラ５で制御することでスペクトル分布を変えずに被 照射面の輝度を一定に保つことができる。 図２は液晶調光板３へ印加する電圧の時間率を変えた状態を示し、(a) は通電 時間t1に対して遮断時間t2が非常に短い場合で、この場合は透過度が大きくなる 。(b) は通電時間t1と遮断時間t2が同じの場合で、この場合は透過度は50％とな る。(c) は(a) の場合と逆の状態で通電時間t1が非常に短く、遮断時間t2を長く した場合で、この場合は透過度は０％に近くなる。

【００１７】 本考案の照明装置は極めて軽量で、且つ小型である為、これとテレビカメラ、 映画カメラ、或いは写真撮影用カメラと組み合わせて一体的に運用することも可 能である。 図３はテレビカメラ上に本考案の照明装置を設置して一体化した装置である。 この場合、テレビカメラへの入射光量は、照明装置により一定になるように自動 的に制御されている。

【００１８】

【考案の効果】

本考案の照明装置は以上詳述したように、光源と、光源の光軸上前方位置に配 置した液晶調光板と、その液晶調光板を介して照射される照射面の輝度を検出す る光センサーと、その光センサーからの信号によって前記液晶調光板を光散乱状 態とする第１の電圧状態と、液晶調光板の光散乱状態を最小にするに足る第２の 電圧状態とが交互に切り替わるパルス状電圧の単位時間当たりの両状態の比率（ 時間率）を制御して前記液晶調光板に印加するコントローラとで構成したもので あるから、被照射体までの距離及び被照射体の反射率が変わった場合でも光セン サーの入力値（検出値）が一定となるように液晶調光板への印加時間率がコント ローラによって自動的に制御される。従って、スペクトル分布を変えずに応答性 良く輝度を一定に保つことができる。 しかも、上記の制御は液晶調光板への通電、遮断の時間比率を変えて行うため 、供給電圧の変動は一切影響せず、安定した調光制御を行うことができる。 また、被照射体が近づいた場合でも配光が変化するため、局部的な高輝度点を 発生させずにムラのない良好な被照射面を得ることができる。

【００１９】 本考案の照明装置と、テレビカメラ、映画カメラ、或いは写真撮影用カメラと 組み合わせて一体的に運用すれば、被写体もしくはカメラが移動してもカメラは 一定の入射光量を確保することができ、高品質の画像を撮ることができる。従来 、テレビ撮影や、映画撮影においては熟練した照明係がカメラマンの動きに合わ せて照度やライトの照射方向を調整しているが、本考案の照明装置とカメラを一 体化すれば前述の照明係は不要となり、撮影費用を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る照明装置の実施例を示す模式図で
ある。

【図２】液晶調光板への印加時間率の変化を示す波形図
である。

【図３】本考案の照明装置をテレビカメラ上に設置一体
化した状態を示す説明図である。

【図４】従来の照明装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１…光源 ２…反射鏡 ３…液晶調光板 ４…光センサー ５…液晶調光板への印加時間率を制御するコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平林 常広 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)考案者 平片 賢一 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)考案者 滝沢 國治 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)考案者 浅川 久志 東京都大田区西糀谷３丁目37−７ 丸茂電 機株式会社 技術センター内 (72)考案者 清水 博 東京都大田区西糀谷３丁目37−７ 丸茂電 機株式会社 技術センター内 (72)考案者 原 浩二 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)考案者 小野 純一 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社 大阪製作所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光源の光軸上前方位置に配置し
   た液晶調光板と、その液晶調光板を介して照射される照
   射面の輝度を検出する光センサーと、その光センサーか
   らの信号によって前記液晶調光板を光散乱状態とする第
   １の電圧状態と、液晶調光板の光散乱状態を最小にする
   に足る第２の電圧状態とが交互に切り替わるパルス状電
   圧の単位時間当たりの両状態の比率（時間率）を制御し
   て前記液晶調光板に印加するコントローラとから成り、
   被照射面の輝度を一定にすることを特徴とする照明装
   置。
2. 【請求項２】 テレビカメラ、映画カメラ、或いは写真
   撮影用カメラと組み合わせて、一体的に運用する事を特
   徴とする請求項１に記載の照明装置。