JP4914596B2 - グラデーション絵画の表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、室内照明等の外部光の明るさに影響されることなく１枚の絵画における情景の時間的変化が表示できるグラデーション絵画の装置に関する。

通常の絵画（プリント画を含む）等の表面に蓄光材を加味した塗料を加筆したものにブラックライト（近紫外線灯）及びハロゲンランプ等の白色ライトを組み合わせ、両者の照射強度（明るさ）を自由に制御できるようにした光源からの光を絵画の表面に照射して、１枚の絵画での情景の時間的変化を表示するグラデーション絵画と称するものがある。

通常、我々が物体の形状を識別できるのは物体の表面で反射した可視光とそれ以外の外部からの可視光線と明るさの比が肉眼で感知し得るに十分な値を持つ事に起因する。これはグラデーション絵画の場合でも同様である。典型的なグラデーション絵画では、白昼下の情景画の上（又は裏）に蓄光塗料を用いて描かれた夜間（又は夕刻）の情景画を重ねて描いた原画の表面に、相対的な照射強度を各々で時間的に制御できるハロゲンランプ等の白色光源およびブラックライト等の近紫外線を発する複数光源の光を照射する。

例えば、白昼下の情景を表示する場合はブラックライトの照射輝度を最小に且つ白色光源の照射輝度を最大にして照射し、夜間（又は夕刻）の情景を表示する場合はブラックライトの照射輝度を最大に且つ白色光源の照射輝度を最小にして照射する。両者の光源からの照射輝度の相対的な変化を一定間隔内で反復するようにすると、白色光源からの照射輝度が弱まるに従って徐々にブラックライトの照射輝度の増加により原画上の蓄光塗料の発色輝度が強まり、原画の情景は白昼下から夜間の情景に徐々に移行して見える。

しかし上記の光源、特にブラックライトの照射による絵画上の蓄光材の発色輝度は、通常の外部光である室内照明等の光の下では鑑賞者が十分視認するには弱過ぎるため、蓄光材を用いて絵画の情景の時間的変化を表現するには室内照明を消すか、またはカーテン等により窓等からの外部光の入射を防止して、絵画に入射する外部光の明るさを蓄光材の発色輝度以下に下げなければならない。

そうした制約の中、図１５に示すように、額縁５００の上端部分の空間に取っ手４００を介して取り付けられたブラックライト１００と白色ライト２００（ハロゲンランプ）を組み合わせ且つ両者の輝度を各々時間的に自由に制御できる機構を有した光源３００からの光を絵画６００の表面に照射して、絵画６００の蛍光塗料を発光させ時間的に異なる情景の表示を可能にする照明方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２８８０４７６号公報

従来のグラデーション絵画の照明方法では、光源からの照射による蓄光材の発色効果を十分に視認させるためには絵画で反射する室内光等の外部光の輝度（明るさ）を蓄光材の発色輝度よりも低い、即ち周りを暗くした環境の中で実施しなければならない制約がある。

また、この照射方法では絵画の表面全体に渡る照射輝度が均等にならないため、光源の、特にブラックライトの照射による絵画上の蓄光材の発色輝度に局部的なムラが生じる欠点がある。これを無くすには絵画のサイズの増大に合わせてより大きな照射面積を持つブラックライトを使用する必要があり、先の白色ライト（ハロゲンランプ）と合わせて光源に用いるライトの消費電力の増大となり不経済である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、鑑賞者が通常の室内光の下でも蓄光塗料による発色光を視認することができるとともに、ライトの照射による電力消費を抑制することができるグラデーション絵画の表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のグラデーション絵画の表示装置は、偏光フィルムを外部光と原画の間に設置して、上記フィルムを通して入射する外部光に偏光作用を加える。例えば、円偏光フィルムの場合は左周り（又は右周り）の偏光が加えられる。加えられた左回り（又は右回り）の偏光は原画表面で反射して右回り（又は左回り）の偏光となり、上記の円偏光フィルムにより遮断されて再びフィルムから外部に出て行くのが阻止される。一方、原画上の蓄光塗料の発色光は上記の円偏光フィルムの作用を受けずに自由にフィルムを通過して外部に出て行くので、鑑賞者は蓄光塗料による発色光だけを視認する事ができる。

また、本発明では光源からの照射の損失を出来るだけ少なくし、且つ原画全体に均等に配分して原画上の蓄光塗料の発色を高めるために、原画の前面の一定方向からの光源による従来の照射方法に代えて原画の背面の適当な位置に設置した光源からの照射を原画に均等に配分する反射板を用いた背景照明を採用している。

また、光源をケーシング内部の底部に設置することにより、額縁等に煩わしい照明器具を装着する必要がない。

本発明のグラデーション絵画の表示装置によれば、鑑賞者は通常の室内光の下でも蓄光塗料による発色光を視認することができるとともに、ライトの照射による電力消費を抑制することができる。

図１において、内部に均一な照射が可能な背景照明用の光源Ｌを持つ密封した矩形状の枠体をなすケーシング７の正面にグラデーション絵画１１の鑑賞用に開口部８を設け、且つこの開口部８の近傍に、開口部８から入射した外部光がケーシング７内の適当な位置に設置された原画１１に反射して再び開口部８からケーシング７の外部に出て行くのを防止する偏光フィルム１０を装着する。

ケーシング７内には、反射板９が、開口部８の正面に向かい合う適当な位置に傾斜を保つようにして設置されている。

原画１１は、アクリル板等の透明で透過性を有する素材に、グラデーション表示用に蓄光材が加味された塗料によって描かれている（又はプリントされている）。原画１１は、開口部８と反射板９の間の適当な位置に設置されている。

ケーシング７の底部には、ブラックライト１及び白色ライト２からなる光源Ｌが設けられている。ブラックライト１及び白色ライト２は、回転板１２に対して、表裏に反射処理を施した反射板２３を挟んで対象の位置に取り付けられている。光源Ｌから反射板９への光の照射方向は、回転板１２の中心に取り付けられた回転軸１３を中心とする回転板１２の回転に伴って、交互に且つ連続的に変化するようになっている。

図２は、上記のケーシング７内部の光学経路を示したものである。ケーシング７の底部に設置されたブラックライト１及び白色ライト２からなる光源Ｌから出た各々の光束２２及び光束１８は、反射板９で反射して方向を変えて原画１１に向かう。光束１８は、原画１１を透過することにより原画１１の持つ色調の光束２０に変化して、開口部８及び偏光フィルム１０を透過してケーシング７から外部に出て行く。また、光束２２は、原画１１上の蓄光材に発光作用２１を及ぼし、その発光束１９は開口部８及び偏光フィルム１０を透過してケーシング７から外部に出て行く。

一方、図３に示すように、偏光フィルムとして円偏光フィルムを用いた場合には、偏光フィルム１０及び開口部８を通過してケーシング７の内部に入射する外部光１４は、偏光フィルム１０で右回り（又は左回り）の偏光束１５となって一部は原画１１の表面で反射して左回り（又は右回り）の偏光束１６になり、その他は反射板９で反射して前者と同様の位相の偏光束１７になって共に偏光フィルム１０に向かう。偏光フィルム１０は位相が逆転した偏光束１６及び１７を遮断して再びケーシング７の外部に進出するのを阻止することから、鑑賞者は原画１１に照射された光の光源Ｌの輝度に応じた発光束１９及び２０のみを視認する事になり、結果として外部光束１４の影響を受けないグラデーション絵画の表示が可能となる。偏光フィルム１０に直線偏光フィルムを用いても同様の機能が達成できる。

また、光源１及び２の相対的な輝度の時間的変化は、回転板１２の回転により各々の光源の原画１１に対する照射方向を変化させる事によって容易に実現できるので、わざわざ双方の光源の輝度を制御する専用の電子回路を組み込む必要もなくなり経済的である。

図４において、密閉ケーシング７は、内面が鏡面加工されたアルミ又はステンレス等の薄板で作られている。ケーシング７の底部には、円柱状のブラックライト１と円柱状の白色ライト２からなる光源Ｌが設けられている。

図５に示すように、回転光源Ｌは、左右に離間した２枚の回転板１２、２５の中間に、両ライト１及び２と、表裏が反射面であって両ライト１及び２から照射された光をそれぞれ反対方向に反射する反射板２３と、が設けられており、特に、両ライト１及び２は、反射板２３を挟んで回転軸１３と対象になる位置に並列に設置されている。回転光源Ｌは、回転板２５に直結した可変速の小型電動モーター２４の回転軸によって全体が回転するようになっている。また、回転軸１３の一端は回転板１２の中心に固定され、他端はケーシング７の側面に開けた穴（図示しない）により支持されている。

両ライト１及び２から照射された光をそれぞれ反対方向に反射する反射板９について、本実施例では、平面鏡の使用に代えて、鏡面加工されたケーシング７の内部の面と同一加工を施した金属鏡を用いて、同等の機能を簡単に果すようにしている。

偏光フィルム１０及び原画１１は、開口部８を挟んだ直後の位置に設置されている。なお、ケーシング７の側面の穴３０は、光源１及び２から発せられる熱の排出口である。

また、本実施例では、照明の時間的変化を実現するためにブラックライト及び白色ライトの両者を回転板１２、２５に取り付けたが、これを1本のライトで済ます事もできる。

図６に示すように、照明灯４０は、紫外線又は近紫外線、及び可視光を混在して発光する円柱状の発光部材であって、湾曲半周面が可視光を遮光する遮光部材により被われている。照明灯４０は、通常のブラックライトの照射面全体にコーティングされている可視光の遮蔽皮膜を半分にして湾曲半周面２６を被い、ライトの照射面の残りの湾曲半周面２７を開放することにより可視光も照射できるようになっている。すなわち、照明灯４０は、湾曲半周面２６から紫外線又は近紫外線を発光するとともに残りの湾曲半周面２７から可視光も発光し、１本で、ブラックライト及び白色ライトの機能を果す。このようなライトは一般には市販されていないが、グラデーション絵画用のライトとして容易に製造できる。また、照明灯４０は、１本でブラックライト及び白色ライトの機能を兼ねることから、設置が容易であるとともに電力消費を抑制することができる。

また、図７に示すように、照明灯４０を回転板１２、２５の中間に装着し、回転させることによって、より簡単にグラデーション用の効果的な照明が実現できる。

次に、図８、図９、図１０を用いて本実施例の変形例を示す。

図８は、図４の偏光フィルム１０の前面に、原画１１の視認性をより高めるために反射防止フィルム２８を装着したものである。

図９は、反射板を使用せずに、原画１１の前面の底部に設置したブラックライト１及び白色ライト２から直接原画１１に対して照明を加えたものである。原画１１は、ケーシング内の背面（開口部８に対向するケーシング７の内側面）に設けられている。この場合には原画１１の基板は必ずしも透過性を有する材質である必要はない。

なお、図１１、図１２に示すように、図９の光源としてブラックライト１と白色ライト２を上下に分離して設置し、上下に設置した両者を保持している双方の回転板１２、２５の回転軸１３に伝達ベルト３２交差させて受け渡し、電動機２４による一方の回転力を伝達ベルト３２を介して他方に伝えることにより、ブラックライト１及び白色ライト２に沿って設けた凹状に湾曲した反射板３１、３１に反射させて原画１１に対して照射する両ライト１及び２の光を相対的に変化させてもよい。前記回転板１２、２５、電動機２４及び伝達ベルト３２が、両ライトの回転機構を形成している。

図１０は、ケーシング７のコンパクト性及び照射の均一性をより高めるために、反射板９に代えて、重ねて配置した原画１１、円偏光フィルム１０及び反射防止フィルム２８に対して、光学素材からなり光源Ｌからの光を屈折させて導く導光板２９を使用した例である。この場合は、原画１１を開口部８の外部に設置してもよい。なお、本発明に使われる偏光フィルム１０及び反射防止フィルム２８には、市販されている各種のディスプレイ用の偏光フィルムの中から本発明の偏光機能を併せ持つ適当なものを選択して代用する事もできる。

なお、図６及び図７で示した照明灯４０は、様々な用途に用いることができ、本発明において使用される場合に限られず、例えば、図１５で示したブラックライト１００及び白色ライト２００の代わりに設置することもできる。

また、図６及び図７において照明灯４０は、湾曲半周面２６を可視光の遮蔽皮膜で被われているが、当該遮蔽被膜部分の形状を変化させることにより、紫外線（又は近紫外線）及び可視光を特定方向に照射させることができる。

例えば、図１３に示すように、照明灯４１の湾曲周面に可視光の遮蔽皮膜を斜めに設けて、遮蔽皮膜部分３５と非遮蔽皮膜部分３６を形成してもよい。この場合、遮蔽被膜部分３５からは、紫外線（又は近紫外線）が発せられ、非遮蔽皮膜部分３６からは可視光が発せられる。照明灯４１を図７で示したように回転させることにより、原画１１の片側から、徐々に紫外線（又は近紫外線）を照射し、また、徐々に可視光を照射することができ、多様な演出が可能となる。

また、図１４に示すように、照明灯４２の湾曲全周面を可視光の遮蔽皮膜で被い、その一部に軸方向に対して垂直なスリットを設けて、遮蔽皮膜部分３７と非遮蔽皮膜部分３８を形成してもよい。照明灯４２を図７で示したように回転させることにより、非遮蔽皮膜部分３８より可視光を絶えず原画１１の中央部分に照射することでき、多様な演出が可能となる。

また、照明灯４０の遮蔽被膜部分の面積を変化させることにより、図７で示したように照明灯４０を回転させて使用した場合に、紫外線（又は近紫外線）及び可視光の照射時間を調節することができる。例えば、照明灯４０の湾曲周面の４分の３周面に対して可視光の遮蔽皮膜を設けて、照明灯４０を図７で示したように一定速度で回転させた場合には、原画に対して、紫外線（又は近紫外線）を照射する時間を、可視光を照射する時間よりも長くすることができる。

なお、本発明においてケーシングは、額縁である場合を含む。

グラデーション絵画の特徴はその癒し効果にあるが、従来のグラデーション絵画での照明方法では室内光を落とす等の設置環境に制約があり、商品としての普及性を狭めていた。

本発明により初めて設置環境に制約されずに手軽にグラデーション絵画を楽しむことができるから、結果として癒し効果のある商品として絵画市場に新たな分野を開拓する事ができる。

本発明の表示装置のケーシングの機構断面図 本発明の表示装置のケーシング内部の光学経路図 本発明の表示装置の円偏光フィルムの機能説明図 本発明の表示装置の斜視図 光源のブラックライトと白色ライトの回転板への取り付け状態説明図 変形ブラックライトの斜視図 変形ブラックライトの回転板への取り付け状態説明図 反射防止フィルムを装着した本発明の他の実施例を示す表示装置の断面図 直接照明を用いた本発明の更に他の実施例を示す表示装置の断面図 本発明の更に他の実施例を示す表示装置の断面図 ブラックライトと白色ライトを分離した本発明の更に他の実施例を示す表示装置の断面図 図１１に示す表示装置の内部斜視図 変形ブラックライトの斜視図 変形ブラックライトの斜視図 従来のグラデーション絵画用の照明方法

符号の説明

１・・・ブラックライト
２・・・白色ライト
７・・・ケーシング
８・・・ケーシングの開口部
９・・・反射板
１０・・・円偏光フィルム
１１・・・原画
１２・・・回転円板
１３・・・回転円板の回転軸
１４・・・外部光
１５・・・円偏光フィルムを通過した外部光
１６・・・原画で反射した外部光
１７・・・反射板で反射した外部光
１８・・・白色ライトの光束
１９・・・蓄光材の発光束
２０・・・原画を透過後の１８の光束
２１・・・ブラックライトの光束による原画上の蓄光材の発光点
２２・・・ブラックライトの光束
２３・・・回転円板に取り付けられた表裏が反射面の反射板
２４・・・小型電動機
２５・・・小型電動機に連動した回転円板
２６、２７・・・ブラックライトの湾曲半周面
２８・・・反射防止フィルム
２９・・・導光板
３０・・・ケーシングの排熱口
３１・・・凹面反射板
３２・・・伝達ベルト
３５、３７・・・遮蔽被膜部分
３６、３８・・・非遮蔽被膜部分
４０、４１、４２・・・照明灯

Claims (6)

1. 蓄光塗料を含んだ絵画を収納する枠体をなし、正面に開口部を備えたケーシングと、このケーシング内の端部に設けられ、ブラックライトと白色ライトの機能を有する光源と、前記ケーシングの開口部に設けられ、外光の影響を遮断する偏光フィルムと、からなることを特徴とするグラデーション絵画の表示装置。
2. 前記光源は、ケーシング底部に設けられ、前記ケーシング内には光源からの光を絵画および偏光フィルム方向に導く反射板又は導光板が設けられ、前記絵画はケーシングの開口部の内側に設けられ、前記偏光フィルムはケーシング外側に設けられ、光源からの光は絵画および偏光フィルムを透過して外部に出ることを特徴とする請求項１に記載のグラデーション絵画の表示装置。
3. 前記絵画は、ケーシング内の背面に設けられ、光源からの光は絵画表面で反射、または絵画を透過した後に前記偏光フィルムを透過して外部に出ることを特徴とする請求項１に記載のグラデーション絵画の表示装置。
4. 前記偏光フィルムに重ねて反射防止フィルムを設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のグラデーション絵画の表示装置。
5. 前記光源は、円柱状のブラックライトと円柱状の白色ライトと、これら両ライトの中間にこれらのライトに沿って配置され、各ライトから照射された光を反射する反射板とからなり、前記２つのライトおよび反射板の両端部は回転自在の回転板によって支持されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のグラデーション絵画の表示装置。
6. 前記光源は、離間した回転自在の回転板に支持された紫外線又は近紫外線、及び可視光を混在して発光する円柱状の発光部材からなり、この発光部材の湾曲周面の一部が可視光を遮光する遮光部材で被われていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のグラデーション絵画の表示装置。