JPH02160303A - 光軸に沿つてビーム状に投光された光を濾光するスペクトルフイルタ装置 - Google Patents

光軸に沿つてビーム状に投光された光を濾光するスペクトルフイルタ装置

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JPH02160303A
JPH02160303A JP1191598A JP19159889A JPH02160303A JP H02160303 A JPH02160303 A JP H02160303A JP 1191598 A JP1191598 A JP 1191598A JP 19159889 A JP19159889 A JP 19159889A JP H02160303 A JPH02160303 A JP H02160303A
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filter
color
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optical axis
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JP1191598A
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Brian E Richardson
ブライアン・イー・リチヤードソン
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Morpheus Lights Inc
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Morpheus Lights Inc
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分針〕 本発明は全体として光フィルタ装置に関するものであり
、更に詳しくいえば、スポットライト等によυ投光され
る光の色を制御する改良したフィルタ装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来の照明装置には、フィルタを通じて投光される光の
色と輝度の少くとも一方を変調するために交換可能なフ
ィルタが設けられている。米国特許第３，４１１，８４
７号明細書には、それぞれの原色をおのおの一様に減衰
させるフィルタを通る白色光のビームを通す写真フィル
ム現像装置が記載されている。それらのフィルタは、フ
ィルム現像時間の一部の間中にビームが交差するように
個々に位置させられる。それらの現像時間の一部の時間
は、全時間にわたる光の平均希望包中のその色の一部分
に比例する。濾光された光は現像時間の異なる時間部分
中には異なる色にされ、典型的には希望の色を持つ時刻
はない。
米国特許第４，４５９，０１４号明細書には、指定され
ない三原色色フィルタ１＋は一様な密度の三原色色フィ
ルタがビームの比例する横断面面積中の光により交差さ
せられ、かつ白色光がビームの濾光されていない残ｐの
エリアを通るように、個々に、かつ常時平行に位置させ
られる前記指定されない三原色色フィルタまたは一様な
密度の三原色色フィルタの装置が記載されている。下流
側のビームは希望の平均色を有するが、それの色の強さ
は不均一に分布され、拡散には効率的でない。
米国特許第４，６００，９７６号明細書には、指定され
てい々い（一様な）密度の原色色フィルタが、光ビーム
の比例するエリアによｐ交差させられる平面内で個々に
回転でき、それにより、不均一な強度分布の希望の全平
均色も有する下流側ビームを生ずる、匹敵するメカニズ
ムが記載されている。
ただし、そのような不均一な強度分布では十分な拡散を
必要とする。
米国特許第４，６０４３２１号明細書には、二色濾光物
質を一様に被覆されたそれぞれの平らな表面を有するフ
ィルタ要素をおのおの含む３組のフィルタが記載されて
いる。それらのフィルタ要素はそれぞれの表面内の軸を
中心として回転して、ビームの光軸に対して斜めに位置
させることができる。
これによ）、種々の色のうちの選択された色が全体とし
て一様に分布されるような下流側ビームを生ずる。しか
し、表面に対して垂直でない軸を中心として回転させら
れる二色フィルタはビーム軸に沿う光の種々のスペクト
ルに影響を及ぼす。これは、与えられた色のフィルタ要
素セットのフィルタで生ずることができる可能な色と輝
度の少くとも１つを制限する。
したがって、フィルタを通じて投光される光ビームのス
ペクトル組成を選択的に１連続して、一様に、かつ便利
に変化するスペクトルフィルタに対する需要がある。
〔発明・が解決しようとする課題〕
したがって、本発明の目的は、照明装置を通じて投光さ
れるビーム中の光のスペクトル組成を制御するための改
良した装置を得ることである。
本発明の別の目的は、ビームのエリアにわたって光を全
体として一様に濾光する装置を得ることである。
本発明の更に別の目的は、選択された色の光を便利かつ
効率的に発生する装置を得ることである。
〔課題を解決するための手段〕
簡単にいえば、本発明の好適な実施例は、連結されてい
る背景領域の間隙内に配置された個別領域を有する細長
くて、平らなエリアを有する基体から形成された成分色
フィルタ要素を含む。個別領域と背景領域のいずれかが
濾光物質を所定密度のパターンで被覆される。一実施例
においては、細長いエリアを通る傾斜軸の長さに沿う引
続く点の周囲のビーム寸法エリア内で濾光物質の平均密
度が全体として一様に変化する。種々の要素の選択され
たエリアをビームで交差させ、かつそのビームのスペク
トルの所定割合を濾光するために複数の種々のフィルタ
要素を位置させることができる。
本発明の好適な実施例のフィルタモシュー７ｖカ、それ
ぞれの原色を濾光する濾光物質を有する三成分色フィル
タ要素を用い、かつ全ての色の輝度を低くするための濾
光物質を有する第４のフィルタ要素を用いる。
本発明の利点は、各成分色フィルタが、ビームのエリア
にわたって選択され、かつ一様な、または比較的一様な
輝度で分布されるそのフィルタの色を有するビームを生
ずる。そのために、従来の光学的フィルタより少い拡散
を必要とし、かつ光の損失は少い。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図を参照して、本発明は、スポットライト投光装置
１０に使用されているのが示されているように、スペク
トルフィルタモジュール２０で実施することが好ましい
。スポットライト投光装置１０はハウジング１１（概略
的な輪郭で示されている）の内部の適尚々ブラケット（
図示せず）により支持され、光源を含む。この光源はア
ーク灯１２が好ましい。その光源には反射鏡１３が組合
わされる。その光源は白色光を光軸ＯＡ（第１図の左側
）に沿って放射する。放射された光は「ホットフィルタ
」（図示せず）により従来のように処理することが好ま
しい。そのホットフィルタは赤外線と紫外線を除去し、
可視光を透過させる。
第２図も参照して、その光は前方開口部２３を通ってモ
ジュールのケーシング２１の中に入シ、全体として円筒
形の領域３２内をビームとしてモジュール２０内を通り
、モジュールのケーシング２１の背後からそのケーシン
グを出てから、モジュールのケーシング２１の背後に取
付けられている拡散器３３（第３図）を通る。その拡散
器は酸でエツチングしたガラス板で構成することが好ま
しい。
スポットライト投光装置１０においては、濾光された光
ビームはコンデンサレンズ３１１通る。
それらのレンズは光を光軸ＯＡＫ沿って送る。レンズ３
０と６０の系の焦点面において、ビームを希望により、
本願出願人の１９８８年７月２６日付の未決の米国特許
出願第２２４，４３６号に開示されているようＫして、
選択可能なアパーチャモジュール４０を通される。
希望により設けることができるビーム折多曲げ（反射＠
Ｉ）手段５０により反射され、最後に３枚構成のレンズ
系６０を通る。そのレンズ系６０はスポットライト投光
装置１０からのビームを光軸ＯＡに沿って送る。ビーム
を希望に応じて向けるために、前記未決の米国特許出願
第２２４，４３６号に開示されているように、ハウジン
グ１１をジンバルジヨイント上で、垂直方向に傾けるか
、水平方向にパンさせるかの少くとも１つの操作を行う
ととができる。
スペクトルフィルタモジュール２０は、円筒形領域３２
をＯＡ軸上の、３枚構成のレンズ系６０の焦点面以外の
場所に中心を置いて位置させることが好ましい。第１図
にはスペクトルフィルタモジュール２０をレンズ３０の
上流側に位置させている状態を示すが、そのスペクトル
フィルタモジュール２０はレンズ３０の下流側、選択可
能なアパーチャモジュール４０の下流側、ビーム折シ曲
げ反射鏡５２または反射鏡５４の下流側、または３枚構
成レンズ６０のレンズの間に位置させることも可能であ
る。
第２図に更に示されているように、スペクトルフィルタ
モジュール２０は４つのスペクトル成分フィルタ’ｌｌ
Ａ２２ｍ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを有する。
各フィルタ要素はそれの表面の平面に平行な方向に独立
して動くことができる。フィルタ要素２２は光軸ＯＡに
垂直な平行に隔てられているそれぞれの平面内に配置す
ることが好ましい。もつとも、フィルタ要素は同軸状に
、または平行に装置することは必ずしも必要ではない。
たとえば、濾光モジュールの別の実施例においては、他
のフィルタ！１１１の軸と平行でないそれぞれの軸を中
心として回転するように各フィルタ要素を装置できる。
スペクトルフィルタモジュール２０においては、フィル
タ’ｌｌＡ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは一対の円
板（２２ａ　と　２２ｂ）と、別の一対の円板（２２ｃ
。
２２ｄ）にまとめることができる。それらの一対の円板
はそれぞれ同軸ノ島プを有する。その同軸ノーズの例が
参照番号２４ｂ　、　２４ｄ　で示されている。それら
の円板対は円筒形領域３２において重ね合わされている
。
スペクトルフィルタモジュール２０においては、各ハブ
２４はそれぞれプーリを有し、それらのプーリはモータ
２６によりブーリ２１とベルト２５を介して回転させら
れる。モータ２６としては、それぞれのポテンショメー
タ２８からの帰還により制御される直流アナログサーボ
モータ２８、または帰還制御無しのデジタルステッピン
グモータを使用できる。アナログサーボモータの場合に
は、各円板２２の角度位置がベルト２５とプーリ２９を
介して回されるそれぞれのポテンショメータ２８により
検出される。
各フィルタ要素は濾光物質領域を有する。その濾光物質
領域は基体の内部または上部に形成できる。別の実施例
（図示せず）では、反射光だけを使用できるように基体
を不透明にできるが、反射光または透過光を使用できる
ようにする実施例においては基体を透明にできる。その
場合には基体はたとえばＰｙｒｅｘ　（商標）のような
ガラスで形成できる。あるいは、濾光物質の背景領域の
間隙内に個別の空所領域を有することもできる。
各基体は細長くて平らな表面エリアを有する。
その表面エリアには濾光物質を、平均密度がフィルタの
種々のエリアと交差する光の減衰食を決定するパターン
で被覆することが好ましい。予め定められた一定量だけ
光を減衰させるためにパターン密度を一定にでき、また
は傾斜軸に沿う引続く点の周囲のパターンエリアにわた
ってパターン密度を変化して、光を予め定められた変化
する量だけ減衰させることができる。第４図に示されて
いる好適な実施例においては、円板形基体４１は平らな
側の表面を有し、その表面は３つの部分４２゜４４．４
６に分けられる。比較的透明な端部部分４２は濾光物質
を被覆されず、ビームが交差するように位置させられる
と、可視光の全スペクトルを透過させる。各円板２２に
おいて、パターン化された部分４４は濾光物質が濃度が
しだいに高くなるパターンで部分的に被覆される。その
パターンの被覆は半径方向境界４３における点の周囲ビ
ームの大きさのエリア内で低い平均密度で始ｔｂ、かつ
後で詳しく説明するように、半径方向境界４５に接近す
るにつれてほぼまつくろになる。部分４６は濾光物質が
全面的に被覆される。半径方向境界４３から進む濾光物
質のパターンの平均密度は、円板の周囲の半径方向境界
４５へ向かう円弧状の傾斜軸の長さとともに濾光が直線
的に増大するように、円弧状傾斜軸の長さの自乗で高く
することが好ましい。スポットライトフィルタモジュー
ルのこの実施例においては、３つのフィルタ要ｊｌ！２
２が色に特定の物質で部分的に被覆されて、それぞれの
原色を濾光する。光ビーム中の全ての色の強さを減衰さ
せるために第４のフィルタ要素２２が不透明な物質で部
分的に被覆される。好適な濾光媒体は、たとえばアメリ
カ合衆国カリホルニア州すンタ魯ローザ（８ａｎｔａ　
Ｒｏｓａ　）所在のオプチカル・コーティング拳ラボラ
トリイ社（ＯｐｔｉｃａｌＣｏａｔｉｎｇ　Ｌａｂｏｒ
ａｔｏｒ７４ｎｃ、）　、またはアメリカ合衆国マサチ
ューセッツ州ホリストン（Ｈｏｌｌｉｓｔｏｎ）所在の
コリソン・コーポレーション（ＣｏｌｌｉｓｏｎＣｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ　）から入手できる二色物質の被覆で
ある。二色物質が基体表面に付着される前または後で形
成されるポジまたはネガの７オトレジスト、あるいは金
属マスクを用いて二色濾光物質をパターン化できる。
第５図は濾光物質の形を変化できる、ばらばらで個別の
背景領域、または連結された背景領域のパターンの一例
を示す。あるいは、点その他のパターン形状を使用でき
、表面の長さ方向の濾光効果の非直線的な変化を、フィ
ルタ要素の位置ぎめをコンピュータで制御することによ
り補償できる。
第５図は、幅が連続して変化する空白エリア８Ｂにより
分離された濾光物質の個別領域８４を含み、基体手段を
保持するベース８１の態様のフィルタ要素８０の第２の
実施例を示す。棒状の領域８４の間の空白領域８Ｂの間
隔は、細長いベース８１に沿りて傾斜軸の一端から他端
へ向って狭くなっていることに注目されたい。この実施
例のスペクトルフィルタは、フィルタ要素８０の表面の
選択されたエリア（破線円３２″で示されている）がビ
ームにより交差されるように１そのフィルタ要素８０を
位置させるためにケーシング（図示せず）内で支持され
るモータ８７と送υねじ８８のような直線アクチュエー
タを用いる。
第７図は、好ましくは等しい間隔で配置された濾光物質
９４のパターンで部分的に被覆された細長くて平らな表
面エリアを有し、それぞれの基体９２を支持する一対の
フィルタ要素ベース９１の態様のフィルタ要素９０の第
３の実施例を示す。
それらのフィルタ要素ベースは、直径方向の両側から、
光ビームにより交差させられる円筒形領域３２　／ＩＩ
の中に挿入される、たとえばモータ９Ｔと送シねじ９８
により駆動される。別の実施例においては、濾光物質の
各棒９４は、１つのベース９１と片持ちはシ関係で配置
され、かつ異なる幅を有する別々の基体の上に形成され
る。
次に動作を説明する。全体として円筒形の領域３２内を
フィルタモジュール２０を通って光軸ＯＡに沿って投光
された光ビー又の与えられた色と与見られた強さの少く
とも一方を生ずるために、駆動モータ２８ｍ、２６ｂ、
２６ｃ　（図示せず）、２６ｄが個々に始動させられる
。異なる時刻に各フィルタ要素の表面の種々の選択され
た部分がビームにより交差させられる。それらのモータ
２Ｂはそれぞれのプーリ２７ｉ−回す。それらのプーリ
はベルト２５を駆動して円板２２を、ポテンショメータ
２８により検出される角度だけ、各フィルタ円板２２が
軸ＯＡに沿う光が交差する円筒形領域３２の所定のフィ
ルタ密度パターンを持つ狭面部分を有する位置まで回転
させる。３つの色フィルタ要素の位置はビームの三原色
成分の相対的な割合を決定する。第４の円板２２は、光
ビームの全体の強さを減衰させるために希望に応じて位
置させられる。あるいは、第４の円板を使用する代夛に
、投光されたビーム中の色の相対的な釣合を維持し、か
つそれの全体的な強さを変化しながら、３枚の色円板個
ｋに回転できる。
以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本発
明の要旨を逸脱することなしにそれらの実施例を変更で
きることがわかるであろう。たとえば、それらのフィル
タを写真、ビデオまたはグラフィックス装置に使用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のスペクトルフィルタモジュールの好適
な実施例を含む照明装置の一部切欠き斜視図、第２図は
第１図のフィルタモジュールの詳細を示す斜視図、第３
図は第１図および第２図のフィルタモジュールの背面図
、第４図は急な傾斜軸を有し、濾光物質で部分的に被覆
された円板形基体としての実施例におけるフィルタ要素
の斜視図、第５図はパターンと交差する急な傾斜軸の長
さに正比例して光を減衰させる濾光物質のパターンの一
例を示し、第６図はまっすぐな帯状の本発明のフィルタ
要素の第２の実施例を示し、第７図は一対の平ら々表面
エリアを含む基体手段の態様で、ビームの直径上の両側
が支持されて、ビーム軸に対して相対的に動いて光ビー
ムの色をほぼ一様に減衰させることができる本発明のフ
ィルタ要素の第３の実施例を示す。 ２０・・・・スペクトルフィルタ装置、２２゜８０・φ
・・スペクトル成分フィルタ要Ｌ　　４１゜９２・・φ
・・基体、４２，４４，４６・φ・・基体部分、８１．
９１・・・・ベース、８４・・−・・個別領営、８６・
・・・幅が変化する透明なエリア、８７．９７−・Φ・
モータ、９０・・・・フィルタ要素、９８・・・・送り
ねじ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）背景領域の間隙を占める個別領域により形成され
    たパターン化された部分を有する基体手段を含む成分色
    フィルタ要素を備え、前記個別領域または前記背景領域
    が与えられた特性の二色濾光物質があるパターンで被覆
    され、そのパターンでは、ビーム寸法エリアが、前記光
    軸に沿つて透過し、かつ前記エリアと交差する光ビーム
    の平均色飽和を所定割合だけ減衰させるために選択され
    た濾光物質の平均密度を有することを特徴とする光軸に
    沿つてビーム状に投光された光を濾光するスペクトルフ
    ィルタ装置。
  2. （２）背景領域の間隙を占める個別領域により形成され
    たパターン化された部分を通る傾斜軸を有する基体手段
    をおのおの含む三成分色相フィルタ要素を備え、前記個
    別領域または前記背景領域は与えられた主差引き原色濾
    光物質をあるパターンで有し、そのパターンでは、前記
    傾斜軸に沿う引続く点の周囲のビーム寸法エリアが、前
    記光軸に沿つて透過し、かつ各前記フィルタ要素のそれ
    らのエリアと直列に交差する光ビームの平均色を所定割
    合だけ減衰させるために選択された濾光物質のそれぞれ
    の平均密度を有することを特徴とする光軸に沿つてビー
    ム状に投光された光を濾光するスペクトルフィルタ装置
    。
  3. （３）光軸に沿つて光をビーム状に投光する光源と、 スペクトルフィルタ手段と、 光を前記ビーム状に投光するレンズ手段と、を含む種類
    の照明装置において、 選択された異なる特性の濾光物質の別個の領域をおのお
    の含む複数の成分色フィルタ要素と、アクチュエータ手
    段と、 を備え、前記複数の成分色フィルタ要素は、前記濾光物
    質領域のエリアと交差する光ビームの色を所定量だけほ
    ぼ一様に減衰させるように、全体として焦点が外れてい
    るそれぞれの平面内で隔てられ、各前記フィルタ要素は
    、前記濾光物質の選択された領域が前記ビーム中の光に
    より交差させられるような位置まで、それの濾光物質の
    平面に平行に独立して動くことができ、 前記アクチュエータ手段は、各前記成分色フィルタ要素
    をそれの濾光物質の平面に平行に選択的に動かして、各
    前記要素の選択されたエリアを、各他の前記要素の選択
    されたエリアと直列に、前記ビーム中の光により交差さ
    れるようにし、各他の前記要素は同様に交差させられる
    ことにより前記ビーム中の光のスペクトル成分を選択的
    に減衰させることを特徴とする改良したスペクトルフィ
    ルタ装置。
  4. （４）フィルタ物質支持表面をおのおの有するそれぞれ
    の基体手段を含む三成分フィルタ手段と、各前記基体手
    段を独立に動かすアクチュエータ手段と、 を備え、前記フィルタ物質支持表面のパターン化された
    部分が複数の個別エリアを含み、それら複数の個別エリ
    アの、パターン化された部分を横切つて延長する傾斜軸
    に沿う寸法と間隔の少くとも一方が変化し、前記複数の
    個別エリア、または前記個別エリアの間の間隙エリアの
    いずれかがそれぞれの減法混色の原色色相二色フィルタ
    物質で被覆され、他のエリアはフィルタ物質により被覆
    されず、したがつて、１つの前記パターン化された部分
    を透過する光ビームが、前記傾斜軸が前記光軸により交
    差させられる点に依存して飽和が変化するようなその成
    分色相を有し、 前記アクチュエータ手段は、各前記基体手段のパターン
    化された部分が、前記光軸に沿つて通るビーム中の光に
    より交差させられる濾光物質エリアのある選択された平
    均密度を有する位置へ、各前記基体手段を異なる平面内
    を、それの傾斜軸に沿う方向へ独立して動かし、 それにより、各前記色相を補足する色相の対応する割合
    がビームから直列に差引かれて、下流側の光ビーム中で
    組合わされたそれぞれの色相を対応して飽和させること
    を特徴とする光軸に沿つてビーム状に投光される光の色
    を選択的に変化する光フィルタ装置。
  5. （５）フィルタ物質支持表面を有する基体手段を含むフ
    ィルタ手段を備え、前記フィルタ物質支持表面のパター
    ン化された部分が、予め選択された色相の二色フィルタ
    物質を被覆された複数の個別エリアを含み、前記パター
    ン化された部分を通る光ビームが、前記パターン化され
    た部分を横切つて延長する傾斜軸が前記光軸により交差
    させられる点に依存して飽和が変化する前記予め選択さ
    れた色相の色を有するように、それらの個別エリアの、
    前記傾斜軸に沿う寸法と間隔の少くとも１つが変化する
    ことを特徴とする光軸に沿つてビーム状に投光された光
    の色を選択的に変化する装置。
  6. （６）フィルタ物質支持表面を有する基体手段を含むフ
    ィルタ手段を備え、前記フィルタ物質支持表面のパター
    ン化された部分が、複数の個別の透明な被覆されていな
    いエリアを除き、予め選択された色相の二色フィルタ物
    質を被覆され、前記パターン化された部分を通る光ビー
    ムが、前記パターン化された部分を横切つて延長する傾
    斜軸が前記光軸により交差名せられる点に依存して飽和
    が変化する前記予め選択された色相の色を有するように
    、それらの個別エリアの、前記傾斜軸に沿う寸法と間隔
    の少くとも１つが変化することを特徴とする光軸に沿つ
    てビーム状に投光された光の色を選択的に変化する装置
    。
  7. （７）傾斜軸を有する表面をおのおの有するそれぞれの
    基体手段を含む三成分フィルタ手段を備え、この三成分
    フィルタ手段は、 前記傾斜軸の第１の端部においてそれぞれの減法混色原
    色色相二色フィルタ物質を一様な濃度で被覆された第１
    の端部部分と、 前記傾斜軸の第２の端部部分においてフィルタ物質が被
    覆されない第２の端部部分と、 連結された領域を備える第１のパターン部分と、複数の
    個別のばらばらの領域を備える第２のパターン部分とに
    より形成されたパターン化されたエリアと、 を含み、前記複数の個別のばらばらの領域は、前記端部
    部分の間の前記傾斜軸に沿う引続く点の周囲の引続くビ
    ーム寸法エリアの連続して変化する所定の割合を占める
    連結された領域の間隙内に配置され、前記パターン部分
    の１つは前記それぞれの色相二色フィルタ物質を前記一
    様な濃度で被覆され、前記パターン部分の一方が前記そ
    れぞれの色相二色フィルタ物質を前記一様な濃度で被覆
    され、したがつて前記二色フィルタ物質は、前記パター
    ン化されたエリア内の前記傾斜軸に沿う引続く点の周囲
    の引続くビーム寸法エリア内に単調に段階をつけられた
    平均密度を有し、 選択された平均密度フィルタ物質エリアを、ビーム中の
    光により直列に交差させられる前記光軸を横切るそれぞ
    れの平面内に位置させるために、前記３つの基体手段は
    それらの基体手段のそれぞれの傾斜軸に沿う方向へ同時
    に動くことができ、前記ビーム中の前記光から前記成分
    フィルタ手段が、補足する色相の対応する選択された部
    分を差引くことにより、下流側の光ビーム中で組合わさ
    れたそれぞれの色相を対応して飽和させることを特徴と
    する光軸に沿つてビーム状に通る光の色を選択的に変化
    する光フィルタ装置。
JP1191598A 1988-07-26 1989-07-26 光軸に沿つてビーム状に投光された光を濾光するスペクトルフイルタ装置 Pending JPH02160303A (ja)

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