JPH0320712A - 色彩調整装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、色彩調整装置に関する。

〔従来の技術〕

光学多層干渉膜よりなる選択反射フィルターは、各種の
目的に使用されているが、目的に合った通切な光学特性
を得るのは容易なことではない。

特に、目視による使用条件下では、人間の目の色彩判別
能力が通常の光学的な測定方法等による場合に比べて比
較にならないほど高いため、特性データ的にはほとんど
同じである２つのサンプルの色が、目視では非常に異な
って見えるなどの問題がでてくる． このような問題が顕著にあらわれてくるのは店舗や舞台
などにおいてである。これらの用途には、照明対象の色
や演出目的などに応じて、他の用途とは比較にならない
ほど非常に微妙な色彩コントロールが要求される。たと
えば、赤色の商品の照明を行なう場合を例にとると、単
なる「普通の赤色」の照明をしたのでは見る者をして今
一つ満足させられず、該当する商品「固有の赤色」に厳
密によくマッチングするような色で照明することが要求
される。

これまでの色彩調整方式は、微妙に異なる赤色フィルタ
ーを個別に多数用意し、それぞれを試してみて色決定が
される方式になっていたので、各色が固定的で全体とし
てみれば飛び飛びで不連続な色選択しかできないもので
あった。その結果、前記フィルターには無い中間的な色
を評価したり、あるいは、その中間色を言語や色見本等
の伝達手段により他の者に説明したりすることすら困難
で、時間も多くかかっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ある波長の光だけを特に透過するような単色
フィルターを照明器具に使用すると、その光色の照明が
得られ、このような着色照明は、店舗や舞台等における
照明によく使用されているが、この場合の色調を変える
最も簡単な方法は光学多層干渉膜によるフィルターを使
用してその角度を変えてやるようにすることである。そ
の構造楯要は、第５図に示されている。

この光学多層干渉膜による角度可変型の選択反射フィル
ター１は、これまでのところ１つの色彩調整装置につい
て単一枚のみで構威されてきた。

光の干渉作用を利用した同フィルター１によれば、フィ
ルター１の角度を変えて同フィルター１への光Ｌの入射
角θを変えることによって、分光特性の連続的変化を容
易に得ることができる。しかし、このフィルター１を、
光Ｌに垂直に向かう基準状態からθ程傾斜させた状態に
すると、分光特性をあらわす第６図のグラフにみるよう
に、実線で示す曲線形態を保ったまま矢印方向（短波長
側）に平行に移動するだけのことになり、フィルターの
透過波長の幅自体には何らの変動も起こらない。このフ
ィルター１は、透過波長によって色調が決められるもの
であるが、前記のように、特性曲線が単に平行移動する
だけの色彩コントロールでは、今一つ多種多様な色を得
ることができなかった。また、前記のように透過波長の
幅が常に一様であれば、特定波長の色のみを純粋に得る
こともできない。

前記事情に鑑みて、この発明の課題とするところは、１
枚フィルターによる色に加えてさらに多種多様な色が連
続的な操作コントロールにより簡単に得られるようにす
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明にかかる色彩調整装
置は、光学多層干渉膜によって形成された選択反射フィ
ルターが、同一光路上に相前後して複数枚設置されてい
るとともに、これらフィルターのうち選択されたものが
角度調整され得るようになっている。

〔作　　　用〕

この発明における選択反射フィルターは、同一光路上に
相前後して複数枚設置され、これらフィルターのうち選
択されたものが角度調整され得るようになっている。複
数枚のフィルターをすべて同一の角度にすれば、１枚フ
ィルターによると同様の色彩コントロールが可能になる
。複数枚のフィルターのうち１枚だけに角度をつけたり
、これらフィルターを互いに異なる角度にするなどすれ
ば、１枚フィルターによる以外の色彩コントロールが可
能になる。透過波長幅あるいは反射波長幅を狭くするよ
うにフィルター相互間において角度制御すれば、特定の
狭い波長域の色が純粋色として得られるようにもなる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明を、その実施例をあらわす図面を参照
しつつ詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる色彩調整装置の一実施例を
あらわしている。この色彩調整装置１０は、ホルダー１
３を備え、同ホルダー１３内には、その一方から光Ｌが
照射されるようになっている。同ホルダー１３内には、
前記光Ｌによる同一の光路上に相前後するように２枚の
選択反射フィルター１１．１２が設置されている。両フ
ィルタ−１１．１２は光学多層干渉膜により形成された
単色フィルターであって、それぞれの両側端の支軸１４
．１５によりホルダー１３に回転自在に支持されている
とともに、図示しない外部の角度調整機構（レバー等に
より構威される）によりその回転角度が調整されるよう
になっている。ここで、フィルター１１．１２の角度θ
１，θ２は、光Ｌの進路方向に対し各フィルター１１．
１２から立てた垂直な仮想線のなす角度を指す。したが
って、各フィルター１１．１２が光Ｌの進路に直角であ
るときはそれぞれ角度θ，，θ２はＯ゜の基準状態であ
り、傾斜すると、その傾斜分がそのまま角度θ１，θ２
になるのである。その一方である光Ｌ側のフィルター１
１は、第２図にａの曲線で示すように、λ，以下の波長
域を反射しλ１以？の波長域は透過するロングパスフィ
ルターになっている。他方のフィルター１２は、同図に
ｂの曲線で示すように、λ，以下の波長域を透過しλ８
以上の波長域は反射するショートバスフィルターになっ
ている。

これら２枚のフィルター１１．１２は、透過波長が色調
となってあらわれるタイプの単色フィルターであって、
第２図の分光特性曲線図（フィルター１１．１２の角度
は０”）にみるように、両フィルター１１．１２による
透過帯域の重なりによってλ，〜λ，の透過帯域が得ら
れる（透過率の高い部分はそれぞれ相手側のフィルター
によってカットされる）。フィルター１１．１２の角度
θ１．θ８をつぎのように設定すれば、ス、．ス■を共
にあるいは個別に移動させて種々の分光特性が得られる
ようになる。すなわち、ロングパスフィルターｌ１のみ
を傾斜させれば、透過波長λ，の曲線分だけが矢印Ｘの
ように短波長側に移動するので、透過帯域の幅が短波長
側に拡がるようにして同幅を拡大させることができる。

ショートバスフィルター１２のみを傾斜させれば、逆に
、透過波長λ２の曲線分だけが移動するので、透過帯域
の幅が短波長側に狭まるようにして同幅を狭くすること
ができる。両フィルター１１．１２を共に傾斜させると
、λ１およびλ２の双方が短波長側に移動して第３図に
みるλ１　′およびλ２のようになり、全体としてみれ
ば、第２図の特性曲線を透過域全体の幅を変えずに左方
向にそのまま移動させたものになる。もちろん、前記角
度は個別に自由に選択することができるので、各フィル
ター１１．１２による透過波長値をそれぞれ独自に自由
に変えることができ、種々の分光特性曲線を自由に得る
ことができる。

なお、フィルターを作製するには、たとえば、高屈折率
膜と低屈折率膜の各層の光学膜厚が３００ｎｓ＋程度の
、１０層前後または以下の交互多層膜で、高屈折率膜の
光学膜厚を低屈折率膜のそれに対して、２０〜５０％厚
くしたものを用いる方法などいくつか考えられるが、膜
構戒は、この発明に直接関係なく、どの方法であっても
よい。前記各層の光学膜厚は、たとえば、 ｎｄ＝（１／４）λ を満足するように設定される。上式において、ｎｄは光
学膜厚、ｎは膜の絶対屈折率、ｄは膜の厚み、λは入射
角Ｏ゜のときにカットされる波長である。前記フィルタ
ーは、２枚に限定される必要はなく、また、ホルダーに
取付けられずに、たとえば゜、照明器具や撮影機器など
の本体部分に取付けられていてもよい。前記実施例でい
えば、両フィルターのうち一方のフィルターは常時固定
型にし、他方のフィルターは角度調整できるように支持
されていてもよい。前記角度調整機構に目盛表示手段が
あれば、それを目安に分光特性の変更制御が簡単かつ確
実になされ得るようになる。前記実施例では、角度Ｏ゜
の当初の状態を基準にして短波長側にしか分光特性を移
動させることができないが、前記角度調整機構に、適当
な傾斜位置が原点基準となるような目盛表示を付してお
けば、その原点位置よりフィルターを立てるように操作
することで、見かけ上は、長波長側にも特性曲線を移動
できるようになって、扱いやすく便利なものになる。前
記ホルダーの内周面には、第１図にみるように、乱反射
防止層１６を設けておくことがある。また、ホルダーは
一端にわしをもたせて、カメラ等に装着し得るようにし
てもよい。

以下に、この発明のより具体的な実施例を示すが、この
発明は下記実施例に限定されるものではない。

−実施例１　（可変緑フィルター） 波長５００ｒ＋ｍで透過率が５０％である角度調整機構
付ロングパスフィルターと、波長が６００ｎｍで透過率
が５０％である角度稠整機構付ショートパスフィルター
とを、内面に反射防止処理を施した円筒形のホルダー内
に設置したものを色彩調整装置とした。第１図がその対
応図である。フィルターは、それが傾斜したときに入射
光に対して寸法が足らなくなるのを防止する意味で、入
射光の直径に対して２倍にとった。角度調整機構はレハ
ー式とし、各フィルターは、酸化チタンとフン化マグネ
シウムの交互層を２５層重ねてなるものを用いた。前記
色彩調整装置を、店舗照明用の７５Ｗミニハロゲンラン
プ付のスポットライトの前面に装着し、その効果を調べ
た。両フィルターを角度Ｏ゜の基準状態にすると、透過
帯域は約５００〜６００ｎｍ（第２図）となり、その色
は典型的な黄緑色になった。これをフィルターの角度を
変えて検討してみたところ以下のような結果が得られた
。

（１１　　透過帯域全体ｆ’ｓ短波長側へ、の移勤両方
のフィルターの角度を同一の傾斜角度になるように変え
て行くと、色彩は次第に濃い緑色に変わり、さらに青味
が強くなって、約６０゜の角度でほぼ完全な青色を呈し
７た。このとき透過帯域は、第３図の特性概要図にみる
ように、約４４０〜５４０ｎＭになり、その透過曲線は
それぞれａとｂ′になっている。

（２）透過帯域の長波長側の減少 ロングパスフィルターをＯ゜に保ったまま、シ９−トパ
スフィルターだけを傾斜させると、たとえば、第２図の
特性概要図に２点鎖線ｂ“で示す曲線のように、ショー
トバスフィルターによる透過曲線分ｂが矢印Ｙの方向に
移行した形になり、黄緑色が次第に緑色に変わり、最後
には暗い赤味を多少帯びた色調になった。

（３）透過帯域の短波｝３ヲ側の増大 シヨ・一トバスフィルターを０゛（、ご保ったまま、ロ
ングパスフィルターだけを傾斜させると、黄緑色は次第
に青みを帯びて淡い空色になる。第１！（７）の特性概
要図においては、、曲線ａが矢印Ｘ方間ｔ，こ移行し，
て波星帯域は拡大する１　、τの拡大した４）のは前記
１枚フィルターによるものより広いノ＋　Ｃ）になる、 これら３つの調整方式により、黄緑色から青色までの色
調が連続的に得られるこどがわかった，１前記（２）に
おけるように、透過帯域を狭めるようにすると、該当す
る波長域の透過色が純粋な色として強調されるようにな
ることもわかった。

一実施例２　（可変ビンクフィルター）一店舗照明等に
よく使われるピンクもしくは赤紫用のフィルターは、前
記単色フィルターによる場合とは逆に、そのカソト波長
によって色調が決まり、透過帯域幅によって色の純粋さ
が決まる。

可視光線域全体にわたってほぼ透過率が８０〜９５％で
、波長５５０ｎｍにおいてだけに透過率が２０％になる
鋭い反射ビーク（カット域）を持つ、全く同じフィルタ
ー（ピンクもしくは赤紫色になるもの）を２枚、角度調
整機構を付けて、内面に反射防止処理を施したホルダー
内に設置したく第１図がその対応図）。フィルターを傾
斜させたとき、寸法が足りなくなるのを防止するため、
入射光の直径に対してフィルターの直径を１．５倍にし
た。角度調整機構はレバー式とし、各々のフィルターは
、酸化チタンとフソ化マグネシウムとのＩＯ層の交互層
からなるものを用いた。この色彩調整装置を、店舗照明
用の７５ｗミニハロゲンランプ付のスポットライトの前
面に装着し、その効果を調べてみた。両方のフィルター
を角度０゜の基準状態に設定すると、反射域は５５０ｎ
ｍとなり、その色はピンクもしくは赤紫色になった。こ
のようなピンクもしくは赤紫フィルターは暖色系の色彩
を中心にほとんど全ての色彩を美しく効果的に演出する
ことができることが一般的に認められている。しかし、
この色は、ほんのわずかの分光特性上の差も非常に大き
な色の差どして感し’．　（；　；ｌ’１やすい色であ
るため、個々の物品の色に合わせて、このピンクもしく
は赤紫色を設定することば、大変に難しい技術が嬰求さ
れる。、′−のフィルターの角度を変えて検討してみ六
・ど、―ろ、以下のよ・１な結果が得られた。

＋１）　　反射帯域全体の短波長側への移動同時に両方
のフィルターの角度を変えて行くと、色調は次第４ｚ赤
味の強いピンクもしくは赤紫色になる。さらに傾斜角度
を大きくすると、次第番ご色が薄くなり、約４５゜で黄
色味を帯びてくる。

このとき、反射帯域のピーク値は約５００ｎｍであった
。なお、第４図の特性図乙こおいて、基準状態はｃ，ｄ
であり、前記約４５゜傾斜させたときの曲線はｃ’（ｄ
’）としてあらわされている。

（２）反射帯域の短波長側への拡大 片方のフィルターをＯ゜に保ったまま、他方のフィルタ
ーだけを傾斜させると、反射帯域幅が短波長側に拡大し
、色調が変わる。この角度調整は２０゜以内で、必要十
分な暖色系統の色彩の調整効果が得られることがわかっ
た。なお、第４図の特性図において、この場合の反射帯
域は、ｃ　（ｄ）とｃ’（ｄ’）の重なり部分がそれに
相当する前記２つの調整で、ピンクもしくは赤紫系フィ
ルターの調整範囲を全てカバーし得ることが判明した。

また、フィルターを、照明器具でなく、カメラのレンズ
に装着して撮影を行なってもほぼ同様の結果が得られた
。

前記のように、この発明にかかる色彩調整装置は、選択
反射フィルターが、同一光路上に相前後して複数枚設置
され、これらフィルターのうち選択されたものが角度調
整され得るようになっている。複数枚のフィルターを全
て同一の角度にすれば、１枚フィルターによると同様の
色彩コントロールが可能になる。複数枚のフィルターの
うち１枚だけに角度をつけたり、これらフィルターを互
いに異なる角度にするなどすれば、１枚フィルターによ
る以外の多種多様な色彩コントロールが可能になる。透
過波長幅あるいは反射波長幅を狭く鋭くなるように制御
すれば、特定の狭い波長域の色のみが純粋色として得ら
れるようにもなる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる色彩調整装置は、以上のように構威さ
れているため、１枚フィルターによる色に加えてさらに
多種多様な色が連続的な操作コントロールにより簡単に
得られるようになった。特に、フィルター制御によって
は、透過波長帯域あるいはカット波長帯域を十分に狭め
ることが可能であり、特定の波長の色のみを純粋色とし
て得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる色彩調整装置の一実施例をあ
らわす断面図、第２図は２枚の単色フィルターを用いそ
れらの角度をともに０゜あるいは一方を０゜とし他方に
角度をつけたときに得られる分光特性曲線図、第３図は
同じく両フィルターを６０”に傾斜させたときに得られ
る分光特性曲線図、第４図はピンクもしくは赤紫用のフ
ィルター２枚を第１図のように組み込んでなる色彩調整
装置においてフィルターの角度をともにＯ゜に保ったと
きとフィルターのうち一方のみを傾斜させたときにそれ
ぞれ得られる分光特性曲線図、第５図は従来の１枚フィ
ルターをあらわす模式図、第６図゜は同１枚フィルター
だけによる分光特性曲線をあらわしている。 ｒＯ・・・色彩ｍ整装置　１１．１２・・・フィルター
Ｌ・・・光源 第２図 λ１　λ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　光学多層干渉膜によって形成された選択反射フィル
   ターが、同一光路上に相前後して複数枚設置されている
   とともに、これらフィルターのうち選択されたものが角
   度調整され得るようになっている色彩調整装置。