JPS62211802A - 虹投影装置 - 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 本発明は、一般家庭、店舗、或いは舞台装置などで、或
いは玩具、置物、縫包など広い分野で光学的装飾効果を
奏するものとして使用し得る虹投影装置に関する。

従来の技術 従来の技術としては、発明者が既に実開昭６０−２６０
８４号公報で開示したように、光源の長さを大きくして
光束を増大し得る線状の白色光源と、これと平行に配置
した平板的な円筒コンデンサレンズと、プリズムとから
なる虹投影装置を挙げることができる。

発明が解決しようとする問題点 従来の装置は、店舗照明や舞台照明を主とする大型で鮮
明な虹像を得る目的で、管状のハロゲンランプのように
輝度が高く且つ光源の長さを大きく採って光束を増大さ
せることができる線状光源を用い、これより発する光を
これと平行する円筒コンデンサレンズで平行光とし、こ
れをプリズムで分光して虹像を投影するものであったが
、光源が横長で且つコンデンサレンズが平板であるため
、虹像の中央付近は鮮明に投影することができても、両
端に行くに従いコンデンサレンズがら出る光は平行光か
ら次第に収斂光となり、プリズムによって分光された色
光が混合する結果、鮮明な虹像が得られない問題があっ
た。また、この場合、平板状の円筒コンデンサレンズを
使うため、光源を短くし点光源に近くしても、光束が減
少するばかりで鮮明な虹像を得ることができない等の問
題があった。

問題点を解決するための手段 そこで本発明は、集光コンデンサレンズの大きさに比較
してフィラメントの長さが点光源に近い線状白色光源と
、該光源の中点を中心として円弧状に彎曲して設けた円
筒コンデンサレンズと、該コンデンサレンズで得られた
扇状の平行光を第一屈折面に入射するように設けたプリ
ズムとからなる虹投影装置を提供するものである。

作用 一般にコンデンサレンズで集光する場合、光源をコンデ
ンサレンズの焦点位置に置けば、屈折後は平行光となり
、それより遠くに置けば屈折後は収斂光となり、逆に近
ければ、屈折後は発散光となるが、本発明は、集光コン
デンサレンズの大きさに比較してフィラメントの長さが
点光源に近い線状白色光源と、該光源の中点を中心とし
て円弧状に彎曲して設けた円筒コンデンサレンズとから
なるから、光源の左右両端から円弧状コンデンサレンズ
に至る距離の差は、中央に向かう場合はゼロで、コンデ
ンサレンズの左右両端に向かう場合は最大となるが、そ
の値は僅少で、この差による屈折後の収斂光又は発散光
となる度合は極めて小さい。従って、コンデンサレンズ
の中央から出る光は完全な平行光であるのに比べ、両端
に向かう光は僅かな平行の乱れを伴ったとしても、分光
後は極めて鮮やかな色光が得られ、全体にわたり殆ど差
のない美しい転像が得られる。

また、投影距離が大きくなれば、投影された転像の幅も
大きくなり、プリズムの射出口の幅が無視できる程にな
るので、分光の各色は夫々色ごとに重なって純粋な色光
を示すようになる。投影距離が近いために起こる色光の
混合を防ぐためには、円筒コンデンサレンズによる屈折
後の光を完全な平行光とせず、投影距離で焦点を結ぶよ
うな関係に構成すれば、近距離でも鮮明な転像を得るこ
とができる。

実施例 第１図において、１は白色電球で、２はその光源となる
点光源に近いフィラメントである。３はフィラメント２
の中点を中心として円弧状に彎曲する円筒コンデンサレ
ンズで、４は円筒コンデンサレンズ３の集光した光源を
中心に扇状に広がる平行光を第一屈折面に受けるプリズ
ムである。

フィラメント２より発する光は、円筒コンデンサレンズ
３によって紙面に平行となり、プリズム４の稜線に垂直
な面に沿った光線ＯＡを中心にして、コンデンサレンズ
３の円弧に向って光線ＯＢ。

ＯＣのように扇状に広がってプリズム４に入射する。入
射した光は、プリズムの第一、第二の屈折面で屈折して
、紙面の斜め下方にほぼ円錐状に拡がって進み、且つ夫
々の光はプリズムの分光作用により赤色から紫色に分光
され、紙面に平行な投影面上に円弧状の虹となって投影
される。

プリズム４から射出された夫々の色光は、第２図でＡ、
　Ａｌ、Ａ２に示すように、プリズム４に入射する角度
条件が同じ光は全て同じ角度に平行に屈折され、従って
同一色光は重なって、全体として虹の上包に分光された
転像となる。

また、この場合、投影距離が大きくなれば、投影された
転像の幅も大きくなり、プリズム４の射出口の幅が無視
できる程になるので、分光の各色は夫々色ごとに重なっ
て純粋な色光を示すようになる。投影距離が近いために
起こる色光の混合を防ぐためには、円筒コンデンサレン
ズ３による屈折後の光を完全な平行光とせず、投影距離
で焦点を結ぶような関係に構成すれば、近距離でも鮮明
な転像を得ることができる。

他方、第３図示の如く、プリズム３を一個の三角柱プリ
ズムではなく、小さな三角柱プリズムを多数平行に並べ
たものでも、同じプリズム分光効果を挙げることができ
るから、洗濯板状のプリズム４を代わりに使用すること
ができる。一般に、色分解には比較的高価な光学ガラス
を材料とするため、これを洗濯板状にすれば、材料の節
減となり、更にまた、光学ガラスに代わって加工が容易
で軽量且つ安価な透明プラスチックの材料で成形するこ
とも可能となる。

第４図は洗濯板状のプリズムを使用した実施例を示すも
ので、装置全体のコストダウン、小型化及び重量軽減が
達成されている。図において、１０は内側ケースで、図
には示さない外ケースでプリズム４部分を除いて周囲を
光学的に被覆しである。１は白色光源となる電球、２は
そのフィラメント、３は電球１を中心に円弧状をなす円
筒コンデンサレンズ、４は洗濯板状のプリズムである。

その他、１）は電球１に供電する導電線である。

これら構成の小型照明玩具等に適した具体例を示すと、
フィラメント２の太さ約０．２ｍｍ　、長さ約１．５ｍ
ｍ　、コンデンサレンズ３の焦点距離的１４ｍｍ、コン
デンサレンズ３の円弧の半径（光源の中心からコンデン
サレンズの主点までの曲率半径）約１４ｍｍ、コンデン
サレンズ３の幅約１０ｍｍ、円弧の中心角約９０°、豆
電球の出力４．４Ｗ、光束８５Ｌｕｍｅｎである。また
、強力な虹投影機を構成する場合は、メタルハライドラ
ンプ等の輝度の高い放電灯を光源として、前記各部の寸
法を比例的に大きくすれば、比較的小型なもので強力な
投影装置が得られることとなる。

効果 以上の通り、本発明に係る虹投影装置は、集光系の大き
さに比較して点光源に近い長さの白色光源と、該白色光
源を中心として円弧状に彎曲して設けた円筒コンデンサ
レンズと、該コンデンサレンズで得られた扇状の平行光
を第一屈折面に入射するように設けたプリズムとから構
成しであるから、光源の両端から円弧状コンデンサレン
ズに至る距離の差は、中央に向かう場合はゼロで、左右
両端に向かう場合は最大となるが、その値は僅少で、こ
の差による屈折後の収斂光又は拡散光となる度合は極め
て小さく、従って、コンデンサレンズの中央から出る光
は完全な平行光であるのに比べ、両端に向かう光は僅か
な平行の乱れを伴ったとしても、分光後は極めて鮮やか
な色光が得られ、全体にわたり殆ど差のない美しい転像
が得られる効果があり、玩具や置物に本発明虹投影装置
を内蔵することによって、新しい照明玩具や室内装飾照
明を創作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の光学系の原理を示す正
面図、第２図はその■−■線で縦断して示す縦断側面図
、第３図は他の実施例の光学系の原理を第２図と同様に
示す縦断側面図、第４図は第３図の光学系による実施例
の要部を一部切欠して示す斜面図である。 １・・・白色電球 ２・・・フィラメント ３・・・円筒コンデンサレンズ ４・・・プリズム 第４図 第１図 「■ Ｌ■

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）点光源に近い極く短い線状の白色光源と、該光源
   を中心として円弧状に■曲して設けた円筒コンデンサレ
   ンズと、該コンデンサレンズで得られた扇状の平行光を
   第一屈折面に入射するように設けたプリズムとからなる
   虹投影装置
2. （２）特許請求の範囲（１）において、プリズムが洗濯
   板状のプリズムからなる虹投影装置