JPH0294201A - エフェクトスポットライト - 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、ファインピッチフレネルレンズを装着したエ
フェクトスポットライトに関し、更に詳しくは、反射鏡
に可視光反射及び／または熱線透過特性を有する反射鏡
を使用し、レンズ系として可視光透過及び／または熱線
反射特性を有するファインピッチフレネルレンズを装着
したエフェクトスポットライトに関する。

［従来の技術］ 光源からの発光光束を適宜集光し、種々の投光パターン
を投射することができるエフェクトスボットライトが舞
台照明装置等として求められており、このため、スポッ
トライトにフレネルレンズを取付けて、パターンを被照
射面に投射する舞台照明装置が各種考えられている。

［発明の技術的背景及びその問題点］ しかしながら、このような装置は、光源からの発光光束
装置として特に舞台照明装置として現場の要求レベルに
到底叶うものではなく、精度の劣る不適確な装置である
。

即ち、従来のエフェクトスポットライトの光学系におい
ては、最初に、反射鏡は、高効率の反射特性を有する反
射鏡を使用し、この反射鏡の反射面の形状を主として比
較的深い曲率の放物面または楕円面として形成している
。

次に、従来のフレネルレンズを使用した場合には、フレ
ネルレンズの厚みが７ｍｍ〜１５ｍｍの厚みとして設計
されているので、レンズの重量が非常に重くなる。

平凸レンズを使用した場合には、フレネルレンズと同様
に重量が非常にあり、更にフレネルレンズ以上にレンズ
の厚みがある。このレンズの厚み及び／またはレンズ口
径により、この平凸１ノンズに光が入射するにつれて、
この平凸レンズの光の入射面の中心部分と周辺部分の間
に次第に温度差が生じてくる。このためにレンズの中心
部分と周辺部分の間に亀裂が生じ、レンズは、破壊され
やすくなる。この現象を防止するために耐熱性のあるレ
ンズとして例えば、石英レンズを使用するとなれば製造
原価がアップすることになる。

更に１例えば、フレネルシン１１枚と平凸レンズ２枚と
の組合わせなどの複数のフレネルレンズ及び／または複
数の平凸レンズを組合わせて使用する場合は、光の透過
効率が非常に悪く、装置全体の重量が増大する。

これらの反射鏡の反射面の形状を放物面または楕円面と
して形成した反射鏡及びフレネルレンズ並びに平凸レン
ズを使用した従来の光学系の設計思想は、光源からの光
をできつる限り被照射面に投光させることに重点が置か
れており、光束の均一性については何ら配慮されていな
い。

このため、このような特性及び形状の反射鏡を使用した
場合には、光源からの直接光とこの反射鏡に向かって次
に反射してくる反射光との二種類の異なる指向性を有す
る光が不均一に混在し、フレネルレンズを通過した透過
光は依然として均一性がなく、光１分布が不安定である
。

従って、被照射面に投影されたパターンは、パターンの
中心部分とパターンの周辺部分との間にデイスト−ジョ
ン（歪曲収差）、ぼやけ、にじみを生ずる。このため、
各種のパターンを被照射面に投影してもパターンに歪み
が生じ、この結果、精度の高いパターンを結像すること
ができないという問題があった。

［発明の目的１ そこで、本発明は、かかる問題点を解消し、種々の形状
の投光パターンを鮮明かつ均一に被照射面に投影するこ
とができるエフェクトスポットライトを提供することを
目的とする。

［課題の概要Ｊ 本発明のエフェクトスポットライトは、光源と、反射鏡
と、前記光源と前記反射鏡の投光方向に配置されたファ
インピッチフレネルレンズと、前記ファインピッチフレ
ネルレンズの投光方向に配置された少なくとも１の熱線
反射フィルターと少なくとも１の熱線吸収フィルターよ
りなるフィルターホルダーと、前記フィルターホルダー
の投光方向に配置された各種のパターンを投影するエフ
ェクトマット固定部と、これらを内包するハウジングと
からなることを特徴とし、また可視光反射及び／または
熱線透過特性を有する反射鏡を使用することを特徴とし
、更に可視光透過及び／または熱線反射特性を有するフ
ァインピッチフレネルレンズを使用することを特徴とす
る。

即ち、反射鏡の反射面の形状を放物面または楕円面とせ
ずに、球面反射鏡にすることにより、光源から反射鏡に
向かう光を反射鏡で反射させて光源に戻し、これにより
、反射鏡からの反射光が光源からの直接光の光束に大き
な影響を与えることがなく、比較的均一な光量分布を与
える指向性のある光とすること。

球面反射鏡にすることにより従来の反射面の形状である
放物面または楕円面と比較して光が集光せず光量分布が
拡がり、光の効率が悪くなる。

このため、ファインピッチフレネルレンズを透過させる
ことにより、拡散する光をより集光させ、エフェクトマ
ット固定部を透過する光を均一にさせ、更に一定の方向
に統一した指向性のある光として方向ずけること。

即ち、エフェクトマット固定部を透過する光を均一にす
るために、ファインピッチフレネルレンズを透過させる
という働きをも含んでいる。

更に、光の透過効率と耐熱性劣化対策として、可視光を
反射し、及び／または熱線を透過させる特性を有する反
射鏡と可視光を透過し、及び／または熱線を反射させる
特性を有するファインピッチフレネルレンズを使用する
こと。

こうすることにより従来のフレネルレンズよりも約２０
％光量を透過でき、鮮明な照度分布を生ずるように光の
効率をアップさせるものである。

［実施例］ 以下、図面に即して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図〜第３図は、本発明の第１実施例を示す。

光源２、球面反射鏡３、ファインピッチフレネルレンズ
４、フィルターホルダー５、エフェクトマット固定部６
は、光軸上の所定位置に配置されハウジング１内に収容
・固定されている。

ハウジング１は、所定の位置に通気ロアが設けられてい
る従来のハウジングと同様のものであり、特に限定され
ない。

光源２は、発光効率が良く、演色性のあるダブルエンド
型のメタルハライドランプであり、１　、２　ｋｗ−１
２ｋｗの光源が好ましいが、シングルエンド型のメタル
ハライドランプでも良い。

反射鏡３は、照度分布の点から球面形状が最も好ましい
。またこの反射鏡は可視光の波長を効率良く反射する高
反射コーティングが真空蒸着されたものが好ましい、こ
のコーティングには、金属多層膜コーティングなどの高
屈折率の物質と低屈折率の物質を積層してコーティング
する方法などがある。近赤外線の波長領域から遠赤外線
の波長領域までの熱線を透過または吸収する反射鏡は例
えば、ある特定の波長を透過または吸収するＶコーティ
ングなどの方法から作ることができる。

反射鏡の材料は金属、ガラス、パイレックスまたは石英
などが好ましい。

但し、パイレックスまたは石英などは、製造原価が高く
なる。

ファインピッチフレネルレンズ４は、第３図に示される
ごとく、基部の厚さが３ｍｍ〜５ｍｍ、輪帯の厚みが４
ｍｍ〜７ｍｍ、輪帯のピッチは０．５ｍｍ〜７ｍｍのガ
ラス材質よりなる。

輪帯のピッチ間隔はレンズの中心部分からレンズの周辺
部分に同心円上に所定ピッチの均等間隔が好ましいが不
均等間隔でも良い。

可視光透過及び／または近赤外線の波長領域から遠赤外
線の波長領域までの熱線を反射する特性を有するファイ
ンピッチフレネルレンズも同様に金属多層膜コーティン
グまたはＶコーティングその他のコーティングなどの方
法から作ることができる。

フィルターホルダー５は、光源２からの近赤外線の波長
領域から遠赤外線の波長領域までの赤外線を反射または
除去し、可視光のみを透過するフィルターであり、赤外
線によるフィルターの劣化を防ぎ耐久性を増すために、
少なくともｌの熱線反射フィルターと少なくとも１の熱
線吸収フィルターよりなる熱線カットフィルターが装着
されている。

エフェクトマット固定部６は、各種のパターンが形成さ
れたエフェクトマットまたはボジフィルムを自在に取付
けまたは取外し可能な装置であり、このエフェクトマッ
トにより各種のパターンが被照射面に投影され、結像さ
れる。

次に以上の実施例の動作を説明する。

光源２から発光した光は、ファインピッチフレネルレン
ズ４に直接向かう直接光と反射１１Ｊｔ３に向かう反射
光がある。光源２から発光した反射鏡３に向かう光は、
反射鏡３の反射面の形状が球面であるため反射面で反射
して発光源である光源２に戻る。これにより、反射鏡３
からの反射光が光源２から発した直接光の方向と同一の
方向に向かうので、反射光は光源２からの直接光の光束
に大きな影響を与えることがなく、比較的均一な指向性
のある光となる。

この光は更にファインピッチフレネルレンズ４を透過す
ることにより、エフェクトマット固定部６のスライド枠
（図示せず）を透過する光を均一にする。

この光がフィルターホルダー５を透過することにより、
近赤外線の波長領域から遠赤外線の波長領域までの赤外
線が反射または除去され、可視光のみが透過するように
なる。

この光がエフェクトマット固定部６を介して均一かつ鮮
明な各種のパターンを被照射面に形成する。

第４図は本実施例と従来例との実験データに基づく結像
状態図である。

第４図（ａ）は本実施例の結像状態図である。

この結像状態図から集光光断面の全体が集光光断面の中
心部の照度分布と等しい均一の鮮明な光で照射されてい
ることが分かる。

従って、集光光断面の中心からエフェクトマット固定部
のスライド枠の各４隅の間の照度分布は、均一である。

即ち、この結像状態図から光が被照射面に有効に集光し
、光の効率をアップしていることを実証している。

第４図（ｂ）は従来のフレネルレンズを使用した結像状
態図である。

この結像状態図から集光光断面の中心部が明るく、集光
光断面の周辺部が暗く不均一な照度分布となっている。

従って、集光光断面の中心からエフェクトマット固定部
のスライド枠の各４隅の間の照度分布は、集光光断面の
中心は明る（、エフェクトマット固定部のスライド枠の
各４隅に向かうにつれ、暗くなっている。

即ち、この結像状態図から被照射面の全体が比較的弱い
光で照射され、かつ被照射面の周辺部は暗いぼけが生じ
ていることを示している。

この結像状態図より照度分布の観点から反射鏡、特に球
面反射鏡とファインピッチフレネルレンズとの結合が最
適であることが分かる。

更に、二枚または三枚のファインピッチフレネルレンズ
もしくは非球面レン、ズを使用することにより光量が１
５％乃至２０％アップすることが分かってきている。

しかしながら、多くのファインピッチフレネルレンズも
しくは非球面レンズを使用すれば、当然製造原価をアッ
プすることになり好ましくない。

第５図は、光源とファインピッチフレネルレンズとの間
にフィルターホルダーを配置する構成にしたエフェクト
スポットライトの第２実施例である。

この第２実施例は、光源からの赤外線を反射または除去
し、可視光のみを透過するフィルターであるフィルター
ホルダーにより、最初に、熱線をカットし、ファインピ
ッチフレネルレンズの劣化を防ぎ耐久性を増すことがで
きる。

この第２実施例の被照射面における結像パターンは、第
１実施例と同様に均一かつ鮮明な結像を投影した。

ファインピッチフレネルレンズの特徴としては、■　厚
みが薄く、軽量である、■　熱膨張が少なく、温度差に
よる破壊率が低い、■　光の透過率が高く、明るい、な
どの長所がある。

［発明の効果］ この光学系の設計思想は、光源からの光をできうる限り
被照射面に鮮明かつ均一に投光させることに重点が置か
れており、光束に均一性が生ずるべく、より以上に考慮
が払われている。

このため、このような特性及び形状の反射鏡を使用した
場合には、光源からの直接光に対して反射鏡から反射し
てくる反射光が均一に分布して指向性を有する統一した
光となる。

次に、ファインピッチフレネルレンズを通過した透過光
は均一性を持ち、照度分布が安定する。

従って、被照射面に投影されたパターンは、パターンの
中心部分とパターンの周辺部分との間にデイスト−ジョ
ン（歪曲収差）を生ずることがなく、更に多少のぼやけ
、にじみを生ずることがない。

即ち、種々の投光パターンを均一かつ鮮明に被照射面に
投射することができるので、特に舞台照明装置用エフェ
クトスポットライトとして（憂れた装置である。

第１図〜第３図は、本発明の第１実施例を示し、第１図
は、エフェクトスポットライトの側面断面図、第２図は
、エフェクトスポットライトの要部分解斜視図、第３図
は、ファインピッチフレネルレンズの側面図及び平面図
、第４図は、実験データに基づく、被照射面の結像状態
図、第５図は、第２実施例の側面断面図である。

ハウジング 光源 球面反射鏡 ファインピッチフレネルレンズ フィルターホルダー エフェクトマット固定部

【図面の簡単な説明】

第 ｎ図 第 図 （ａ） 杏うで方寿己イ￥’Ｊ （ｂ） ４２米ｇ１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と；反射鏡と；前記光源と前記反射鏡の投光
   方向に配置されたファインピッチフレネルレンズと； 前記ファインピッチフレネルレンズの投光方向に配置さ
   れた少なくとも１の熱線反射フィルターと少なくとも１
   の熱線吸収フィルターよりなるフィルターホルダーと； 前記フィルターホルダーの投光方向に配置された各種の
   パターンを投影するエフェクトマット固定部と； これらを内包するハウジングと； よりなるエフェクトスポットライト。
2. （２）可視光反射及び／または熱線透過特性を有する反
   射鏡を使用することを特徴とする請求項第１項に記載の
   エフェクトスポットライト。
3. （３）可視光透過及び／または熱線反射特性を有するフ
   ァインピッチフレネルレンズを使用することを特徴とす
   る請求項第１項または第２項に記載のエフェクトスポッ
   トライト。