JPH0779002B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】この発明は照明器具に関し、より特
定的に光ビームの色を変化させるための可動フィルタを
有する光源に関する。

【０００２】

【発明の背景】照らされるべき領域に隣接して取付けら
れたトラスまたは固定構造部材から吊り下げられた個々
の光源を使用して、ステージ、劇場および他の環境のた
めのスポットライトまたは有向照明を与えることは長く
知られてきた。光源の中にはウォッシュ（wash）または
一般領域照明として使用されるものもあるが、ステージ
の特定部分、演技者の体の部分などを目立たせるための
スポットライトとして使用されるものもある。他の応用
において、有向光源は家庭や事務所のような環境を照ら
すために使用される。

【０００３】様々な装置が光源から放射される光の色を
変化させるための技術において既知である。たとえば、
光透過着色紙または「ゲル」は、光の色を変えるために
光ビームの間に挟まれるかもしれない。様々な機械手段
が単一の照明器具で様々に異なって着色されたゲルを交
換するために存在する。スライドチェンジャーは高電力
のスポットライト応用において長く使用されてきた。人
間のオペレータの制御の下で、ステージに投射された光
のスポットは演技者が移動するときそれに従う。オペレ
ータはまた、１つのフィルタが光ビームを横断する位置
に摺動しながら、他のフィルタが光ビームから摺動し
て、それによってビームの色を変えるように、トラック
に取付けられたゲルフレームを巧みに扱うことも可能で
ある。

【０００４】より最近のシステムは遠隔操作の電動化機
構によって着色ゲルを交換するために考案されてきた。
スクロールゲルチェンジャーとして既知の一つのかかる
システムにおいては、１６個までまたはそれ以上の着色
ゲルが横に並んだ態様で接着剤または粘着テープによっ
て接続され、着色ゲルの長い片を形成する。この片は供
給リールに巻取られ、照明器具の前方の開口を覆うよう
に機構を貫通し、かつ巻取リールに接続される。供給リ
ールか巻取リールのどちらかを回転させるために設けら
れる電動部を使って、ゲル片は前方開口部の上に所望の
ゲルを位置付けるように巻いたりほどいたりすることが
可能で、それによって照明器具から投射される光ビーム
の色を変化させる。

【０００５】他の最近のシステムが考案され、それは照
明器具によって投射される光ビームの多くのパラメタ
は、方位および高さに関する器具の配向、ビームの直
径、ビームの形状、ビームの発散およびビームの色なら
びに輝度を含み、遠隔操作によって変化させることが可
能である。ボーンホースト（Bornhorst)による米国特許
第4,392,187 号はかかる自動化システムの典型である。
ボーンホーストの第187 号は光ビームの前述のパラメタ
を変化させるための電動化機構を有する自動化照明器具
のコンピュータ化された遠隔操作を開示する。ボーンホ
ースト第187 号は上述のゲルよりはむしろ位置決め可能
なダイクロイックフィルタによって色制御を達成する。

【０００６】ダイクロイックフィルタカラーチェンジャ
ーの他の例は、ボーンホーストによる米国特許第4,602,
321 号に開示され、この特許では３組のフィルタ組は各
々３つの旋回可能なダイクロイックフィルタエレメント
を含む。各フィルタエレメントは入射角を変化させ、か
つそれによって光ビームの色相を変化させるために光ビ
ームに垂直な軸について回転可能である。フィルタエレ
メントの回転はまた、光ビームの彩度を変えるためにフ
ィルタエレメントを通って透過される白色光を変化させ
る。上述の特許に説明された照明器具は光投射において
重要な進歩を導入したが、改良された空間およびフィル
タ有用効率性を持つさらに小型の器具が所望される。先
行の器具において、矩形の色フィルタはビームの経路に
並置され、フィルタの取付および回転のためにより広い
スペースを要求した。加えて、フィルタの或る部分はビ
ームの経路と交差せず、フィルタのそれらの部分上に濾
波効果を生み出さない。したがって、より高いビーム利
用効率性が望ましい。

【０００７】回転可能な色フィルタを有する改良された
照明器具を提供することは、この発明の目的である。こ
の発明の他の目的は、色フィルタの利用効率性を最大限
にすることである。この発明のさらに他の目的は、フィ
ルタの回転可能な組を取付けるための空間要求を最小限
にすることである。

【０００８】

【発明の概要】この発明に従って、照明器具は様々な色
の光ビームを投射する。少なくとも１組のフィルタは光
ビームの軸に一般に横断方向に配置される。組の各フィ
ルタは光ビームと交差する軸について旋回可能である。
駆動機構は器具から放射される光ビームの色を変化させ
るために各フィルタの回転を制御する。

【０００９】この発明のさらに完全な理解は添付の図面
に関連して読まれる以下の詳細な説明を参照して得られ
るかもしれない。

【００１０】

【詳細な説明】今図１を参照して、この発明の照明器具
の一部を形成する旋回フィルタモジュールまたはサブア
センブリ２が説明される。サブアセンブリ２は入力開口
１４から出力開口１６へ延在する縦方向または第１の軸
１２を有する管状のフレーム１０（仮想的に示される）
内に構成される。３つのフィルタ２０は軸１２の方向で
どちらかの端部から見たときに、半径方向の配列を与え
るように第１の軸１２と好ましくは交差するそれぞれの
軸１８について回転するように支持される。フィルタ２
０は同一の光学特性を有するダイクロイックフィルタを
含み、かつ図６および図７を参照して以下に説明される
ような態様で軸１２の近くで旋回可能に支持される。フ
ィルタ２０はリングギア２４のような適当な駆動機構に
よって相互接続されるギアホィール２２によってその外
部端部で支持され、それによりすべてのホィールは同時
にかつ同じ角速度で回転する。

【００１１】フィルタ２０は、図１に描かれた閉位置か
らそれらが第１の軸１２に実質的に並行である開位置へ
とその軸１８について旋回可能である。フィルタ２０は
前述の位置の間の任意の中間位置へ回転可能であること
は理解されるであろう。サブアセンブリ２はさらに、そ
の中のすべてのフィルタが第１の軸１２に並行でかつフ
ィルタを通過するライトビームに対して同じ角度で提供
されることを特徴とする。

【００１２】サブアセンブリ２は入力開口１４を介して
白色光ビームを受信し、ビームがフィルタ２０を通過す
るとき光ビームの色を選択的に変化させ、かつ出力開口
１６を介して着色光ビームを透過させるように適合され
る。ダイクロイックフィルタ２０が閉位置にあるとき、
光ビームの光線の実質的にすべてがフィルタによって遮
断されることは理解されるであろう。ダイクロイックフ
ィルタ２０はそれらが縦方向軸１２に並行である他の最
端位置のほうへ回転するとき、本質的には光ビームの光
線のいずれもがフィルタによって遮断されない。フィル
タ２０をかかる最端位置の間の選択された位置に位置付
けることによって、結果として生じる光ビームの色相お
よび彩度は制御された態様で変化することが可能であ
る。

【００１３】この発明によって達成される動的色変化効
果はダイクロイックフィルタの特性によって決定され
る。前述の米国特許第4,392,187 号は、フィルタを通し
て透過される色スペクトラルを変化させるために、光ビ
ームに対するダイクロイックフィルタの入射角を変える
ことを開示する。ダイクロイックフィルタは白色光源か
ら出る２つの色を本質的に分離する干渉原理に作用し、
一方の色は透過され、かつ透過される色の補色である他
方の色は反射される。ダイクロイックフィルタを介して
透過される色はフィルタ層に使用される材料の型および
その屈折率、各層の厚さ、層の数およびフィルタの表面
に突き当たる白色光源の入射角に依存する。フィルタの
入射角を変化させることによって、予め選択された色の
範囲が生み出されるかもしれない。

【００１４】この発明と共に使用するためのダイクロイ
ックフィルタは、ガラスなどの上の誘電性膜コーティン
グから作られた数多くの市場で入手可能なフィルタを含
んでもよい。ダイクロイック膜は交互の層がそれぞれ低
いおよび高い屈折率を有する多重層から作られる。

【００１５】今図２を参照して、３つのサブアセンブリ
つまりモジュール２、４および６が、単一の管状の配列
を形成するために隣接するそのフレーム１０（仮想的に
示される）と光学直列関係で接続される。各モジュール
は図１のフィルタ２０を参照して上に説明される態様で
１組の３つのダイクロイックフィルタを有する。

【００１６】図２のフィルタの組は異なる位置へ回転し
て示される。モジュール２はフィルタがモジュール２を
通過する光線の実質的にすべてを遮断する閉位置でフィ
ルタを有するフィルタ組Ａを示す。

【００１７】モジュール４はフィルタを縦方向軸１２と
実質的に並行に整列したフィルタ組Ｂを示す。この位置
はフィルタがモジュールを通過する光線の本質的にいず
れも遮断しない開位置と呼ばれるであろう。

【００１８】モジュール６はフィルタを開位置と閉位置
との間の中間位置に配置したフィルタ組Ｃを示す。図２
に示される実際の中間位置は、組Ｃのフィルタによって
規定された平面が各々縦方向軸１２に対して４５°の角
度で配置されるようなものである。

【００１９】図２に示される実施例において、各組のフ
ィルタのすべては共通点で第１の軸１２と交差する旋回
運動の軸を有する。好ましい実施例において、各組のフ
ィルタの旋回運動の軸は半径方向の平面を規定する。こ
の発明は各組のフィルタが共通点で第１の軸１２と交差
しないように、所定位置で互い違いに配列される様々な
交互の構成を考えるものである。１つのかかる構成にお
いて、各組内のフィルタの旋回運動の軸は、フィルタが
閉位置にあるとき螺旋形の階段室の階段の外観を有する
ように、第１の軸１２に沿って僅かに距離をおいて設け
られる。

【００２０】好ましい配列において、組Ａのフィルタは
長波通過琥珀色フィルタを含み、組Ｂのフィルタは短波
通過青色フィルタを含み、かつ組Ｃのフィルタは複合色
のマゼンタフィルタを含む。かかる配列において、照明
器具は直列の３組のフィルタの結合された効果のために
広範なビーム色の選択を生み出すことが可能である。

【００２１】少なくともある程度の白色は、もしその中
のフィルタが閉位置に近い位置の範囲よりはむしろ中間
位置に位置付けられていれば、モジュール６を通過する
ことは理解される。同様の態様において、モジュール６
を離れる白色および着色光は、もしそれらが閉位置でな
いかまたは閉位置に近くなければ、モジュール４のフィ
ルタのあたりを部分的に通過するかもしれない。同じこ
とがモジュール２を通過する光にも当てはまる。

【００２２】今図３を参照して、フィルタ２０を旋回さ
せるための好ましい駆動機構が説明される。３つのフィ
ルタの各組は適当な態様で（図示されていない）フレー
ム１０に取付けられた２方向性のステッパモータ２６の
制御下で旋回される。モータ２６の軸２８はウォームギ
ア３０で終結する。ウォームホィール３２は駆動軸３４
によってホィール２２を支えるフィルタの１つに取付け
られる。各フィルタの支持ホィール２２は、図２および
図３に概略で描かれるように、リングギア２４上の補足
歯と係合するギアのある周辺部を有する。フィルタ支持
ホィール２２は同じ大きさでかつ各々は各モジュールに
共通なリングギア２４によって駆動されるので、各モジ
ュールのすべての３つのフィルタは同期式に回転する。
モータ２６はモータ駆動回路、フィードバックセンサお
よび適当な電子制御回路を含む従来の制御システム（図
示されていない）によって付勢されることが可能であ
る。再び図２を参照して、各フィルタ組Ａ、ＢおよびＣ
は別個の駆動モータ２６の制御下で独立して旋回可能で
あることが理解されるであろう。

【００２３】今図４を参照して、図２のアセンブリを含
む照明器具は円筒状の外部ハウジング４８の中で組立て
られて示される。円筒状以外のハウジングの形状もま
た、使用され得ることが理解されるであろう。ハウジン
グ４８は説明されるフィルタモジュールおよび他の構成
要素を取付けかつ保護するための手段を与える。通常の
取付ハードウェア（図示されていない）が使用される。
ハウジング４８はバルクヘッド５０によってその前方端
部でおよびバルクヘッド５２によってその後方端部で閉
じられる。

【００２４】ランプ４０および反射面４２は後方バルク
ヘッド５２上に取付けられる。ランプ４０および反射面
４２は縦方向軸１２に沿って光のビームを投射するため
の光源として機能する。ビームはまず旋回しているフィ
ルタ組Ｃを通過し、それから旋回しているフィルタ組Ｂ
を通過しかつ最後に旋回しているフィルタ組Ａを通過す
る。

【００２５】レンズ状のフロントガラス５４もまた軸１
２の横断方向に配置され、かつビームが旋回しているフ
ィルタ組Ａを通過した後光のビームを遮断する。ガラス
はウォッシュ照明器具のビーム形状特性を与えるように
ビームを方向付ける。ガラスは前方バルクヘッド５０に
中心を置く開口に取付けられる。

【００２６】図４の照明器具は、ボーンホースト第１８
７号特許（特開平２−１５５０５号公報）で説明される
ような自動化システムにおける多くのかかる器具の１つ
として使用されるかもしれない。かかるシステムにおい
て、照明器具を吊下げ、その配向を制御しかつ発散およ
び輝度のようなビームパラメータを制御するための手段
が設けられる。図４の照明器具はビーム色および彩度を
制御するための旋回フィルタの独特の配列を描く。

【００２７】ビーム輝度を制御するために、ランプ４０
はタングステン−ハロゲンランプのような低電圧白熱型
であり、かつ電子ディマー（図示されていない）に結合
可能である。代替的に、ランプ４０は金属−ハロゲン化
物の放電ランプのようなアークランプであり、かつハウ
ジング４８内に取付けられた従来の機械的減光手段（図
示されていない）によってその明るさまたは輝度を調整
されることが可能である。

【００２８】管状のフレーム１０の中のフィルタを支持
するための好ましい技術は図５に例示される。中心支持
部材６０は、好ましくは六辺形の断面の長いアルミニウ
ムバーであり、半径方向のアーム６２によってフレーム
１０内で支持される。アーム６２は部材６０に固定され
たねじ切り端部を有する。ねじ切り留め金具６４はアー
ム６２をフレーム１０に固定させる。

【００２９】今図６および図７を参照して、６つのダイ
クロイックフィルタの代替の配列が中心支持部材６２に
ついて半径方向に配列されて示される。各フィルタはそ
の内部端部でＵ−型クリップ６６によって支持部材６０
に固定される。各クリップ６６は支持部材６０に対して
回転可能である。各フィルタ２０はその外部端部でその
内部面上にフィルタを受けるためのＵ−型チャネル７２
を有するギアホィール２２によってその外部端部で支持
される。各ギアホィール２２はフレーム壁に固定された
ブシュ６８によってフレーム１０の内部に回転可能に支
持される。低摩擦スペーサまたはベアリング７０はギア
ホィール２２をブシュ６８から分離させる。

【００３０】各ギアホィール２２はベアリング７０を介
してブシュ６８へと延在する中空軸７６を有する。ブシ
ュ６８の材料はブシュと回転するギアホィール２２の軸
７６との間に最小の摩擦を与えるように選択される。

【００３１】ギアホィール２２は図７で最もよくわかる
ように、リングギア２４による同期回転のために結合さ
れる。リングギア２４は適当な締付手段によってフレー
ムに固定されるベアリング７８によってギアホィールと
係合して維持される。回転を達成するために、１つのフ
ィルタ支持ホィール２２は選択されたホィール２２の中
空軸７６の中に挿入され、かつ適当な粘着剤によってそ
れに固定された駆動軸３４と共に取付けられる。ウォー
ムホィール３２は図２を参照して上に説明されるよう
に、旋回するフィルタアセンブリの電動化動作を与える
ように駆動軸３４に装着される。

【００３２】図６の実施例に使用されるフィルタの好ま
しい形状は図８に例示される。フィルタ２０は、上に説
明されるように、取付けのための２つの平行面を有する
６面の不規則多角形である。フィルタの形状は、図６に
描かれる６つのかかるフィルタの配列が、完全に閉の位
置と４５度の位置（つまり完全に閉位置と完全に開位置
との間の中間）との間の中間位置で光ビームの光線のす
べてを実質的に遮断するように選択される。

【００３３】この発明の実施例はいずれの数のフィルタ
でも構成され得ることは理解されるであろう。図６の１
組につき６個のフィルタの実施例は最適のステージ照明
器具を与えると考えられる。図４の１組につき３個のフ
ィルタの実施例は会社での使用のためのより小さいトラ
ック照明器具により適当であり、かつ図６の実施例より
斜視図で例示しやすい。当業者は図４のモジュール２、
４および６の代わりに図６の６個フィルタ実施例の３つ
のモジュールを用いることによって達成される結果とし
て生じる構成を容易に理解するであろう。

【００３４】この発明はまたステージ照明以外の応用も
考える。たとえば、様々に着色されたビームで夜空を照
明するためのサーチライトのような大照明装置は前述の
技術を使用して構成することが可能である。この発明の
かかる実施例において、ずっと多くの数の旋回フィルタ
はフィルタアセンブリの軸方向の寸法を最小限にするよ
うに考えられる。フィルタの開示された半径方向の配列
は環状の光ビームの投射に理想的に合い、かつ正方形ま
たは長方形のフィルタ配列と比べて経済的および性能の
利点を与えることが理解されるであろう。

【００３５】この発明は開示された実施例に制限される
ものではないことが理解されるであろうが、前掲の特許
請求の範囲に規定されるこの発明の精神から逸脱するこ
となく、等価の部品およびエレメントの配列替え、修
正、代用が可能であることは理解されるであろう。この
発明から引出された利点は、ビームに多重色変動を与え
ながら、制限された量の空間の中の光ビームの経路によ
り多くのフィルタを配置することを含む。フィルタの半
径方向の配列はまた、フィルタの外側の領域を使用しな
いままにすることなく光ビームの実質的に全てを濾波す
ることによってフィルタ利用効率性を増加させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う旋回可能なフィルタのサブアセ
ンブリの概略の斜視図である。

【図２】異なるフィルタ配向を示す旋回可能なフィルタ
の３つの隣接するサブアセンブリまたはモジュールの概
略の斜視図である。

【図３】図２の実施例の概略の端面図である。

【図４】この発明の一実施例に従う円筒状のハウジング
の中に閉じ込められた図２の３つのモジュールを含む照
明アセンブリの概略の斜視図である。

【図５】この発明に従う好ましい中心支持部を示す円筒
状のフレームの断面図である。

【図６】この発明の他の実施例に従うステージライトで
使用される６つの旋回可能なフィルタの１つのモジュー
ルを示す円筒状のフレームの半径方向の断面図である。

【図７】図６の実施例の軸方向の断面図である。

【図８】図６の実施例で使用される１つの旋回可能なフ
ィルタの平面図である。

【符号の説明】

２ 旋回フィルタモジュールまたはサブアセンブリ １０ 管状のフレーム １２ 縦方向または第１の軸 １４ 入力開口 １６ 出力開口 ２０ フィルタ ２２ ギアホィール ２４ リングギア

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明器具であって、 縦方向軸を有するフレームと、 縦方光軸の方向にフレームを介して光のビームを投射す
   るためにフレームの一方の端部に配置された光源と、 前記光源の反対側のフレーム他方側端部に設けられた出
   口開口を含み、前記光は前記開口を通して投影され、 透過する光の色を変えるためのカラーフィルタの１セッ
   トを少なくとも含み、前記フィルタの各々は前記光源と
   前記出口開口とを結ぶ前記縦方向軸のまわりに半径方向
   に配置され、 前記縦方向軸に対して横方向の回転軸のまわりに前記各
   フィルタを回転するための各フィルタに設けられた駆動
   機構を含み、前記回転軸は前記光ビームに交わる、照明
   器具。
2. 【請求項２】 複数個の組の前記色フィルタをさらに含
   み、前記組は前記ビームの縦方向軸に沿ってお互いから
   距離をおいて設けられる、請求項１に記載の照明器具。
3. 【請求項３】 各カラーフィルタは前記縦方向軸に交差
   する回転軸およびすくなくとも１つの他のフィルタの回
   転軸と交差する回転軸のまわりに旋回する、請求項１に
   記載の照明器具。
4. 【請求項４】 各々の組のカラーフィルタは前記縦方向
   軸のまわりに角度的に空間的に対称に配置される、請求
   項１または請求項２に記載の照明器具。
5. 【請求項５】 前記各々の組のカラーフィルタは部分的
   にクローズされた位置で互いにオーバーラップし、閉位
   置と、前記閉位置から開位置までの範囲の半分の角度だ
   け回転した位置との間の位置において部分的に重なった
   状態で残る、請求項１または請求項２に記載の照明器
   具。
6. 【請求項６】 第１の組のフィルタは長波長光を透過す
   るフィルタであり、第２組のフィルタは短波長を透過す
   るフィルタである、請求項２に記載の照明器具。
7. 【請求項７】 第３組のフィルタは複雑な色のフィルタ
   からなる、請求項２または請求項６に記載の照明器具。