JPH0785362B2 - 照明光の色光変化方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、照明光の色光変化方法に関し、特に、加法混
色の原理に基づいて照明光を全色相に亘って照射可能な
色光変化方法に関する。

（従来の技術） 舞台、テレビスタジオなどでは、そこで演じられる演
技，ショー，ドラマなどの演出効果を高めるため、照明
光の色光を種々に変化させて多彩なカラーシーンを現出
させている。

従来、このような照明光の色光を変化させるためには、
例えば、カラーチェンジャーが用いられている。このカ
ラーチェンジャーは、光源を収納したハウジングの前面
に取付けた照明光用の投射レンズ前部に複数個の色フィ
ルターを交互に挿入できる装置を取付け、遠隔操作でフ
ィルターを交換して色光を変えたり、あるいは、多種の
色フィルターをロール状に巻いた長尺フィルムを収納し
たフィルターボックスを同様に装着し、このフィルムの
巻出・巻戻しによってフィルターを変えることで色光を
変えている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような照明光の色光変化方法であると 使用しうる色の数が制限されること。

一つの器具内に三原色の光源を備え、これを混色さ
せて使用することは、装置の構造が煩雑になること。

多種類の色フィルターを使用できるようにすると装
置の構造が複雑になること。

フィルターあるいはフィルターボックスの交換の際
の着脱等に手間が掛かること。

等の不都合な問題があった。

本発明は、上記問題点を解決し、多岐に亘るカラーシー
ンを簡単かつ、速やかに現出可能な照明光の色光変化方
法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねる過
程で以下の事実に着目した。

すなわち、光源からの光をレンズ系によって平行化した
平行光線束内においては、光が平行で結像しないため、
この光線束内にフィルターを部分的に挿入しても、最終
的に被照射体に照射される光の色光は全体として均一、
かつ、平均化されるということである。

従って、照明光の色光を変化させる場合、フィルター
を、この平行光線束内に配置することが望ましく、ま
た、フィルターを組合わせて多種類の色光を得るために
は加法混色と滅法混色とによる方法があることから、以
下に述べる本発明方法を開発するに至ったのである。

本発明の照明光の色光変化方法は、ハウジング内に白色
光源を収納してこの光源からの光を光軸を共通にする少
なくとも２枚のレンズを離間配置したレンズ系によって
集光し、平行光線束とし、この集光した光を前記２枚の
レンズ間に配置したフィルターにより着色され、投射さ
れる被照射体の色彩を種々に変化させる照明光の色光変
化方法において、加法混色上の三原色の光を透過する色
フィルターを互いに扇状に中心角を等しく隣接配置して
一体化した円板状フィルターをこの平行光線束内に配置
し、この円板状フィルターを、平行光線束が各色フィル
ターを透過するよう光軸に対して回動させると共に、光
軸に直交する方向へ移動させることを特徴とする。

さらに、本発明の照明光の色光変化方法は、円板状フィ
ルターの中心に円形のニュートラルフィルターを配置し
たことを特徴とする。

さらに、本発明の照明光の色光変化装置は、ハウジング
内に収納した白色光源と、前記光源からの光を光軸に共
通に離間配置した少なくとも２枚のレンズと、前記２枚
のレンズ間に配置したフィルターと、よりなる照明光の
色光変化装置において、前記フィルターは、加法混色上
の光を透過する三原色の色フィルターを互いに扇状に中
心角を等しく隣接配置して一体化した円板状フィルター
であると共に、前記円板状フィルターを、光軸に対して
回動させる駆動手段と、光軸に直交する方向へ移動させ
る駆動手段を含み、平行光線束が前記円板状フィルター
を選択的に透過するよう投射される被照射体の色彩を種
々に変化させることを特徴とする。

さらに、本発明の照明光の色光変化装置は、前記円板状
フィルターの中心に円形のニュートラルフィルターを配
置し、光軸に直交する方向へ移動させる前記駆動手段に
より、平行光線束が円板状フィルターの前記ニュートラ
ルフィルターの全部または一部を選択的に透過し、投射
される被照射体の色彩および濃淡を種々に変化させるこ
とを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明方法を第１図乃至第５図に基づいて説明す
る。

第１図に示す如く、白色光源１から投射される光は、反
射鏡２によって反射され、光軸を共通にする２枚の平凸
レンズ3,4をラムスデン型に対向配置することにより反
射光を両レンズ3,4間で平行にするレンズ系５を通った
後、投射レンズ６により被照射体へ投射される。ここに
おいて、上記各部材は灯具のハウジング（図示せず）内
に収納されている。

また、７は投射される照明光の光量を調節する際の絞り
となるシャッター,8は平凸レンズ４によって平行光線束
が収束する焦点上に配置されるマスクで、投射される光
を散点状（水玉模様）のスポットとしたり、集束光（円
形）にしたりするための遮光板である。

前記白色光源１は、キセノンランプやハロゲンランプ
等、白色光を投射しうるものであれば何であっても良い
が、エネルギーロスや使用条件の点で、可視域外の赤外
部における放射が少なく、かつ、フィラメントの消耗が
少なく安定した白色光が長寿命で得られる点光源に近い
ものが望ましい。

そして、被照射体に投射される照明光の色光を種々に変
化させるフィルター９は、前記レンズ3,4の間に平行光
線束を横切って配置されている。このフィルター９は、
白色光源１の放出する熱によってハウジング内が高温と
なる使用条件を考慮してガラスフィルターを用いること
が好ましく、無色透明で波長選択性のない、例えばニュ
ートラルフィルター9a（neutral density filter）と、
加法混色上の三原色である赤，緑及び青（CIE色度図上
の座標（x,y）が夫々（0.67,0.33），（0.25,0.71），
（0.14,0.08）の色）の光を選択的に透過する色フィル
ターを用いた赤色部9b,緑色部9c及び青色部9dとから構
成されている。

これら各色フィルターの透過率に関する分光分布図を第
２図に示す。図示の分光分布図は、それぞれ上から順に
青，緑及び赤の色フィルターに関するものである。ま
た、これらの色フィルターを単独とした場合に得られる
照明光の座標をCIE表色系の色度図中にR,G,Bとしてプロ
ットした図が第３図である。図中、△RGB上の各点はＷ
と結んだ線の延長が曲線と交わる点の数字が示す主波長
（nm）の輝光スペクトルがもつ色相を、またＷは白色点
を示す。従って、本発明方法の加法混色によって得られ
る種々の色光は、これら３点を結ぶ△RGB上及びこの△R
GBの内部の点に対応することになる。

そして、上記フィルター９は、第４図に示すように、ニ
ュートラルフィルター9aを中央にして、その周囲を囲む
ように中心角の等しい赤色部9b乃至青色部9dが環状に夫
々独立して配置され、可視域における光学的影響の少な
い接着剤、例えば、バルサムや合成樹脂（エポキシ）で
接合して円板状の一枚のフィルターに形成されている。

また、ニュートラルフィルター9a,赤色部9b乃至青色部9
dは、レンズ系５による平行光線束の断面積より若干大
きい形状とされ、平行光線束が他の部分に跨がることな
く、一つの部分のみを透過可能となっている。

上記フィルター９によって、被照射体を照明する照明光
の色光を変化させるためには、このフィルター９を光軸
を中心として所定の角度回動させるか、又は光軸に直交
する方向へ所定距離移動させればよい。このようなフィ
ルター９の回動や移動には、ハウジング内に配設した、
例えば、小型モータ等の駆動手段を用いて、遠隔操作す
る。

そして、フィルター９の回動により照明光の色光を変化
させるときは、平行光線束が赤色部9b乃至青色部9dのみ
を透過するようにフィルター９を回動させるのみでな
く、任意の２つの部分を透過するようにしてもよい。す
なわち、例えば、第４図において平行光線束が赤色部9b
を透過すると照明光は赤色となり、フィルター９を更に
図中矢印の方向へ回動させると、緑色部9cが平行光線束
の光路内へ徐々に入ってくる。このため、第３図の色度
図上で見ると、当初Ｒの位置にあった照明光には緑色光
が徐々に加わるので、直線RG上をＧ方向へ徐々に移動し
ながら、橙色，黄色へと連続的に変化し、緑色部9cのみ
が光路上に来た場合には、Ｇによって表わされる緑色と
なる。

更に、このフィルター９を同様に回動すると、青色部9d
が光路内へ入ってくることから、第３図の色度図上で
は、照明光は直線GB上をＧからＢへ向って徐々に移動
し、緑色からシアンを経て青色へと連続的に色光が変化
する。

また、フィルター９の、光軸に直交する方向への移動に
より、照明光の色光を変化させるときは、例えば、第４
図において平行光線束が赤色部9bを透過しているとき
に、フィルター９を図中右側へ移動すると、平行光線束
内には徐々にニュートラルフィルター9aが入ってくるの
で、照明光は赤色部9bのみの場合に比べて赤味が薄くな
り彩度を変えることができる。更に、移動してニュート
ラルフィルター9a全体が光路上に来た場合には照明光は
白色光源１と同様の白色光となる。従って、白色光源１
の白色光が第３図の白色点Ｗの光と同一であれば、照明
光が赤色から白色に変化する過程は、第３図において、
直線GW上におけるＧからＷへの移動としてとらえること
ができる。

以上のことから、例えば、平行光線束が赤色部9bと緑色
部9cとに跨がり、その面積比が8:2の場合には、得られ
る照明光は、直線RG上の主波長約600nm付近の橙色とな
り、同じく5:5の場合には、直線RG上の主波長約580nm付
近の黄色となり、更に2:8の場合には、直線RG上の主波
長約560nm付近の黄緑色となる。

また、上記方法によるフィルター９の位置と照明光の色
光との関係は、各色フィルター単独の場合及び任意の２
つの色フィルターの面積比が1:1の場合には次表のよう
になる。表中 は平行光線束を示し、また、R,G及びＢは夫々赤色部9b,
緑色部9c及び青色部9dを示す。

尚、フィルター９においてはニュートラルフィルター9a
は必ずしも必要ではなく、この部分を素通しにしておい
てもよい。また、第５図に示すフィルター10のように、
中心角が等しい扇形の赤色部10a,緑色部10b及び青色部1
0cにより一体に形成し、照明光を白色光にしたり濃淡を
変えたりするときには、平行光線束がフィルター10の外
縁方向へ位置するように移動させることで行なってもよ
い。

（発明の効果） 本発明は、少なくとも２枚のレンズによって光源からの
光を平行化し、この平行光線束内に加法混色上の三原色
の光を透過する赤色部，緑色部及び青色部を備えるフィ
ルターを配置し、このフィルターを光軸に対して回動あ
るいは直交方向へ移動させる照明光の色光変化方法とし
たので、可視域における広範囲の色光を、濃度を含め
て、照明光として任意に取出して、連続的に使用するこ
とができる。しかも、かかる方法としたので、多岐に亘
るカラーシーンを簡単かつ速やかに現出することが可能
となる。また、かかる方法に基づいた装置とすれば、構
造が複雑化することのないコンパクトな装置とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、本発明方法を説明するためのもの
で、第１図はフィルターを配置したカラーチェンジャー
の光学系を示す説明図、第２図はフィルターに用いられ
た各種色フィルターの透過率に関する分光分布図、第３
図はフィルターによって得られる照明光を説明するため
の色度図、第４図はフィルターの構成図、第５図は他の
フィルターを示す構成図である。 １……白色光源、3,4……平凸レンズ ５……レンズ系、9,10……フィルター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に白色光源を収納してこの光
   源からの光を光軸を共通にする少なくとも２枚のレンズ
   を離間配置したレンズ系によって集光し、平行光線束と
   し、この集光した光を前記２枚のレンズ間に配置したフ
   ィルターにより着色され、投射される被照射体の色彩を
   種々に変化させる照明光の色光変化方法において、 加法混色上の三原色の光を透過する色フィルターを互い
   に扇状に中心角を等しく隣接配置して一体化した円板状
   フィルターをこの平行光線束内に配置し、この円板状フ
   ィルターを、平行光線束が各色フィルターを透過するよ
   う光軸に対して回動させると共に、光軸に直交する方向
   へ移動させることを特徴とする照明光の色光変化方法。
2. 【請求項２】円板状フィルターの中心に円形のニュート
   ラルフィルターを配置したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の照明光の色光変化方法。
3. 【請求項３】ハウジング内に収納した白色光源と、前記
   光源からの光を光軸を共通に離間配置した少なくとも２
   枚のレンズと、前記２枚のレンズ間に配置したフィルタ
   ーと、よりなる照明光の色光変化装置において、 前記フィルターは、加法混色上の光を透過する三原色の
   色フィルターを互いに扇状に中心角を等しく隣接配置し
   て一体化した円板状フィルターであると共に、前記円板
   状フィルターを、光軸に対して回動させる駆動手段と、
   光軸に直交する方向へ移動させる駆動手段を含み、 平行光線束が前記円板状フィルターを選択的に透過する
   よう投射される被照射体の色彩を種々に変化させること
   を特徴とする照明光の色光変化装置。
4. 【請求項４】前記円板状フィルターの中心に円形のニュ
   ートラルフィルターを配置し、光軸に直交する方向へ移
   動させる前記駆動手段により、平行光線束が円板状フィ
   ルターの前記ニュートラルフィルターの全部または一部
   を選択的に透過し、投射される被照射体の色彩および濃
   淡を種々に変化させることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載の照明光の色光変化装置。