JPH08129902A

JPH08129902A - 面光源フラッドライト

Info

Publication number: JPH08129902A
Application number: JP6266494A
Authority: JP
Inventors: Ikuatsu Usui; 郁敦臼井; Takao Kitada; 孝雄北田; Osayuki Mizushima; 脩行水島
Original assignee: R D S KK
Current assignee: R D S KK
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】むらのない、有害な影または幾重にも重なった
影が出ない、ソフトで均一な光を提供し、効率的にエネ
ルギーを使えるフラッドライトを提供する。【構成】断面形状がｎ角形で、ｎ個の側面を有する透明
柱１と、それの第１の端面に配設したランプ４とランプ
光を集光投入する集光ミラー６と透明柱の第１側面に沿
って配設し、第１の端面から透明柱に入射進行する光を
乱反射させて透明柱の第１側面と対向する第２側面から
出光させるようにした拡散手段２と透明柱の端面１ｂに
配設した第１の反射手段３と透明柱の側面１ｄの長さに
対応する長さを一辺とする四角または五角以上の平面形
状を有し、その一辺を側面１ｄに沿って平行に配置した
透明板１５と、この裏面に配設し透明板に入射進行する
光を乱反射させ、その前面から出光させる拡散手段と透
明板の端面１５ａに対向する端面１５ｂに配設した反射
手段１７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、演出空間の照明として
使用される照明設備の内のフラッドライト、特に映画ス
タジオ、テレビスタジオ等の映像照明に要求されるソフ
トで均一な光を重視した、面光源を用いたフラッドライ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】映画スタジオ、テレビスタジオ等の映像
照明において使用される照明器具を大別すると、スポッ
トライトとフラッドライトに分けられる。スポットライ
トは主として人物等主役となる被写体を強調する場合に
用いられ、フラッドライトは周囲のスタジオセット等を
含めて、広い範囲に全体をできるだけ均一に照明する場
合に用いられる。フラッドライトに要求される機能は、
むらのない、できるだけ影の出ないソフトな光が必要で
ある。特に、影が幾重にも重なって出る照明器具は、こ
の種の映像照明用には不適であり、照明技術者や演出家
に嫌われる。

【０００３】従来から用いられているフラッドライト
は、多くの種類が実用化されているが、ハロゲン電球を
光源とする代表的なものは、一つの照明器具の中に多く
のランプを装着して光源を分散することでソフトな光を
得るもの、またはフィラメントの長い長管ランプを用
い、その光を出来るだけ広い範囲に分散させるために、
リフレクターの曲率を工夫することで均一な光を得よう
とするものなどである。

【０００４】また、放電灯を光源とする代表的なもの
は、蛍光灯を複数本平行に並べて面光源に近い形にした
もの、またはメタルハライドランプを光源として大きな
傘状のフードを付け、その開口前面に拡散フィルターを
装着した、通称アンブレラーライトなどがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらのフラッドライ
トの内、ハロゲンランプを光源とするものは、完全に均
一なソフト性を得るには光学的に、生産技術的に限界が
ある。例えば、多くのランプを装着したフラッドライト
を点灯して正面から見た場合、光源付近とその他の部分
の明るさの差が認められるが、このことはランプの数に
相当する影が出る可能性を示している。

【０００６】また長管ランプを用いたフラッドライトに
ついても、リフレクターの曲率を設計上理想的な形を得
たにしても、製造上、組立て上の誤差等を皆無にするこ
とは不可能で、光のむらは完全になくならない。その結
果の欠陥として、被写体の影が幾重にも出てしまった
り、濃い影が出て理想とするソフトな光が得られない。

【０００７】この濃い影や、影が幾重にも出る欠陥を緩
和する方法として、拡散フィルターを照明器具の前面に
装着することが一般的に行われているが、影をできるだ
け少なくするためには、厚めの拡散フィルターを用いれ
ば良いが、透過率が極端に下がって照明として本来必要
である照度が著しく低下する。即ち、完全な拡散光と必
要な照度を得ようとするには、割り増した容量を持った
ランプを装着する必要があり、省エネルギー上も好まし
くない。

【０００８】それを避けるための方法として、比較的透
過率が良く、拡散性の良い拡散フィルターも開発された
が、フラッドライトを正面から見た場合の光源付近とそ
の他の明るさの差は完全には無くならず、また照明技術
者や演出家が満足する影の状態、即ち、フラッドライト
として理想的なソフト性は得られていない。

【０００９】これらの欠点は、放電灯を光源とするフラ
ッドライトにおいてはかなり緩和される。即ち、蛍光灯
のフラッドライトについては、蛍光灯を複数本平行に並
べて面光源に近い形にした照明器具で、その開口部が広
い面積であっても光のむらは少なく、また省エネルギー
上からもフラッドライトとして適している。ただし、蛍
光灯は、器具の占有単位面積当たりの照度に限界があ
り、例えば、中以上のスタジオに用いる場合、多くの器
具を設置するか、または照度を得るために照射物に対し
て接近させる必要があり、配置上の制約が出たりなどす
る。また、この制約を緩和するためにコンパクトで比較
的高機能な蛍光ランプを用いた器具が実用化されている
が、高価格であり、なお照度は不十分であることから中
以上のスタジオにおいて数多く配置する事になり、トー
タルコスト面から有利とは言えない。

【００１０】また、メタルハライドランプを光源とした
前記のアンブレラーライトは、大きな開口面積に拡散フ
ィルターを装着したもので、発光面が広いことからソフ
ト性は比較的良好である。ただし、拡散フィルターの拡
散性と透過率の関係では前記と同様の問題を抱えてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題を下
記の手段により解決するもので、従来の点または線に近
い光源を、広い範囲の面光源にすることによって、完全
に均一でソフトな拡散光を提供するとともに、エネルギ
ーを効率的に使うことができる。

【００１２】断面形状がｎ角形（但し、ｎは４〜１
２の偶数）でｎ個の側面を有する透明柱と、前記透明柱
の長さ方向の２つの端面のうちの第１の端面中心に対し
て、同芯延長線上に配設したランプ光源と、前記ランプ
光源の光を集光し投入する集光ミラーと、前記透明柱の
第１の側面に沿って配設し、前記第１の端面から前記透
明柱に入射進行する光を乱反射させて前記透明柱の第１
の側面と対向する第２の側面から出光させるようにした
第１の拡散手段と、前記透明柱の第１の端面に対向する
第２の端面に鏡面加工を施し、進行してくる光を反射さ
せるようにした第１の反射手段と、前記透明柱の第２の
側面の長さに対応する長さを１辺とする四角形の平面形
状を有し、その１辺を前記透明柱の第２の側面に沿って
平行に配置した透明板と、前記透明板の裏面に配設し、
前記透明板に入射進行する光を乱反射させて前記透明板
の前面から出光させるようにした第２の拡散手段と、前
記透明板の第１の端面に対向する第２の端面に鏡面加工
を施し、進行してくる光を反射させるようにした第２の
反射手段と、を備えたこと。

【００１３】前記透明柱の第１の拡散手段および前
記透明板の第２の拡散手段の少なくとも１つを、拡散塗
料の塗布、拡散シートの貼付け、あるいは凹凸加工によ
って形成したこと。前記第１及び第２の反射手段の少なくとも１方を、
鏡面加工により配設したこと。

【００１４】前記ランプ光源、集光ミラーおよび透
明柱の第１および第２の端面を閉じるように覆い、且
つ、一部に空気排出口をもつカバーと、透明柱の前記第
２の端面に送風機を設け、前記送風機から前記カバーの
内部に空気を流通させる冷却手段と、を更に備えたこ
と。前記第１および第２の拡散手段の背面、前記透明板
の反射面、前記透明板の側面の少なくとも１っに対して
ヒートシンクを密着させてなる熱放散手段を更に備えた
こと。

【００１５】前記透明柱、ランプ光源、集光ミラ
ー、拡散手段、冷却手段および熱放散手段を複数とした
こと。

【００１６】前記透明板の平面形状を五角形以上と
したこと。

【００１７】これらの方法によると、前記の従来方法に
よる欠陥である濃い影が出たり、幾重にも影が出ること
が解消され、ソフトな拡散光と理想的な配光が得られ
る。また透過率の悪い拡散フィルターを使う必要がなく
なり、エネルギーコスト上も有利となる。

【００１８】また、本発明は、メタルハライドランプを
光源とした場合には更に効果を発揮する。即ち、高容量
のメタルハライドランプ光源を使用すれば、蛍光灯の欠
点であった単位面積当たりの照度制約は解消し、また、
アンブレラーライトに相当する広い発光面積を得るに
は、透明柱を長く、透明板を大きくすることによって容
易に対応できる。

【００１９】

【実施例】本発明を図面に基づいて説明する。図１は、
本発明の第１実施例の立面図であって、図２のＢ−Ｂ線
で切断して示し、図２は第１実施例の平面図であり、図
３は第１実施例を図１のＡ−Ａ線で切断して示す部分拡
大断面図である。

【００２０】透明柱１は、断面形状が縦長の八角形の棒
である。透明柱１の材質は、使用されるランプの容量に
よって選定されるが、大きなランプ容量の場合には石英
ガラスを用い、小容量のランプであれば通常の透過率の
高い耐熱ガラスでも良い。透明柱１の下方１辺のほぼ全
長には、拡散塗料２が塗布されており光の拡散面とな
る。この拡散塗料２の代りに拡散シートを貼付しても良
く、または鋭く細かい凹凸加工をしても良い。これらの
手段を「拡散手段」と総称する。また、拡散塗料２は、
透明柱１の中央付近において拡散機能を増加する方法が
取られる。

【００２１】透明柱１の各辺および両端面は研磨されて
おり、図１の左方の端面は光の投入面となり、対向する
もう一方の端面は、例えば鏡面加工３を施し光の反射面
となる（これを第１の反射手段と呼ぶ）。透明柱１のそ
の他の６辺は、研磨したままとしてある。透明柱１の光
の投入面の中心延長線の図１左方に、ランプ４を配設す
る。

【００２２】ランプ４はランプソケット５によって支持
されている。ランプ４の外周には、集光ミラー６を配設
する。集光ミラー６は、ランプ４からの光を透明柱１の
端面中央に集光させるため、例えば楕円の曲面を持たせ
てある。

【００２３】集光ミラー６と光の投入面との間に、ラン
プ４の中心を芯とする円曲面を有する反射ミラー７が配
設してある。前記集光ミラー６および反射ミラー７の材
質は、ランプの容量によって選定されるが、通常は耐熱
ガラスにダイクロイック処理したものを用い、熱線を後
方に逃がし、光線を反射する方式が取られる。また、小
容量のランプの場合にはアルミのリクレクターを用いて
も良い。

【００２４】透明柱１の各端面の外周には、透明柱１と
反射ミラー７を精度良く位置決めする支持金具８が設置
されている。

【００２５】透明板１５は、前記透明柱１の長さより若
干短い長さを１辺とする平面形状が四角形で、前記透明
柱１の上方１辺の出光面に四角形の１辺を接近させ、且
つ、前記透明柱１に平行に配設してある。前記透明板１
５の材質は、使用されるランプの容量によって選定され
るが、通常は透過率の高い耐熱ガラスが用いられ、小容
量のランプであればアクリル板等を用いても良い。

【００２６】なお、透明板１５にガラスを用いる場合
は、運搬中等における衝撃によって、透明柱１および透
明板１５が破損することを防止するとともに、隙間を一
定にするために、透明柱１と透明板１５の接近させた間
に、透明の耐熱テープ２０を挟み込んである。

【００２７】前記透明板１５の裏面のほぼ全面には、拡
散塗料１６が塗布されており光の拡散面となる。この拡
散塗料１６の代りに拡散シートを貼付しても良く、また
は鋭く細かい凹凸加工をしても良い。また、拡散塗料１
６は、透明板１５の中央付近において拡散機能を増加す
る方法が取られる。

【００２８】透明板１５の各端面は研磨されており、
内、前記透明柱１に接近する下方端面は光の投入面とな
り、対向する上方端面は鏡面加工１７を施し光の反射面
となる（これを第２の反斜面と呼ぶ）。その他の各面
は、研磨したままである。透明板１５の前面は、前記拡
散塗料１６によって拡散した光の出光面となる。

【００２９】前記ランプ４、ランプソケット５、集光ミ
ラー６および反射ミラー７と透明柱１の光の投入面を閉
じるように覆うカバー９を設け、前記支持金具８に取り
つけられている。カバー９の左方ほぼ中央には、熱風を
排出し、光漏れを防ぐ機能を持たせた排出口１０が外向
きに設置されている。

【００３０】カバー９は、ランプ４の交換がしやすい様
に、集光ミラー６を含んで外周に開閉できる様になって
いる（図示せず）。

【００３１】透明柱１の端面の内、鏡面加工３を施した
端面の右方には、送風機１１を設けたダクト１２を配設
し、支持金具８およびフレーム１４に取りつけられてい
る。ダクト１２の左方端は前記カバー９に接続し密閉さ
れている。

【００３２】前記透明柱１の拡散塗料２の外側にヒート
シンク１３を密着させる。そして前記透明板１５の反射
面および側面に対して、それぞれヒートシンク１８、１
９を密着させ、発生する熱を放散し、透明柱１および拡
散塗料２、透明板１５および拡散塗料１６の保護をして
いる。

【００３３】

【作用】以上の方法、装置により、光の進路と光の均一
性および理想的な配光を得るための機能とその特徴、お
よび冷却機能とその特徴を説明する。

【００３４】図１において、ランプ４から出た光は、集
光ミラー６によって透明柱１の端面のほぼ中央に集光
し、透明柱１に進入する。進入した光は透明柱１の中で
全反射を繰り返しながら進行する。一方、ランプ４から
出た光の内、集光ミラー６の前方から外れた光は、反射
ミラー７によってランプ４に戻され、再び反射させるこ
とで効率を上げている。

【００３５】前記透明柱１に進入した光は、透明柱１の
下面に塗布されている拡散塗料２によって乱反射し、透
明柱１の上面より出光する。透明柱１の中で更に進行し
た光は、透明柱１の最終端である鏡面加工３の面にて反
射し、折り返し、拡散塗料２によって乱反射し、透明柱
１の上面より出光する。

【００３６】前記透明柱１の上面より出光した光は、耐
熱テープ２０を介して、前記透明板１５の下方端面の光
の投入面から入射し、透明板１５の中で全反射を繰り返
しながら進行する。

【００３７】前記透明板１５に進入した光は、透明板１
５の裏面に塗布されている拡散塗料１６によって乱反射
し、透明板１５の前面により出光する。透明板１５の中
で更に進行した光は、透明板１５の最終端である鏡面加
工１７の面にて反射し、折り返し、拡散塗料１６によっ
て乱反射し、透明板１５の前面より出光する。

【００３８】この種の照明器具に対する抜熱、放熱対策
は重要である。本発明によると、冷却手段として、送風
機１１によってダクト１２内に取り込まれた冷風は、透
明柱１の反射面を冷却し、次に透明柱１の拡散塗料２の
下面のヒートシンク１３を冷却し、次いでランプソケッ
ト５、ランプ４、集光ミラー６、反射ミラー７を冷却
し、カバー９のほぼ中央に設けられた排出口１０から熱
を持った空気が排出される。

【００３９】この排出口１０には、ポーラス状の貫通気
孔を持ったフィルターを用いてあり、特に空気抵抗を少
なくして、且つ、内部の光が外に漏れない気孔の設計に
なっている。なお、送風機１１は、低騒音タイプが選定
されている。

【００４０】また、透明柱１の下面に塗布されている拡
散塗料２のほぼ全面にはヒートシンク１３を、透明板１
５の裏面に塗布されている拡散塗料１６のほぼ全面には
ヒートシンク１８を密着させて、発生する熱を効率良く
吸収し放散する。

【００４１】拡散塗料２および拡散塗料１６とヒートシ
ンク１３およびヒートシンク１８を密着させる際には、
熱伝導率の良い、また互いの熱膨張差を吸収し、高温に
おいても硬化しない弾力性のある接着剤を用いる。

【００４２】本発明第２の実施態様（図示せず）は、透
明柱、ランプ光源、集光ミラー、関連する拡散手段、冷
却手段および熱放散手段を複数としたもので、更に大面
積の面光源が要求される場合、および大きな容量のラン
プ、即ち、高照度が必要な場合に有効である。

【００４３】例えば、図１の上部端面にも透明柱、ラン
プ光源、集光ミラー、関連する拡散手段、冷却手段およ
び熱放散手段を対象に、あるいは勝手反対に設けること
で、面積を拡大、または照度を増すことができる。

【００４４】本発明第３の実施態様（図示せず）は、透
明板１５の平面形状を五角形以上とすることである。例
えば、本発明第２の方法の透明板１５の平面形状を六角
形とし、透明柱、ランプ光源、集光ミラー、関連する拡
散手段、冷却手段および熱放散手段を、六角形の一つ置
きの３辺に配置することで、更に面積を拡大、または照
度を増すことができる。

【００４５】また、この実施態様によれば、前述した透
明板１５の中央付近において拡散機能を増加する方法を
取る必要がなく、３辺から光を投入して重ね合わせるこ
とで、透明板の中央付近で比較的高い照度を得ることが
でき、透明板１５の中における配光が更に改善される。

【００４６】更に、透明板１５の平面形状は、円形、楕
円形等の内部をカットして光の投入面とした形でも、本
発明の基本的な機能は得ることができる。但し、大きな
面積の円形、楕円形等の加工費上の問題、その周囲のヒ
ートシンク等が特殊形状になるための費用が多くかかり
コスト上不利となる。したがって、例えば、「人口太
陽」など円形が意味を持つ特殊な使用目的以外は推奨で
きない。

【００４７】本発明の第１実施例においては、透明柱１
は縦長の八角形としたが、他の偶数角の多角柱でも各角
度をうまく選定すれば対応は可能である。即ち、透明柱
１の断面形状は、図上の下方の拡散手段を施した１辺
と、上方の出光面の１辺が平行であることと、同２辺の
幅が透明板１５の厚みより若干狭いこととが第１条件で
ある。

【００４８】また、図上の左右各辺の数およびその角度
は、拡散面から乱反射した光が全ての方向で全反射し、
外部に洩れないことを第２の条件として、角数と角度を
決めることになる。但し、乱反射した光が全ての方向で
全反射させる構造を取ることは、透明柱１の加工コスト
との兼ね合いと透明柱１そのものの強度も配慮する必要
がある。

【００４９】例えば、四角形とした場合には、加工コス
トは最小になるものの、拡散面から乱反射した光の進行
角度と透明柱１の側面となす角度が臨界角より小さい部
分、即ち、四角柱の下方部分で、全反射がされずに透明
柱１の外部に光が洩れることになる。この対策として、
四角柱の下方部分を鏡面加工をするか、または臨界角を
割らない角度を持たせるかの方法があるが、前者はコス
トアップになり、後者は結果的に六角以上になる。

【００５０】また、四角柱の場合、前記第１条件から幅
が狭くなり、透明柱１の長さが長い場合は強度上から幅
を持たせる必要があり、結果として中央を膨らませた縦
長の六角柱、八角柱などになる。この側面の形状は（複
雑な）曲面が理想的であるが、大きなコストがかかる。
本実施例で縦長の八角柱としたのは、強度、コストを配
慮して、臨界角を出来るだけ割らない角度を持たせるこ
ととしたためである。

【００５１】したがって、透明柱１の断面形状として
は、六角柱、十角柱、十二角柱なども使えるので、一般
的に、ｎを４、６、８、１０または１２とするｎ角形で
あると総括することができる。しかし、コストと機能と
の関連で、縦長の八角柱が総合的に有利である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の面光源フ
ラッドライトによれば、照明技術者や演出家が満足する
影の状態と、ソフトな拡散光と、理想的な配光が得られ
る。また、照明器具の大きさが、特に厚み方向で非常に
小さくなり、軽量にもなるので取扱いも容易となる。

【００５３】また、照明器具そのものがシンプルな構造
になるため、安価に製作することができると同時に、故
障の発生も少ない。

【００５４】特に、本発明においては、高容量のメタル
ハライドランプを用いることによって、蛍光灯を用いた
フラッドライトや、通称アンブレラライトと呼ばれるも
のの欠点を補うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の立面図であって、図２の
Ｂ−Ｂ線で切断して示す図である。

【図２】第１実施例の平面図である。

【図３】第１実施例を図１のＡ−Ａ線で切断して示す部
分拡大断面図である。

【符号の説明】

１透明柱２第１の拡散手段３第１の反射手段４ランプ５ランプソケット６集光ミラー７反射ミラー８支持金具９カバー１０排出口１１送風機１２ダクト１３ヒートシンク１４フレーム１５透明板１６第２の拡散手段１７第２の反射手段１８ヒートシンク１９ヒートシンク２０耐熱テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 6/00 ３３１ 27/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断面形状がｎ角形（但し、ｎを４、６、
８、１０または１２とする）で、長さ方向に伸びる長方
形のｎ個の側面を有する透明柱と、前記透明柱の長さ方向の端部にある２つの端面のうちの
第１の端面に、対向配置したランプ光源と、前記ランプ光源の光を集光し投入する集光ミラーと、前記透明柱の第１の側面に沿って配設し、前記第１の端
面から前記透明柱に入射進行する光を乱反射させて前記
透明柱の第１の側面と対向する第２の側面から出光させ
るようにした第１の拡散手段と、前記透明柱の第１の端面に対向する第２の端面に配設
し、進行してくる光を反射させるようにした第１の反射
手段と、前記透明柱の第２の側面に対応する長さを１辺とする四
角形の平面形状を有し、その１辺を前記透明柱の第２の
側面に沿って平行に配置した透明板と、前記透明板の裏面に配設し、前記透明板に入射進行する
光を乱反射させて前記透明板の前面から出光させるよう
にした第２の拡散手段と、前記透明板の第１の端面に対向する第２の端面に配設
し、進行してくる光を反射させるようにした第２の反射
手段と、を備えたことを特徴とする、面光源フラッドライト。
【請求項２】前記透明柱の第１の拡散手段は、拡散塗
料の塗布、拡散シートの貼付け、あるいは凹凸加工によ
って形成されたものであることを特徴とする請求項１記
載の面光源フラッドライト。
【請求項３】前記透明板の第２の拡散手段は、拡散塗
料の塗布、拡散シートの貼付け、あるいは凹凸加工によ
って形成されたものであることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の面光源フラッドライト。
【請求項４】前記第１及び第２の反射手段の少なくと
も１方は、鏡面加工により配設したことを特徴とする請
求項１、２、または３記載の面光源フラッドライト。
【請求項５】前記透明柱、ランプ光源、集光ミラー、
拡散手段、冷却手段および熱放散手段を複数個配設した
ことを特徴とする、請求項１、２、３または４記載の面
光源フラッドライト。
【請求項６】前記透明板の平面形状を五角形以上とし
た請求項１、２、３、４または５記載の面光源フラッド
ライト。
【請求項７】前記ランプ光源、集光ミラーおよび透明
柱の前記第１および第２の端面を閉じるように覆い、且
つ、一部に空気排出口をもつカバーと、透明柱の前記第２の端面に送風機を設け、前記カバーの
内部に空気を流通させる冷却手段と、を更に備えたことを特徴とする、請求項１、２、３、
４、５または６記載の面光源フラッドライト。
【請求項８】前記第１の拡散手段の背面、前記第２の拡
散手段の背面、前記透明板の反射面、前記透明板の側面
の少なくとも１つに対して、夫々ヒートシンクを密着さ
せてなる熱放散手段を更に配設したことを特徴とする、
請求項１、２、３、４、５、６、または７記載の面光源
フラッドライト。