JP2619014B2 - エフェクトスポットライト - Google Patents

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ポットライトが
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、この平凸レ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、例えば、フレネルレンズ１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
光をできう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、光量分布が不安定であ
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ィストーシ
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］ 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透明する
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］ 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と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斜面の形状であ
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、所定の位置に通気口７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、1.2kw〜12kw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4mm〜7
mm、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。

可視光反射及び／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ポ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鏡３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
の中心は明るく、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15
％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通過
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ィストーシ
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優れた装置である。

【図面の簡単な説明】

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。 １……ハウジング ２……光源 ３……球面反射鏡 ４……ファインピッチフレネルレンズ ５……フィルターホルダー ６……エフェクトマット固定部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。