JP4733866B2 - 投影レンズ装置及びこれを備えたスポットライト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舞台後方のホリゾントや舞台床面に、さまざまなエフェクト画像を投影することで、舞台の演出効果をあげるエフェクトスポットライトシステムに使用する投影レンズ装置（通称：先玉）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
舞台の演出効果をあげるエフェクトスポットライトシステムは、電球と反射鏡を備えた灯体（光源）と、その灯体の前部に配置するエフェクトマシン［effect machine］と、このエフェクトマシンを透過した光（エフェクト画像）をホリゾント或いは舞台床面に投影する投影レンズ装置（先玉）で構成されている。
そして、投影レンズ装置は、金属板（例えば、アルミニウム合金板）で構成した軸心方向の両側が開口した筒状の保持金具の内部に、二枚の平凸レンズが凸面を向かい合わせて、軸心に対し略直角に取り付けられ、且つ蓋はネジ止されている。
【０００３】
又、上記二枚のレンズはその間隔を保持して軸心方向に沿って移動するように構成されているが、そのレンズの送り機構はラックとピニオンだけの組み合わせで構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記投影レンズ装置には上記の構成により下記のような欠点がある。
▲１▼ （狭義の）球面収差により像がはっきり出ない。
▲２▼ 像の負の歪曲が大きい（投影された像が糸巻き状になる）。
▲３▼ 色収差が大きい。
▲４▼ 中心と周辺のピント位置のズレ（像面湾曲）が大きい。
▲５▼ 投影レンズが決まると投影される像のボケ具合は、ピントを外してぼかすしか方法がない。
▲６▼ レンズを収納する保持金具は、写真レンズのように完全密閉ではないので、使っているうちにレンズが汚れ、これを清掃する為に、レンズを取り外すのに大変手間がかかる。
▲７▼ 二枚のレンズの間に絞りを入れて、投影される像の鮮明度を調節しようと考えても、その絞りの装着（着脱）が容易ではない。
▲８▼ ピント調整後、手を離すとレンズが動いてしまうため、調整状態が変化しないようにする為には、別途ロック機構が必要である。
従って、従来は焦点距離の異なるレンズの組み合わせからなる複数の投影レンズ装置を用意し、投影演出目的に応じて最適な投影レンズ装置を選択使用している。
【０００５】
本発明は、上記した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の欠点を解消し、レンズの組み合わせ変更により、使用目的に合わせた使い方が出来る投影レンズ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明が講じた技術的手段は、軸心方向の両側に光が透過する開口が形成された筒状の保護ケースと、その保護ケース内に軸心方向に沿って前後移動調整可能に収容配置されるレンズ保持筒と、そのレンズ保持筒内に軸心に対し略直角に支持される複数枚のレンズとからなり、前記レンズはボケ／明瞭の投影目的に応じて位置調節自在とし、且つレンズ保持筒は軸心と交差する方向においてその構成部材の一部がレンズの着脱を可能ならしめる範囲を開閉可能に構成され、更に保護ケースの周壁に前記レンズ及びレンズ保持筒の開閉部材の着脱を可能ならしめる開閉蓋を設けたことを特徴とする。
レンズ保持筒に収容配置するレンズの枚数は、標準は３枚のレンズを使用し、それを２枚と１枚とに分け、それを距離を置いて配置する鮮明な像の投影と、１枚を外して２枚構成とし、その２枚を距離をおいて配置するボケた像の投影に調整変更する。尚、長焦点のものは、レンズ２枚で構成することも可能である。
【０００７】
上記保護ケースは、レンズ保持筒を収容し得る断面形状であればよく、例えばレンズ保持筒が略正八角形であれば、これを内包し得る略正四角形筒、或いは円形筒等、何れでもよい。
そして、そのレンズ保持筒内にレンズを位置調節自在に支持する構造としては、保持筒の周壁にレンズの周縁が嵌合する係合孔を開設し、その係合孔にレンズ周縁を嵌合する構造、或いは保持筒の周壁内面に断面コ形の受枠を取り付け、その受枠にレンズ周縁を差し込む構造等が挙げられる。
レンズの周縁を嵌合する係合孔は、単純な矩形孔でも良いが、階段状をした矩形孔として、レンズと当接係合する箇所を多くし、安定良く支持するようにしてもよい。
【０００８】
又、レンズ保持筒における軸心と交差する周壁の一部が、内部に収容するレンズの着脱を可能ならしめる構造としては、該レンズ保持筒を半割りの二部材で構成し、一半部に他半部を係脱自在とする。或いは、筒体の周壁に孔を開設し、その孔を閉鎖する蓋を開閉自在に取り付ける構造等、いずれでもよい。
上記レンズ保持筒を保護ケースの軸心に沿って前後方向に移動させる移動調整機構は、従来同様、ラックとピニオンによって構成してもよいが、ウォームとラック・ピニオンの組み合わせで構成することで、調整後の変動を防止できる。
更に、レンズ間には絞り板を配置するが、レンズ保持筒から外した絞り板、或いは開孔径の異なる予備の絞り板等の掛け止保持手段を、保護ケースの開閉蓋の内側に設けてもよい。
【０００９】
上記の手段によれば、保護ケースの開閉蓋を開き、内部に収容されたレンズ保持筒の開閉部材を外すことで、該レンズ保持筒の内側に支持されたレンズの着脱が可能となる。例えば、鮮明な像を投影する場合は、３枚の平凸レンズを１枚と２枚に分け、投影方向後側に２枚の平凸レンズを凸面側を向かい合わせて配置し、投影方向前側に１枚の平凸レンズをその凸面を前方に向けて配置し、２枚組のレンズと１枚のレンズの間に絞り板を配置する。そして、ボケた像の投影に変更する場合は、保護ケースの開閉蓋及びレンズ保持筒の開閉部材を外してレンズ１枚を外し、２枚のレンズをそれぞれ凸面側を後側に向け、且つ両レンズを間隔を置いて配置し、絞り板を投影方向前方に移動設置することで、ボケた像の投影が可能となる。
しかも、レンズ保持筒に対するレンズの保持を、レンズ保持筒の周壁に開設した係合孔に、レンズの周縁を嵌合する構造により、簡単に着脱及び位置変更が出来る。
更に、レンズ保持筒の移動調整機構を、ウォームとラック・ピニオンの組み合わせで構成した場合は、調整後、摘みから手を離してもレンズ保持筒は移動せず、調整状態が保持される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。
図１は、光源及び反射鏡を備えたスポットライトと、エフェクトパターン（種板）を装着するエフェクトマシンと組み合わせた使用状態を示し、図中、Ａは本発明に係る投影レンズ装置で、その投影レンズ装置Ａは、電球（光源）ｂ１，反射鏡ｂ２を備えたエフェクトスポットライトＢの前部に取り付けたエフェクトパターンを交換可能に装着するエフェクトマシンＣの前部に、着脱可能に取り付けられる。
【００１１】
投影レンズ装置Ａは、アルミニウム合金板を用いて断面略正四角形の筒状に形成した保護ケース１と、その保護ケース１の内側に収容され且つ軸心方向に沿って前後方向に移動調整可能に支持されるレンズ保持筒２と、そのレンズ保持筒２内に収容配置する複数枚の平凸レンズ３ａ，３ｂ，３ｃ及び絞り板４と、前記レンズ保持筒２を前後方向に移動調整する移動調整機構５とで構成されている。
【００１２】
保護ケース１は、アルミニウム合金板を用いて形成した筒体１ａと、その筒体１ａの軸心方向の前端に取り付けた開口を有するフィルタホルダ枠１ｂ、及び筒体１ａの後端に取り付けた後板１ｃとで構成され、前記筒体１ａは略正四角形筒体の４面の内、底面と一方側面及び上面の幅方向の約半分宛を一枚板で約コ字形に折り曲げ構成した側枠６と、他方側面及び上面の半分宛を一枚板で約Ｌ字形に折り曲げ構成した開閉蓋７とで構成され、その開閉蓋７は側面の端部が側枠６における底面の端部に蝶番９で開閉可能に連結されている。又、開閉蓋７における上面側は、側枠６の上面側と突き合わせ、錠８で係脱自在に構成されている。従って、錠８を外すと開閉蓋７は蝶番９を中心として外側に回動し、保護ケース１の側面から上面の半分宛が開口される。
【００１３】
上記保護ケース１内に収容するレンズ保持筒２は、断面略正八角形状の筒体で、その筒体は、保護ケース１同様、アルミニウム合金板を用いて八角形の５面宛を形成した側枠２ａと、残りの３面宛を形成した側枠２ｂの二部材で構成され、一方の側枠２ａは、前記した保護ケース１の底部内面に軸心に沿って平行に架設した２本のガイド杆１０，１０’に亘ってスライド可能に取り付けた台枠１１，１１’に載置固定されている。
そして、もう一方の側枠２ｂは、前記側枠２ａに対して係脱自在に取り付けられ、その為、側枠２ｂは開閉部材として機能する。
【００１４】
側枠２ｂを側枠２ａに対して係脱自在に取り付ける構成は、側枠２ａの上方側の端縁の前後部に掛け止孔１２が開設され、他方の側枠（開閉部材）２ｂの側縁の前後部には「へ」の字を変形した形に折り曲げた板バネ１３が固着され、その板バネ１３を掛け止孔１２に差し込んでヒンジ構造とし、側枠２ａと側枠２ｂの開放端同士はバックル様の掛け止錠１４で係脱自在に連結されている。
【００１５】
上記の如く側枠２ａと側枠２ｂとで略正八角形の筒状に構成されるレンズ保持筒２の周壁には、平凸レンズ３ａ〜３ｃの周縁を嵌合する係合孔１５と、円形の透光を開設した絞り板４の周縁を嵌合する係合溝１６が、軸心方向に間隔を置いて複数組開設され、投影の目的に応じて平凸レンズ３ａ〜３ｃ、及び絞り板４の配置位置を変更し得るように構成されている。尚、図面は、係合溝１６を１箇所にのみ形成した形態を示したが、係合溝１６は軸心に沿って複数個形成し、演出目的に応じて絞り板４の配置位置を前後調整するようにしてもよい。
そして、平凸レンズ３ａ〜３ｃの周縁が嵌合される係合孔１５は、図示するように階段状の矩形孔にすることで、レンズとの接触箇所が多くなり、レンズを安定良く支持することが出来る。勿論、係合孔１５は、階段状とすることなく、単純な矩形状としてもよい。更に、係合孔１５の階段状は長辺の一方にのみ形成しても良いが、長辺の両側に形成してもよい。この場合は、同一位置で平凸レンズの向きを変えて配置する場合でも、前記した多点支持による安定支持の作用が保持される。
【００１６】
又、上記レンズ保持筒２における側枠２ａの上側角部と保護ケース１との空間部には、前記したレンズ保持筒２を軸心方向に沿って前後方向に移動調整する移動調整機構５が収容配置されている。
その移動調整機構５は、前記したレンズ保持筒２における側枠２ａの鉛直面外側に、鉛直方向に起立固定したラック５ａと、このラック５ａと噛合するピニオン歯車５ｂと、そのピニオン歯車５ｂに回転力を付与するウォームホイール５ｃとウォーム歯車５ｄとで構成され、ピニオン歯車５ｂとウォームホイール５ｃとウォーム歯車５ｄは保護ケース１を構成する側枠６の内側にブラケット１７で定着保持されている。そして、ウォーム歯車５ｄと一体の回転軸は保護ケース外に貫通突出され、その突出端部に調整摘み５ｅが固着されている。
【００１７】
それにより、調整摘み５ｅを回動すると、その回転はウォーム歯車５ｄ→ウォームホイール５ｃ→ピニオン歯車５ｂと伝達され、ピニオン歯車５ｂと噛合するラック５ａは軸心方向に沿って前後方向に移動され、ピント合わせが行われる。
そして、ピニオン歯車５ｂと同軸上のウォームホイール５ｃとウォーム歯車５ｄとの間では、その回転方向が直角方向に変換されるため、ラック５ａを取り付けたレンズ保持筒２が自然に移動することはない。
【００１８】
絞り板４は、アルミニウム合金板でレンズ保持筒２の断面形状に合致する形状に形成され、その中心に光を所定の径に絞る開口が開設され、周辺の一部に、レンズ保持筒２の係合溝１６に嵌着する突部４’が形成されている。そして、この絞り板４は、開口の径を異ならしめた数種類（図面では２種類）を用意し、使用しない絞り板４は投影レンズ装置Ａと一緒に携行できるように、保護ケース１の内側に、絞り板４の掛け止保持手段１８が設けられている。
その掛け止保持手段１８は、保護ケース１を構成する側枠（開閉蓋）７の内面に、絞り板４の一側を受け止める樋状の受枠１８ａと、絞り板４の反対側を係着するバネ片１８ｂとで構成され、前記受枠１８ａの底部には矩形の孔が開設されて、該受枠１８ａに収容する絞り板４が左右にずれないよう構成されている。
図中、１９は保護ケース１の上面に取り付けた運搬用の提げ手である。
【００１９】
次に、上記投影レンズ装置Ａの使用について説明すると、鮮明な像を投影する場合は、図１乃至図４に示すように、保護ケース１の錠８を外して側枠（開閉蓋）７を開き、且つレンズ保持筒２の錠１４を外して開閉部材２ｂを取り外し、レンズ保持筒２の側面及び上面の一部を開口する。そして、３枚の平凸レンズ３ａ，３ｂ，３ｃを１枚と２枚とに分け、１枚のレンズ３ａはその凸面側を前方に向けてレンズ保持筒２内の投影方向前部に配置し、２枚のレンズ３ｂ，３ｃはレンズ保持筒２の投影方向後部に、凸面側を向かい合わせて配置し、更にレンズ３ａとレンズ３ｂ，３ｃとの間に絞り板４を配置する。平凸レンズと絞り板４はレンズ保持筒２の周壁に形成した係合孔１５、係合溝１６に、レンズの周縁、絞り板４の突部４’を差し込み嵌合して鉛直に支持し、開閉部材２ｂを閉鎖取り付けることで、該開閉部材２ｂのヒンジのバネ作用と、レンズ保持筒２を構成する素材の弾力性によりレンズ３ａ〜３ｃ及び絞り板４はガタ付くこと無く固定される。因って、開閉部材２ｂのヒンジのバネ作用とレンズ保持筒２を構成する素材の弾力性は、収容するレンズに厚みと直径にある程度の製造誤差があっても、ガタ付くことなく固定できる。尚、レンズの中間に配置する絞り板４を、開口の径が異なるものと替えることで、像の鮮明度と明るさを変えることが出来る。開口径を絞る（小さくする）と像は鮮明になり、暗くなる。
【００２０】
又、投影される像をぼかす場合は、保護ケース１の側枠（開閉蓋）７を閉じている錠８を外して該側枠（開閉蓋）７を開き、更にレンズ保持筒２の開閉部材２ｂを係着している錠１４を外して該開閉部材２ｂを側枠２ａから取り外し、レンズ保持筒２の周面の略半分宛を開口する。そして、この開口を介して余分なレンズを取り外し、残りの２枚のレンズを図１及び図２の仮想線で示す位置に、凸面側を後方に向けて移動配置すると共に、その２枚のレンズの投影方向前部に絞り板を配置する。レンズ及び絞り板の固定は、レンズ保持筒２を構成する側枠２ａ及び開閉部材２ｂに形成された係合孔１５、係合溝１６に差し込むことで容易に変更できる。移動配置後は、開閉部材２ｂを側枠２ａに取り付けてレンズ及び絞り板４を固定化し、且つ側枠（開閉蓋）７を閉じて変更調整を完了する。
尚、像をぼかす場合、２枚のレンズの配置としては、凸面を共に後方に向けて配置する方法以外に、凸面を向かい合わせに配置する方法や、凸面を共に前方に向けて配置する方法も考えられるが、色収差や歪曲収差などの点から凸面を共に後方に向けて配置するのが一番好適である。
即ち、レンズ保持筒２の係合孔１５、係合溝１６によって、レンズ構成の変更を容易に行うことが出来る。これによって、ボケ具合の異なるレンズ構成に変更できる。
そして、焦点調整を行うレンズの移動調整機構はウォームとラック・ピニオンの組み合わせで構成されているため、焦点調整後、調整摘みから手を離しても、調整状態が変化することは無い。
【００２１】
上記構成により、下記の効果が得られる。
▲１▼ 明るくて鮮明な像を投影できる。
▲２▼ 像の歪曲はほとんど無い。
▲３▼ 色収差が少ない。
▲４▼ 中心と周辺のピント位置のズレ（像面湾曲）が改善される。
▲５▼ 中間の絞り板を代えることで、像の鮮明度と明るさを変えることが出来る。
▲６▼ レンズを容易に取り出すことが出来るので、清掃が容易である。
▲７▼ 焦点調整の操作性がよい（調整後、別途レンズ保持筒の移動をロックする必要が無い）。
▲８▼ ボケ具合の異なるレンズ構成にすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の投影レンズ装置は請求項１乃至３記載の構成により、レンズ構成の変更を容易に行うことができる。しかも、レンズを容易に取り出すことが出来るので、レンズの清掃を容易に行うことができる。
又、請求項４記載の構成により、レンズと当接する支持点が多くなり、レンズの支持を更に安定良く行うことができる。
更に、請求項５記載の構成により、焦点調整後、調整摘みから手を離しても、調整状態が変化することは無い。従って、別途、レンズ固定のロック機構を設ける必要がない。
また、請求項６記載の構成により、投影の調整に使用する絞り板を本装置と一緒に携行できるため、絞り板が紛失するのを防止できる。
そして、請求項７記載の構成により、１台の投影レンズ装置で鮮明な像の投影と、ぼかした像の投影の調整変更が出来、操作性に富んだエフェクトスポットライトシステムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る投影レンズ装置を取りつけたスポットライトシステムを示す一部切欠側面図である。
【図２】投影レンズ装置部分の拡大断面図である。
【図３】図２の（３）−（３）線に沿える拡大断面図である。
【図４】保護ケースの開閉蓋を開き、且つレンズ保持筒の開閉部材を外した状態の斜視図である。
【図５】図４の状態からレンズ及び絞り板を外した分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ…投影レンズ装置 Ｂ…スポットライト
Ｃ…エフェクトマシン １…保護ケース
２…レンズ保持 ３ａ〜３ｃ…平凸レンズ
４…絞り板 ５…移動調整機構
７…開閉蓋 １５…係合孔
１６…係合溝 １８…掛け止保持手段

Claims (7)

1. 筒状で、軸心方向の両側に光が透過する開口が形成された保護ケースと、その保護ケース内に軸心方向に沿って前後移動調整可能に収容配置されるレンズ保持筒と、そのレンズ保持筒内に軸心に対し略直角に支持される複数枚のレンズとからなり、前記レンズはボケ／明瞭の投影目的に応じて位置調節自在とし、且つレンズ保持筒は軸心と交差する方向においてその構成部材の一部がレンズの着脱を可能ならしめる範囲を開閉可能に構成され、更に保護ケースの周壁に前記レンズ及びレンズ保持筒の開閉部材の着脱を可能ならしめる開閉蓋を設けたことを特徴とする投影レンズ装置。
2. 上記保護ケースが略正四角形の筒体で、レンズ保持筒が略正八角形の筒体で、そのレンズ保持筒の周壁にレンズの周縁が嵌合する係合孔が形成された請求項１記載の投影レンズ装置。
3. 上記レンズ保持筒が半割りの二部材で構成され、一半部は保護ケース内に軸心方向に沿って前後移動可能に配置し、他半部は開閉部材として周方向の一側をバネ片を利用して前記移動可能な一半部に係着し、他側は前後移動可能な一半部に掛け止錠で係脱自在とした請求項１又は２記載の投影レンズ装置。
4. 上記レンズ保持筒の周壁に形成される係合孔が、階段状の矩形孔である請求項２又は３記載の投影レンズ装置。
5. 上記レンズ保持筒の前後移動調整機構が、ウォームとラック・ピニオンの組み合わせで構成されている請求項１乃至４の何れか１項記載の投影レンズ装置。
6. 上記保護ケースの開閉蓋の内側に、レンズ保持筒内に装着する絞り板の掛け止保持手段が設けられている請求項１記載の投影レンズ装置。
7. 上記請求項１乃至６の何れか１項記載の投影レンズ装置を、灯体前方に配置した、エフェクトマシンの前部に係脱自在に取り付けたことを特徴とするスポットライト。

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