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【発明の名称】 光ビーム・シャッタ装置
【発明者】 【氏名】トレイヴィス、ジェイ、リーナート

【要約】 【課題】照明器具に使用する簡単かつ安価な光ビーム・シャッタの制御装置を提供することにある。

【解決手段】光ビーム3の軸線のまわりに半径方向に配置した各シャッタ機構は、周辺を持つが、この周辺の一部分を除去するように切り取り区域を設けた一般に円形のシャッタ・ブレード10を備える。切り取り区域の境界に少なくとも1つの直線縁部11を備える。この直線縁部は、シャッタ・ブレード10がまわりに回転する中心111を通過し、光ビーム3の少なくとも一部分をさえぎるのに使われる。ギヤ歯又は類似物のような被動面12、13を、残っている周辺の互いに対向する部分に形成する。シャッタ・ブレードを、回転駆動部材16、17により駆動する直線駆動部材14、15たとえばラック・ギヤに機械的に結合する。回転駆動部材は回転モータ61、62により駆動する。又直線作動モータを、直線駆動部材を駆動するのに使ってもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 複数のシャッタ機構を備えた、照明器具用光ビーム・シャッタ装置において、前記各シャッタ機構に、周辺及び中心を持つ円板の一般的形状を持つシャッタ・ブレードであって、前記円板に切り取り部分又は空げき部分を形成することにより、この切り取り部分又は空げき部分により前記円板の周辺の一部分を除去するようにして成るシャッタ・ブレードと、このシャッタ・ブレードに形成された少なくとも1つの縁部であって、この縁部が、前記中心を通過し、前記切り取り部分又は空げき部分の境界を形成し、光ビームの少なくとも一部分をさえぎるように設けられて成る少なくとも1つの縁部と、前記シャッタ・ブレードの周辺に形成した1対の被動面と、それぞれこれ等の対の被動面の一方において前記シャッタ・ブレードに結合した1対の直線駆動部材と、を設けて成る光ビーム・シャッタ装置。
【請求項2】 前記直線駆動部材の一方に結合した少なくとも1個の回転駆動部材をさらに備えた請求項1の光ビーム・シャッタ装置。
【請求項3】 前記各直線駆動部材に結合され、この直線駆動部材を前記回転駆動部材に対し係合させ又は係合を離脱するように作用できるアクチュエータをさらに備えた請求項2の光ビーム・シャッタ装置。
【請求項4】 前記各直線駆動部材を、前記各回転駆動部材に結合した請求項2の光ビーム・シャッタ装置。
【請求項5】 前記シャッタ・ブレードの周辺に形成した前記被動面にギヤ歯を設け、前記対の直線駆動部材にラック・ギヤを設け、又前記の少なくとも1個の回転駆動部材にピニオンを設けた請求項2の光ビーム・シャッタ装置。
【請求項6】 前記複数個のシャッタ機構を、光ビームの軸線のまわりに半径方向に配置した4個のこのような機構により構成した請求項1の光ビーム・シャッタ装置。
【請求項7】 光ビームを成形する光ビーム・シャッタ機構において、シャッタ・ブレードであって、このシャッタ・ブレードの大体において互いに対向する側部に位置させた湾曲した第1及び第2の被動面と、照明器具により投射する光ビームの少なくとも一部分をさえぎる縁部とを備えたシャッタ・ブレードと、それぞれこのシャッタ・ブレードを、1個又は複数箇所の係合点において前記第1及び第2の各被動面に係合させる第1及び第2の直線駆動部材と、前記シャッタ・ブレードを前記光ビームに対し近づき又は遠ざかる向きに延ばし又は引っ込め、又前記シャッタ・ブレードを前記光ビームに対し回転させるように、前記第1及び第2の直線駆動部材を実質的に直線状に移動させるための1個又は1個以上のアクチュエータと、を包含する光ビーム・シャッタ機構。
【請求項8】 前記アクチュエータの少なくとも1つに、前記第1及び第2の直線駆動部材の一方又は両方に係合する回転駆動部材を設け、前記直線駆動部材が係合する前記シャッタ・ブレードの前記第1又は第2の被動面に接する実質的に直線状の径路に沿って前記回転駆動部材が結合された前記直線駆動部材を、前記回転駆動部材の回転により移動させるようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項9】 前記第1及び第2の各直線駆動部材に、それぞれ1組のギヤ歯を設け、前記回転駆動部材に、前記の第1及び第2の直線駆動部材のうちの一方又は両方の駆動部材のギヤ歯にかみあう1組のギヤ歯を設けて、前記シャッタ・ブレードの直線作動及び回転作動を生ずるようにした請求項8の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項10】 前記シャッタ・ブレードの前記第1及び第2の直線駆動部材に係合する前記第1及び第2の各被動面の少なくとも一部分をそれぞれ実質的に円形にし、前記の同じ曲率中心を実質的に共有するようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項11】 1個又は1個以上のアクチュエータにより、前記第1及び第2の直線駆動部材を同時に作動し、前記シャッタ・ブレードを延ばし又引っ込めるようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項12】 1個又は1個以上のアクチュエータにより前記第1及び第2の直線駆動部材を、前記光ビームに対し近づき又は遠ざかる向きに実質的に互いに同じ方向に実質的に互いに同じ速度で直線的に作動し、前記シャッタ・ブレードを延ばし又は引っ込めるようにした請求項11の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項13】 前記第1及び第2の直線駆動部材により、前記シャッタ・ブレードを前記光ビームに対し近づき又は遠ざかる向きに延ばし又は引っ込めるように支えた請求項11の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項14】 1個又は1個以上の前記アクチュエータにより、前記第1及び第2の直線駆動部材を非同期的に作動し、前記シャッタ・ブレードを回転するようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項15】 1個又は1個以上の前記アクチュエータにより、前記第1及び第2の直線駆動部材を非同期的に作動し、前記シャッタ・ブレードを回転すると共に直線状に作動するようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項16】 1個又は1個以上の前記アクチュエータにより、前記第1及び第2の直線駆動部材を実質的に互いに反対の方向に実質的に互いに同じ運動速度で直線状に作動し前記シャッタ・ブレードを回転するようにした請求項14の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項17】 1個又は1個以上の前記アクチュエータにより、前記第1及び第2の直線駆動部材を互いに反対の方向に互いに異なる運動速度で直線状に作動し前記シャッタ・ブレードを回転し直線状に作動するようにした請求項15の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項18】 前記第1及び第2の直線駆動部材の一方又は両方を前記1個又は1個以上の回転駆動部材に対し係合させ又係合を離脱するための1個又は1個以上の結合アクチュエータをさらに備えた請求項8の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項19】 前記第1及び第2の直線駆動部材を、それぞれ回転駆動部材に結合した請求項8の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項20】 前記第1の直線駆動部材を、前記第2の直線駆動部材とは独立して1個又は1個以上の前記アクチュエータにより移動させ、前記シャッタ・ブレードを回転させるようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項21】 前記シャッタ・ブレードの第1及び第2の被動面にギヤ歯を設け、前記第1及び第2の各直線駆動部材にラック歯を設け、1個又は1個以上の前記回転駆動部材をピニオンにより構成した請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項22】 前記シャッタ・ブレードの縁部に、このシャッタ・ブレードの周辺から内方に延びる切り取り部分又は空げき部分を形成した請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項23】 前記シャッタ・ブレードの空げき部分に、前記シャッタ・ブレードが前記直線駆動部材によりまわりに回転させられる軸線の中心に実質的に整合する直線縁部を持つ長方形の開口を形成した請求項22の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項24】 前記光ビームを、前記シャッタ・ブレードが引っ込められた位置にあるときに、このシャッタ・ブレードの前記空げき部分を経て実質的に妨げられないで投射するようにした請求項22のフレーミング装置。
【請求項25】 前記シャッタ・ブレードが延びた位置にあるときに、このシャッタ・ブレードにより、前記光ビームを完全に妨げるようにした請求項22のフレーミング装置。
【請求項26】 前記シャッタ・ブレードが引っ込められた位置にあるときに、このシャッタ・ブレードの前記空げき部分を経て前記光ビームを投射するようにした請求項23のフレーミング装置。
【請求項27】 前記シャッタ・ブレードが延びた位置にあるときに、このシャッタ・ブレードにより、前記光ビームを完全に妨げられるようにした請求項23のフレーミング装置。
【請求項28】 前記シャッタ・ブレードの縁部の少なくとも一部分が、直線状でない輪郭を持つようにした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項29】 前記シャッタ・ブレードの縁部を直線状にした請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項30】 前記シャッタ・ブレードを前記光ビームに対し近づき又は遠ざかる向きに延ばし又は引っ込め、前記シャッタ・ブレードを前記光ビームに対し回転させるように、前記第1及び第2の直線駆動部材を実質的に直線状に移動させる1個又は1個以上のアクチュエータが、直線アクチュエータから成る請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項31】 前記シャッタ・ブレードを、前記光ビームに対し近づき又遠ざかる向きに延ばし又引っ込ませ、前記シャッタ・ブレードを、前記光ビームに対し回転させるように、前記第1及び第2の直線駆動部材を実質的に直線状に移動させる1個又は1個以上のアクチュエータが、手動レバー・アクチュエータから成る請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項32】 前記手動レバー・アクチュエータに固定され、ヒンジにより前記第1及び第2の各直線駆動部材に結合した機械的リンク機構をさらに備えた請求項31の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項33】 前記シャッタ・ブレードに、前記第1及び第2の直線駆動部材が前記シャッタ・ブレードの周辺に前記第1及び第2の被動面を越えては接触しないようにする1個又は1個以上の止めを設けた請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項34】 前記シャッタ・ブレードの回転を制限するための回転制限手段をさらに備えた請求項7の光ビーム・シャッタ機構。
【請求項35】 前記第1及び第2の各直線駆動部材にそれぞれ、前記第1及び第2の被動面の少なくとも一部分を形成するギヤ歯にかみあう1組のギヤ歯を設け、前記回転制限手段に、前記第1及び第2の直線駆動部材のギヤ歯が係合しない前記第1及び第2の各被動面に隣接するシャッタ・ブレード周辺の一部分を設けた請求項34の光ビーム・シャッタ機構。
【発明の詳細な説明】【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照明源(lighting source)とくにステージ照明器具(stage lighting instrument)に使いこの照明源により投射する光ビーム(light beam)の寸法及び形状を変えるようにしたシャッタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】投射される光ビームの寸法及び形状を変えるにはステージ照明器具に縁取りシャッタ(framing shutter)を使っている。典型的には、直線縁部を持つ4個の手動調整できるブレードを、像が形成され投射される投射ゲートにおけるように照明器具光学システムに沿う位置でスポットライト照明器具のハウジングのみぞ穴を経て挿入する。これ等の縁取りシャッタは、通常円形又はだ円体形の光スポットを長方形又はその他の四辺形の形状に縁取りするのに、たとえば長方形の窓を経て照射し床に四辺形の光パッチを投射する日光の効果を模すのに使うことが多い。
【0003】縁取りシャッタの例は、たとえば米国特許第1,767,756号、同第2,076,240号、同第2,950,382号、同第3,307,028号、同第3,571,588号、同第3,594,566号、同第4,208,100号、同第4,210,955号、同第4,232,359号、同第4,468,720号、同第4,890,208号、同第5,446,637号、同第5,510,969号、同第5,904,417号とGB−A−2270969号及びWO−A−96/36834号を含む他の特許明細書とに例示されているように当業界にはよく知られている。
【0004】従来縁取りシャッタは3つの主要な特長又は機能を備えるものが開発されている。シャッタ・ブレードは光ビームに直交して動かし長方形ビームを形成することができる。シャッタ・ブレードは直交しないように斜めにして台形の又はその他の非直交のビームを形成することができる。シャッタ・ブレードの組は、光ビームの縦方向軸線のまわりに一単位として回転し所望に応じ得られる形状のビームを回転することができる。シャッタ・ブレード装置は、シャッタ・ブレードをスポットライト光学システムの視界深さ内に保持すると共にシャッタ・ブレード熱抵抗をこれ等のシャッタ・ブレードが曲がりを生じないようにするためにできるだけ薄くする。
【0005】シャッタ・ブレードは、これ等のブレードを直交しないように動かしなお光ビームを遮断できるように大きく(広く)する。この場合この運動自由度が得られるようにするのに各シャッタ・ブレードの運動面内に大きい空間を必要とする。
【0006】とくにステージ照明用又はその他の催しもの照明用の自動化遠隔制御照明器具用のシャッタ・ブレードの従来の構造のものは、シャッタ・ブレード及び駆動機構の間にピボット・カップリング又はその他のリンク機構を必要とする。これ等のカップリング及びリンク機構は付加的部品を必要とし各機構の深さ又は厚さを増して縁取りシャッタ装置の費用及び複雑さが共に増す。カップリングの取付けにより縁取りシャッタ装置の製造の複雑さが増す。
【0007】
【発明の要約】本発明は、照明器具(luminaire)又はその他の光投射装置(light projection device)に使う、簡単かつ安価な光ビーム・シャッタの制御法及び制御装置を提供する。
【0008】本発明は、光投射装置により投射する光ビームの少なくとも一部分をさえぎる少なくとも1つの縁部とシャッタ・ブレード周辺に形成した1対の湾曲した被動面とを持つ1個又は1個以上のシャッタ・ブレードを備える。1対の直線駆動部材は、シャッタ・ブレードが延び又後退してブレード縁部を光ビーム内に又このビーム外に位置させるようにこのシャッタ・ブレードに被動面で結合する。
【0009】本発明の一態様では各直線駆動部材は、シャッタ・ブレードの周辺に対し独立して互いに反対の方向に作動されブレード及びブレード縁部を光ビームに対し回転させることができる。
【0010】本発明の他の態様では光ビーム・シャッタ装置は、光ビームを通過する中心軸線のまわりに回転するシャッタ機構アセンブリとして組立てた複数のシャッタ・ブレード機構を種種の配向で備える。
【0011】
【実施例】図1は種種の照明器具の1例としてのスポット・ライト照明器具用の典型的な光学システムを示す。だ円体形リフレクタ2を組合せたランプ1は光のビームすなわち光ビーム3を光学軸OAに沿って投射する。ランプ1はリフレクタ2の第1の焦点FP1又はその付近に位置させる。組合せたランプ1及びリフレクタ2は投射ゲートを照明する照明システムを形成する。或は照明システムは球形又はその他の形のリフレクタ及び集光レンズを組合せたランプを備えてもよい。投射ゲート装置4は光学軸に沿いリフレクタ2の第2焦点FP2のような照明システム最小焦点の近くに位置させる。投射ゲート装置4は典型的には、投射光ビームに像を生成することを含んで光ビームの形状を制御する。光学軸OAに沿って位置させた投射レンズ装置5は投射ゲート装置4に位置させた被照明物品の像を投射する。この被投射像は投射レンズ5を越えて或る距離にスポットライト照明器具の前方に生成する。
【0012】典型的な投射ゲート装置により、スポット・ライト照明装置又はその他の光投射装置によって投射するように光パターン発生器(たとえば液晶板デバイス又はデジタルミラー)、光ステンシル又は遮光板(ゴボウ)の挿入が行われる。本発明は、主として使用シャッタの数及び使用シャッタ縁部の形状に従って光ビームの形状を四辺形の他の幾何学的輪郭に変える縁どり作用を行う。本発明は、典型的な投射ゲート装置に単独で、又は遮光板、光ステンシル、光パターン発生器、アイリス絞り又はその他のこの種のデバイスのような1種類又は複数種類の他のデバイスと組合せて使うことができる。
【0013】本発明による光ビーム・シャッタ装置は1個又は1個以上のシャッタ機構を備える。好適な実施例では後述のように重なり層状体として4個の機構を利用するが、所望に応じ一層少ない層の又は一層多い層の機構を使ってもよい。各シャッタ機構は、1個のシャッタ・ブレードとシャッタ・ブレードを動かす協働する駆動部材とを備え光ビーム・シャッタ装置を通過する光ビームの少なくとも一部をさえぎるようにしてある。
【0014】図2に示すようにシャッタ・ブレード10は一般に円形であるが少なくとも1つの直線縁部(straight edge)11により仕切った大体長方形の切り取り部分又は空げき部分を持つ。好適な実施例ではシャッタ・ブレード10の直径は、シャッタ・ブレードが配置された光学軸に沿い直線縁部11がシャッタ・ブレードの中心を通過する点で光ビーム3の直径の少なくとも2倍である。この構造は少なくとも3つの特定の利点がある。すなわち切り取り区域は所望に応じ光ビームの妨げられない通過ができるのに十分なだけ大きく、シャッタ・ブレードの残りの部分は所望に応じ光ビームの通過を完全に阻止するのに十分なだけ大きく、又光ビームをさえぎる直線縁部は所望に応じ中心のまわりに回転することができる。シャッタ・ブレード10は好適な実施例では図2に示すように直線縁部11を持つように形成してあるが、或はシャッタ・ブレード10は阻止された光ビーム3の縁部の所望の形状を生ずる種種の輪郭又は形を持つ縁部を備える形状にしてもよいのは明らかである。又光ビーム3に対するシャッタ・ブレード10の直径とシャッタ・ブレード10の縁部11の位置とは所望のシャッタ効果が得られるように所望に応じ変えてもよいのは明らかである。
【0015】シャッタ・ブレード10は一般に円形で光ビームを阻止する直線縁部11はこの円の中心111を通過するから、光ビームをさえぎる直線縁部11は所望に応じその中心のまわりに回転することができる。直線縁部11の中心点111はシャッタ・ブレード10の回転中心に一致する。このようにして、回転中心が阻止縁部の中心に限定されない従来のシャッタ・ブレードに比べて特定の利点が得られる。このような従来のシャッタ・ブレードは、ブレードの幾何学的中心から片寄った点のまわりに枢動する余地を与えなければならなくて従って場合に応じシャッタ・ブレード機構内にシャッタを側部から側部まで又は上下に搖動させるのに十分な空間を設けなければならない。以下に述べる好適な実施例ではシャッタ・ブレードはその中心のまわりに回転し従って側部から側部に又は上下に搖動しないでこのブレードの位置に留まる。このような枢動運動又は回転運動ができるようにするのにこの機構内に付加的な空間を必要としない。好適な実施例によるシャッタ・ブレードは、このシャッタ・ブレードを光ビームの径路内に直線的に延ばし又はこの径路からはずすのにこのブレードが任意の与えられた位置で占める空間のほかに付加的空間を必要とするだけである。この構造の他の利点は、ブレードの阻止縁部を搖動させる必要がなくなるのでシャッタ・ブレードを一層小さくできることである。
【0016】シャッタ・ブレード10及び縁部11を所望に応じ光ビーム3に対して回転の配向及び場所に位置させるのに、シャッタ・ブレード10の回転運動及び直線運動又は作動は、シャッタ制御機構100の作動によって行われる。シャッタ制御機構100は、被動面(driven surface)12を設けたシャッタ・ブレード周辺部分と被動面(driven surface)13を設けた対向シャッタ・ブレード部分とを備える。各被動面12、13はたとえば1連のギヤ歯として形成する。直線駆動部材(linear driving element)14は、被動面12に係合し回転駆動部材(rotary driving element)16に組合せる。直線駆動部材(linear driving element)15は、被動面13に係合し回転駆動部材17に組合せる。各被動面12、13がギヤ歯の場合には、各直線駆動部材14、15はラック・ギヤがよく又各回転駆動部材16、17はピニオンがよい。各回転駆動部材16、17は各別のモータ(図示してない)に結合するのがよい。シャタ・ブレードの第1及び第2の直線駆動部材に係合する各被動面12、13は実質的に円形でなるべくは大体円形のシャッタ・ブレード10のほぼ中心において実質的に同じ曲率中心を共有する。シャッタ制御機構100は、シャッタ・ブレード10をその運動範囲に沿い連続的に可変の直線位置及び回転配向でそして連続的に可変の変化割合又は速度で位置決めすることができるのがよい。光ビーム3に対する回転に実質的に関係ないシャッタ・ブレード10の直線作動は両方の直線駆動部材14、15の実質的に相互に同時の運動によってできる。直線駆動部材14、15の同期運動は、光ビーム3に対し近づき又は遠ざかる向きに同じ方向に同じ割合又は速度のそれぞれの直線作動これにより生ずる並進又は運動から成る。直線駆動部材14、15の同期運動により各直線駆動部材14、15のシャッタ・ブレード10に対する連結点においてシャッタ・ブレード10に対する直線駆動部材14、15の変位又は運動が実質的に生じないのは明らかである。本発明の1実施例でシャッタ・ブレード10のこのような直線作動を行うなお別の例を図3及び図4で示し述べる。
【0017】シャッタ・ブレード10の直線作動に実質的に関係なく又はこの作動に組合って光ビーム3に対するシャッタ・ブレード10の回転は、相互に同期のはずれた又は同期してない直線駆動部材14、15の一方又は両方の運動により行われる。たとえば駆動部材14、15の同期しない作動及びこれにより生ずる運動では、部材14、15のうちの一方の部材の作動及びその結果生ずる運動を含むが、他方の部材はその協働する回転駆動部材16又は部材17により作動されないか又はなるべくは運動しないように固着する。又各直線駆動部材14、15の非同期運動は、これ等部材14、15の両方のシャッタ・ブレード10に対し反対方向における作動及びその結果生ずる運動と共に、シャッタ10に対し互いに同じ方向で相互に異なる速度の各直線駆動部材14、15の両方の運動を含む。本発明の1実施例のシャッタ・ブレード10のこのような作動を行うなお別の例を図5及び図6について述べる。
【0018】回転駆動部材16、17を図3にそれぞれ矢印161、171により示した互いに反対の方向に回転するときは、直線駆動部材14、15がそれぞれ矢印141、151により示すように互いに同じ方向に動かされる。この作用によりシャッタ・ブレード10を、光ビーム3を部分的に又は全くさえぎる比較的延びた位置に向かい矢印101により示した方向に移行させる。延び終った位置ではシャッタ・ブレード10は、図3に示すように光ビーム3を完全にさえぎりシャッタ・ブレード機構の実際的な移動限度を表わす。
【0019】回転部材16、17は、それぞれ協働する直線駆動部材14、15のシャッタ・ブレード10と同じ側に位置するように示され、所要空間を減らし部材14、15の一方の側だけにギヤ歯を形成すればよい利点がある。直線駆動部材14、15、回転部材16、17及びシャッタ・ブレード10のギヤ歯は実質的に同じピッチにして直線駆動部材14、15の同じ歯に沿い回転部材16、17及びシャッタ・ブレード10の移動を重ならせるのがよい。
【0020】回転駆動部材16、17を図4に示すようにそれぞれ矢印162、172により示す方向に回転するときは直線駆動部材14、15はそれぞれ矢印145、152により示した同じ方向に動かされる。この作用により、十分に延びた位置にあるか又は光ビーム3を全くさえぎらないときより光ビーム3を一層少なくさえぎる比較的後退した位置に向かってシャッタ・ブレード10を矢印102により示す方向に移行させる。部分的に後退した位置ではシャッタ・ブレード10は、図4に示すように光ビーム3の半分をさえぎりシャッタ・ブレード機構100の実際の移動の中間点を表わす。回転駆動部材16、17がそれぞれ矢印162、172により示した方向に回転し続けると、シャッタ・ブレード10は、シャッタ・ブレード機構100の別の実際の移動限度を表わす図2に図示した位置に最終的に戻される。シャッタ・ブレード10は、所望により清掃、保守又はその他の目的のために光ビーム径路から図2に示した位置により一層遠くに離すことができる。
【0021】図4に示すようにシャッタ・ブレード10が中間点位置にあるときに回転駆動部材16、17は図5にそれぞれ矢印163、173により示すように互いに同じ方向に駆動することができる。この場合直線駆動部材14、15をそれぞれ矢印143、153により示した互いに反対の方向に作動し又は駆動し、シャッタ・ブレード10を矢印103により示した逆時計回りに回転しシャッタ・ブレード10によりさえぎられる光ビーム3の部分と光ビーム3に対するブレード縁部11の整合とを変える。図5に示したシャッタ・ブレード10の位置は逆時計回りの回転移行の実際の限度を示す。この場合直線縁部11は図2に示した位置から45°だけ回転している。被動面13は、シャッタ・ブレード10の円周上で面13を形成するギヤ歯の配列の終る点132までしか延びないのがよい。所望により協働する直線駆動部材15がさらに動くのを妨げる止め(図示してない)を位置させる。被動面12は同様に、面13を形成するギヤ歯の配列の終る点121までしか延びていない。所望により面12を形成するギヤ歯の配列の協働する直線駆動部材のさらなる運動を妨げるように止め(図示してない)を位置させ、又所望により協働する直線駆動部材14のさらなる運動を妨げるように止め(図示してない)を位置させる。このようにして、シャッタ・ブレード10の直線縁部11により形成した開口を過ぎ逆時計回りの方向にシャッタ・ブレード機構を過度に駆動する結果としてシャッタ・ブレード10が直線駆動部材14、15から機械的に結合がはずれることがないようにする。
【0022】各回転駆動部材16、17は図6にそれぞれ矢印164、174により示すように互いに同じ方向に駆動することができる。この駆動により各直線駆動部材14、15をそれぞれ矢印144、145に示した互いに反対の方向に駆動し、シャッタ・ブレード10を矢印104により示した時計回り方向に回転し、シャッタ・ブレード10によりさえぎられる光ビーム3の部分と光ビーム3に対するブレード縁部11の整合とを変える。図6に示したシャッタ・ブレード10の位置は時計回り方向の回転移行の実際的限度を表わす。この場合直線縁部11は図5に示した位置から90°だけ又は図2に示した位置から45°だけ回転している。被動面12は、シャッタ・ブレード10の周辺上で面12を形成するギヤ歯の配列が終る点122までしか延びないのがよい。所望により協働する直線駆動部材14のさらなる運動を妨げるように止め(図示してない)を位置させる。被動面13は同様に、面13を形成するギヤ歯の配列が終る点131までしか延びていない。又所望により協働する直線駆動部材15のさらなる運動を妨げるように止め(図示してない)を位置させる。このようにしてシャッタ・ブレード10の直線縁部11により形成した開口を過ぎる時計回り方向におけるシャッタ・ブレード機構の過度の駆動の結果としてシャッタ・ブレード10が直線駆動部材14、15から機械的に結合の離れることがないようにする。
【0023】図7に示すように互いに重なり合うシャッタ・ブレード10、20、30、40の配列は、光ビーム3の光学軸のまわりに半径方向に配置され光ビーム3を縁どりするように位置させてある。図7に示すように各ブレード10、20、30、40は光ビーム3の径路から十分に引離され又は後退している。シャッタ・ブレード10は、光ビーム3の左方に位置し、さえぎり縁部11が光ビーム3の径路の縁部になるように調整する。シャッタ・ブレード20は、光ビーム3の右方に位置させ、さえぎり縁部21が光ビーム3の径路の縁部になるように調整する。シャッタ・ブレード30は、光ビーム3の下方に位置させさえぎり縁部31が光ビーム3の径路の縁部になるように調整する。シャッタ・ブレード40は、光ビーム3の上方に位置させ、さえぎり縁部41が光ビーム3の径路の縁部になるように調整する。各シャッタ・ブレード10、20、30、40はシャッタ・ブレード10に対して図2ないし図6に示すような各別の駆動機構に結合するのがよい。各ブレード10、20、30、40の駆動機構は、光ビーム3の周辺のまわりに約90°ずつ変位した方向に直線状にそれぞれシャッタ・ブレードを駆動するように0°、90°、180°及び270°に配向してある。
【0024】各シャッタ・ブレード10、20、30、40の配列は、ビーム3の光学軸に対し実際上任意の回転配向で光ビーム3から実際上任意の四辺形の形状を形成するように各ブレードの選択的な調整又は作動によって調整することができる。
【0025】たとえば図8に示すように、シャッタ・ブレード10及びシャッタ・ブレード20を光ビーム3の径路内に実質的に互いに等しい距離だけ駆動することにより又シャッタ・ブレード30及びシャッタ・ブレード40を光ビーム3の径路内に互いに等しいが一層短い距離だけ駆動することにより、長方形のパターンを形成する。4個全部のシャッタ・ブレード10、20、30、40を光ビーム3の径路内に互いに等しい距離だけ駆動することにより正方形のパターンを形成することができる。
【0026】たとえば図9に示すように、各シャッタ・ブレード10、20を光ビーム3の径路の互いに対向する縁部に位置させ次いでこれ等の2個のシャッタ・ブレードを45°だけ回動させると共にこれ等のブレード10、20を引っ込め、ビーム3及びその光学軸の直径に沿い互いに対向する各側部の直線縁部11により仕切った各開口のすみ部を位置決めすることにより、ダイヤモンド形のパターンを形成する。このことは、光ビーム3の光学軸の互いに対向する側部に位置させた各シャッタ・ブレード10、20のシャッタ制御機構100の直線駆動部材14又は駆動部材15を引っ込めると共に対応する直線駆動部材はなお保持し又は対応する駆動部材を後退部材を動かすより実質的に一層短い距離だけ延ばすことによって行われる。各シャッタ・ブレード30、40は各シャッタ・ブレード10、20の位置を一層明示するようにわずかに引っ込める。或は4個全部のシャッタ・ブレード10、20、30、40を光ビーム3の光学軸に向かって延ばし45°だけ回動し、各シャッタ・ブレードの直線縁部11が図示のダイヤモンド形の一方の側部を形成するようにする。
【0027】実際のシャッタ機構では図10に示すようにシャッタ・ブレード10は大体円形であるが少なくとも1つの直線縁部11により仕切った長方形の切り取り区域を持つ。シャッタ・ブレードの周辺の第1の部分は、点121から点122までの周辺部分のまわりに延びるギヤ歯を備えた被動面12を設けてある。第1の周辺部分に対向する周辺の第2部分は、点131から点132まで延びる周辺部分のまわりに延びるギヤ歯を備えた被動面13を設けてある。被動面12、13を構成するギヤ歯の深さは、ギヤ歯を設けてない各点122、132間のブレード10の周面の距離に比べブレード10の中心に一層近く延びる。この構成により各点122、132間の周面を止め又は拘束部として作用させ、直線駆動部材14、15のギヤ歯によりブレードが点122、132を越えて回転することがないようにする。点122、132においては各直接駆動部材14、15のギヤ歯は、これ等の部材をのばす際に点122、132間のブレードの平らな停止面123、133に当たる。各停止面123、133は駆動部材がもはや延びないようにする歯止めとして作用する。平らな停止面123、133はそれぞれ隣接被動面12、13の半径に接してそれぞれ点122、123から延びる。すなわち各停止面123、133はそれぞれ直線駆動部材14又は駆動部材15に衝合しそれぞれ点122、132においてブレード10の隣接回転限度を実質的に越えるブレード10のそれ以上の回転を妨げる。或は、又はこれと共に直線駆動部材14、15のそれ以上の延びを防ぐ止めとして作用する他の構造を各点122、132に固定し又は形成してもよい。シャッタ・ブレード20、30、40はシャッタ・ブレード10と同じように形成する。
【0028】任意の直線駆動部材構造例でこれ等部材の移行を制限しシャッタ・ブレード被動面12、13が直線駆動部材から係合の離れるのを防ぐようにする止めを形成してある。
【0029】実際的なシャッタ機構では図11に示すようにシャッタ・ブレード10は、被動面12に形成したギヤ歯に組合うギヤ歯を一方の縁部に形成したラック・ギヤ14から成る第1の直線駆動部材を組合せてある。シャッタ・ブレード10は又被動面13に形成したギヤ歯に組合うギヤ歯を一方の縁部に形成したラック・ギヤ15から成る第2の直線駆動部材を組合せてある。ラック・ギヤ14は、第1のピニオンを構成する第1の回転駆動部材16に組合せてある。ラック・ギヤ15は、第2のピニオンを構成する第2の回転駆動部材17に組合せてある。各ラック・ギヤ及びシャッタ・ブレードは、ラック・ギヤ及びシャッタ・ブレードの運動を案内する大体円形のスペーサ板18の切り取り区域内に配置してある。スペーサ板18は、底板周辺の一部分に沿って延びるギヤ歯を設けた被動面51を持つ大体円形の底板50に支えてある。
【0030】この機構では直線駆動部材14、15は、移行範囲にわたってシャッタ・ブレード被動面12、13の曲がりに対する各接線に沿って保持される。直線駆動部材14は回転駆動部材16及びシャッタ・ブレード10により拘束されスペーサ板18の縁部181に沿って滑動するようにしてある。直線駆動部材15は同様に回転駆動部材17及びシャッタ・ブレード10により拘束されスペーサ板18の縁部183に沿って滑動する。各直線駆動部材は、スペーサ板18の縁部181、182、183により仕切った切り取り区域により形成した空間内にシャッタ・ブレードを直接支える。又シャッタ・ブレード10は2個の各直線駆動部材14、15の一端部を支える。各縁部181、182、183により仕切ったスペーサ板18の切り取り区域内で直線駆動部材及びシャッタ・ブレードは後述のように隣接シャッタ・ブレードに交差しない平面内に支える。この機構は極めて薄いがなお構造的一体性と熱誘起変形に対する抵抗とは保持する。
【0031】図12に展開図で示すように実際的なシャッタ機構アセンブリは、底板50に支え頂板52により捕捉した、シャッタ機構の4枚の層を備える。シャッタ・ブレード10及び各ラック・ギヤ14、15を備えた第1シャッタ機構は、第1スペーサ板18内に配置され底板50に直接取付けてある。第1セパレータ板19は、第1シャッタ機構に取付けられシャッタ・ブレード10及び各ラック・ギヤ14、15をスペーサ板18の切り取り区域内に拘束する作用をする。シャッタ・ブレード20及び各ラック・ギヤ24、25を備えた第2シャッタ機構は、第2スペーサ板28内に配置されセパレータ板19に取付けてある。第2セパレータ板29は、第2シャッタ機構に取付けられシャッタ・ブレード及び各ラック・ギヤをそれぞれの各スペーサ板の切り取り区域内に拘束するように作用する。シャッタ・ブレード30及び各ラック・ギヤ34、35を備えた第3シャッタ機構は、第3スペーサ板38内に配置されセパレータ板29に取付けてある。第3セパレータ板39は、第3シャッタ機構に取付けられシャッタ・ブレード及び各ラック・ギヤをそれぞれの各スペーサ板内に拘束するように作用する。シャッタ・ブレード40及び各ラック・ギヤ44、45を備えた第4シャッタ機構は、第4スペーサ板48内に配置されセパレータ板39に取付けてある。スペーサ板48に取付けた頂板52はシャッタ・ブレード40及び各ラック・ギヤ44、45をそれぞれのスペーサ板内に拘束するように作用しシャッタ機構の4層をシャッタ機構アセンブリ内に捕捉する。頂板52は適当なファスナ53により底板50に固定するのがよい。
【0032】実際的なモータ駆動アセンブリではラック・ギヤを駆動するモータ及びピニオンは図13に示すように底板50の反対側から取付ける。ピニオン16はモータ61の回転軸に取付け、又ピニオン17はモータ62の軸に取付ける。各モータ61、62は、各ピニオン16、17を各ラック・ギヤ14、15を介してシャッタ・ブレード被動面12、13に組合せることによってシャッタ・ブレード10の位置を調整するように選択的に付勢する。各モータ63、64は同様に、各ピニオン26、27とシャッタ・ブレード20に協働する対応するラック・ギヤとを介しシャッタ・ブレード20を駆動する。各モータ65、66は同様に、各ピニオン36、37とシャッタ・ブレード30に協働する対応するラック・ギヤとを介しシャッタ・ブレード30を駆動する。各モータ67、68は同様に、各ピニオン46、47とシャッタ・ブレード40に協働する対応するラック・ギヤとを介しシャッタ・ブレード40を駆動する。
【0033】底板50に形成した取付穴と種種のスペーサ板及びセパレータ板に形成した対応する穴とにより、各ピニオンを種種のラック・ギヤのギヤ歯に組合わせるように種種の板を通過させることができる。底板に形成した他の取付穴により、機械業界にはよく知られているようにして適当なファスナによって底板に各モータを取付けることができる。一般的な便利な取付法は、モータ・ハウジングに形成した取付穴を貫通し底板に形成したねじ穴内にねじ込んだ小ねじによる。他の取付法を使ってもよい。保持リング54は、底板50にスタンド・オフ55を介して取付けられ各モータ61ないし68を後方から支えるように作用する。ラック・ギヤを正確に位置決めするにはステッパモータが好適であるがサーボモータ・システムを使ってもよい。
【0034】図14に示すような実用的な光ビーム・シャッタ装置では、シャッタ機構アセンブリを支える底板50は取付けリング60に支える。底板50は、図13及び図14に示すように小ねじ58及びナット59のような適当なファスナにより取付けリング60に取付けたローラ57に当てがう。各ローラ57は取付けリング60のまわりの2個所に設ける。しかし駆動スプロケット70を第3の場所に設け、同様に取付けリング60に固定したモータ69に支える。駆動スプロケット70は底板50の被動面51のギヤ歯(gear teeth)に組合う。底板50及び取付けリング60の間に挿入した支持板56は底板50及び取付けリング60間にすきまを設ける。この場合底板50は、各ローラ57に当たり駆動スプロケット70により中心軸線のまわりに回転するように駆動される。作動時にはモータ69は選択的に付勢しシャッタ機構アセンブリを約90°の移行角度だけ回転させて、各シャッタ・ブレード10、20、30、40により形成されるパターンの全角度位置を所望に応じ調整できるようにする。
【0035】図15ないし図19に示した変型は、互いに対向する側でシャッタ・ブレードに係合する1対のたわみ性軌道を駆動するのに単一のモータを利用する。
【0036】図15に示すように第1のたわみ性軌道71を備えた第1の直線駆動部材はシャッタ・ブレード10に被動面12で係合する。第1たわみ性軌道71は、この第1たわみ性軌道71を駆動ピニオン77を持つ回転駆動部材に係合した状態に保持する第1の組のアイドラ・ローラ73を通過する。第1の組のアイドラ・ローラ73は、アイドラ・ローラ73及びたわみ性軌道71を駆動ピニオン77から遠ざかる向きに引寄せるように作用できる第1のソレノイド75に結合してある。第2たわみ性軌道72を持つ第2直線駆動部材は、被動面12に対向する被動面13でシャッタ・ブレード10に係合する。第2たわみ性軌道は、この第2たわみ性軌道を駆動ピニオン77に係合した状態に保持する第2の組のアイドラ・ローラ74を通過する。第2組のアイドラ・ローラ74は、アイドラ・ローラ74及びたわみ性軌道を駆動ピニオン77から遠ざかる向きに引寄せるように作用できる第2のソレノイド76に結合してある。
【0037】ピニオン77を矢印771(図16)により示した方向に回転するときは、たわみ性軌道71、72がそれぞれ矢印145、155により示した方向に動かされる。この作用によりシャッタ・ブレード10を矢印105により示した方向に移行させる。図16に示したシャッタ・ブレード10の位置は光ビーム3を完全にさえぎりシャッタ・ブレード機構の実際の移行の限度を表わす。
【0038】ピニオン77を矢印772(図17)に示した方向に回転するときは、たわみ性軌道71、72はそれぞれ矢印146、156により示した方向に動かされる。この作用によりシャッタ・ブレード10を矢印106により示した方向に移行させる。図17に示したシャッタ・ブレード10の位置は、光ビーム3の半分をさえぎりシャッタ・ブレード機構の実際の移行の中間点を表わす。ピニオン77が矢印772により示した方向に回転し続けると、シャッタ・ブレード10は最終的に図16に示した位置に戻される。
【0039】シャッタ・ブレード10の回転は、ソレノイド75、76のいずれか一方を作動しアイドラ・ローラ73、74の一方の組又は他方の組を引寄せることにより第1たわみ性軌道71又は第2たわみ性軌道72をピニオン77から係合を離す。この場合ピニオン77の回転により後述のようにシャッタ・ブレード10が回転するようになる。シャッタ・ブレードの回転方向は、どのたわみ性軌道をピニオンから係合を離すかにより、又ピニオンの回転方向による。
【0040】図17に示すようにシャッタ・ブレード10が中間位置にあると、第2ソレノイド76を作動し第2組のアイドラ・ローラ74を引寄せることにより第2のたわみ性軌道72をピニオン77から係合を離す。次いで矢印773(図18)により示した方向におけるピニオン77の回転によって第1たわみ性軌道71を矢印147により示した方向に動かす。この作用によりシャッタ・ブレード10を矢印107により示した方向に回転させる。シャッタ・ブレードの回転の結果として、第2たわみ性軌道72は矢印157により示した方向に動くと共に、第2たわみ性軌道72はピニオン77から係合がはずれる。
【0041】図17に示すようにシャッタ・ブレード10が中間位置にあると第1ソレノイド75は第1の組のアイドラ・ローラ73を引付けるように作動することにより第1たわみ性軌道71をピニオン77から係合を離す。次いでピニオン77の矢印774(図19)により示した方向の回転により第2たわみ性軌道72を矢印158により示した方向に動かす。この作用により矢印108により示した方向にシャッタ・ブレード10を回転させる。シャッタ・ブレード10の回転の結果として第1たわみ性軌道71は矢印148により示した方向に動くと共に第1たわみ性軌道71はピニオン77から係合がはずれる。
【0042】その他の駆動構造を使用しても直線駆動部材がシャッタ・ブレードをこの駆動部材の周辺の一方の縁部に係合させると共に第2直線駆動部材が反対側縁部に係合するようにすることができる。各直線駆動部材は又回転モータの代りに直線作動モータによっても駆動できる。手動の光ビーム・シャッタ装置は、直線駆動部材に結合したモータの代りにレバー及びリンク機構を使ってもよい。
【0043】図20に示すような手動シャッタ機構は、シャッタ・ブレード10を第1の周縁部被動面12に係合させる第1の直線駆動部材81と、シャッタ・ブレード10を第2の周縁部被動面13に係合させる第2の直線駆動部材82とを備える。第1アイドラ・ローラ83は第1直線駆動部材81を支え、この直線駆動部材81をシャッタ・ブレード被動面12の移行範囲にわたりこの被動面12の曲がりに対する与えられた接線に沿って保持するようにする。第2のアイドラ・ローラ84は同様に第2直線駆動部材82を支え、この直線駆動部材82をシャッタ・ブレード被動面13の移行範囲にわたりこの被動面13の曲がりに対する接線に沿って保持する。第1直線駆動部材81の一端部には、取っ手操作のできるように照明器具の外部ハウジングを貫いて延びるようにした取っ手85を設けてある。第2直線駆動部材82の一端部に、同様に取っ手操作のできるように照明器具の外部ハウジングを貫いて延びる同様な取っ手86を設けてある。実際的な装置ではシャッタ・ブレード及び直線駆動部材は、図11及び図12に示したのと同様にして、適当に構成したスペーサ板及びセパレータ板内に支え拘束してある。
【0044】その他の手動のシャッタ機構は図21に示すように、シャッタ・ブレード10を第1周縁部被動面12に係合させる第1直線駆動部材91とシャッタ・ブレード10を第2周縁部被動面13に係合させる第2直線駆動部材92とを備える。第1アイドラ・ローラ93は第1直線駆動部材91を支えこの直線駆動部材がシャッタ・ブレード被動面12の曲がりに対する与えられた接線に沿いこの被動面12の移行範囲にわたって保持されるようにする。この移行の限度に達すると第1アイドラ・ローラ93に衝合するようにした位置で第1直線駆動部材91に小さなフック95を形成してある。第2アイドラ・ローラ94は同様に第2直線駆動部材92を支えこの直線駆動部材92をシャッタ・ブレード被動面13の曲がりに対する接線に沿いこの被動面13の移行範囲にわたり保持するようにする。第2直線駆動部材92には、移行限度に達したときに第2アイドラ・ローラ94に衝合するようにした位置に第2の小さいフック96を形成してある。
【0045】第1直線駆動部材91の一端部に設けた第1のみぞ穴付きヒンジ・アセンブリ97と第2直線駆動部材92の一端部に設けた第2のみぞ穴付きヒンジ・アセンブリ98とは、クロスバー・アセンブリ99により互いに連結してある。クロスバー・アセンブリ99はその一端部に、第1ヒンジ・アセンブリ97に形成したみぞ穴972内で滑動する第1のピン971を備える。クロスバー・アセンブリ99の反対側端部では第2のピン981が設けられ、又第2ヒンジ・アセンブリ98内に形成したみぞ穴982内で滑動する。クロスバー・アセンブリ99はさらに、取っ手操作のできるように照明器具の外部ハウジングを貫いて延びるようにした取っ手991を備える。
【0046】この手動シャッタ機構の作用は図22及び図23に示してある。取っ手99はシャッタ・ブレード10が光ビーム内に延びるように(矢印992に示した方向に)押し、又取っ手99をシャッタ・ブレード10を光ビームから引戻すように(矢印993により示す方向に)引出す。取っ手99は、シャッタ・ブレード10を逆時計回りに(図22に示す)回転するように下向き(矢印994により示す方向)に枢動させ、又取っ手99はシャッタ・ブレード10を時計回りに(図23に示す)回転するように上向き(矢印995に示した方向)に枢動させる。この機構は、各みぞ穴付きヒンジ・アセンブリ97、98と各直線駆動部材91、92に設けた対応する小さなフック95、96との間の距離が各直線駆動部材91、92の移行限度に対応するように構成する。図22に示すようにみぞ穴付きヒンジ・アセンブリ98は第2アイドラ・ローラ94に衝合し、又第1小形フック95は第1アイドラ・ローラ93に衝合することにより、シャッタ・ブレード10のそれ以上の回転を制限する。図23には同様であるが逆向きの状態を示してある。2個の小形フック95、96はシャッタ・ブレード10を光ビーム3(図21の方向993)から引出すときは移行範囲を制限すると共に、みぞ穴付きヒンジ・アセンブリ97、98はシャッタ・ブレード10を光ビーム3内に(図21の方向992に)延ばすときは移行範囲を制限する。
【0047】図20、21、22、23の手動の実施例は或は、取っ手85、86、991に直接又は適当なリンク機構を介して作動的に連結した1個又は複数個以上の動力アクチュエータにより作動することができる。
【0048】以上本発明をその好適な実施例のうちの若干の実施例について述べたが、これ等は本発明を限定するものでなく本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるのは明らかである。
【出願人】 【識別番号】501176945
【氏名又は名称】ヴァリ・ライト、インク
【出願日】 平成14年5月17日(2002.5.17)
【代理人】 【識別番号】100073841
【弁理士】
【氏名又は名称】真田 雄造 (外2名)
【公開番号】 特開2003−86004(P2003−86004A)
【公開日】 平成15年3月20日(2003.3.20)
【出願番号】 特願2002−142828(P2002−142828)