JP3816568B2 - 放物面楕円面合成反射鏡および前記反射鏡を使用したホリゾントライト並びに前記ホリゾントライトの最適化配置構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般の建物や構築物の壁面または、一般の壁面を照明する照明装置の反射鏡、特に劇場、舞台、映画スタジオ、ＴＶスタジオ等の背景壁面を照明するための照明装置であるホリゾントライトの反射面形状およびその反射面形状を有するホリゾントライト並びに前記ホリゾントライトの最適化配置構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
劇場、舞台、映画スタジオ、ＴＶスタジオ等の背景壁面は例えば、高さ５ｍ以上、幅１０ｍ以上あり、通常、高さ１０ｍ、幅２０ｍが一般的背景壁面である。ホリゾントライトによりこの壁面を均一に照明し、この壁面全体に基本照明光を照射して使用する場合、特にこの背景壁面を「ホリゾント壁面」と定義する。
ホリゾントライトはホリゾント壁面からの距離が３ｍ以内の天井または照明用バトンに吊設し、ホリゾント壁面を上方から下方を照射するアッパーホリゾントライトと、ホリゾント壁面からの距離が約１ｍ付近の床またはローホリピット（ロアーホリゾントライトを配置するための例えば、幅１ｍ深さ０．４ｍの照明用溝）に設置し、ホリゾント壁面を下方から上方を照射するロアーホリゾントライトとがある。ホリゾントライトは、背景壁面の全体に均一な照度を与える基準照明光の働きを担っている。しかしながら、天井または床から光をホリゾント壁面に照射する場合、ホリゾント壁面に近い部分は照射角度が狭く、ホリゾント壁面に遠い部分は照射角度が広くなり、光を壁面全体に均一に照射することは非常に困難である。
【０００３】
さらに、ランプの光は、被照射面の中心部分が明るく、被照射面の中心から周辺部分になるほど暗くなる特性があり、さらに光の照度は距離の二乗に反比例して減衰するという照度に関する逆二乗の法則（Ｅ＝Ｉ／ｌ2 ）があるため、遠地点を照明する照射光は特に照度を強化しなければならない。
さらにまた、ホリゾント壁面の照度は光の入射角の余弦に比例するという入射角余弦則（Ｅ＝Ｅn Ｃｏｓθ）とホリゾント壁面に対して角度θを有する点光源からホリゾント壁面に均一照度を与えるためには、照度換算余弦三乗則（Ｅ＝Ｅn Ｃｏｓ3 θ）とを考慮する必要があり、背景壁面全体を均等な照度で照射することは、極めて困難な照明技術であると考えられている。
【０００４】
これらの先行技術として特開平３−４４０２号がある。特開平３−４４０２号に添付された第２図を、図１７に示す。特開平３−４４０２号には、円弧状上部反射板１３と放物面状下部反射板１２とよりなる反射板が開示されている。すなわち、光源の中心より上部の反射板は円弧の中心以外に光源を置いた円弧状上部反射板と、光源の中心より下部の反射板は放物面状の下部反射板とよりなり、円弧状上部反射板からの反射光は全て放物面状下部反射板に照射され、二次反射光が照明器具の前方を照射すると共に、光源から放物面状下部反射板に直接入射した光は、前方を照射するので、被照射面を比較的均一に照明することができるとされ、またこの照明器具は、光源の中心を原点にした円弧から反射した光が再び光源に戻らないように、円弧の原点からずらして光源を配置することにより、熱的劣化によるランプ寿命が短くなることを防止することを目的にしている。
しかしながら、特開平３−４４０２号は、集光の効率化には着目しているものの異なる反射面形状の隣接部の連続性には何ら言及していない。
【０００５】
さらに、米国特許第3,701,896 号がある。米国特許第3,701,896 号に添付された図３を、図１８に示す。米国特許第3,701,896 号には、第１表面４２が放物面、第２表面４４が放物面、第３表面４６が放物面である道路照明装置が既に開示されている。
しかしながら、米国特許第3,701,896 号は、道路照明装置に使用することを意図しており、照明装置の近地点部分は明るく、遠地点部分は暗くなっているのみならず、異なる反射面形状の隣接部の連続性には何ら言及していない。
【０００６】
さらに、米国特許第3,679,893 号がある。米国特許第3,679,893 号に添付された図２を、図１９に示す。米国特許第3,679,893 号には、光源を取り囲むように光源の背後に円弧状反射面１７とこの円弧状反射面の上方に楕円反射面１５と直線反射面１９が形成され、この円弧状反射面１７の下方に放物反射面１３と直線反射面２１とが形成された反射鏡が既に開示されている。
しかしながら、米国特許第3,679,893 号は、複数の異なる反射面が使用されているが、反射面の端部と他の異なる反射面の端部とが接続する部分が、段差または通気孔２３、２５、２６になっており、反射面の隣接部または接続部において反射面が、滑らかに連続する反射面の連続性にはなんら言及していない。
【０００７】
さらに、従来のアッパーホリゾントライトから放射される光と従来のロアーホリゾントライトから照射される光とを合成したホリゾント壁面の照度分布には、明るい部分と暗い部分との光の濃淡があり、均一照度が要求される基本の背景照明光として不適当であり、このようなホリゾント壁面の照明光を背景にした場合、舞台俳優、キャスター等の顔の表情や輪郭に微妙な影響を与え、自然な顔の表情ではない虚像が、舞台またはテレビの視聴者に伝えられることになる。
この現象により、劇場の観客にもテレビの視聴者にも出演者の真の表情や輪郭が正確に伝達されず、知覚され得ず、劇場、テレビスタジオのライティングディレクターに極めて不評であった。
【０００８】
上記事項を更に図面で詳述する。
図２０は従来のリフレクターである。光源Ｓに近い反射鏡は、断面が焦点距離Ｆが４０mmの放物曲線で形成されており、光源に遠い反射鏡は断面が直線で形成されている。放物曲線で反射した光は実線で示され、放物面の主軸に平行に放射している。また、直線の反射面で反射した光は点線で示され、光が広い範囲に散乱していることが分かる。
このような配光特性の反射鏡を使用したホリゾントライトは、ホリゾント壁面に光の濃淡が生じ、壁面照明には不適である。
【０００９】
図２１は従来の他のリフレクターである。光源Ｓに近い反射鏡は、断面が焦点距離Ｆ２５mmの放物曲線で形成されており、光源に遠い反射鏡は断面が焦点距離Ｆ５mmの放物曲線で形成され、焦点距離Ｆ２５mmの放物曲線の端部と焦点距離Ｆ５mmの放物曲線の端部との接合部分は段差があるのみならず、開口がある。焦点距離Ｆ２５mmの放物曲線で反射した光は実線で示され、焦点距離Ｆ５mmの放物曲線で反射した光は点線で示されている。この反射光の配光特性も、依然として光が散乱している。このような配光特性の反射鏡を使用したホリゾントライトは、同様にホリゾント壁面に光の濃淡が生じ、壁面照明には不適である。
【００１０】
図２２は従来のアッパーホリゾントライトの照度データである。ホリゾント壁面の高さは１０ｍ、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトとの距離は２ｍ、灯体の取り付けピッチは１ｍ間隔で９台の灯体が天井に吊設されている。
ホリゾント壁面の高さ９．５ｍの部分に３６００ルックスの極めて強い光のピークがあり、ホリゾント壁面の高さ６ｍ付近から下は、１０００ルックス以下の照度しかないことが分かる。
【００１１】
図２３は従来のロアーホリゾントライトの照度データである。ホリゾント壁面の高さは１０ｍ、ホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離は０．８５ｍ、灯体の取り付けピッチは１ｍ間隔で９台の灯体が床に配置されている。
床からホリゾント壁面の高さ０．５ｍの部分に４６５０ルックスの極めて強い光のピークがあり、ホリゾント壁面の高さ２ｍから上は、１０００ルックス以下の照度しかないことが分かる。
【００１２】
図２４は従来のアッパーホリゾントライトと従来のロアーホリゾントライトとを合成した照度データである。アッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの個数、照度の測定位置も図２２および図２３に示される条件と同一である。
ホリゾント壁面の高さ９．５ｍの部分に３６００ルックスの極めて強い光のピークがあり、さらに、床から壁面の高さ０．５ｍの部分に４７５０ルックスの極めて強い光のピークがある。また、最低照度は、ホリゾント壁面の高さ３．５ｍにおいて６００ルックスである。また、ホリゾント壁面の高さ２ｍから６ｍの範囲は、ほぼ１０００ルックス以下の照度しかないことが示されている。
【００１３】
図２２ないし図２４に示す照度データは、９個のアッパーホリゾントライトの中心である５個目の灯体と、９個のロアーホリゾントライトの中心である５個目の灯体とを結ぶ直線がホリゾント壁面に直接当たる部分の位置で測定しているため、ホリゾント壁面の両側端になるほど１０００ルックスより暗くなる。
【００１４】
図２５は図２４の照度データをホリゾント壁面の断面から見た光軸を追跡した光軸追跡図である。従来のアッパーホリゾントライトは、放物曲線の反射面に当たった反射光はホリゾント壁面の高さ５．５ｍ付近の部分を強く照射して、アッパーホリゾントライトの反射面の直線の部分に当たった反射光はホリゾント壁面の高さ８ｍないし１０ｍの部分を強く照射している。
従来のロアーホリゾントライトは、放物曲線の反射面に当たった反射光が、ホリゾント壁面の高さ２ｍ付近の部分を強く照射し、ロアーホリゾントライトの反射面の直線の部分に当た反射光は床からホリゾント壁面の高さ１ｍ未満以下を強く照射している。
【００１５】
したがって、ホリゾント壁面の高さ１ｍ未満の付近から２ｍの範囲またはホリゾント壁面の高さ２ｍから５．５ｍ付近までの範囲またはホリゾント壁面の高さ５．５ｍ付近から８．５ｍ付近までの範囲のそれぞれの領域には、反射光が照射されておらず、ランプからの直接光しか到達していないことが分かった。
そして、この現象がホリゾント壁面の照度に濃淡が生じている原因であることが判明したのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ホリゾントランプから放射された直接光または反射面から反射した反射光が、ホリゾント壁面の一部のみを照射するのではなく、ホリゾント壁面全体を限りなく均一な照度で照射できるように反射面形状等を具体化することを目的にするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる点に鑑み為されたもので、ホリゾントライトから放射される光を最大効率でホリゾント壁面に照射して、ホリゾント壁面をできるだけ均一照度にするために、ホリゾントライトを構成・配置するあらゆる条件を再評価することにより、未だに解明されていない未知の変数条件を捜すことから出発し、例えば、▲１▼光源から放出され、反射面から反射した光を最大効率でかつ照度が均一になるようにホリゾント壁面に照射する反射面形状を変えること、▲２▼反射面の反射率を変えるためのビーズ粒子の大きさと密度を変えること、▲３▼反射鏡を構成する放物面の主軸と天井から床に引いた垂線とが為す角度を変化させること、▲４▼光源の位置を反射面の焦点からずらして配置すること、▲５▼ホリゾントライトの反射面に対向する開口にフィルターを配置すること、▲６▼ホリゾント壁面の高さと、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトの距離と、アッパーホリゾントライトの配光角度、またホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離と、ロアーホリゾントライトの配光角度等をそれぞれ変化させて得られた最適化配置構成を再評価することにより、従来の欠点を解決することができることに帰着した。
【００１８】
すなわち、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、少なくとも１の放物面と少なくとも１の楕円面とが接合する接続部をあたかも１つの曲線であるかのように限りなく滑らかに連続的に接続すると共に、前記接続部に隣接する前記放物面の焦点と前記楕円面の焦点とを一致させたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、前記反射鏡の放物面が主軸を境に２種類の曲率半径を有し、楕円面に接する内側の放物面の曲率半径は、楕円面に接しない外側の放物面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする。
さらに、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、第１の放物面と、一方の焦点が前記第１の放物面と一致するように前記第１の放物面から連続して形成された楕円面と、前記楕円面とは反対側の前記第１の放物面から連続して形成され、前記第１の放物面より裾広がりの形状になるように前記第１の放物面よりも曲率半径が大きく形成された第２の放物面とを有することを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明のホリゾントライトは、前記反射鏡と光源とを含み、前記反射鏡の放物面の焦点に光源を配置したことを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明のホリゾントライトは、少なくとも１の放物面と少なくとも１の楕円面とが接合する接続部を限りなく滑らかに連続的に接続した放物面楕円面合成反射鏡と光源とを含み、前記放物面の焦点から水平方向に前記焦点から所定範囲で光源の位置を変位して配置したとき、前記焦点から前方位置に変位させるほど照度が減少すると共に、前記焦点から後方位置に変位させるほど照度が増加することを利用して前記光源の位置を選択的に位置決めすることを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、前記反射鏡の反射面に表面処理を施したとき、ビーズサイズをより小さくかつ、ビーズ密度をより高密度にすることにより、光の指向性が収束されることを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明のホリゾントライトは、前記反射鏡の反射面に表面処理を施したとき、ビーズサイズをより小さくかつ、ビーズ密度をより高密度にすることにより、光の指向性が収束されることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明のホリゾントライトは、光源から放出される直接光と前記放物面楕円面合成反射鏡の反射面から放出される反射光とが通過する筐体の開口部にフィルターを配置したことを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明のホリゾントライトの最適化配置構造は、前記ホリゾントライトを使用した場合、ホリゾント壁面の高さをｙ（ｍ）、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトとの距離をｘ1(ｍ）、ホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離をｘ2 （ｍ）、アッパーホリゾントライトの垂線とアッパーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ1 （゜）、ロアーホリゾントライトの垂線とロアーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ2(゜）とするとき、ｙ＝６．０〜１０．０、ｘ 1＝１．５〜３．０、ｘ2 ＝０．７５〜１．４、θ1 ＝８．０〜１８．０、θ2 ＝８．０〜１８．０を満足することを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明のホリゾントライトの最適化配置構造は、前記ホリゾントライトを使用した場合、ホリゾント壁面の高さをｙ（ｍ）、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトとの距離をｘ1(ｍ）、ホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離をｘ2 （ｍ）、アッパーホリゾントライトの垂線とアッパーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ1 （゜）、ロアーホリゾントライトの垂線とロアーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ2(゜）とするとき、ｙ＝１０．０、ｘ 1＝２．０、ｘ2 ＝０．８５、θ1 ＝１３．０、θ2 ＝１３．０を満足することを特徴とする。
【００２７】
さらに、本発明のホリゾントライトの最適化配置構造は、アッパーホリゾントライトの放物面に反射してホリゾント壁面上の前記アッパーホリゾントライトから遠い遠地点に照射された減衰した光の照度領域と、ロアーホリゾントライトの放物面に反射して前記ホリゾント壁面上の前記ロアーホリゾントライトから遠い遠地点に照射された減衰した光の照度領域とを前記ホリゾント壁面上で重畳させ、前記アッパーホリゾントライトおよび／または前記ロアーホリゾントライトの放物面から放射され、前記ホリゾント壁面上の遠地点に到達した減衰した光の照度を補償すると共に、最高照度に対する最低照度の百分率が５０．０％以上であることを特徴とする。
【００２８】
【実施例】
本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例によるホリゾントライトの断面図である。ホリゾントライトは、放物面と楕円面で形成された立体であるが、説明の便宜上、図１に示す、ホリゾントライトの反射面の断面図で説明する。図において１は吊設部、２は筐体、３は反射面、４はフィルター取付部である。吊設部１は天井に設置したバトン等に取り付けたり、ネジ等で固定することができる。筐体２は反射面３やフィルター取付部４を支持すると共に、光源の配線コード、安定器等がこの中に内蔵されている。反射面３は、点ｑと点ｒとの間の円弧（以下、“円弧ｑｒ”という。以下同様。）と円弧ｑｒ’と円弧ｐｒ’とよりなる。
【００２９】
円弧を曲率または曲率半径で示すと、一般に曲率は曲線または曲面上の各点においてその曲線または曲面の曲がりの程度を示しており、曲率は曲率半径の逆数で示される。曲率が大きいほど湾曲が大きくなり、曲率半径が大きいほど曲面の曲がりの程度は緩やかになる。本実施例において、円弧ｑｒ（放物曲線Ａ）の曲率半径は、円弧ｑｒ’（放物曲線Ｂ）の曲率半径よりも大きいので、円弧ｑｒの曲がりの程度は円弧ｑｒ’の曲がりの程度よりも緩やかである。また、円弧ｐｒ’（楕円曲線Ｃ）は楕円曲面であり、曲がりの程度は円弧ｑｒ’の曲がりの程度よりも緩やかである。
【００３０】
本実施例において、円弧ｑｒの放物曲線と円弧ｑｒ’の放物曲線は異なる焦点距離の放物曲線であり、円弧ｑｒの曲率半径は円弧ｑｒ’の曲率半径に等しいかまたは円弧ｑｒ’の曲率半径よりも大きいことが好ましい。
また、本実施例において、円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径を固定して円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径を変化させたとき、円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径と円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径との差は、１０mm以内が好ましく、また円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径を固定して円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径を変化させたとき、円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径と円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径との差は、同様に１０mm以内が好ましい。
【００３１】
反射面の点ｒ’は、円弧ｑｒ’の放物曲線の点ｒ’と円弧ｐｒ’の楕円曲線の点ｒ’とを共通にする点である。この点ｒ’において座標が一致し、連続的に曲線が形成され、円弧ｑｒ’の放物曲線と円弧ｐｒ’の楕円曲線とが限りなく滑らかに連続している。これは、円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面と円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面とが点ｒ’において、一致していることを示している。
【００３２】
円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面と円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面とが点ｒ’において、限りなく滑らかに連続していることにより、光源から点ｒ’を含む円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面に入射した光は、円弧ｑｒ’の放物曲線の焦点Ｆと円弧ｐｒ’の楕円曲線の第１焦点Ｆ１とを一致させ、さらに、円弧ｑｒ’の放物曲線の焦点Ｆに光源を配置させた場合、焦点Ｆから発した光は、点ｒ’で反射して円弧ｑｒ’の光軸ａ−ａ’に平行に進行すると同時に、円弧ｐｒ’の楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過して進行する。また、円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面のいずれの点に入射した光も、同様に楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過して進行する。第２焦点を通過後に楕円曲線に対して少しずつ異なる入射角に応じて反射光が連続して放出されるので、連続的な配光を得ることができる。
【００３３】
さらに詳述すれば、円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面に入射した光は、光源の近い部分からそれぞれ光束ｂｐ１、ｂｐ２、ｂｐ３、ｂｐ４、ｂｐ５、ｂｐ６として光軸ａ−ａ’に平行に反射する。次に、円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面に入射した光は、光源に近い楕円曲線の反射面部分で反射した順に、それぞれ光束ｂｅ１、ｂｅ２、ｂｅ３、ｂｅ４、ｂｅ５、ｂｅ６、ｂｅ７として楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）に向かい、楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過後、光束ｂｅ１、ｂｅ２、ｂｅ３、ｂｅ４、ｂｅ５、ｂｅ６、ｂｅ７の順序で、ある一定の角度で連続的に反射角度が広角になって反射している。これは、楕円曲線ｐｒ’で反射した光は楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過して連続的に光が推移して、変化していることを示している。
【００３４】
円弧ｑｒ’の放物曲線の焦点Ｆ１の位置に光源を配置した場合、光源から放射した直接光は、開口ｐｒを通過し、フィルター取付部４のフィルターを透過して散乱する。
円弧ｑｒの放物面に向かい反射した反射光は、円弧ｑｒ’の放物曲線の主軸ａ−ａ’にほぼ平行に放射していく。しかしながら、この光は、円弧ｑｒの放物面が、円弧ｑｒ’の放物面よりも裾広がりの形状になっているため、主軸ａ−ａ’に完全に平行ではなく、主軸ａ−ａ’より円弧ｑｒの放物面の外縁側に広がる光となる。
【００３５】
円弧ｑｒ’の放物面に向かい反射した反射光は、主軸ａ−ａ’が円弧ｑｒ’の主軸であるゆえに、主軸ａ−ａ’に平行に放射する。
光源Ｆから出発し、円弧ｐｒ’の楕円反射面に向かい反射した反射光は、特に円弧ｐｒ’の楕円反射面の点ｒ’で反射した光は、第２焦点（Ｆ２）を通過し、主軸ａ−ａ’に平行に反射し、また点ｒ’からの距離が近い楕円反射面で反射した光ほど第２焦点（Ｆ２）を通過し、主軸ａ−ａ’にほぼ平行に反射し、円弧ｐｒ’の楕円反射面の点ｒ’からの距離が次第に遠い楕円反射面で反射した光ほど第２焦点（Ｆ２）を通過し、主軸ａ−ａ’にほほ平行な角度から次第に広がる角度で主軸ａ−ａ’を横断して反射する。
【００３６】
円弧ｑｒと円弧ｑｒ’とが点ｑにおいて一致し、反射面が滑らかに連続している。また、円弧ｑｒ’と円弧ｐｒ’が点ｒ’において一致し、反射面が滑らかに連続している。反射面の形状が上記のように滑らかに連続しているので、点ｑを含む円弧ｑｒと円弧ｑｒ’との反射光の配光は不自然な濃淡がなく、連続している。同様に、点ｒ’を含む円弧ｑｒ’と円弧ｐｒ’との反射光の配光は不自然な濃淡がなく、連続している。
【００３７】
図２は、図１の反射面の反射光の配光図である。
図２においてＡは図１の円弧ｑｒの放物反射面であり、Ｂは図１の円弧ｑｒ’の放物反射面であり、Ｃは図１の円弧ｐｒ’の焦点Ｆ１およびＦ２を有する楕円反射面である。Ａ面で反射した光は放物主軸にほぼ平行に進行し、Ｂ面で反射した光は放物主軸に平行に進行し、Ｃ面で反射した光は焦点Ｆ２を通過して、特に放物曲線Ｂに近い楕円反射面Ｃ1 で反射した光は、主軸にほぼ平行に進行し、放物曲線Ｂに遠い楕円反射面Ｃ2 で反射した光は、主軸を横断して大きな角度で反射している。
【００３８】
図３は、本発明のアッパーホリゾントライトと本発明のロアーホリゾントライトとを使用してホリゾント壁面に照射した光軸追跡図である。図３においてＵＨはアッパーホリゾントライトを示しており、ＬＨはロアーホリゾントライトを示している。
図３のアッパーホリゾントライト（ＵＨ）を説明する。図２の放物曲線Ａの部分から反射した反射光は、図３の光束αになり、ホリゾント壁面に照射される。図２の放物曲線Ｂの部分から反射した反射光は、図３の光束βになり、ホリゾント壁面に照射される。図２の楕円曲線Ｃの部分から反射した反射光は、図３の破線で示す光束γになり、ホリゾント壁面に照射される。
【００３９】
ロアーホリゾントライトは、アッパーホリゾントライトを逆向きにして、下方から上方を照射したものであり、放物曲線Ａに相当する部分はＡ’と、放物曲線Ｂに相当する部分はＢ’と、放物曲線Ｃに相当する部分はＣ’とそれぞれ示す（図示せず）。図３のロアーホリゾントライト（ＬＨ）を説明する。図２の放物曲線Ａ’の部分から反射した反射光は、図３の光束α’になり、ホリゾント壁面に照射される。図２の放物曲線Ｂ’の部分から反射した反射光は、図３の光束β’になり、ホリゾント壁面に照射される。図２の楕円曲線Ｃ’の部分から反射した反射光は、図３の破線で示す光束γ’になり、ホリゾント壁面に照射される。
【００４０】
従来のホリゾントライトのホリゾント面光軸追跡図である図２５を参照すれば、従来のアッパーホリゾントライトの放物曲線により反射した光は、ホリゾント壁面の高さ５．５ｍの位置までにしか到達していない。また、従来のロアーホリゾントライトの放物曲線により反射した光は、ホリゾント壁面の高さ２．０ｍの位置までにしか到達していない。ホリゾント壁面の高さ１．０ｍ未満の地点から２．０ｍの位置までの範囲と、ホリゾント壁面の高さ２．０ｍから５．５ｍ付近の位置までの範囲と、ホリゾント壁面の高さ５．５ｍ付近から８．５ｍの位置までの範囲のそれぞれの領域は、何ら反射光が到達していない部分である。
【００４１】
図３で示す本発明のホリゾント面の光軸追跡図において、アッパーホリゾントライトの放物曲線Ａ（図２参照）により反射した光束αは、ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置までに到達している。また、アッパーホリゾントライトの放物曲線Ｂ（図２参照）により反射した光束βは、ホリゾント面の高さ１．０ｍの位置までも到達している。ホリゾント面の高さ１．０ｍの位置からホリゾント面の高さ３．０ｍの位置までの範囲は光束αおよび／または光束βにより照射されている。楕円反射面Ｃ（図２参照）で反射した光γは、ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置からホリゾント面の高さ８．５ｍ付近の位置までの範囲を照射している。
【００４２】
また、ロアーホリゾントライトの放物曲線Ａ’により反射した光束α’は、ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置までに到達している。また、ロアーホリゾントライトの放物曲線Ｂ’により反射した光束β’は、ホリゾント面の高さ４．０ｍの位置までに到達している。ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置からホリゾント面の高さ４．０ｍの位置までの範囲は光束α’および／または光束β’により照射されている。楕円反射面Ｃ’で反射した光γ’は、ホリゾント面の高さ１．０ｍ未満の位置からホリゾント面の高さ３．０ｍ付近の位置までの範囲を照射している。
アッパーホリゾントライトの放物曲線から放射された反射光とロアーホリゾントライトの放物曲線から放射された反射光とは、ホリゾント面において重なり合っている。
【００４３】
つまり、光は、距離の２乗に反比例して光の強度が減衰するので、光源から遠い部分を照射する光は、極端に照度が弱まっている。したがって、光が減衰している遠地点の領域に強い光を放射できるように、ホリゾントライトの反射面形状を遠地点に光が到達できるように変えると共に、ホリゾント壁面において、アッパーホリゾントライトまたはロアーホリゾントライトから放射し、遠地点に到達した減衰した光をさらに、補償するために、アッパーホリゾントライトおよび／またはロアーホリゾントライトの放物曲線で反射した光束α（またはα’）および／または光束β（またはβ’）並びに、ロアーホリゾントライトの楕円曲線で反射した光束γ（またはγ’）を加えて、ホリゾント壁面の高さ１ｍないし４ｍに重ね合わせ、ホリゾント壁面においてホリゾント壁面の高さ１ｍないし４ｍの領域の照度を補強したものである。
【００４４】
図４は本発明のアッパーホリゾントライトの照度データである。
ホリゾント壁面の高さ８ｍに約２４００ルックスの照度のピークがあり、ホリゾント壁面の高さ７ｍ以上の部分は、２０００ルックスから３０００ルックスの照度の範囲にあり、また、ホリゾント壁面の高さが４ｍ以上７ｍ以下の部分は、１０００ルックスから２０００ルックスの照度の範囲にあり、また、床からホリゾント壁面の高さ４ｍの部分は、１０００ルックス以下の照度になっている。
【００４５】
図５は本発明のロアーホリゾントライトの照度データである。
ホリゾント壁面の高さ１ｍに約２８００ルックスの照度のピークがあり、床からホリゾント壁面の高さ２ｍの範囲は、２０００ルックスから３０００ルックスの照度の範囲にあり、また、ホリゾントの高さが２ｍ以上３ｍ以下の部分は、１０００ルックスから２０００ルックスの照度の範囲にあり、また、ホリゾント壁面の高さ３ｍ以上の部分は、１０００ルックス以下の照度になっている。
【００４６】
図６は、図４と図５に示されるアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとを合成した照度データである。
ホリゾント壁面の高さ１ｍに３２００ルックスの強い照度の光のピークとホリゾント壁面の高さ８ｍ付近に２８００ルックスの強い照度の光のピークとの２つのピークがある。ホリゾント壁面の高さ６ｍ以上の部分は、２０００ルックス以上から３０００ルックス以下の照度になっており、ホリゾント壁面の高さが２．５ｍ以上６ｍ以下の部分は、１０００ルックスから２０００ルックスの照度範囲にあり、床から２．５ｍの部分は、２０００ルックス以上から３２００ルックスの範囲の照度になっている。
【００４７】
図２４に示される従来のアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの合成照度データにおいて、最低照度は、ホリゾントの高さ３．５ｍ付近の６００ルックスであり、最高照度は、ホリゾントの高さ５０cm付近の４７５０ルックスである。最高照度に対する最低照度の百分率は、１２．６％（６００／４７５０×１００）である。他方、図６に示される本実施例ののアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの合成照度データにおいて、最低照度は、ホリゾントの高さ４ｍ付近の１６００ルックスであり、最高照度は、ホリゾントの高さ１ｍの３２００ルックスである。最高照度に対する最低照度の百分率は、５０．０％（１６００／３２００×１００）である。つまり、最高照度に対する最低照度の百分率が高いほど、壁面全体が均一なフラットな照度になり、ホリゾント照明として最も好ましくなるのである。
したがって、ホリゾント照明として最も好ましいのは、最高照度に対する最低照度の百分率が５０％以上であることが最適とされるのである。
【００４８】
図７は本発明の放物面楕円面合成反射鏡面にガラスビーズを打ち付けて、反射鏡面に微細な凹凸を形成させ、反射面に入射した光を乱反射させる程度を説明した模試図であり、ビーズサイズ（粒径）およびビーズの密度を変えた場合、反射光の変化を示している。ビーズ密度は、反射面の凹凸の数/cm2であり、例えば、ビーズサイズ＃２０のビーズ密度５０％の反射面からビーズサイズ＃２０のビーズ密度８０％の反射面になるほど、またさらにビーズサイズ＃２０のビーズ密度１００％の反射面になるほど鏡面から曇り面になる。また、ビーズサイズ＃４０のビーズ密度５０％の反射面からビーズサイズ＃４０のビーズ密度８０％の反射面になるほど、またさらにビーズサイズ＃４０のビーズ密度１００％の反射面になるほど粒径が微細になり凹凸の数が増大するので、鏡面からより曇り面になる。また、ビーズサイズ＃６０のビーズ密度５０％の反射面からビーズサイズ＃６０のビーズ密度８０％の反射面になるほど、またさらにビーズサイズ＃６０のビーズ密度１００％の反射面になるほど粒径がより微細になり凹凸の数がより増大するので、鏡面からより微細な曇り面になる。
【００４９】
図７（ａ）は、ビーズサイズ＃４０がビーズサイズ＃６０よりも大きな粒径である場合（＃４０＞＃６０）、ビーズサイズが大きいため、広い範囲に光が散乱し、光の指向性が弱くなることを示している。
【００５０】
図７（ｂ）は、ビーズサイズ＃６０がビーズサイズ＃４０よりも小さな粒径である場合（＃６０＜＃４０）、ビーズサイズが小さいため、狭い範囲に光が反射し、光の指向性が強くなることを示している。
【００５１】
図７（ｃ）は、１平方cmあたりのビーズの密度が１００％の場合、反射光は、全方向に散乱することを示している。
【００５２】
図７（ｄ）は、１平方cmあたりのビーズの密度が０％（鏡）の場合、反射光は、スネルの法則に従って反射することを示している。
【００５３】
図７（ｅ）は、１平方cmあたりのビーズの密度が５０％の場合、反射光は、ビーズの凹凸部分に入射した光は全方向に散乱し、ビーズの凹凸部分以外の鏡面部分に入射した光はスネルの法則に従って反射するので、密度が多いほど光が拡散し、密度が少ないほど光は拡散しないことを示している。
【００５４】
図７（ｆ）は、平面板に薬品処理をして表面を曇らせたナザール板で、反射表面の曇りの程度により光が拡散することを示している。
【００５５】
図８は本発明の放物面楕円面合成反射鏡に図７で説明したナザール表面処理をした場合、＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合、＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合の、それぞれの照度データである。
【００５６】
図８においてナザール表面処理の場合、ホリゾント壁面の高さ９．４ｍ付近に２４００ルックスの最大ピークがあり、ホリゾント壁面の高さ７．７ｍ以上に２０００ルックスから３０００ルックスの照度があり、ホリゾントの高さ５．０ｍ以上７．７ｍ以下に１０００ルックスから２０００ルックスの照度があり、ホリゾントの高さ５．０ｍ以下に１０００ルックスの照度がそれぞれ分布している。
【００５７】
＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合、ホリゾント壁面の高さ８．０ｍ付近に２６００ルックスの最大ピークがあり、ホリゾント壁面の高さ６．５ｍ以上に２０００ルックスから３０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以上６．５ｍ以下に１０００ルックスから２０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以下に１０００ルックスの照度がそれぞれ分布している。
【００５８】
＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合、ホリゾント壁面の高さ８．０ｍ付近に２５００ルックスの最大ピークがあり、ホリゾント壁面の高さ６．５ｍ以上に２０００ルックスから３０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以上６．５ｍ以下に１０００ルックスから２０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以下に１０００ルックスの照度がそれぞれ分布している。＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合と、＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合とを比較すれば、＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合が、より光に伸びがあるフラット光になっている。
【００５９】
したがって、反射面の表面処理の種類について、ホリゾント照明として最も好ましい種類は、＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の表面処理が最適であり、次に＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の表面処理がよく、ナザール表面処理の場合は、照度特性が非常に悪かった。これは、ビーズ密度が１００％の場合、＃６０ビーズサイズの小さな粒径が、＃４０ビーズサイズの大きな粒径よりもホリゾント照明として配光特性が良いことを意味する。
【００６０】
図１乃至図３において、アッパーホリゾントライトもロアーホリゾントライトも筐体２の垂線ｂ−ｂ’と円弧ｑｒ’の放物面の主軸ａ−ａ’とが一致して配置されているのではなく、筐体２の垂線ｂ−ｂ’と円弧ｑｒ’の放物面の主軸ａ−ａ’とが為す角度（以下、「ホリゾント角度」という。）とが、角度１３゜をおいて配置されている。この角度１３゜は、ホリゾント壁面の高さ１０ｍ、ホリゾント壁面からの距離２ｍにアッパーホリゾントライトを配置したときに最適な配光を示す基本設計である。この傾斜角度により、焦点Ｆ１を中心に筐体の下部ｐを壁面側に角度１３゜近づけていることになる。さらに、このホリゾント角度は、固定角度ではなく、光が当たる領域を伸ばすため、１３゜を中心に±３゜ないし±５゜の範囲で角度を吊設部１を中心に微調整することにより、配光領域を変えることができる。焦点Ｆ１を中心に筐体を傾斜させる程度を変えることにより現場において配光特性の微調整をすることができる。
【００６１】
図９では、光源を焦点からずらして配置した場合について説明する。
図９（ａ）は光源の移動方向の説明図である。
Ｆｆは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’に直角に壁面前方に移動することを意味する。Ｆｒは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’に直角に反射面方向に移動することを意味する。Ｆｕは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’上を上方向に移動することを意味する。Ｆｄは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’上を下方向に移動することを意味する。
【００６２】
図９（ｂ）は光源を前方にずらした場合を示しており、光源を焦点に配置した破線の標準カーブ（Ｆ）と光源を前方にずらした実線の照度データ（Ｆｆ）のグラフが示されている。破線の標準カーブと実線の光源を前方にずらした照度グラフとを比較すると、Ｆｆの場合は、最大ピーク値が減少して、遠方に光が伸びているが、この遠くに伸びた光は、距離の二乗に反比例して光が減衰するので、効率が悪く、大きな変化がなかった。
【００６３】
図９（ｃ）は光源を後方にずらした場合を示しており、光源を焦点に配置した破線の標準照度カーブ（Ｆ）と光源を後方にずらした実線の照度グラフ（Ｆｒ）とが示されている。破線の標準照度カーブと実線の光源を後方にずらした照度グラフとを比較すると、光源を焦点より前方に配置した場合（Ｆｆ）は、最大ピーク値が減少し、遠方に光が伸びているが、この遠くに伸びた光は、離れた距離の二乗に反比例して光が減衰するので、効率が悪く、照度データには、大きな変化が見い出されないが、光源を焦点より後方に配置した場合（Ｆｒ）は、最大ピーク値が増大し、全体的に光源方向にピーク値が移行し、遠方に光が伸びなくなっている。
【００６４】
図９（ｄ）は、光源を焦点より上方に配置した場合（Ｆｕ）であり、標準照度グラフと比較して、全体的に照度が下がっている。図９（ｅ）は、光源を焦点より下方に配置した場合（Ｆｄ）であり、標準照度グラフと比較して、照度の変化が少なく、標準照度グラフと類似した照度であった。
【００６５】
図１０は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より２mm前方に配置した場合（Ｆｆ２）、光源を焦点より２mm後方に配置した場合（Ｆｒ２）のそれぞれの照度データである。この照度データから判断すると、Ｆｆ２よりもＦが照度が高くなっており、またＦよりもＦｒ２が照度が高くなっている。
【００６６】
図１１は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より４mm前方に配置した場合（Ｆｆ４）、光源を焦点より４mm後方に配置した場合（Ｆｒ４）のそれぞれの照度データである。この照度データから判断すると、Ｆｆ４よりもＦが照度が高くなっており、またＦよりもＦｒ４が照度が高くなっている。
【００６７】
図１２は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より４mm上方に配置した場合（Ｆｕ４）、光源を焦点より４mm下方に配置した場合（Ｆｄ４）のそれぞれの照度データである。この照度データから判断すると、Ｆｕ４よりもＦが照度が高くなっており、またＦよりもＦｄ４が照度が高くなっている。
【００６８】
図１３は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より４mm上方に配置した場合（Ｆｕ４）、光源を焦点より４mm前方に配置した場合（Ｆｆ４）、光源を焦点より４mm下方に配置した場合（Ｆｄ４）、光源を焦点より４mm後方に配置した場合（Ｆｒ４）のそれぞれの照度データである。図１０ないし図１３の照度データから判断すると、Ｆｆ４よりもＦｕ４が照度が高く、Ｆｕ４よりもＦｆ２が照度が高く、Ｆｆ２よりもＦが照度が高く、ＦよりもＦｄ４が照度が高く、Ｆｄ４よりもＦｒ２が照度が高く、Ｆｒ２よりもＦｒ４が照度が高くなっている。
【００６９】
したがって、Ｆｆ４が最も照度が低く、Ｆｒ４が最も照度が高くなっており、光源を焦点の後方に配置することにより照度が高くなり、光源を焦点の前方に配置することにより照度が低くなり、また焦点から光源の位置をずらす距離が２mm後方よりも４mm後方のほうが、照度が増大し、逆に焦点から光源の位置をずらす距離が２mm前方よりも４mm前方のほうが、照度が減少することが判明したのである。また、光源を焦点の上方または下方に配置しても照度の変化が少ないことが判明した。
【００７０】
図１において、光源から放出される直接光と放物面楕円面合成反射鏡の反射面３から放出される反射光とが通過する筐体の開口部ｐｒにフィルター取付部４を配置している。フィルター取付部４には、複数色のカラーフィルターが取付けられ、ホリゾント壁面を色彩豊かに変化のある照明をすることができる。舞台背景、ＴＶスタジオのホリゾント壁面は、シーンまたはプログラムが変化する度にそのシーンに最適な背景色が必要とされ、フィルター取付部４は背景をより色彩豊かに、魅惑的にする機能がある。
【００７１】
図１４において、ホリゾントライトの最適化配置構造を説明する。これは、舞台やＴＶスタジオのホリゾント壁面の高さは固定的ではなく、その長さは、上演する演劇の種類に応じて舞台やＴＶスタジオの基本設計段階がすでに確定している。そのため、舞台やＴＶスタジオのホリゾント壁面の高さは一般的に可変長である。ホリゾント壁面の高さが可変であるために、必要な最適照度を得るためにアッパーホリゾントライトを天井に取り付けるホリゾント壁面からの距離とロアーホリゾントライトを床に取り付けるホリゾント壁面からの距離およびホリゾント角度を変化させることにより、照度が変化し、最適照度を選択することができる。
【００７２】
ホリゾント壁面の高さをｙ（ｍ）、壁面とアッパーホリゾントライトとの距離をｘ1(ｍ）、壁面とロアーホリゾントライトとの距離をｘ2 （ｍ）、アッパーホリゾントライトの垂線とアッパーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ1 （゜）、ロアーホリゾントライトの垂線とロアーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ2(゜）とするとき、ｙ＝６．０〜１０．０、ｘ 1＝１．５〜３．０、ｘ2 ＝０．７５〜１．４、θ1 ＝８．０〜１８．０、θ2 ＝８．０〜１８．０を満足する範囲が好ましく、より好ましくはｙ＝８．０〜１０．０、ｘ 1＝２．２〜２．５、ｘ2 ＝１．２〜１．４、θ1 ＝１３．０、θ2 ＝１３．０が最適である。
【００７３】
図１５および図１６の照度実験による照度データにより上記測定値を得ることができた。図１５は、５００Ｗのロアーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から０．９５ｍの位置に配置すると共に、８５０Ｗのアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．０ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．０ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．１ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．１ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．５ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．５ｍ）とについて各照度を測定した。
【００７４】
図１５において、最低照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝２３３３ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝２３６１ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝２１７８ルックスであり、最高照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝３２６３ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝３２８３ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝３４０４ルックスであった。
最高照度値に対する最低照度値の百分率は、ＵＨ２．０ｍ：２３３３／３２６３×１００＝７１．５０％、ＵＨ２．１ｍ：２３６１／３２８３×１００＝７１．９２％、ＵＨ２．５ｍ：２１７８／３４０４×１００＝６３．９８％になった。
【００７５】
したがって、ＵＨ２．１ｍ＞ＵＨ２．０ｍ＞ＵＨ２．５ｍの順序で全体的に高分布になっており、ロアーホリゾントライトの設置位置が０．９５ｍの場合、アッパーホリゾントライトは、ホリゾント壁面に設置位置を接近させる場合が高分布になることが判明した。
【００７６】
図１６において、５００Ｗのロアーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から１．１５ｍの位置に配置すると共に、８５０Ｗのアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．０ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．０ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．１ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．１ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．５ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．５ｍ）とについて各照度を測定した。
【００７７】
最低照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝２４４７ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝２４７５ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝２２００ルックスであり、最高照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝３０３０ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝３０５１ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝３１８８ルックスであった。
最高照度値に対する最低照度値の百分率は、ＵＨ２．０ｍ：２４４７／３０３０×１００＝８０．７６％、ＵＨ２．１ｍ：２４７５／３０５１×１００＝８１．１２％、ＵＨ２．５ｍ：２２００／３１８８×１００＝６９．０１％であった。
【００７８】
したがって、ＵＨ２．１ｍ＞ＵＨ２．０ｍ＞ＵＨ２．５ｍの順序で全体的に高分布になっており、ロアーホリゾントライトの設置位置が１．１５ｍの場合、アッパーホリゾントライトは、ホリゾント壁面に設置位置を接近させる場合が高分布になることが判明した。
【００７９】
すなわち、ロアーホリゾントライトの設置位置が０．９５ｍの場合もロアーホリゾントライトの設置位置が１．１５ｍの場合も、アッパーホリゾントライトは、ホリゾント壁面に設置位置を接近させる場合が高分布になることが判明したのである。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、▲１▼光源から放出された直接光と、反射面から反射した反射光を最大効率でかつ均一な照度でホリゾント壁面に照射できるように反射面の形状を変えること、▲２▼反射面の反射率を変えるためのビーズ粒子の大きさと密度を変えること、▲３▼反射鏡を構成する放物面の主軸と天井から床に引いた垂線とが為す角度を変化させること、▲４▼光源の位置を焦点からずらして配置すること、▲５▼ホリゾントライトの反射面に対向する開口にフィルターを配置すること、▲６▼ホリゾント壁面の高さと、前記壁面とアッパーホリゾントライトの距離と、アッパーホリゾントライトの配光角度またはロアーホリゾントライトの距離と、ロアーホリゾントライトの配光角度等をそれぞれ変化させて得られた最適化配置構成を再評価することにより、ホリゾントライトから放射される光を最大効率で壁面に照射して、ホリゾント壁面を高照度かつ可能な限り均一照度にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホリゾントライトの断面図である。
【図２】本発明によるホリゾントライトの配光図である。
【図３】本発明によるホリゾントライトのホリゾント面光軸追跡図である。
【図４】本発明によるアッパーホリゾントライトの照度データである。
【図５】本発明によるロアーホリゾントライトの照度データである。
【図６】本発明によるアッパーホリゾントライトおよびロアーホリゾントライトの合成照度データである。
【図７】（ａ）はビーズサイズ＃４０の光の変化図である。
（ｂ）はビーズサイズ＃６０の光の変化図である。
（ｃ）はビーム密度１００％の光の変化図である。
（ｄ）はビーム密度０％の光の変化図である。
（ｅ）はビーム密度５０％の光の変化図である。
（ｆ）はナザール板の光の変化図である。
【図８】本発明によるアッパーホリゾントライトにおいて、ナザール板、ビーズサイズ＃４０ビーム密度１００％、ビーズサイズ＃６０ビーム密度１００％のそれぞれの照度データである。
【図９】（ａ）本発明による焦点から光源の位置をずらす場合の説明図である。
（ｂ）焦点を前方にしたときの照度データである。
（ｃ）焦点を後方にしたときの照度データである。
（ｄ）焦点を上方にしたときの照度データである。
（ｅ）焦点を下方にしたときの照度データである。
【図１０】本発明による光源を焦点に配置した場合、光源の位置を焦点から２mm前方または２mm後方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１１】本発明による光源を焦点に配置した場合、焦点から光源の位置を４mm前方または４mm後方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１２】本発明による光源を焦点に配置した場合、焦点から光源の位置を４mm上方または４mm下方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１３】本発明による光源を焦点に配置した場合、焦点から光源の位置を４mm前方または４mm後方にずらした場合および焦点から光源の位置を４mm上方または４mm下方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１４】本発明によるホリゾント壁面に対するアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの最適化配置構成図である。
【図１５】本発明によるホリゾント壁面からロアーホリゾントライトを０．９５ｍの位置に設置した場合、アッパーホリゾントライトをホリゾント壁面から２．０ｍ、２．１ｍ、２．５ｍの位置に配置した場合のそれぞれの照度データである。
【図１６】本発明によるホリゾント壁面からロアーホリゾントライトを１．１５ｍの位置に設置した場合、アッパーホリゾントライトをホリゾント壁面から２．０ｍ、２．１ｍ、２．５ｍの位置に配置した場合のそれぞれの照度データである。
【図１７】従来技術の断面図である。
【図１８】他の従来技術の斜視図である。
【図１９】他の従来技術の断面図である。
【図２０】従来の反射鏡（放物曲線と直線）の配光図である。
【図２１】従来の反射鏡（放物曲線と放物曲線）の配光図である。
【図２２】従来のアッパーホリゾントライトの照度データである。
【図２３】従来のロアーホリゾントライトの照度データである。
【図２４】従来のアッパーホリゾントライトと従来のロアーホリゾントライトとの合成照度データである。
【図２５】図２４のホリゾント面光軸追跡図である。
【符号の説明】
１ 吊設部
２ 筐体
３ 反射面
４ フィルター取付部
【産業上の利用分野】
本発明は、一般の建物や構築物の壁面または、一般の壁面を照明する照明装置の反射鏡、特に劇場、舞台、映画スタジオ、ＴＶスタジオ等の背景壁面を照明するための照明装置であるホリゾントライトの反射面形状およびその反射面形状を有するホリゾントライト並びに前記ホリゾントライトの最適化配置構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
劇場、舞台、映画スタジオ、ＴＶスタジオ等の背景壁面は例えば、高さ５ｍ以上、幅１０ｍ以上あり、通常、高さ１０ｍ、幅２０ｍが一般的背景壁面である。ホリゾントライトによりこの壁面を均一に照明し、この壁面全体に基本照明光を照射して使用する場合、特にこの背景壁面を「ホリゾント壁面」と定義する。
ホリゾントライトはホリゾント壁面からの距離が３ｍ以内の天井または照明用バトンに吊設し、ホリゾント壁面を上方から下方を照射するアッパーホリゾントライトと、ホリゾント壁面からの距離が約１ｍ付近の床またはローホリピット（ロアーホリゾントライトを配置するための例えば、幅１ｍ深さ０．４ｍの照明用溝）に設置し、ホリゾント壁面を下方から上方を照射するロアーホリゾントライトとがある。ホリゾントライトは、背景壁面の全体に均一な照度を与える基準照明光の働きを担っている。しかしながら、天井または床から光をホリゾント壁面に照射する場合、ホリゾント壁面に近い部分は照射角度が狭く、ホリゾント壁面に遠い部分は照射角度が広くなり、光を壁面全体に均一に照射することは非常に困難である。
【０００３】
さらに、ランプの光は、被照射面の中心部分が明るく、被照射面の中心から周辺部分になるほど暗くなる特性があり、さらに光の照度は距離の二乗に反比例して減衰するという照度に関する逆二乗の法則（Ｅ＝Ｉ／ｌ2 ）があるため、遠地点を照明する照射光は特に照度を強化しなければならない。
さらにまた、ホリゾント壁面の照度は光の入射角の余弦に比例するという入射角余弦則（Ｅ＝Ｅn Ｃｏｓθ）とホリゾント壁面に対して角度θを有する点光源からホリゾント壁面に均一照度を与えるためには、照度換算余弦三乗則（Ｅ＝Ｅn Ｃｏｓ3 θ）とを考慮する必要があり、背景壁面全体を均等な照度で照射することは、極めて困難な照明技術であると考えられている。
【０００４】
これらの先行技術として特開平３−４４０２号がある。特開平３−４４０２号に添付された第２図を、図１７に示す。特開平３−４４０２号には、円弧状上部反射板１３と放物面状下部反射板１２とよりなる反射板が開示されている。すなわち、光源の中心より上部の反射板は円弧の中心以外に光源を置いた円弧状上部反射板と、光源の中心より下部の反射板は放物面状の下部反射板とよりなり、円弧状上部反射板からの反射光は全て放物面状下部反射板に照射され、二次反射光が照明器具の前方を照射すると共に、光源から放物面状下部反射板に直接入射した光は、前方を照射するので、被照射面を比較的均一に照明することができるとされ、またこの照明器具は、光源の中心を原点にした円弧から反射した光が再び光源に戻らないように、円弧の原点からずらして光源を配置することにより、熱的劣化によるランプ寿命が短くなることを防止することを目的にしている。
しかしながら、特開平３−４４０２号は、集光の効率化には着目しているものの異なる反射面形状の隣接部の連続性には何ら言及していない。
【０００５】
さらに、米国特許第3,701,896 号がある。米国特許第3,701,896 号に添付された図３を、図１８に示す。米国特許第3,701,896 号には、第１表面４２が放物面、第２表面４４が放物面、第３表面４６が放物面である道路照明装置が既に開示されている。
しかしながら、米国特許第3,701,896 号は、道路照明装置に使用することを意図しており、照明装置の近地点部分は明るく、遠地点部分は暗くなっているのみならず、異なる反射面形状の隣接部の連続性には何ら言及していない。
【０００６】
さらに、米国特許第3,679,893 号がある。米国特許第3,679,893 号に添付された図２を、図１９に示す。米国特許第3,679,893 号には、光源を取り囲むように光源の背後に円弧状反射面１７とこの円弧状反射面の上方に楕円反射面１５と直線反射面１９が形成され、この円弧状反射面１７の下方に放物反射面１３と直線反射面２１とが形成された反射鏡が既に開示されている。
しかしながら、米国特許第3,679,893 号は、複数の異なる反射面が使用されているが、反射面の端部と他の異なる反射面の端部とが接続する部分が、段差または通気孔２３、２５、２６になっており、反射面の隣接部または接続部において反射面が、滑らかに連続する反射面の連続性にはなんら言及していない。
【０００７】
さらに、従来のアッパーホリゾントライトから放射される光と従来のロアーホリゾントライトから照射される光とを合成したホリゾント壁面の照度分布には、明るい部分と暗い部分との光の濃淡があり、均一照度が要求される基本の背景照明光として不適当であり、このようなホリゾント壁面の照明光を背景にした場合、舞台俳優、キャスター等の顔の表情や輪郭に微妙な影響を与え、自然な顔の表情ではない虚像が、舞台またはテレビの視聴者に伝えられることになる。
この現象により、劇場の観客にもテレビの視聴者にも出演者の真の表情や輪郭が正確に伝達されず、知覚され得ず、劇場、テレビスタジオのライティングディレクターに極めて不評であった。
【０００８】
上記事項を更に図面で詳述する。
図２０は従来のリフレクターである。光源Ｓに近い反射鏡は、断面が焦点距離Ｆが４０mmの放物曲線で形成されており、光源に遠い反射鏡は断面が直線で形成されている。放物曲線で反射した光は実線で示され、放物面の主軸に平行に放射している。また、直線の反射面で反射した光は点線で示され、光が広い範囲に散乱していることが分かる。
このような配光特性の反射鏡を使用したホリゾントライトは、ホリゾント壁面に光の濃淡が生じ、壁面照明には不適である。
【０００９】
図２１は従来の他のリフレクターである。光源Ｓに近い反射鏡は、断面が焦点距離Ｆ２５mmの放物曲線で形成されており、光源に遠い反射鏡は断面が焦点距離Ｆ５mmの放物曲線で形成され、焦点距離Ｆ２５mmの放物曲線の端部と焦点距離Ｆ５mmの放物曲線の端部との接合部分は段差があるのみならず、開口がある。焦点距離Ｆ２５mmの放物曲線で反射した光は実線で示され、焦点距離Ｆ５mmの放物曲線で反射した光は点線で示されている。この反射光の配光特性も、依然として光が散乱している。このような配光特性の反射鏡を使用したホリゾントライトは、同様にホリゾント壁面に光の濃淡が生じ、壁面照明には不適である。
【００１０】
図２２は従来のアッパーホリゾントライトの照度データである。ホリゾント壁面の高さは１０ｍ、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトとの距離は２ｍ、灯体の取り付けピッチは１ｍ間隔で９台の灯体が天井に吊設されている。
ホリゾント壁面の高さ９．５ｍの部分に３６００ルックスの極めて強い光のピークがあり、ホリゾント壁面の高さ６ｍ付近から下は、１０００ルックス以下の照度しかないことが分かる。
【００１１】
図２３は従来のロアーホリゾントライトの照度データである。ホリゾント壁面の高さは１０ｍ、ホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離は０．８５ｍ、灯体の取り付けピッチは１ｍ間隔で９台の灯体が床に配置されている。
床からホリゾント壁面の高さ０．５ｍの部分に４６５０ルックスの極めて強い光のピークがあり、ホリゾント壁面の高さ２ｍから上は、１０００ルックス以下の照度しかないことが分かる。
【００１２】
図２４は従来のアッパーホリゾントライトと従来のロアーホリゾントライトとを合成した照度データである。アッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの個数、照度の測定位置も図２２および図２３に示される条件と同一である。
ホリゾント壁面の高さ９．５ｍの部分に３６００ルックスの極めて強い光のピークがあり、さらに、床から壁面の高さ０．５ｍの部分に４７５０ルックスの極めて強い光のピークがある。また、最低照度は、ホリゾント壁面の高さ３．５ｍにおいて６００ルックスである。また、ホリゾント壁面の高さ２ｍから６ｍの範囲は、ほぼ１０００ルックス以下の照度しかないことが示されている。
【００１３】
図２２ないし図２４に示す照度データは、９個のアッパーホリゾントライトの中心である５個目の灯体と、９個のロアーホリゾントライトの中心である５個目の灯体とを結ぶ直線がホリゾント壁面に直接当たる部分の位置で測定しているため、ホリゾント壁面の両側端になるほど１０００ルックスより暗くなる。
【００１４】
図２５は図２４の照度データをホリゾント壁面の断面から見た光軸を追跡した光軸追跡図である。従来のアッパーホリゾントライトは、放物曲線の反射面に当たった反射光はホリゾント壁面の高さ５．５ｍ付近の部分を強く照射して、アッパーホリゾントライトの反射面の直線の部分に当たった反射光はホリゾント壁面の高さ８ｍないし１０ｍの部分を強く照射している。
従来のロアーホリゾントライトは、放物曲線の反射面に当たった反射光が、ホリゾント壁面の高さ２ｍ付近の部分を強く照射し、ロアーホリゾントライトの反射面の直線の部分に当た反射光は床からホリゾント壁面の高さ１ｍ未満以下を強く照射している。
【００１５】
したがって、ホリゾント壁面の高さ１ｍ未満の付近から２ｍの範囲またはホリゾント壁面の高さ２ｍから５．５ｍ付近までの範囲またはホリゾント壁面の高さ５．５ｍ付近から８．５ｍ付近までの範囲のそれぞれの領域には、反射光が照射されておらず、ランプからの直接光しか到達していないことが分かった。
そして、この現象がホリゾント壁面の照度に濃淡が生じている原因であることが判明したのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ホリゾントランプから放射された直接光または反射面から反射した反射光が、ホリゾント壁面の一部のみを照射するのではなく、ホリゾント壁面全体を限りなく均一な照度で照射できるように反射面形状等を具体化することを目的にするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる点に鑑み為されたもので、ホリゾントライトから放射される光を最大効率でホリゾント壁面に照射して、ホリゾント壁面をできるだけ均一照度にするために、ホリゾントライトを構成・配置するあらゆる条件を再評価することにより、未だに解明されていない未知の変数条件を捜すことから出発し、例えば、▲１▼光源から放出され、反射面から反射した光を最大効率でかつ照度が均一になるようにホリゾント壁面に照射する反射面形状を変えること、▲２▼反射面の反射率を変えるためのビーズ粒子の大きさと密度を変えること、▲３▼反射鏡を構成する放物面の主軸と天井から床に引いた垂線とが為す角度を変化させること、▲４▼光源の位置を反射面の焦点からずらして配置すること、▲５▼ホリゾントライトの反射面に対向する開口にフィルターを配置すること、▲６▼ホリゾント壁面の高さと、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトの距離と、アッパーホリゾントライトの配光角度、またホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離と、ロアーホリゾントライトの配光角度等をそれぞれ変化させて得られた最適化配置構成を再評価することにより、従来の欠点を解決することができることに帰着した。
【００１８】
すなわち、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、少なくとも１の放物面と少なくとも１の楕円面とが接合する接続部をあたかも１つの曲線であるかのように限りなく滑らかに連続的に接続すると共に、前記接続部に隣接する前記放物面の焦点と前記楕円面の焦点とを一致させたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、前記反射鏡の放物面が主軸を境に２種類の曲率半径を有し、楕円面に接する内側の放物面の曲率半径は、楕円面に接しない外側の放物面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする。
さらに、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、第１の放物面と、一方の焦点が前記第１の放物面と一致するように前記第１の放物面から連続して形成された楕円面と、前記楕円面とは反対側の前記第１の放物面から連続して形成され、前記第１の放物面より裾広がりの形状になるように前記第１の放物面よりも曲率半径が大きく形成された第２の放物面とを有することを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明のホリゾントライトは、前記反射鏡と光源とを含み、前記反射鏡の放物面の焦点に光源を配置したことを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明のホリゾントライトは、少なくとも１の放物面と少なくとも１の楕円面とが接合する接続部を限りなく滑らかに連続的に接続した放物面楕円面合成反射鏡と光源とを含み、前記放物面の焦点から水平方向に前記焦点から所定範囲で光源の位置を変位して配置したとき、前記焦点から前方位置に変位させるほど照度が減少すると共に、前記焦点から後方位置に変位させるほど照度が増加することを利用して前記光源の位置を選択的に位置決めすることを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明の放物面楕円面合成反射鏡は、前記反射鏡の反射面に表面処理を施したとき、ビーズサイズをより小さくかつ、ビーズ密度をより高密度にすることにより、光の指向性が収束されることを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明のホリゾントライトは、前記反射鏡の反射面に表面処理を施したとき、ビーズサイズをより小さくかつ、ビーズ密度をより高密度にすることにより、光の指向性が収束されることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明のホリゾントライトは、光源から放出される直接光と前記放物面楕円面合成反射鏡の反射面から放出される反射光とが通過する筐体の開口部にフィルターを配置したことを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明のホリゾントライトの最適化配置構造は、前記ホリゾントライトを使用した場合、ホリゾント壁面の高さをｙ（ｍ）、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトとの距離をｘ1(ｍ）、ホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離をｘ2 （ｍ）、アッパーホリゾントライトの垂線とアッパーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ1 （゜）、ロアーホリゾントライトの垂線とロアーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ2(゜）とするとき、ｙ＝６．０〜１０．０、ｘ 1＝１．５〜３．０、ｘ2 ＝０．７５〜１．４、θ1 ＝８．０〜１８．０、θ2 ＝８．０〜１８．０を満足することを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明のホリゾントライトの最適化配置構造は、前記ホリゾントライトを使用した場合、ホリゾント壁面の高さをｙ（ｍ）、ホリゾント壁面とアッパーホリゾントライトとの距離をｘ1(ｍ）、ホリゾント壁面とロアーホリゾントライトとの距離をｘ2 （ｍ）、アッパーホリゾントライトの垂線とアッパーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ1 （゜）、ロアーホリゾントライトの垂線とロアーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ2(゜）とするとき、ｙ＝１０．０、ｘ 1＝２．０、ｘ2 ＝０．８５、θ1 ＝１３．０、θ2 ＝１３．０を満足することを特徴とする。
【００２７】
さらに、本発明のホリゾントライトの最適化配置構造は、アッパーホリゾントライトの放物面に反射してホリゾント壁面上の前記アッパーホリゾントライトから遠い遠地点に照射された減衰した光の照度領域と、ロアーホリゾントライトの放物面に反射して前記ホリゾント壁面上の前記ロアーホリゾントライトから遠い遠地点に照射された減衰した光の照度領域とを前記ホリゾント壁面上で重畳させ、前記アッパーホリゾントライトおよび／または前記ロアーホリゾントライトの放物面から放射され、前記ホリゾント壁面上の遠地点に到達した減衰した光の照度を補償すると共に、最高照度に対する最低照度の百分率が５０．０％以上であることを特徴とする。
【００２８】
【実施例】
本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例によるホリゾントライトの断面図である。ホリゾントライトは、放物面と楕円面で形成された立体であるが、説明の便宜上、図１に示す、ホリゾントライトの反射面の断面図で説明する。図において１は吊設部、２は筐体、３は反射面、４はフィルター取付部である。吊設部１は天井に設置したバトン等に取り付けたり、ネジ等で固定することができる。筐体２は反射面３やフィルター取付部４を支持すると共に、光源の配線コード、安定器等がこの中に内蔵されている。反射面３は、点ｑと点ｒとの間の円弧（以下、“円弧ｑｒ”という。以下同様。）と円弧ｑｒ’と円弧ｐｒ’とよりなる。
【００２９】
円弧を曲率または曲率半径で示すと、一般に曲率は曲線または曲面上の各点においてその曲線または曲面の曲がりの程度を示しており、曲率は曲率半径の逆数で示される。曲率が大きいほど湾曲が大きくなり、曲率半径が大きいほど曲面の曲がりの程度は緩やかになる。本実施例において、円弧ｑｒ（放物曲線Ａ）の曲率半径は、円弧ｑｒ’（放物曲線Ｂ）の曲率半径よりも大きいので、円弧ｑｒの曲がりの程度は円弧ｑｒ’の曲がりの程度よりも緩やかである。また、円弧ｐｒ’（楕円曲線Ｃ）は楕円曲面であり、曲がりの程度は円弧ｑｒ’の曲がりの程度よりも緩やかである。
【００３０】
本実施例において、円弧ｑｒの放物曲線と円弧ｑｒ’の放物曲線は異なる焦点距離の放物曲線であり、円弧ｑｒの曲率半径は円弧ｑｒ’の曲率半径に等しいかまたは円弧ｑｒ’の曲率半径よりも大きいことが好ましい。
また、本実施例において、円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径を固定して円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径を変化させたとき、円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径と円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径との差は、１０mm以内が好ましく、また円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径を固定して円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径を変化させたとき、円弧ｑｒの放物曲線の曲率半径と円弧ｑｒ’の放物曲線の曲率半径との差は、同様に１０mm以内が好ましい。
【００３１】
反射面の点ｒ’は、円弧ｑｒ’の放物曲線の点ｒ’と円弧ｐｒ’の楕円曲線の点ｒ’とを共通にする点である。この点ｒ’において座標が一致し、連続的に曲線が形成され、円弧ｑｒ’の放物曲線と円弧ｐｒ’の楕円曲線とが限りなく滑らかに連続している。これは、円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面と円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面とが点ｒ’において、一致していることを示している。
【００３２】
円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面と円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面とが点ｒ’において、限りなく滑らかに連続していることにより、光源から点ｒ’を含む円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面に入射した光は、円弧ｑｒ’の放物曲線の焦点Ｆと円弧ｐｒ’の楕円曲線の第１焦点Ｆ１とを一致させ、さらに、円弧ｑｒ’の放物曲線の焦点Ｆに光源を配置させた場合、焦点Ｆから発した光は、点ｒ’で反射して円弧ｑｒ’の光軸ａ−ａ’に平行に進行すると同時に、円弧ｐｒ’の楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過して進行する。また、円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面のいずれの点に入射した光も、同様に楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過して進行する。第２焦点を通過後に楕円曲線に対して少しずつ異なる入射角に応じて反射光が連続して放出されるので、連続的な配光を得ることができる。
【００３３】
さらに詳述すれば、円弧ｑｒ’の放物曲線の反射面に入射した光は、光源の近い部分からそれぞれ光束ｂｐ１、ｂｐ２、ｂｐ３、ｂｐ４、ｂｐ５、ｂｐ６として光軸ａ−ａ’に平行に反射する。次に、円弧ｐｒ’の楕円曲線の反射面に入射した光は、光源に近い楕円曲線の反射面部分で反射した順に、それぞれ光束ｂｅ１、ｂｅ２、ｂｅ３、ｂｅ４、ｂｅ５、ｂｅ６、ｂｅ７として楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）に向かい、楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過後、光束ｂｅ１、ｂｅ２、ｂｅ３、ｂｅ４、ｂｅ５、ｂｅ６、ｂｅ７の順序で、ある一定の角度で連続的に反射角度が広角になって反射している。これは、楕円曲線ｐｒ’で反射した光は楕円曲線の第２焦点（Ｆ２）を通過して連続的に光が推移して、変化していることを示している。
【００３４】
円弧ｑｒ’の放物曲線の焦点Ｆ１の位置に光源を配置した場合、光源から放射した直接光は、開口ｐｒを通過し、フィルター取付部４のフィルターを透過して散乱する。
円弧ｑｒの放物面に向かい反射した反射光は、円弧ｑｒ’の放物曲線の主軸ａ−ａ’にほぼ平行に放射していく。しかしながら、この光は、円弧ｑｒの放物面が、円弧ｑｒ’の放物面よりも裾広がりの形状になっているため、主軸ａ−ａ’に完全に平行ではなく、主軸ａ−ａ’より円弧ｑｒの放物面の外縁側に広がる光となる。
【００３５】
円弧ｑｒ’の放物面に向かい反射した反射光は、主軸ａ−ａ’が円弧ｑｒ’の主軸であるゆえに、主軸ａ−ａ’に平行に放射する。
光源Ｆから出発し、円弧ｐｒ’の楕円反射面に向かい反射した反射光は、特に円弧ｐｒ’の楕円反射面の点ｒ’で反射した光は、第２焦点（Ｆ２）を通過し、主軸ａ−ａ’に平行に反射し、また点ｒ’からの距離が近い楕円反射面で反射した光ほど第２焦点（Ｆ２）を通過し、主軸ａ−ａ’にほぼ平行に反射し、円弧ｐｒ’の楕円反射面の点ｒ’からの距離が次第に遠い楕円反射面で反射した光ほど第２焦点（Ｆ２）を通過し、主軸ａ−ａ’にほほ平行な角度から次第に広がる角度で主軸ａ−ａ’を横断して反射する。
【００３６】
円弧ｑｒと円弧ｑｒ’とが点ｑにおいて一致し、反射面が滑らかに連続している。また、円弧ｑｒ’と円弧ｐｒ’が点ｒ’において一致し、反射面が滑らかに連続している。反射面の形状が上記のように滑らかに連続しているので、点ｑを含む円弧ｑｒと円弧ｑｒ’との反射光の配光は不自然な濃淡がなく、連続している。同様に、点ｒ’を含む円弧ｑｒ’と円弧ｐｒ’との反射光の配光は不自然な濃淡がなく、連続している。
【００３７】
図２は、図１の反射面の反射光の配光図である。
図２においてＡは図１の円弧ｑｒの放物反射面であり、Ｂは図１の円弧ｑｒ’の放物反射面であり、Ｃは図１の円弧ｐｒ’の焦点Ｆ１およびＦ２を有する楕円反射面である。Ａ面で反射した光は放物主軸にほぼ平行に進行し、Ｂ面で反射した光は放物主軸に平行に進行し、Ｃ面で反射した光は焦点Ｆ２を通過して、特に放物曲線Ｂに近い楕円反射面Ｃ1 で反射した光は、主軸にほぼ平行に進行し、放物曲線Ｂに遠い楕円反射面Ｃ2 で反射した光は、主軸を横断して大きな角度で反射している。
【００３８】
図３は、本発明のアッパーホリゾントライトと本発明のロアーホリゾントライトとを使用してホリゾント壁面に照射した光軸追跡図である。図３においてＵＨはアッパーホリゾントライトを示しており、ＬＨはロアーホリゾントライトを示している。
図３のアッパーホリゾントライト（ＵＨ）を説明する。図２の放物曲線Ａの部分から反射した反射光は、図３の光束αになり、ホリゾント壁面に照射される。図２の放物曲線Ｂの部分から反射した反射光は、図３の光束βになり、ホリゾント壁面に照射される。図２の楕円曲線Ｃの部分から反射した反射光は、図３の破線で示す光束γになり、ホリゾント壁面に照射される。
【００３９】
ロアーホリゾントライトは、アッパーホリゾントライトを逆向きにして、下方から上方を照射したものであり、放物曲線Ａに相当する部分はＡ’と、放物曲線Ｂに相当する部分はＢ’と、放物曲線Ｃに相当する部分はＣ’とそれぞれ示す（図示せず）。図３のロアーホリゾントライト（ＬＨ）を説明する。図２の放物曲線Ａ’の部分から反射した反射光は、図３の光束α’になり、ホリゾント壁面に照射される。図２の放物曲線Ｂ’の部分から反射した反射光は、図３の光束β’になり、ホリゾント壁面に照射される。図２の楕円曲線Ｃ’の部分から反射した反射光は、図３の破線で示す光束γ’になり、ホリゾント壁面に照射される。
【００４０】
従来のホリゾントライトのホリゾント面光軸追跡図である図２５を参照すれば、従来のアッパーホリゾントライトの放物曲線により反射した光は、ホリゾント壁面の高さ５．５ｍの位置までにしか到達していない。また、従来のロアーホリゾントライトの放物曲線により反射した光は、ホリゾント壁面の高さ２．０ｍの位置までにしか到達していない。ホリゾント壁面の高さ１．０ｍ未満の地点から２．０ｍの位置までの範囲と、ホリゾント壁面の高さ２．０ｍから５．５ｍ付近の位置までの範囲と、ホリゾント壁面の高さ５．５ｍ付近から８．５ｍの位置までの範囲のそれぞれの領域は、何ら反射光が到達していない部分である。
【００４１】
図３で示す本発明のホリゾント面の光軸追跡図において、アッパーホリゾントライトの放物曲線Ａ（図２参照）により反射した光束αは、ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置までに到達している。また、アッパーホリゾントライトの放物曲線Ｂ（図２参照）により反射した光束βは、ホリゾント面の高さ１．０ｍの位置までも到達している。ホリゾント面の高さ１．０ｍの位置からホリゾント面の高さ３．０ｍの位置までの範囲は光束αおよび／または光束βにより照射されている。楕円反射面Ｃ（図２参照）で反射した光γは、ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置からホリゾント面の高さ８．５ｍ付近の位置までの範囲を照射している。
【００４２】
また、ロアーホリゾントライトの放物曲線Ａ’により反射した光束α’は、ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置までに到達している。また、ロアーホリゾントライトの放物曲線Ｂ’により反射した光束β’は、ホリゾント面の高さ４．０ｍの位置までに到達している。ホリゾント面の高さ３．０ｍの位置からホリゾント面の高さ４．０ｍの位置までの範囲は光束α’および／または光束β’により照射されている。楕円反射面Ｃ’で反射した光γ’は、ホリゾント面の高さ１．０ｍ未満の位置からホリゾント面の高さ３．０ｍ付近の位置までの範囲を照射している。
アッパーホリゾントライトの放物曲線から放射された反射光とロアーホリゾントライトの放物曲線から放射された反射光とは、ホリゾント面において重なり合っている。
【００４３】
つまり、光は、距離の２乗に反比例して光の強度が減衰するので、光源から遠い部分を照射する光は、極端に照度が弱まっている。したがって、光が減衰している遠地点の領域に強い光を放射できるように、ホリゾントライトの反射面形状を遠地点に光が到達できるように変えると共に、ホリゾント壁面において、アッパーホリゾントライトまたはロアーホリゾントライトから放射し、遠地点に到達した減衰した光をさらに、補償するために、アッパーホリゾントライトおよび／またはロアーホリゾントライトの放物曲線で反射した光束α（またはα’）および／または光束β（またはβ’）並びに、ロアーホリゾントライトの楕円曲線で反射した光束γ（またはγ’）を加えて、ホリゾント壁面の高さ１ｍないし４ｍに重ね合わせ、ホリゾント壁面においてホリゾント壁面の高さ１ｍないし４ｍの領域の照度を補強したものである。
【００４４】
図４は本発明のアッパーホリゾントライトの照度データである。
ホリゾント壁面の高さ８ｍに約２４００ルックスの照度のピークがあり、ホリゾント壁面の高さ７ｍ以上の部分は、２０００ルックスから３０００ルックスの照度の範囲にあり、また、ホリゾント壁面の高さが４ｍ以上７ｍ以下の部分は、１０００ルックスから２０００ルックスの照度の範囲にあり、また、床からホリゾント壁面の高さ４ｍの部分は、１０００ルックス以下の照度になっている。
【００４５】
図５は本発明のロアーホリゾントライトの照度データである。
ホリゾント壁面の高さ１ｍに約２８００ルックスの照度のピークがあり、床からホリゾント壁面の高さ２ｍの範囲は、２０００ルックスから３０００ルックスの照度の範囲にあり、また、ホリゾントの高さが２ｍ以上３ｍ以下の部分は、１０００ルックスから２０００ルックスの照度の範囲にあり、また、ホリゾント壁面の高さ３ｍ以上の部分は、１０００ルックス以下の照度になっている。
【００４６】
図６は、図４と図５に示されるアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとを合成した照度データである。
ホリゾント壁面の高さ１ｍに３２００ルックスの強い照度の光のピークとホリゾント壁面の高さ８ｍ付近に２８００ルックスの強い照度の光のピークとの２つのピークがある。ホリゾント壁面の高さ６ｍ以上の部分は、２０００ルックス以上から３０００ルックス以下の照度になっており、ホリゾント壁面の高さが２．５ｍ以上６ｍ以下の部分は、１０００ルックスから２０００ルックスの照度範囲にあり、床から２．５ｍの部分は、２０００ルックス以上から３２００ルックスの範囲の照度になっている。
【００４７】
図２４に示される従来のアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの合成照度データにおいて、最低照度は、ホリゾントの高さ３．５ｍ付近の６００ルックスであり、最高照度は、ホリゾントの高さ５０cm付近の４７５０ルックスである。最高照度に対する最低照度の百分率は、１２．６％（６００／４７５０×１００）である。他方、図６に示される本実施例ののアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの合成照度データにおいて、最低照度は、ホリゾントの高さ４ｍ付近の１６００ルックスであり、最高照度は、ホリゾントの高さ１ｍの３２００ルックスである。最高照度に対する最低照度の百分率は、５０．０％（１６００／３２００×１００）である。つまり、最高照度に対する最低照度の百分率が高いほど、壁面全体が均一なフラットな照度になり、ホリゾント照明として最も好ましくなるのである。
したがって、ホリゾント照明として最も好ましいのは、最高照度に対する最低照度の百分率が５０％以上であることが最適とされるのである。
【００４８】
図７は本発明の放物面楕円面合成反射鏡面にガラスビーズを打ち付けて、反射鏡面に微細な凹凸を形成させ、反射面に入射した光を乱反射させる程度を説明した模試図であり、ビーズサイズ（粒径）およびビーズの密度を変えた場合、反射光の変化を示している。ビーズ密度は、反射面の凹凸の数/cm2であり、例えば、ビーズサイズ＃２０のビーズ密度５０％の反射面からビーズサイズ＃２０のビーズ密度８０％の反射面になるほど、またさらにビーズサイズ＃２０のビーズ密度１００％の反射面になるほど鏡面から曇り面になる。また、ビーズサイズ＃４０のビーズ密度５０％の反射面からビーズサイズ＃４０のビーズ密度８０％の反射面になるほど、またさらにビーズサイズ＃４０のビーズ密度１００％の反射面になるほど粒径が微細になり凹凸の数が増大するので、鏡面からより曇り面になる。また、ビーズサイズ＃６０のビーズ密度５０％の反射面からビーズサイズ＃６０のビーズ密度８０％の反射面になるほど、またさらにビーズサイズ＃６０のビーズ密度１００％の反射面になるほど粒径がより微細になり凹凸の数がより増大するので、鏡面からより微細な曇り面になる。
【００４９】
図７（ａ）は、ビーズサイズ＃４０がビーズサイズ＃６０よりも大きな粒径である場合（＃４０＞＃６０）、ビーズサイズが大きいため、広い範囲に光が散乱し、光の指向性が弱くなることを示している。
【００５０】
図７（ｂ）は、ビーズサイズ＃６０がビーズサイズ＃４０よりも小さな粒径である場合（＃６０＜＃４０）、ビーズサイズが小さいため、狭い範囲に光が反射し、光の指向性が強くなることを示している。
【００５１】
図７（ｃ）は、１平方cmあたりのビーズの密度が１００％の場合、反射光は、全方向に散乱することを示している。
【００５２】
図７（ｄ）は、１平方cmあたりのビーズの密度が０％（鏡）の場合、反射光は、スネルの法則に従って反射することを示している。
【００５３】
図７（ｅ）は、１平方cmあたりのビーズの密度が５０％の場合、反射光は、ビーズの凹凸部分に入射した光は全方向に散乱し、ビーズの凹凸部分以外の鏡面部分に入射した光はスネルの法則に従って反射するので、密度が多いほど光が拡散し、密度が少ないほど光は拡散しないことを示している。
【００５４】
図７（ｆ）は、平面板に薬品処理をして表面を曇らせたナザール板で、反射表面の曇りの程度により光が拡散することを示している。
【００５５】
図８は本発明の放物面楕円面合成反射鏡に図７で説明したナザール表面処理をした場合、＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合、＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合の、それぞれの照度データである。
【００５６】
図８においてナザール表面処理の場合、ホリゾント壁面の高さ９．４ｍ付近に２４００ルックスの最大ピークがあり、ホリゾント壁面の高さ７．７ｍ以上に２０００ルックスから３０００ルックスの照度があり、ホリゾントの高さ５．０ｍ以上７．７ｍ以下に１０００ルックスから２０００ルックスの照度があり、ホリゾントの高さ５．０ｍ以下に１０００ルックスの照度がそれぞれ分布している。
【００５７】
＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合、ホリゾント壁面の高さ８．０ｍ付近に２６００ルックスの最大ピークがあり、ホリゾント壁面の高さ６．５ｍ以上に２０００ルックスから３０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以上６．５ｍ以下に１０００ルックスから２０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以下に１０００ルックスの照度がそれぞれ分布している。
【００５８】
＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合、ホリゾント壁面の高さ８．０ｍ付近に２５００ルックスの最大ピークがあり、ホリゾント壁面の高さ６．５ｍ以上に２０００ルックスから３０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以上６．５ｍ以下に１０００ルックスから２０００ルックスの照度があり、ホリゾント壁面の高さ４．０ｍ以下に１０００ルックスの照度がそれぞれ分布している。＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合と、＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合とを比較すれば、＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の場合が、より光に伸びがあるフラット光になっている。
【００５９】
したがって、反射面の表面処理の種類について、ホリゾント照明として最も好ましい種類は、＃６０ビーズサイズのビーズ密度１００％の表面処理が最適であり、次に＃４０ビーズサイズのビーズ密度１００％の表面処理がよく、ナザール表面処理の場合は、照度特性が非常に悪かった。これは、ビーズ密度が１００％の場合、＃６０ビーズサイズの小さな粒径が、＃４０ビーズサイズの大きな粒径よりもホリゾント照明として配光特性が良いことを意味する。
【００６０】
図１乃至図３において、アッパーホリゾントライトもロアーホリゾントライトも筐体２の垂線ｂ−ｂ’と円弧ｑｒ’の放物面の主軸ａ−ａ’とが一致して配置されているのではなく、筐体２の垂線ｂ−ｂ’と円弧ｑｒ’の放物面の主軸ａ−ａ’とが為す角度（以下、「ホリゾント角度」という。）とが、角度１３゜をおいて配置されている。この角度１３゜は、ホリゾント壁面の高さ１０ｍ、ホリゾント壁面からの距離２ｍにアッパーホリゾントライトを配置したときに最適な配光を示す基本設計である。この傾斜角度により、焦点Ｆ１を中心に筐体の下部ｐを壁面側に角度１３゜近づけていることになる。さらに、このホリゾント角度は、固定角度ではなく、光が当たる領域を伸ばすため、１３゜を中心に±３゜ないし±５゜の範囲で角度を吊設部１を中心に微調整することにより、配光領域を変えることができる。焦点Ｆ１を中心に筐体を傾斜させる程度を変えることにより現場において配光特性の微調整をすることができる。
【００６１】
図９では、光源を焦点からずらして配置した場合について説明する。
図９（ａ）は光源の移動方向の説明図である。
Ｆｆは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’に直角に壁面前方に移動することを意味する。Ｆｒは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’に直角に反射面方向に移動することを意味する。Ｆｕは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’上を上方向に移動することを意味する。Ｆｄは、焦点Ｆ１から垂線ｂ−ｂ’上を下方向に移動することを意味する。
【００６２】
図９（ｂ）は光源を前方にずらした場合を示しており、光源を焦点に配置した破線の標準カーブ（Ｆ）と光源を前方にずらした実線の照度データ（Ｆｆ）のグラフが示されている。破線の標準カーブと実線の光源を前方にずらした照度グラフとを比較すると、Ｆｆの場合は、最大ピーク値が減少して、遠方に光が伸びているが、この遠くに伸びた光は、距離の二乗に反比例して光が減衰するので、効率が悪く、大きな変化がなかった。
【００６３】
図９（ｃ）は光源を後方にずらした場合を示しており、光源を焦点に配置した破線の標準照度カーブ（Ｆ）と光源を後方にずらした実線の照度グラフ（Ｆｒ）とが示されている。破線の標準照度カーブと実線の光源を後方にずらした照度グラフとを比較すると、光源を焦点より前方に配置した場合（Ｆｆ）は、最大ピーク値が減少し、遠方に光が伸びているが、この遠くに伸びた光は、離れた距離の二乗に反比例して光が減衰するので、効率が悪く、照度データには、大きな変化が見い出されないが、光源を焦点より後方に配置した場合（Ｆｒ）は、最大ピーク値が増大し、全体的に光源方向にピーク値が移行し、遠方に光が伸びなくなっている。
【００６４】
図９（ｄ）は、光源を焦点より上方に配置した場合（Ｆｕ）であり、標準照度グラフと比較して、全体的に照度が下がっている。図９（ｅ）は、光源を焦点より下方に配置した場合（Ｆｄ）であり、標準照度グラフと比較して、照度の変化が少なく、標準照度グラフと類似した照度であった。
【００６５】
図１０は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より２mm前方に配置した場合（Ｆｆ２）、光源を焦点より２mm後方に配置した場合（Ｆｒ２）のそれぞれの照度データである。この照度データから判断すると、Ｆｆ２よりもＦが照度が高くなっており、またＦよりもＦｒ２が照度が高くなっている。
【００６６】
図１１は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より４mm前方に配置した場合（Ｆｆ４）、光源を焦点より４mm後方に配置した場合（Ｆｒ４）のそれぞれの照度データである。この照度データから判断すると、Ｆｆ４よりもＦが照度が高くなっており、またＦよりもＦｒ４が照度が高くなっている。
【００６７】
図１２は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より４mm上方に配置した場合（Ｆｕ４）、光源を焦点より４mm下方に配置した場合（Ｆｄ４）のそれぞれの照度データである。この照度データから判断すると、Ｆｕ４よりもＦが照度が高くなっており、またＦよりもＦｄ４が照度が高くなっている。
【００６８】
図１３は、光源を焦点に配置した場合（Ｆ）、光源を焦点より４mm上方に配置した場合（Ｆｕ４）、光源を焦点より４mm前方に配置した場合（Ｆｆ４）、光源を焦点より４mm下方に配置した場合（Ｆｄ４）、光源を焦点より４mm後方に配置した場合（Ｆｒ４）のそれぞれの照度データである。図１０ないし図１３の照度データから判断すると、Ｆｆ４よりもＦｕ４が照度が高く、Ｆｕ４よりもＦｆ２が照度が高く、Ｆｆ２よりもＦが照度が高く、ＦよりもＦｄ４が照度が高く、Ｆｄ４よりもＦｒ２が照度が高く、Ｆｒ２よりもＦｒ４が照度が高くなっている。
【００６９】
したがって、Ｆｆ４が最も照度が低く、Ｆｒ４が最も照度が高くなっており、光源を焦点の後方に配置することにより照度が高くなり、光源を焦点の前方に配置することにより照度が低くなり、また焦点から光源の位置をずらす距離が２mm後方よりも４mm後方のほうが、照度が増大し、逆に焦点から光源の位置をずらす距離が２mm前方よりも４mm前方のほうが、照度が減少することが判明したのである。また、光源を焦点の上方または下方に配置しても照度の変化が少ないことが判明した。
【００７０】
図１において、光源から放出される直接光と放物面楕円面合成反射鏡の反射面３から放出される反射光とが通過する筐体の開口部ｐｒにフィルター取付部４を配置している。フィルター取付部４には、複数色のカラーフィルターが取付けられ、ホリゾント壁面を色彩豊かに変化のある照明をすることができる。舞台背景、ＴＶスタジオのホリゾント壁面は、シーンまたはプログラムが変化する度にそのシーンに最適な背景色が必要とされ、フィルター取付部４は背景をより色彩豊かに、魅惑的にする機能がある。
【００７１】
図１４において、ホリゾントライトの最適化配置構造を説明する。これは、舞台やＴＶスタジオのホリゾント壁面の高さは固定的ではなく、その長さは、上演する演劇の種類に応じて舞台やＴＶスタジオの基本設計段階がすでに確定している。そのため、舞台やＴＶスタジオのホリゾント壁面の高さは一般的に可変長である。ホリゾント壁面の高さが可変であるために、必要な最適照度を得るためにアッパーホリゾントライトを天井に取り付けるホリゾント壁面からの距離とロアーホリゾントライトを床に取り付けるホリゾント壁面からの距離およびホリゾント角度を変化させることにより、照度が変化し、最適照度を選択することができる。
【００７２】
ホリゾント壁面の高さをｙ（ｍ）、壁面とアッパーホリゾントライトとの距離をｘ1(ｍ）、壁面とロアーホリゾントライトとの距離をｘ2 （ｍ）、アッパーホリゾントライトの垂線とアッパーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ1 （゜）、ロアーホリゾントライトの垂線とロアーホリゾントライトの放物面の主軸との為す角度をθ2(゜）とするとき、ｙ＝６．０〜１０．０、ｘ 1＝１．５〜３．０、ｘ2 ＝０．７５〜１．４、θ1 ＝８．０〜１８．０、θ2 ＝８．０〜１８．０を満足する範囲が好ましく、より好ましくはｙ＝８．０〜１０．０、ｘ 1＝２．２〜２．５、ｘ2 ＝１．２〜１．４、θ1 ＝１３．０、θ2 ＝１３．０が最適である。
【００７３】
図１５および図１６の照度実験による照度データにより上記測定値を得ることができた。図１５は、５００Ｗのロアーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から０．９５ｍの位置に配置すると共に、８５０Ｗのアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．０ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．０ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．１ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．１ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．５ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．５ｍ）とについて各照度を測定した。
【００７４】
図１５において、最低照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝２３３３ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝２３６１ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝２１７８ルックスであり、最高照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝３２６３ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝３２８３ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝３４０４ルックスであった。
最高照度値に対する最低照度値の百分率は、ＵＨ２．０ｍ：２３３３／３２６３×１００＝７１．５０％、ＵＨ２．１ｍ：２３６１／３２８３×１００＝７１．９２％、ＵＨ２．５ｍ：２１７８／３４０４×１００＝６３．９８％になった。
【００７５】
したがって、ＵＨ２．１ｍ＞ＵＨ２．０ｍ＞ＵＨ２．５ｍの順序で全体的に高分布になっており、ロアーホリゾントライトの設置位置が０．９５ｍの場合、アッパーホリゾントライトは、ホリゾント壁面に設置位置を接近させる場合が高分布になることが判明した。
【００７６】
図１６において、５００Ｗのロアーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から１．１５ｍの位置に配置すると共に、８５０Ｗのアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．０ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．０ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．１ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．１ｍ）と８５０Ｗアッパーホリゾントライト９台をホリゾント壁面から２．５ｍの位置に配置した場合（ＵＨ２．５ｍ）とについて各照度を測定した。
【００７７】
最低照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝２４４７ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝２４７５ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝２２００ルックスであり、最高照度値は、ＵＨ２．０ｍ＝３０３０ルックス、ＵＨ２．１ｍ＝３０５１ルックス、ＵＨ２．５ｍ＝３１８８ルックスであった。
最高照度値に対する最低照度値の百分率は、ＵＨ２．０ｍ：２４４７／３０３０×１００＝８０．７６％、ＵＨ２．１ｍ：２４７５／３０５１×１００＝８１．１２％、ＵＨ２．５ｍ：２２００／３１８８×１００＝６９．０１％であった。
【００７８】
したがって、ＵＨ２．１ｍ＞ＵＨ２．０ｍ＞ＵＨ２．５ｍの順序で全体的に高分布になっており、ロアーホリゾントライトの設置位置が１．１５ｍの場合、アッパーホリゾントライトは、ホリゾント壁面に設置位置を接近させる場合が高分布になることが判明した。
【００７９】
すなわち、ロアーホリゾントライトの設置位置が０．９５ｍの場合もロアーホリゾントライトの設置位置が１．１５ｍの場合も、アッパーホリゾントライトは、ホリゾント壁面に設置位置を接近させる場合が高分布になることが判明したのである。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、▲１▼光源から放出された直接光と、反射面から反射した反射光を最大効率でかつ均一な照度でホリゾント壁面に照射できるように反射面の形状を変えること、▲２▼反射面の反射率を変えるためのビーズ粒子の大きさと密度を変えること、▲３▼反射鏡を構成する放物面の主軸と天井から床に引いた垂線とが為す角度を変化させること、▲４▼光源の位置を焦点からずらして配置すること、▲５▼ホリゾントライトの反射面に対向する開口にフィルターを配置すること、▲６▼ホリゾント壁面の高さと、前記壁面とアッパーホリゾントライトの距離と、アッパーホリゾントライトの配光角度またはロアーホリゾントライトの距離と、ロアーホリゾントライトの配光角度等をそれぞれ変化させて得られた最適化配置構成を再評価することにより、ホリゾントライトから放射される光を最大効率で壁面に照射して、ホリゾント壁面を高照度かつ可能な限り均一照度にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホリゾントライトの断面図である。
【図２】本発明によるホリゾントライトの配光図である。
【図３】本発明によるホリゾントライトのホリゾント面光軸追跡図である。
【図４】本発明によるアッパーホリゾントライトの照度データである。
【図５】本発明によるロアーホリゾントライトの照度データである。
【図６】本発明によるアッパーホリゾントライトおよびロアーホリゾントライトの合成照度データである。
【図７】（ａ）はビーズサイズ＃４０の光の変化図である。
（ｂ）はビーズサイズ＃６０の光の変化図である。
（ｃ）はビーム密度１００％の光の変化図である。
（ｄ）はビーム密度０％の光の変化図である。
（ｅ）はビーム密度５０％の光の変化図である。
（ｆ）はナザール板の光の変化図である。
【図８】本発明によるアッパーホリゾントライトにおいて、ナザール板、ビーズサイズ＃４０ビーム密度１００％、ビーズサイズ＃６０ビーム密度１００％のそれぞれの照度データである。
【図９】（ａ）本発明による焦点から光源の位置をずらす場合の説明図である。
（ｂ）焦点を前方にしたときの照度データである。
（ｃ）焦点を後方にしたときの照度データである。
（ｄ）焦点を上方にしたときの照度データである。
（ｅ）焦点を下方にしたときの照度データである。
【図１０】本発明による光源を焦点に配置した場合、光源の位置を焦点から２mm前方または２mm後方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１１】本発明による光源を焦点に配置した場合、焦点から光源の位置を４mm前方または４mm後方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１２】本発明による光源を焦点に配置した場合、焦点から光源の位置を４mm上方または４mm下方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１３】本発明による光源を焦点に配置した場合、焦点から光源の位置を４mm前方または４mm後方にずらした場合および焦点から光源の位置を４mm上方または４mm下方にずらした場合のそれぞれの照度データである。
【図１４】本発明によるホリゾント壁面に対するアッパーホリゾントライトとロアーホリゾントライトとの最適化配置構成図である。
【図１５】本発明によるホリゾント壁面からロアーホリゾントライトを０．９５ｍの位置に設置した場合、アッパーホリゾントライトをホリゾント壁面から２．０ｍ、２．１ｍ、２．５ｍの位置に配置した場合のそれぞれの照度データである。
【図１６】本発明によるホリゾント壁面からロアーホリゾントライトを１．１５ｍの位置に設置した場合、アッパーホリゾントライトをホリゾント壁面から２．０ｍ、２．１ｍ、２．５ｍの位置に配置した場合のそれぞれの照度データである。
【図１７】従来技術の断面図である。
【図１８】他の従来技術の斜視図である。
【図１９】他の従来技術の断面図である。
【図２０】従来の反射鏡（放物曲線と直線）の配光図である。
【図２１】従来の反射鏡（放物曲線と放物曲線）の配光図である。
【図２２】従来のアッパーホリゾントライトの照度データである。
【図２３】従来のロアーホリゾントライトの照度データである。
【図２４】従来のアッパーホリゾントライトと従来のロアーホリゾントライトとの合成照度データである。
【図２５】図２４のホリゾント面光軸追跡図である。
【符号の説明】
１ 吊設部
２ 筐体
３ 反射面
４ フィルター取付部
Claims (6)
- 第１の放物面と、一方の焦点が前記第１の放物面の焦点と一致するように前記第１の放物面から連続して形成された楕円面と、前記楕円面とは反対側の前記第１の放物面から連続し、かつ、前記第１の放物面よりも曲率半径が大きく形成されるとともに、前記第１の放物面より裾広がりの形状になるように形成された第２の放物面とを有することを特徴とする放物面楕円面合成反射鏡。
- 請求項１に記載の放物面楕円面合成反射鏡と、
該放物面楕円面合成反射鏡の前記第１の放物面の焦点に配設された光源と、
を具備したことを特徴とするホリゾントライト。 - 請求項１に記載の放物面楕円面合成反射鏡と、
該放物面楕円面合成反射鏡の前記第１の放物面の焦点位置から、前方位置である前記第１の放物面から遠ざかる位置及び後方位置である前記第１の放物面に近づく位置に移動可能な光源と、を具備し、
前記光源を前記焦点位置から前記前方位置に変位させることにより照度を減少させ、前記光源を前記焦点位置から前記後方位置に変位させることにより照度を増加させることを特徴とするホリゾントライト。 - 前記放物面楕円面合成反射鏡の反射面にガラスビーズによる表面処理を施したとき、前記ガラスビーズのビーズサイズ及びビーズ密度を変化させることにより、所望の乱反射の程度を有する前記反射面を得ることを特徴とする請求項２または３に記載のホリゾントライト。
- 前記光源から放出される直接光と前記放物面楕円面合成反射鏡の反射面から放出される反射光とが通過する筐体の開口部にフィルターを配置したことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載のホリゾントライト。
- 請求項２から５の何れか１項に記載のホリゾントライトを、アッパーホリゾントライト及びロアーホリゾントライトとして用いることを特徴とするホリゾントライトシステム。
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