スポットライト用ハロゲン電球およびスポットライト
【課題】 単レンズスポットライトによる演出照明を行う際に、光量の利用効率の低下を招くことなく、ガラスバルブやステムガラスなどの不所望な像が照射面に投影される虞れを低減し、ハレーションをできる限り防止することができる新規なハロゲン電球を提供する。
【解決手段】 ガラスバルブ２の頂部側と封止部側に遮光膜１１，１２を形成し、これら遮光膜１１，１２の形成条件を最適化して、口金部１、封止部３、排気チップ４、上下のステムガラス６ａ，６ｂの像、虚像が照射面に投影されることを防止する。さらに、ガラスバルブ２は円筒形状とし、発光部９の側端に位置するフィラメント５’と、ガラスバルブ周壁２ａにおける該フィラメント５’に最も近接する箇所との離間寸法（ｇ）を６ｍｍ以下として、バルブ周壁２ａの像、虚像が照射面に投影されることを防止する。これにより、光量の利用効率の低下を招くことなく、ハレーションの発生が大幅に低減し、劇場舞台やＴＶスタジオなどの演出空間において好適な演出照明を行うことができる。
【解決手段】 ガラスバルブ２の頂部側と封止部側に遮光膜１１，１２を形成し、これら遮光膜１１，１２の形成条件を最適化して、口金部１、封止部３、排気チップ４、上下のステムガラス６ａ，６ｂの像、虚像が照射面に投影されることを防止する。さらに、ガラスバルブ２は円筒形状とし、発光部９の側端に位置するフィラメント５’と、ガラスバルブ周壁２ａにおける該フィラメント５’に最も近接する箇所との離間寸法（ｇ）を６ｍｍ以下として、バルブ周壁２ａの像、虚像が照射面に投影されることを防止する。これにより、光量の利用効率の低下を招くことなく、ハレーションの発生が大幅に低減し、劇場舞台やＴＶスタジオなどの演出空間において好適な演出照明を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劇場舞台やＴＶスタジオなどの演出空間において演出照明を行う際に使用されるハロゲン電球に関し、詳しくは、前記演出照明を行うためのスポットライト用のハロゲン電球とそのスポットライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
劇場舞台やＴＶスタジオなどの演出空間において演出照明を行う場合、灯体内に光源、反射板、レンズを配設してなるスポットライトが用いられる。この種スポットライトの光源には、通常、例えば特許文献１（特開２００１−１５５６９１号）、特許文献２（特開２００５−２５１４１８号）に開示されるような、片口金型のハロゲン電球が用いられる。
【０００３】
一般的な片口金型のハロゲン電球の一例を図７に示す。このハロゲン電球１００’は、口金部１の上にガラスバルブ２を備え、ガラスバルブ２は口金部１に対し封止部３で固定して内部を遮蔽されると共に、頂部に排気チップ４を有している。排気チップ４は、ガラスバルブ２にフィラメント５を封装後、ガラスバルブ２の先端に予め形成した排気管（不図示）を経由してガラスバルブ２の内部を排気してから、ハロゲンと不活性ガスを封入して、排気管を封止切ることにより形成される。
ガラスバルブ２の内部には、発光部９を構成する複数本のフィラメント５を、バルブ軸２’と並行な適宜位置に保持するため、上下のステムガラス（支持部材）６ａ，６ｂ、左右の内部端子７ａ，７ｂが配設され、各内部端子７ａ，７bは、口金部１を通って外部端子８ａ，８ｂに電気的に接続されている。
【０００４】
処で、このような構成のハロゲン電球１００’を、単レンズスポットライト、特に平凸レンズスポットライトに用いた場合、該ハロゲン電球１００’が、レンズの焦点近傍に位置したとき、若しくは、レンズの焦点距離ｆから短くなる方向に対し約１０％の範囲（焦点距離ｆ×０．９）内に位置したときに、発光部９となる複数のフィラメント５が放つ光、或いは、ガラスバルブ２、封止部３、排気チップ４、ステムガラス６ａ，６ｂなどによる乱反射などの影響により、ガラスバルブ２の周壁２ａ、排気チップ４、ステムガラス６ａ，６ｂなどが、不所望な像若しくは虚像として照射面に投影されてしまう。尚、内部端子７ａ，７ｂは、フィラメント５からの照射方向に直交する位置にあるため、反射光として照射されず、不所望な像などとして現われないことは確認済みである。
【０００５】
前記したような不所望な像若しくは虚像が照射面に投影される現象をハレーションと言い、このハレーションを目立たないようにするために、例えば、ガラスバルブに部分的に遮光膜を設けたり、ガラスバルブの形状を工夫するなどしたハロゲン電球も提案されているが、単レンズスポットライトにおいては、必ずしも満足な結果を得られていない。
【０００６】
すなわち、舞台照明などに用いられる単レンズスポットライトは、灯体内に光源（ハロゲン電球）、反射板、単レンズを配設して構成され、光源を単レンズの焦点付近より内側に設置すると共にその位置を任意に調節することにより投光の集光度を変えるようになっており、光源及び反射板を、単レンズから遠ざける（単レンズの焦点に近づける又は一致させる）と狭い範囲の投光（スポット光）が得られ、近づける（単レンズの焦点から離れる方向に移動させる）と広い範囲の投光（フラッド光）を得ることができる。光源と単レンズの相対的位置関係において、最も狭い範囲の投光が得られる状態をスポットフォーカスポジション、最も広い範囲の投光が得られる状態をフラッドフォーカスポジションと言う。
このように、単レンズスポットライトにおいては、レンズに対する光源の位置が一定ではなく設定条件が変化するので、ガラスバルブに部分的に遮光膜を設けたり、ガラスバルブの形状を工夫するなどしても、前記したように、光源がレンズの焦点近傍に位置したときにステムガラスや排気チップ、ガラスバルブなどの像が投影されてしまい、レンズの焦点距離から短くなる方向に対し一定の範囲内に位置したときに前記像が虚像となって投影され、これら像や虚像がハレーションとして認識されてしまう。
【０００７】
また、ガラスバルブに部分的に遮光膜を設けると、フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ径に対する有効入射角度が小さくなり、光源（発光部）からの光量の利用効率が低減する虞れがある。よって、従来においては、スポットライトにおける光量の利用効率を第一に考え、ハレーション防止は光量の利用効率が低減しない範囲に限っており、前記したように、光源がレンズの焦点近傍に位置したときや、レンズの焦点距離から短くなる方向に対し一定の範囲内に位置したときに、ハレーションが発生するという問題が生じていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５５６９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような従来事情に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、スポットライトによる演出照明を行う際に、ガラスバルブやステムガラスなどの不所望な像などが照射面に投影される虞れを低減して、ハレーションをできる限り防止することができ、光量の利用効率の低下も防止し得る新規なハロゲン電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するために、本発明者等は鋭意研究を重ね、ガラスバルブに対し遮光膜を形成する範囲や、ガラスバルブの形状、フィラメントとの位置関係などを最適化することで、演出空間における照射面に対しハレーションを可能な限り低減し、且つ、光量の利用効率の低下も防止することができる新規なスポットライト用ハロゲン電球を提供し得ることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、演出照明に用いられるハロゲン電球であり、特に、単レンズスポットライトの灯体内に装着され、レンズに対する位置調整により、投光の集光度を変化させて演出照明を行うために用いられるハロゲン電球であって、
少なくとも、外部端子を有する口金部と、該口金部に固定された密閉状のガラスバルブと、前記ガラスバルブ内に封入された複数のフィラメントからなる発光部と、前記ガラスバルブ内において前記発光部の上下に配設され前記複数のフィラメントを前記ガラスバルブのバルブ軸と並行になるよう並列状に固定する上下の支持部材と、を備え、
前記ガラスバルブにおける排気チップが設けられた頂部側に、前記排気チップと前記上側の支持部材の像若しくは虚像が照射面に投影されることを防止する上側の遮光手段が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ガラスバルブにおける前記口金部への固定側となる封止部側に、少なくとも、前記下側の支持部材の像若しくは虚像が照射面に投影されることを防止する下側の遮光手段が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、遮光手段とは、ガラスバルブの頂部側、封止部側における周壁、排気チップ、封止部の外表面又は内表面に遮光膜を形成したり、これら部位に遮光処理を施したり、これらを遮光性と耐熱性を有する材料で形成するなどにより構成され、複数のフィラメントからなる発光部からの発光により、排気チップ、上下の支持部材、封止部、ガラスバルブ周壁などの像若しくは虚像が、照射面に投影されることを防止するものである。
遮光膜は、例えば、酸化コバルト、酸化ニッケルなどの黒色系被膜からなる可視光吸収膜、若しくは、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの微粒子被膜からなる可視光反射膜により形成することができる。また、遮光性と所望の耐熱性を有するセラミックや金属などの材料を用いて、前記した部位に遮光処理を施したり、前記した部位をこれら材料で形成することができる。
【００１３】
また本発明は、前記遮光手段が、下記式を満たすよう形成されていることを特徴とする（図１、図２など参照）。
【００１４】
〔上側の遮光手段に係る条件式〕
【数１】
【００１５】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトＡにおけるレンズ３００の直径（レンズ径）
ｂ：ハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから上側のステムガラス６ａ（支持部材）の下端までの距離
ｃ：レンズ３００の焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブ１００の外径
ｅ：上側のステムガラス６ａ（支持部材）の下端から上側の遮光膜１１（遮光手段）の下縁１１ａまでの距離
ｆ：スポットライトＡにおけるレンズ３００のバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ（θ２）：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）の光源側の面から発光部９までの距離
ｉ：発光部９の高さ
ｊ：発光部９の上端から上側の遮光膜１１の下縁１１ａまでの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ｂ）に対し支持部材の像が入射しない角度
【００１６】
〔下側の遮光手段に係る条件式〕
【数２】
【００１７】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトＡにおけるレンズ３００の直径（レンズ径）
ｂ’：ハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから下側のステムガラス６ｂ（支持部材）の上端までの距離
ｃ：レンズ３００の焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブ１００の外径
ｅ’：下側のステムガラス６ｂ（支持部材）の上端から下側の遮光膜１２（遮光手段）の上縁１２ａまでの距離
ｆ：スポットライトにおけるレンズ３００のバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ（θ２）：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）の光源側の面から発光部９までの距離
ｉ：発光部９の高さ
ｊ’：発光部９の下端から下側の遮光膜１２の上縁１２ａまでの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ｂ）に対し支持部材の像が入射しない角度
【００１８】
有効入射角度ｇ（θ２）は、フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ３００ａに対して有効に光が利用される範囲（レンズ３００に入射する発光範囲）である。
【００１９】
角度θ１は、スポットフォーカスポジションにおけるレンズ３００ｂに対しステムガラス６ａ，６ｂの像が入射しない角度（遮光角度）である。
【００２０】
ｃを前述の範囲に設定した理由は以下の通りである。
発光部９がレンズ３００の焦点に位置した場合、像が形成される。さらに焦点が短くなる方向へ移動することにより虚像が形成される。ハレーションの原因となる部品（排気チップ４、上側のステムガラス６ａ、下側のステムガラス６ｂ、封止部３など）の虚像が照射面に確認できる範囲が、レンズ３００の焦点距離ｆから短くなる方向に１０％まで、発光部９が移動した範囲である。よって、ｃを焦点距離ｆ×０．９の範囲に設定した。
尚、この範囲ｃは、レンズの焦点距離やステムガラスの位置に影響されず、一定の数値になることを確認済みである。
【００２１】
以上の条件を満たすことで、図２に示すように、複数のフィラメント５で構成された発光部９からの発光が、遮光角度θ１より外側にはみ出ることがない範囲で、且つ有効入射角度ｇ（θ２）を遮ることのない遮光領域の最適化を図って、光量の利用効率の低下も防止することができる。
遮光領域を形成するための遮光手段は、前記したように、ガラスバルブの頂部側，封止部側、封止部、排気チップに遮光膜を形成したり、遮光処理を施すことが通常行われる。これ以外にも、遮光性と所望の耐熱性を有するセラミック素材や金属などの材料で形成した被覆部材をガラスバルブに装着したり、これら材料でガラスバルブの遮光手段となる領域を成形するなど、各種の態様が考えられる。
【００２２】
下側の遮光手段による遮光領域の範囲内に収まるように口金部を形成した場合、口金部に対する遮光がはたらき、口金部が像若しくは虚像として照射面に現われないため、より好ましい。
【００２３】
また、下側の遮光手段は、口金部を兼用するよう形成することもできる。すなわち、ガラスバルブには前記した下側の遮光手段を形成せず、口金部を、下側の遮光手段として機能するよう（ガラスバルブの封止側を覆うよう）形成するなど、各種の態様が考えられる。その場合、口金部は、遮光性と所望の耐熱性を備えたセラミック素材や金属などで形成することができる。
【００２４】
ところで、図１、図２ではスポットライトの単レンズとして平凸レンズを用いた場合を示したが、本発明はこれに限定されず、焦点距離が一定（固定）でハロゲン電球（光源）の像または虚像を利用する他の光学系レンズ、例えば、両凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、メニスカスレンズ、非球面レンズ、フレネルレンズ、ハイベックスレンズ（ファインピッチレンズ）などを用いた場合でも、上記した本発明の条件は成り立つものである。
但し、レンズ裏面を荒らして像をぼかした効果を得ようとするレンズには必ずしも好適に用いられるものではない。すなわち、本発明は、平凸レンズ用スポットライトに用いた場合に最も効果的である。
尚、一般的な単レンズスポットライトに用いられる平凸レンズとして、外径３〜１２インチのもの、フレネルレンズとして外径３〜１６インチのものをあげることができる。
【００２５】
次に、ガラスバルブの形状および発光部との関係を、バルブ周壁が像若しくは虚像として投影されない最適な条件に設定した点について説明する。
【００２６】
スポットライト用のハロゲン電球において、ガラスバルブは、円筒形状（Ｔ型）、グローブチューブ形状（ＧＳＴ型）、楕円形状など、各種形状のものが存在するが、本発明においては、円筒形状のガラスバルブとすることが好ましい。
さらに、円筒形状のガラスバルブの周壁と、発光部の側端に位置するフィラメントとの離間寸法ｇを、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲とすることが好ましい。ここで、離間寸法ｇとは、発光部の側端に位置するフィラメントと、ガラスバルブ周壁における該フィラメントに最も近接する箇所との離間寸法を言う。
【００２７】
ガラスバルブをグローブチューブ形状、楕円形状などにした場合、必然的にフィラメントとバルブ周壁との離間寸法ｇが大きくなり、フィラメントがバルブ周壁に映り込み照射面に不要な像若しくは虚像として投影され、ハレーションが生じる。
また、ガラスバルブの周壁と、発光部の側端に位置するフィラメントとの離間寸法ｇが６ｍｍを超える場合、バルブ周壁の像若しくは虚像が照射面に投影され、ハレーションとなる。
【００２８】
これに対し、前記離間寸法ｇが６ｍｍ以下である場合、バルブ周壁の像若しくは虚像が照射面に投影されず、ハレーションが低減される。
【００２９】
このような現象に関する実測結果について以下説明する。図４、図５はハロゲン電球を用いたスポットライトで照射面に投影された像における、明暗の境界線の結像特性（ｅｄｇｅ ｓｐｒｅａｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に係る像強度分布を示すグラフであって、図３に示すように、ガラスバルブが円筒形状であるハロゲン電球の（Ｘ）−（Ｘ）線断面における線像強度分布を積分（集計）したものである。
【００３０】
図４は、前記離間寸法ｇが６ｍｍ以下の場合の像強度分布である。フィラメントの像強度分布ｋとバルブ周壁の像強度分布ｍが、積分した値ｎの連続するカーブになっている。すなわち明暗の境界線がなくなっていることが分かる。
一方、図５は、前記離間寸法ｇが６ｍｍを超える場合の像強度分布である。この場合、フィラメントとバルブ周壁の離間寸法が、図４の場合より大きいことにより、積分値ｎがもうひとつの山を形成している。これは、発光部を形成するフィラメントの像のほかに、ガラスバルブの像が別に照射面に投影され、ハレーションとして視認されることを示す。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は以上説明したように構成したので、光量の利用効率が低下することなく、好適な遮光領域を形成し得るハロゲン電球として提供することができ、スポットライト、特に単レンズスポットライトに具備することにより、焦点および焦点近傍に位置したときにおいて、フィラメント（発光部）による所望の像または虚像のみが照射面に投影されるので、高いハレーションレス効果が達成できるなど、多くの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るハロゲン電球を内装したスポットライトの一例を示す。このスポットライトＡは、灯体１０内に、光源としてのハロゲン電球１００、反射板（リフレクタ）２００、単レンズとしての平凸レンズ３００を配設すると共に、反射板２００と共にハロゲン電球１００を光軸Ｌに沿って前後摺動させる位置調整機構４００を備えた一般的な構成のもので、位置調整機構４００の操作により、ハロゲン電球１００を、フラッドフォーカスポジション（図中１００ａの位置）からスポットフォーカスポジション（図中１００ｂの位置）まで任意に移動させ、照射面に照射される投光を、狭い範囲の投光（スポット光）から広い範囲の投光（フラッド光）まで、任意に調整できるようになっている。
図２に、本例のハロゲン電球１００を拡大して示すと共に、フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ３００ａ、スポットフォーカスポジションにおけるレンズ３００ｂとの関係を示す。
【００３３】
本例におけるハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２が円筒形状であること、該ガラスバルブ２の頂部側，封止部側に遮光膜１１，１２を備えたこと、口金部１の形状を後述のごとく変更すること以外は、図７で説明した一般的なハロゲン電球と基本的構成を同様とする。よって、図中に前記と同一の符号を付すなどして重複する説明を省略し、特徴点のみ、図１及び図２などを参照しながら以下に述べる。
【００３４】
すなわち、本例のハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２における排気チップ４が設けられた頂部側に上側の遮光膜１１が形成されており、この遮光膜１１は、下記式１乃至式５の条件を満たすように形成されている。
【００３５】
【数３】
【００３６】
該式１乃至式５中において、ａはスポットライトＡにおけるレンズ３００の直径（レンズ径）、ｂはハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから上側のステムガラス６ａの下端までの距離、ｃはレンズ３００の焦点距離ｆ×０．９の範囲、ｄはガラスバルブ１００の外径、ｅは上側のステムガラス６ａの下端から上側の遮光膜１１の下縁１１ａまでの距離、ｆはスポットライトＡにおけるレンズ３００のバックフォーカス（ｆｂ）、ｇ（θ２）はフラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（図中に仮想線３００ａで示す）に対する有効入射角度、ｈはフラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）の光源側の面から発光部までの距離、ｉは発光部９の高さ、ｊは発光部９の上端から上側の遮光膜１１の下縁１１ａまでの距離、θ１はスポットフォーカスポジションにおけるレンズ（図中に実線３００ｂで示す）に対してステムガラス６ａ，６ｂの像が入射しない角度（遮光角度）を表す。
【００３７】
上側の遮光膜１１をこのような条件で形成することで、光量の利用効率の低下を招くことなく、排気チップ４、上側のステムガラス６ａの、像若しくは虚像が照射面に投影されること（ハレーション）を可及的に防止することができる。
【００３８】
また、本例のハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２における口金部１への固定側となる封止部側に下側の遮光膜１２が形成されており、この遮光膜１２は、下記式６乃至式１０の条件を満たすように形成されている。
【００３９】
【数４】
【００４０】
該式６乃至１０中において、ｂ’はハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから下側のステムガラス６ｂの上端までの距離、ｅ’は下側のステムガラス６ｂの上端から下側の遮光膜１２の上縁１２ａまでの距離、ｊ’は発光部９の下端から下側の遮光膜１２の上縁１２ａまでの距離をそれぞれ表し、それ以外は前記式１乃至式５と同一である。
【００４１】
下側の遮光膜１２をこのような条件で形成することで、光量の利用効率の低下を招くことなく、少なくとも、下側のステムガラス６ｂの、像若しくは虚像が照射面に投影されること（ハレーション）を可及的に防止することができる。
【００４２】
図示のように、下側の遮光膜１２による遮光領域の範囲内に収まる形状に口金部１を形成することで、発光部９（フィラメント５）からの光が遮光膜１２により遮られ、口金部１での乱反射を防いで、口金部１に係るハレーションを防止することができる。
【００４３】
また、本例のハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２の周壁２ａと、発光部９の側端に位置するフィラメント５’との離間寸法ｇを、６ｍｍ以下としている。離間寸法ｇは、発光部９の側端に位置するフィラメント５’と、ガラスバルブ周壁２ａにおける該フィラメント５’に最も近接する箇所との間の寸法である。
このように、円筒形状（直管形状）のガラスバルブにおいて、前記離間寸法ｇが６ｍｍ以下である場合、前述した理由から、バルブ周壁２ａの像若しくは虚像が照射面に投影されず、ハレーションが低減される。
【００４４】
以下、口金部１について説明する。本例において口金部１は、遮光性と耐熱性を備えたセラミック素材又は金属からなり、その形状は前述したように、下側の遮光膜１２による遮光領域の範囲内に収まるよう、ガラスバルブ２とは別体に形成されている。この口金部１の上面に、円筒形状のガラスバルブ２の下端を板状に成形した封止部３が固定されている。封止部３は、ガラスバルブ２の遮光膜１１，１２と同一材料（例えば、遮光性、耐熱性を有する材料からなる塗料など）からなる遮光膜で表面全域を覆われていて、これにより、封止部３の像若しくは虚像が照射面に投影されずハレーションが低減されるようになっている。
【００４５】
図６に口金部を変更した例を示す。この例では、前述した上側の遮光膜１１のみを備えた円筒形状のガラスバルブ２の封止部側に、該封止部側が入り込む凹部１ａを備えた口金部１’を設け、前述した下側のステムガラス６ｂと封止部３をこの口金部１’で覆っている。この口金部１’は、前述したセラミック素材や金属などで形成され、発光部９（フィラメント５）に近接する上端面１３に、低反射のための着色を施し、且つ、その上縁部分を上方に延長させたもので、該延長部分１４を、前記式６乃至式１０の条件を満たすよう形成することで、前述した下側の遮光膜１２の機能を果たしている。
【００４６】
以下、本発明に係るハロゲン電球のハレーション防止効果を確認した試験結果について説明する。
図１〜図３で説明したハロゲン電球において、上側の遮光膜１１、下側の遮光膜１２、ガラスバルブ２の形状、ガラスバルブ２の周壁２ａと発光部９の側端に位置するフィラメント５’との離間寸法ｇの各条件を以下のように設定した試験品１〜７を用いた。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表中記載の各条件は、上側又は下側の遮光膜１１，１２の有無、これら遮光膜が有る場合であって本発明で規定する条件を満たしている場合（最適条件内），満たしていない場合（最適条件外）、ガラスバルブの形状（円筒形状又は球形状）、前記離間寸法ｇが６ｍｍを超える場合（最適範囲外），６ｍｍ以下の場合（最適範囲内）である。
【００４９】
これら試験品を、図１に示すような、同一の単レンズスポットライトに装着し、同一の投射条件により、照射面に対するハレーションの有無を目視により確認した。結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】
次に、本発明に係るハロゲン電球の光量の利用効率の低下防止効果を確認した試験結果について説明する。
図１〜図３で説明したハロゲン電球として、前述した試験品Ｎｏ．７を用い、発光部９から１００００ルーメン（ｌｍ）の光束が出たときの、スポットフォーカスポジションおけるレンズ３００ａに入射する光束量（ｌｍ）を測定したところ、１６５６（ｌｍ）であることが確認できた。同様に、フラッドフォーカスポジションおけるレンズ３００ｂに入射する光束量（ｌｍ）を測定したところ、４５２１（ｌｍ）であることが確認できた。
これに対し、前述した試験品Ｎｏ．７において上側の遮光膜と下側の遮光膜のない物を用いて同様の試験を行ったところ、スポットフォーカスポジションおけるレンズ３００ａに入射する光束量（ｌｍ）は１６５６（ｌｍ）であり、フラッドフォーカスポジションおけるレンズ３００ｂに入射する光束量（ｌｍ）は４５２３（ｌｍ）であり、光量の利用効率がほぼ同じであることが確認できた。
【００５２】
以上の結果から、本発明に係るハロゲン電球の前述した優位性を確認することができた。
以上、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態の一例を示すスポットライトの簡略断面図。
【図２】ガラスバルブに形成した遮光手段の形成条件を示す簡略側面図。
【図３】ガラスバルブとフィラメントの位置関係を示す簡略斜視図。
【図４】図３に係るガラスバルブ周壁とフィラメントの離間寸法ｇが６ｍｍ以下で、このガラスバルブによるハロゲン電球を用いたスポットライトで照射面に投影された像における、明暗の境界線の像強度分布を示し、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線断面における線像強度分布を積分したグラフ。
【図５】図３に係るガラスバルブ周壁とフィラメントの離間寸法ｇが６ｍｍを越え、このガラスバルブによるハロゲン電球を用いたスポットライトで照射面に投影された像における、明暗の境界線の像強度分布を示し、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線断面における線像強度分布を積分したグラフ。
【図６】本発明の実施形態の他例を示すハロゲン電球の簡略斜視図。
【図７】一般的なハロゲン電球を示す正面図。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ：スポットライト
１００：ハロゲン電球
１：口金部
２：ガラスバルブ
３：封止部
４：排気チップ
５：フィラメント
６ａ，６ｂ：ステムガラス（支持部材）
７ａ，７ｂ：内部端子
８ａ，８ｂ：外部端子
９：発光部
１０：灯体
１１，１２：遮光膜（遮光手段）
２００：リフレクタ（反射板）
３００：レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劇場舞台やＴＶスタジオなどの演出空間において演出照明を行う際に使用されるハロゲン電球に関し、詳しくは、前記演出照明を行うためのスポットライト用のハロゲン電球とそのスポットライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
劇場舞台やＴＶスタジオなどの演出空間において演出照明を行う場合、灯体内に光源、反射板、レンズを配設してなるスポットライトが用いられる。この種スポットライトの光源には、通常、例えば特許文献１（特開２００１−１５５６９１号）、特許文献２（特開２００５−２５１４１８号）に開示されるような、片口金型のハロゲン電球が用いられる。
【０００３】
一般的な片口金型のハロゲン電球の一例を図７に示す。このハロゲン電球１００’は、口金部１の上にガラスバルブ２を備え、ガラスバルブ２は口金部１に対し封止部３で固定して内部を遮蔽されると共に、頂部に排気チップ４を有している。排気チップ４は、ガラスバルブ２にフィラメント５を封装後、ガラスバルブ２の先端に予め形成した排気管（不図示）を経由してガラスバルブ２の内部を排気してから、ハロゲンと不活性ガスを封入して、排気管を封止切ることにより形成される。
ガラスバルブ２の内部には、発光部９を構成する複数本のフィラメント５を、バルブ軸２’と並行な適宜位置に保持するため、上下のステムガラス（支持部材）６ａ，６ｂ、左右の内部端子７ａ，７ｂが配設され、各内部端子７ａ，７bは、口金部１を通って外部端子８ａ，８ｂに電気的に接続されている。
【０００４】
処で、このような構成のハロゲン電球１００’を、単レンズスポットライト、特に平凸レンズスポットライトに用いた場合、該ハロゲン電球１００’が、レンズの焦点近傍に位置したとき、若しくは、レンズの焦点距離ｆから短くなる方向に対し約１０％の範囲（焦点距離ｆ×０．９）内に位置したときに、発光部９となる複数のフィラメント５が放つ光、或いは、ガラスバルブ２、封止部３、排気チップ４、ステムガラス６ａ，６ｂなどによる乱反射などの影響により、ガラスバルブ２の周壁２ａ、排気チップ４、ステムガラス６ａ，６ｂなどが、不所望な像若しくは虚像として照射面に投影されてしまう。尚、内部端子７ａ，７ｂは、フィラメント５からの照射方向に直交する位置にあるため、反射光として照射されず、不所望な像などとして現われないことは確認済みである。
【０００５】
前記したような不所望な像若しくは虚像が照射面に投影される現象をハレーションと言い、このハレーションを目立たないようにするために、例えば、ガラスバルブに部分的に遮光膜を設けたり、ガラスバルブの形状を工夫するなどしたハロゲン電球も提案されているが、単レンズスポットライトにおいては、必ずしも満足な結果を得られていない。
【０００６】
すなわち、舞台照明などに用いられる単レンズスポットライトは、灯体内に光源（ハロゲン電球）、反射板、単レンズを配設して構成され、光源を単レンズの焦点付近より内側に設置すると共にその位置を任意に調節することにより投光の集光度を変えるようになっており、光源及び反射板を、単レンズから遠ざける（単レンズの焦点に近づける又は一致させる）と狭い範囲の投光（スポット光）が得られ、近づける（単レンズの焦点から離れる方向に移動させる）と広い範囲の投光（フラッド光）を得ることができる。光源と単レンズの相対的位置関係において、最も狭い範囲の投光が得られる状態をスポットフォーカスポジション、最も広い範囲の投光が得られる状態をフラッドフォーカスポジションと言う。
このように、単レンズスポットライトにおいては、レンズに対する光源の位置が一定ではなく設定条件が変化するので、ガラスバルブに部分的に遮光膜を設けたり、ガラスバルブの形状を工夫するなどしても、前記したように、光源がレンズの焦点近傍に位置したときにステムガラスや排気チップ、ガラスバルブなどの像が投影されてしまい、レンズの焦点距離から短くなる方向に対し一定の範囲内に位置したときに前記像が虚像となって投影され、これら像や虚像がハレーションとして認識されてしまう。
【０００７】
また、ガラスバルブに部分的に遮光膜を設けると、フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ径に対する有効入射角度が小さくなり、光源（発光部）からの光量の利用効率が低減する虞れがある。よって、従来においては、スポットライトにおける光量の利用効率を第一に考え、ハレーション防止は光量の利用効率が低減しない範囲に限っており、前記したように、光源がレンズの焦点近傍に位置したときや、レンズの焦点距離から短くなる方向に対し一定の範囲内に位置したときに、ハレーションが発生するという問題が生じていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５５６９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような従来事情に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、スポットライトによる演出照明を行う際に、ガラスバルブやステムガラスなどの不所望な像などが照射面に投影される虞れを低減して、ハレーションをできる限り防止することができ、光量の利用効率の低下も防止し得る新規なハロゲン電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するために、本発明者等は鋭意研究を重ね、ガラスバルブに対し遮光膜を形成する範囲や、ガラスバルブの形状、フィラメントとの位置関係などを最適化することで、演出空間における照射面に対しハレーションを可能な限り低減し、且つ、光量の利用効率の低下も防止することができる新規なスポットライト用ハロゲン電球を提供し得ることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、演出照明に用いられるハロゲン電球であり、特に、単レンズスポットライトの灯体内に装着され、レンズに対する位置調整により、投光の集光度を変化させて演出照明を行うために用いられるハロゲン電球であって、
少なくとも、外部端子を有する口金部と、該口金部に固定された密閉状のガラスバルブと、前記ガラスバルブ内に封入された複数のフィラメントからなる発光部と、前記ガラスバルブ内において前記発光部の上下に配設され前記複数のフィラメントを前記ガラスバルブのバルブ軸と並行になるよう並列状に固定する上下の支持部材と、を備え、
前記ガラスバルブにおける排気チップが設けられた頂部側に、前記排気チップと前記上側の支持部材の像若しくは虚像が照射面に投影されることを防止する上側の遮光手段が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ガラスバルブにおける前記口金部への固定側となる封止部側に、少なくとも、前記下側の支持部材の像若しくは虚像が照射面に投影されることを防止する下側の遮光手段が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、遮光手段とは、ガラスバルブの頂部側、封止部側における周壁、排気チップ、封止部の外表面又は内表面に遮光膜を形成したり、これら部位に遮光処理を施したり、これらを遮光性と耐熱性を有する材料で形成するなどにより構成され、複数のフィラメントからなる発光部からの発光により、排気チップ、上下の支持部材、封止部、ガラスバルブ周壁などの像若しくは虚像が、照射面に投影されることを防止するものである。
遮光膜は、例えば、酸化コバルト、酸化ニッケルなどの黒色系被膜からなる可視光吸収膜、若しくは、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの微粒子被膜からなる可視光反射膜により形成することができる。また、遮光性と所望の耐熱性を有するセラミックや金属などの材料を用いて、前記した部位に遮光処理を施したり、前記した部位をこれら材料で形成することができる。
【００１３】
また本発明は、前記遮光手段が、下記式を満たすよう形成されていることを特徴とする（図１、図２など参照）。
【００１４】
〔上側の遮光手段に係る条件式〕
【数１】
【００１５】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトＡにおけるレンズ３００の直径（レンズ径）
ｂ：ハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから上側のステムガラス６ａ（支持部材）の下端までの距離
ｃ：レンズ３００の焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブ１００の外径
ｅ：上側のステムガラス６ａ（支持部材）の下端から上側の遮光膜１１（遮光手段）の下縁１１ａまでの距離
ｆ：スポットライトＡにおけるレンズ３００のバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ（θ２）：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）の光源側の面から発光部９までの距離
ｉ：発光部９の高さ
ｊ：発光部９の上端から上側の遮光膜１１の下縁１１ａまでの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ｂ）に対し支持部材の像が入射しない角度
【００１６】
〔下側の遮光手段に係る条件式〕
【数２】
【００１７】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトＡにおけるレンズ３００の直径（レンズ径）
ｂ’：ハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから下側のステムガラス６ｂ（支持部材）の上端までの距離
ｃ：レンズ３００の焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブ１００の外径
ｅ’：下側のステムガラス６ｂ（支持部材）の上端から下側の遮光膜１２（遮光手段）の上縁１２ａまでの距離
ｆ：スポットライトにおけるレンズ３００のバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ（θ２）：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）の光源側の面から発光部９までの距離
ｉ：発光部９の高さ
ｊ’：発光部９の下端から下側の遮光膜１２の上縁１２ａまでの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ｂ）に対し支持部材の像が入射しない角度
【００１８】
有効入射角度ｇ（θ２）は、フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ３００ａに対して有効に光が利用される範囲（レンズ３００に入射する発光範囲）である。
【００１９】
角度θ１は、スポットフォーカスポジションにおけるレンズ３００ｂに対しステムガラス６ａ，６ｂの像が入射しない角度（遮光角度）である。
【００２０】
ｃを前述の範囲に設定した理由は以下の通りである。
発光部９がレンズ３００の焦点に位置した場合、像が形成される。さらに焦点が短くなる方向へ移動することにより虚像が形成される。ハレーションの原因となる部品（排気チップ４、上側のステムガラス６ａ、下側のステムガラス６ｂ、封止部３など）の虚像が照射面に確認できる範囲が、レンズ３００の焦点距離ｆから短くなる方向に１０％まで、発光部９が移動した範囲である。よって、ｃを焦点距離ｆ×０．９の範囲に設定した。
尚、この範囲ｃは、レンズの焦点距離やステムガラスの位置に影響されず、一定の数値になることを確認済みである。
【００２１】
以上の条件を満たすことで、図２に示すように、複数のフィラメント５で構成された発光部９からの発光が、遮光角度θ１より外側にはみ出ることがない範囲で、且つ有効入射角度ｇ（θ２）を遮ることのない遮光領域の最適化を図って、光量の利用効率の低下も防止することができる。
遮光領域を形成するための遮光手段は、前記したように、ガラスバルブの頂部側，封止部側、封止部、排気チップに遮光膜を形成したり、遮光処理を施すことが通常行われる。これ以外にも、遮光性と所望の耐熱性を有するセラミック素材や金属などの材料で形成した被覆部材をガラスバルブに装着したり、これら材料でガラスバルブの遮光手段となる領域を成形するなど、各種の態様が考えられる。
【００２２】
下側の遮光手段による遮光領域の範囲内に収まるように口金部を形成した場合、口金部に対する遮光がはたらき、口金部が像若しくは虚像として照射面に現われないため、より好ましい。
【００２３】
また、下側の遮光手段は、口金部を兼用するよう形成することもできる。すなわち、ガラスバルブには前記した下側の遮光手段を形成せず、口金部を、下側の遮光手段として機能するよう（ガラスバルブの封止側を覆うよう）形成するなど、各種の態様が考えられる。その場合、口金部は、遮光性と所望の耐熱性を備えたセラミック素材や金属などで形成することができる。
【００２４】
ところで、図１、図２ではスポットライトの単レンズとして平凸レンズを用いた場合を示したが、本発明はこれに限定されず、焦点距離が一定（固定）でハロゲン電球（光源）の像または虚像を利用する他の光学系レンズ、例えば、両凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、メニスカスレンズ、非球面レンズ、フレネルレンズ、ハイベックスレンズ（ファインピッチレンズ）などを用いた場合でも、上記した本発明の条件は成り立つものである。
但し、レンズ裏面を荒らして像をぼかした効果を得ようとするレンズには必ずしも好適に用いられるものではない。すなわち、本発明は、平凸レンズ用スポットライトに用いた場合に最も効果的である。
尚、一般的な単レンズスポットライトに用いられる平凸レンズとして、外径３〜１２インチのもの、フレネルレンズとして外径３〜１６インチのものをあげることができる。
【００２５】
次に、ガラスバルブの形状および発光部との関係を、バルブ周壁が像若しくは虚像として投影されない最適な条件に設定した点について説明する。
【００２６】
スポットライト用のハロゲン電球において、ガラスバルブは、円筒形状（Ｔ型）、グローブチューブ形状（ＧＳＴ型）、楕円形状など、各種形状のものが存在するが、本発明においては、円筒形状のガラスバルブとすることが好ましい。
さらに、円筒形状のガラスバルブの周壁と、発光部の側端に位置するフィラメントとの離間寸法ｇを、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲とすることが好ましい。ここで、離間寸法ｇとは、発光部の側端に位置するフィラメントと、ガラスバルブ周壁における該フィラメントに最も近接する箇所との離間寸法を言う。
【００２７】
ガラスバルブをグローブチューブ形状、楕円形状などにした場合、必然的にフィラメントとバルブ周壁との離間寸法ｇが大きくなり、フィラメントがバルブ周壁に映り込み照射面に不要な像若しくは虚像として投影され、ハレーションが生じる。
また、ガラスバルブの周壁と、発光部の側端に位置するフィラメントとの離間寸法ｇが６ｍｍを超える場合、バルブ周壁の像若しくは虚像が照射面に投影され、ハレーションとなる。
【００２８】
これに対し、前記離間寸法ｇが６ｍｍ以下である場合、バルブ周壁の像若しくは虚像が照射面に投影されず、ハレーションが低減される。
【００２９】
このような現象に関する実測結果について以下説明する。図４、図５はハロゲン電球を用いたスポットライトで照射面に投影された像における、明暗の境界線の結像特性（ｅｄｇｅ ｓｐｒｅａｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に係る像強度分布を示すグラフであって、図３に示すように、ガラスバルブが円筒形状であるハロゲン電球の（Ｘ）−（Ｘ）線断面における線像強度分布を積分（集計）したものである。
【００３０】
図４は、前記離間寸法ｇが６ｍｍ以下の場合の像強度分布である。フィラメントの像強度分布ｋとバルブ周壁の像強度分布ｍが、積分した値ｎの連続するカーブになっている。すなわち明暗の境界線がなくなっていることが分かる。
一方、図５は、前記離間寸法ｇが６ｍｍを超える場合の像強度分布である。この場合、フィラメントとバルブ周壁の離間寸法が、図４の場合より大きいことにより、積分値ｎがもうひとつの山を形成している。これは、発光部を形成するフィラメントの像のほかに、ガラスバルブの像が別に照射面に投影され、ハレーションとして視認されることを示す。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は以上説明したように構成したので、光量の利用効率が低下することなく、好適な遮光領域を形成し得るハロゲン電球として提供することができ、スポットライト、特に単レンズスポットライトに具備することにより、焦点および焦点近傍に位置したときにおいて、フィラメント（発光部）による所望の像または虚像のみが照射面に投影されるので、高いハレーションレス効果が達成できるなど、多くの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るハロゲン電球を内装したスポットライトの一例を示す。このスポットライトＡは、灯体１０内に、光源としてのハロゲン電球１００、反射板（リフレクタ）２００、単レンズとしての平凸レンズ３００を配設すると共に、反射板２００と共にハロゲン電球１００を光軸Ｌに沿って前後摺動させる位置調整機構４００を備えた一般的な構成のもので、位置調整機構４００の操作により、ハロゲン電球１００を、フラッドフォーカスポジション（図中１００ａの位置）からスポットフォーカスポジション（図中１００ｂの位置）まで任意に移動させ、照射面に照射される投光を、狭い範囲の投光（スポット光）から広い範囲の投光（フラッド光）まで、任意に調整できるようになっている。
図２に、本例のハロゲン電球１００を拡大して示すと共に、フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ３００ａ、スポットフォーカスポジションにおけるレンズ３００ｂとの関係を示す。
【００３３】
本例におけるハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２が円筒形状であること、該ガラスバルブ２の頂部側，封止部側に遮光膜１１，１２を備えたこと、口金部１の形状を後述のごとく変更すること以外は、図７で説明した一般的なハロゲン電球と基本的構成を同様とする。よって、図中に前記と同一の符号を付すなどして重複する説明を省略し、特徴点のみ、図１及び図２などを参照しながら以下に述べる。
【００３４】
すなわち、本例のハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２における排気チップ４が設けられた頂部側に上側の遮光膜１１が形成されており、この遮光膜１１は、下記式１乃至式５の条件を満たすように形成されている。
【００３５】
【数３】
【００３６】
該式１乃至式５中において、ａはスポットライトＡにおけるレンズ３００の直径（レンズ径）、ｂはハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから上側のステムガラス６ａの下端までの距離、ｃはレンズ３００の焦点距離ｆ×０．９の範囲、ｄはガラスバルブ１００の外径、ｅは上側のステムガラス６ａの下端から上側の遮光膜１１の下縁１１ａまでの距離、ｆはスポットライトＡにおけるレンズ３００のバックフォーカス（ｆｂ）、ｇ（θ２）はフラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（図中に仮想線３００ａで示す）に対する有効入射角度、ｈはフラッドフォーカスポジションにおけるレンズ（３００ａ）の光源側の面から発光部までの距離、ｉは発光部９の高さ、ｊは発光部９の上端から上側の遮光膜１１の下縁１１ａまでの距離、θ１はスポットフォーカスポジションにおけるレンズ（図中に実線３００ｂで示す）に対してステムガラス６ａ，６ｂの像が入射しない角度（遮光角度）を表す。
【００３７】
上側の遮光膜１１をこのような条件で形成することで、光量の利用効率の低下を招くことなく、排気チップ４、上側のステムガラス６ａの、像若しくは虚像が照射面に投影されること（ハレーション）を可及的に防止することができる。
【００３８】
また、本例のハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２における口金部１への固定側となる封止部側に下側の遮光膜１２が形成されており、この遮光膜１２は、下記式６乃至式１０の条件を満たすように形成されている。
【００３９】
【数４】
【００４０】
該式６乃至１０中において、ｂ’はハロゲン電球１００における発光部９の中心ｐから下側のステムガラス６ｂの上端までの距離、ｅ’は下側のステムガラス６ｂの上端から下側の遮光膜１２の上縁１２ａまでの距離、ｊ’は発光部９の下端から下側の遮光膜１２の上縁１２ａまでの距離をそれぞれ表し、それ以外は前記式１乃至式５と同一である。
【００４１】
下側の遮光膜１２をこのような条件で形成することで、光量の利用効率の低下を招くことなく、少なくとも、下側のステムガラス６ｂの、像若しくは虚像が照射面に投影されること（ハレーション）を可及的に防止することができる。
【００４２】
図示のように、下側の遮光膜１２による遮光領域の範囲内に収まる形状に口金部１を形成することで、発光部９（フィラメント５）からの光が遮光膜１２により遮られ、口金部１での乱反射を防いで、口金部１に係るハレーションを防止することができる。
【００４３】
また、本例のハロゲン電球１００は、ガラスバルブ２の周壁２ａと、発光部９の側端に位置するフィラメント５’との離間寸法ｇを、６ｍｍ以下としている。離間寸法ｇは、発光部９の側端に位置するフィラメント５’と、ガラスバルブ周壁２ａにおける該フィラメント５’に最も近接する箇所との間の寸法である。
このように、円筒形状（直管形状）のガラスバルブにおいて、前記離間寸法ｇが６ｍｍ以下である場合、前述した理由から、バルブ周壁２ａの像若しくは虚像が照射面に投影されず、ハレーションが低減される。
【００４４】
以下、口金部１について説明する。本例において口金部１は、遮光性と耐熱性を備えたセラミック素材又は金属からなり、その形状は前述したように、下側の遮光膜１２による遮光領域の範囲内に収まるよう、ガラスバルブ２とは別体に形成されている。この口金部１の上面に、円筒形状のガラスバルブ２の下端を板状に成形した封止部３が固定されている。封止部３は、ガラスバルブ２の遮光膜１１，１２と同一材料（例えば、遮光性、耐熱性を有する材料からなる塗料など）からなる遮光膜で表面全域を覆われていて、これにより、封止部３の像若しくは虚像が照射面に投影されずハレーションが低減されるようになっている。
【００４５】
図６に口金部を変更した例を示す。この例では、前述した上側の遮光膜１１のみを備えた円筒形状のガラスバルブ２の封止部側に、該封止部側が入り込む凹部１ａを備えた口金部１’を設け、前述した下側のステムガラス６ｂと封止部３をこの口金部１’で覆っている。この口金部１’は、前述したセラミック素材や金属などで形成され、発光部９（フィラメント５）に近接する上端面１３に、低反射のための着色を施し、且つ、その上縁部分を上方に延長させたもので、該延長部分１４を、前記式６乃至式１０の条件を満たすよう形成することで、前述した下側の遮光膜１２の機能を果たしている。
【００４６】
以下、本発明に係るハロゲン電球のハレーション防止効果を確認した試験結果について説明する。
図１〜図３で説明したハロゲン電球において、上側の遮光膜１１、下側の遮光膜１２、ガラスバルブ２の形状、ガラスバルブ２の周壁２ａと発光部９の側端に位置するフィラメント５’との離間寸法ｇの各条件を以下のように設定した試験品１〜７を用いた。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表中記載の各条件は、上側又は下側の遮光膜１１，１２の有無、これら遮光膜が有る場合であって本発明で規定する条件を満たしている場合（最適条件内），満たしていない場合（最適条件外）、ガラスバルブの形状（円筒形状又は球形状）、前記離間寸法ｇが６ｍｍを超える場合（最適範囲外），６ｍｍ以下の場合（最適範囲内）である。
【００４９】
これら試験品を、図１に示すような、同一の単レンズスポットライトに装着し、同一の投射条件により、照射面に対するハレーションの有無を目視により確認した。結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】
次に、本発明に係るハロゲン電球の光量の利用効率の低下防止効果を確認した試験結果について説明する。
図１〜図３で説明したハロゲン電球として、前述した試験品Ｎｏ．７を用い、発光部９から１００００ルーメン（ｌｍ）の光束が出たときの、スポットフォーカスポジションおけるレンズ３００ａに入射する光束量（ｌｍ）を測定したところ、１６５６（ｌｍ）であることが確認できた。同様に、フラッドフォーカスポジションおけるレンズ３００ｂに入射する光束量（ｌｍ）を測定したところ、４５２１（ｌｍ）であることが確認できた。
これに対し、前述した試験品Ｎｏ．７において上側の遮光膜と下側の遮光膜のない物を用いて同様の試験を行ったところ、スポットフォーカスポジションおけるレンズ３００ａに入射する光束量（ｌｍ）は１６５６（ｌｍ）であり、フラッドフォーカスポジションおけるレンズ３００ｂに入射する光束量（ｌｍ）は４５２３（ｌｍ）であり、光量の利用効率がほぼ同じであることが確認できた。
【００５２】
以上の結果から、本発明に係るハロゲン電球の前述した優位性を確認することができた。
以上、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態の一例を示すスポットライトの簡略断面図。
【図２】ガラスバルブに形成した遮光手段の形成条件を示す簡略側面図。
【図３】ガラスバルブとフィラメントの位置関係を示す簡略斜視図。
【図４】図３に係るガラスバルブ周壁とフィラメントの離間寸法ｇが６ｍｍ以下で、このガラスバルブによるハロゲン電球を用いたスポットライトで照射面に投影された像における、明暗の境界線の像強度分布を示し、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線断面における線像強度分布を積分したグラフ。
【図５】図３に係るガラスバルブ周壁とフィラメントの離間寸法ｇが６ｍｍを越え、このガラスバルブによるハロゲン電球を用いたスポットライトで照射面に投影された像における、明暗の境界線の像強度分布を示し、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線断面における線像強度分布を積分したグラフ。
【図６】本発明の実施形態の他例を示すハロゲン電球の簡略斜視図。
【図７】一般的なハロゲン電球を示す正面図。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ：スポットライト
１００：ハロゲン電球
１：口金部
２：ガラスバルブ
３：封止部
４：排気チップ
５：フィラメント
６ａ，６ｂ：ステムガラス（支持部材）
７ａ，７ｂ：内部端子
８ａ，８ｂ：外部端子
９：発光部
１０：灯体
１１，１２：遮光膜（遮光手段）
２００：リフレクタ（反射板）
３００：レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、外部端子を有する口金部と、該口金部に固定された密閉状のガラスバルブと、前記ガラスバルブ内に封入された複数のフィラメントからなる発光部と、前記ガラスバルブ内において前記発光部の上下に配設され前記複数のフィラメントを前記ガラスバルブのバルブ軸と並行になるよう並列状に固定する上下の支持部材と、を備え、
前記ガラスバルブにおける排気チップが設けられた頂部側に、前記排気チップと前記上側の支持部材の像が照射面に投影されることを防止する上側の遮光手段が形成されたハロゲン電球であって、
前記上側の遮光手段が、下記式１乃至式５の条件を満たすよう形成されていることを特徴とするスポットライト用ハロゲン電球。
【数１】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトにおけるレンズ径
ｂ：発光部の中心から上側の支持部材の下端までの距離
ｃ：スポットライトにおけるレンズの焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブの外径
ｅ：上側の支持部材の下端から上側の遮光手段の下縁までの距離
ｆ：スポットライトにおけるレンズのバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズの光源側の面から発光部までの距離
ｉ：発光部の高さ
ｊ：発光部の上端から上側の遮光手段の下縁までの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズに対し支持部材の像が入射しない角度
【請求項２】
前記ガラスバルブにおける前記口金部への固定側となる封止部側に、少なくとも、前記下側の支持部材の像が照射面に投影されることを防止する下側の遮光手段がさらに形成されているハロゲン電球であって、
前記下側の遮光手段が、下記式６乃至式１０の条件を満たすよう形成されていることを特徴とする請求項１記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【数２】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトにおけるレンズ径
ｂ’：発光部の中心から下側の支持部材の上端までの距離
ｃ：スポットライトにおけるレンズの焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブの外径
ｅ’：下側の支持部材の上端から下側の遮光手段の上縁までの距離
ｆ：スポットライトにおけるレンズのバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズの光源側の面から発光部までの距離
ｉ：発光部の高さ
ｊ’：発光部の下端から下側の遮光手段の上縁までの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズに対し支持部材の像が入射しない角度
【請求項３】
前記ガラスバルブが円筒形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【請求項４】
前記発光部の側端に位置するフィラメントと、前記ガラスバルブの周壁における該フィラメントに最も近接する箇所との離間寸法（ｇ）を、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項３に記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【請求項５】
単レンズスポットライトの灯体内に装着され、単レンズに対する位置調整により、投光の集光度を、フラッドフォーカスポジションからスポットフォーカスポジションの間で変化させて演出照明を行うために用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【請求項６】
灯体内に、請求項１〜５のいずれかに記載のハロゲン電球を装着してなるスポットライト。
【請求項１】
少なくとも、外部端子を有する口金部と、該口金部に固定された密閉状のガラスバルブと、前記ガラスバルブ内に封入された複数のフィラメントからなる発光部と、前記ガラスバルブ内において前記発光部の上下に配設され前記複数のフィラメントを前記ガラスバルブのバルブ軸と並行になるよう並列状に固定する上下の支持部材と、を備え、
前記ガラスバルブにおける排気チップが設けられた頂部側に、前記排気チップと前記上側の支持部材の像が照射面に投影されることを防止する上側の遮光手段が形成されたハロゲン電球であって、
前記上側の遮光手段が、下記式１乃至式５の条件を満たすよう形成されていることを特徴とするスポットライト用ハロゲン電球。
【数１】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトにおけるレンズ径
ｂ：発光部の中心から上側の支持部材の下端までの距離
ｃ：スポットライトにおけるレンズの焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブの外径
ｅ：上側の支持部材の下端から上側の遮光手段の下縁までの距離
ｆ：スポットライトにおけるレンズのバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズの光源側の面から発光部までの距離
ｉ：発光部の高さ
ｊ：発光部の上端から上側の遮光手段の下縁までの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズに対し支持部材の像が入射しない角度
【請求項２】
前記ガラスバルブにおける前記口金部への固定側となる封止部側に、少なくとも、前記下側の支持部材の像が照射面に投影されることを防止する下側の遮光手段がさらに形成されているハロゲン電球であって、
前記下側の遮光手段が、下記式６乃至式１０の条件を満たすよう形成されていることを特徴とする請求項１記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【数２】
但し、上記式中、
ａ：スポットライトにおけるレンズ径
ｂ’：発光部の中心から下側の支持部材の上端までの距離
ｃ：スポットライトにおけるレンズの焦点距離ｆ×０．９の範囲
ｄ：ガラスバルブの外径
ｅ’：下側の支持部材の上端から下側の遮光手段の上縁までの距離
ｆ：スポットライトにおけるレンズのバックフォーカス（ｆｂ）
ｇ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズ径に対する有効入射角度
ｈ：フラッドフォーカスポジションにおけるレンズの光源側の面から発光部までの距離
ｉ：発光部の高さ
ｊ’：発光部の下端から下側の遮光手段の上縁までの距離
θ１：スポットフォーカスポジションにおけるレンズに対し支持部材の像が入射しない角度
【請求項３】
前記ガラスバルブが円筒形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【請求項４】
前記発光部の側端に位置するフィラメントと、前記ガラスバルブの周壁における該フィラメントに最も近接する箇所との離間寸法（ｇ）を、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項３に記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【請求項５】
単レンズスポットライトの灯体内に装着され、単レンズに対する位置調整により、投光の集光度を、フラッドフォーカスポジションからスポットフォーカスポジションの間で変化させて演出照明を行うために用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスポットライト用ハロゲン電球。
【請求項６】
灯体内に、請求項１〜５のいずれかに記載のハロゲン電球を装着してなるスポットライト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１２３７４６（Ｐ２００８−１２３７４６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０４０３２（Ｐ２００６−３０４０３２）
【出願日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（３９００３２５７３）丸茂電機株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（３９００３２５７３）丸茂電機株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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