JP2001093480A - ハロゲン電球および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】排気チップ部またはおよび主要部のトップ部に
形成した遮光膜による可視光の吸収を低減したハロゲン
電球およびこれを用いた照明装置を提供する。 【解決手段】透光性気密容器１の中心軸上にフィラメン
ト２が位置し、内部にハロゲン及び不活性ガスを封入
し、透光性気密容器の表面に可視光の一部波長域を選択
的に透過する赤外線反射性干渉膜５を備え、排気チップ
部１ｄの表面に可視光反射膜６を形成し、可視光反射膜
６の上に遮光膜７を形成した。赤外線反射性干渉膜は透
過率が波長５５０ｎｍ以下の範囲で平均８０％以上、波
長５５０ｎｍ超の範囲で平均４０％以下に制御された構
成であると、青味が強調されて色温度が５０００Ｋのよ
うに高い白色光が得られる。排気チップ部１ｄやトップ
部に入射した可視光は可視光反射膜で反射して透光性気
密容器の主要部に戻り、赤外線反射性干渉膜を透過して
照明に利用される確率が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透光性気密用の先端
に排気チップ部を備えたハロゲン電球およびこれを用い
た照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ヘッドライトの光源には、ハロ
ゲン電球が多く用いられている。

【０００３】一般にハロゲン電球は、透光性気密容器の
先端に排気チップ部を備えている。この排気チップ部
は、透光性気密容器にフィラメントを封装後、透光性気
密容器の先端に予め溶着した排気管を経由して透光性気
密容器の内部を排気してから、ハロゲンと不活性ガスと
を封入して、排気管を封止切ることにより形成される。

【０００４】透光性気密容器の先端に排気チップ部を備
えたハロゲン電球において、透光性気密容器の表面に赤
外線反射性干渉膜を形成する場合、透光性気密容器の主
要部のトップ部および排気チップ部の全体にわたり均一
な膜厚を得ることが困難である。このため、所要の波長
範囲を透過し、または反射させることが難しくなり、光
色ずれを生じやすい。

【０００５】また、排気チップ部は、透光性気密容器の
主要部に比較すると、不連続な形状をしているから、排
気チップ部を透過する可視光が所望の配光を乱しすい。

【０００６】さらに、灯具の反射鏡からの反射光が透光
性気密容器の排気チップ部やトップ部に入射すると、こ
れらの部分で再反射して配光が乱れやすい。

【０００７】そこで、排気チップ部および主要部のトッ
プ部に遮光膜を形成している。

【０００８】一方、自動車用ヘッドライトに用いられて
いるハロゲン電球には、赤外線反射膜付きのものと、付
いていないものとがある。前者は、色温度が３３２０Ｋ
であるのに対して後者は３２５０Ｋであり、前者の方が
若干白っぽい光であるが、両者は基本的にタングステン
の白熱によるいわゆる電球色の範疇に属している。

【０００９】ところが、ヘッドライトの照明光が白色光
であると、視認性が良好であることから、透光性気密容
器の外周面に顔料からなるカラーフィルタ膜を被着し
て、発生光の色温度を３５００Ｋまで高めたハロゲン電
球も用いられている。

【００１０】また、近時瞬時再始動可能な小形の高圧メ
タルハライド放電ランプが自動車用ヘッドライトに使用
されるようになってきた。この放電ランプは、色温度が
５０００Ｋ程度の青味が強い白色光を効率よく発生する
ので視認性が良好であるとともに、発光部が小さくて点
光源に近いため、配光制御が容易であるなどの利点があ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】フィラメントから放射
された可視光が排気チップ部および主要部のトップ部に
入射すると、遮光膜に吸収されてしまうため、全光束が
最大で１０％程度低減してしまうという問題がある。

【００１２】一方、カラーフィルタ膜を被着した従来の
ハロゲン電球は、色温度が多少高くなったものの、メタ
ルハライド放電ランプに比較すると、まだ明らかに低く
てもの足りないという問題がある。

【００１３】本発明は、排気チップ部またはおよび主要
部のトップ部に形成した遮光膜による可視光の吸収を低
減したハロゲン電球およびこれを用いた照明装置を提供
することを主たる目的とする。

【００１４】また、本発明は、加えて青味が強調されて
色温度が高い白色光を発生するとともに、カラーフィル
タ膜を備えているにもかかわらず色温度が低い従来のハ
ロゲン電球と同等の全光束を得ることができるハロゲン
電球およびこれを用いた照明装置を提供することを副次
的な目的とする。

【００１５】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明のハロゲ
ン電球は、先端から中心軸方向に突出した排気チップ部
を備えた透光性気密容器と；透光性気密容器の少なくと
も主要部の表面に形成された可視光の一部波長域を選択
的に透過する赤外線反射性干渉膜と；透光性気密容器の
少なくとも排気チップ部の表面に形成された可視光反射
膜と；可視光反射膜の上側に形成された遮光膜と；透光
性気密容器のほぼ中心軸上に位置するフィラメントと；
透光性気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガ
スと；を具備していることを特徴としている。

【００１６】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１７】＜透光性気密容器について＞透光性気密容
器は、石英、硬質ガラスなどの透光性にして耐火性の材
料から形成する。

【００１８】また、ハロゲン電球は、フィラメントが直
線状をなしているのが一般的であるから、透光性気密容
器の形状は、フィラメントの周囲に位置してフィラメン
トを包囲している部分であるところの主要部がフィラメ
ントを中心にした円筒状をなしているか、回転楕円体ま
たは疑似回転楕円体の形状をなしていることを許容す
る。

【００１９】したがって、透光性気密容器の主要部は、
その部分をフィラメントの放射のうち主として照明に寄
与する放射が透過する。なお、透光性気密容器の主要部
以外の部分は、たとえば透光性気密容器の先端から突出
した排気チップ部、主要部の基端側に連接されるネック
部および封止部などである。

【００２０】さらに、透光性気密容器にフィラメントを
気密に収納するには、石英ガラスや硬質ガラスで透光性
気密容器を形成する場合は、ピンチシールを採用するこ
とができる。また、硬質ガラスの場合には、他にフレア
シール、ビードシールなどを採用することもできる。

【００２１】＜赤外線反射性干渉膜について＞赤外線反
射性干渉膜は、透光性気密容器の表面に形成される。な
お、「表面」とは、透光性気密容器の外面および内面の
いずれか一方または両方を意味する。

【００２２】また、赤外線反射性干渉膜は、透光性気密
容器の主要部の表面に形成されていればよく、その他の
部分には、形成されていてもよいし、形成されていなく
てもよい。

【００２３】さらに、赤外線反射性干渉膜は、可視光の
一部波長域選択的に透過するとともに、赤外線に対して
は反射性である。

【００２４】「可視光の一部波長域」とは、青味が強調
されて色温度が高い白色光を得る場合には、可視光のう
ち短波長側の紫、青および緑の色光の波長域が好適であ
り、また上記より色温度が低い白色光を得るには、さら
に黄またはおよび橙の色光の波長域を加えることができ
る。

【００２５】また、「赤外線反射性」とは、７８０ｎｍ
超から１５００ｎｍまでの近赤外線を平均６０％以上反
射する性質を備えていることをいう。ハロゲン電球にお
いては、主として１５００ｎｍ以下の近赤外線の放射が
主になっているからである。

【００２６】さらに、以上の光学性能を備えた干渉膜
は、既知の多層干渉膜によって構成することができる。
多層干渉膜は、所定膜厚に制御された高屈折率の薄膜と
低屈折率の薄膜とを交互に複数層形成してなるものであ
る。高屈折率の薄膜としては、たとえば酸化チタン（Ｔ
ｉＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ_２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などを用いるこ
とができる。また、低屈折率の薄膜としては、酸化珪素
（ＳｉＯ_２）、ふっ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）などを
用いることができる。製膜の方法としては、ディッピン
グ法、蒸着法、化学的膜形成法（ＣＶＤ）などを採用す
ることができる。そして、上記反射膜は、少なくとも気
密容器の主要部の大部分に形成されていればよい。

【００２７】＜可視光反射膜について＞可視光反射膜
は、遮光膜が形成される部分、すなわち少なくとも排気
チップ部の表面に形成される。遮光膜が透光性気密容器
の主要部のトップ部にも形成される場合には、当該トッ
プ部にも可視光反射膜を形成する。

【００２８】また、可視光反射膜は、透光性気密容器の
主要部の表面に形成される赤外線反射性干渉膜と同一ま
たは類似の構成の膜であってもよいが、波長選択性のな
い反射性金属膜たとえばアルミニウム蒸着膜などであっ
てもよい。

【００２９】＜遮光膜について＞遮光膜は、黒色または
茶色の耐熱性塗料を用いることができる。

【００３０】また、遮光膜は、外表面が艶消しになって
いる方が好ましい。

【００３１】さらに、遮光膜は、可視光反射膜の上に形
成されるので、可視光反射膜が排気チップ部のみに形成
される場合には、排気チップ部に形成され、可視光反射
膜がトップ部にも形成される場合には、トップ部にわた
り形成される。しかし、遮光膜は、可視光反射膜の上に
完全に重なるように形成されているだけでなく、両者は
多少ずれて形成されていてもよい。主要部のトップ部の
形状が良好で、かつ可視光の一部波長域を選択的に透過
する赤外線反射性干渉膜を均一に形成されていれば、ト
ップ部に形成しなくてもよい。

【００３２】＜フィラメントについて＞フィラメント
は、透光性気密容器のほぼ軸上に位置して配設される。

【００３３】また、フィラメントは、２重コイル形式で
あると好都合である。

【００３４】さらに、フィラメントは、タングステン線
を用いて形成するのが一般的である。 さらにまた、透
光性気密容器内におけるフィラメントの支持は、特定の
構成に制限されるものではないが、一般的に行われてい
るように、内部導入線によってフィラメントの両端を支
持することにより、行うことができる。

【００３５】しかし、耐振性を向上するために要すれ
ば、フィラメントの中間位置においてアンカーワイヤを
用いて吊持することもできる。アンカー線は、２重コイ
ルフィラメントのほぼ中央部において１重コイル部分を
抱持するもので、モリブデン、タングステンなどの耐火
性金属からなる線を用いる。

【００３６】アンカーワイヤを用いる場合、アンカーワ
イヤの基端を気密容器の頂部から突出する排気チップ部
に埋設して固定することができる。また、アンカー線の
基端は適当な絶縁部材たとえばガラスビーズなどに固定
することもできる。なお、ガラスビーズには、内部導入
線を一緒に固定することができる。

【００３７】＜ハロゲンについて＞ハロゲンは、よう
素、臭素、塩素およびふっ素のいずれか１種または複数
種を微量封入するもので、上記のハロゲンを単体または
化合物として封入する。

【００３８】また、ハロゲンを炭化水素との化合物の形
で封入することによって、製造時の取扱いを容易にする
ことができる。そして、ハロゲンサイクルによってタン
グステンの蒸発を抑制するとともに、気密容器の黒化を
防止する。

【００３９】＜不活性ガスについて＞不活性ガスとして
は、キセノン、アルゴンなどの希ガスまたは窒素などを
封入することができる。

【００４０】＜本発明の作用について＞まず、透光性気
密容器の主要部に形成する赤外線反射性干渉膜の作用に
ついて説明する。

【００４１】通常のハロゲン電球においては、フィラメ
ントが白熱することによって、一般的に８００〜１００
０ｎｍをピークとして、短波長側が約３００ｎｍ程度ま
で連続的に減少し、また長波長側に近赤外線から遠赤外
線まで連続的に減少する相対エネルギー分布を示す放射
を生じる。そして、その色温度は自動車用では約３２５
０Ｋである。

【００４２】これに対して、本発明においては、赤外線
反射性干渉膜が可視光の一部波長域を透過する波長選択
性フィルタ作用により、ハロゲン電球の発光色をいわゆ
る電球色から異なる光色たとえば白色光に変換すること
ができる。

【００４３】また、本発明においては、可視光に対する
波長選択性フィルタ作用を行うのが干渉膜であるから、
透過波長域の可視光透過率が著しく高く、反対に遮断波
長域の可視光の透過率を著しく小さく抑えることがで
き、これによりハロゲン電球の全光束を比較的多く得る
ことができる。

【００４４】さらに、本発明においては、赤外線反射性
干渉膜がフィラメントから放射された赤外線を反射して
フィラメントに帰還させるので、フィラメントが帰還し
た赤外線によって加熱され、従来の赤外線反射膜を備え
たハロゲン電球と同様に発光効率が高くなる。

【００４５】次に、排気チップ部などに形成する可視光
反射膜について説明する。

【００４６】フィラメントからの直射光が排気チップ部
またはおよびトップ部に入射すると、可視光反射膜によ
って反射するので、赤外線反射性干渉膜を透過して外部
に放射される確率が高くなる。

【００４７】その結果、全光束が増加し、最大１０％程
度の改善を得ることができる。

【００４８】さらに、可視光反射膜の上に形成される遮
光膜の作用について説明する。

【００４９】遮光膜は、排気チップ部や透光性気密容器
の主要部のトップ部から配光を乱す可視光が透過するの
を阻止するとともに、灯具の反射鏡からの反射光が排気
チップ部やトップ部に入射したときに再反射して配光を
乱さないようにする。

【００５０】請求項２の発明のハロゲン電球は、請求項
１記載のハロゲン電球において、可視光の一部波長域を
選択的に透過する赤外線反射性干渉膜は、可視光の透過
率が波長５５０ｎｍ以下で平均８０％以上、波長５５０
ｎｍ超で平均４０％以下に制御されていることを特徴と
している。

【００５１】赤外線反射性干渉膜は、可視光透過率が波
長５５０ｎｍ以下で平均８０％以上であるが、好適には
８５％以上である。また、波長５５０ｎｍ超で平均４０
％以下であるが、好適には３０％以下である。

【００５２】なお、「可視光」とは、人間の目に光とし
て感じる波長範囲の電磁波をいうが、波長範囲には個人
差があり、一般に下限は３６０〜４００ｎｍ、上限は７
６０〜８３０ｎｍ程度であるといわれていて不定なの
で、本発明においては４００〜７８０ｎｍの波長範囲を
可視光とする。

【００５３】ところで、可視光を紫、青、緑、黄、橙お
よび赤の６色の光として表現すると、波長５５０ｎｍ以
下の可視光は、紫、青および緑の色光として人間の目に
感じる。

【００５４】また、波長５５０超の可視光は、黄、橙お
よび赤の色光として人間の目に感じる。

【００５５】さらに、透過率の「平均」とは、特定波長
範囲内の波長ごとの透過率を積分して求めた平均値をい
う。ただし、波長ごとの透過率は、測定の便宜上２０ｎ
ｍ置きに測定することができるものとする。

【００５６】以上の記述から明らかなように、本発明に
おける赤外線反射性干渉膜は、可視光のうち紫、青およ
び緑系の色光を強調し、黄、橙および赤系の色光を抑制
する。

【００５７】次に、本発明の作用について説明する。

【００５８】通常のハロゲン電球においては、フィラメ
ントが白熱することによって、一般的に８００〜１００
０ｎｍをピークとして、短波長側が約３００ｎｍ程度ま
で連続的に減少し、また長波長側に近赤外線から遠赤外
線まで連続的に減少する相対エネルギー分布を示す放射
を生じる。そして、その色温度は自動車用では約３２５
０Ｋである。

【００５９】これに対して、本発明においては、波長５
５０ｎｍ以下で可視光の透過率が平均８０％以上である
から、紫、青および緑系の可視光を良好に透過するとと
もに、波長５５０ｎｍ超では可視光の透過率が平均４０
％以下であるから、黄、橙および赤系の可視光の透過を
抑制するので、全体として青味が強調された白色光が得
られる。

【００６０】これにより、約５０００Ｋ程度の色温度の
ハロゲン電球が得られる。この値は、自動車用ヘッドラ
イトに用いられる高圧メタルハライド放電ランプの色温
度と同等である。したがって、要すれば、高圧メタルハ
ライド放電ランプとハロゲン電球と併用しても、全く違
和感を生じるようなことがなくなる。

【００６１】また、本発明においては、可視光に対する
波長選択性フィルタ作用を行うのは干渉膜であるから、
透過波長域の可視光透過率が著しく高いため、フィラメ
ントが放射する比エネルギーの大きな黄、橙および赤系
の可視光の透過を抑制するとともに、フィラメントから
の紫、青および緑系の放射は比エネルギーが相対的に小
さいにもかかわらず、従来の顔料を用いたカラーフィル
タを備えた色温度３５００Ｋのハロゲン電球の全光束と
同等の光束を得ることができる。

【００６２】さらに、本発明においては、比視感度の最
も大きな緑色光の透過率が大きいので、視認性が高い発
光が得られる。加えて、色温度が著しく高いにもかかわ
らず全光束が同等であることにより、甚だ高い視認性の
照明を行うことができる。

【００６３】さらにまた、本発明においては、赤外線反
射性干渉膜がフィラメントから放射された赤外線を反射
してフィラメントに帰還させるので、フィラメントが帰
還した赤外線によって加熱され、従来の赤外線反射膜を
備えたハロゲン電球と同様に発光効率が高くなる。

【００６４】請求項３の発明のハロゲン電球は、請求１
または項２記載のハロゲン電球において、可視光の一部
波長域を選択的に透過する赤外線反射性干渉膜は、可視
光の透過率が波長５４０ｎｍ以下で平均８５％以上、波
長５６０ｎｍ超で平均３０％以下、５４０超〜５６０ｎ
ｍの範囲で平均４０〜８０％に制御されれていることを
特徴としている。

【００６５】本発明は、請求項２よりさらに好適な構成
を規定している。なお。波長５４０超〜５６０ｎｍの波
長域は、透過波長域と遮断波長域との境界領域であるた
め、各波長域の若干のずれによって平均透過率が大きく
変わる。

【００６６】本発明によれば、一層青味が強調された白
色の発光を得ることができる。

【００６７】請求項４の発明のハロゲン電球は、請求項
１ないし３のいずれか一記載のハロゲン電球において、
可視光反射膜は、透光性気密容器の主要部の表面に形成
されている赤外線反射性干渉膜と同一構成の膜であるこ
とを特徴としている。

【００６８】可視光反射膜と赤外線反射性干渉膜とが同
一構成であることにより、両者を同時に形成することが
できる。可視光反射膜を排気チップ部またはおよびトッ
プ部のほぼ全体にわたり、しかも赤外線反射性干渉膜と
同様に均一に、かつ同時に形成する場合には、ディッピ
ング法が適している。また、可視光反射膜が赤外線反射
性干渉膜より薄くて、しかも一部に膜が形成されなくて
もよい場合には、蒸着法を採用することができる。

【００６９】また、本発明においては、可視光反射膜が
排気チップ部などの一部に形成されていなくても、全体
として可視光反射の作用および効果が認められれば、差
し支えない。

【００７０】さらに、要すれば、赤外線反射性干渉膜の
形成されていない一部に反射性金属膜など異なる構成の
可視光反射膜を形成してもい。

【００７１】請求項５の発明のハロゲン電球は、請求項
１ないし４のいずれか一記載のハロゲン電球において、
透光性気密容器は、中央部が円筒部および円筒部の両端
に連続している半球面部を備えた疑似回転楕円体または
回転楕円体の形状であり；フィラメントは、棒状をなし
ていて長手方向の中心が透光性気密容器の疑似回転楕円
体の円筒部のほぼ中心軸または回転楕円体形状の２つの
焦点間の長軸の中央に対向している；ことを特徴として
いる。

【００７２】本発明は、赤外線のフィラメントへの帰還
を良好に制御してフィラメントの温度分布を改良した構
成を規定している。

【００７３】フィラメントが棒状をなしていると、フィ
ラメントの長手方向の温度分布が中央が高くて両端が低
い山状になり、フィラメントの早期断線により短寿命の
原因になる。

【００７４】そこで、フィラメントの長手方向の温度分
布を平坦にすることが要求され、本発明は透光性気密容
器の形状を上記のように規定することにより、これに応
えることができる。

【００７５】本発明の構成を満足するのは、疑似回転楕
円体および回転楕円体の形状の両者である。

【００７６】疑似回転楕円体は、円筒部および円筒部の
両端に接続する一対の半球面部によって構成される。透
光性気密容器は、円筒部が半径がａ、軸方向の長さがフ
ィラメントの長さをＬとしたときＬ／２〜Ｌ／６の円筒
部、円筒部の両端に連続している半径ａの球面部を備え
た形状であると好適である。

【００７７】回転楕円体は、短径が円筒部の直径と同じ
値である。長径が円筒部の直径に円筒部の軸方向の長さ
を加えた値である。短径が２ａ、長径が２ｂ＝２ａ＋
（Ｌ／２〜Ｌ／６）のときに上記疑似回転楕円体と同効
になる。

【００７８】フィラメントは、棒状をなしていて、疑似
回転楕円体の円筒部の中心軸または回転楕円体の長軸に
ほぼ一致して配置される。また、フィラメントの長手方
向の中心が、疑似回転楕円体のときは円筒部の中心軸方
向のほぼ中心に対向し、回転楕円体のときは２つの焦点
間の中央にほぼ対向している。

【００７９】そうして、本発明においては、透光性気密
容器が疑似回転楕円体のときには、円筒部の中心軸方向
の両端がほぼ回転楕円体の２つの焦点と同様な作用を行
う。したがって、回転楕円体および疑似回転楕円体は、
ともにフィラメントの各部分から放射された赤外線が赤
外線反射性干渉膜で反射されて２つの焦点位置を中心に
その近傍に多く帰還される。このため、フィラメントの
長手方向の温度分布の均斉度が向上し、フィラメントの
局部的過熱がなくなるから、早期断線による短寿命が生
じにくくなる。

【００８０】また、透光性気密容器が疑似回転楕円体ま
たは回転楕円体の形状を備えているおで、赤外線反射性
干渉膜への光線入射がほぼ垂直になる。このため、干渉
膜への光線入射が斜めになったときに生じる光色ずれが
少ない。

【００８１】さらに、疑似回転楕円体は、回転楕円体と
同様な光学作用を行うにもかかわらず、円筒および半球
面によって構成されるので、金型の製作が甚だ容易にな
るので、回転楕円体形状の場合よりコストを低減できる
利点がある。

【００８２】請求項６の発明のハロゲン電球は、請求項
１ないし５のいずれか一記載のハロゲン電球において、
透光性気密容器の排気チップ部は、ほぼ回転放物面また
はほぼ球面の形状を備えていることを特徴としている。

【００８３】本発明は、排気チップ部への入射光線が反
射して主要部へ戻りやすい形状を規定している。

【００８４】排気チップ部が回転放物面の形状である
と、これに伴って可視光反射膜も回転放物面になるの
で、フィラメントからの放射光が排気チップ部に入射し
たときに、透光性気密容器の主要部側へ反射しやすくな
る。そして、主要部側へ反射されて戻った光は、主要部
の赤外線反射性干渉膜を透過して外部へ放射されて、照
明に利用されやすくなる。

【００８５】排気チップ部が球面の形状の場合も、回転
放物面に準じた作用を行う。

【００８６】請求項７の発明の照明装置は、照明装置本
体に支持された請求項１ないし６のいずれか一記載のハ
ロゲン電球と；を具備していることを特徴としている。

【００８７】「照明装置」とは、ハロゲン電球の発光を
何らかの目的で利用する全ての装置を含む広い概念を意
味する。したがって、たとえばヘッドライトはもとより
店舗などの照明器具、光ファイバ用光源装置、表示装置
などを含む。

【００８８】また、「照明装置本体」とは、照明装置か
らハロゲン電球を除いた残余の部分を意味する。

【００８９】自動車用ヘッドライトの場合、４灯式にお
いてはロービーム用ヘッドライトに高圧メタルハライド
放電ランプを用い、ハイビーム用ヘッドライトに既述の
本発明のハロゲン電球を用いることができる。しかし、
ロービーム用ヘッドライトにも本発明のハロゲン電球を
用いることもできる。

【００９０】また、ハイ・ロー兼用の２灯式ヘッドライ
トにおいても、本発明のハロゲン電球を用いることがで
きる。

【００９１】そうして、本発明においては、一部波長域
の可視光が透過し、残余の波長域の可視光が遮断される
ことにより、いわゆる電球色とは異なる色光たとえば青
味が強調された白色光をハロゲン電球が発光するので、
所望の照明効果を奏する照明装置が得られる。

【００９２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００９３】図１は、本発明のハロゲン電球の第１の実
施形態としての自動車用ハロゲン電球を示す正面図であ
る。

【００９４】図２は、同じくワイヤバルブ状態を示す正
面図である。

【００９５】図３は、同じく側面図である。

【００９６】図４は、同じく透光性気密容器の形状を説
明する要部概念図である。

【００９７】図５は、同じく排気チップ部の肉厚方向の
拡大要部概念的断面図である。

【００９８】図６は、同じく排気チップ部の反射作用を
説明する拡大要部概念図である。

【００９９】各図において、１は透光性気密容器、２は
フィラメント、３は一対の内部導入線、４は一対の外部
導入線、５は赤外線反射性干渉膜、６は可視光反射膜、
７は遮光膜、８は口金である。

【０１００】＜透光性気密容器１について＞透光性気密
容器１は、硬質ガラスからなり、主要部１ａ、ネック部
１ｂ、封止部１ｃおよび排気チップ部１ｄを備えてい
る。

【０１０１】主要部１ａは、疑似回転楕円体の形状を備
えている。すなわち、図４に示すように、円筒部１ａ１
および一対の半球面部１ａ２、１ａ２から構成されてい
る。

【０１０２】円筒部１ａ１は、その半径がａで、中心軸
方向の長さがｓである。

【０１０３】半球面部１ａ２は、その半径がａである。

【０１０４】そうして、主要部１ａは、短径２ａ、長径
２ｂ＝２ａ＋ｓの回転楕円体の形状と同効な疑似回転楕
円体の形状を備えている。

【０１０５】ネック部１ｂは、主要部１ａの基端に連続
して一体に形成されている。

【０１０６】封止部１ｃは、ピンチシール構造をなして
いて、ネック部１ｂの基端に形成されている。

【０１０７】また、封止部１ｃは、その前後の偏平面の
中央部にほぼ横長四角形の位置規制用突起１ｃ１をピン
チシール時に金型を用いて一体に成形している。

【０１０８】排気チップ部１ｄは、主要部１ａのトップ
部１ａ１から一体に突出して形成されている。そして、
製造に際して予め主要部１ａのトップ部１ａ１に排気管
を溶着しておき、主要部１ａの内部を排気後に、ハロゲ
ンおよび不活性ガスを封入してから封止切ったときに排
気チップ部１ｄが形成される。

【０１０９】＜フィラメント２について＞フィラメント
２は、棒状のタングステン２重コイルフィラメントから
なり、軸方向の長さがＬで、長さ方向が透光性気密容器
１の中心軸に一致して配置されている。なお、透光性気
密容器１の円筒部１ａ１の中心軸方向の長さｓは、下式
の範囲内に入るように設定されている。

【０１１０】Ｌ／６≦ｓ≦Ｌ／２ また、フィラメント２は、その両端から左右に分かれ、
かつ軸方向に対して直角に延在する一対のコイルレグ２
ａ、２ｂを備えている。

【０１１１】＜一対の内部導入線３について＞一対の内
部導入線３は、透光性気密容器１の中心軸に平行に互い
に離間して延在し、基端側が封止部１ｃ内に埋設されて
いる。

【０１１２】また、内部導入線３の先端部は、高さが段
違いになっていて、先端が高い方がフィラメント２の一
対のコイルレグ２ａを継線し、低い方が他方のコイルレ
グ２ｂを継線して、フィラメント２を所定の位置に支持
している。

【０１１３】＜一対の外部導入線４について＞一対の外
部導入線４は、その先端部が封止部１ｃ内に埋設され、
かつ、一対の内部導入線３の基端に突き合わせ溶接され
ていて、それ以外の部分は外部に露出している。

【０１１４】＜赤外線反射性干渉膜５について＞赤外線
反射性干渉膜５は、図２および図３に示すように、主要
部１ａの全体および排気チップ部１ｃに形成され、図５
に示す分光透過特性を備えている。

【０１１５】図５は、本発明のハロゲン電球の第１の実
施形態における赤外線反射性干渉膜の分光透過特性を従
来のハロゲン電球のそれとともに示すグラフである。

【０１１６】図において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸
は透過率（％）を、それぞれ示す。また、曲線Ａは本発
明の実施形態、曲線Ｂは顔料のカラーフィルタ膜を備え
た従来のハロゲン電球、曲線Ｃは赤外線反射性干渉膜を
備えた従来のハロゲン電球、の分光透過率特性をそれぞ
れ示す。いずれの曲線も、波長３８０ｎｍから１０００
ｎｍまでの波長範囲を２０ｎｍ間隔で測定したデータを
直線で結んで求めたものである。

【０１１７】なお、曲線Ｃは、波長５２０ｎｍ以下およ
び波長９４０ｎｍ以上が曲線Ａと一致している。

【０１１８】図から明らかなように、本発明の実施形態
の分光透過率特性は、曲線Ａに示すように、波長５５０
ｎｍ以下の範囲における可視光の透過率が平均８５．５
％、波長５５０ｎｍ超の範囲における可視光の透過率が
平均２８．８％である。さらに、波長５４０ｎｍ以下の
範囲における可視光の透過率は、平均８７．７％、波長
５６０ｎｍ超の範囲における可視光の透過率は平均２
８．８％、波長５４０超〜５６０ｎｍの範囲における可
視光の透過率は平均６５％であった。

【０１１９】また、赤外線の分光反射率は、波長７８０
超〜１０００ｎｍの範囲において平均７５％である。な
お、図示していないが、波長１０００超〜１５００ｎｍ
の範囲おいても概ね同様であった。なお、波長１５００
ｎｍ超〜２５００ｎｍの範囲は、従来と同様殆ど反射し
ないが、この範囲はフィラメントからの放射も少ないの
で、実際上問題にならない。

【０１２０】これに対して、顔料のカラーフィルタ膜を
備えた従来のハロゲン電球の分光透過率特性は、曲線Ｂ
に示すように、青色以外の可視光に対する透過率が抑制
されてはいるが、可視光全域における透過率が５０％以
上あり、十分な青味強調の効果が得られない。また、赤
外線反射作用は認められない。

【０１２１】次に、赤外線反射性干渉膜を備えた従来の
ハロゲン電球の分光透過率特性は、曲線Ｃに示すよう
に、赤外線反射率が良好であるのに対して、可視光の透
過率が全域にわたり平均８５％以上と高い。このため、
カラーフィルタ膜としての機能はない。

【０１２２】＜可視光反射膜６について＞可視光反射膜
６は、アルミニウム蒸着膜からなり、図２、図３および
図６に示すように、排気チップ部１ｄおよびトップ部１
ａ３の外表面に形成されている。

【０１２３】＜遮光膜７について＞遮光膜７は、カーボ
ン微粒子を添加した耐熱性無機質接着剤からなり、図
２、図３および図６に示すように、可視光反射膜６の上
に重ねて形成されている。

【０１２４】＜口金８について＞口金８は、図１に示す
ように、口金本体８ａ、電球支持部８ｂ、灯体装着部８
ｃおよびソケット装着部８ｄを備えていて、ハロゲン電
球のワイヤバルブを支持する。なお、「ワイヤバルブ」
とは、ハロゲン電球の口金を装着する以前の状態をい
う。

【０１２５】口金本体８ａは、合成樹脂を成形して形成
されていて、内部が中空で図示しない受金を収納し、全
体として逆Ｌ字状をなしている。受金は、ハロゲン電球
の外部導入線４を受け入れて接続を形成するとともに、
後述するソケット装着部８ｄに接続している。

【０１２６】電球支持部８ｂは、口金本体８ａに挿入し
たハロゲン電球のワイヤバルブを所定の位置に正確に定
置するとともに、不所望に脱落しないように固定する。
これを確実に達成するために、電球支持部８ｂは、透光
性気密容器１の封止部１ｃに形成した位置規制用突起１
ｃ１の嵌合部８ｂ１を備えた表裏一対の金属板８ｂ２に
よって封止部１ｃを表裏から挟み、両端をスポット溶接
して、封止部１ｃを狭持している。

【０１２７】灯体装着部８ｃは、ハロゲン電球をヘッド
ライト本体（図示しない。）に、その反射鏡の背面から
挿入して、装着する部分であり、Ｏリング８ｃ１および
固定部８ｃ２を備えている。

【０１２８】Ｏリング８ｃ１は、ヘッドライトの反射鏡
に対してハロゲン電球を水密に装着するための防水手段
である。

【０１２９】固定部８ｃ２は、図示しない反射鏡に口金
８を固定する。

【０１３０】次に、本実施形態および従来のハロゲン電
球の分光分布特性について図７ないし図１０を参照して
説明する。

【０１３１】図７は、光フィルタ膜を備えていない一般
のハロゲン電球における分光分布特性を示すグラフであ
る。

【０１３２】図８は、本発明のハロゲン電球の第１の実
施形態における分光分布特性を示すグラフである。示す
グラフである。

【０１３３】図９は、顔料のカラーフィルタ膜を備えた
従来のハロゲン電球の分光分布特性を示すグラフであ
る。

【０１３４】図１０は、赤外線反射性干渉膜を備えた従
来のハロゲン電球の分光分布特性を示すグラフである。

【０１３５】各図において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦
軸は相対エネルギーを、それぞれ示す。なお、各図の相
対エネルギーを示す目盛りは、その相対値の大きさを表
している。すなわち、各図間で同一目盛りは、同一のエ
ネルギー強度であることを意味している。

【０１３６】一般のハロゲン電球は、図７に示すような
紫から赤までの可視光を含んでいるが、紫から赤色光に
向かうほど分光エネルギー強度が大きくなっている分光
分布特性を備えている。

【０１３７】これに対して、本実施形態においては、図
８に示すように、図５に示す透過率特性を備えた赤外線
反射性干渉膜を具備しているため、フィラメントから放
射される可視光のうち、紫、青および緑の光色成分が殆
ど吸収されずに透過するが、放射エネルギーの大きな
黄、橙および赤の光色成分の大部分を赤外線反射性干渉
膜によって吸収してしまうため、これらの可視光範囲の
光の透過が少なくなる。

【０１３８】次に、顔料のカラーフィルタ膜を備えた従
来のハロゲン電球は、図９に示すように、青色光成分は
多くなってはいるが、赤色光成分はさらに多く、しかも
黄、橙も無視できなほど多い。これに対して、緑色光成
分が少ない。

【０１３９】このため、色温度を高くすることができな
い。また、視認性におても十分でない。

【０１４０】一方、赤外線反射性干渉膜を備えた従来の
ハロゲン電球は、図１０に示すように、可視光を概ね全
波長域にわたって可視光をそのまま透過し、赤外線を約
８００〜１５００ｎｍにわたって良好に遮断している。

【０１４１】以上説明した本実施形態および従来の自動
車用ハイビームに用いるハロゲン電球の主な特性につい
て表１に示す。なお、路面照度比は、５０ｍ先のデータ
である。

【０１４２】

【表１】 区分 全光束(lm) 路面照度(lx) 照度比 色温度(K) 従来１ １８５０ １０．３ １．３９ ３２５０ 本実施形態 １７００ ９．７ １．３１ ５０００ 従来２ １７００ ９．７ １．３１ ３５００ 従来３ ２３５０ １３．４ １．８１ ３３２０ 次に、排気チップ部１ｄの可視光反射膜６の作用につい
て図１１を参照して説明する。

【０１４３】図１１は、本発明のハロゲン電球の第１の
実施形態における排気チップ部に形成した可視光反射膜
の反射作用を説明する概念図である。

【０１４４】可視光反射膜６は、排気チップ部１ｄが回
転放物面を形成しているので、同様に回転放物面に形成
されている。

【０１４５】図において、直線Ｘ−Ｘ’は光軸、点ｆは
回転放物面の焦点である。

【０１４６】今、入射光Ｉ１が光軸Ｘ−Ｘ’と平行に入
射したとすると、排気チップ部１ｄの可視光反射膜６で
反射され、反射光Ｒ１となって主要部１ａ側へ戻る。

【０１４７】また、入射光Ｉ２が斜めに入射されたとす
ると、反対方向に斜めの反射光Ｒ２となって主要部１ａ
側へ戻る。

【０１４８】図１２は、本発明のハロゲン電球の第２の
実施形態におけるワイヤバルブ状態を示す正面図であ
る。

【０１４９】図１３は、同じくトップ部から排気チップ
部にかけての肉厚方向の拡大要部概念的断面図である。

【０１５０】各図において、図２および図５と同一部分
については同一符号を付して説明は省略する。

【０１５１】本実施形態は、可視光反射膜６が排気チッ
プ部の先端部に形成されていないとともに、トップ部１
ａ３の先端近傍から排気チップ部１ｄにかけて徐々に肉
厚が減少している点で異なる。

【０１５２】赤外線反射性干渉膜を蒸着法によって形成
した場合に、このような構成にすることができる。

【０１５３】図１４は、本発明のハロゲン電球の第３の
実施形態におけるワイヤバルブ状態を示す正面図であ
る。

【０１５４】図１５は、同じくトップ部から排気チップ
部にかけての肉厚方向の拡大要部概念的断面図である。

【０１５５】各図において、図１２および図１３と同一
部分については同一符号を付して説明は省略する。

【０１５６】本実施形態は、可視光反射膜６が赤外線反
射性干渉膜５とは別の金属質反射膜によって構成されて
いる点で異なる。なお、可視光反射膜６は、赤外線反射
性干渉膜５の縁に一部重なって形成されている。

【０１５７】図１６は、本発明のハロゲン電球の第４の
実施形態における透光性気密容器の形状を説明する要部
概念図である。

【０１５８】図において、図４と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１５９】本実施形態は、排気チップ部１ｄが半球面
状をなしている点で異なる。

【０１６０】図１７は、本発明のハロゲン電球の第５の
実施形態における透光性気密容器の形状を説明する要部
概念図である。

【０１６１】図において、図１６と同一部分については
同一符号を付して説明は省略する。

【０１６２】本実施形態は、透光性気密容器１の主要部
１ａが短径２ａ、長径が２ｂで、かつｂ＝ａ＋（Ｌ／６
〜Ｌ／２）の回転楕円体の形状をなしている点で異な
る。

【０１６３】図１８は、本発明の照明装置の一実施形態
としての自動車用ヘッドライトを示す自動車の要部斜視
図である。

【０１６４】図１９は、同じくヘッドライトを示す概念
的平面図である。

【０１６５】各図において、１１は自動車、１２はヘッ
ドライト、１３Ａ、１３Ｂはハロゲン電球である。

【０１６６】自動車１１は、ボディ１１ａの前部の左右
に一対のヘッドライト１２を配設している。

【０１６７】ヘッドライト１２は、ロービーム用ヘッド
ライト１２ａ、ハイビーム用ヘッドライト１２ｂを備え
ている。

【０１６８】ロービーム用ヘッドライト１２ａは、ボデ
ィ１１ａの前面の外側に位置していて、反射鏡１２ａ
１、前面プリズムカバー１２ａ２およびハロゲン電球１
３Ａを備えている。

【０１６９】ハイビーム用ヘッドライト１２ｂは、反射
鏡１２ｂ１、前面プリズムカバー１２ａ２およびハロゲ
ン電球１３Ｂを備えている。

【０１７０】ハロゲン電球１３Ａ、１３Ｂは、それらの
仕様がロービーム用およびハイビーム用で異なるが、基
本的な構成はたとえば図１ないし図４に示すもの共通に
が用いられる。

【０１７１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、先端に排気チ
ップ部を備えた透光性気密容器のほぼ中心軸上にフィラ
メントが位置し、内部にハロゲンおよび不活性ガスを封
入し、透光性気密容器の表面に可視光の一部波長域を選
択的に透過する赤外線反射性干渉膜を備えるとともに、
少なくとも排気チップ部の表面に可視光反射膜を形成
し、可視光反射膜の上に遮光膜を形成したことにより、
フィラメントから放射されたいわゆる電球色を所望の光
色に効率よく変換するとともに、赤外線をフィラメント
に帰還して発光効率を高める一方、フィラメントから放
射されて排気チップ部またはおよび透光性気密容器の主
要部のトップ部に入射する光を反射し赤外線反射性干渉
膜を透過して照明に利用するとともに、排気チップ部ま
たはおよびトップ部を透過して色ずれや配光を乱すこと
なく、さらに灯具の反射鏡からの反射光が排気チップ部
またはおよびトップ部に入射しても遮光膜により吸収さ
れることで、反射して配光を乱さないハロゲン電球を提
供することができる。

【０１７２】請求項２の発明によれば、加えて赤外線反
射性干渉膜が可視光の透過率が波長５５０ｎｍ以下で平
均８０％以上、波長５５０ｎｍ超で平均４０％以下に制
御されていることにより、可視光のうち紫、青および緑
系の可視光を良好に透過し、黄、橙および赤系の可視光
の透過を抑制するので、青味が強調されて色温度の高い
た白色光を得るハロゲン電球を提供することができる。

【０１７３】請求項３の発明によれば、加えて赤外線反
射性干渉膜が可視光の透過率が波長５４０ｎｍ以下の範
囲で平均８５％以上、波長５６０ｎｍ以上の範囲で平均
３０％以下、波長５４０超〜５６０ｎｍの範囲で平均４
０〜８０％に制御されていることにより、一層青色が強
調された白色光を得るハロゲン電球を提供することがで
きる。

【０１７４】請求項４の発明によれば、加えて可視光反
射膜が透光性気密容器の表面に形成されている赤外線反
射性干渉膜と同一構成の膜であることにより、両膜を同
時に形成可能なハロゲン電球を提供することができる。

【０１７５】請求項５の発明によれば、加えて透光性気
密容器が円筒部の両端に連続する一対の半球体からなる
疑似回転楕円体または回転楕円体の形状であり、フィラ
メントが棒状であることにより、フィラメントの温度分
布の均斉度が向上してフィラメントの早期断線による短
寿命が生じにくいハロゲン電球を提供することができ
る。

【０１７６】請求項６の発明によれば、加えて排気チッ
プ部がほぼ回転放物面または球面の形状を備えているこ
とにより、排気チップ部への入射光線が反射して主要部
へ戻りやすいハロゲン電球を提供することができる。

【０１７７】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
６の発明の効果を有する照明装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハロゲン電球の第１の実施形態として
の自動車用ハロゲン電球を示す正面図

【図２】同じくワイヤバルブ状態を示す正面図

【図３】同じく側面図

【図４】同じく透光性気密容器の形状を説明する要部概
念図

【図５】本発明のハロゲン電球の第１の実施形態におけ
る赤外線反射性干渉膜の分光透過率特性を従来のハロゲ
ン電球のそれとともに示すグラフ

【図６】同じく排気チップ部の肉厚方向の拡大要部概念
的断面図

【図７】光フィルタ膜を備えていない一般のハロゲン電
球における分光分布特性を示すグラフ

【図８】本発明のハロゲン電球の第１の実施形態におけ
る分光分布特性を示すグラフ

【図９】顔料のカラーフィルタ膜を備えた従来のハロゲ
ン電球における分光分布特性を示すグラフ

【図１０】赤外線反射性干渉膜を備えた従来のハロゲン
電球における分光分布特性を示すグラフ

【図１１】本発明のハロゲン電球の第１の実施形態にお
ける排気チップ部に形成した可視光反射膜の反射作用を
説明する概念図

【図１２】本発明のハロゲン電球の第２の実施形態にお
けるワイヤバルブ状態を示す正面図

【図１３】同じくトップ部から排気チップ部にかけての
肉厚方向の拡大要部概念的断面図

【図１４】本発明のハロゲン電球の第３の実施形態にお
けるワイヤバルブ状態を示す正面図

【図１５】同じくトップ部から排気チップ部にかけての
肉厚方向の拡大要部概念的断面図

【図１６】本発明のハロゲン電球の第４の実施形態にお
ける透光性気密容器の形状を説明する要部概念図

【図１７】本発明のハロゲン電球の第５の実施形態にお
ける透光性気密容器の形状を説明する要部概念図

【図１８】本発明の照明装置の一実施形態としての自動
車用ヘッドライトを示す自動車の要部斜視図

【図１９】同じくヘッドライトの概念的平面図

【符号の説明】

１…透光性気密容器 １ａ…主要部 １ａ３…トップ部 １ｂ…ネック部 １ｃ…封止部 １ｃ１…位置規制用突起 １ｄ…排気チップ部 ２…フィラメント ２ａ…コイルレグ ２ｂ…コイルレグ ３…内部導入線 ４…外部導入線 ５…赤外線反射性干渉膜 ６…可視光反射膜 ７…遮光膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端から中心軸方向に突出した排気チップ
   部を備えた透光性気密容器と；透光性気密容器の少なく
   とも主要部の表面に形成された可視光の一部波長域を選
   択的に透過する赤外線反射性干渉膜と；透光性気密容器
   の少なくとも排気チップ部の表面に形成された可視光反
   射膜と；可視光反射膜の上側に形成された遮光膜と；透
   光性気密容器のほぼ中心軸上に位置するフィラメント
   と；透光性気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活
   性ガスと；を具備していることを特徴とするハロゲン電
   球。
2. 【請求項２】可視光の一部波長域を選択的に透過する赤
   外線反射性干渉膜は、可視光の透過率が波長５５０ｎｍ
   以下で平均８０％以上、波長５５０ｎｍ超で平均４０％
   以下に制御されていることを特徴とする請求項１記載の
   ハロゲン電球。
3. 【請求項３】可視光の一部波長域を選択的に透過する赤
   外線反射性干渉膜は、可視光の透過率が波長５４０ｎｍ
   以下で平均８５％以上、波長５６０ｎｍ超で平均３０％
   以下、５４０超〜５６０ｎｍの範囲で平均４０〜８０％
   に制御されれていることを特徴とする請求１または項２
   記載のハロゲン電球。
4. 【請求項４】可視光反射膜は、透光性気密容器の主要部
   の表面に形成されている赤外線反射性干渉膜と同一構成
   の膜であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   か一記載のハロゲン電球。
5. 【請求項５】透光性気密容器は、中央部が円筒部および
   円筒部の両端に連続している半球面部を備えた形状また
   は回転楕円体の形状であり；フィラメントは、棒状をな
   していて長手方向の中心が透光性気密容器の円筒部のほ
   ぼ中心または回転楕円体形状の２つの焦点間の中央に対
   向している；ことを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか一記載のハロゲン電球。
6. 【請求項６】透光性気密容器の排気チップ部は、ほぼ回
   転放物面またはほぼ球面の形状を備えていることを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれか一記載のハロゲン電
   球。
7. 【請求項７】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項１ないし６のいずれか一記載のハロゲン電球
   と；を具備していることを特徴とする照明装置。