JP2002063869A - 高効率照明システムで使用するための白熱電球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明装置の有効性の向上、視野の一様さの改
善及びビームの対称性の改善という利点を組み合わせて
提供するのに適した電球を提供する。 【解決手段】 白熱電球は、それぞれの長手方向軸が互
いにほぼ平行であるように配列された少なくとも４つの
直線的な、螺旋状に巻回されたフィラメント部分を具備
する。これらのフィラメント部分には、電球の長手方向
軸に沿って配置される第１のフィラメント部分（３３）
と、第１のフィラメント部分の周囲にほぼ対称に配列さ
れるその他のフィラメント部分（３５）とが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、高効率照
明システムで使用するための白熱電球に関し、特に、射
出光の大きな割合を占める部分を集光し且つ光を一様に
分布させつつ高輝度ビームを投射するに際して凹面反射
鏡と組み合わせて使用するための白熱電球に関するが、
それのみに限定されるものではない。

【０００２】

【従来の技術】この種の白熱電球は、通常、高輝度の光
ビームを発生する映画館内照明、、フィルム用照明、テ
レビ用照明、建造物内照明及びその他の一般用照明器具
で使用されている。そのような照明器具においては、電
球から射出される光をできる限り多く集光し、その光を
高輝度ビームとして前方へ投射することが望ましい。

【０００３】ビームとして投射される光の割合を表すた
めに使用される用語は、照明装置の総光出力と、電球に
より射出される光との比を百分率又は小数で表現した値
として定義する「照明装置効率」である。

【０００４】照明装置効率が高ければ、システムが消費
する電力の単位（ワット）ごとのビーム中の光の量（ル
ーメン）として定義される照明装置有効性が改善される
という利点が得られる。

【０００５】更に、多くの用途において、ビーム中の光
の分布が３６０度全体にわたり対称であることが望まし
い。また、多くの用途において、ビーム中の光がビーム
全体を通して一様に分布していることが望ましい。

【０００６】この種のシステムとして市販されている実
施例の１つは「Ｓｏｕｒｃｅ Ｆｏｕｒ」システムの商
品名で知られており、米国特許第５２６８６１３号に記
載されている。このシステムでは、複数の螺旋状に巻回
されたコイルが電球の長手方向軸の周囲にほぼ対称のパ
ターンを描いて配列された構造のフィラメントを使用し
て、高輝度ビームを発生させる。このシステムは、それ
以前の照明システムと比較して、よりすぐれた照明装置
有効性を示すことがわかっている。また、フィラメント
部分を対称に配列したことによって、他のシステムと比
較して、より一様に分布し、より対称なビームが発生す
る。しかし、照明装置効率、視野の一様さ及びビームの
対称性については、依然として改善の余地が残っている
ものと考えられる。

【０００７】電球の外側のガラス又は石英のバルブに赤
外線反射被覆を施すことによって、白熱電球の有効性
（ルーメン／ワット）を改善できることは当業者には良
く知られている。この被覆は射出された赤外線放射をフ
ィラメントへ戻るように反射し、これにより、フィラメ
ントにエネルギーが戻され、所望の光出力を実現するた
めに電球に供給されるべき電力が少なくて済む。この技
術を利用した電球はディスプレイ用及び自動車用に市販
されているが、ここで説明する照明システムで使用され
ている市販の電球はいずれもこの技術を利用していな
い。特に、「Ｓｏｕｒｃｅ Ｆｏｕｒ」システムにおい
ては、フィラメント部分の間の間隙が広いために、反射
された赤外線放射の相当の部分がフィラメントにより集
光されないので、このシステムに使用されているフィラ
メントの構成はこの技術には不適であると考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】照明装置有効性の向
上、視野の一様さの改善及びビームの対称性の改善とい
う利点を組み合わせて提供する電球が必要とされている
ことが理解されるであろう。すなわち、これらの利点を
提供すると同時に、更に効率を改善するために赤外線反
射被覆を採用する電球で使用するのにも適する電球が必
要とされている。ここで説明する発明はこれらの目的全
てを達成する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、白熱電
球は、長手方向軸が互いにほぼ平行になるように配列さ
れ且つ電球の長手方向軸に沿って配置される第１のフィ
ラメント部分と、第１のフィラメント部分の周囲にほぼ
対称に配列されるその他のフィラメント部分とを含む螺
旋状に巻回されたフィラメントの少なくとも４つの直線
状のフィラメント部分を具備する。

【００１０】電球のフィラメント部分は４つ、５つ又は
６つであるのが適当であるが、必要に応じて７つ以上の
フィラメント部分を設けても良い。フィラメント部分は
直列に接続されるのが好ましいが、必要に応じて、フィ
ラメント部分の組み合わせを並列に接続し、それらの並
列に接続された組み合わせを直列に接続しても良い。

【００１１】フィラメント部分は、重大なアーク発生の
危険を発生させることなくフィラメント部分の間隔がで
きる限り狭くなるように配列されるのが適当であり、電
球内部で水素ガスを使用することによりこれを助けても
良い。

【００１２】電球は、赤外線放射をフィラメント構造へ
戻るように反射することができる材料で被覆されたガラ
ス又は石英のバルブを具備していても良い。そのような
被覆は複数の層から構成されていても良く、それらの層
は酸化タンタル及び酸化珪素であっても良い。適切な被
覆は５６の層から構成されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】そこで、図面を参照して本発明を
更に詳細に説明する。

【００１４】まず、図１から図３を参照すると、高効率
照明システムの典型的な配置が示されている。すなわ
ち、この照明システムは白熱電球１と、凹面反射鏡３
と、アパーチャ５と、レンズ７とを具備する。このシス
テムは集中光ビーム９を発生する。

【００１５】このシステムと共に使用される白熱電球が
図２及び図３に示されている。白熱電球は複数のコネク
タ２３を有する口金部分２１と、ガラス又は石英のバル
ブ２５とを具備する。バルブの内部には４つのフィラメ
ント部分２７が配置され、フィラメント部分２つずつが
２列に位置をずらして配列されている。

【００１６】この種の電球の出力を改善するために、本
発明は、図４から図６に概略平面図で示すように電球の
フィラメントの別の配列を提案している。図を見やすく
するため、電球のその他の部分は省略してある。

【００１７】これら全ての実施例において、電球は長手
方向軸が互いにほぼ平行になるように配列された、螺旋
状に巻回されたフィラメントの少なくとも３つの直線状
のフィラメント部分３１を具備することがわかる。第１
のフィラメント部分３３は電球の長手方向軸に沿って配
置されているが、その他のフィラメント部分３５は第１
のフィラメント部分３３の周囲にほぼ対称に配列されて
いる。

【００１８】図４に示す第１の実施例では、中央に１つ
のフィラメント部分３３があり、その他の３つのフィラ
メント部分３５は中央のフィラメント部分から等しい距
離をおいて、ほぼ三角形のパターンを描いて配列されて
いる。

【００１９】図５に示す第２の実施例では、中央に１つ
のフィラメント部分３３があり、残る４つのフィラメン
ト部分３５は中央のフィラメント部分から等しい距離を
おいて、ほぼ正方形のパターンを描いて配列されてい
る。

【００２０】図６に示す第３の実施例では、中央に１つ
のフィラメント部分３３があり、その他の５つのフィラ
メント部分３５は中央のフィラメント部分から等しい距
離をおいて、ほぼ五角形のパターンを描いて配列されて
いる。必要に応じて７つ以上のフィラメント部分を使用
しても良いことは理解されるであろう。

【００２１】新たな構成を最良の態様で利用するために
は、フィラメント構造へ戻るように赤外線放射を反射す
ることができる材料で電球のガラス又は石英のバルブを
被覆することが望ましい。そのような被覆は複数の層か
ら構成されていても良く、それらの層は酸化タンタル及
び酸化珪素であっても良い。適切な被覆は５６層からな
る。

【００２２】本発明に従ってフィラメントを配置するこ
とにより、通常の構成と比べてフィラメントはより多く
の赤外線放射を受け取るようになるため、本発明による
電球の効率は向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】米国特許第５２６８６１３号に開示されている
ような周知の電球システムの概略図。

【図２】図１のシステムで使用するのに適する４つのフ
ィラメント部分を有する周知の電球の概略側面図。

【図３】図２の電球の平面図。

【図４】本発明による４フィラメント電球の場合のフィ
ラメント部分の構成を示す略図。

【図５】本発明による５フィラメント電球の場合のフィ
ラメント部分の構成を示す略図。

【図６】本発明による６フィラメント電球の場合のフィ
ラメント部分の構成を示す略図。

【符号の説明】

１ 白熱電球 ２３ コネクタ ２５ バルブ ２７ フィラメント部分 ３１ フィラメント部分 ３３ 第１のフィラメント部分 ３５ その他のフィラメント部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー・アラン・ヒューム イギリス、エルイー13・０ジェイエヌ、レ スター、メルトン・モウブレイ、ドルセッ ト・ドライブ、２番 Ｆターム(参考） 2H109 AA03 AA12 AA22 AA32 AA53

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの長手方向軸が互いにほぼ平行
   になるように配列された、螺旋状に巻回されたフィラメ
   ントの少なくとも４つの直線状のフィラメント部分であ
   って、電球の長手方向軸に沿って配置される第１のフィ
   ラメント部分と、前記第１のフィラメント部分の周囲に
   ほぼ対称に配列されるその他のフィラメント部分とを含
   む、螺旋状に巻回されたフィラメントの少なくとも４つ
   の直線状のフィラメント部分を具備することを特徴とす
   る白熱電球。
2. 【請求項２】 フィラメント部分の総数は５である請求
   項１記載の白熱電球。
3. 【請求項３】 フィラメント部分の総数は６である請求
   項１記載の白熱電球。
4. 【請求項４】 フィラメント部分の総数は７以上である
   請求項１記載の白熱電球。
5. 【請求項５】 前記フィラメント部分は直列に接続され
   ている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の白熱電
   球。
6. 【請求項６】 前記フィラメント部分の組み合わせは並
   列に接続されている請求項１乃至５のいずれか１項に記
   載の白熱電球。
7. 【請求項７】 並列に接続された組み合わせが直列に接
   続されている請求項７記載の白熱電球。
8. 【請求項８】 前記フィラメント部分は、それらの間隔
   が重大なアーク発生の危険を伴わないできる限り狭い間
   隔であるように配列されている請求項１乃至７のいずれ
   か１項に記載の白熱電球。
9. 【請求項９】 前記白熱電球内部の気体は水素である請
   求項１乃至８のいずれか１項に記載の白熱電球。
10. 【請求項１０】 前記白熱電球は、フィラメント構造へ
    戻るように赤外線放射を反射することができる材料で被
    覆されたガラス又は石英のバルブを具備する請求項１乃
    至９のいずれか１項に記載の白熱電球。
11. 【請求項１１】 前記被覆は複数の層から構成される請
    求項１０記載の白熱電球。
12. 【請求項１２】 前記被覆は酸化タンタル及び酸化珪素
    を含む請求項１１記載の白熱電球。
13. 【請求項１３】 前記被覆は５６の層から構成される請
    求項１２記載の白熱電球。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれか１項に記
    載の白熱電球が凹面反射鏡に軸方向に配置されている照
    明装置。
15. 【請求項１５】 図面を参照して実質的にここで説明す
    るような白熱電球。