JP2007516571A

JP2007516571A - 電球

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Publication number: JP2007516571A
Application number: JP2006521735A
Authority: JP
Inventors: 明黒澤
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US20060186816A1; DE602004008479T2; CN1830063A; ATE371262T1; WO2005010923A2; EP1652214A2; WO2005010923A3; DE602004008479D1; EP1652214B1

Abstract

本発明による電球（１）は、第１（Ｆ１）及び第２（Ｆ２）の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面（１０）を有するバルブ（２）と、ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部（１６）を有し、前記コイル部（１６）が前記バルブ（２）の内部空間（５）内に位置するように配設されたフィラメント（６）と、を具備し、前記第１の湾曲面（１０）の外側全面又は内側全面に反射用被膜が形成されており、前記第１の湾曲面（１０）は、前記第１の焦点（Ｆ１）が前記コイル部（１６）に位置し、前記第２の焦点（Ｆ２）が、前記コイル部（１６）で発生し、前記第１の湾曲面（１０）で反射した出射光が供給される光伝送媒体（２０）に位置するように構成されている。

Description

本発明は、ハロゲン電球等を含む白熱型の電球に係り、特に、光ファイバ照明システムの光源として用いられる電球に関する。

従来、光ファイバ照明システムは、例えば工場内で細かい作業をする作業者の手元を照らす手元照明や、ショーケースやショーウインドウ内の装飾照明に用いられる一方、内視鏡、スキャナ、写真引き伸ばし機、光重合器等において必要とされる光の照射に用いられるなど広く利用されている。

図７は、従来のハロゲン電球を光源として用いる光ファイバ照明システムの一例を概略的に示し、Ａはハロゲン電球と光ファイバとの位置関係を示し、Ｂは光ファイバから出射される出射光の配光分布を示す。図７において、１００はハロゲン電球を示し、２００は光ファイバを示している。ハロゲン電球1００は、石英ガラスからなるバルブ１０１と、ガラスからなる反射器１０２とを備えている。バルブ１０１は封止部１０３を備え、該バルブ１０１内にはハロゲンガスが封入されている。また、バルブ１０１内には、いわゆる縦型のフィラメント１０４（例えばＣ−８型）が配設されている。反射器１０２は、内側表面に反射用被膜が形成された楕円形状の反射部１０５と首状部１０６とを備えている。反射器１０２の首状部１０６内にはバルブ１０１の封止部１０３が挿入され、セメント等の接着剤で固定される。この際、フィラメント１０４のコイルの軸線と反射部１０２の光軸とが略々一致するように、バルブ１０１と反射器１０２とが同心的に位置決めされている（図の一点鎖線を参照されたい）。

光ファイバ２００は、石英系光ファイバ、多成分系光ファイバ、プラスチック光ファイバ等が用いられ得る。なお、図において光ファイバは１本しか示されていないが、通例は数本乃至数万本束ねてバンドル化したものが用いられる。また、光ファイバ２００は、その端面で受光できる角度を示す開口数ＮＡ（Numerical Aperture）を持つ。用いられる光ファイバ２００の開口数ＮＡと用いられるハロゲン電球１００の反射器１０２の反射部１０５の曲率とに応じて、ハロゲン電球１００と光ファイバ２００とが適当な距離Ｘ離れて位置決めされる。この際、（バンドル化された）光ファイバ２００の軸線と、反射器１０２の反射部１０５の前記光軸とが略々一致するように、ハロゲン電球１００及び光ファイバ２００は同心的に位置決めされる（図の一点鎖線を参照されたい）。

図７の光ファイバ照明システムにおいて、光ファイバ２００より出射される出射光の配光分布は、図７Ｂに示されるようになる。この配光分布も、ハロゲン電球１００及び光ファイバ２００と同心的に表されている。

図７Ｂの配光分布から明らかなように、従来の光ファイバ照明システムにおいては、光ファイバ２００から出射される光のうち中央付近の光度が、その周囲の光度と比較して落ち込んでいる。これは、反射器１０２に首状部１０６が設けられていることに起因する。即ち、この反射器１０２の部分には反射用被膜を形成することができず、故に、光を反射させないダークスポットを形成する。この結果、反射器１０２からの反射光の殆どがある入射角を持って光ファイバ２００に入射する。ある角度を持って光ファイバに入射した場合、該光は全反射を繰り返しながら該光ファイバ内を伝送される。ここで、入射角=反射角であるから、光ファイバの他端から出てくる光は、結果としてドーナッツ状になる。更に、光ファイバ２００に面するフィラメント１０４の先端部分が生成する光量はそれほど多くない。故に、フィラメント１０４から光ファイバ２００に直接平行に入射する光量はそれほど多くない。従って、従来の光ファイバシステムにおいては、図７Ｂに示されるような中央付近の光度が落ち込んだ配光分布となる。このような配光分布は、特別な用途以外光ファイバ照明に適するものではない。この点を鑑みて、ハロゲン電球１００の光軸を光ファイバ２００の軸線に対し角度を付けてハロゲン電球と光ファイバとを位置決めすることにより、該ハロゲン電球から該光ファイバに平行光を入射させようとする試みもなされている。しかしながら、この場合には、光ファイバに入射しない光が多くなり、効率が悪い。このように、従来のハロゲン電球は、光ファイバ照明システムの光源として適さないという問題点があった。

また、図示のハロゲン電球１００を用いる場合、ガラス製反射器１０２をモールド成形するための金型が非常に高価であるため、該反射器１０２の楕円形状の反射部１０５の曲率を変えたものを多数用意することが困難であり、仮に用意するためには、そのためのコストが莫大なものになると言う問題点もある。実際の所、数種類の反射器しか用意できず、用途に合わせてバルブの大きさ、形状等を適応させたり、用途に合わせてあるバルブを反射器内で位置をずらしたりしながら適応させているのが現状である。しかしながら、斯かる適応では所望の配光特性を得るのが困難であり、場合によっては無理である。

また、図示のハロゲン電球１００を用いる場合、バルブと別体の反射器１０２が必要であり、光ファイバ照明システムを小型化することが困難であるという問題点もある。

なお、光源に白熱電球を用いた光ファイバ照明システムが、独国実用新案第DE-7904647 U号から知られている。この光ファイバ照明システムにおいては、白熱電球のバルブ上に反射層が設けられている。この光ファイバ照明システムにおいても、光ファイバから出射される光の配光分布が、中央付近の光度がその周囲の光度と比較して落ち込む特性を示す。

本発明の目的は、光ファイバ照明システムの光源として適していて、安価に製造することが可能であり、且つ小型である白熱型の電球、とりわけ、ハロゲン電球を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明による電球は、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面を有するバルブと、ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、を具備し、前記第１の湾曲面の外側全面又は内側全面に反射用被膜が形成されており、前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光が供給される光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする。

上記構成の電球によれば、該電球のバルブ自体に断面略楕円形状の第１の湾曲面を成形し、該第１の湾曲面の外側又は内側全面に反射用被膜を形成するので、当該電球を安価に製造することができ、且つ該電球は非常に小さくすることができる。そして、上記構成の電球を光源として用いた光伝送媒体照明システムにおいて、光ファイバ等の光伝送媒体の出射光に、中央付近にピークを持つ配光特性を持たせることができる。このような配光特性の光は、光ファイバ照明用途に非常に適したものである。

また、上記電球においては、前記第１の湾曲面に対向する第２の面が略球形状を含むことが好ましく、更に、前記バルブが、前記第１の湾曲面の周端部と前記第２の面の周端部とを連接する周面を有することが好ましい。

上記構成の電球によれば、該電球のバルブの厚さを、該バルブの内部空間の部分において略一定にするために有利である。ガラスの厚さを等しくすることはバルブの破裂を防止する点で有利である。

また、上記電球においては、前記第２の面が平坦部を含むことが好ましく、更に、前記平坦部が円形状を有し、前記第１の焦点において前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを少なくとも有することが好ましい。

上記構成の電球によれば、光伝送媒体照明システムに設けられる平坦な基準面に前記平坦部を当接させることにより、当該電球と光伝送媒体とを容易に位置決めすることができる点で有利である。また、前記平坦部を介す出射光は該部分でより小さな屈折となるためこの点で有利である。更に、前記平坦部を介してフィラメントの位置を目視により正確に確認することができる点で有利である。

また、上記電球においては、前記第２の面が、前記光伝送媒体に向けて突出する突出部を有することが好ましい。

上記構成の電球によれば、光伝送媒体照明システムに設けられる基準面の穴部に前記突出部を挿入することにより、当該電球と光伝送媒体とを極めて容易に位置決めすることができる点で有利である。

また、上記電球においては、前記第２の面が、特定の波長の光を反射、透過又は吸収する被膜を有することが好ましい。

上記構成の電球によれば、赤外カット等の特性を備えるフィルタを別途設ける必要がなく、コストの面及び光伝送媒体照明システムの小型化の面で有利である。

また、本発明による電球は、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面と、該第１の湾曲面に対向する、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第２の湾曲面とを有するバルブと、ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、を具備し、前記第１及び第２の湾曲面にそれぞれ反射用被膜が形成されており、前記反射用被膜は、前記コイル部で発生し、前記第１又は第２の湾曲面で反射した出射光を通過させる開口を有し、前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される光伝送媒体に位置するように構成され、前記第２の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記コイル部で発生し、前記第２の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする。また、前記第１及び第２の湾曲面が同じ曲率を有すると好ましい。また、前記開口の少なくとも一つが円形状であり、前記第１又は第２の湾曲面の前記第１の焦点において前記コイル部で発生し、該第１又は第２の湾曲面で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを少なくとも有することが好ましい。

上記構成の電球によれば、該電球のバルブ自体に断面略楕円形状の第１及び第２の湾曲面を成形し、該第１及び第２の湾曲面に反射用被膜を形成するので、当該電球を安価に製造することができ、且つ該電球は非常に小さくすることができる。そして、上記構成の電球を光源として用いた光伝送媒体照明システムにおいて、当該１つの電球で２本の光ファイバ等の光伝送媒体に光を入射させることができ、しかも、これら光伝送媒体の出射光に、中央付近にピークを持つ配光特性を持たせることができる。このような配光特性の光は、光ファイバ照明用途に非常に適したものである。

また、上記電球においては、前記開口の少なくとも一つが平坦部を含むことが好ましい。

また、上記電球においては、前記開口の少なくとも一つが前記光伝送媒体に向けて突出する突出部を有することが好ましい。

また、上記電球においては、前記突出部の端面がレンズ作用を持つことが好ましい。

上記構成の電球によれば、所望の方向に光を集光、発散又は平行化させることができる点で有利である。

また、上記電球においては、前記突出部の側面に反射用被膜が形成されることが好ましい。

上記構成の電球によれば、前記突出部の側面から光が逃げない点で有利である。

また、上記電球においては、前記コイル部が、前記光伝送媒体側から見て正方形状又は円形状であることが好ましい。

上記構成の電球によれば、フィラメントのコイル部で発生し、第１又は第２の湾曲面で反射した出射光が、該フィラメントにより遮られるのを防止する点で有利である。

また、上記電球においては、前記バルブが、前記第１の湾曲面の周端部と前記第２の湾曲面の周端部とを連接する周面を有することが好ましい。

また、上記電球においては、前記反射用被膜の材料がＴａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２であることが好ましい。Ｔａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２は耐熱性及びはがれにくさの面で優れている。

また、上記電球においては、前記第１及び／又は第２の湾曲面が、複数の異なる曲率をもつ部分から構成されることが好ましい。

上記構成の電球によれば、光ファイバ等の光伝送媒体に位置するそれぞれ別個の第２の焦点に光を集光させることができる点で有利である。

また、上記電球においては、前記バルブの前記内部空間にハロゲンが封入されていることが好ましい。

また、本発明は、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面と、該第１の湾曲面に対向する第２の面とを有するバルブと、ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、を有する電球と、前記第２の面近傍に配置され、前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光が供給される光伝送媒体と、を具備する光伝送媒体照明システム、とりわけ、光ファイバ照明システムであって、前記第１の湾曲面の外側全面又は内側全面に反射用被膜が形成されており、前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が前記光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする。

また、本発明は、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面と、該第１の湾曲面に対向する、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第２の湾曲面とを有するバルブと、ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、を有する電球と、前記第１及び第２の湾曲面近傍にそれぞれ配置され、前記コイル部で発生し、前記第１又は第２の湾曲面で反射した出射光が供給される２つの光伝送媒体と、を具備する光伝送媒体照明システム、とりわけ、光ファイバ照明システムであって、前記第１及び第２の湾曲面にそれぞれ反射用被膜が形成されており、前記反射用被膜は、前記コイル部で発生し、前記第１又は第２の湾曲面で反射した出射光を通過させる開口を有し、前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記第１の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される一方の光伝送媒体に位置するように構成され、前記第２の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記第２の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される他方の光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による電球の第１実施例を示す概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図、Ｃは右側面図を示している。この実施例における電球１は、ハロゲン電球である。このハロゲン電球1は、例えば石英ガラス等からなるバルブ２を有する。このバルブの下部はピンチシール部３とされ、頂部は排気シール部４とされ、内部空間５にハロゲンガスが封入されている。また、バルブ３の内部空間５には、例えばタングステン線からなるフィラメント６が設けられている。フィラメント６は、ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部１６を有する。ピンチシール部３には一対の内部リード線（本実施においては、フィラメント６の一対の直線状端部が兼ねている）７ａ、７ｂと一対の外部リード線８ａ、８ｂとが各々植設され、内部リード線７ａ、７ｂ及び外部リード線８ａ、８ｂはモリブデン箔９ａ及び９ｂを介して各々電気的に接続されている。本実施例においては、フィラメント６のコイル部１６、内部リード線７ａ、７ｂ、外部リード線８ａ、８ｂ及びモリブデン箔９ａ、９ｂ（即ち、後述するフィラメント構造体）は、フィラメント６を通るバルブ２の軸線（図１における一点鎖線）に略平行に延在している。また、本実施例においては、ピンチシール部３がバルブ２の前記軸線に同心的に設けられている。しかしながら、これらは必須な構成ではなく、もし望むなら、例えば、ピンチシール部３をバルブ２の前記軸線に対して偏心させて設け、これにフィラメント構造体を適応させることも可能である。

本実施例において、バルブ２は、第１の焦点Ｆ１及び第２の焦点Ｆ２を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面１０を有する。第１の湾曲面１０の外側全面に反射用被膜（図１における斜線）が形成されている。本実施例において、第１の湾曲面１０の光軸は、バルブ２の前記軸線と略直交し、該第１の湾曲面の周端部で形成される平面が、該バルブ２の軸線に略平行である。第１の湾曲面１０の第１の焦点Ｆ１は、フィラメント６のコイル部１６に位置する。第１の湾曲面１０の第２の焦点Ｆ２は、フィラメント６のコイル部１６で発生し、該第１の湾曲面１０で反射した出射光が供給される光ファイバ２０に位置する（図３参照）。

また、本実施例において、バルブ２は、第１の湾曲面１０に対向して、略球形状の第２の面１１を有する。また、バルブ２は、第１の湾曲面１０の周端部と第２の面１１の周端部とを連接する周面１２を有する。なお、周面１２と封止部３とが遷移部１３を介して連接されている。球形状の第２の面１１及び周面１２を設けることは、当該電球１のバルブ２の厚さを、内部空間５の部分において略一定にするために有利である。その理由を本実施例の電球の製造工程を参照して説明する。

本実施例の電球の製造は、基本的には従来のハロゲン電球と同様である。また、バルブの成形方法においても従来の製造方法と同様である。バルブ２の断面略楕円形状の第１の湾曲面１０、略球形状の第２の面１１及び周面１２は、所定の管径を持つガラス管の所定部分を先ず加熱し、その後、該加熱部分を金型で囲い、該管内に空気を送り込んで、該加熱部分を膨張させることにより成形される。その際、ガラス管の軸から等距離の部分に同様の風圧がかかるため、かかる部分において、成形された後のガラスの厚さは一様になる。本実施例においては、上述の膨張の際、ガラス管の軸上の点から第２の面１１及び周面１２並びに第１の湾曲面１０の一部までの距離が概ね等しくなり、これらの部分において、成形後のガラスの厚さが等しくなる。ガラスの厚さを等しくすることはバルブの破裂を防止する点で有利である。

また、上述したバルブ２の成形の際、封止部３に対応する部分及び遷移部分も成形される。このように成形された後のガラス管が図２Ａに示されている。

一方、コイル部１６を備えるフィラメント６、内部リード線７ａ、７ｂ、外部リード線８ａ、８ｂ及びモリブデン箔９ａ、９ｂが互いに電気的に溶接されて、図２Ｂに示されるフィラメント構造体が形成される。このフィラメント構造体が、図２Ａに示される成形されたガラス管内に下方から挿入され、所定位置に固定された後、前記封止部３に対応する部分が加熱されピンチシールされる。その後、ガラス管の頂部よりハロゲンガスが導入される。最後に、上記ガラス管の頂部が加熱後封じられる（図２Ｃ参照）。

この後、第１の湾曲面１０の外側全面に反射用被膜がＣＶＤ等の蒸着により形成され、当該電球は完成する（図２Ｄ参照）。なお、図２Ｂに示されるフィラメント構造体を図２Ａに示される成形されたガラス管に挿入する前に、第１の湾曲面１０の外側全面に反射用被膜を形成しても良い。また、該外側表面に代えて、第１の湾曲面１０の内側全面に反射用被膜を形成しても良い。

なお、上述した遷移部分１３（特に図１Ａ参照）は、第１の湾曲面１０における反射面積をできるだけ大きくするために、できるだけ狭くすることが望ましい。

また、上述した製造方法では、１本のガラス管から第１の湾曲面１０、第２の面１１及び周面１２と、封止部３に対応する部分及び遷移部分とを成形したが、これらを別個のガラス管により成形し、その後一体化させても良い。

上記記述においては、第１の湾曲面１０、第２の面１１及び周面１２を別々の部分として説明しているが、本発明においては、周面が第１及び／又は第２の湾曲面に包含されており、第１の湾曲面と第２の面とを内部空間を形成するように当接した時に周面が形成されるように構成しても良い。

本実施例の電球によれば、従来のハロゲン電球と異なり、反射用被膜がバルブの外側表面に直接形成されるため、該反射用被膜の材料には耐熱性が要求される。また、当該電球の作業に当たり人の手等で触られる頻度が多いことが予測され、はがれにくさも要求される。これらを鑑みて、本実施例においては、耐熱性及び強度の面において優れているＴａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２が反射用被膜の材料として採用されている。しかしながら、所望に応じて、アルミニウム、金、ＺｎＳ／ＭｇＦ_２、ＺｎＳ／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２等の材料を用いることも可能である。

また、本実施例においては、コイル部１６を備えるフィラメント６が、いわゆる横型のＣＦ−６型であり、光ファイバ２０側から見て正方形状を有し、且つバルブ２の内部空間５内において、第１の湾曲面１０の光軸が該正方形状の中心を通るように配設されている。また、第１の湾曲面１０の第１の焦点Ｆ１がフィラメント６のコイル部１６の中央に位置している。これは、フィラメント６のコイル部１６で発生し、第１の湾曲面１０で反射した出射光が、該フィラメント６により遮られるのを防止する点で有利である。しかしながら、この観点において、フィラメント６が、ＣＦ−６型であり、光ファイバ２０側から見て円形状を有し、且つバルブ２の内部空間５内において、第１の湾曲面１０の光軸が該円形状の中心を通るように配設されことがより好ましい。しかしながら、もし望むなら、光ファイバ２０側から見て長方形状も可能であり、またＣ−６型、ＣＦ−８型又はＣ−８型等のフィラメントを用いることも可能である。

図３は、図1の電球を光源として用いる光ファイバ照明システムを概略的に示し、Ａは電球と光ファイバとの位置関係を示し、Ｂは光ファイバから出射される出射光の配光分布を示す。この光ファイバ照明システムにおいては、電球１と光ファイバ２０とが、第１の湾曲面１０の光軸と光ファイバ２０の軸線とが略一致するように（図３における一点鎖線参照）所定距離Ｙ離れて同心的に位置決めされている。ここで、第１の湾曲面１０の曲率は光ファイバ２０の開口数ＮＡに適応されていて、該第１の湾曲面１０の第２の焦点Ｆ２が光ファイバ２０に位置している。なお、光ファイバ２０自体は従来と変わりはなく、複数の光ファイバを束ねてバンドル化したものでも良い。斯くして、図３に示されるように、第１の焦点Ｆ１においてフィラメント６のコイル部１６で生成され、第１の湾曲面１０で反射した出射光が、光ファイバ２０に位置する第２の焦点Ｆ２に集光される。本例によれば、第１の湾曲面１０の外側全面に反射用被膜が形成されているためダークスポットはない。また、第１の湾曲面１０の光軸上に封止部３等が存在しないため、出射光が妨げられない。また、光ファイバ２０から見た側において、正方形状をなすコイル部１６から該光ファイバ２０に平行光が直接入射する。このコイル部分は極めて多量の光量を生成する。結果として、図３Ｂに示されるように、ドーナッツ状ではなく、中央付近にピークを持つ配光分布が得られる。この配光分布も、ハロゲン電球１及び光ファイバ２０と同心的に表されている。このような配光分布は、前述した光ファイバ照明用途に非常に適している。

なお、同一の光ファイバ照明システムにおいて、別体の反射器を備える従来のハロゲン電球と本発明の電球とを同一の電圧（５Ｖ）でそれぞれ点灯した時に光ファイバから出射される光量を比較する実験を行った。その結果、本発明の電球によれば、約３２％の光量の増加が得られることが確認された。

また、従来の別体の反射器を成形するコストと比較して、バルブ２を成形するコストは極めて安価である。

また、本発明による電球は、別体の反射器を備えないため非常に小さい。更に、本発明の電球におけるバルブの楕円形状部は小型で極めて短焦点のものとすることができる。これは、従来の電球と比較して、本発明の電球を光ファイバにより近づけることを可能にする。故に、別体の反射器を備える従来の電球を光源として用いる従来の光ファイバ照明システムにおいて、該従来の電球に必要とされていたスペースは、本発明による電球にとって十分なものである。従って、電球の取り付け構造を変更するだけで、本発明による電球を当該従来の光ファイバ照明システムに適応させることが可能である。一方、新たな光ファイバ照明システムを製造する際には、従来の光ファイバ照明システムと比較して小型にすることが可能である。

なお、従来の光ファイバ照明システムにおいて、電球と光ファイバとの間に別体の赤外カットフィルタ等を介在させたものが知られている。図１の電球の第２の面１１に赤外カットフィルタの特性を持つ被膜を形成することにより、斯様な別体のフィルタを省くことが可能である。これは、コストの面、及びシステムの小型化の面で有利である。また、もし望むなら、第２の面１１にその他の特性を持つ被膜、例えば、赤外反射フィルタ、紫外カットフィルタ、ダイクロイックフィルタ等の特性を持つ被膜を形成しても良い。

図４は、本発明による電球の第２実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図、Ｃは右側面図を示す。本実施例の電球４０は、バルブ４１において、略球形状の第２の面１１に代えて、平坦部４３を有する略円錐台形状の第２の面４２を有する点で図１の第１実施例の電球１と異なる。平坦部４３は円形状であり、第１の湾曲面１０の第１の焦点Ｆ１においてフィラメント６のコイル部１６で発生し、該第１の湾曲面１０で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを有する。本実施例の電球４０は、光ファイバ照明システムに設けられる平坦な基準面に平坦部４３を当接させることにより、当該電球と光ファイバとを容易に位置決めすることができる点で有利である。また、平坦部４３を介す出射光は該部分でより小さな屈折となるためこの点で有利である。更に、平坦部４３を介してフィラメント６の位置を目視により正確に確認することができる点で有利である。

図５は、本発明による第３実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図を示す。なお、図５の電球において右側面図は左側面図と同様である。本実施例の電球５０は、図１の第１実施例の電球と比較して、２方向に光を出射させる点で大きく異なる。電球５０のバルブ５１は、第１の焦点Ｆ１及び第２の焦点（図示せず）を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面５２を有する。第１の湾曲面５２の外側表面に反射用被膜（図５における斜線）が形成されている。第１の湾曲面５２の第１の焦点Ｆ１は、フィラメント６のコイル部１６の中央に位置する。第１の湾曲面５２の第２の焦点は、フィラメント６のコイル部１６で発生し、該第１の湾曲面５２で反射した出射光が供給される光ファイバ（図示せず）に位置する。また、バルブ５１は、第１の焦点Ｆ１及び第２の焦点（図示せず）を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第２の湾曲面５３を有する。なお、第１の湾曲面５２と第２の湾曲面５３とは同じ曲率を有する。第２の湾曲面５３の外側表面に反射用被膜（図５における斜線）が形成されている。第２の湾曲面５３の第１の焦点Ｆ１も、フィラメント６のコイル部１６の中央に位置する。第２の湾曲面５３の第２の焦点は、フィラメント６のコイル部１６で発生し、該第２の湾曲面５３で反射した出射光が供給される他の光ファイバ（図示せず）に位置する。これら反射用被膜の材料は、図１の実施例で述べたものと同様である。

本実施例によれば、第１の湾曲面５２の外側表面に形成された反射用被膜が、第１の開口５４を有する。第１の開口５４は円形であり、第２の湾曲面５３の第１の焦点Ｆ１においてフィラメント６のコイル部１６で生成され、該第２の湾曲面５３で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを持つ。また、第２の湾曲面５３の外側表面に形成された反射用被膜が、第２の開口５５を有する。第２の開口５５も円形であり、第１の湾曲面５２の第１の焦点Ｆ１においてフィラメント６のコイル部１６で生成され、該第１の湾曲面５２で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを持つ。なお、第１の開口５４の部分において、第１の湾曲面５２は第１の平坦部を持ち、第２の開口５５の部分において、第２の湾曲面５３は第２の平坦部を持つ。これらの平坦部は、図４の実施例で述べたものと同様の作用効果を持つ。

また、バルブ５２は、第１の湾曲面５２の周端部と第２の湾曲面５３の周端部とを連接する周面５６を有する。周面５６を設けることは、前述したように、当該電球５０のバルブ５１の厚さを、内部空間５７の部分において略一定にするために有利である。また、周面５６を設けることにより、バルブ５１の設計に当たり、用いられる光ファイバの開口数ＮＡに依存して、第１の湾曲面５２及び第２の湾曲面５３の曲率だけでなく、該周面５６の幅方向の大きさも関連付けて適応させることにより、該バルブ５１における反射面はできる限り大きくし、第１の開口５４及び第２の開口５５はできる限り小さくすることができる点で有利である。なお、周面５６の外側表面には反射用被膜が形成されていない。これは、周面５６が囲むコイル部１６の部分が、該コイル部１６においてそれほど光量を生成しないからである。しかしながら、もし望むなら、周面５６にも反射用被膜や赤外カットフィルタ等その他の特性の被膜を形成することも可能である。

本実施例の電球５０を光源として用いる光ファイバ照明システムにおいては、２本の光ファイバが該電球５０を挟んで対向して配設され、図３において説明したのと同様に電球５０とこれら光ファイバとが位置付けられる。本実施例の電球５０においては、反射用被膜が開口５４、５５を有するが、これら開口に面している正方形状のコイル部１６から多量の平行光が直接光ファイバに入射するので、該光ファイバから出射される光の配光特性は、ドーナッツ状ではなく、中央付近にピークを持つ。従って、この配光分布も、前述した光ファイバ照明用途に非常に適している。また、図１や図４の片側被膜の実施例と比較して、集光効率がアップする。なお、上記の２本の光ファイバは、それぞれ別個の照明に用いられても良く、途中で一つに束ねられ同一の照明に用いられても良い。

図６は、本発明による第４実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図を示す。なお、図６の電球において右側面図は左側面図と同様である。本実施例の電球６０は、バルブ６１において、図５の第３実施例における第１の開口が第１の突出部６２を有し、第２の開口が第２の突出部６３を有する点で図５の第３実施例の電球５０と異なる。本実施例において、これら突出部６２、６３の端面は平坦である。しかしながら、もし望むなら、突出部６２、６３の端面に所望の曲率を施し、レンズ作用を持たせても良い。また、突出部６２、６３の側面に反射用被膜を形成し、該突出部の側面から光が逃げないようにしても良い。なお、本実施例の電球６０は、光ファイバ照明システムに設けられた基準面の穴部にこれら突出部６２、６３を挿入することにより、当該電球と光ファイバとを極めて容易に位置決めすることができる点で有利である。

図１乃至図６を参照して説明した実施例においては、断面略楕円形状の湾曲面が１つの曲率しか持たない部分から構成されている。しかしながら、もし望むなら、前記湾曲面を複数の曲率を持つ部分から構成し、それぞれ別個の第２の焦点を光ファイバに位置させても良い。

本発明の電球は、例えば工場内で細かい作業をする作業者の手元を照らす手元照明や、ショーケースやショーウインドウ内の装飾照明、また内視鏡、スキャナ、写真引き伸ばし機、光重合器等において必要とされる光の照射に用いられる光ファイバ照明システムの光源として用いることが可能である。

図１は、本発明による電球の第１実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図、Ｃは右側面図を示す。図２は、図1の本発明による電球の製造工程を概略的に示す。図３は、図1の本発明による電球を光源として用いる光ファイバ照明システムを概略的に示し、Ａは光源と光ファイバとの位置関係を示し、Ｂは光ファイバから出射される出射光の配光分布を概略的に示す。図４は、本発明による電球の第２実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図、Ｃは右側面図を示す。図５は、本発明による電球の第３実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図を示す。図６は、本発明による電球の第４実施例の概念図であり、Ａは正面図、Ｂは左側面図を示す。図７は、従来のハロゲン電球を光源として用いる光ファイバ照明システムを概略的に示し、Ａは光源と光ファイバとの位置関係を示し、Ｂは光ファイバから出射される出射光の配光分布を示す。

Claims

第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面を有するバルブと、
ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、
を具備し、
前記第１の湾曲面の外側全面又は内側全面に反射用被膜が形成されており、
前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光が供給される光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする電球。
前記第１の湾曲面に対向する第２の面が略球形状を含むことを特徴とする請求項１記載の電球。
前記バルブは、前記第１の湾曲面の周端部と前記第２の面の周端部とを連接する周面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電球。
前記第２の面が平坦部を含むことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の電球。
前記平坦部が円形状を有し、前記第１の焦点において前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを少なくとも有することを特徴とする請求項４記載の電球。
前記第２の面は、前記光伝送媒体に向けて突出する突出部を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電球。
前記第２の面は、特定の波長の光を反射、透過又は吸収する被膜を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電球。
第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面と、該第１の湾曲面に対向する、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第２の湾曲面とを有するバルブと、
ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、
を具備し、
前記第１及び第２の湾曲面にそれぞれ反射用被膜が形成されており、
前記反射用被膜は、前記コイル部で発生し、前記第１又は第２の湾曲面で反射した出射光を通過させる開口を有し、
前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される光伝送媒体に位置するように構成され、
前記第２の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記コイル部で発生し、前記第２の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする電球。
前記第１及び第２の湾曲面が同じ曲率を有することを特徴とする請求項８記載の電球。
前記開口の少なくとも一つが円形状であり、前記第１又は第２の湾曲面の前記第１の焦点において前記コイル部で発生し、該第１又は第２の湾曲面で反射した出射光をほぼ全て通過させる大きさを少なくとも有することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の電球。
前記開口の少なくとも一つが平坦部を含むことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の電球。
前記開口の少なくとも一つが前記光伝送媒体に向けて突出する突出部を有することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の電球。
前記突出部の端面がレンズ作用を持つことを特徴とする請求項６又は請求項１２記載の電球。
前記突出部の側面に反射用被膜が形成されたことを特徴とする請求項６、請求項１２又は請求項１３記載の電球。
前記コイル部は、前記光伝送媒体側から見て正方形状又は円形状であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の電球。
前記バルブは、前記第１の湾曲面の周端部と前記第２の湾曲面の周端部とを連接する周面を有することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の電球。
前記反射用被膜の材料がＴａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２であることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の電球。
前記第１及び／又は第２の湾曲面は、複数の異なる曲率をもつ部分から構成されることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の電球。
前記バルブの前記内部空間にハロゲンが封入されていることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれかに記載の電球。
第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面と、該第１の湾曲面に対向する第２の面とを有するバルブと、
ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、
を有する電球と、
前記第２の面近傍に配置され、前記コイル部で発生し、前記第１の湾曲面で反射した出射光が供給される光伝送媒体と、
を具備する光伝送媒体照明システムであって、
前記第１の湾曲面の外側全面又は内側全面に反射用被膜が形成されており、
前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が前記光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする光伝送媒体照明システム。
第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第１の湾曲面と、該第１の湾曲面に対向する、第１及び第２の焦点を持つ断面略楕円形状を有し、外側に凸状の第２の湾曲面とを有するバルブと、
ワイヤを巻回してなり、通電により光を発生するコイル部を有し、前記コイル部が前記バルブの内部空間内に位置するように配設されたフィラメントと、
を有する電球と、
前記第１及び第２の湾曲面近傍にそれぞれ配置され、前記コイル部で発生し、前記第１又は第２の湾曲面で反射した出射光が供給される２つの光伝送媒体と、
を具備する光伝送媒体照明システムであって、
前記第１及び第２の湾曲面にそれぞれ反射用被膜が形成されており、
前記反射用被膜は、前記コイル部で発生し、前記第１又は第２の湾曲面で反射した出射光を通過させる開口を有し、
前記第１の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記第１の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される一方の光伝送媒体に位置するように構成され、
前記第２の湾曲面は、前記第１の焦点が前記コイル部に位置し、前記第２の焦点が、前記第２の湾曲面で反射した出射光が前記開口を介して供給される他方の光伝送媒体に位置するように構成されたことを特徴とする光伝送媒体照明システム。