JP2626061B2 - 白熱電球 - Google Patents
白熱電球Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K5/00—Lamps for general lighting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/28—Envelopes; Vessels
- H01K1/32—Envelopes; Vessels provided with coatings on the walls; Vessels or coatings thereon characterised by the material thereof
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、高色温度化，高色温度高演色性の白熱電球
に環する。
に環する。
（従来の技術） 近年、店舗用スポット照明等でクールで高演色性な照
明が望まれている。従来、こうした光を白熱電球で得る
場合、全面ガラスとして色温度変換フィルターを配設し
たり、あるいはダイクロイックミラーで不要光をカット
する等により行われていた。しかしながら、このような
光源では不要光をそのまま排除しているため、効率が悪
い。
明が望まれている。従来、こうした光を白熱電球で得る
場合、全面ガラスとして色温度変換フィルターを配設し
たり、あるいはダイクロイックミラーで不要光をカット
する等により行われていた。しかしながら、このような
光源では不要光をそのまま排除しているため、効率が悪
い。
そこで、白熱電球のバルブ内外の少なくとも一方の面
にカットフィルターを形成し、このフィルターで前述し
た不要光をフィラメントへ戻して再利用することが考え
られる。しかし、こうしたカットフィルターとしては通
常着色ガラスフィルターが使用されているが、白熱電球
特にハロゲンランプなどではバルブ温度が500℃以上と
なるため、耐熱性に問題が有り、適用出来ない。
にカットフィルターを形成し、このフィルターで前述し
た不要光をフィラメントへ戻して再利用することが考え
られる。しかし、こうしたカットフィルターとしては通
常着色ガラスフィルターが使用されているが、白熱電球
特にハロゲンランプなどではバルブ温度が500℃以上と
なるため、耐熱性に問題が有り、適用出来ない。
また、TiO2−SiO2多層膜等誘導体干渉フィルターは、
高耐熱性を有し赤外反射膜等に応用されている。しか
し、例えば第３図に示す如く市販の色温度上昇フィルタ
ーの透過特性を見ると、400〜700nmをなだらかにカット
しており、通常赤外反射膜応用電球に利用されているλ
/4膜あるいは特開昭59−11393号公報のように中間にλ/
2の低屈折率層を挿入したλ/4膜などをそのまま適用し
ようとしても、急峻にカットしてしまったり、凹凸が出
来たりして演色性が低下したり着色したりして約3400K
以上の高色温度演色性のものは得られなかった。
高耐熱性を有し赤外反射膜等に応用されている。しか
し、例えば第３図に示す如く市販の色温度上昇フィルタ
ーの透過特性を見ると、400〜700nmをなだらかにカット
しており、通常赤外反射膜応用電球に利用されているλ
/4膜あるいは特開昭59−11393号公報のように中間にλ/
2の低屈折率層を挿入したλ/4膜などをそのまま適用し
ようとしても、急峻にカットしてしまったり、凹凸が出
来たりして演色性が低下したり着色したりして約3400K
以上の高色温度演色性のものは得られなかった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、演色性低
下，色ズレを発生することなく、高色温度化，高色温度
高演色性の白熱電球を提供するこを目的とする。
下，色ズレを発生することなく、高色温度化，高色温度
高演色性の白熱電球を提供するこを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、ガラスの内外面のうち少なくとも一方の面
に、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層してなる多層
干渉フィルターを設け、かつ上記バルブ内にフィラメン
トを配設した白熱電球において、 前記多層干渉フィルターはガラスバルブ上に順次形成
された第1,第2,第3,第４光学膜からなり、第１光学膜は
高屈折率層と低屈折率層を総層数が奇数（ｍ）個となる
ように交互に積層しかつそれぞれの光学膜厚（ｄ）が0.
12〜0.17μｍの膜であり、前記第２光学膜は低屈折率層
でかつ光学膜厚が（ｋ＋１）d/2（但しｋ＝1.2〜1.5）
の膜であり、前記第３光学膜は高屈折率層と低屈折率層
を総層数が奇数であって１以上（ｍ−４）個以下となる
ように積層しかつそれぞれの光学膜厚がkdの膜であり、
前記第４光学膜は低屈折率層でかつ光学膜厚がkd/2の膜
であることを特徴とする白熱電球である。
に、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層してなる多層
干渉フィルターを設け、かつ上記バルブ内にフィラメン
トを配設した白熱電球において、 前記多層干渉フィルターはガラスバルブ上に順次形成
された第1,第2,第3,第４光学膜からなり、第１光学膜は
高屈折率層と低屈折率層を総層数が奇数（ｍ）個となる
ように交互に積層しかつそれぞれの光学膜厚（ｄ）が0.
12〜0.17μｍの膜であり、前記第２光学膜は低屈折率層
でかつ光学膜厚が（ｋ＋１）d/2（但しｋ＝1.2〜1.5）
の膜であり、前記第３光学膜は高屈折率層と低屈折率層
を総層数が奇数であって１以上（ｍ−４）個以下となる
ように積層しかつそれぞれの光学膜厚がkdの膜であり、
前記第４光学膜は低屈折率層でかつ光学膜厚がkd/2の膜
であることを特徴とする白熱電球である。
本発明において、前記高屈折率層はガラス側から奇数
番目の層であり、その屈折率ｎは2.0以上である。ま
た、前記低屈折率層はガラス側から偶数番目の層であ
り、その屈折率は1.6以下である。
番目の層であり、その屈折率ｎは2.0以上である。ま
た、前記低屈折率層はガラス側から偶数番目の層であ
り、その屈折率は1.6以下である。
本発明において、前記高屈折率層の材料としては、酸
化チタン（TiO2）、酸化タンタル（Ta2O5）、酸化ジル
コニウム（ZrO2）、硫化亜鉛（ZnS）等が挙げられる。
また、前記低屈折層の材料としては、シリカ（SiO2）、
ふっ化マグネシウム（MgF2）等が挙げられる。
化チタン（TiO2）、酸化タンタル（Ta2O5）、酸化ジル
コニウム（ZrO2）、硫化亜鉛（ZnS）等が挙げられる。
また、前記低屈折層の材料としては、シリカ（SiO2）、
ふっ化マグネシウム（MgF2）等が挙げられる。
（作用） 本発明によれば、演色性低下，色ズレを発生すること
なく、高色温度化，高色温度高演色性の白熱電球が得ら
れる。
なく、高色温度化，高色温度高演色性の白熱電球が得ら
れる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照
して説明する。
して説明する。
図中の１は、後記タングステンフィラメントを支持す
るアンカである。このアンカ１には、封止部２を介して
直管形透明石英ガラスバルブ３が設けられている。ここ
で、前記封止部２は、前記バルブ３の両端部を圧潰封止
することにより形成される。前記封止部２には、モリブ
デン導入箔４が埋設されている。このモリブデン導入箔
４には、バルブ３内に導入された複数の内導線５が接続
されている。この内導線５間にはバルブ３の中心線に位
置するタングステンコイルフィラメント６が装架されて
いる。前記石英ガラスバルブ３の外面には、多層干渉フ
ィルター７が形成されている。
るアンカである。このアンカ１には、封止部２を介して
直管形透明石英ガラスバルブ３が設けられている。ここ
で、前記封止部２は、前記バルブ３の両端部を圧潰封止
することにより形成される。前記封止部２には、モリブ
デン導入箔４が埋設されている。このモリブデン導入箔
４には、バルブ３内に導入された複数の内導線５が接続
されている。この内導線５間にはバルブ３の中心線に位
置するタングステンコイルフィラメント６が装架されて
いる。前記石英ガラスバルブ３の外面には、多層干渉フ
ィルター７が形成されている。
このフィルター７は、第２図に示す如く、酸化チタ
ン，酸化タンタル，酸化ジルコニウム，硫化亜鉛等から
なる高屈折率層11と、ふっ化マグネシウムなどからなる
低屈折率層12とを交互に積層したものである。前記フィ
ルター７は、ガラスバルブ側から順に設けられた第１〜
第４光学膜からなる。ここに、第１光学膜は高屈折率層
と低屈折率層とを交互に総層数が奇数（ｍ）個となるよ
うに積層され、その光学膜厚ｄは0.12〜0.17μｍであ
る。第２光学膜の光学膜厚（ｋ＋１）d/2は、0.132〜0.
2125μｍである。第３光学膜は高屈折率層と低屈折率層
上を交互に総層数が奇数（ｍ−４）個となるように積層
され、その光学膜厚kdは0.1440〜0.255μｍである。第
４光学膜の光学膜厚は、0.0720〜0.1275μｍである。
ン，酸化タンタル，酸化ジルコニウム，硫化亜鉛等から
なる高屈折率層11と、ふっ化マグネシウムなどからなる
低屈折率層12とを交互に積層したものである。前記フィ
ルター７は、ガラスバルブ側から順に設けられた第１〜
第４光学膜からなる。ここに、第１光学膜は高屈折率層
と低屈折率層とを交互に総層数が奇数（ｍ）個となるよ
うに積層され、その光学膜厚ｄは0.12〜0.17μｍであ
る。第２光学膜の光学膜厚（ｋ＋１）d/2は、0.132〜0.
2125μｍである。第３光学膜は高屈折率層と低屈折率層
上を交互に総層数が奇数（ｍ−４）個となるように積層
され、その光学膜厚kdは0.1440〜0.255μｍである。第
４光学膜の光学膜厚は、0.0720〜0.1275μｍである。
前記フィルター７は、次のようにして形成される。ま
ず、テトライソプロピルチタネートなどの有機チタン化
合物を有機溶剤に溶解し、チタン含有量が２〜10重量
％、粘度約2.0cpsに調整したチタン液と、エチルシリケ
ートなどの有機ケイ素化合物を有機溶剤に溶解し、ケイ
素含有量が２〜10重量％、粘度約1.0cpsに調整したケイ
素液を用意する。次に、上述の封止電球をまず恒温恒湿
の雰囲気中でチタン液に浸漬して所定速度で引き上げ、
乾燥後空気中で約600℃で５分間焼成して低屈折率層12
を形成する。このようにして、高屈折率層11と低屈折率
層12とを交互に形成して所望の層数を積層する。これら
の層11,12の厚みは粘度を調整することにより所望に管
理できる。
ず、テトライソプロピルチタネートなどの有機チタン化
合物を有機溶剤に溶解し、チタン含有量が２〜10重量
％、粘度約2.0cpsに調整したチタン液と、エチルシリケ
ートなどの有機ケイ素化合物を有機溶剤に溶解し、ケイ
素含有量が２〜10重量％、粘度約1.0cpsに調整したケイ
素液を用意する。次に、上述の封止電球をまず恒温恒湿
の雰囲気中でチタン液に浸漬して所定速度で引き上げ、
乾燥後空気中で約600℃で５分間焼成して低屈折率層12
を形成する。このようにして、高屈折率層11と低屈折率
層12とを交互に形成して所望の層数を積層する。これら
の層11,12の厚みは粘度を調整することにより所望に管
理できる。
しかして、上記実施例によれば、前記フィルター７は
ガラスバルブ側から順に設けられた第１〜第４光学膜か
らなり、第１光学膜は高屈折率層と低屈折率層とを交互
に総層数が奇数（ｍ）個となるように積層されてその光
学膜厚ｄは0.12〜0.17μｍであり、第２光学膜の光学膜
厚（ｋ＋１）d/2は0.132〜0.2125μｍであり、第３光学
膜は高屈折率層と低屈折率層とを交互に総層数が奇数
（ｍ−４）個となるように積層されてその光学膜厚kdは
0.1440〜0.255μｍであり、第４光学膜の光学膜厚は0.0
720〜0.1275μｍであるため、演色性，色温度が高くか
つ色ズレもない白熱電球を得る事ができる。
ガラスバルブ側から順に設けられた第１〜第４光学膜か
らなり、第１光学膜は高屈折率層と低屈折率層とを交互
に総層数が奇数（ｍ）個となるように積層されてその光
学膜厚ｄは0.12〜0.17μｍであり、第２光学膜の光学膜
厚（ｋ＋１）d/2は0.132〜0.2125μｍであり、第３光学
膜は高屈折率層と低屈折率層とを交互に総層数が奇数
（ｍ−４）個となるように積層されてその光学膜厚kdは
0.1440〜0.255μｍであり、第４光学膜の光学膜厚は0.0
720〜0.1275μｍであるため、演色性，色温度が高くか
つ色ズレもない白熱電球を得る事ができる。
事実、前記白熱電球において、多層干渉フィルター７
が10層からなると仮定した場合、後記する第１表に示す
結果が得られた。なお、参考のため、従来例1,2の場合
も示した。第１表は従来例1,2及び実施例の各層の膜
厚、色温度、Ra（演色性）を示したものである。従来例
１はいわゆるλ/4個であり、第４図から明らかのように
約3400K以上では層数が多くなりカットが急峻になり、5
00nm近辺でをカットし過ぎて演色性が悪くなりRaが80前
後まで低下し、色も青っぽくなる。
が10層からなると仮定した場合、後記する第１表に示す
結果が得られた。なお、参考のため、従来例1,2の場合
も示した。第１表は従来例1,2及び実施例の各層の膜
厚、色温度、Ra（演色性）を示したものである。従来例
１はいわゆるλ/4個であり、第４図から明らかのように
約3400K以上では層数が多くなりカットが急峻になり、5
00nm近辺でをカットし過ぎて演色性が悪くなりRaが80前
後まで低下し、色も青っぽくなる。
従来例２は特開昭59−113934号公報に示すような中間
にλ/2の低屈折率層を挿入したλ/4膜を応用したもので
あり、全体的になだらかにカットしているが、かなり凹
凸が生じるため、やはり演色性が低下する。
にλ/2の低屈折率層を挿入したλ/4膜を応用したもので
あり、全体的になだらかにカットしているが、かなり凹
凸が生じるため、やはり演色性が低下する。
これに対し、本実施例では、凹凸がほとんどなく400
〜700nm近辺までなだらかにカットするため、演色性は
ほとんど低下せず良好である。
〜700nm近辺までなだらかにカットするため、演色性は
ほとんど低下せず良好である。
第４図は、クリアランプと実施例のコーティングラン
プの可視スペクトル分布を示すが、良好な分光分布が得
られており、不要光をフィラメントへ戻しその分有効利
用している。上部の光学膜厚が厚い層のd2＝kdのｋの値
は、個々にランプ形状等の影響もあるので調整しなくて
はならないが、大体1.2〜1.5が適当である。また、その
層数は多すぎるとシャープにカットしてしまい500nm付
近に凹凸の大きな部分ができるため、１ないし（ｍ−
４）層（但し、ｍは５以上の整数）が適切である。
プの可視スペクトル分布を示すが、良好な分光分布が得
られており、不要光をフィラメントへ戻しその分有効利
用している。上部の光学膜厚が厚い層のd2＝kdのｋの値
は、個々にランプ形状等の影響もあるので調整しなくて
はならないが、大体1.2〜1.5が適当である。また、その
層数は多すぎるとシャープにカットしてしまい500nm付
近に凹凸の大きな部分ができるため、１ないし（ｍ−
４）層（但し、ｍは５以上の整数）が適切である。
但し、層数はバルブ面側を１とする。
また、ｄ0.12〜0.17μｍ。更に、奇数層は高屈折率
層、偶数層は低屈折率層である。また、本発明におい
て、ガラスバルブと多層干渉フィルター間に屈折率1.7
〜1.9のd/2の中間屈折率層を設けることにより、色温度
を一層向上できる。
層、偶数層は低屈折率層である。また、本発明におい
て、ガラスバルブと多層干渉フィルター間に屈折率1.7
〜1.9のd/2の中間屈折率層を設けることにより、色温度
を一層向上できる。
［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、演色性低下，色ズ
レを発生することなく、高色温度化、高色温度高演色性
の白熱電球を提供できる。
レを発生することなく、高色温度化、高色温度高演色性
の白熱電球を提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る白熱電球の説明図、第
２図は同白熱電球の反射膜部分断面図、第３図及び第４
図は夫々透過率と波長との関係を示す特性図、第５図は
相対分光パワーと波長との関係を示す特性図である。 １……アンカ、２……封止部、３……石英ガラスバル
ブ、４……モリブデン導入箔、５……内導線、６……タ
ングステンコイルフィラメント、７……可視光透過赤外
線反射膜、11……低屈折率層、12……高屈折率層。
２図は同白熱電球の反射膜部分断面図、第３図及び第４
図は夫々透過率と波長との関係を示す特性図、第５図は
相対分光パワーと波長との関係を示す特性図である。 １……アンカ、２……封止部、３……石英ガラスバル
ブ、４……モリブデン導入箔、５……内導線、６……タ
ングステンコイルフィラメント、７……可視光透過赤外
線反射膜、11……低屈折率層、12……高屈折率層。
Claims (1)
- 【請求項１】ガラスの内外面のうち少なくとも一方の面
に、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層してなる多層
干渉フィルターを設け、かつ上記バルブ内にフィラメン
トを配設した白熱電球において、 前記多層干渉フィルターはガラスバルブ上に順次形成さ
れた第1,第2,第3,第４光学膜からなり、第１光学膜は高
屈折率層と低屈折率層を総層数が奇数（ｍ）個となるよ
うに交互に積層しかつそれぞれの光学膜厚（ｄ）が0.12
〜0.17μｍの膜であり、前記第２光学膜は低屈折率層で
かつ光学膜厚が（ｋ＋１）d/2（但しｋ＝1.2〜1.5）の
膜であり、前記第３光学膜は高屈折率層と低屈折率層を
総層数が奇数であって１以上（ｍ−４）個以下となるよ
うに積層しかつそれぞれの光学膜厚がkdの膜であり、前
記第４光学膜は低屈折率層でかつ光学膜厚がkd/2の膜で
あることを特徴とする白熱電球。
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