JP2892777B2 - ハロゲン電球 - Google Patents
ハロゲン電球Info
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- JP2892777B2 JP2892777B2 JP2152050A JP15205090A JP2892777B2 JP 2892777 B2 JP2892777 B2 JP 2892777B2 JP 2152050 A JP2152050 A JP 2152050A JP 15205090 A JP15205090 A JP 15205090A JP 2892777 B2 JP2892777 B2 JP 2892777B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般照明、店舗照明などに用いられるハロゲ
ン電球に関するものである。
ン電球に関するものである。
従来の技術 ハロゲン電球は点光源に近いことや、点灯用の回路が
不必要であることなどの利点を持つことから、一般照明
をはじめ、店舗のスポット照明などに多く用いられてい
る。しかし、ハロゲン電球は効率，色温度の点では蛍光
灯と比較すると、かなり見劣りする。この難点を改善す
る方法の一つとして、近年多層干渉膜をハロゲン電球に
応用することが盛んに行われてきている。多層干渉膜は
光を選択的に透過または反射する性質を持っており、こ
れをガラスバルブの外面に塗布することによりハロゲン
電球の光を制御することができる。また、各層の膜厚を
代えることにより、反射または透過する波長領域を自由
に代えることができるので、いろいろな光を出すハロゲ
ン電球を得ることができる。
不必要であることなどの利点を持つことから、一般照明
をはじめ、店舗のスポット照明などに多く用いられてい
る。しかし、ハロゲン電球は効率，色温度の点では蛍光
灯と比較すると、かなり見劣りする。この難点を改善す
る方法の一つとして、近年多層干渉膜をハロゲン電球に
応用することが盛んに行われてきている。多層干渉膜は
光を選択的に透過または反射する性質を持っており、こ
れをガラスバルブの外面に塗布することによりハロゲン
電球の光を制御することができる。また、各層の膜厚を
代えることにより、反射または透過する波長領域を自由
に代えることができるので、いろいろな光を出すハロゲ
ン電球を得ることができる。
例えばその一例として赤外線反射膜付ハロゲン電球が
ある。ハロゲン電球の放射する光のうち70％以上は赤外
線であり、これが蛍光灯に比べ効率の点で劣っている主
原因である。しかも、被照明物の温度が上昇し材料の劣
化を招くことがあり、店舗，美術館などの照明には問題
がある。そこで、第４図に示すように、円筒形のガラス
バルブ１の外面に多層干渉膜２を形成してフィラメント
３からの赤外線を反射しガラスバルブ１内に戻すように
したハロゲン電球が提案されている（特開昭57-128455
号公報）。これによれば、被照射物の温度上昇を抑える
とともに、ガラスバルブ内に戻された赤外線によりフィ
ラメントを加熱しそのエネルギー量だけ入力電力の低減
を図ることが可能となる。
ある。ハロゲン電球の放射する光のうち70％以上は赤外
線であり、これが蛍光灯に比べ効率の点で劣っている主
原因である。しかも、被照明物の温度が上昇し材料の劣
化を招くことがあり、店舗，美術館などの照明には問題
がある。そこで、第４図に示すように、円筒形のガラス
バルブ１の外面に多層干渉膜２を形成してフィラメント
３からの赤外線を反射しガラスバルブ１内に戻すように
したハロゲン電球が提案されている（特開昭57-128455
号公報）。これによれば、被照射物の温度上昇を抑える
とともに、ガラスバルブ内に戻された赤外線によりフィ
ラメントを加熱しそのエネルギー量だけ入力電力の低減
を図ることが可能となる。
なお、第４図中、4,5はフィラメント支持体、６はチ
ップオフ部、７はガラスバルブ１の封着部、８は口金を
示す。
ップオフ部、７はガラスバルブ１の封着部、８は口金を
示す。
また、他の例として高色温度のハロゲン電球がある。
店舗照明ではスポット照明としてハロゲン電球と全体照
明としての蛍光灯を同時に使うことが多いが、ハロゲン
電球は蛍光灯と比較すると、かなり色温度が低いため、
ハロゲン電球の光だけが赤味を帯びて見え違和感を生じ
る。このような欠点を改善する方法としても多層干渉膜
を応用することができる。この電球は多層干渉膜により
可視領域の中の長波長の光、すなわち赤色成分だけを減
少させ、寿命特性を損なうことなく色温度を向上させ蛍
光灯の色に近づけたものである。
店舗照明ではスポット照明としてハロゲン電球と全体照
明としての蛍光灯を同時に使うことが多いが、ハロゲン
電球は蛍光灯と比較すると、かなり色温度が低いため、
ハロゲン電球の光だけが赤味を帯びて見え違和感を生じ
る。このような欠点を改善する方法としても多層干渉膜
を応用することができる。この電球は多層干渉膜により
可視領域の中の長波長の光、すなわち赤色成分だけを減
少させ、寿命特性を損なうことなく色温度を向上させ蛍
光灯の色に近づけたものである。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来の赤外線反射膜付ハロゲン電球では、フ
ィラメント３から垂直方向に出た光に関しては問題ない
が、斜め方向に出た光はすべてフィラメント３に戻って
来るわけてはなくかなりの光が外部に漏れてゆく（第５
図参照）。第５図において、Ａは透過光、Ｂは反射光を
示す。この現象はフィラメントが短いほど顕著にあらわ
れ、長さが15mmのフィラメントの場合、多層干渉膜に反
射された光のうち58％（形状係数）しかフィラメントに
戻ってこない。このため多層干渉膜を赤外線反射膜とし
て用いた場合、フィラメントの温度があまり上昇せず、
省電力の効果が期待できない。
ィラメント３から垂直方向に出た光に関しては問題ない
が、斜め方向に出た光はすべてフィラメント３に戻って
来るわけてはなくかなりの光が外部に漏れてゆく（第５
図参照）。第５図において、Ａは透過光、Ｂは反射光を
示す。この現象はフィラメントが短いほど顕著にあらわ
れ、長さが15mmのフィラメントの場合、多層干渉膜に反
射された光のうち58％（形状係数）しかフィラメントに
戻ってこない。このため多層干渉膜を赤外線反射膜とし
て用いた場合、フィラメントの温度があまり上昇せず、
省電力の効果が期待できない。
また、多層干渉膜を斜めに透過した光は垂直に透過し
た光とは通過する膜厚に差がでるため、特性が違ってく
る。この影響は特に高色温度電球に応用した場合に大き
く、方向によって色温度の違う光が出てくる結果とな
る。この場合もフィラメントが短いほどその影響は大き
い。これが長くなると、垂直に出た光と斜めにでた光と
が混ざり合って色が平均化されるため、色の差は目立た
なくなる。
た光とは通過する膜厚に差がでるため、特性が違ってく
る。この影響は特に高色温度電球に応用した場合に大き
く、方向によって色温度の違う光が出てくる結果とな
る。この場合もフィラメントが短いほどその影響は大き
い。これが長くなると、垂直に出た光と斜めにでた光と
が混ざり合って色が平均化されるため、色の差は目立た
なくなる。
上記のように多層干渉膜を短いフィラメントを持つハ
ロゲン電球に適用する場合、フィラメントから出た光の
反射光はフィラメントにできるだけ多く戻し、透過光は
多層干渉膜に対し直角に近くなるようにするほどその効
果は大きくなる。
ロゲン電球に適用する場合、フィラメントから出た光の
反射光はフィラメントにできるだけ多く戻し、透過光は
多層干渉膜に対し直角に近くなるようにするほどその効
果は大きくなる。
課題を解決するための手段 本発明のハロゲン電球は、ガラスバルブの一端側にチ
ップオフ部を、他端側に封着部をそれぞれ設け、かつ内
部にフィラメントを前記ガラスバルブと同軸方向に設け
たハロゲン電球において、前記ガラスバルブのうち前記
フィラメントが存在する部分の形状を回転楕円体とし、
かつ前記フィラメントが存在しない部分のガラスバルブ
のうち前記回転楕円体に連設し前記チップオフ部および
前記封着部側に延びる両部分の形状を円筒形とし、前記
フィラメントを前記ガラスバルブの前記回転楕円体の２
つの焦点の間に配置し、さらに前記回転楕円体の部分の
外面に赤外線反射膜である金属反射膜からなる多層干渉
膜を形成し、かつ前記回転楕円体と前記封止部との間の
前記円筒形の部分および前記ガラスバルブ先端側の前記
円筒形とした部分と前記チップオフ部には前記多層干渉
膜を形成していない構成を有する。
ップオフ部を、他端側に封着部をそれぞれ設け、かつ内
部にフィラメントを前記ガラスバルブと同軸方向に設け
たハロゲン電球において、前記ガラスバルブのうち前記
フィラメントが存在する部分の形状を回転楕円体とし、
かつ前記フィラメントが存在しない部分のガラスバルブ
のうち前記回転楕円体に連設し前記チップオフ部および
前記封着部側に延びる両部分の形状を円筒形とし、前記
フィラメントを前記ガラスバルブの前記回転楕円体の２
つの焦点の間に配置し、さらに前記回転楕円体の部分の
外面に赤外線反射膜である金属反射膜からなる多層干渉
膜を形成し、かつ前記回転楕円体と前記封止部との間の
前記円筒形の部分および前記ガラスバルブ先端側の前記
円筒形とした部分と前記チップオフ部には前記多層干渉
膜を形成していない構成を有する。
作用 多層干渉膜はガラスバルブの回転楕円体部分の上に形
成されているために、ここで反射された光はすべて２つ
の焦点の間に戻ってくる。このため、焦点の間にフィラ
メントを位置させておくと、フィラメントに戻ってくる
光は増加することとなる。また、フィラメントを斜めに
出た光の透過光と多層干渉膜とのなす角度は直角により
近くなる。
成されているために、ここで反射された光はすべて２つ
の焦点の間に戻ってくる。このため、焦点の間にフィラ
メントを位置させておくと、フィラメントに戻ってくる
光は増加することとなる。また、フィラメントを斜めに
出た光の透過光と多層干渉膜とのなす角度は直角により
近くなる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明す
る。
る。
第１図に示すように、本発明実施例のハロゲン電球は
ガラスバルブ以外については一般照明，店舗照明などに
用いられるハロゲン電球（電圧110V電力80W）と同様の
部品を用いており、ガラスバルブ９の一端側にチップオ
フ部６を、他端側に封着部７をそれぞれ設け、かつ内部
に長さが15mmのフィラメント３をガラスバルブ９と同軸
方向に設けている。そして、ガラスバルブ９のうちフィ
ラメント３が存在する部分の形状を回転楕円体10とし、
かつフィラメント３が存在しない部分のガラスバルブの
うち回転楕円体10に連接しチップオフ部６および封着部
７側に延びる両部分の形状を円筒形とし、フィラメント
３をガラスバルブ９の回転楕円体10の２つの焦点０の間
に配置し、さらに回転楕円体10の外面に金属酸化膜から
なる多層干渉膜２を形成している。 以上のような構成
を有する本発明実施例のハロゲン電球では、幾何学的な
性質として２つの焦点０の間から出て回転楕円体10に反
射された光は必ず焦点０の間に戻って来る。つまり、２
つの焦点０間にフィラメント３を置くと、多層干渉膜２
による反射光はすべてフィラメント３に戻って来ること
となる。また、その透過光も円筒形の場合に比べると、
透過する角度は直角に近くなる。例えば、フィラメント
３を50度の角度で出た光は従来例では多層干渉膜２を50
度の角度で出て行くのに対し、本発明の場合は80度の角
度で出て行く。
ガラスバルブ以外については一般照明，店舗照明などに
用いられるハロゲン電球（電圧110V電力80W）と同様の
部品を用いており、ガラスバルブ９の一端側にチップオ
フ部６を、他端側に封着部７をそれぞれ設け、かつ内部
に長さが15mmのフィラメント３をガラスバルブ９と同軸
方向に設けている。そして、ガラスバルブ９のうちフィ
ラメント３が存在する部分の形状を回転楕円体10とし、
かつフィラメント３が存在しない部分のガラスバルブの
うち回転楕円体10に連接しチップオフ部６および封着部
７側に延びる両部分の形状を円筒形とし、フィラメント
３をガラスバルブ９の回転楕円体10の２つの焦点０の間
に配置し、さらに回転楕円体10の外面に金属酸化膜から
なる多層干渉膜２を形成している。 以上のような構成
を有する本発明実施例のハロゲン電球では、幾何学的な
性質として２つの焦点０の間から出て回転楕円体10に反
射された光は必ず焦点０の間に戻って来る。つまり、２
つの焦点０間にフィラメント３を置くと、多層干渉膜２
による反射光はすべてフィラメント３に戻って来ること
となる。また、その透過光も円筒形の場合に比べると、
透過する角度は直角に近くなる。例えば、フィラメント
３を50度の角度で出た光は従来例では多層干渉膜２を50
度の角度で出て行くのに対し、本発明の場合は80度の角
度で出て行く。
なお、実験によれば、本発明はフィラメントの長さが
20mmを越える場合に特に効果がある。これはフィラメン
トを垂直に出て行く光の比率が多くなるためである。
20mmを越える場合に特に効果がある。これはフィラメン
トを垂直に出て行く光の比率が多くなるためである。
次に、かかるハロゲン電球の製造方法について説明す
る。
る。
まず、外径11mmの石英管の一端に外径4mmの石英製排
気管を接続する。排気管の他端は塞いでおく。次に、回
転楕円体部分を形成する。第２図（ａ）〜（ｃ）にその
方法の概略を示す。回転しているガラスバルブ９の下端
から約10mm〜30mmの範囲をガスバーナ11で加熱した後、
内面が回転楕円体の形状をした２分割のカーボン製の型
12をガラスバルブ９の外面に当てながら、ガラスバルブ
９の内部に、その開口部にゴム体13を介して設けられた
導入管14を通して高圧の窒素ガスを流入して圧力をか
け、ガラスバルブ９の加熱された部分を膨張させること
により回転楕円体部分10を形成する。この結果、ガラス
バルブ９のうち、加工の施されない部分は円筒部分15と
なる。
気管を接続する。排気管の他端は塞いでおく。次に、回
転楕円体部分を形成する。第２図（ａ）〜（ｃ）にその
方法の概略を示す。回転しているガラスバルブ９の下端
から約10mm〜30mmの範囲をガスバーナ11で加熱した後、
内面が回転楕円体の形状をした２分割のカーボン製の型
12をガラスバルブ９の外面に当てながら、ガラスバルブ
９の内部に、その開口部にゴム体13を介して設けられた
導入管14を通して高圧の窒素ガスを流入して圧力をか
け、ガラスバルブ９の加熱された部分を膨張させること
により回転楕円体部分10を形成する。この結果、ガラス
バルブ９のうち、加工の施されない部分は円筒部分15と
なる。
次に、ガラスバルブ９の外面に多層干渉膜２を塗布す
る。多層干渉膜２は酸化チタン（TiO2）と酸化シリコン
（SiO2）の層からなっており、これらの層はディップ法
により形成されている。すなわち、有機金属化合物溶液
にガラスバルブ９を漬けて塗布しこれを高温中で熱分解
して金属酸化膜を形成する。有機化合物溶液はTiO2とし
てテトラブチルチタネート（TBT）、SiO2としてテトラ
エチルオルソシリケート（以下TEOSという）をエタノー
ルに溶かした溶液を用いた。濃度は両者とも25％であ
る。なお、TEOS溶液中には分解を促進するために希塩酸
が添加されている。
る。多層干渉膜２は酸化チタン（TiO2）と酸化シリコン
（SiO2）の層からなっており、これらの層はディップ法
により形成されている。すなわち、有機金属化合物溶液
にガラスバルブ９を漬けて塗布しこれを高温中で熱分解
して金属酸化膜を形成する。有機化合物溶液はTiO2とし
てテトラブチルチタネート（TBT）、SiO2としてテトラ
エチルオルソシリケート（以下TEOSという）をエタノー
ルに溶かした溶液を用いた。濃度は両者とも25％であ
る。なお、TEOS溶液中には分解を促進するために希塩酸
が添加されている。
まず、第２図（ｃ）のような形状をしたガラスバルブ
９をTBT溶液に回転楕円体10の部分までつけた後、一定
の速度で引き上げる。次に、ガラスバルブ９の回転楕円
体部分10をエタノールに漬けて排気管など不要な部分に
ついた溶液を洗浄する。200℃で５分間乾燥し、さらに6
00℃で15分間焼成を行って酸化チタンの層上にシリカの
層を形成する。このような工程を繰り返してガラスバル
ブ９の回転楕円体10の外面に多層干渉膜を形成する。層
数については赤外線反射膜付ハロゲン電球の場合は８
層、高色温度ハロゲン電球の場合は６層である。各々の
場合における各層の膜厚および引き上げ速度を第１表お
よび第２表にそれぞれに示す。この後、排気管の先を切
断して導通させる。
９をTBT溶液に回転楕円体10の部分までつけた後、一定
の速度で引き上げる。次に、ガラスバルブ９の回転楕円
体部分10をエタノールに漬けて排気管など不要な部分に
ついた溶液を洗浄する。200℃で５分間乾燥し、さらに6
00℃で15分間焼成を行って酸化チタンの層上にシリカの
層を形成する。このような工程を繰り返してガラスバル
ブ９の回転楕円体10の外面に多層干渉膜を形成する。層
数については赤外線反射膜付ハロゲン電球の場合は８
層、高色温度ハロゲン電球の場合は６層である。各々の
場合における各層の膜厚および引き上げ速度を第１表お
よび第２表にそれぞれに示す。この後、排気管の先を切
断して導通させる。
次に、ハロゲン電球の製造工程であるが、これは従来
のハロゲン電球の場合と全く同様である。すなわち、上
記の多層干渉膜付ガラスバルブ内にフィラメント，フィ
ラメント支持材を設けた後、ガラスバルブの一端部を封
着する。排気管を通して真空排気し、内部にハロゲンガ
スおよび希ガスを封入し、排気管を封止し、チップオフ
部６を形成する。最後に、ガラスバルブ９の一端部に口
金８を取り付けて電球とする。
のハロゲン電球の場合と全く同様である。すなわち、上
記の多層干渉膜付ガラスバルブ内にフィラメント，フィ
ラメント支持材を設けた後、ガラスバルブの一端部を封
着する。排気管を通して真空排気し、内部にハロゲンガ
スおよび希ガスを封入し、排気管を封止し、チップオフ
部６を形成する。最後に、ガラスバルブ９の一端部に口
金８を取り付けて電球とする。
なお、上記実施例では金属酸化膜として酸化チタンと
酸化シリコンとを用いた例について説明したが、酸化チ
タンのかわりに、酸化タンタル，酸化ハフニウムを用い
ても同様の効果を得ることができる。
酸化シリコンとを用いた例について説明したが、酸化チ
タンのかわりに、酸化タンタル，酸化ハフニウムを用い
ても同様の効果を得ることができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、赤外線反射膜
付ハロゲン電球の場合には、従来例ではその省電力率10
％であったのに対し、省電力率15％の省電力を実現する
ことができて、より多くの省電力効果が得られ、また高
色温度のハロゲン電球の場合には、従来例では直角方向
の色温度が4000K,30度方向での色温度は3200Kであった
のに対し、本発明では直角方向の色温度は従来例と同じ
4000Kであるが、30度方向の色温度が3800Kとなり、その
差を少なくすることができ、人間の目ではその差を全く
感じない程度なで改善することができ、方向による色の
差を少なくすることができる。
付ハロゲン電球の場合には、従来例ではその省電力率10
％であったのに対し、省電力率15％の省電力を実現する
ことができて、より多くの省電力効果が得られ、また高
色温度のハロゲン電球の場合には、従来例では直角方向
の色温度が4000K,30度方向での色温度は3200Kであった
のに対し、本発明では直角方向の色温度は従来例と同じ
4000Kであるが、30度方向の色温度が3800Kとなり、その
差を少なくすることができ、人間の目ではその差を全く
感じない程度なで改善することができ、方向による色の
差を少なくすることができる。
第１図は本発明の一実施例であるハロゲン電球の正面
図、第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本発明にかか
るガラスバルブの成形方法を説明するための図、第３図
は本発明のハロゲン電球の多層干渉膜による反射光およ
び透過光を示す図、第４図は従来例のハロゲン電球の正
面図、第５図は従来例のハロゲン電球の多層干渉膜によ
る反射光および透過光を示す図である。 ２……多層干渉膜、３……フィラメント、６……チップ
オフ部、７……封着部、９……ガラスバルブ、10……回
転楕円体。
図、第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本発明にかか
るガラスバルブの成形方法を説明するための図、第３図
は本発明のハロゲン電球の多層干渉膜による反射光およ
び透過光を示す図、第４図は従来例のハロゲン電球の正
面図、第５図は従来例のハロゲン電球の多層干渉膜によ
る反射光および透過光を示す図である。 ２……多層干渉膜、３……フィラメント、６……チップ
オフ部、７……封着部、９……ガラスバルブ、10……回
転楕円体。
Claims (1)
- 【請求項１】ガラスバルブの一端側にチップオフ部を、
他端側に封着部をそれぞれ設け、かつ内部にフィラメン
トを前記ガラスバルブと同軸方向に設けたハロゲン電球
において、前記ガラスバルブのうち前記フィラメントが
存在する部分の形状を回転楕円体とし、かつ前記フィラ
メントが存在しない部分のガラスバルブのうち前記回転
楕円体に連接し前記チップオフ部および前記封着部側に
延びる両部分の形状を円筒形とし、前記フィラメントを
前記ガラスバルブの前記回転楕円体の２つの焦点の間に
配置し、さらに前記回転楕円体の部分の外面に赤外線反
射膜である金属反射膜からなる多層干渉膜を形成し、か
つ前記回転楕円体と前記封止部との間の前記円筒形の部
分および前記ガラスバルブ先端側の前記円筒形とした部
分と前記チップオフ部には前記多層干渉膜を形成してい
ないことを特徴とするハロゲン電球。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152050A JP2892777B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ハロゲン電球 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152050A JP2892777B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ハロゲン電球 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0447660A JPH0447660A (ja) | 1992-02-17 |
| JP2892777B2 true JP2892777B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=15531955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2152050A Expired - Fee Related JP2892777B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ハロゲン電球 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892777B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013145764A (ja) * | 2013-04-30 | 2013-07-25 | Ushio Inc | 白熱電球 |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2152050A patent/JP2892777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0447660A (ja) | 1992-02-17 |
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