JP3268558B2 - 新規な昼光ランプ - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 昼光スペクトルを生成する一体型ランプ。
背景技術 人工的手段により自然な昼光を模擬的に発生させる試
みが行われている。米国特許明細書第5079683号、同第5
083252号、同第5282115号に、より効果的に自然光を発
生させる装置が開示されている。
みが行われている。米国特許明細書第5079683号、同第5
083252号、同第5282115号に、より効果的に自然光を発
生させる装置が開示されている。
米国特許明細書第5418419号は、昼光を生成するよう
に構成したランプ・アセンブリについて開示している。
この米国特許明細書の開示全体を、参照により本明細書
に組み込む。前記明細書に開示されているランプは、反
射鏡本体内にランプを配置し、この反射鏡本体の内面
は、反射率レベルが、可視スペクトル全体のあらゆる波
長の放射輝度を反映するように被覆してある。
に構成したランプ・アセンブリについて開示している。
この米国特許明細書の開示全体を、参照により本明細書
に組み込む。前記明細書に開示されているランプは、反
射鏡本体内にランプを配置し、この反射鏡本体の内面
は、反射率レベルが、可視スペクトル全体のあらゆる波
長の放射輝度を反映するように被覆してある。
大半の照明器具は、反射鏡アセンブリを収容するよう
にはなっていない。また、このようなアセンブリの反射
鏡コンポーネントは製造コストが高い。
にはなっていない。また、このようなアセンブリの反射
鏡コンポーネントは製造コストが高い。
本発明の目的は、反射鏡を必要とせず、昼光スペクト
ルの生成に適したランプを提供することである。
ルの生成に適したランプを提供することである。
また、本発明の別の目的は、米国特許明細書第541841
9号の昼光ランプ・アセンブリよりもはるかに効率的な
昼光ランプを提供することである。
9号の昼光ランプ・アセンブリよりもはるかに効率的な
昼光ランプを提供することである。
また、本発明の別の目的は、スペクトル出力がほとん
ど紫外線を含まない昼光ランプを提供することである。
ど紫外線を含まない昼光ランプを提供することである。
また、本発明の別の目的は、米国特許明細書第541841
9号の昼光ランプ・アセンブリよりもはるかに小さい昼
光ランプを提供することである。
9号の昼光ランプ・アセンブリよりもはるかに小さい昼
光ランプを提供することである。
また、本発明の別の目的は、標準反射鏡と併用した場
合、方向性昼光ビームを生成する昼光ランプを提供する
ことである。
合、方向性昼光ビームを生成する昼光ランプを提供する
ことである。
また、本発明の別の目的は、スペクトル出力と放射照
度を変化させることができるランプを提供することであ
る。
度を変化させることができるランプを提供することであ
る。
発明の概要 本発明によれば、約400〜約700ナノメートルの可視光
スペクトル全体にわたって、所望の昼光のスペクトル光
分布とほぼ同じスペクトル光分布を生成するランプが得
られる。このランプは、ランプ外装を含み、ランプ外装
は、外面、前記ランプ外装のほぼ中心に配置した発光要
素、および前記ランプ外装の前記外面の被覆から成って
いる。
スペクトル全体にわたって、所望の昼光のスペクトル光
分布とほぼ同じスペクトル光分布を生成するランプが得
られる。このランプは、ランプ外装を含み、ランプ外装
は、外面、前記ランプ外装のほぼ中心に配置した発光要
素、および前記ランプ外装の前記外面の被覆から成って
いる。
図面の簡単な説明 添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、本
発明に対する理解がさらに深まるであろう。なお、図
中、同じ要素には、同じ参照番号を付した。
発明に対する理解がさらに深まるであろう。なお、図
中、同じ要素には、同じ参照番号を付した。
第１図は、本発明によるランプの好ましい実施例の断
面図である。
面図である。
第２図は、第１図に示したランプに使用する被覆の断
面図である。
面図である。
第３図は、本発明によるランプの別の好ましい実施例
の断面図である。
の断面図である。
第４図は、第１図に示したランプの発光要素のスペク
トル出力のグラフである。
トル出力のグラフである。
第５図は、第１図に示したランプのランプ外装の被覆
の透過率のグラフである。
の透過率のグラフである。
第６図は、第１図に示したランプから発生する代表的
な昼光スペクトルのグラフである。
な昼光スペクトルのグラフである。
第７図は、本発明による、スペクトル出力および放射
照度を変化させることができる別の好ましいランプ・ア
センブリの断面図である。
照度を変化させることができる別の好ましいランプ・ア
センブリの断面図である。
好ましい実施例の説明 第１図は、好ましいランプ600の断面図である。ラン
プ600は、ランプ外装604の中心に配設したフィラメント
602を備えている。
プ600は、ランプ外装604の中心に配設したフィラメント
602を備えている。
フィラメント602は、ランプ600の発光要素であり、以
下ランプ600について述べる場合、このフィラメントに
ついて触れる。ただし、フィラメント602の代わりに、
あるいはフィラメント602に加えて、その他の発光要素
を使用する場合もある。
下ランプ600について述べる場合、このフィラメントに
ついて触れる。ただし、フィラメント602の代わりに、
あるいはフィラメント602に加えて、その他の発光要素
を使用する場合もある。
したがって、例をあげると、例えば米国特許明細書第
5394047号（火花放電ランプ）、同第5334906号、同第52
70615号、同第5239232号（光バランス補償水銀蒸気およ
びハロゲン高圧放電ランプ）などに記載されているよう
な陽極／陰極構成を利用して光を生成する。
5394047号（火花放電ランプ）、同第5334906号、同第52
70615号、同第5239232号（光バランス補償水銀蒸気およ
びハロゲン高圧放電ランプ）などに記載されているよう
な陽極／陰極構成を利用して光を生成する。
このような陽極／陰極構成を利用したランプは、当業
者には周知であり、市販されている。したがって、例え
ばOriel Corporation（250 Long Beach Blvd.,P.O.
Box 872,Stratford,Ct）は、アーク灯、ジュウテリウ
ム・ランプ、水晶タングステン・ハロゲン・ランプ、特
殊較正ランプおよび10〜1000ワットの赤外線エレメント
など、多様な光源を販売している。
者には周知であり、市販されている。したがって、例え
ばOriel Corporation（250 Long Beach Blvd.,P.O.
Box 872,Stratford,Ct）は、アーク灯、ジュウテリウ
ム・ランプ、水晶タングステン・ハロゲン・ランプ、特
殊較正ランプおよび10〜1000ワットの赤外線エレメント
など、多様な光源を販売している。
第１図に示す実施例において、フィラメント602は、
外装604内部のＸ、Ｙ、Ｚ方向中心に配設されている。
したがって、フィラメント602は、ランプ外装604の壁部
606および608のほぼ中央に位置している。
外装604内部のＸ、Ｙ、Ｚ方向中心に配設されている。
したがって、フィラメント602は、ランプ外装604の壁部
606および608のほぼ中央に位置している。
フィラメント602の点610を選び、この点から壁部606
および608に対してそれぞれ垂直に線を引くと、点610と
壁部608との間の距離612は、点610と壁部606との間の距
離614にほぼ等しい。一般に、距離612は、距離614の約
0.95〜1.05倍になる。
および608に対してそれぞれ垂直に線を引くと、点610と
壁部608との間の距離612は、点610と壁部606との間の距
離614にほぼ等しい。一般に、距離612は、距離614の約
0.95〜1.05倍になる。
同様に、フィラメント602の中心を通って線616を引い
た場合、フィラメント602の一端と、線616がランプ外装
604の交わる点との間の距離617は、フィラメント602の
別端と、線616がランプ外装604の反対側部分に交わる点
との間の距離618の約0.95〜約1.05倍である。
た場合、フィラメント602の一端と、線616がランプ外装
604の交わる点との間の距離617は、フィラメント602の
別端と、線616がランプ外装604の反対側部分に交わる点
との間の距離618の約0.95〜約1.05倍である。
ほぼ中心に配設したフィラメント602のＸ軸方向およ
びＹ軸方向の位置を第１図に示す。三次元的に図示する
ことが困難なため、フィラメントのＺ軸方向位置は図示
していない。ところで、フィラメントの中心から外装の
壁部までの距離は、Ｚ軸方向に測定した場合もほぼ等距
離となり、フィラメントの一端から壁部までの距離は、
別端から壁部までの距離の約0.95〜約1.05倍である。
びＹ軸方向の位置を第１図に示す。三次元的に図示する
ことが困難なため、フィラメントのＺ軸方向位置は図示
していない。ところで、フィラメントの中心から外装の
壁部までの距離は、Ｚ軸方向に測定した場合もほぼ等距
離となり、フィラメントの一端から壁部までの距離は、
別端から壁部までの距離の約0.95〜約1.05倍である。
再度第１図を参照すると、ランプ外装604は、ほぼ楕
円形状であることが好ましい。ほぼ楕円形状のランプ外
装は、よく知られている。すなわち、例えば、凹形楕円
形状のランプについて開示している米国特許明細書第54
18420号を参照することができる。
円形状であることが好ましい。ほぼ楕円形状のランプ外
装は、よく知られている。すなわち、例えば、凹形楕円
形状のランプについて開示している米国特許明細書第54
18420号を参照することができる。
また“Optics Guide5（Melles Griot,1770 Ketter
ing Street,Irvine,California,1990）”の12〜20ペー
ジを参照することができる。ここでは、楕円体反射鏡を
扱い、各種楕円体装置について原点、一次焦点、二次焦
点、頂点、高さ、および幅の検討を行っている。
ing Street,Irvine,California,1990）”の12〜20ペー
ジを参照することができる。ここでは、楕円体反射鏡を
扱い、各種楕円体装置について原点、一次焦点、二次焦
点、頂点、高さ、および幅の検討を行っている。
第１図を参照すると、フィラメント602の長さ630は、
一次焦点632と二次焦点634との間の距離以下になってい
る。
一次焦点632と二次焦点634との間の距離以下になってい
る。
一実施例において、発光要素602は、ほぼ点光源にな
っている。この光源は、陽極／陰極構成にすることが好
ましい。使用する発光要素がほぼ点光源となる場合、ラ
ンプ外装604の断面は、ほぼ円形であり、三次元形状
は、ほぼ球形であることが好ましい。ランプ外装604の
形状により、発光要素602に対する反射量は最大とな
り、したがって要素602がさらに加熱される。
っている。この光源は、陽極／陰極構成にすることが好
ましい。使用する発光要素がほぼ点光源となる場合、ラ
ンプ外装604の断面は、ほぼ円形であり、三次元形状
は、ほぼ球形であることが好ましい。ランプ外装604の
形状により、発光要素602に対する反射量は最大とな
り、したがって要素602がさらに加熱される。
一実施例において、発光源602が放出する波長約780〜
約2000ナノメートルの赤外線エネルギーの少なくとも約
50％が、ランプ外装604により要素602に対して反射され
る。
約2000ナノメートルの赤外線エネルギーの少なくとも約
50％が、ランプ外装604により要素602に対して反射され
る。
発光源602に対してかなりの量の赤外線エネルギーを
反射する手段として、例えば、ランプ外装604を被覆す
ることが考えられる。再度第１図を参照すると、ランプ
外装604は、被覆620を備えていると好ましいことがわか
る。被覆620は、ランプ外装604の外面の少なくとも約90
％にわたって広がっていることが好ましく、このような
被覆に限って使用する。図示していない別の実施例で
は、ランプ外装604が、被覆を二箇所以上含む場合があ
る。
反射する手段として、例えば、ランプ外装604を被覆す
ることが考えられる。再度第１図を参照すると、ランプ
外装604は、被覆620を備えていると好ましいことがわか
る。被覆620は、ランプ外装604の外面の少なくとも約90
％にわたって広がっていることが好ましく、このような
被覆に限って使用する。図示していない別の実施例で
は、ランプ外装604が、被覆を二箇所以上含む場合があ
る。
使用する被覆は、ランプ外装604の内面または外面あ
るいはその両方に配設する。したがって、ランプ外装60
4の内面に赤外線反射被覆を配設し、ランプ外装604の外
面に紫外線反射被覆を配設する場合がある。本実施例で
は、外部被覆が、可視光スペクトルの一部を選択的に透
過させる。
るいはその両方に配設する。したがって、ランプ外装60
4の内面に赤外線反射被覆を配設し、ランプ外装604の外
面に紫外線反射被覆を配設する場合がある。本実施例で
は、外部被覆が、可視光スペクトルの一部を選択的に透
過させる。
被覆620は、従来の手段によりランプ外装604に配設し
てもよい。したがって、米国特許明細書第5422534号に
開示されている被覆技法（この技法では、ガラス状の光
伝導性基板に光干渉フィルタを設ける）や、（熱反射フ
ィルタによるランプ外装の被覆法について記載した）米
国特許明細書第4048347号に開示されている技法を利用
する。
てもよい。したがって、米国特許明細書第5422534号に
開示されている被覆技法（この技法では、ガラス状の光
伝導性基板に光干渉フィルタを設ける）や、（熱反射フ
ィルタによるランプ外装の被覆法について記載した）米
国特許明細書第4048347号に開示されている技法を利用
する。
一実施例において、ランプ外装604は、それ自体が紫
外線を吸収する材料で作られている。ランプの作製に使
用できるこのような材料としては、Corning GlassWork
s,New Yorkが“spectramax"として販売している材料な
どがある。
外線を吸収する材料で作られている。ランプの作製に使
用できるこのような材料としては、Corning GlassWork
s,New Yorkが“spectramax"として販売している材料な
どがある。
再度第１図を参照すると、外装604とフィラメント602
との最大距離622は、約８センチメートル未満であり、
約３センチメートル未満であることが好ましい。より好
ましい実施例では、距離622が、約2.0センチメートル未
満である。
との最大距離622は、約８センチメートル未満であり、
約３センチメートル未満であることが好ましい。より好
ましい実施例では、距離622が、約2.0センチメートル未
満である。
一実施例において、外装604は、フィラメント602とほ
ぼ接触し、フィラメント602と被覆620との距離は、約0.
01センチメートル未満である。
ぼ接触し、フィラメント602と被覆620との距離は、約0.
01センチメートル未満である。
可視スペクトル全体にわたる放射エネルギー・レベル
が不均一な場合、フィラメント602は、電気エネルギー
を流すと、少なくとも波長約380〜780ナノメートルの可
視スペクトル全体にわたる放射エネルギーを放出する。
が不均一な場合、フィラメント602は、電気エネルギー
を流すと、少なくとも波長約380〜780ナノメートルの可
視スペクトル全体にわたる放射エネルギーを放出する。
フィラメント602は、前記放射エネルギーの30％以上
が、700ナノメートルを超える波長で生成されるように
放射エネルギーを放出することが好ましい。フィラメン
トのスペクトル出力は、スペクトル放射計で測定してよ
い。
が、700ナノメートルを超える波長で生成されるように
放射エネルギーを放出することが好ましい。フィラメン
トのスペクトル出力は、スペクトル放射計で測定してよ
い。
フィラメント602は、少なくとも色温度が約2800゜Kと
なるように放射エネルギーを放出することが好ましい。
なるように放射エネルギーを放出することが好ましい。
ランプ外装604の被覆620の特性は、波長約380〜500ナ
ノメートルの放射エネルギー全体の平均して少なくとも
約80〜90％が透過し、波長約500〜600ナノメートルの放
射エネルギー全体の平均して少なくとも約50〜60％が透
過し、波長約600〜700ナノメートルの放射エネルギー全
体の平均して少なくとも約40〜50％が透過し、波長約70
0〜780ナノメートルの放射エネルギー全体の平均して少
なくとも約10〜20％が透過するようになっていることが
好ましい。
ノメートルの放射エネルギー全体の平均して少なくとも
約80〜90％が透過し、波長約500〜600ナノメートルの放
射エネルギー全体の平均して少なくとも約50〜60％が透
過し、波長約600〜700ナノメートルの放射エネルギー全
体の平均して少なくとも約40〜50％が透過し、波長約70
0〜780ナノメートルの放射エネルギー全体の平均して少
なくとも約10〜20％が透過するようになっていることが
好ましい。
また、ランプ604外装の被覆620の反射特性は、前記被
覆が、前記フィラメントから放出する波長約300〜約380
ナノメートルの紫外線放射の少なくとも約10％の透過を
阻止するようになっていることが好ましい。より好まし
い実施例では、このような紫外線放射の少なくとも約90
％が反射されることが好ましい。
覆が、前記フィラメントから放出する波長約300〜約380
ナノメートルの紫外線放射の少なくとも約10％の透過を
阻止するようになっていることが好ましい。より好まし
い実施例では、このような紫外線放射の少なくとも約90
％が反射されることが好ましい。
また、被覆620が、前記フィラメントから放出する波
長約200〜約300ナノメートルの紫外線放射の少なくとも
約20％の透過を阻止するようになっていることが好まし
い。被覆620は、このような紫外線放射の少なくとも約9
0％を反射することが好ましい。
長約200〜約300ナノメートルの紫外線放射の少なくとも
約20％の透過を阻止するようになっていることが好まし
い。被覆620は、このような紫外線放射の少なくとも約9
0％を反射することが好ましい。
また、被覆620が、前記フィラメントから放出する波
長約780〜約1000ナノメートルの赤外線放射の少なくと
も約50％を反射するようになっていることが好ましい。
別の実施例では、被覆620が、このような赤外線放射の
少なくとも約90％を反射する。
長約780〜約1000ナノメートルの赤外線放射の少なくと
も約50％を反射するようになっていることが好ましい。
別の実施例では、被覆620が、このような赤外線放射の
少なくとも約90％を反射する。
また、被覆620が、波長約1000〜約2000ナノメートル
の赤外線放射の少なくとも約25％を反射するようになっ
ていることが好ましい。別のより好ましい実施例では、
このような赤外線放射の少なくとも約90％が反射され
る。
の赤外線放射の少なくとも約25％を反射するようになっ
ていることが好ましい。別のより好ましい実施例では、
このような赤外線放射の少なくとも約90％が反射され
る。
一般に、被覆620の反射率レベルは、式Ｔ（１）＝
［Ｄ（１）−［Ｓ＊（１）×（100−Ｎ）］］／［Ｓ
（１）×Ｎ］にほぼ従っていることが好ましい。この式
で、Ｔ（１）は、前記波長（波長380〜780ナノメート
ル）に関する前記外装被覆の透過率、Ｄ（１）は所望の
昼光に関する前記波長の放射輝度、Ｓ（１）は、前記ラ
ンプ外装に対する垂直入射時の前記波長における前記フ
ィラメントの放射輝度、Ｓ＊（１）は、前記ランプ外装
に対する非垂直入射時の前記波長における前記フィラメ
ントの放射輝度、Ｎは、前記ランプ外装の前記外面に垂
直な可視スペクトル放射エネルギーの百分率である。
［Ｄ（１）−［Ｓ＊（１）×（100−Ｎ）］］／［Ｓ
（１）×Ｎ］にほぼ従っていることが好ましい。この式
で、Ｔ（１）は、前記波長（波長380〜780ナノメート
ル）に関する前記外装被覆の透過率、Ｄ（１）は所望の
昼光に関する前記波長の放射輝度、Ｓ（１）は、前記ラ
ンプ外装に対する垂直入射時の前記波長における前記フ
ィラメントの放射輝度、Ｓ＊（１）は、前記ランプ外装
に対する非垂直入射時の前記波長における前記フィラメ
ントの放射輝度、Ｎは、前記ランプ外装の前記外面に垂
直な可視スペクトル放射エネルギーの百分率である。
一般に、被覆620およびランプ外装604は、前記フィラ
メントが放出する放射線全体の少なくとも30％を前記フ
ィラメント602に対して反射するような光学的特性を有
している。
メントが放出する放射線全体の少なくとも30％を前記フ
ィラメント602に対して反射するような光学的特性を有
している。
ランプ外装604の被覆620の透過率および反射率の値
は、分光光度計で測定してもよい。
は、分光光度計で測定してもよい。
第２図は、第１図のランプの一部の拡大図であり、被
覆620を示している。被覆620は、基板640、第一の被覆
層642、第二の被覆層644、第三の被覆層646、および第
四の被覆層648を備えている。
覆620を示している。被覆620は、基板640、第一の被覆
層642、第二の被覆層644、第三の被覆層646、および第
四の被覆層648を備えている。
基板640は、主に、プラスチック、ガラスなど、透明
な材料で構成され、厚さが約0.5〜1.0ミリメートルであ
ることが好ましい。好ましい一実施例において、基板の
材料は、透明なホウケイ酸ガラスである。別の実施例で
は、透明な合成溶融水晶ガラスを基板に使用している。
な材料で構成され、厚さが約0.5〜1.0ミリメートルであ
ることが好ましい。好ましい一実施例において、基板の
材料は、透明なホウケイ酸ガラスである。別の実施例で
は、透明な合成溶融水晶ガラスを基板に使用している。
再度第２図を参照すると、各被覆642、644、646、お
よび648は、これらの層に隣接、近接する層とは屈折率
が異なる誘電材料（フッ化マグネシウム、酸化ケイ素、
硫化亜鉛など）で主に構成されている。一般に、これら
の被覆の屈折率は、約1.3〜約2.6の範囲にある。真空蒸
着またはその他の既知の方法により、各層を順次、基板
に付着させる。
よび648は、これらの層に隣接、近接する層とは屈折率
が異なる誘電材料（フッ化マグネシウム、酸化ケイ素、
硫化亜鉛など）で主に構成されている。一般に、これら
の被覆の屈折率は、約1.3〜約2.6の範囲にある。真空蒸
着またはその他の既知の方法により、各層を順次、基板
に付着させる。
被覆620は、垂直な入射光線650をはじめとする複数の
光線（図示せず）を遮る。光線650の一部652は反射さ
れ、光線650のその他の部分654は透過する。
光線（図示せず）を遮る。光線650の一部652は反射さ
れ、光線650のその他の部分654は透過する。
光線656など、垂直でない入射光線も、被覆620と交わ
る。この垂直でない入射光線の一部658は反射され、こ
の垂直でない入射光線その他の部分660は透過する。垂
直でない入射光線は、垂直な入射光線よりも透過される
赤色光成分が多い。
る。この垂直でない入射光線の一部658は反射され、こ
の垂直でない入射光線その他の部分660は透過する。垂
直でない入射光線は、垂直な入射光線よりも透過される
赤色光成分が多い。
従来の分光輻射計で、規定の被覆とフィラメントを備
えた所与のランプ・システムについて光出力を測定して
もよい。フィラメントと被覆の特性を知り、ランプのス
ペクトル出力を測定することによって、前記の式中の変
数Ｓ＊またはＮあるいはその両方を計算してもよい。
えた所与のランプ・システムについて光出力を測定して
もよい。フィラメントと被覆の特性を知り、ランプのス
ペクトル出力を測定することによって、前記の式中の変
数Ｓ＊またはＮあるいはその両方を計算してもよい。
再度第２図を参照すると、基板640が紫外放射線を吸
収するようになっている実施例もある。紫外放射線は、
透過あるいは反射されないことが望ましい。紫外放射線
の波長は、一般に約200〜380ナノメートルあり、この放
射線の少なくとも約90％を吸収することが好ましい。
収するようになっている実施例もある。紫外放射線は、
透過あるいは反射されないことが望ましい。紫外放射線
の波長は、一般に約200〜380ナノメートルあり、この放
射線の少なくとも約90％を吸収することが好ましい。
再度第２図を参照すると、赤外線被覆662は、基板640
の内面に設けることが好ましい。
の内面に設けることが好ましい。
第３図は、第１図のランプ600の平面図である。光線6
64、666、668、670は、ほぼ垂直に入射するかたちでフ
ィラメント602から透過する。この光線の一部672、67
4、676、678は、被覆620を通って透過し、この光線の一
部680、682、684、686は、被覆620からフィラメント602
に向かって反射される。この実施例では、ランプ外装60
4が、ほぼ円形の断面を備えている。円形断面は、ほぼ
点光源となる発光要素602と併用することが好ましい。
使用するランプ外装604が楕円形であるか球形であるか
にかかわらず、この外装の断面はほぼ円形である。
64、666、668、670は、ほぼ垂直に入射するかたちでフ
ィラメント602から透過する。この光線の一部672、67
4、676、678は、被覆620を通って透過し、この光線の一
部680、682、684、686は、被覆620からフィラメント602
に向かって反射される。この実施例では、ランプ外装60
4が、ほぼ円形の断面を備えている。円形断面は、ほぼ
点光源となる発光要素602と併用することが好ましい。
使用するランプ外装604が楕円形であるか球形であるか
にかかわらず、この外装の断面はほぼ円形である。
再度第３図を参照すると、ランプ600は、光線672、67
4、676、および678を反射する傾向にある方向性反射鏡6
90内に配設されている。一実施例において、この光線
は、フィラメント602の軸にほぼ平行な方向に反射され
る。また、この方向は、光線672、674、676、678に対し
てほぼ垂直になっている。
4、676、および678を反射する傾向にある方向性反射鏡6
90内に配設されている。一実施例において、この光線
は、フィラメント602の軸にほぼ平行な方向に反射され
る。また、この方向は、光線672、674、676、678に対し
てほぼ垂直になっている。
反射鏡690の被覆は従来のものでよいが、被覆が反射
する光は、昼光とほぼ同じスペクトル状の分布になって
いる。
する光は、昼光とほぼ同じスペクトル状の分布になって
いる。
第４図は、フィラメント602など、代表的なフィラメ
ントのスペクトル出力のグラフであり、色温度は2900゜
Kになっている。
ントのスペクトル出力のグラフであり、色温度は2900゜
Kになっている。
第５図は、第１図に示すランプの被覆620のスペクト
ル透過率のグラフである。
ル透過率のグラフである。
第６図は、フィラメント602、被覆620、およびランプ
外装604を以上述べたように正確に組み合わせて生成さ
れる光線672、674、676、678などのスペクトル出力であ
る。生成されるスペクトル出力は、ほぼ昼光になる。
外装604を以上述べたように正確に組み合わせて生成さ
れる光線672、674、676、678などのスペクトル出力であ
る。生成されるスペクトル出力は、ほぼ昼光になる。
生成すべき所望の昼光スペクトルが、（例えば色温度
3500゜Kから10000゜Kに）変化するにしたがって、フィ
ラメント602または被覆620あるいはその両方の特性も変
化させる必要がある。
3500゜Kから10000゜Kに）変化するにしたがって、フィ
ラメント602または被覆620あるいはその両方の特性も変
化させる必要がある。
第７図を参照すると、反射鏡702を矢印704（上向
き）、706（下向き）、708（外向き）、または710（内
向き）の方向に移動させると、ランプのスペクトル出力
の色温度および放射照度も変化する。
き）、706（下向き）、708（外向き）、または710（内
向き）の方向に移動させると、ランプのスペクトル出力
の色温度および放射照度も変化する。
反射鏡702とランプ700を移動可能に接続するのに、従
来の手段を使用してもよい。したがって、例えば、ウォ
ーム・ギア、摩擦はめ合せ、電気式ステップ・モータな
どを使用して差し支えない。第７図に示した実施例で
は、ラチェット711をギア712に接続してある。
来の手段を使用してもよい。したがって、例えば、ウォ
ーム・ギア、摩擦はめ合せ、電気式ステップ・モータな
どを使用して差し支えない。第７図に示した実施例で
は、ラチェット711をギア712に接続してある。
第７図に示した実施例では、反射鏡702が、主に硬化
アルミニウムで構成されていることが好ましい。
アルミニウムで構成されていることが好ましい。
システムから垂直にでる光線714は、反射鏡702が反射
鏡12に接近するにつれて、反射鏡12の方向に反射され
（光線716を参照）、システムのスペクトル出力に組み
込まれ、その結果、出力のフィート・キャンドル数は増
大するが、色温度は低下する（この光線714のほとんど
が、青色光よりも赤色光を多く含むため）。
鏡12に接近するにつれて、反射鏡12の方向に反射され
（光線716を参照）、システムのスペクトル出力に組み
込まれ、その結果、出力のフィート・キャンドル数は増
大するが、色温度は低下する（この光線714のほとんど
が、青色光よりも赤色光を多く含むため）。
一実施例において、カバー・レンズ23は、無色透明な
材料ではなく、拡散材料になっている。この実施例で
は、スペクトル出力のフィート・キャンドル数と色温度
の両方が減少する。
材料ではなく、拡散材料になっている。この実施例で
は、スペクトル出力のフィート・キャンドル数と色温度
の両方が減少する。
上記の記述はあくまで説明用であり、装置、成分およ
びその割合、組み合わせおよび処理手順の順序、および
本明細書に述べた本発明のその他の側面は、以下の請求
の範囲に規定する本発明の範囲から逸脱することなく変
更できるものと理解されたい。
びその割合、組み合わせおよび処理手順の順序、および
本明細書に述べた本発明のその他の側面は、以下の請求
の範囲に規定する本発明の範囲から逸脱することなく変
更できるものと理解されたい。
Claims (10)
- 【請求項１】約380〜約780ナノメートルの可視光スペク
トル全体にわたって色温度が約3500〜10000゜Kである所
望の昼光のスペクトル光分布とほぼ同じスペクトル光分
布を生成するランプであって、 （ａ）内面および外面を備える封入したランプ外装と、 （ｂ）前記ランプ外装内のほぼ中心に配置され、波長約
380〜約780ナノメートルの可視スペクトル全体にわたっ
て放射エネルギーを放出する光生成要素と、 （ｃ）Ｔ（１）が、前記の約380〜約780ナノメートルの
波長に関する前記外装被覆の透過率、Ｄ（１）が、所望
の昼光に関する前記波長の放射輝度、Ｓ（１）が、前記
ランプ外装に対して光線が垂直に入射した時の前記波長
における前記光生成要素の放射輝度、Ｓ＊（１）が、前
記ランプ外装に対して光線が非垂直に入射した時の前記
波長における前記光生成要素の放射輝度、Ｎが、前記ラ
ンプ外装の前記外面に垂直な可視スペクトル放射エネル
ギーの百分率であるものとして、 Ｔ（１）＝［Ｄ（１）−［Ｓ＊（１）×（100−Ｎ）］］／［Ｓ（１）×Ｎ］ にほぼ従う透過率レベルを有し、且つ前記内面および外
面の少なくとも一方に設けた少なくとも一層の被覆と、
を備えるランプ。 - 【請求項２】前記要素の色温度が少なくとも約2800゜K
であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のラン
プ。 - 【請求項３】ランプ外装の外面に被覆を備え、この被覆
が、前記要素から放出される、波長約300〜380ナノメー
トルの紫外線放射の少なくとも約10％の透過および前記
要素から放出される波長約200〜300ナノメートルの紫外
線放射の少なくとも約20％の透過の双方を防止すること
を特徴とする請求の範囲第１項に記載のランプ。 - 【請求項４】被覆が、前記要素から放出される、波長約
780〜1000ナノメートルの赤外線放射の少なくとも約50
％および前記要素から放出される波長約1000〜2000ナノ
メートルの赤外線放射の少なくとも約25％の双方を要素
に向かって反射することを特徴とする請求の範囲第１項
に記載のランプ。 - 【請求項５】前記外装の断面がほぼ楕円形で、回転軸お
よびこの軸にそって二つの焦点を備え、要素が軸にそっ
てあらゆる方向に外装の中心に配置され、要素の各点
が、軸から外装までの距離の約0.95〜約1.05倍の距離に
あり、焦点間の距離を超えない長さであることを特徴と
する請求の範囲第１項に記載のランプ。 - 【請求項６】前記外装上に第二の被覆をさらに備え、前
記被覆の一方が、外装の表面の一方に赤外線反射被覆を
備え、もう一方の被覆が、外装のもう一方の表面に紫外
線反射層を備える請求の範囲第１項に記載のランプ。 - 【請求項７】前記ランプ外装が、紫外線を吸収する材料
で構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に
記載のランプ。 - 【請求項８】前記外装が、厚さ約0.5〜約1.0ミリメート
ルの光透過材料で主に構成され、被覆が少なくとも四つ
の層を備え、各層が、近接および隣接したその他の層の
屈折率と異なり、約1.3〜2.6の範囲に入る屈折率を有す
る誘電材料で主に構成されていることを特徴とする請求
の範囲第１項に記載のランプ。 - 【請求項９】さらに反射鏡を備える請求の範囲第１項に
記載のランプ。 - 【請求項１０】スペクトル成分を生成する反射鏡／ラン
プの組み合わせであって、 （ａ）電気エネルギーを流すと、波長（１）が約380〜
約780ナノメートルの可視スペクトル全体にわたって放
射エネルギーを放出するが、スペクトルの各波長におけ
る放射エネルギーの強度レベルが均一でないフィラメン
トを含む電球と、 （ｂ）このような可視スペクトル放射エネルギーを遮る
表面を備えた光透過反射鏡本体であって、前記可視スペ
クトル放射エネルギーの少なくとも約60％が、前記反射
鏡表面に向かうように前記フィラメントが前記反射鏡内
に位置している光透過反射鏡本体と、 （ｃ）前記反射鏡表面に向かう前記可視スペクトル放射
エネルギー全体から出る放射輝度を所望の方向に反射す
る、前記反射鏡本体の表面上にあるフィルタ被覆手段で
あって、フィラメントから放出され前記反射鏡表面に向
かわない可視スペクトル放射エネルギーの放射輝度と組
み合わされると、可視スペクトル全体にわたって、昼光
の色温度にほぼ等しく、約380〜780ナノメートルの可視
光スペクトル全体にわたって比較的レベルが均一な放射
エネルギーを含む、使用可能な全可視光または比較的均
一な放射輝度を生成し、前記反射鏡表面に向かい被覆手
段で反射されない放射エネルギーの残り部分は、所望の
方向以外の方向で前記反射鏡本体を透過するフィルタ被
覆手段と、 （ｄ）反射鏡本体が透過した光を所望の方向に反射する
前記反射鏡に隣接して位置する第二の反射鏡手段と、 （ｅ）可視光の色温度を変化させるために、所望の方向
から見て所望の方向と平行に第二の反射鏡手段を移動さ
せる手段と、 （ｆ）ディフューザとを備える、スペクトル成分を生成
する反射鏡／ランプの組み合わせ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US606,645 | 1996-02-27 | ||
| US08/606,645 US5666017A (en) | 1994-03-22 | 1996-02-27 | Daylight lamp |
| US08/606,645 | 1996-02-27 | ||
| PCT/US1997/002753 WO1997032331A1 (en) | 1996-02-27 | 1997-02-25 | Novel daylight lamp |
Publications (2)
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|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0883889B1 (ja) |
| JP (1) | JP3268558B2 (ja) |
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| DE (1) | DE69703876T2 (ja) |
| DK (1) | DK0883889T3 (ja) |
| ES (1) | ES2153180T3 (ja) |
| GR (1) | GR3035456T3 (ja) |
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| WO (1) | WO1997032331A1 (ja) |
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