JP3932775B2

JP3932775B2 - LIGHT REFLECTOR AND REFLECTIVE LIGHTING DEVICE

Info

Publication number: JP3932775B2
Application number: JP2000185565A
Authority: JP
Inventors: 加津己渡辺; 慎一青木; 晋治野口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: JP2002006123A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光反射体及び反射型照明装置に関する。具体的には、水銀灯や蛍光灯等の光源の背面に備えられる光反射体の構造及び当該光反射体を備えた反射型照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、反射型照明装置は、水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウム灯などの放電灯、コンパクト蛍光灯などの光源から出射される可視光線を光反射体表面に反射させることにより、被照射物や屋内外の空間の明るさなどを増すために用いられている。これらの反射型照明装置は、例えば、競技場や体育館、スタジオ、店舗の照明、あるいはプロジュクタ用ランプや車のヘッドランプなどの照明のみに限らず、コピー機やプリンター機等の露光装置にも広く用いられている。
【０００３】
このような反射型照明装置の光反射体の反射効率を向上させることは、かねてからニーズが高く、いろいろな試みがなされている。それらの試みとして、図４に示すような構造の光反射体１００が提案されている。この光反射体１００は、反射体本体１１０を構成するアルミニウム材料からなる板状の成形体表面に、表面を平滑にするための有機若しくは無機塗膜からなるアンダーコート層１１１が形成され、さらにその表面にアルミニウム蒸着膜からなる反射膜１２０が形成されていた。この反射膜１２０の反射性を高めるために、当該反射膜１２０上面に、二酸化ケイ素に代表される低屈折率物質からなる低屈折率層１３１と、酸化チタンに代表される高屈折率物質からなる高屈折率層１３２とを交互に積層した光干渉層１３０が形成されていた。このような光反射体１００においては、光干渉層１３０の増反射効果により、反射率が９５〜９８％に達するとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の光反射体１００は耐久性とりわけ耐熱性の面で課題が残っていた。例えば、光反射体１１０を用いる器具が密閉構造であったり、もしくは１ｋｗ以上の高出力ＨＩＤランプを取り付けた場合、光反射体１００の温度がアンダーコート塗膜の耐熱温度以上に上昇してしまうため、アンダーコート層１１１にクラックが入ったり、塗膜が熱分解を起こし、アルミニウム蒸着膜（反射膜１２０）の密着性が低下し、剥離するという問題が生じる。
【０００５】
上記問題を克服するためにアンダーコート層を設けずに、高純度アルミニウムを鏡面研磨した反射体本体上に直接光干渉層を設けるという試みもなされている。これは、光反射体の温度がアルミニウムの酸化が起こる３００℃以下の温度では、非常に有効な方法である。
【０００６】
しかし、光反射体温度が３００℃をはるかに越えてしまうような場合には、光干渉層を通して酸素がアルミニウム表面を酸化させ、反射率が著しく低下してしまうことが知られている。これは、光干渉層に用いられているＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂等に酸化防止効果が無いためであると考えられる。また、もともと硬度の低い高純度アルミニウムの上に光干渉層を設けているために、光反射体本体の表面硬度が低く、耐摩耗性にも劣るという問題点もあった。
【０００７】
また、特開平８−２９２３０８号公報や特開平８−２２２０１８号公報に開示されたように、アルミニウムの反射体本体上に陽極酸化被膜（アルマイト層）を形成し、さらにその上に光干渉層を設けるという試みもある。これらの光反射体においては、アルマイト層がアルミニウム反射面の酸化防止層として作用するため、高温雰囲気での耐久性の向上という点で優れている。
【０００８】
しかし、前者に開示された構成においては、アルマイト膜の上に形成された光干渉層は少なくとも３層以上の高屈折率層、低屈折率層を交互に積層した光学多層膜であるため、増反射波長帯域が狭くなり、反射率の最高値は高いが反射効率（式１参照）は低下するといった問題を生じる。
【０００９】
【式１】

【００１０】
すなわち、式１からも理解されるように反射効率を向上させるためには、Ｒ（λ）は可視光線の波長域（３８０〜７８０ｎｍ）で全体的に高いことが必要である。また、Ｒ（λ）は光源発光部と光反射体の反射面法線のなす角度θによって変化し、θが９０°に近づくほどＲ（λ）は短波長側にシフトする。よって、θの大きな（すなわち光反射体の曲率の大きい）反射型照明装置の場合、光源から発せられるエネルギーの高い波長と増反射波長帯域とがずれてしまい、十分に反射性能を活かしきれない恐れがある。
【００１１】
また、３層以上の多層膜を形成した場合、光反射体の色調に角度依存性が生じるため見る角度によって色調が変化し、見栄えの点で著しく劣るという問題がある。
【００１２】
一方、後者に開示された構成においては、陽極酸化被膜は酸化アルミニウムから形成されているため、陽極酸化被膜の表面硬度が低く、耐摩耗性にも劣るという問題がある。
【００１３】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、全可視光域において光反射効率が高く、しかも、耐熱性、耐摩耗性等の反射体性能に優れた光反射体及び反射型照明装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光反射体は、少なくとも反射面側がアルミニウムにて形成された反射体本体と、当該反射体本体の反射面上に形成されたスピネルからなる酸化防止層と、当該酸化防止層上に形成された屈折率２．０以上の１種の高屈折率層とを具備することを特徴としている。
【００１５】
また、前記反射体本体は、高純度アルミニウム材と当該高純度アルミニウム材の硬度よりも高い硬度を有する金属材とから構成されたクラッド材から作製するのが好ましい。
【００１６】
このとき、例えば、前記高屈折率層は、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる群から選択されるいずれか１種から形成することができる。
【００１７】
本発明の反射型照明装置は、光源と、当該光源から出射された光を反射する光反射体とを備えた反射型照明装置において、前記光反射体は、請求項１、２又は３いずれかに記載の光反射体であることを特徴としている。
【００１８】
当該反射型照明装置においては、前記光反射体が前記光源を納める筐体を兼ね備えるようにするのが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光反射体１０の構造図である。当該光反射体１０は、反射体本体１１の表面に、スピネルからなる酸化防止層１２が形成され、さらに当該酸化防止層１２上に、屈折率が２．０以上である１種の高屈折率層１３が形成されている。
【００２０】
反射体本体１１は、高純度アルミニウム、具体的には、純度９９．０％以上のＡｌ０９９などから作製された板状体が用いられる。また、光反射体１０の反射効率を考慮する場合には、光源に対向する側の表面の反射率に依存するため、本発明にあっては、少なくとも反射体本体１１の表面において、光反射面となる高純度アルミニウム面が露出されていればよく、例えばＡ３００３などの硬度の高いアルミニウム材を芯材とし、その表面にＡｌ０９９などの高純度アルミニウムを皮材としたクラッド材を用いることもできる。また、芯材にはアルミニウム以外に、例えばＳＵＳ３０４などのステンレス材や他の高強度金属材を用いることにしても差し支えない。特に、このようなクラッド材を用いることによって、後述するように、これまでアルミダイキャスト等で作製されていた反射型照明装置の筐体を光反射体１０自身で置き換えることが可能で、反射型照明装置の部品点数を削減でき、製作コストを大幅に軽減できる。
【００２１】
本発明の光反射体１０は、このような反射体本体１１の高純度アルミニウム面、つまり光反射面に、酸化防止層１２が積層されている。当該酸化防止層１２を構成する物質としては、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット酸化物（ＹＡＧ）、スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）などが知られているが、中でもスピネルは膜硬度、耐熱性、酸化防止性の点で酸化アルミニウムに優れ、また、膜の光吸収が小さいという点で窒化アルミニウムに勝り、材料コストの点でＹＡＧよりも優れた物質であり、本発明においては、これらの観点からスピネルが選択的に使用される。
【００２２】
さらに当該酸化防止層１２上には、屈折率２．０以上の１種の高屈折率層１３が備えられる。当該高屈折率層１３は、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる群から選択されるいずれか１種から形成される。この高屈折率層１３は、下層の酸化防止層１２との界面で増反射効果をもたらし、反射率を向上させる効果をもたらす。従って、当該効果を果たすものであればこれらの物質に限られるものではないが、これらの物質を用いることによって、光反射体１０の表面硬度を向上させる点で好都合である。
【００２３】
これらの酸化防止層１２及び１種の高屈折率層１３は、下記の膜厚に形成できる方法であれば、物理的方法、化学的方法を問わずに用いることができる。物理的方法としては、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法、プラズマアシスト蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、化学的方法としては、化学的蒸着法（ＣＶＤ）、液相成長法（ＬＰＤ）等が挙げられる。
【００２４】
このとき、各層の膜厚としては、光学的膜厚（＝ｎｄ：ｎは屈折率、ｄは物理的膜厚）が、使用する光源の分光分布中心波長（λ）の１／４になるように設定するのが望ましい。このような膜厚に設定することにより、光源からの光を効率よく反射することが可能となる。また、増反射波長帯域が広くなるため光源と反射面法線が６０°以上の角度を持つような光反射体１０でも、光源からの光を効率よく反射することができる。
【００２５】
このようにして得られた光反射体１０は、光源４０の背面側に設置される。図２及び図３は当該光反射体１０を備えた反射型照明装置１の一例を示すものであって、図２はその断面構造図、図３はその分解斜視図である。当該反射型照明装置１は、ハロゲンランプやショートアークＨＱＩランプなどの光源３０と、光源３０とを納める筐体２０とを備えており、筐体２０の側面には、１対の取付部材４０が備えられている。なお、図３においては取付部材４０は省略されて描かれている。
【００２６】
筐体２０は、前反射鏡２１と後反射鏡２２との２つの部材から構成されている。前反射鏡２１は、その前面及び背面が開口されており、前面開口が背面開口よりも広がった略円筒状をしている。後反射鏡２２は、前面が開口された椀状をしており、前反射鏡２１の背面開口と後反射鏡２２の前面開口はほぼ同じ大きさに設計されており、例えば、溶接や接着剤、あるいは、その合わせ部全周囲に備えられる結合部材によって一体とされている。また、後反射鏡２２の前面周囲には、２ヶ所に切込み２３が形成されており、光源３０の両側に備えられた棒状の取付部３１を保持可能にしている。
【００２７】
当該反射型照明装置１においては、前反射鏡２１及び後反射鏡２２は、それぞれ本発明に係る光反射体１０から作製されている。すなわち、前反射鏡２１及び後反射鏡２２は、例えばＳＵＳ３０４のような高強度を有する金属材からなる芯材とＡｌ０９９のような高純度アルミニウムからなる被材とによって構成された反射体本体１１に酸化防止層１２と１種の高屈折率層１３とが備えられた光反射体１０となっており、その内面側が光反射面となっている。
【００２８】
このように本発明に係る光反射体１０を備えることにより、全可視光域において反射効率が高く、しかも、耐熱性、耐摩耗性等の反射性能に優れた反射型照明装置１を提供できる。特に、この反射型照明装置１のように、反射体本体１１に強度の高いクラッド材を用いることにより、光反射体１０そのものを反射型照明装置１の筐体２０として用いることができるため、筐体用部品を別途用意する必要がなく、構成部品点数を削減し、反射型照明装置１の大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の実施例である光反射体を種々作製すると共に、これらの光反射体を用いた反射型照明装置を作製し、本発明による効果を確かめた。
【００３０】
（実施例１）大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウムクラッド材（ＺＢ１−０：昭和アルミ社製）の表面をバフ研磨及び電解研磨をした後（Ｒmax≦０．１μｍ）、高密度反応性イオンプレーティング装置（ＪＥＩＰ−９００ＦＡ：日本電子社製）を用いて、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）からなる酸化防止層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる１種の高屈折率層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）を形成し、本発明の実施例である光反射体を作製した。
【００３１】
（比較例１）大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウムクラッド材（ＺＢ１−０：昭和アルミ社製）の表面をバフ研磨及び電解研磨をした後（Ｒmax≦０．１μｍ）、高密度反応性イオンプレーティング装置（ＪＥＩＰ−９００ＦＡ：日本電子社製）を用いて、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）からなる酸化防止層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる１種の高屈折率層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）を形成し、比較例である光反射体を作製した。
【００３２】
（比較例２）大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウムクラッド材（ＺＢ１−０：昭和アルミ社製）の表面をバフ研磨及び電解研磨をした後（Ｒmax≦０．１μｍ）、高密度反応性イオンプレーティング装置（ＪＥＩＰ−９００ＦＡ：日本電子社製）を用いて、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）からなる酸化防止層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）からなる１種の高屈折率層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）を形成し、比較例である光反射体を作製した。
【００３３】
これらの光反射体を用いて、初期反射効率及び４５０℃で３０日間耐熱試験を行った後の反射効率を測定し、反射効率の変化を測定したところ、表１に示すような結果が得られた。なお、反射効率は式１に従って求めた。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１に示すように、本発明の光反射体によれば、高温にさらされた場合においても、その反射効率はわずか３％程度しか変化せず、また、高温下に置いた場合でも、９０％以上という高反射効率を得ることができた。
【００３６】
次に、本発明の光反射体を用いて反射型照明装置を作製した。まず、図２及び図３に示す前反射鏡として、前面開口径が４５０ｍｍで幅１６０ｍｍの大きさにして、Ａｌ０９９／ＳＵＳ３０４クラッド材の表面をヘラ絞り及びバフ研磨並びに電解研磨をした後（Ｒmax≦０．１μｍ）、高密度反応性イオンプレーティング装置（ＪＥＩＰ−９００ＦＡ：日本電子社製）を用いて、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）からなる酸化防止層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）及び酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる１種の高屈折率層（光学的膜厚ｎｄ＝１４０ｎｍ）を形成した。これとは別に、図２及び図３に示す後反射鏡を、後面開口径が２８０ｍｍで幅１００ｍｍの大きさにして、Ａｌ０９９／ＳＵＳ３０４クラッド材を用いて、前反射鏡と同様の方法にて作製した。
【００３７】
これら前反射鏡と後反射鏡とによりショートアークＨＱＩランプを組み込み、本発明の実施例である反射型照明装置を作製した。この反射型照明装置を、１年間長期点灯試験を行ったところ、光反射体に色の変化やクラックが発生せず、良好な照明状態を得ることが出来た。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の光反射体は、反射体本体のアルミニウム反射面に形成されたスピネルからなる酸化防止層上に、屈折率が２．０以上の１種の高屈折率層を具備しているので、耐熱性、耐摩耗性に優れるとともに、全可視長域において優れた光反射効率を示す。特にスピネルからなる酸化防止層であるために、硬度が高くて耐摩耗性に優れ、費用的にも安価である。また、反射面上には２層の膜しかないので見る角度によっても色調の変化もない。このように、反射体性能に非常に優れたものであって、しかも安価に作製できる。
【００３９】
また、高純度アルミニウム材と当該高純度アルミニウム材の硬度よりも高い硬度を有する金属材とから構成されるクラッド材から反射体本体を作製すれば、光反射体全体としての強度を高めることができる。このため、光反射体自体が照明装置の筐体などを兼ね備えることができる。
【００４０】
さらに、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる群から選択されるいずれか１種から高屈折率層を形成することにより、さらに光反射体の表面硬度を高めることができ、耐摩耗性の向上につながる。
【００４１】
本発明の反射型照明装置は上記本発明に係る光反射体を備えているので、非常に安価に、光反射特性及び耐久性に優れた反射型照明装置を提供できる。
【００４２】
特に、光反射体によって筐体を兼ね備えることにより、反射型照明装置の製造コストを大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光反射体の構造図である。
【図２】同上の光反射体を用いた本発明の一実施の形態に係る反射型照明装置の断面構造図である。
【図３】図２に示す反射型照明装置の分解斜視図である。
【図４】従来例である光反射体の構造図である。
【符号の説明】
１反射型照明装置
１０光反射体
１１反射体本体
１２酸化防止層
１３高屈折率層
２０筐体
２１前反射鏡
２２後反射鏡
３０光源
３１取付部
４０取付部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light reflector and a reflective illumination device. Specifically, the present invention relates to a structure of a light reflector provided on the back surface of a light source such as a mercury lamp or a fluorescent lamp, and a reflective illumination device including the light reflector.
[0002]
[Prior art]
In general, the reflective illumination device reflects the visible light emitted from a light source such as a mercury lamp, a metal halide lamp, a discharge lamp such as a sodium lamp, a compact fluorescent lamp, etc. It is used to increase the brightness of the space. These reflective illumination devices are not limited to illumination of stadiums, gymnasiums, studios, stores, or lamps for projectors or car headlamps, but are also widely used in exposure devices such as copiers and printers. It is used.
[0003]
In order to improve the reflection efficiency of the light reflector of such a reflective illumination device, there has been a long-standing need and various attempts have been made. As those attempts, a light reflector 100 having a structure as shown in FIG. 4 has been proposed. In this light reflector 100, an undercoat layer 111 made of an organic or inorganic coating film for smoothing the surface is formed on the surface of a plate-like molded body made of an aluminum material constituting the reflector body 110, and further A reflective film 120 made of an aluminum vapor deposition film was formed on the surface. In order to enhance the reflectivity of the reflective film 120, the upper surface of the reflective film 120 is formed of a low refractive index layer 131 made of a low refractive index material typified by silicon dioxide and a high refractive index material typified by titanium oxide. The optical interference layer 130 in which the high refractive index layers 132 were alternately stacked was formed. In such a light reflector 100, the reflectivity reaches 95 to 98% due to the enhanced reflection effect of the light interference layer 130.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the light reflector 100 having such a configuration still has problems in terms of durability, particularly heat resistance. For example, if the instrument using the light reflector 110 has a sealed structure, or if a high-power HID lamp of 1 kw or more is attached, the temperature of the light reflector 100 will rise above the heat resistance temperature of the undercoat coating film. The undercoat layer 111 is cracked, the coating film is thermally decomposed, the adhesiveness of the aluminum vapor deposition film (reflective film 120) is lowered, and there arises a problem of peeling.
[0005]
In order to overcome the above problem, an attempt has been made to provide a light interference layer directly on a reflector body obtained by mirror polishing high-purity aluminum without providing an undercoat layer. This is a very effective method when the temperature of the light reflector is 300 ° C. or lower where oxidation of aluminum occurs.
[0006]
However, it is known that when the temperature of the light reflector exceeds 300 ° C., oxygen oxidizes the aluminum surface through the light interference layer, and the reflectance is remarkably lowered. This is presumably because TiO ₂ , Ta ₂ O ₅ , SiO ₂ , MgF _2, etc. used in the optical interference layer have no antioxidant effect. In addition, since the light interference layer is originally provided on the high-purity aluminum having a low hardness, there is a problem that the surface hardness of the light reflector body is low and the wear resistance is inferior.
[0007]
Further, as disclosed in JP-A-8-292308 and JP-A-8-222181, an anodized film (alumite layer) is formed on the aluminum reflector body, and a light interference layer is further formed thereon. There is also an attempt to provide it. In these light reflectors, since the alumite layer acts as an antioxidant layer for the aluminum reflecting surface, it is excellent in terms of improving durability in a high-temperature atmosphere.
[0008]
However, in the configuration disclosed in the former, the optical interference layer formed on the alumite film is an optical multilayer film in which at least three high refractive index layers and low refractive index layers are alternately stacked. The reflection wavelength band becomes narrow and the maximum value of the reflectance is high, but the reflection efficiency (see Equation 1) is lowered.
[0009]
[Formula 1]

[0010]
That is, as can be understood from Equation 1, in order to improve the reflection efficiency, it is necessary that R (λ) is generally high in the visible light wavelength range (380 to 780 nm). Further, R (λ) varies depending on the angle θ formed by the normal surface of the light source and the reflecting surface of the light reflector, and R (λ) shifts to the short wavelength side as θ approaches 90 °. Therefore, in the case of a reflection type illumination device having a large θ (that is, a large curvature of the light reflector), the wavelength of high energy emitted from the light source and the increased reflection wavelength band are shifted, and the reflection performance may not be fully utilized. There is.
[0011]
In addition, when a multilayer film of three or more layers is formed, there is a problem that the color tone changes depending on the viewing angle because the color tone of the light reflector has an angle dependency, and the appearance is extremely inferior.
[0012]
On the other hand, in the structure disclosed in the latter, since the anodized film is formed of aluminum oxide, there is a problem that the surface hardness of the anodized film is low and the wear resistance is also inferior.
[0013]
The present invention provides a light reflector and a reflective illumination device that have high light reflection efficiency in the entire visible light range and excellent reflector performance such as heat resistance and wear resistance in view of the above-described problems of the prior art. There is.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The light reflector of the present invention is formed on a reflection body made of aluminum on at least the reflection surface side, an antioxidant layer made of spinel formed on the reflection surface of the reflection body, and the oxidation layer. And one kind of high refractive index layer having a refractive index of 2.0 or more.
[0015]
The reflector body is preferably made of a clad material composed of a high-purity aluminum material and a metal material having a hardness higher than that of the high-purity aluminum material.
[0016]
At this time, for example, the high refractive index layer is any one selected from the group consisting of titanium dioxide (TiO ₂ ), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), zirconium oxide (ZrO ₂ ), and zinc sulfide (ZnS). Can be formed from seeds.
[0017]
The reflective illumination device of the present invention is a reflective illumination device comprising a light source and a light reflector that reflects light emitted from the light source, wherein the light reflector is any one of claims 1, 2, and 3. It is the light reflector as described in above.
[0018]
In the reflective illumination device, it is preferable that the light reflector also has a housing for housing the light source.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a structural diagram of a light reflector 10 according to the present invention. In the light reflector 10, an anti-oxidation layer 12 made of spinel is formed on the surface of the reflector body 11, and on the anti-oxidation layer 12, a kind of high refractive index having a refractive index of 2.0 or more. Layer 13 is formed.
[0020]
As the reflector body 11, a plate-like body made of high-purity aluminum, specifically, Al099 having a purity of 99.0% or more is used. Further, when the reflection efficiency of the light reflector 10 is taken into consideration, since it depends on the reflectance of the surface on the side facing the light source, in the present invention, at least the surface of the reflector body 11 has a light reflection surface. For example, a high-aluminum aluminum material such as A3003 can be used as a core material, and a clad material using a high-purity aluminum material such as Al099 as a skin material can also be used. In addition to aluminum, for example, stainless steel such as SUS304 or other high-strength metal material may be used as the core material. In particular, by using such a clad material, as described later, it is possible to replace the housing of the reflective illumination device that has been produced by aluminum die casting or the like with the light reflector 10 itself. The number of parts of the lighting device can be reduced, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
[0021]
In the light reflector 10 of the present invention, the antioxidant layer 12 is laminated on the high-purity aluminum surface of the reflector body 11, that is, the light reflection surface. As the material constituting the antioxidant layer 12, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), yttrium / aluminum / garnet oxide (YAG), spinel (MgAl ₂ O ₄ ), etc. are known. Among them, spinel is superior to aluminum oxide in terms of film hardness, heat resistance, and antioxidant properties, superior to aluminum nitride in terms of low light absorption of the film, and superior to YAG in terms of material cost. In the present invention, spinel is selectively used from these viewpoints.
[0022]
Furthermore, on the antioxidant layer 12, one kind of high refractive index layer 13 having a refractive index of 2.0 or more is provided. The high refractive index layer 13 is formed of any one selected from the group consisting of titanium dioxide (TiO2), tantalum oxide (Ta2O5), zirconium oxide (ZrO2), and zinc sulfide (ZnS). The high refractive index layer 13 provides an effect of increasing reflection at the interface with the lower antioxidant layer 12 and an effect of improving the reflectance. Therefore, the material is not limited to these materials as long as the effect is achieved, but using these materials is advantageous in improving the surface hardness of the light reflector 10.
[0023]
These antioxidant layer 12 and one kind of high refractive index layer 13 can be used regardless of physical methods or chemical methods as long as they can be formed to the following film thickness. Examples of the physical method include a vacuum deposition method, an ion plating method, an ion assist deposition method, a plasma assist deposition method, and a sputtering method. Examples of chemical methods include chemical vapor deposition (CVD) and liquid phase growth (LPD).
[0024]
At this time, as the film thickness of each layer, the optical film thickness (= nd: n is the refractive index, d is the physical film thickness) is ¼ of the spectral distribution center wavelength (λ) of the light source used. It is desirable to set to. By setting to such a film thickness, light from the light source can be efficiently reflected. Further, since the increased reflection wavelength band is widened, even the light reflector 10 having an angle of 60 ° or more between the light source and the reflection surface normal can efficiently reflect the light from the light source.
[0025]
The light reflector 10 thus obtained is installed on the back side of the light source 40. 2 and 3 show an example of the reflective illumination device 1 provided with the light reflector 10. FIG. 2 is a sectional structural view thereof, and FIG. 3 is an exploded perspective view thereof. The reflective illumination device 1 includes a light source 30 such as a halogen lamp or a short arc HQI lamp, and a housing 20 that houses the light source 30, and a pair of attachment members 40 are provided on the side surface of the housing 20. Is provided. In FIG. 3, the mounting member 40 is omitted.
[0026]
The housing 20 is composed of two members, a front reflecting mirror 21 and a rear reflecting mirror 22. The front reflecting mirror 21 has a front surface and a rear surface that are open, and the front opening has a substantially cylindrical shape that is wider than the rear surface opening. The rear reflecting mirror 22 has a bowl-like shape with an open front surface, and the rear opening of the front reflecting mirror 21 and the front opening of the rear reflecting mirror 22 are designed to have substantially the same size. For example, welding or adhesive Alternatively, they are integrated by a coupling member provided around the entire mating portion. Further, incisions 23 are formed at two locations around the front surface of the rear reflecting mirror 22 so that the rod-shaped attachment portions 31 provided on both sides of the light source 30 can be held.
[0027]
In the reflective illumination device 1, the front reflecting mirror 21 and the rear reflecting mirror 22 are each made from the light reflector 10 according to the present invention. That is, the front reflecting mirror 21 and the rear reflecting mirror 22 are formed on the reflector main body 11 composed of a core material made of a metal material having high strength such as SUS304 and a material made of high purity aluminum such as Al099. It is the light reflector 10 provided with the antioxidant layer 12 and one kind of high refractive index layer 13, and the inner surface side is a light reflecting surface.
[0028]
Thus, by providing the light reflector 10 according to the present invention, it is possible to provide a reflective illumination device 1 that has high reflection efficiency in the entire visible light region and that is excellent in reflection performance such as heat resistance and wear resistance. In particular, like the reflective illumination device 1, by using a clad material having a high strength for the reflector body 11, the light reflector 10 itself can be used as the housing 20 of the reflective illumination device 1, so that the housing There is no need to separately prepare body parts, the number of components can be reduced, and the cost of the reflective illumination device 1 can be greatly reduced.
[0029]
【Example】
Next, various light reflectors as examples of the present invention were produced, and reflection type illumination devices using these light reflectors were produced to confirm the effects of the present invention.
[0030]
(Example 1) The surface of an aluminum clad material (ZB1-0: manufactured by Showa Aluminum Co., Ltd.) having a size of 50 mm × 50 mm and a thickness of 2 mm was buffed and electropolished (Rmax ≦ 0.1 μm), followed by a high-density reaction. One type of high refraction made of an anti-oxidation layer (optical film thickness nd = 140 nm) made of spinel (MgAl2O4) and titanium oxide (TiO2) using a reactive ion plating apparatus (JEIP-900FA: manufactured by JEOL Ltd.) A rate layer (optical film thickness nd = 140 nm) was formed, and a light reflector which is an example of the present invention was produced.
[0031]
(Comparative example 1) After buffing and electropolishing the surface of an aluminum clad material (ZB1-0: Showa Aluminum Co., Ltd.) having a size of 50 mm × 50 mm and a thickness of 2 mm (Rmax ≦ 0.1 μm), a high-density reaction Using a reactive ion plating apparatus (JEIP-900FA: manufactured by JEOL Ltd.), an antioxidant layer made of silicon dioxide (SiO2) (optical film thickness nd = 140 nm) and one kind of high made of titanium oxide (TiO2) A refractive index layer (optical film thickness nd = 140 nm) was formed, and a light reflector as a comparative example was produced.
[0032]
(Comparative Example 2) After buffing and electrolytic polishing the surface of an aluminum clad material (ZB1-0: Showa Aluminum Co., Ltd.) having a size of 50 mm × 50 mm and a thickness of 2 mm (Rmax ≦ 0.1 μm), a high-density reaction A high-performance ion plating apparatus (JEIP-900FA: manufactured by JEOL Ltd.), an anti-oxidation layer (optical film thickness nd = 140 nm) made of silicon dioxide (SiO 2), and one type of high tantalum oxide (Ta 2 O 5) A refractive index layer (optical film thickness nd = 140 nm) was formed, and a light reflector as a comparative example was produced.
[0033]
Using these light reflectors, the initial reflection efficiency and the reflection efficiency after performing a heat resistance test at 450 ° C. for 30 days were measured, and when the change in reflection efficiency was measured, the results shown in Table 1 were obtained. It was. The reflection efficiency was determined according to Equation 1.
[0034]
[Table 1]

[0035]
As shown in Table 1, according to the light reflector of the present invention, even when exposed to a high temperature, the reflection efficiency changes only by about 3%, and even when placed under a high temperature, 90%. % High reflection efficiency could be obtained.
[0036]
Next, a reflective illumination device was produced using the light reflector of the present invention. First, as the pre-reflecting mirror shown in FIGS. 2 and 3, the front opening diameter is 450 mm and the width is 160 mm, and the surface of the Al099 / SUS304 clad material is subjected to spatula drawing, buffing and electrolytic polishing (Rmax ≦ 0.1 μm), a high-density reactive ion plating apparatus (JEIP-900FA: manufactured by JEOL Ltd.), an antioxidant layer (optical film thickness nd = 140 nm) made of spinel (MgAl2O4) and titanium oxide (TiO2). 1 type of high refractive index layer (optical film thickness nd = 140 nm) was formed. Separately from this, the rear reflector shown in FIGS. 2 and 3 is manufactured in the same manner as the front reflector using an Al099 / SUS304 clad material with a rear opening diameter of 280 mm and a width of 100 mm. did.
[0037]
A short-arc HQI lamp was incorporated with these front and rear reflection mirrors to produce a reflection type illumination device as an example of the present invention. When this reflective illumination device was subjected to a long-term lighting test for one year, no color change or crack occurred in the light reflector, and a good illumination state could be obtained.
[0038]
【The invention's effect】
Since the light reflector of the present invention comprises one kind of high refractive index layer having a refractive index of 2.0 or more on the antioxidant layer made of spinel formed on the aluminum reflecting surface of the reflector body, In addition to being excellent in heat resistance and abrasion resistance, it exhibits excellent light reflection efficiency in the entire visible long range. In particular, since it is an antioxidant layer made of spinel, it has high hardness, excellent wear resistance, and is inexpensive in terms of cost. Further, since there are only two layers on the reflecting surface, there is no change in color tone depending on the viewing angle. Thus, it is very excellent in reflector performance and can be manufactured at low cost.
[0039]
Moreover, if the reflector body is made from a clad material composed of a high-purity aluminum material and a metal material having a hardness higher than that of the high-purity aluminum material, the strength of the entire light reflector can be increased. . For this reason, the light reflector itself can also serve as the housing of the lighting device.
[0040]
Furthermore, a high refractive index layer is formed from any one selected from the group consisting of titanium dioxide (TiO ₂ ), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), zirconium oxide (ZrO ₂ ), and zinc sulfide (ZnS). Thus, the surface hardness of the light reflector can be further increased, leading to an improvement in wear resistance.
[0041]
Since the reflective illumination device of the present invention includes the light reflector according to the present invention, it is possible to provide a reflective illumination device having excellent light reflection characteristics and durability at a very low cost.
[0042]
In particular, the production cost of the reflective illumination device can be greatly reduced by combining the housing with the light reflector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram of a light reflector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram of a reflective illumination device according to an embodiment of the present invention using the above light reflector.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the reflective illumination device shown in FIG.
FIG. 4 is a structural diagram of a conventional light reflector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflective illuminating device 10 Light reflector 11 Reflector main body 12 Antioxidation layer 13 High refractive index layer 20 Case 21 Front reflecting mirror 22 Rear reflecting mirror 30 Light source 31 Mounting portion 40 Mounting member

Claims

A reflector body formed of aluminum at least on the reflecting surface side, an antioxidant layer made of spinel formed on the reflecting surface of the reflector body, and a refractive index of 2.0 or more formed on the antioxidant layer light reflector, characterized in that it comprises one of the high refractive index layer.

2. The light reflector according to claim 1, wherein the reflector body is made of a clad material composed of a high-purity aluminum material and a metal material having a hardness higher than that of the high-purity aluminum material.

The high refractive index layer is formed of any one selected from the group consisting of titanium dioxide (TiO ₂ ), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), zirconium oxide (ZrO ₂ ), and zinc sulfide (ZnS). The light reflector according to claim 1, wherein the light reflector is a light reflector.

In a reflective illumination device comprising a light source and a light reflector that reflects light emitted from the light source,
The reflection type illumination device according to claim 1, wherein the light reflector is the light reflector according to claim 1.

5. The reflective illumination device according to claim 4, wherein the light reflector also has a housing for housing the light source.