JP4783687B2

JP4783687B2 - 紫外線投光器

Info

Publication number: JP4783687B2
Application number: JP2006190701A
Authority: JP
Inventors: 和男原田; 文夫田辺; 忠宏神尾
Original assignee: Iwasaki Denki KK; Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Iwasaki Denki KK; Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-07-11
Also published as: JP2008021460A

Description

本発明は、紫外線を照射する紫外線投光器に係り、特に、紫外線投光器を小型化するための技術に関する。

従来、道路壁面のディスプレーや道路標識、看板等の被照射体に対して離れた位置から投光し、当該被照射体のみを限定的に照明する投光器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の投光器では被照射体に可視光を照射して照明するものが一般的であるが、投光器の設置条件によっては、対向車側での漏光が問題になる場合がある。そこで、この問題を解決するために、被照射体に紫外線を照射して照明する紫外線投光器が提案されている。紫外線投光器の光源としては、可視光線を吸収し近紫外線を効率よく透過するフィルタを被着した（可視光カット）外球にＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプを収納した、いわゆるブラックライトが一般的である。
特開平１０−３０１５１６号公報

しかしながら、ブラックライトの外球には軟質ガラスが用いられ耐熱性が低く、外球の熱損傷を防止するために当該外球を小型化することができないため、ブラックライトを光源とする紫外線投光器の小型化が困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能な紫外線投光器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、紫外線を放射するランプを光源筒内に装着し、前記光源筒の前端に反射板を設け、前記反射板の前面開口に透光板を設けると共に、紫外線を透過し耐熱性が高い石英ガラス材で前記ランプの外球を構成し、可視光の波長域の透過率が略ゼロでありつつ紫外波長領域における前記ランプのピーク波長を含む波長帯域の光を透過する多層膜フィルタを前記透光板に被着し、前記ランプが放射する紫外線を透過し可視光をカットしたことを特徴とする紫外線投光器を提供する。

また本発明は、上記発明において、前記ランプを水銀ランプとすると共に、前記多層膜フィルタが波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長帯域の光を透過することを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記光源筒及び前記反射板を高熱伝導性材料にて形成すると共に、前記光源筒に放熱フィンを設けたことを特徴とする。
また本発明は、上記発明において、前記透光板を硼硅酸ガラスで平面視略円形に構成し、当該透光板を前記反射板のフランジに嵌め込みカシメて固定したことを特徴とする。

本発明によれば、ランプが放射する紫外線を透過し可視光をカットする多層膜フィルタを反射板の開口に設けた透光板に被着したため、ランプの外球をフィルタガラスとする必要がない。これにより、ランプの外球に石英ガラスを採用して耐熱性を高めつつランプを小型化することが可能となり、結果として紫外線投光器全体を小型化することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、紫外線投光器１の正面、左側面及び背面を示す図である。この図に示すように、紫外線投光器１は、光源たるランプ２と、このランプ２を収容する光源筒３と、この光源筒３の開口端３Ａに基部が結合された放物面をなす反射板４と、この反射板４の前面開口部に固定された前面ガラス５とを備えている。

ランプ２には、紫外線を放射する水銀ランプが用いられており、図２に示すように、ランプ２は、石英ガラスからなる発光管１０と、当該発光管１０を収容する外球１１と、この外球１１の端部が固定支持されるソケットタイプの口金１２とを有し、上記外球１１が紫外線の透過率及び耐熱性が高く紫外線に対する耐久性が優れた石英ガラスから形成されており、長軸方向での断面径が略一定になされた細長い円筒状、いわゆるＴ管として形成されている。

前掲図１に示すように、光源筒３はランプ２と同様に円筒状に形成され、ソケット６を内蔵し、このソケット６にランプ２が装着される。このとき、ランプ２の発光管１０が反射板４に臨み、ランプ２から放射された紫外線が反射板４により反射されて紫外線投光器１の正面から放射される。光源筒３の後端部３Ｂからはソケット６に電源を供給する電源ケーブル７が引き出されている。また、この光源筒３には、反射板４と前面ガラス５と光源筒３の重量の中心位置近くにアーム取付片８が一体に形成され、そのアーム取付片８にアーム９がボルト９Ａにより回動自在に締結されている。

前面ガラス５は平面視略円形に形成されてフランジ１３に嵌め込まれ、このフランジ１３を反射板４の前面開口部４Ａにカシメて固定される。
前面ガラス５の構成について詳細には、図３に示すように、前面ガラス５は、紫外線の透過率がソーダ石灰ガラスよりも高い硼珪酸ガラス系の材質からなるフィルタ基板（透光板）２０と、このフィルタ基板２０上に被着された多層膜フィルタ２１とを有している。この多層膜フィルタ２１は、例えば五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）からなる高屈折の第１の層２１Ａと、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）からなる低屈折の第２の層２１Ｂとを交互に複数積層して形成されており、この多層膜フィルタ２１への傷付を防止するために、多層膜フィルタ２１を反射板４の側（内側）に向けて取り付けられている。

図４は多層膜フィルタ２１の透過特性を示す図である。この図に示すように、多層膜フィルタ２１は、波長λ＝３００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長帯域Ｗにわたって高い透過率Ｔを有し、波長λ＝３６５ｎｍ近傍の光だけを透過する従来のブラックライトに比べ、紫外波長領域に幅広い透過帯域を有している。一方、ランプ２の光源たる水銀ランプは、図５の分光分布特性に示されるように、波長λ＝３６５ｎｍ近傍に大きなピークＰＡを有すると共に、波長λ＝３１５ｎｍ近傍にも比較的大きなピークＰＢを有する。
すなわち、上記多層膜フィルタ２１の透過帯域は、水銀ランプのピークＰＡ及びピークＰＢの波長を含むため、これらの光を効率良く透過し、紫外線出力が高められることとなる。

ところで、一般に、道路壁面のディスプレーや道路標識、看板等の被照射体に対して紫外線投光器にて紫外線を照射して照明する場合、被照射体の照射面に蛍光塗料を塗布し、これを紫外線によって発光させている。しかしながら、従来の紫外線投光器においては、光源の可視光成分のうちの青色成分を十分にカットされておらず、この青色成分によって表示全体（特に白地）が青味を帯びてしまい、表示のコントラストが低下するという問題がある。これに対して、本実施形態の紫外線投光器１によれば、前掲図４に示すように、前面ガラス５の多層膜フィルタ２１は、波長λ＝４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領域全体の透過率が略ゼロとすることができる。

さて、紫外線投光器１においては、光源たるランプ２の放熱性、すなわち、光源筒３内の冷却性を高めるため、光源筒３を放熱性の高いアルミダイキャストにて形成すると共に、反射板４を放熱性が高く反射率の高いアルミニウム板にて形成している。さらに、光源筒３には外周面に複数の放熱フィン３０を形成し、光源筒３の放熱性をより高めることとしている。このように、紫外線投光器１の全体の放熱性を高めると共に、ランプ２の外球１１を耐熱性の高い石英ガラスにより形成したため、熱損傷の発生を防止しつつ紫外線投光器１を小型化することが可能となる。これにより、例えば従来のブラックライトを光源とした一般的な紫外線投光器と比較して、本実施形態の紫外線投光器１では前面ガラス５側からみた投影面積比を略０．１３倍にまで小型化することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、紫外線を放射するランプ２を光源筒３内に装着し、光源筒３の前端に反射板４を設け、反射板４の前面開口に透光板たるフィルタ基板２０を設けると共に、ランプ２が放射する紫外線を透過し可視光をカットする多層膜フィルタ２１をフィルタ基板２０に被着して前面ガラス５を構成し、多層膜フィルタ２１が紫外波長領域におけるランプ２のピーク波長を含む波長帯域の光を透過する構成としたため、ランプ２の外球１１をフィルタガラスとする必要がない。これにより、ランプ２の外球１１に、例えば石英ガラスを採用して耐熱性を高め当該ランプ２を小型化することが可能となり、結果として紫外線投光器１全体を小型化することができる。

また本実施形態によれば、上記前面ガラス５に形成した多層膜フィルタ２１が、波長λ＝３００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長領域の光を透過すると共に、それ以外の可視光をカットする透過特性を有するため、ランプ２を水銀ランプとすることで、当該水銀ランプが放射する紫外線を効率良く透過し、紫外線出力を高めつつ、余分な可視光の放射を防止することができる。これにより、紫外線投光器１の省電力化が図られる。

また本実施形態によれば、光源筒３を熱伝導性の高いアルミダイキャストで形成すると共に反射板４を熱伝導性の高いアルミニウムにて形成し、さらに、光源筒３に放熱フィン３０を設けたため、紫外線投光器１の放熱性が高められ、当該紫外線投光器１の熱損傷を防止しつつ小型化することが可能となる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
例えば上述した実施形態では、多層膜フィルタ２１の材質として、高屈折の第１の層２１Ａに五酸化タンタルを用い、低屈折の第２の層２１Ｂに二酸化ケイ素を用いた構成を例示したが、これに限らず、ランプ２が放射する紫外線を透過する透過特性を有するものであれば任意の物質を用いることができる。例えば、高屈折の第１の層２１Ａには、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）又は酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）を用いても良く、また、低屈折の第２の層２１Ｂには、弗化マグネシウム（ＭｇＦ₂）を用いても良い。
更に、上述した実施形態では、ランプ２の光源として水銀ランプを用いる場合を例示したが、これに限らず、波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外光を効率よく放射する光源であれば良く、例えばメタルハライドランプ等の任意の光源を用いても良い。
また、上記実施形態において、紫外線の反射率を向上させる増反射膜を反射板４の表面に形成することで、紫外線の光出力を更に高めることもできる。
また、本発明に係る紫外線投光器１は、屋外に設置されて被照射体を照明するといった用途に限らず室内で使用することも可能である。

本発明に係る紫外線投光器の構成を示す図である。ランプの構成を示す図である。前面ガラスの構成を模式的に示す図である。前面ガラスに形成された多層膜フィルタの透過特性を示す図である。水銀ランプの分光特性を示す図である。

符号の説明

１紫外線投光器
２ランプ
３光源筒
４反射板
４Ａ前面開口部
５前面ガラス
１０発光管
１１外球
２０フィルタ基板（透光板）
２１多層膜フィルタ
３０放熱フィン

Claims

紫外線を放射するランプを光源筒内に装着し、前記光源筒の前端に反射板を設け、前記反射板の前面開口に透光板を設けると共に、
紫外線を透過し耐熱性が高い石英ガラス材で前記ランプの外球を構成し、
可視光の波長域の透過率が略ゼロでありつつ紫外波長領域における前記ランプのピーク波長を含む波長帯域の光を透過する多層膜フィルタを前記透光板に被着し、前記ランプが放射する紫外線を透過し可視光をカットしたことを特徴とする紫外線投光器。
請求項１に記載の紫外線投光器において、
前記ランプを水銀ランプとすると共に、前記多層膜フィルタが波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長帯域の光を透過することを特徴とする紫外線投光器。
請求項１又は２に記載の紫外線投光器において、
前記透光板を硼硅酸ガラスで平面視略円形に構成し、当該透光板を前記反射板のフランジに嵌め込みカシメて固定したことを特徴とする紫外線投光器。