JP5267576B2 - 放電管、放電管の反射膜形成方法、および発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、写真撮影用などの人工光源として使用される放電管、放電管の反射膜形成方法、および発光装置に関するものである。

近年、コンパクトカメラやカメラ機能付き携帯電話機の小型化が要求され、これらに付帯し人工光源として使用されるストロボ装置にも小型化が要求されてきている。

小型化に対応するためには構造を簡略化する必要があり、このストロボ装置の発光部の構造を簡略化するために、従来からストロボユニットに用いられていた反射傘を廃し、放電管の外周面に反射膜を設けたストロボ装置が提案されている（特許文献１参照）。

図１０は、従来のストロボ装置に用いられる放電管を示す断面図である。このストロボ装置においては、放電管９１の構成要素である円筒状のガラスバルブ９２の外周面に、光が透過する帯状（図１０では紙面の表面から裏面方向）の透光部９３を残して反射膜９４が設けられている。反射膜９４は、アルミニウム、銀等の金属を蒸着することによって形成され、放電管９１内で発光した光を反射させるという反射傘の役割を果たす。

しかしながら、放電管９１の発光は放電管９１内で励起されたガス全体が発光して起こることから、図１０に示すように、点Ｌでの発光が反射膜９４では反射されず、矢印Ｄで示すように、放電管９１の後方に照射されてロスになってしまう。この光量ロスを低減して光を放電管９１の前方に反射させるためには、放電管９１に形成される反射膜９４を外周面における円周方向１８０°以上の蒸着角度であって、より適正な範囲に十分な厚さに形成する必要がある。

また、従来の蒸着方法により円筒状の放電管９１の外周面、矢印Ｙの方向に金属蒸着による反射膜を形成する場合、蒸着源に対向する外周面９５は蒸着材料が付着し易い。しかし、蒸着源から陰となる外周面９６（管面において蒸着源に遠い半周面）では蒸着材料が付着し難く、反射膜９６が極端に膜厚が薄くなってしまう。そのため、放電管９１内で発光した光を十分に反射させることができなくなる。

したがって、従来の放電管を用いたストロボ装置のような発光装置は、光量が不足するため均一な光強度分布が得られない。

特開平７−７２５３５号公報

本発明は、光量のロスを低減した放電管、外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる放電管の反射膜形成方法、および均一な光強度分布が得られる発光装置を提供するものである。

本発明の放電管は、ガラスバルブと、ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜とを備える。かかる構成によれば、放電管内での発光が放電管の後方に照射されることなく、照射方向に反射されるので、放電管の光量ロスを低減することができる。

本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に少なくとも２方向から蒸着源からの金属を蒸着することにより反射膜を形成する構成を有する。かかる構成により、放電管の外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる。

本発明の発光装置は、上記放電管を備える。かかる構成により、反射膜によって放電管内で発光した光に後方へ照射される成分が生じなくなるため、均一な光強度分布が得られる。したがって、小型でより高効率の発光装置が得られる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる真空蒸着装置の概略図である。 図２は、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる蒸着治具を示す斜視図である。 図３Ａは、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法を説明するための放電管の断面図である。 図３Ｂは、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法を説明するための放電管の他の断面図である。 図３Ｃは、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法を説明するための放電管のさらに他の断面図である。 図４Ａは、同実施の形態に係る放電管における反射膜の反射率と膜厚の関係を示す図である。 図４Ｂは、同実施の形態に係る放電管における反射膜の反射率と膜厚の関係を示す特性図である。 図５Ａは、同実施の形態に係る放電管の寸法と反射膜の蒸着角度との関係を示す図である。 図５Ｂは、同実施の形態に係る放電管の寸法と反射膜の蒸着角度との他の関係を示す図である。 図６Ａは、同実施の形態に係る放電管の光放射方向と光量の関係を示す特性図である。 図６Ｂは、同実施の形態に係る放電管の光放射方向と光量の関係を示す他の特性図である。 図７は、同実施の形態に係る放電管の発光時の色温度についての比較を示す図である。 図８は、同実施の形態に係るストロボユニットの要部分解図である。 図９Ａは、同実施の形態に係るストロボユニットの例を示す断面図である。 図９Ｂは、同実施の形態に係るストロボユニットの他の例を示す断面図である。 図１０は、従来の反射膜が成膜された放電管を示す断面図である。

以下、本発明を図面を参照しながら実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる真空蒸着装置の概略図である。図２は、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる蒸着治具を示す斜視図である。

まず、真空蒸着による放電管の反射膜形成方法の概要を説明する。図１において、ガラスバルブ２を蒸着治具３に固定して真空蒸着装置１の真空チャンバ４内に設置する。ガラスバルブ２の外周面に、蒸着源６から金属を蒸着することにより反射膜を形成する。蒸着治具３は生産性の観点から複数のガラスバルブ２をセットできるようになっている。蒸着治具３は、真空チャンバ４内の上方の煽りステージ５に取り付けられる。煽りステージ５は、矢印Ｗの方向に蒸着治具３を煽るように回転角度を設定する。

一方、真空チャンバ４内の下方には、ガラスバルブ２に蒸着されて反射膜となる金属材の蒸着源６が設置される。蒸着源６としては、アルミニウム、銀等の金属材が用いられる。蒸着の対象物となるガラスバルブ２と蒸着源６とを設置した後、真空チャンバ４内を真空状態にし、蒸着源６を加熱して矢印Ｘの方向に金属材を蒸発させることにより、ガラスバルブ２へ反射膜の形成を行う。

次に、ガラスバルブ２を蒸着治具３に固定する方法と、蒸着治具３を真空チャンバ４内に設置する方法とについて説明する。蒸着治具３は、図２に示すように、ベース板７上に複数のマスク用治具８を設けるようになっている。各マスク用治具８は、蒸着の対象物となるガラスバルブ２と互いの長手方向に沿うように置かれる。そして、各マスク用治具８にガラスバルブ２が置かれた後、各ガラスバルブ２における円筒形状の両端部に近い部分が押え板９によって固定される。押え板９は、各ガラスバルブ２の両端部に当接するように、ベース板７上の取付け部１０にネジ１１で固定される。

ベース板７上に全てのマスク用治具８とガラスバルブ２とが固定された後、蒸着治具３は、上下反転した状態で（ガラスバルブ２がマスク用治具８よりも下に位置する状態で）、真空蒸着装置１の真空チャンバ４内に設置される。蒸着治具３は、前述の通り、真空チャンバ４内の煽りステージ５に取り付けられるが、煽りステージ５が回転する方向と、ガラスバルブ２の長手方向とが直交するように取り付けられる。すなわち、煽りステージ５の回転角度が変化することにより、蒸着源６からのガラスバルブ２の外周に対する角度が、ガラスバルブ２の円周方向で変化することになる。したがって、煽りステージ５を回転することにより、ガラスバルブ２と蒸着源６の相対位置を変化させて、ガラスバルブ２の外表面に蒸着源６から金属材を蒸着して反射膜を形成することができる。

なお、マスク用治具８は、ガラスバルブ２の外周面に反射膜が形成されない部分、即ち、光が透過する帯状の透光部となる部分を設けるためのものである。また、押え板９は、マスク用治具８とガラスバルブ２とを固定するほか、ガラスバルブ２の両端部における電極１２および両端部のガラスの部分が成膜されないようにする役割も果たしている。

図３Ａ、図３Ｂは、煽りステージ５の回転角度を変化させることにより、蒸着源６からのガラスバルブ２の外周に対する角度を、ガラスバルブ２の円周方向で変化させて、２回の蒸着を行う際の、蒸着源６とガラスバルブ２との相対位置を示す放電管の断面図である。図３Ｃは、この２回の蒸着を行うことにより反射膜が形成された放電管の断面図である。前述のように、マスク用治具８とガラスバルブ２とが固定された蒸着治具３を真空チャンバ４内に設置し、真空チャンバ４内を真空状態にした後に、蒸着源６を加熱して金属材を蒸発させることにより、ガラスバルブ２への反射膜１３の形成を行う。

まず、第１ステップで、煽りステージ５の回転角度を設定して、図３Ａに示すように、ガラスバルブ２に対して矢印Ｘ１の方向に蒸着を行う。マスク用治具８によって隠されている部分には金属材は付着しないので、反射膜１３は成膜されない。

矢印Ｘ１に平行であって、ガラスバルブ２の中心点Ｏを通る線を軸Ｘ１とし、軸Ｘ１に直交して中心点Ｏを通過する線を軸Ｙ１とした場合に、軸Ｘ１（０°）から軸Ｙ１（右９０°）にかけた領域Ｒ１、および軸Ｙ１（左９０°）にかけた領域Ｌ１は、蒸着源６に対向することから、金属材が付着し易く、軸Ｘ１から軸Ｙ１にかけて徐々に薄くなるように反射膜１３が形膜される。

蒸着源６に対向していない外周部分１５（軸Ｘ１の左右９０°以上に角度の大きい部分、すなわち軸Ｙ１を超えた半周面）は、蒸着源６から陰になるため殆ど金属材が付着しない。そのため、反射膜１３を必要な膜厚で形成することができない。

次に、第２ステップで、煽りステージ５の回転角度（例えば、９０°を超える程度）を変化させて、図３Ｂに示すように、ガラスバルブ２に対して矢印Ｘ２の方向に蒸着を行う。図３Ｂでは、第１ステップで蒸着した反射膜１３ａが、領域Ｒ１から領域Ｌ１にわたって形成されていることを示している。

第２ステップでは、マスク用治具８によって隠されている部分には成膜されず、矢印Ｘ２に平行であってガラスバルブ２の中心点Ｏを通る線を軸Ｘ２とし、軸Ｘ２に直交して中心点Ｏを通過する線を軸Ｙ２とした場合に、蒸着源６に対向した領域Ｌ２、Ｒ２では金属材が付着し易い。したがって、反射膜１３は、軸Ｘ２からＹ２軸にかけて徐々に薄くなるように成膜される。このことは、矢印Ｘ１の方向の蒸着時と同様である。

先に蒸着された領域Ｌ１は、蒸着治具３の回転によって軸Ｙ２を超え、蒸着材６からの陰となってしまうために金属材が付着し難い。しかし、領域Ｒ１は領域Ｌ２にほぼ重複して位置するので、蒸着源６に対向しており、再度金属材が付着して反射膜１３が形成され、重複領域１６（図３Ｃ）となる。

また、矢印Ｘ１の方向の蒸着時に蒸着源６から陰となっていた外周部分１５も蒸着源６に対向した領域Ｒ２に位置するので、金属材が付着して反射膜１３が形成される。

なお、スパッタによる蒸着は、射出領域に強い指向性を持たないので、本実施の形態のように、煽りステージ５を回転するだけでも蒸着がガラスバルブの周りに回り込む。すなわち、それぞれのガラスバルブ２を回転させて蒸着しなくても、複数のガラスバルブ２に同時に図３Ｃに示す反射膜１３を形成することができる。したがって、装置が複雑にならず、コストを抑えることができる。

上記の手順を少なくとも２回、必要な膜厚に応じて複数回行うことによって、ガラスバルブ２のマスク用治具８に覆われていない外周面全てに金属材が付着する。すなわち、反射膜１３の蒸着角度が１８０°を超える場合であっても光を透過しない膜厚で蒸着膜１３が形成された、図３Ｃに示す放電管２２が完成する。

この際に、蒸着領域Ｒ１とＬ２は蒸着領域Ｌ１とＲ２よりも蒸着源６に対向する回数が多くなる。このことから、蒸着膜１３は、図３Ｃに示すように、重複部分１６が最も厚く形成され、開口部１８にかけて徐々に膜厚が薄くなるように形成される。

図４Ａ、図４Ｂは、放電管２２に形成された反射膜１３の反射率と、反射膜１３の厚さとの関係を示す図と特性図である。図４Ａ、図４Ｂでは、蒸着源６として銀を用いて反射膜１３を形成し、発光波長４００〜７００ｎｍ域の分光反射率を測定したときの平均値を示している。

上記の結果に基づくと、反射膜１３の厚みは少なくとも５０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上となるように蒸着する。反射膜１３の厚みが５０ｎｍ以上であれば、従来のストロボ装置に用いられている反射傘の反射率９２％をほぼ達成することができ、放電管２２内で発光した光を十分に反射させることができるようになる。

剥離し易い反射膜１３の開口部分は、反射率が低下しない程度に薄い５０ｎｍ以上の膜厚で形成する。一方、放電管発光時の衝撃や熱によって金属粒子が飛散する恐れのある放電管後方部分の反射膜厚は、反射光量の低下を防ぐためにも１００ｎｍ以上の膜厚となるように形成するのが好ましい。

反射膜１３全域を従来の反射傘よりも高い反射率に設定したい場合は、少なくとも８０ｎｍ以上で成膜を行うのが好ましい。放電管２２後方部分の反射膜厚は上記の蒸着方法によって１００ｎｍ以上の膜厚となる。しかし、膜厚１００〜２００ｎｍの反射率はほぼ同じになるため、反射膜１３の全域で反射率ほぼ９６％程度の高い反射率で平均化でき、配光ムラの抑制に効果的である。

反射膜１３が形成されない領域（マスク用治具８に覆われていた部分）は放電管２２における開口部１８（透光部）となる。放電管２２がストロボ装置として組み込まれるとき、正面から見た放電管２２の開口部１８の円周方向の角度（開口角）が一定値以下であれば、放電管内で発光した光に後方へ照射されてしまう成分が生じる。すなわち、ストロボ装置として組み込まれた放電管２２を正面から見て、反射膜１３の端部よりも前方に開口部１８が位置しなければ、放電管内で発光した光に後方へ照射されてしまう成分が生じる。したがって、この後方へ照射されてしまう成分が、光量ロスとなってしまう。ここで、開口角を２θ、放電管２２の外半径をＲｏ、放電管２２の内半径をＲｉとすると、
ｃｏｓθ ＝ Ｒｉ／Ｒｏ
という関係が成り立つ。したがって、放電管２２の外半径Ｒｏと内半径Ｒｉとの比に対応させて、θを一定値以下にする必要がある。一般的に製造されている細径の閃光放電管の寸法を基に、反射膜１３の蒸着角度の例を図５Ａに示す。

図５Ａにおいて、例えば、外径１．３ｍｍ、外半径Ｒｏ＝０．６５（ｍｍ）、内半径Ｒｉ＝０．４２５（ｍｍ）である場合、２θ＝９８．３°となるので、開口角をこの値以下にする必要がある。即ち、反射膜を形成する領域を３６０°−９８．３°＝２６１．７°以上にしなければならない。

実用上用いられる種々の放電管２２の外径と内径の関係と、放電管２２の製造誤差（部品公差）などを考慮すると、反射膜を形成する領域を少なくとも２４０°にすることが好ましい。

また、マスク用治具８によって隠されている部分には反射膜１３は形成されないので、反射膜１３が必要となる適正な領域に成膜することができる。

最近では、小型カメラのストロボ装置や、大型ストロボ装置など、種々の大きさのストロボ装置が存在し、そのため種々の大きさの放電管２２が必要になる。そのため、ガラスバルブ２の外形を細くして閃光放電管を小型化した場合と、ガラスバルブ２の外形を大きくして、封入ガスの容量を増やし、大発光量にした閃光の場合の、反射膜１３の蒸着角度の例を、図５Ｂに示す。

図５Ｂにおいて、例えば、外径１．１ｍｍ、外半径Ｒｏ＝０．５５（ｍｍ）、内半径Ｒｉ＝０．２５（ｍｍ）である小型ストロボ用の放電管の場合、２θ＝１２５．９°となるので、開口角をこの値以下にする必要がある。即ち、反射膜を形成する領域を３６０°−１２５．９°＝２３４．１°程度にしなければならない。

実用上用いられる小型の放電管２２の外径と内径の関係と、放電管２２の製造誤差（部品公差）などを考慮すると、反射膜を形成する領域を少なくとも２３０°程度にすることが好ましい。

また、外径４．０ｍｍ、外半径Ｒｏ＝２．０（ｍｍ）、内半径Ｒｉ＝１．６５（ｍｍ）である大型ストロボ用の放電管の場合、２θ＝６８．８°となるので、開口角をこの値以下にする必要がある。即ち、反射膜を形成する領域を３６０°−６８．８°＝２９１．２°程度にしなければならない。

実用上用いられる大型の放電管２２の外径と内径の関係と、放電管２２の製造誤差（部品公差）などを考慮すると、反射膜を形成する領域を少なくとも２９０°程度にすることが好ましい。

以上のように、本実施形態に係る反射膜の形成方法によって、放電管２２の軸回りにおける放電管２２と蒸着源６との相対角度位置を変化させて少なくとも２３０°の角度で成膜を行うことにより、実用上用いられる種々の大きさの放電管２２の光量ロスを極めて少なくすることが可能となる。

ところで、放電管２２をストロボ装置に用いる場合、光線のロスを低減するとともに、所望する照射範囲内で照射ムラを低減した設計が必要とされる。図６Ａは、本実施の形態に係る放電管２２の光照射方向に対する光量の関係を示す特性図であって、上下方向の光量、すなわち要求される角度内のエネルギー量を、蒸着膜の複数の蒸着角度ごとに示している。図６Ｂは、同実施の形態に係る放電管２２の光照射方向に対する減衰量の関係を示す特性図であって、上下方向の配光、すなわち中心光量を基準として、要求される角度内の減衰率を、蒸着膜の複数の蒸着角度ごとに示している。なお、各図で示される特性曲線の数字（０°、１８０°・・・３１０°）は、蒸着膜の蒸着角度を表している。なお、本実施の形態では、放電管２２をストロボ装置に用いる場合、放電管２２の光軸が水平方向になるように用いている。

図６Ａ、図６Ｂでは、ストロボ装置の要求仕様を、３５ｍｍレンズ換算で、焦点距離２８ｍｍの画角に設定し、仕様に適するよう、放電管２２の上下方向の照射角度を、光軸に対して２７°づつ、合計５４°程度に設定した。その上で、外形１．３ｍｍ、内径０．８５mmのガラスバルブ２に、反射膜１３の蒸着角度を１８０°〜３１０°（反射膜１３の開口部角度５０°〜１８０°）に成膜した放電管２２、および反射膜１３の無い放電管２２を用いて発光させた。放電管２２への入力電圧は３２０Ｖ、メインコンデンサ容量は７５μＦとした。発光に際しては、光学パネルは用いずに、放電管２２のみ発光させた。開口が狭すぎると中心ばかりに集光する。また、ガラスバルブを使用した発光管の場合、単純に光源だけでは配光を設計することができない。そのため、反射傘やパネルと組み合わせた方が良いため、５４°よりも外側に光が漏れていた方が好都合である。５４°の領域はなるべく大きなピークを持たず平坦な配光が好ましい。

図６Ａからわかるように、反射膜１３が蒸着されていない放電管２２（蒸着角度０°）は、放電管２２を中心に全角度に照射されるため、照射範囲外に照射される光線が多い。

蒸着角度１８０°〜２２０°の場合、上下それぞれ２７°までの範囲の露光量が約３０ｌｕｘ・ｓｅｃ程度で近似している。蒸着角度２３０°以上となった場合には、蒸着角度が１０°増える（開口部が１０°狭くなる）毎に、約２ｌｕｘ・ｓｅｃ程度中心部分での光量が増加している。このことから、開口角を狭くすることにより、照射範囲外に照射される光線ロスを低減できる。

一方、上下方向での配光バランスを考慮し、照射ムラを抑制するためには、中心部分の光量を１００％とした場合に、上下各２７°付近での光量低下を２５％程度以下にする必要がある。図６Ｂに示すように、反射膜を３００°以上の角度で蒸着した場合、開口部が狭いことから中心部分にのみ光線が照射される。したがって、上下方向１８°以上の部分で光量低下が２５％以上となり、照射ムラが発生してしまう。反射膜を２９０°以下の角度で蒸着した場合、上下各２７°付近での光量低下を２５％程度以下にすることができる。

このように、光量ロスを低減するためには開口部を狭くする必要があり、一方照射ムラを低減するためには開口部を広くする必要がある。このことから、光量ロス、照射ムラの低減を両立させるためには、２３０°〜２９０°程度の蒸着角度が最適な範囲となる。

これら蒸着角度の範囲設定は、使用される放電管２２の外形、内径から、前述の式を元に設定すれば良い。

本実施の形態の場合、前述の式により蒸着角度を約２６０°となるように設定している。このとき、図６Ａ、図６Ｂからわかるように、露光量は、上下方向各１７°付近まで３５ｌｕｘ・ｓｅｃとなり、配光では上下方向２７°付近でも１０％程度の光量低下に抑えられている。すなわち、光量ロスの低減と照射ムラの抑制の両立ができている。

反射膜１３を蒸着した後に保護層（図示せず）を設けても良い。保護層は、反射膜１３が形成された放電管２２を５００〜７００度に加熱した炉に入れ、放電管２２の外周面に、例えばスズ、インジウムといった金属を吹き付けて形成する。スズ、インジウムといった金属は一般的な閃光放電管において、透明導電性膜（ネサ膜）として利用されている。そのため、反射膜１３の形成された放電管２２の外周面に形成しても、放電管２２の光を透過することができる。その上に、加熱した炉の中で吹き付けることによって透明な結晶体層となるため、反射膜１３の保護層として最適である。

特に反射膜１３に銀を用いた場合、大気中の酸素や硫黄分などによって黒化が起こり易い。しかし、保護層を設けることで反射膜１３の変質を防止するとともに、反射膜１３が開口部１８から剥離してしまうのを防止することが可能となる。

また、放電管２２の発光が金属薄膜を透過することによって、色温度を低下させることができる。図７に、一般的な放電管と本発明に係る放電管の発光時の色温度についての比較を示す。

図７は、外径１．３ｍｍおよび１．８ｍｍの２種類の放電管２２を用いて、透明導電性膜からなる保護膜および反射膜１３を、次の４種類の組み合わせで形成して、入力電圧３２０Ｖ、主コンデンサ７５μＦの回路に接続して、発光時の色温度を計測した結果を示している。

（１）保護膜なし・反射膜１３なし
（２）保護膜あり・反射膜１３なし
（３）保護膜なし・反射膜１３あり
（４）保護膜あり・反射膜１３あり
図７からわかるように、保護膜なし・反射膜なしの放電管２２に比べ、保護膜あり・反射膜ありの放電管２２は約４００〜６００Ｋ色温度が低下している。保護膜なし・反射膜ありの放電管２２と比べても約２００Ｋ色温度が低下している。

放電管２２をストロボ装置に用いた場合、放電管２２の光によってストロボ装置の光学パネルが白濁する恐れがある。しかし、本発明の保護層を用いることで放電管２２の色温度を低下させ、光学パネルの白濁などの劣化を抑制することができる。

次に、上記のようにして反射膜が形成された放電管２２を発光部に用いた本実施の形態のストロボ装置について説明する。上記の放電管２２は反射膜１３を形成する領域を少なくとも２３０°に設定しているので、放電管２２内で発光した光に後方に照射される成分が生じなくなり、光量ロスの少ない高効率のストロボ装置を得ることができる。

図８は、放電管２２と反射部材１９とが組み合わされたストロボユニットの分解図である。図９Ａは、反射膜１３を有する放電管２２を発光部に用いたストロボユニット１７の一例を示す断面図である。図９Ａに示す放電管２２には反射部材１９が密接され、さらに透明の光学パネル２０が組み合わされている。

放電管２２には反射膜１３が形成され、反射膜１３は放電管２２の内径縁部よりも前方（反射部材１９方向）まで蒸着されている。そのため、光を照射する後方に反射傘を設ける必要はない。しかし、開口部１８から照射され前方に散乱する光を集めて発光効率を上げるために、反射部材１９を用いている。反射部材１９は、放電管２２に密接する開口部１９ａが、反射膜１３の端部１３ｂと重なるように形成されている。

反射膜１３の蒸着された放電管２２と反射部材１９とからなるストロボユニット１７は、このように後方に反射傘を設ける構造ではなく、反射膜１３によって効率よく集光できることから光軸方向の寸法を小さくすることができる。そのため、小型のストロボ装置を得ることができる。

反射部材１９が反射膜１３の端部１３ｂに重なる構成を採用することにより、反射部材１９の開口部１９ａと放電管２２の開口部１８との間に隙間が出来ないようにしている。反射部材１９の開口部１９ａと放電管２２の開口部１８との間に隙間ができると、この隙間から放電管２２の閃光が漏れて光量ロスとなる。本実施の形態では、この隙間がないのでの光量ロスを防ぐ事ができ、放電管２２の開口部１８から出た閃光は反射部材１９によって確実に集光され、光学パネル２０によってストロボ光の照射範囲に配光される。

図９Ｂは、反射部材１９を蒸着時のマスク用治具として用い、放電管２２と反射部材１９とを組み合わせた状態で蒸着治具に固定して反射膜１３を蒸着した場合の、ストロボユニット１７の一例を示す断面図である。図９Ａとは異なり、反射部材１９が反射膜１３の端部１３ｂに重なる構成ではない。しかし、反射部材１９で放電管２２をマスクして蒸着することにより、より簡易に適正な蒸着角度で反射膜１３を形成することができる。

また、放電管２２と反射部材１９との隙間部分が、蒸着された金属材で覆われるので、放電管２２と反射部材１９との隙間が出来にくくなり、図９Ａの構成と同様に、放電管２２の閃光が反射部材１９の開口部１９ａと放電管２２の開口部１８との間に隙間を作ることがない。そのため、光量ロスの少ない高効率のストロボ装置を簡易に得ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施形態においては、放電管２２の外周に対する蒸着源６からの角度を変化させるために煽りステージ５を回転させた。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、放電管２２を１本ずつ個別に回転させるものであってもよい。また、蒸着源６を移動させて放電管２２の外周に対する角度を変化させともよい。

また、上記実施形態においては、蒸着方法として真空蒸着法を採用していたが、スパッタリング法やイオンプレーティング法で蒸着を行ってもよい。

また、上記各実施の形態ではストロボ装置に用いる放電管について説明した。しかし、最近では、キセノンランプを用いて皮膚疾患を治療する光照射治療機器や、同じくキセノンランプを用いて荒れた肌を滑らかにする光美容機器、フラッシュランプを用いた光脱毛機器など、放電管を用いた治療器、美容器なども開発されている。このような治療器、美容器などに用いる発光装置も、放電管が発光した光を皮膚や肌の方向に集光する必要がある。したがって、上記実施の形態のストロボ装置の放電管と同様に、治療機器や美容機器などの発光装置においても、反射膜がガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された放電管を用いて、皮膚や肌に対する光量ロスを低減し、治療、美容の効果を高めることができる。

以上説明したように、本発明の放電管は、ガラスバルブと、ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜とを備えている。かかる構成によれば、放電管内での発光が放電管の後方に照射されることなく、照射方向に反射されるので、放電管の光量ロスを低減することができる。

また、本発明の放電管は、反射膜が、ガラスバルブの外周面の２３０°〜２９０°の範囲に形成されている。かかる構成によれば、光量ロス、照射ムラの低減を両立させることができる。

また、本発明の放電管は、反射膜が、少なくとも５０ｎｍの厚さで形成された領域を有する。かかる構成によれば、反射膜が極端に薄くならないように蒸着されるため、放電管内の発光は反射膜を透過することなく反射されて、より確実に放電管の光軸方向へ集光することが可能となる。

また、本発明の放電管は、反射膜の膜厚が、反射膜が形成されていない開口部から後方にかけて厚くなるように形成されている。金属蒸着膜は膜厚が厚くなると金属特性（弾性率）が増して円筒形の放電管から剥がれ易くなる。一方、放電管の発光が繰り返されると熱や衝撃によって金属粒子が飛散し、徐々に薄くなって光を透過してしまう。そのため、反射膜として利用するためには一定以上の膜厚が必要となる。したがって、本発明の放電管は、剥離し易い反射膜の開口部分が薄く形成されるので、反射膜の剥がれが起きにくくなる。また、光を多く反射する放電管後方部分の反射膜厚が厚く形成されるので、金属粒子が飛散しても反射率の低下を防止する事ができる。

また、本発明の放電管は、反射膜の表面に、保護層が形成されている。かかる構成によれば、保護膜が反射膜の変質や剥離を防止するとともに、反射膜の開口部分においては、保護膜を透過した光の色温度を低下させることが可能となる。

また、本発明の放電管は、保護層が、金属薄膜である。かかる構成によれば、金属薄膜が反射膜の変質や剥離をさらに防止するとともに、反射膜の開口部分においては、金属薄膜を透過した光の色温度をさらに低下させることが可能となる。

さらに、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に少なくとも２方向から蒸着源からの金属を蒸着することにより反射膜を形成する構成を有する。かかる構成により、異なる角度から金属材が付着するように蒸着できるので、例えば少なくとも２３０°という、放電管の外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる。

また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に蒸着源から金属を蒸着することにより反射膜を形成する第１ステップと、第１ステップの後、ガラスバルブと蒸着源の相対位置を変化させて、ガラスバルブの外表面に蒸着源から金属を蒸着することにより反射膜を形成する第２ステップとを備える構成を有する。かかる構成によっても、異なる角度から金属材が付着するように蒸着できるので、例えば少なくとも２３０°という、放電管の外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる。

また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、反射膜が、ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された構成を有する。かかる構成により、放電管内での発光が放電管の後方に照射されることなく、照射方向に反射されるので、放電管の光量ロスを低減することができる。

また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブと蒸着源との相対位置を、ガラスバルブの外周方向に変化させて蒸着を行う構成を有する。かかる構成により、ガラスバルブの外周面に蒸着源から陰となる面がなくなるとともに、前回の蒸着時に蒸着範囲の端部であった部分に重複して金属粒子が付着する。そのため、反射膜の蒸着角度が大きい場合であっても必要な膜厚を得ることが可能となる。

また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、第２ステップにおける反射膜は、前記第１ステップで形成された反射膜に重ねて蒸着をおこなうことにより形成する構成を有する。かかる構成によれば、反射膜の蒸着角度が大きい場合であっても必要な膜厚を得ることが可能となる。

また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に金属を蒸着する際に、マスク用治具を用いて金属が蒸着成膜されない領域を設ける構成を有する。かかる構成によれば、マスク用治具によって隠されている部分には金属材が付着しないため、放電管と蒸着源との対向位置を変化させても反射膜が必要となる適正な領域に金属材が蒸着される。

また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの前面に設けられる反射部材を、ガラスバルブの外周面と密接させた状態でマスク用治具として用いる構成を有する。かかる構成によれば、より簡易に適正な蒸着角度で反射膜を成膜することができる。これと共に、放電管と反射部材との隙間部分が蒸着された金属材で覆われるので、放電管と反射部材との隙間がなくなり、光量ロスの少ない高効率のストロボ装置を簡易に得ることができる。

さらに、本発明の発光装置は、上記放電管を発光部に用いた構成を有する。かかる構成によれば、反射膜によって放電管内で発光した光に後方へ照射される成分が生じなくなるため、小型でより高効率の発光装置が得られる。

また、本発明の発光装置は、放電管の前方に反射部材を設けた構成を有する。かかる構成によれば、反射部材が、前方に照射され散乱した光を集めて発光効率を上げるために、より効率のよい発光装置が得られる。

本発明は、小型で、光量ロスの少ない高効率の放電管が得られるので、ストロボ装置や治療、美容のための発光装置などに有用である。

１ 真空蒸着装置
２ ガラスバルブ
３ 蒸着治具
４ 真空チャンバ
５ 煽りステージ
６ 蒸着源
７ ベース板
８ マスク用治具
９ 押え板
１０ 取付け部
１１ ネジ
１２ 電極
１３，１３ａ 反射膜
１３ｂ 端部
１４，１５ 外周面
１６ 重複部分
１７ ストロボユニット
１８，１９ａ 開口部
１９ 反射部材
２０ 光学パネル
２２ 放電管

Claims (8)

1. ガラスバルブと、前記ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜とを備え、前記反射膜の膜厚が、前記反射膜が形成されていない開口部から後方にかけて厚くなるように形成されたことを特徴とする放電管。
2. 前記反射膜の表面に、金属薄膜からなる保護層が形成された請求項１に記載の放電管。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の放電管の反射膜形成方法であって，前記ガラスバルブの外表面に少なくとも２方向の蒸着源から金属を蒸着することにより反射膜を形成し、
   前記ガラスバルブの外表面に前記金属を蒸着する際に、前記ガラスバルブの前面に設けられる反射部材を、前記ガラスバルブの外周面と密接させた状態で前記マスク用治具として用いることにより、前記金属が蒸着成膜されない領域を設ける放電管の反射膜形成方法。
4. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の放電管の反射膜形成方法であって，前記ガラスバルブの外表面に蒸着源からの金属を蒸着することにより反射膜を形成する第１ステップと、前記第１ステップの後、前記ガラスバルブと前記蒸着源との相対位置を変化させて、前記ガラスバルブの外表面に前記蒸着源から金属を蒸着することにより前記反射膜を形成する第２ステップとを備え、
   前記ガラスバルブの外表面に前記金属を蒸着する際に、前記ガラスバルブの前面に設けられる反射部材を、前記ガラスバルブの外周面と密接させた状態で前記マスク用治具として用いることにより、前記金属が蒸着成膜されない領域を設ける放電管の反射膜形成方法。
5. 前記ガラスバルブと前記蒸着源との相対位置を、前記ガラスバルブの外周方向に変化させて蒸着を行う請求項３または請求項４に記載の放電管の反射膜形成方法。
6. 前記第２ステップにおける前記反射膜は、前記第１ステップで形成された前記反射膜に重ねて蒸着をおこなうことにより形成する請求項３または請求項４に記載の放電管の反射膜形成方法。
7. 請求項１または請求項２に記載の放電管を発光部に用いた発光装置。
8. 前記放電管の前方に反射部材を設けた請求項７に記載の発光装置。

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