JPH01255153A

JPH01255153A - ハロゲン電球

Info

Publication number: JPH01255153A
Application number: JP8153488A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Shigeta; 照明重田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1989-10-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は赤外線放射が少なく、かつ被照射面での色むら
を低減したハロゲン電球に関する。

従来の技術第７図に従来の片口金タイプのハロゲン電球の構造を示
す。

第７図において１は発光部にタングステンを用いたフィ
ラメント、２は点灯中のフィラメント１の垂れ下がりを
防ぐためのサポート、３はフィラメント１を正規の位置
に正しく封じ込むとともに、サポート２を固定するステ
ムガラス、４はフィラメント１を保護するための透光性
および耐熱性を有するバルブ、５はハロゲンサイクルを
起こさせるとともに、フィラメント１のタングステンの
蒸発を押える目的でバルブ４の内部に封入された封入ガ
ス、６はバルブ４の内部を排気した後、封入ガス５を封
入するためのチップ、７は機械的に外部と遮断するとと
もに電気的に外部と接続するピンチ部、８はソケット（
図示せず）とハロゲン電球とを機械的および電気的に接
続するための口金である。

第７図に示すハロゲン電球の構造は一般のハロゲン電球
と外観的には同じであるが、図中の破線で示すようにバ
ルブ４の外表面に高屈折率の金属酸化物（たとえばＴｉ
０２）と低屈折率の金属酸化物（たとえば５ｉ０２）の
多層膜からなる可視光透過赤外線反射［（以下、赤外線
反射膜と略す）９が形成されている。（例えば、本田は
か「赤外線応用ハロゲン電球」（昭５９）東芝レビュー
（Ｐ２Ｏ３）や照明学会編「ライティングハンドブック
」（昭６２．１１−３０）オーム社（Ｐ２Ｓ５）、など
）この赤外線反射膜９は第８図に示すような分光特性（
反射率および透過率）を有しており、バルブ４の内面反
射による光の損失を無視すれば、はぼ反射率と透過率と
が相反している。

そしてフィラメント１から放射された光のうち、可視光
を透過させるとともに赤外線を反射して、フィラメント
１に戻してフィラメント１の加熱エネルギーとして再利
用して発光効率を向上させることにより、ハロゲン電球
の省電力化をはかるとともに、被照射面（図示せず）へ
の赤外線の照射を抑えて被照射面での温度上昇を軽減さ
せるものである。第９図は赤外線反射膜９が付いた場合
（図中の実線で示す）と付かない場合（図中の破線で示
す）における、定格点灯時のハロゲン電球の分光分布特
性を示したもので１μｍ付近の赤外線をよく反射してお
り、これにより１０〜２０％の省電力または１０〜２０
％の光束アップに寄与している。

発明が解決しようとする課題第７図において赤外線反射ｇ４９をバルブ４の外表面に
形成する場合、バルブ４の直線的な部分すなわち図中の
破線Ａで示す部分については、その形状が円筒平面であ
るため赤外線反射膜９を形成することが比較的容易であ
る。

しかしチップ６やピンチ部７については、その加工形状
が複雑な曲面になるため、赤外線反射膜９が部分的にし
か形成できなかったり膜厚が部分的に変化するなど、こ
の部分に赤外線反射膜９を形成することはＡの部分より
難しい。

バルブ４の破１＊Ａの部分において、フィラメント１か
らの光の放射収態は第１０図に示すように、可視光（図
中の実線で示す）は赤外線反射膜９を透過して、バルブ
４の外部に放射されるとともに、赤外線（図中の破線で
示す）は赤外線反射膜９で反射して、フィラメント１に
戻されるため、両者が混合されて被照射面に照射される
ことはない。

しかしチップ６においては、第１１図に示すようにフィ
ラメント１から放射された光のうち、可視光（図中の実
線で示す）の大部分は赤外線反射膜９を透過してバルブ
４の外部に放射される（図中のａ）が、その一部につい
てはチップ６の近傍の赤外線反射膜９が形成されていな
いが、もしくは部分的に形成された個所を通過する（図
中のｂ）ことになる。

同様に赤外線（図中の破線で示す）についても、赤外線
反射膜９で反射してフィラメント１に戻されるもの（図
中のＣ）と、チップ６の近傍からバルブ４の外部に放射
されるもの（図中のｄ）、およびフィラメント１から直
接バルブ４の外部に放射されるもの（図中のｅ）がある
。

このため、被照射面においては大部分の可視光が照射さ
れるものの、一部赤外線も照射されるため、これが被照
射面での温度上昇を生じることになる。

また赤外線反射Ｂ！Ａ９の分光特性は第８図かられかる
ように、波長７００ｎｍ〜９００ｎｍを境に可視光の透
過と赤外線の反射の各特性が分かれているが、反射特性
において可視光の反射成分がわずかではあるが残留して
いるため、反射された赤外線の中にも可視光が存在する
ことになり、その反射光はやや橙色に色付いて見える。

（可視光が完全にカットされていれば、反射光は視認で
きない）これが被照射面に照射されると、いわゆる”色
むら”の原因となる。

一方、ピンチ部７においても第１２図に示すようにフィ
ラメント１から放射された光のうち、可視光（図中の実
線で示す）の大部分は赤外線反射膜９を透過してバルブ
４の外部に放射される（図中のｆ）が、その一部につい
てはピンチ部７の近傍の赤外線反射膜９が形成されてい
ないか、もしくは部分的に形成された個所を通過する（
図中のｇ）ことになる。

同様に赤外線（図中の破線で示す）についても、赤外線
反射ｆｆ１９で反射してフィラメント１に戻されるもの
（図中のｈ）と、ピンチ部７の近傍からバルブ４の外部
に放射されるもの（図中の１）、およびフィラメント１
から直接バルブ４の外部に放射されるもの（図中のｊ）
がある。

また赤外線反射膜９の分光特性は第８図かられかるよう
に、波長７００ｎａ＋〜９００ｎｍを境に可視光の透過
と赤外線の反射の各特性が分かれているが、反射特性に
おいて可視光の反射成分がわずかではあるが残留してい
るため、反射された赤外線の中にも可視光が存在するこ
とになり、その反射光はやや橙色に色付いて見える。（
可視光が完全にカットされていれば、反射光は視認でき
ない）これが被照射面に照射されると、いわゆる”色む
ら”の原因となる。

この色むらの状態は前記のようなハロゲン電球単体より
、反射鏡付きの照明器具などに組み込んだ場合に顕著に
なる。

第１３図は従来のハロゲン電球を反射鏡付きの■ａ明器
具に組み込んだ場合の構成を示すもので、１０は赤外線
反射膜９がついたハロゲン電球、１１は照明器具（図示
せず）の中にあってハロゲン電球１０と組み合わせて所
望の配光な実現するための反射鏡である。

第７図において、可視光を実線でまた赤外線を破線でそ
れぞれ示す、フィラメント１から放射された光のうち被
照射面（図示せず）には、（１）赤外線反射膜９を透過
した後、直接被照射面に照射される可視光。。

（２）赤外線反射膜９を透過した後、反射鏡１１で反射
して被照射面に照射される可視光。

（３）赤外線反射Ｈ９で反射した後、チップ６の近傍を
通過して直接被照射面に照射される赤外線。

（４）赤外線反射膜９で反射した後、ピンチ部７の近傍
を通過して反射鏡１１で反射して被照射面に照射される
赤外線。

（５）チップ６の近傍から直接被照射面に照射される可
視光＋赤外線。

などの種々の光が照射され、これにともない被照射面で
の温度上昇や色むらなどの問題を生じることになる。

さらにピンチ部を通過した可視光＋赤外線の一部は口金
８によって遮光されるため、実際には被照射面に到達せ
ず光の利用効率を低下させることにもなる。

前記チップ６やピンチ部７からの不要な光を低減するも
のとして、この部分を遮光性の部材で覆ったり遮光性の
塗料部材を塗布して、バルブ４の外部に不要な光が放射
しないようにすることも考えられているが、いずれもフ
ィラメント１から放射される光の一部をバルブ４の内部
に閉じ込めることになるため、光の利用効率を低下させ
ることになる。

課題を解決するための手段そして上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、上
記フィラメントの両端のうち少なくとも一方に反射部材
を設けたものである。

作用この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち外表面に赤外線反射膜をもつ片口金タイプのハ
ロゲン電球において、従来のハロゲン電球では可視光、
赤外線、可視光＋赤外線など種々の光が放射されていた
が、本発明ではフィラメントの両端または少なくとも一
方に設けた反射部材によって可視光と赤外線とを分離し
、このうち可視光のみを放射させることができる。

この結果、被照射面での温度上昇が軽減されるとともに
色むらも生じることがない。

実施例以下、本発明の第１の実施例を添付図面にもとづいて説
明するｄ第１図において１２は発光部にタングステンを用いたフ
ィラメント、１３は点灯中のフィラメント１２の垂れ下
がりを防ぐためのサポート、１４はフィラメント１２を
正規の位置に正しく封じ込むとともに、サポート１３を
固定するステムガラス、１５はフィラメント１２を保護
するための透光性および耐熱性を有するバルブ、１６は
ハロゲンサイクルを起こさせるとともに、フィラメント
１２のタングステンの蒸発を押える目的でバルブ１５の
内部に封入された封入ガス、１７はバルブ１５の内部を
排気した後、封入ガス１６を封入するためのチップ、１
８は機械的に外部と遮断するとともに電気的に外部と接
続するピンチ部、１９はソケット（図示せず）とハロゲ
ン電球とを機械的および電気的に接続するための口金、
２０は高屈折率の金属酸化物（たとえばＴｉ０２）と低
屈折率の金属酸化物（たとえば５ｉ０２）の多層膜から
なる可視光透過赤外線反射Ｊｌｉ（１）（赤外線反射膜
と略す）である。

ここまでの構成は、従来のハロゲン電球と同じで、異な
るのはフィラメント１２の両端に反射部材２１ｔ！：設
けていることである。

反射部材２１はバルブ１５と同様に透光性および耐熱性
を有する材質（石英または硬質ガラスなど）からなり、
片面にはバルブ１５の外表面に形成した赤外線反射膜（
１）２０と同じ赤外線反射膜（２）２２を形成している
。

第１図においてバルブ１５の＠線Ｂの部分でのフィラメ
ント１２からの光の放射状態は第２図に示すように、可
視光（図中の実線で示す）は赤外線反射膜（１）２０を
透過して、バルブ１５の外部に放射されるとともに、赤
外線（図中の破線で示す）は赤外線反射１１Ｅ３（１）
２０で反射して、フィラメント１２に戻されるため、両
者が混合されて被照射面に照射されることはない。

次にチップ１７においては、第３図に示すようにフィラ
メント１２から°放射された光のうち、可視光（図中の
実線で示す）の大部分は赤外線反射Ｉｌ！（１）２０を
透過してバルブ１５の外部に放射され（図中のｋ）、残
りについてもチップ１７とフィラメント１２の端部との
間に設けた反射部材２１に形成した赤外線反射膜（２）
２２を透過して、バルブ１５の外部に放射される（図中
の１）。

同様に赤外ｕＩ（図中の破線で示す）についても、バル
ブ１５の赤外線反射Ｍ（１）２０で反射してフィラメン
ト１２に戻されるもの（図中のｍ）と、バルブ１５の赤
外線反射膜（１）２０で反射した後、反射部材２１の赤
外線反射膜（２）２２で再び反射してフィラメント１２
に戻されるもの（図中のｎ）、さらに反射部材２１の赤
外反射膜（２）２２で反射した後、バルブ１５の赤外線
反射膜（１）２０で再び反射してフィラメント１２に戻
されるもの（図中の０）などがあるが、いずれの赤外線
もフィラメント１２に戻されるため、バルブ１５の外部
に赤外線が放射されることはない。

一方、ピンチ部においても第４図に示すようにフィラメ
ント１２から放射された光のうち、可視光（図中の実線
で示す）の大部分は赤外線反射膜（１）２０を透過して
バルブ１５の外部に放射去れ（図中のｐ）、残りについ
てもピンチ部１８とフィラメント１２の端部との間に設
けた反射部材２１に形成した赤外線反射膜（２）２２を
透過して、バルブ１５の外部に放射される（図中のｑ）
。

同様に赤外線（図中の破線で示す）についても、バルブ
１５の赤外線反射！（１）２０で反射してフィラメント
１２に戻されるもの（図中のｒ）と、バルブ１５の赤外
線反射膜（１）２０で反射した後、反射部材２１の赤外
線反射１１Ｅｉ（２）２２で再び反射してフィラメント
１２に戻されるもの（図中のＳ）、さらに反射部材２１
の赤外反射膜（２）２２で反射した後、バルブ１５の赤
外線反射膜（１）２０で再び反射してフィラメント１２
に戻されるもの（図中のｔ）などがあるが、いずれの赤
外線もフィラメント１２に戻されるため、バルブ１５の
外部に赤外線が放射されることはない。

以上のことから、本発明のハロゲン電球からは可視光の
み放射され赤外線は放射されず、被照射面においても可
視光のみ照射されることになる。

第５図は本発明のハロゲン電球を反射鏡付きの照明器具
に組み込んだ場合の構成を示すもので、２３は赤外線反
射１１ｇ（１）２０がついたハロゲン電球、２４は照明
器具（図示せず）の中にあってハロゲン電球２３と組み
合わせて所望の配光を実現するための反射鏡である。

第５図において、可視光を実線で赤外線を破線でそれぞ
れ示す。フィラメント１２から放射された光のうち被照
射面（図示せず）には、（６）バルブ１５の赤外線反射
ｇｔ（１）２０を透過した後、直接被照射面に照射され
る可視光。

（７）バルブ１５の赤外線反射１１！（１）２０を透過
した後、反射！１１！２４で反射して被照射面に照射さ
れる可視光。

（８）反射部材２１の赤外線反射ＪＪＩ　（２）　２２
を透過した後、チップ１７の近傍を通過して直接被照射
面に照射される可視光。

（９）反射部材２１の赤外線反射膜（２）２２を透過し
た後、ピンチ部１８の近傍を通過して反射鏡２４で反射
して被照射面に照射される可視光。

などの可視光が照射されるが、いずれも同一の光色であ
るために色むらを生じることはない。

また、赤外線はバルブ１５の外部に放射されないために
被照射面での温度上昇もない。

次に、本発明の第２の実施例を添付図面にもとづいて説
明する。

第６図において１２は発光部にタングステンを用いたフ
ィラメント、１３は点灯中のフィラメント１２の垂れ下
がりを防ぐためのサポート、１４はフィラメント１２を
正規の位置に正しく封じ込むとともに、サポート１３を
固定するステムガラス、１５はフィラメント１２を保護
するための透光性および耐熱性を有するバルブ、１６は
ハロゲンサイクルを起こさせるとともに、フィラメント
１２のタングステンの蒸発を押える目的でバルブ１５の
内部に封入された封入ガス、１７はバルブ１５の内部を
排気した後、封入ガス１６を封入するためのチップ、１
８は°機械的に外部と遮断するとともに電気的に外部と
接続するピンチ部、１９はソケット（図示せず）とハロ
ゲン電球とを機械的および電気的に接続するための口金
、２０は高屈折率の金属酸化物（たとえばＴｉ０２）と
低屈折率の金属酸化物（たとえば５ｉ０２）の多層膜か
らなる可視光透過赤外線反射膜（１）（赤外線反射膜と
略す）である。

ここまでの構成は、本発明の第１の実施例に示すハロゲ
ン電球と同じで、異なるのはフィラメント１２の端部と
チップ１７との間およびフィラメント１２の端部とピン
チ部１８との間にそれぞれ設けた反射部材２５が全反射
鏡になっていることである。

反射部材２５の材質は特に限定しないが、遮光性・絶縁
性・耐熱性を有し、表面または裏面が全反射鏡であれば
よい。

第６図において、フィラメント１２の端部がら放射され
てチップ１７に向かう光のうち可視光（図中の実線で示
す）は反射部材２５で全反射した後、バルブ１５の赤外
線反射膜（１）２０を透過してバルブ１５の外部に放射
される。

また赤外線（図中の一点鎖線で示す）は反射部材２５で
全反射した後、バルブ１５の赤外線反射Ｄｉ（１）２０
で再び反射してフィラメント１２に戻される。

一方、フィラメント１２の端部がら放射されてピンチ部
１８に向かう光のうち可視光（図中の実線で示す）は反
射部材２５で全反射した後、バルブ１５の赤外線反射Ｍ
（１）２０を透過してバルブ１５の外部に放射される。

また赤外線（図中の一点鎖線で示す）は反射部材２５で
全反射した後、バルブ１５の赤外線反射１１Ｅｉ（１）
２０で再び反射してフィラメント１２に戻される。

以上のことから、反射部材２５が全反射鏡である場合に
はバルブ１５からは可視光のみが放射されるとともに、
赤外線はフィラメント１２に戻されるため、本発明の第
１の実施例と同様の効果をもたらす。さらに本発明の第
２の実施例ではピンチ部１８から口金１９に向かう光が
反射部材２５によってバルブ１５の外部に放射されるた
め、口金１９によって遮光されることがなく、光の利用
効率を上昇させることができる。

なお、本発明の第１の実施例および第２の実施例とも、
赤外線反射膜（１）２０がバルブ１５の外表面に形成さ
れた場合について説明したが、バルブ１５の内面に形成
された場合でも同様の効果を奏する。

また、本発明においてハロゲン電球は片口金タイプとし
たが、両口金タイプであっても同様の効果を奏すること
はいうまでもない。

発明の効果本発明による効果は以下のようになる。

（１）チップおよびピンチ部近傍において、赤外線をフ
ィラメントに返すことができるため、ランプの効率が向
上する。

（２）チップおよびピンチ部からバルブの外側に放射さ
れる不要な赤外線が減少するため、被照射面での温度上
昇が軽減される。

（３）可視光（透過光）と赤外線（反射光）とが分離さ
れるため、光色の違いによる被照射面での色むらが減少
する。

（４）ピンチ部への赤外線の放射が減少するため、この
部分の温度上昇が抑制され熱損傷が低減する。

（５）ピンチ部から口金へ放射される不要光がないため
、光の利用効率が上昇する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるハロゲン電球の構
成図、第２図は第１の実施例のフィラメント中央部近傍
の断面図、第３図は第１の実施例のチップ近傍の断面図
、第４図は第１の実施例のピンチ部近傍の断面図、第５
図は第１の実施例のハロゲン電球と反射鏡とを組み合わ
せた構成図、第６図は本発明の第２の実施例であるハロ
ゲン電球の構成図、第７図は従来のハロゲン電球の構成
図、第８図は赤外線反射膜の分光特性図、第９図は赤外
線反射膜がついた場合とつかない場合のハロゲン電球の
分光分布特性、第１０図は従来のハ算　囚１２は従来のハロゲン電球のピンチ部近傍の断面図、第
１３図は従来のハロゲン電球と反射鏡とを組み合わせた
構成図である。１２・・・フィラメント、１５・・・バルブ、１７・・
・チップ、１８・・・ピンチ部、１９・・・口金、２０
・・・赤外線反射膜（１）、２１．２５・・・反射部材
、２２・・・赤外線反射膜（２）、２３・・・ハロゲン
電球、２４・・・反射鏡代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ばか１名第１図第　２　図第　３　図　　　　　７７＋、ｙプ第４図１−−−−−一〇疎第　５　図 □可視光（−一一介外恢第６図第７図第８図ヅ皮　長　Ｃｎｍ）窮９図遺　　　畏　　（ｎｍ）窮１０図１　フィラメント苓１１図６＋・ツブ第１２図１２フイラメント第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フィラメントと、このフィラメントを支持・固定
する部材と、前記フィラメントおよび支持・固定部材を
内封した耐熱性バルブと、このバルブの内外両面のうち
少なくとも一方に形成した可視光透過赤外線反射膜と、
前記フィラメントの両端のうち少なくとも一方に配置し
た反射部材とを備えたハロゲン電球。
（２）反射部材が透光性を有し、可視光透過赤外線反射
膜を形成した請求項１記載のハロゲン電球。
（３）反射部材を全反射特性を有する部材で構成した請
求項１記載のハロゲン電球。