JPH04147560A - 反射鏡付電球 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、バルブの内部にフィラメントを収容した電球
と、この電球から放射される光を反射する反射鏡とから
構成された反射鏡付電球に関する。

（従来の技術） 例えば店舗などで使用されているスポットダウンライト
は、光源としてのランプと、このランプを収容しこのラ
ンプから放射される光を反射する反射鏡とで構成され、
いわゆる反射鏡付電球が使用されている。このようなス
ポットダウンライトは、照射する商品を他の商品と区別
して目立つように引き立たせるため、すなわち照明効果
を高めるために高演色性でクールな色の光が好ましく、
このためランプとして白熱電球、特にハロゲン電球が有
効である。

しかしながら、ハロゲン電球は通常の白熱電球より発光
効率はよいが、熱放出の絶対量が大きいため、反射鏡の
熱劣化が心配される。特に最近−は、反射鏡を一層小形
化し、器具全体の小形化づ図る傾向が強く、このように
反射鏡か小形化さオると益々電球からの熱の影響を受け
る。

ランプから放射される熱量、つまり赤外線の方射量を軽
減するため、ハロゲン電球の内面、まえは外面に赤外線
反射可視光透過膜を形成する研ブか進められている。

この赤外線反射可視光透過膜は多層光干渉膜で形成され
ており、バルブに収容したフィラメントから放出される
可視光を透過させ、しかしながら赤外線を反射するもの
であり、反射された赤外線はフィラメントに戻されるの
でこの赤外線がフィラメントを再加熱し、このためフィ
ラメントの白熱発光のために外部から供給する電力を低
減することかでき、発光効率が向上するとともに、外に
向けて放出する熱量が少なくなるから反射鏡を小形にす
ることができ、また空調設備に負担をかけないなどの効
果も期待てきる。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、反射鏡を小形にした場合はバルブも小形
化したいが、バルブの小形化には制限かある。このため
、反射鏡に比べてランプ形状が相対的に大きくなる。こ
のような場合は電球の発光中心を反射鏡の焦点位置に配
置できなくなり、電球の発光中心か焦点位置よりも反射
鏡の前側に寄ってしまい、ランプから出た光か反射面で
反射された後バルブの後面に向かう光量か増える。

また、反射鏡に比べてバルブが相対的に大きくなると、
バルブが側方に張出した形状になり、ランプから放出さ
れた光か反射鏡の後部反射面、つまり頂部に近い部分の
反射面で反射された場合に、この反射光かバルブの後面
に当り、このバルブ後面で再び反射され、このように反
射鏡の頂部とバルブの後面との間で反射を繰り返すこと
がある。

このような反射の繰り返しは散乱を招き、所望のビーム
光が得られなくなる。例えば、直下を照射した場合には
中央部の明るさが低下する等の不具合かある。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、電
球から出た光が反射鏡の反射面で反射されても、バルブ
の後面に向けて反射されないようにし、所望の配光のビ
ーム光が得られる反射鏡付電球を提供しようとするもの
である。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、反射鏡の頂部に、光軸に対して垂直な平坦面
からなる補助反射面を形成したことを特徴とする。

（作用） 本発明によると、フィラメントからバルブの後方に向け
て放射された光は、光軸に対して垂直な平坦面からなる
補助反射面で反射され、この反射面はフラットな面であ
るからバルブの後方に向かって反射されずに外周方に向
がって反射されるようになる。したがって、反射鏡とバ
ルブ後面との間で反射が繰り返されるのが防止され、上
記外周方に向かって反射された光は主反射面により前方
へ投光されることになる。

（実施例） 以下本発明について、第１図ないし第３図に示す一実施
例にもとづき説明する。

図はダイクロイックミラー付ハロゲン電球を示し、１は
ハロゲン電球、１ｏは反射鏡を示す。

上記ハロゲン電球１は、６〜３６Ｖ程度の低電圧で作動
するもので、外径８〜１５程度の透明な石英ガラスから
なる球形のバルブ２を有し、このバルブ２の一端には圧
潰封止部３が形成されている。この封止部３にはモリブ
デンなどからなる一対の金属箔導体４．４が封着されて
おり、これら金属箔導体には内部導入線５．５が接続さ
れている。これら内部導入線５．５はバルブ２内に導か
れ、これらの両端間にタングステンコイルからなるフィ
ラメント６が架設されている。フィラメント６は、コイ
ル軸がバルブ軸０．に沿ってバルブ軸Ｏ３の上に位置さ
れるよう配置されている。

上記圧潰封止部３に封着された一対の金属箔導体４．４
には外部導入線７．７が接続されており、これら外部導
入線７．７には給電用の端子ピン８．８が接続されてい
る。

上記バルブ２内には所定圧のアルゴンガスと、臭素化合
物などのハロゲンが封入されている。

このようなバルブ２の外面には、赤外線反射可視光透過
膜９が形成されている。この赤外線反射可視光透過膜９
は光干渉膜であり、公知であるから図示しないが高屈折
率層と低屈折率層を交互に重層し、例えば合計６〜１２
層の多層膜として構成されていて、赤外線を反射し、し
かしながら可視光を透過する性質がある。高屈折率層は
酸化チタン（Ｔ　ｉ　０２　）　、酸化タンタル（Ｔａ
ｚ　０５　）、酸化ジルコニウム（Ｚ　ｒ　０２　）　
　硫化亜鉛（Ｚ　ｎ　Ｓ）などからなり、また低屈折率
層は酸化ケイ素（シリカ−８ｉＯ２）、ぶつ化マグネシ
ウム（ＭｇＦｚ）などにより構成されている。

このような構成のハロゲン電球１は前記反射鏡１０に収
容されている。

反射鏡１０は、ガラスや金属、例えばアルミニウムによ
り形成されてた反射鏡本体１１を備えている。

この反射鏡本体１１の前面開口部にはミラー径か３５〜
６０■ｌとされた投光口１２を形成してあり、背面には
ランプ取付は筒部１３が形成されている。なお、ランプ
取付は筒部１３は円筒または角筒形をなし、上記電球１
の圧潰封止部３が前面側から挿入されるようになってい
る。

この反射鏡本体１１には、回転楕円面からなる主反射面
１４と、この主反射面１４に連続して反射鏡本体１１の
頂部、つまり奥部に設けられた平坦面からなる補助反射
面２０とが形成されている。

上記補助反射面２０は、第２図に示すように形成されて
いる。すなわち、バルブの発光中心Ｏは回転楕円面から
なる反射鏡１０の一方の焦点Ｆ、１の位置またはその近
傍に設置されることが望ましいが、反射鏡１０を小形に
すると発光中心Ｏは一方の焦点Ｆ＋１よりも相対的に前
に配置されることがある。

しかし、上記回転楕円面の他方の焦点Ｆｒ２からバルブ
２の外面に接線Ｔを引き、この延長線と反射鏡１０の交
わる点をＰとする。このＰ点から反射鏡１０の中心軸、
すなわち光軸０２−０□に垂線を下ろし、この垂線を光
軸０２−０□の回りで回転させた面か補助反射面２０と
なっている。すなわち、補助反射面２０は光軸０２−０
□に対して垂直な平坦面からなる。

このような主反射面１４および平坦面からなる補助反射
面２０にはダイクロイック膜１５が形成されている。

ダイクロイック膜１５は光干渉膜の１種であり、前記と
同様な酸化チタン（Ｔ　ｉＯ２）　　酸化タンタル（Ｔ
ａ２０５）　　酸化ジルコニウム（Ｚ　ｒ　Ｏ２）　、
硫化亜鉛（ＺｎＳ）などの高屈折率層と、酸化ケイ素（
シリカ−８ｉＯ２）、ぶつ化マグネシウム（Ｍ　ｇ　Ｆ
　２　）などの低屈折率層を交互に例えば２１重積層し
て形成され、赤外線を透過して可視光を反射する性質が
ある。

このような反射鏡１０には上記ハロゲン電球１が一体的
に取り付けられる。

すなわち、上記ハロゲン電球１の圧潰封止部３は反射鏡
１０のランプ取付は筒部１３に対して接着剤１６で接合
されている。この場合、ハロゲン電球１のバルブ軸０１
と反射鏡１ｏの光軸ｏ２と略一致するようにして、この
電球１は反射鏡１゜に接合されている。

なお、接着剤１６は、アルミナ、シリカ、マグネシア、
ジルコニアなどの金属酸化物を主成分とした耐熱性無機
質接着剤が用いられる。

また、１７は閉塞板であり、ランプ取付は筒部１３の後
端開口部を塞ぎ、電球１の位置決めの補助をなし、かつ
接着剤の流れ出しを防止する。

このような構成の反射鏡付電球の作用を説明する。

ハロゲン電球１を点灯すると、フィラメント６が発光し
、この光はバルブ２を透過し、反射鏡１０の反射膜ダイ
クロイック膜１５で反射され前面開口部１−２を通じて
前方に向けて照射される。

この場合、上記フィラメント６から放射された光がバル
ブ２を透過する時バルブ２の外面に形成した赤外線反射
可視光透過膜９に入射し、この赤外線反射可視光透過膜
９に達した光のうち例えば７００〜８００ｎ−の赤外線
領域の光はこの赤外線反射可視光透過膜９で反射され、
残りの可視光が透過される。

上記赤外線反射可視光透過膜９で反射された赤外線はフ
ィラメント６に戻され、このためフィラメント６は上記
反射された赤外線で再び加熱されることになり、したが
って消費電力か少なくてすみ、発光効率が向上する。

この場合、バルブ２は球形をなしており、この内面また
は外面に形成された赤外線反射可視光透過膜９も略球形
に配置されているので、この赤外線反射可視光透過膜９
で反射された赤外線はバルブ２の中心に向かわされる。

このため赤外線はバルブ２の中心に配置されているフィ
ラメント６に確実に戻され、すなわちバルブ２が球形を
なしているので赤外線の帰還効率が良い。よって、ラン
プ効率が向上する。

そして、上記赤外線反射可視光透過膜９を透過して反射
鏡１０の反射面に達した光は、反射面に形成されている
ダイクロイック膜１５で、例えば７００〜８００ｎ−の
赤外線領域の光かこのダイクロイック膜１５を透過し、
可視光はこのダイクロイック膜１５により反射されて前
面投光口１２から前方に向けて投光され、被照射面を照
射する。

このような実施例の場合、バルブ２を球形にし、この内
面または外面に赤外線反射可視光透過膜９を形成したハ
ロゲン電球１のランプ効率は、赤外線反射可視光透過膜
９を形成しない場合に比べて２０〜３０％向上する。

また、赤外線がランプ内部で再使用されることから、反
射鏡１０に達する赤外線か低減され、反射鏡本体１１の
温度上昇が少なくなって熱劣化か防止される。

このため、室内の温度上昇か少なくなり、空調設備に対
する負担を少な（することかできる。

そして、反射鏡１０の頂部には、ランプ１の）くルブ２
後面に対向して補助反射面２０を形成しであるため、フ
ィラメント６から放射されてノ（ルブ２後面を透過した
光はこの補助反射鏡２０で反射される。この場合、補助
反射面２０は光軸０□−０２に対して垂直な平坦面とな
っているから、この補助反射面２０で反射された光は、
第２図Ａで示す通り、再びバルブ２後面に向かうことは
なく、入射角に応じた反射角で外周方に向かう。

このような光は主反射面１４で反射されて前方に照射さ
れ、したがってバルブ２後面と反射鏡との間で、第２図
のＢで示すような反射の繰り返しがなくなる。このため
、反射鏡１０から前方に照射されるビーム光に散乱が混
ざらなくなり、所望の配光が得られる。

すなわち、第３図においては、ビーム光の配光分布を測
定した結果を示す。第３図のビーム光の配光は、反射鏡
付電球から照射されるビームを下向きにし、ランプ直下
１ｍの距離における照度分布を測定したものである。

実線で示す特性は反射鏡１０の後部に補助反射面２０を
形成したもの、破線の特性が補助反射面２０を形成しな
いものである。

この特性の比較からも判るように、本発明の効果が確認
される。

なお、本発明は上記実施例の構成に制約されるものでは
ない。

すなわち、本発明の電球１はバルブ形状か球形のものに
限らず、第４図および第５図にそれぞれ第２の実施例お
よび第３の実施例として示すように、楕円球形のバルブ
１２０Ｓ１３０であってもよい。

そして、このようなバルブ１２０．１３０においても反
射ｔａ１０の頂部に、光軸に対して垂直な平坦面からな
る補助反射面２０を形成すればビーム光の配光に乱れが
なくなる。

さらに、本発明は、反射鏡１０をさらに小さくした場合
には、第６図に示すような、第４の実施例のようにする
こともできる。

第６図の例は、反射鏡１０を小形にすることにより焦点
位１ｔＦｒｌが反射鏡１０の頂部に近づき、これに対し
てバルブ２の径を相対的に小さく出来ず、バルブ１０の
発光中心０が焦点位置Ｆｒ、よりも反射鏡１０の前方に
配置される場合を示す。

このような場合、焦点位置Ｆｒ、と発光中心Ｏとの中間
位置に、光軸０２−０２に垂直な補助反射面３０を形成
する。

このようにすれば、前記実施例と同様に、バルブ２の後
面で反射を繰り返すことがなくなるとともに、発光中心
Ｏから出た光が補助反射面３０で反射される場合、入射
角αが焦点位置Ｆｒ、から出た光の入射角βと同じくな
り、発光中心Ｏから出た光があたかも焦点位置Ｆｒ、か
ら出た光かのように反射される。

この場合、反射体１０の投光口１２の径、つまりミラー
径を小さくすることができ、奥行きが大きくなるか照射
光は細くなり、細いスポット光を得ることができる。

そして本発明は、使用する電球としてはハロゲン電球に
制約されず、一般白熱電球であってもよい。

また、バルブ２に赤外線反射可視光透過膜９を形成した
ものに限らず、かつ反射面にダイクロイック膜１５を設
けた反射鏡にも制約されない。

さらに、電球端部の封止構造は圧潰封止形に制約されず
、ステム封止であってもよいし、反射鏡１０に固定する
構造は接着剤１６に限らない。

〔発明の効果コ 以上説明したように本発明によると、フィラメントから
バルブの後方に向けて放射された光は、光軸に対して垂
直な平坦面からなる補助反射面で反射され、この反射面
はフラットな面であるからバルブの後方に向かって反射
せずに外周方に向かって反射するようになる。したがっ
て、反射鏡とバルブ後面との間で反射が繰り返されるの
が防止され、上記外周方に向かって反射された光は主反
射面で前方へ投光されることになる。このようなことか
ら、反射鏡とバルブの後部面との間で反射を繰り返すこ
とがなくなり、光の散乱を防止し、所望のビーム光を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は反射鏡付ハロゲン電球の断面図、第２図はランプと反
射鏡の関係を説明する模式図、第３図は配光パターンを
示す特性図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の第
２実施例および第３実施例を示す反射鏡付ハロゲン電球
の断面図、第６図は本発明のさらに第４実施例を示す模
式図である。 １・・・ハロゲン電球、２・・・バルブ、６・・・フィ
ラメント、９・・・赤外線反射可視光透過膜、１０・・
反射鏡、１１・・・反射鏡本体、１４・・・主反射面、
１５・・・ダイクロイック膜、２０・・・補助反射面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転曲面からなる反射面を有する反射鏡に電球を
   収容し、この電球はバルブ形状が球形または楕円球形を
   なし、このバルブに収容したフィラメントから放射され
   る光を上記反射面により反射するようにした反射鏡付電
   球において、 上記反射鏡の頂部に、光軸に対して垂直な平坦面からな
   る補助反射面を形成したことを特徴とする反射鏡付電球
   。
2. （２）上記電球の発光中心が反射鏡の焦点位置よりも前
   方に配置される場合、光軸に対して垂直な平坦面からな
   る補助反射面は、上記発光中心と焦点位置の中間位置に
   配置したことを特徴とする第１の請求項に記載の反射鏡
   付電球。