JPH0492358A

JPH0492358A - 反射鏡付電球

Info

Publication number: JPH0492358A
Application number: JP2209464A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawakatsu; 晃川勝; Yoji Yuge; 弓削　洋二
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1992-03-25

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］（産業上の利用分野）本発明は、バルブの内面または外面に赤外線反射可視光
透過膜を形成した電球と、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てこの
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
た、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
を使用している。また、ランプから放出される熱で商品
を熱劣化させないように、反射面にダイクロイック膜を
設けた反射鏡を用いている。

ダイクロイック膜は多層光干渉膜で形成されており、可
視光を反射するととも赤外線を透過させる性質があり、
したがって、ランプから放射された光のうちの赤外線を
透過して可視光を反射するので、反射鏡から熱線を照射
する割合が減じられ、商品に対する熱的影響を少なくす
ることができる。

しかしなから、従来のダイクロイック膜によるミラー付
ハロゲン電球の場合、前方に放射される熱線は約８０％
程度減少するが、この赤外線はダイクロイック膜から反
射鏡本体へ伝わり、この反射鏡本体から後方に放射され
る。

このように、後方へ逃がされる熱は器具を加熱し、同一
室内で多数のこの種反射鏡付電球を使用する場合はこれ
らから放出される熱量は相当に多くなり、商品を熱劣化
させないまでも空調設備にかなりの負担をかけることに
なる。

空調設備に負担をかけないようにするには、反射鏡付電
球から放出される熱量を低減する必要があり、すなわち
ランプ効率の向上が望まれる。

ランプ効率を向上させるため、最近、電球バルブの内面
または外面に赤外線反射可視光透過膜を形成する提案が
なされている。

このような赤外線反射可視光透過膜も多層光干渉膜で形
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、しかしなから赤外線を反射す
るものであり、このものは反射した赤外線をフィラメン
トに戻すようにしたものである。反射された赤外線はフ
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ができ
、発光効率が向上する。

しかしなから、従来の反射鏡付電球に使用されているハ
ロゲン電球は、バルブ形状が反射鏡の中心線（一光軸）
に沿って細長い円筒形をなしていた。

バルブ形状が円筒形のハロゲン電球の場合は、反射面が
円筒形になるので、フィラメントから放射された赤外線
が円筒形バルブの内面または外面に形成した赤外線反射
膜で反射される場合、フィラメントから遠ざかる方向に
反射されることがあり、赤外線反射膜で反射された赤外
線が元のフィラメントに戻る割合が少なくなる。このた
め、フィラメントの再加熱効率が良くなく、発光効率の
向上を阻害する原因になっている。

このようなことから、バルブ形状を球形または楕円球に
する試みがなされている。バルブ形状を球形または楕円
球にすると、バルブに収容したフィラメントから放出さ
れる赤外線が赤外線反射膜で反射された場合はバルブの
中心または焦点位置の方向に向かい、フィラメントに確
実に戻るようになる。このため、フィラメントの再加熱
効率が良くなり、発光効率が向上し、反射鏡で前方およ
び後方に放出される熱量も少なくなるなどの利点がある
。

（発明が解決しようとする課題）しかしなからバルブ形状を球形または楕円球にした場合
は、バルブ側面が側方に比較的張出した形状、つまり膨
出形状になる。このような形状においては、ランプから
放出された光が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、このように反射鏡とバ
ルブの後部面との間で反射を繰り返すことがある。この
ような繰返しの反射は散乱を招き、所望のビーム光が得
られない場合がある。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、反
射鏡の反射面とバルブの後面との間で反射が繰り返され
るのを防止し、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）本発明の１つは、バルブの後面に、フィラメントから放
射された光が後方に向かって透過するのを阻止する遮光
膜を形成したことを特徴とする。

本発明の他の１つは、反射鏡のバルブ後面に対向する位
置に、バルブ後面に向かう光を反射させない光吸収膜ま
たは光拡散膜を形成したことを特徴とする。

（作用）本発明の１つによると、バルブの後面に形成した遮光膜
によりフィラメントから放射された光がバルブ後方に向
かって透過するのを阻止するので反射鏡の反射面とバル
ブ後面との間で反射が繰り返されるのを防止する。

また、本発明の他の１つによると、反射鏡のバルブ後面
に対向する位置に形成した光吸収膜または光拡散膜によ
り、ここに達した光がバルブの後面に向かって反射する
のを阻止するので反射鏡の反射面とバルブ後面との間で
反射が繰り返されるのを防止する。

（実施例）以下本発明について、第１図および第２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、１０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。フイラメンｊ・６は、コ
イル軸がバルブ軸Ｏ８に沿ってバルブ軸０１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には給電用の端子ビン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
かしなか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　Ｏ２）　、酸化タンタル（Ｔａ２
０５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）　　硫化亜鉛（
ＺｎＳ）などからなり、また低屈折率層は酸化ケイ素（
シリカ−５ｉＯ２）、ぶつ化マグネシウム（ＭｇＦ２）
などにより構成されている。

このような構成のノ＼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、回転楕円面をなす反射鏡本体１１を備え
ている。この反射鏡本体１１はガラスで構成してもよい
が、本実施例の場合は金属、例えばアルミニウムにより
形成されている。

この反射鏡本体１１の前面開口部にはミラー径が３５〜
６０■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の回転楕円面には反射面が形成され
ており、この反射面には赤外線吸収膜１４およびダイク
ロイック膜１５が積層して形成されている。

赤外線吸収膜１４はＣ「２０３１．５ｉｎ）（。

Ｔｉ０ｘＳＡＩＯ２などにより形成されアルミニウムか
らなる反射鏡本体１１の内面に形成されている。

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（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２
０５　）　　酸化ジルコニウム（Ｚ　ｒ　Ｏ２）　、硫
化亜鉛（Ｚ　ｎ　Ｓ）などの高屈折率層と、酸化ケイ素
（シリカ−８ｉＯ２）、ふっ化マグネシウム（ＭｇＦ２
）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。この場合電球１の圧潰封止部３は反射鏡１
０の前面側からランプ取付は筒部１３に挿入され、ハロ
ゲン電球１のバルブ軸０１と反射鏡１０の中心軸すなわ
ち光軸０゜と略一致するようにし、かつフィラメント６
が反射鏡１０の焦点位置に対して所定の位置となるよう
に位置調整した状態で、上記圧潰封止部３の外面とラン
プ取付は筒部１３の内面との間に接着剤１６を充填して
、この接着剤１６を乾燥固化して電球１と反射鏡１０を
接合する。

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。

しかして、上記反射鏡１０に取付けられるランプ１のバ
ルブ２には、反射鏡１０の頂部に対向する後面（背面）
に遮光膜２０を形成しである。

この遮光膜２０は、フィラメント６から放射された光が
反射鏡１０の後部反射領域に向かって透過するのを阻止
するもので、反射作用、反射拡散作用、拡散透過作用、
または光吸収作用を有するものであればよく、本実施例
の場合は耐熱性金属のＰ　ｔ、ＲＬＩ％Ｒｅ、Ｍｏ、Ｗ
、Ｒｈ５Ｔａ。

Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒなどの金属反射面がバルブ２の外面に
形成されている。

この遮光膜、つまり金属反射面２０を形成する領域は、
第２図に交差斜線で示す領域であることが望ましい。す
なわち、回転楕円面からなる反射鏡１０の一方の焦点Ｆ
、Ｉの近傍にバルブ中心０を設置するものであるから、
回転楕円面の他方の焦点Ｆ１２からバルブ２の外面に接
線Ｆ　、２Ｔ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点とバルブ中心Ｏ（フィラメント中心）を結び、
この線がバルブ外面と交差する点をＳとする。このＳを
通る球冠部分（交差斜線で示す領域）に金属反射面２０
を形成する。

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１２から前方に
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を透過するとバルブ２の外面に形成した赤外線反射
可視光透過膜９に入射する。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７００〜８００　ｎｍの赤
外線領域の光はこの赤外線反射可視光透過Ｈ９で反射さ
れ、残りの可視光が透過される。

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が少なくてすみ、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７００〜８００ｎｍの
赤外線領域の光がこのダイクロイック膜１５を透過して
赤外線吸収膜１４で吸収されて反射鏡本体１１に伝達さ
れる。このため反射鏡本体１１の温度か上昇するが、こ
の熱は反射鏡本体１１の背面表面から熱として放出され
る。

そして、ダイクロイック膜］５に達した可視光はこのダ
イクロイック膜１５により反射され、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。

このようなことから、フィラメント６より放射される赤
外線は、バルブ２の赤外線反射可視光透過膜９で遮断さ
れ、かつ反射鏡１０のダイクロイック膜１５でも遮断さ
れるので、被照射面に熱が届かず、被照射面の熱劣化が
防止されることになる。

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１０の前面
に照射される赤外線は１０％以下に減少し、反射鏡本体
１１の温度上昇も少なくなる。

このため、室内の温度上昇が少なくなり、空調設備に対
する負担を少なくすることができる。

そして、ランプ１のバルブ２後面には金属反射面２０を
形成しであるため、フィラメント６から放射されて反射
鏡１０の後部に向かう光（赤外線および可視光とも）が
この金属反射面２０で反射され、したがって反射鏡１０
の後面に向かって透過されない。このため、反射鏡１０
の後部に光が達しないので、反射鏡の後部とバルブ２後
面との間で、第２図のＡで示すような反射の繰り返しが
発生しなくなる。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。

実線の特性がバルブ２後面に金属反射面２０を形成した
もの、破線の特性がバルブ２後面に金属反射面２０を形
成しないものである。

このような特性の比較からも、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、バルブ２の後面に形成する遮光膜２０は、要
するにフィラメント６から放射された光が反射鏡１０の
後部反射領域に向かって透過するのを阻止するものであ
ればよいので、上記反射膜２０のように反射作用を奏す
るものの外に、アルミナ粉末などからなる反射拡散膜、
フロスト加工による拡散透過膜、または酸化コバルトや
酸化ニッケルなどのような黒色被膜からなる光吸収膜で
あってもよい。

また、本発明の電球１はバルブ形状が球形のものに限ら
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１２
０．１３０であってもよい。

これら楕円球バルブ１２０．１３０を使用する場合は、
内部に収容するフィラメント６のコイル軸が楕円の長袖
に沿うように配置するとともに、このフィラメント６が
楕円の第１および第２焦点Ｆ１、Ｆ２の位置に存在する
ように構成する。

このようにすれば、バルブ１２０．１３０の内面もしく
は外面に形成した赤外線反射可視光透過膜９で反射され
た赤外線が確実にフィラメント６へ戻され、ランプ効率
が向上する。

そして、このようなバルブ１２０．１３０においてもバ
ルブ２後面に遮光膜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、本発明は電球１のバルブ２に光の直接透過を妨
げる遮光膜を形成することに限らず、反射鏡１０側に反
射を防止する対策を講じてもよい。

すなわち、第６図には第４の実施例を示し、この場合は
反射鏡１０の頂部に、反射を防止する光吸収膜３０また
は光拡散膜を形成しである。

このような光吸収膜３０または光拡散膜を形成する領域
は、第２図において３０で示されたＰ点を通る球冠部分
である。

このように構成した場合は、フィラメント６から放射さ
れてバルブ２の後部を透過し、反射鏡１０の後部に達し
た光は上記光吸収膜３０または拡散膜により吸収または
拡散されるようになり、バルブ２の後面に向かうのが阻
止される。したがって、この場合も反射鏡の後部とバル
ブ２後面との間で、第２図のＡで示すような反射の繰り
返しが発生しなくなり、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か混ざらなくなり、所望の配
光が得られるようになる。

さらに本発明は、コイルフィラメント６の軸をバルブ軸
０１に沿って配置したランプに限らず、フィラメント６
がバルブ軸０．に対して９０度の方向に交わる姿勢で配
置した構造のランプであってもよい。

また、反射鏡１０の前面投光口１２にレンズなどのよう
なカバーを取付けたランプであってもよい。このような
構造の場合、電球１力く万力（−破損した際にバルブ２
のガラス破片が落下や飛散するのを上記カバーで防止す
ることができる。

そして本発明は、使用する電球としては）＼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、反射面にダイクロイック膜１４および赤外線吸収
膜１５を設けた反射鏡には限らな０゜例えば、反射鏡本
体１１がガラスで形成される場合は、反射面にダイクロ
イック膜のみを形成してもよい。

さらに、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０゜［発明の効果］以上説明したように本発明の１つによると、バルブの後
面に形成した遮光膜によりフィラメントから放射された
光がバルブ後方に向かって透過するのを阻止するので反
射鏡の反射面とバルブ後面との間で反射が繰り返される
のを防止する。

また、本発明の他の１つによると、反射鏡のバルブ後面
に対向する位置に形成した光吸収膜または光拡散膜によ
りここに達した光がバルブの後面に向かって反射するの
を阻止するので反射鏡の反射面とバルブ後面との間で反
射が繰り返されるのを防止する。

このようなことから、いずれの構成の場合も、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図なｔ１シ第６図はそれぞれ本発明の
第２実施例ないし第４実施例を示す反射鏡付／１０ゲン
電球の断面図である。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、１０−１
１反射鏡、１１・・・反射鏡本体、１４・・・赤外線吸
収膜、１５・・・ダイクロイック膜、２０・・・遮光膜
、３０・・・光吸収または拡散膜。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第図第【−ノ第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転２次曲面からなる反射面の前端部に投光部を
設けた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、このバルブにフィラメント
を収容するとともにこのバルブの内面または外面に赤外
線反射可視光透過膜を形成し、フィラメントから放射さ
れた赤外線を上記赤外線反射可視光透過膜により反射し
てフィラメントに戻すようにした反射鏡付電球において
、上記バルブにおける後面に、フィラメントから放射さ
れた光が後方に向かって透過するのを阻止する遮光膜を
形成したことを特徴とする反射鏡付電球。
（２）上記遮光膜は、フィラメントから放射された光を
反射する反射膜であることを特徴とする第１の請求項に
記載の反射鏡付電球。
（３）上記遮光膜は、フィラメントから放射された光を
拡散反射する拡散反射膜であることを特徴とする第１の
請求項に記載の反射鏡付電球。
（４）上記遮光膜は、フィラメントから放射された光を
拡散透過する拡散透過膜であることを特徴とする第１の
請求項に記載の反射鏡付電球。
（５）回転２次曲面からなる反射面の前端部に投光部を
設けた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、このバルブにフィラメント
を収容するとともにこのバルブの内面または外面に赤外
線反射可視光透過膜を形成し、フィラメントから放射さ
れた赤外線を上記赤外線反射可視光透過膜により反射し
てフィラメントに戻すようにした反射鏡付電球において
、上記反射鏡にはバルブの後面に対向する位置に、バル
ブ後面に向かう光を反射させない光吸収膜または光拡散
膜を形成したことを特徴とする反射鏡付電球。