JPH0525082B2 - - Google Patents
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- JPH0525082B2 JPH0525082B2 JP59203671A JP20367184A JPH0525082B2 JP H0525082 B2 JPH0525082 B2 JP H0525082B2 JP 59203671 A JP59203671 A JP 59203671A JP 20367184 A JP20367184 A JP 20367184A JP H0525082 B2 JPH0525082 B2 JP H0525082B2
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Description
［発明の技術分野］
本発明は石英ガラスからなる透光性基体表面に
形成された光干渉膜の剥離を防止した光干渉体に
関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 本件出願人は先に管形石英ガラスバルブの内外
両面のうち少なくとも一方の面に酸化チタン
（TiO2）などからなる高屈折率層とシリカ
（SiO2）などからなる低屈折率層とを交互重層し
てなる可視光透過赤外線反射干渉膜を設けかつバ
ルブ中心部にフイラメントを配設してなるハロゲ
ン電球を提案した。このものはフイラメントから
放射された光のうち可視光が干渉膜を透過して外
部に放射され、赤外線が干渉膜で反射されてフイ
ラメントに帰還してこれを加熱するので、赤外線
放射が少なくかつ効率が大幅に向上する利点があ
る。しかしながら、このハロゲン電球は動作中バ
ルブ温度が800℃以上に上昇するので、干渉膜の
重層数が多くなると、基体の熱膨張率と高屈折率
層の熱膨張率との差によつて干渉膜がクラツクや
剥離を生じて使用不能になる欠点が生じる。 これに対し、バルブと干渉膜との間に中間の熱
膨張率を有する緩衝膜を介在させることが考えら
れるが、この場合、干渉すべき波長域が変化して
可視光透過率や赤外線反射率が低下する場合があ
る。 また、近年紫外線用放電灯の前方に石英ガラス
など紫外線透過性基板面に上述の干渉膜と同様な
構成で層の厚さを異にする紫外線透過赤外線反射
干渉膜を設けてなるフイルタを設けて赤外線を含
まない紫外線を照射する位置が開発された。しか
し、この場合も干渉膜を厚くするとフイルタが動
作中高温になつて干渉膜がクラツクや剥離を生じ
やすい欠点が避けられない。 ［発明の目的］ 本発明は高温状態で使用しても光干渉膜がクラ
ツクや剥離をするおそれがなく、しかも干渉特性
にはいささかも支障のない光干渉体を提供するこ
とを目的とする。 ［発明の概要］ 石英ガラスからなる透光性基体と金属酸化物か
らなる光干渉膜との間に介在させたシリカを主成
分とした緩衝膜を、 (a) 熱膨張率が基体と高屈折率層との中間であ
り、 (b) 屈折率が基体のそれと近似し、 (c) 光学膜厚が対象光の波長の1/4より小さく、 することによつて光干渉膜の光学特性を変化する
ことなく熱膨張率差による歪みを緩和したもので
ある。 ［発明の実施例］ 本発明の詳細を図示の実施例によつて説明す
る。図は本発明を適用してなるハロゲン電球の一
例を示す。１は石英ガラスからなる管形バルブす
なわち基体、２はこの基体１の外表面に設けられ
た可視光透過赤外線反射光干渉膜、３，３は基体
１の両端部を圧潰封止してなる封止部、４，４は
これら封止部３，３に埋設されたモリブデン導入
箔、５，５はこれら導入箔４，４に接続して基体
１内に導入された内導体、６はこれら内導体５，
５間に装架されたタングステンコイルフイラメン
ト、７，７……はこのフイラメント６を基体１の
中心線近傍に支持するアンカ、８は導入箔４，４
に接続した端子である。 上記光干渉膜２は第２図に模型的に拡大して示
すように、石英ガラスからなる基体１の外表面に
シリカを主成分とした緩衝膜９を介して積層され
たもので、酸化チタン（TiO2）などの金属酸化
物からなる高屈折率層２１（左上りハツチング）
とシリカ（SiO2）などの金属酸化物からなる低
屈折率層２２（右上りハツチング）とを９〜20層
交互重層してなる。また、上記緩衝膜９はシリカ
（上述）を主成分とし、これにほう素Ｂ、リンＰ、
アルミニウムAlなどの元素を添加して熱膨張率
を石英ガラスからなる基体１と酸化チタン
（TiO2）からなる高屈折率層２１とのそれぞれの
熱膨張率の中間の値に調整してある。 つぎに、基体１、緩衝膜９、両層２１，２２の
一例の諸元を次表に示す。
形成された光干渉膜の剥離を防止した光干渉体に
関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 本件出願人は先に管形石英ガラスバルブの内外
両面のうち少なくとも一方の面に酸化チタン
（TiO2）などからなる高屈折率層とシリカ
（SiO2）などからなる低屈折率層とを交互重層し
てなる可視光透過赤外線反射干渉膜を設けかつバ
ルブ中心部にフイラメントを配設してなるハロゲ
ン電球を提案した。このものはフイラメントから
放射された光のうち可視光が干渉膜を透過して外
部に放射され、赤外線が干渉膜で反射されてフイ
ラメントに帰還してこれを加熱するので、赤外線
放射が少なくかつ効率が大幅に向上する利点があ
る。しかしながら、このハロゲン電球は動作中バ
ルブ温度が800℃以上に上昇するので、干渉膜の
重層数が多くなると、基体の熱膨張率と高屈折率
層の熱膨張率との差によつて干渉膜がクラツクや
剥離を生じて使用不能になる欠点が生じる。 これに対し、バルブと干渉膜との間に中間の熱
膨張率を有する緩衝膜を介在させることが考えら
れるが、この場合、干渉すべき波長域が変化して
可視光透過率や赤外線反射率が低下する場合があ
る。 また、近年紫外線用放電灯の前方に石英ガラス
など紫外線透過性基板面に上述の干渉膜と同様な
構成で層の厚さを異にする紫外線透過赤外線反射
干渉膜を設けてなるフイルタを設けて赤外線を含
まない紫外線を照射する位置が開発された。しか
し、この場合も干渉膜を厚くするとフイルタが動
作中高温になつて干渉膜がクラツクや剥離を生じ
やすい欠点が避けられない。 ［発明の目的］ 本発明は高温状態で使用しても光干渉膜がクラ
ツクや剥離をするおそれがなく、しかも干渉特性
にはいささかも支障のない光干渉体を提供するこ
とを目的とする。 ［発明の概要］ 石英ガラスからなる透光性基体と金属酸化物か
らなる光干渉膜との間に介在させたシリカを主成
分とした緩衝膜を、 (a) 熱膨張率が基体と高屈折率層との中間であ
り、 (b) 屈折率が基体のそれと近似し、 (c) 光学膜厚が対象光の波長の1/4より小さく、 することによつて光干渉膜の光学特性を変化する
ことなく熱膨張率差による歪みを緩和したもので
ある。 ［発明の実施例］ 本発明の詳細を図示の実施例によつて説明す
る。図は本発明を適用してなるハロゲン電球の一
例を示す。１は石英ガラスからなる管形バルブす
なわち基体、２はこの基体１の外表面に設けられ
た可視光透過赤外線反射光干渉膜、３，３は基体
１の両端部を圧潰封止してなる封止部、４，４は
これら封止部３，３に埋設されたモリブデン導入
箔、５，５はこれら導入箔４，４に接続して基体
１内に導入された内導体、６はこれら内導体５，
５間に装架されたタングステンコイルフイラメン
ト、７，７……はこのフイラメント６を基体１の
中心線近傍に支持するアンカ、８は導入箔４，４
に接続した端子である。 上記光干渉膜２は第２図に模型的に拡大して示
すように、石英ガラスからなる基体１の外表面に
シリカを主成分とした緩衝膜９を介して積層され
たもので、酸化チタン（TiO2）などの金属酸化
物からなる高屈折率層２１（左上りハツチング）
とシリカ（SiO2）などの金属酸化物からなる低
屈折率層２２（右上りハツチング）とを９〜20層
交互重層してなる。また、上記緩衝膜９はシリカ
（上述）を主成分とし、これにほう素Ｂ、リンＰ、
アルミニウムAlなどの元素を添加して熱膨張率
を石英ガラスからなる基体１と酸化チタン
（TiO2）からなる高屈折率層２１とのそれぞれの
熱膨張率の中間の値に調整してある。 つぎに、基体１、緩衝膜９、両層２１，２２の
一例の諸元を次表に示す。
【表】
このような重層膜を形成する方法の一例を示
す。まず、第１図のような封止電球を製造し、そ
の表面を清浄にする。そして、エチルシリケート
にほう素、りん、アルミニウムなどの有機化合物
を適量添加して有機溶剤に溶解し、シリコン含有
量２〜10重量％、粘度約0.9CPSに調整し、この
シリコン液に上記の電球を浸漬して所定速度で引
上げ、乾燥後空気中で約600℃５分間焼成して緩
衝膜９を形成する。つぎに、テトライソプロピル
チタネートを有機溶剤に溶解し、チタン含有量２
〜10重量％、粘度約2.0CPSに調整し、このチタ
ン液に緩衝膜８を形成した電球を浸漬して所定速
度で引上げ、乾燥後空気中で約600℃５分間焼成
して緩衝膜９上に高屈折率層２１を形成する。つ
ぎに、ほう素などを含まないエチルシリケートを
有機溶剤に溶解し、シリコン含有量２〜10重量
％、粘度約1.0CPSに調整し、このシリコン液に
高屈折率層２１を形成した電球を浸漬して所定速
度で引上げ、乾燥後空気中で約600℃５分間焼成
して高屈折率層２１上に低屈折率層２２を形成す
る。このように、高屈折率層２１の形成と低屈折
率層２２の形成とを交互に所定回数繰返して光干
渉膜２を形成する。 つぎに、本実施例電球の作用を説明する。端子
８，８間に給電すればフイラメント６は発熱して
可視光とともに大量の赤外線を放射する。そし
て、これらの光のうち可視光は光干渉膜２を透過
して外部に放射され、赤外線は光干渉膜２で反射
されてフイラメント６に帰還し、これを加熱して
より多くの光を発する。すなわち、この電球は赤
外線放射が少なく、かつ効率が高い。 また、この電球は点灯により基体１表面が800
℃以上になるが、基体１表面と光干渉膜２との間
に基体１と高屈折率層２１との中間の熱膨張率を
有する緩衝膜９が介在しているので、基体１と高
屈折率層２１との熱膨張率に大差があるにもかか
わらず、両者１，２１の熱膨張差に起因する歪み
が緩和され、クラツクや剥離を生ずることがな
い。したがつて、光干渉膜２の層数を多くでき
る。 さらに、本電球において、緩衝膜９の屈折率が
基体１のそれに近似し、かつ光学膜厚が1/4λ未
満であるので、光学的に基体１の一部とみなすこ
とができ、光干渉膜２の光学特性に何んら影響す
るところがなく、設計通りの波長域の光を反射あ
るいは透過する。 さらに、緩衝膜９は基体１表面の微細な傷や凹
凸を埋込んで光学的悪影響を除く付帯効果もあ
る。 つぎに、本実施例電球において、緩衝膜９の熱
膨張率と光干渉膜９の剥離との相関を調査し、こ
の結果を第３図に示した。図は横軸に緩衝膜９の
熱膨張率を×10-7／℃の単位でとり、縦軸に光干
渉膜２の層数をとつたもので、曲線は緩衝膜９の
熱膨張率に対応して剥離を生じたときの光干渉膜
２の層数を示す。そうして○記号の曲線はほう
素、●記号の曲線はりん、△記号の曲線はアルミ
ニウムを添加したときの層数をそれぞれ示す。こ
の第３図から、緩衝膜９の緩衝作用は添加した物
質には関係なく、添加した結果得られた熱膨張率
によつて定まることが理解できる。そうして、緩
衝膜９の好ましい熱膨張率は基体１と高屈折率層
２１との中間で、特に好ましい範囲は10〜50×
10-7／℃である。 なお、前述の実施例における光干渉膜は可視光
を透過し、赤外線を反射したが、本発明はこれに
限らず、高屈折率層と低屈折率層との層の厚さを
調整することにより、紫外線を透過し、可視光あ
るいは赤外線を反射させることもでき、このよう
な光干渉膜を紫外線透過性基体表面に緩衝膜を介
して形成すれば紫外線照射装置における可視光あ
るいは赤外線を遮断するフイルタが得られ、動作
時の高温による光干渉膜のクラツクや剥離が防止
できる。 さらに、本発明において、光干渉膜は金属酸化
物からなり高屈折率層は酸化チタンに限らず、酸
化亜鉛（ZnO2）、酸化ジルコン（ZrO2）、酸化タ
ンタル（Ta2O5）などでもよい。そうして、基体
の形状は用途に応じて自由に選択できる。そうし
て、緩衝膜の光学膜厚は対象とする光の波長の1/
４より小さければよく、たとえば紫外線透過可視
光反射膜の場合は、800Å未満にすればよい。 ［発明の効果］ 本発明の光干渉体は石英ガラスからなる透光性
基体表面にシリカを主成分とした緩衝膜を設け
て、その上に金属酸化物からなる高屈折率層と低
屈折率層とを交互重層してなる光干渉膜を密着積
層したものにおいて、上記緩衝膜はシリカを主成
分とし、 (a) 熱膨張率が基体と高屈折率層との中間であ
り、 (b) 屈折率が基体のそれと近似し、 (c) 光学膜厚が対象光の波長の1/4より小さい、 ように限定したので、石英ガラスからなる透光性
基体と金属酸化物からなる高屈折率層との熱膨張
差に起因する光干渉膜のクラツクや剥離を防止し
て光干渉膜の層数を多くして干渉特性を向上で
き、しかも光干渉膜の光学特性には何んの影響も
なく、設計通りの干渉特性を発揮できる。
す。まず、第１図のような封止電球を製造し、そ
の表面を清浄にする。そして、エチルシリケート
にほう素、りん、アルミニウムなどの有機化合物
を適量添加して有機溶剤に溶解し、シリコン含有
量２〜10重量％、粘度約0.9CPSに調整し、この
シリコン液に上記の電球を浸漬して所定速度で引
上げ、乾燥後空気中で約600℃５分間焼成して緩
衝膜９を形成する。つぎに、テトライソプロピル
チタネートを有機溶剤に溶解し、チタン含有量２
〜10重量％、粘度約2.0CPSに調整し、このチタ
ン液に緩衝膜８を形成した電球を浸漬して所定速
度で引上げ、乾燥後空気中で約600℃５分間焼成
して緩衝膜９上に高屈折率層２１を形成する。つ
ぎに、ほう素などを含まないエチルシリケートを
有機溶剤に溶解し、シリコン含有量２〜10重量
％、粘度約1.0CPSに調整し、このシリコン液に
高屈折率層２１を形成した電球を浸漬して所定速
度で引上げ、乾燥後空気中で約600℃５分間焼成
して高屈折率層２１上に低屈折率層２２を形成す
る。このように、高屈折率層２１の形成と低屈折
率層２２の形成とを交互に所定回数繰返して光干
渉膜２を形成する。 つぎに、本実施例電球の作用を説明する。端子
８，８間に給電すればフイラメント６は発熱して
可視光とともに大量の赤外線を放射する。そし
て、これらの光のうち可視光は光干渉膜２を透過
して外部に放射され、赤外線は光干渉膜２で反射
されてフイラメント６に帰還し、これを加熱して
より多くの光を発する。すなわち、この電球は赤
外線放射が少なく、かつ効率が高い。 また、この電球は点灯により基体１表面が800
℃以上になるが、基体１表面と光干渉膜２との間
に基体１と高屈折率層２１との中間の熱膨張率を
有する緩衝膜９が介在しているので、基体１と高
屈折率層２１との熱膨張率に大差があるにもかか
わらず、両者１，２１の熱膨張差に起因する歪み
が緩和され、クラツクや剥離を生ずることがな
い。したがつて、光干渉膜２の層数を多くでき
る。 さらに、本電球において、緩衝膜９の屈折率が
基体１のそれに近似し、かつ光学膜厚が1/4λ未
満であるので、光学的に基体１の一部とみなすこ
とができ、光干渉膜２の光学特性に何んら影響す
るところがなく、設計通りの波長域の光を反射あ
るいは透過する。 さらに、緩衝膜９は基体１表面の微細な傷や凹
凸を埋込んで光学的悪影響を除く付帯効果もあ
る。 つぎに、本実施例電球において、緩衝膜９の熱
膨張率と光干渉膜９の剥離との相関を調査し、こ
の結果を第３図に示した。図は横軸に緩衝膜９の
熱膨張率を×10-7／℃の単位でとり、縦軸に光干
渉膜２の層数をとつたもので、曲線は緩衝膜９の
熱膨張率に対応して剥離を生じたときの光干渉膜
２の層数を示す。そうして○記号の曲線はほう
素、●記号の曲線はりん、△記号の曲線はアルミ
ニウムを添加したときの層数をそれぞれ示す。こ
の第３図から、緩衝膜９の緩衝作用は添加した物
質には関係なく、添加した結果得られた熱膨張率
によつて定まることが理解できる。そうして、緩
衝膜９の好ましい熱膨張率は基体１と高屈折率層
２１との中間で、特に好ましい範囲は10〜50×
10-7／℃である。 なお、前述の実施例における光干渉膜は可視光
を透過し、赤外線を反射したが、本発明はこれに
限らず、高屈折率層と低屈折率層との層の厚さを
調整することにより、紫外線を透過し、可視光あ
るいは赤外線を反射させることもでき、このよう
な光干渉膜を紫外線透過性基体表面に緩衝膜を介
して形成すれば紫外線照射装置における可視光あ
るいは赤外線を遮断するフイルタが得られ、動作
時の高温による光干渉膜のクラツクや剥離が防止
できる。 さらに、本発明において、光干渉膜は金属酸化
物からなり高屈折率層は酸化チタンに限らず、酸
化亜鉛（ZnO2）、酸化ジルコン（ZrO2）、酸化タ
ンタル（Ta2O5）などでもよい。そうして、基体
の形状は用途に応じて自由に選択できる。そうし
て、緩衝膜の光学膜厚は対象とする光の波長の1/
４より小さければよく、たとえば紫外線透過可視
光反射膜の場合は、800Å未満にすればよい。 ［発明の効果］ 本発明の光干渉体は石英ガラスからなる透光性
基体表面にシリカを主成分とした緩衝膜を設け
て、その上に金属酸化物からなる高屈折率層と低
屈折率層とを交互重層してなる光干渉膜を密着積
層したものにおいて、上記緩衝膜はシリカを主成
分とし、 (a) 熱膨張率が基体と高屈折率層との中間であ
り、 (b) 屈折率が基体のそれと近似し、 (c) 光学膜厚が対象光の波長の1/4より小さい、 ように限定したので、石英ガラスからなる透光性
基体と金属酸化物からなる高屈折率層との熱膨張
差に起因する光干渉膜のクラツクや剥離を防止し
て光干渉膜の層数を多くして干渉特性を向上で
き、しかも光干渉膜の光学特性には何んの影響も
なく、設計通りの干渉特性を発揮できる。
第１図は本発明の光干渉体の一実施例の断面
図、第２図は同じく要部の模型的拡大断面図、第
３図は同じく緩衝膜の膜厚の特に好ましい範囲を
示すグラフである。 １……基体、２……光干渉膜、６……フイラメ
ント、９……緩衝膜、２１……高屈折率層、２２
……低屈折率層。
図、第２図は同じく要部の模型的拡大断面図、第
３図は同じく緩衝膜の膜厚の特に好ましい範囲を
示すグラフである。 １……基体、２……光干渉膜、６……フイラメ
ント、９……緩衝膜、２１……高屈折率層、２２
……低屈折率層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石英ガラスからなる透光性基体の表面に緩衝
膜を設けてその上に金属酸化物からなる高屈折率
層と低屈折率層とを交互に重層してなる光干渉膜
を密着積層したものにおいて、上記緩衝膜はシリ
カを主成分とし、 (a) 熱膨脹率が上記基体と上記高屈折率層との中
間であり、 (b) 屈折率が上記基体のそれと近似し、 (c) 光学膜厚が対象光の波長の1/4より小さい、 ことを特徴とする光干渉体。 ２ シリカを主成分とした緩衝膜は、これに他の
元素を配合して熱膨脹率を調整したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光干渉体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203671A JPS6180203A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 光干渉体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203671A JPS6180203A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 光干渉体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6180203A JPS6180203A (ja) | 1986-04-23 |
| JPH0525082B2 true JPH0525082B2 (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=16477921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59203671A Granted JPS6180203A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 光干渉体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6180203A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03230470A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-14 | Ushio Inc | 電球 |
| JP3399883B2 (ja) * | 1999-08-30 | 2003-04-21 | 株式会社オハラ | 光フィルター用ガラス及び光フィルター |
| EP2128658A3 (en) * | 2008-05-22 | 2011-05-11 | Fujinon Corporation | Reflection reducing film, optical member and optical system |
| JP4630915B2 (ja) * | 2008-05-22 | 2011-02-09 | 富士フイルム株式会社 | 反射低減膜、光学部材、光学系 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP59203671A patent/JPS6180203A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6180203A (ja) | 1986-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |