JPH0786568B2

JPH0786568B2 - 光源装置

Info

Publication number: JPH0786568B2
Application number: JP62068783A
Authority: JP
Inventors: 晃川勝
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPS63235902A; KR910001032B1; KR880011604A; GB2202963B; DE3810046A1; US4850661A; GB8807175D0; GB2202963A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は透過性基体の内外（表裏）内面にそれぞれ可視
光反射赤外線透過干渉フィルタ膜を設けてなる反射鏡を
備えた光源装置に関する。

（従来の技術）従来、反射鏡付き電球において、光源となる電球の背後
に、内面（表面）に可視光反射赤外線透過干渉フィルタ
膜を形成したガラス膜基体からなる反射鏡を設け、電球
から放射された光のうち可視光を前方に反射し、赤外線
を後方に透過させることにより、赤外線の少ない可視光
を投射する一般にコールドミラーと称せられる反射鏡を
用いた光源装置が知られている。

しかして、このような可視光反射赤外線透過干渉フィル
タ膜は酸化チタンなどからなる高屈折率層とシリカなど
からなる低屈折率層とを10〜15層交互重層したもので、
光の干渉によって特定波長域の光を反射し、他の波長域
の光を透過するもので、反射または透過する波長域はフ
ィルタ膜を構成する各層の厚さによって決定される。そ
うして、このような干渉フィルタ膜は全ての波長におい
て光収拾率が極めて低いことが特徴である。

そして、干渉フィルタ膜を形成した反射鏡付きハロゲン
電球においては、干渉フィルタ膜を形成する高屈折率層
および低屈折率層からなる重層総数が多いほど可視光反
射率および赤外線透過率を高くすることができる。しか
し、重層総数が多いほど層間に生じる応力も多く干渉フ
ィルタ膜に剥離などの発生の問題があった。特に、ハロ
ゲン電球などは点滅が繰り返し行われ、点灯時に高温と
なる管球においては消灯時との温度差が大きく、この熱
衝撃により基体を形成した干渉フィルタ膜が剥離し易く
なり所定の発光特性が得られないということがあった。

そして、この種の反射鏡において可視光反射率を向上す
るため基体の内外（表裏）両面にそれぞれ同特性の干渉
フィルタ膜を設けて内（表）面の干渉フィルタ膜を透過
した可視光を外（裏）面の干渉フィルタ膜によって再度
反射させることにより反射率を向上させることが考えら
れている。

また、基体の内外（表裏）両面にそれぞれ干渉フィルタ
膜を設けることは、たとえば特開昭61−296306号公報や
特開昭57−58109号公報などに開示されている。しか
し、これら公報に記載の多層干渉フィルタ膜も内外（表
裏）両面の赤外線反射率を異ならせことについては何等
の開示も、示唆すらもない。

（発明が解決しようとする問題点）このように透過性基体の内外（表裏）両面にそれぞれ可
視光反射赤外線透過干渉フィルタ膜を形成すると透過す
る光はそれぞれの干渉フィルタ膜でそのかなりの割合い
が反射することによって、両干渉フィルタ膜の間を多数
回反射しながら往復し、その間において順次両干渉フィ
ルタ膜を透過する。この減少を本発明において干渉フィ
ルタ膜の相互干渉と称する。

このように、干渉フィルタ膜を２重に構成した反射鏡に
おいては両干渉フィルタ膜の相互干渉のために入射した
赤外線のうちかなりの割合いが入射方向に帰還して、外
（裏）側に透過する割合いはそれほど高くない。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の光源装置は、曲面状の基体と、この基体の内面
（表面）に形成された赤外線反射率Ｒの可視光反射赤外
線透過干渉フィルタ膜と、上記基体の外面（裏面）に形
成された上記干渉フィルタ膜の赤外線反射率Ｒよりも小
さい赤外線反射率Ｒ′を有する可視光反射赤外線透過干
渉フィルタ膜と、上記基体の内部に配設された光源とを
具備していることを特徴としている。

（作用）以下、数式を求にして作用を説明する。内面（表面）側
の干渉フィルタ膜の反射率をＲ、外面（裏面）側の干渉
フイルタ膜の反射率をＲ′とする。両干渉フィルタ膜の
相互干渉を考慮すると、反射鏡全体としての透過率Ｔは
次式で表わされる。

内外（表裏）面の干渉フィルタ膜の反射率が等しいとす
れば、Ｒ′＝Ｒこのときの反射鏡全体としての透過率T₁はこれが従来の反射鏡の透過率である。

ここで、Ｒ′＝KR（Ｋは常数）とし、改良すべき反射鏡
全体の透過率をT₂とすると、そこで、T₂−T₁をとると、この式からＫ≦１つまり内（表）両側干渉フィルタ膜の
反射率Ｒが外（裏）面側干渉フィルタ膜の反射率Ｒ′よ
りも大きいとき、および、のときにはT₂＞T₁すなわち従来のものよりも透過率が大
きい。

また、すなわち、内（表）両側干渉フィルタ膜の反射率Ｒが大
きく、かつ両干渉フィルタ膜の反射率R,R′差がきわめ
て大きいごく一部の場合では平均化される。

そこで、本発明では両干渉フィルタ膜の赤外線反射率を
異ならせたことにより赤外線透過率を向上した。

（実施例）本発明の詳細を実施例によって説明する。第１図は本発
明を適用してなる反射鏡の一例を示し、図中、（１）は
直径10〜20mmの半円筒形石英ガラスからなる透光性基
体、（２），（３）はこの透光性基体（１）の内外（表
裏）両面にそれぞれ形成された赤外線反射率を異にする
可視光反射赤外線透過干渉フイルタ膜である。また、こ
の可視光反射赤外線透過干渉フイルタ膜（２），（３）
が形成された透光性基体（１）の内面（表面）側には管
形のハロゲン電球（図示しない。）などの光源を配設し
て光源を構成している。

上記両干渉フィルタ膜（２），（３）は第２図に模型的
に拡大して示すように、基板（１）のそれぞれの面に基
体（１）側から酸化チタンなどからなる高屈折率層（2
H），（3H）（左上りハッチング）とシリカなどからな
る低屈折率層（2L），（3L）（右上りハッチング）とを
各15層交互重層して構成され、かつ内（表）側の干渉フ
ィルタ膜（２）の各層（2H），（2L）の厚さを外（裏）
側の干渉フィルタ膜（３）の各層（3H），（3L）の厚さ
の10％増しにしてある。この結果、両干渉フィルタ膜
（２），（３）の中心カット波長がずれている。

この干渉フィルタ膜（２），（３）を得るには、まずテ
トライソプロピルチタネートなどの有機チタン化合物を
酢酸エステルなどの有機溶剤に溶解して、チタン含有量
２〜10重量％粘度約1.0CPS液を調整し、また別にチエル
シリケートなどの有機シリコン化合物を酢酸エステルな
どの有機溶剤に溶解して、シリコン含有量２〜10重量
％、粘度約1.0CPSのシリコン液を調整する。そうして、
上述の半円筒形基体（１）を上述のチタン液に浸漬し所
定速度で引上げて、基体（１）の内外（表裏）両面にチ
タン液を所定厚さで塗布し、乾燥したのち空気などの酸
化性雰囲気中で約５分間焼緩して酸化チタンからなる高
屈折率層（2H），（3H）を形成する。ついで、この高屈
折率層（2H），（3H）を形成した基体（１）を上述のシ
リコン液に浸漬し、所定速度で引上げて、基体（１）の
内外（表裏）両面にシリコン液を所定厚さで塗布し、乾
燥したのち空気などの酸化性雰囲気中で約５分間焼成し
てシリカからなる低屈折率層（2L），（3L）を形成す
る。このようにして、高屈折率層（2H），（3H）と低屈
折率層（2L），（3L）とを交互に所望層数形成すればよ
い。

しかして、形成すべき各屈折率層（2H），（2L），（3
H），（3L）の厚さを調整するには上述したチタン液と
シリコン液の粘度を調整すればよい。また、内（表）面
側干渉フィルタ膜（２）と外（裏）両側干渉フィルタ膜
（３）とで層（2H），（2L），（3H），（3L）の厚さを
異ならせるには第３図に示すように、チタン液またはシ
リコン液（４）（代表符号）中に基体（１）を浸漬して
から角度φで傾斜させ、傾斜した方向に引上げると上側
になった面が下側の面より厚く塗布できる。ちなみに、
傾斜角度φと上側と下側との塗膜の厚さの比すなわち相
対膜厚との相関を示せば第４図に示すとおりである。

つぎに、本実施例反射鏡の分光反射率を調査し、これを
表側だけに干渉フィルタ膜を形成した比較例およびチタ
ン液やシリコン液（４）から引上げるとき垂直に引上げ
て表上両面の対応する層の厚さを等しくした従来例の分
光反射率を比較した。なお実施例も比較例および従来例
もいずれも干渉フィルタ膜の層数を等しくした。この結
果を第５図に示す。図は横軸に波長をnmの単位でとり、
縦軸に反射率を％の単位でとったもので、実線は表側だ
けの比較例、破線は両面均一な従来例、鎖線は両面不均
一な本実施例の分光反射率をそれぞれ示す。この第５図
から明らかなとおり、可視範囲では比較例、従来例およ
び本実施例の反射率はほとんど同じであるが、赤外部に
は３個の反射率のピークがあり、これら赤外部における
ピークにおいては表面のみ干渉フィルタを形成した比較
例に対し従来例は反射率がはるかに大きく、しかも長波
長になるほどその差が大きくなり、これに対し実施例は
ピークにおいて反射率が大きく低下している。しかも、
反射率の谷においては三者ともほぼ同じである。

この理由は本実施例のものは内外（表裏）両面の干渉フ
ィルタ膜（２），（３）の各層の厚さ換言すれば各フィ
ルタ膜（２），（３）の中心カット波長が異るためピー
クにおける反射率が異なり、この発明作用の欄で述べた
とおり両フィルタ膜（２），（３）の相互干渉により反
射率が著く低下したものと考えられる。そうして、可視
光において反射率がほとんど低下しないのは、厚さによ
る反射率の影響は波長が大きいほど大きいことによって
説明できる。

しかして、前述したとおり、干渉フィルタ膜（２），
（３）においては光の吸収率は極めて小さく、実質的に
０と考えられるので、反射率の低下はそのまま透過率の
増大と考えられる。この理由によって本実施例反射鏡は
干渉フィルタ膜（２），（３）を２重に設けたにも拘ら
ず、赤外線透過率は逆に向上し、しかも可視光反射率は
少しも低下しないのである。

なお、上述の実施例においては基体は石英ガラス製の半
円筒形であったが本発明はこれに限らず、たとえば普通
ガラスでも結晶化ガラスでもよく、また、その形状は円
筒形などの曲面状でもかまわない。

〔発明の効果〕

このように、本発明は透光性基体の内外（表裏）両面に
それぞれ可視光反射赤外線透過干渉フィルタ膜を形成し
た反射鏡を備えた光源装置において、基体の内外（表
裏）両面の干渉フィルタ膜の赤外線反射率を異ならせ内
面（表面）側の反射率を大きくしたので、両干渉フィル
タ膜の相互干渉によって赤外線反射率のピークを低くす
ることができ、可視光反射率の低下を抑制しつつ、赤外
線透過率を格段に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコールドミラーの一実施例の断面図、
第２図は同じく要部の摸形的拡大断面図、第３図は同じ
く製造方法を説明する説明図、第４図は第３図に示す製
造方法における傾斜角度と相対膜厚との相関を示すグラ
フ、第５図は本発明の効果を説明するグラフである，（１）……基体（２），（３）……干渉フイルタ膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲面状の基体と、この基体の内面に形成さ
れた赤外線反射率Ｒの可視光反射赤外線透過干渉フィル
タ膜と、上記基体の外面に形成された上記干渉フィルタ
膜の赤外線反射率Ｒよりも小さい赤外線反射率Ｒ′を有
する可視光反射赤外線透過干渉フィルタ膜と、上記基体
の内部に配設された光源とを具備していることを特徴と
する光源装置。