JPH09259837A - ハロゲン電球 - Google Patents
ハロゲン電球Info
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- JPH09259837A JPH09259837A JP9197896A JP9197896A JPH09259837A JP H09259837 A JPH09259837 A JP H09259837A JP 9197896 A JP9197896 A JP 9197896A JP 9197896 A JP9197896 A JP 9197896A JP H09259837 A JPH09259837 A JP H09259837A
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- JP
- Japan
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- light
- effective
- bulb
- halogen
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、電球のフィラメントから放射される
光の利用効率を向上させ、かつ電球の色温度変換効率を
改善した光学用光源として最適なハロゲン電球を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】ハロゲン電球から放射される光線の有効利
用領域が限定された光源において、ハロゲン電球のフィ
ラメントの光中心部とその光源が本来必要とする光学的
に有効な開口部である、窓部、レンズ、プリズム、フィ
ルター、ミラーあるいは液晶等の有効部とを結んだ有効
領域以外の非有効領域に相当する、一領域あるいは複数
領域のハロゲン電球の風袋表面に可視光反射及び赤外光
透過特性の光多層膜を形成するように構成する。
光の利用効率を向上させ、かつ電球の色温度変換効率を
改善した光学用光源として最適なハロゲン電球を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】ハロゲン電球から放射される光線の有効利
用領域が限定された光源において、ハロゲン電球のフィ
ラメントの光中心部とその光源が本来必要とする光学的
に有効な開口部である、窓部、レンズ、プリズム、フィ
ルター、ミラーあるいは液晶等の有効部とを結んだ有効
領域以外の非有効領域に相当する、一領域あるいは複数
領域のハロゲン電球の風袋表面に可視光反射及び赤外光
透過特性の光多層膜を形成するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学用光源として
使用されるハロゲン電球の改良に関する。
使用されるハロゲン電球の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハロゲン電球は一般の白熱電球と比較し
て、小型、長寿命、光量変化が少ない等の利点により、
光ファイバ−、投映機、液晶プロジェクタ−、映写機、
局所投光器等の光学用光源として広く利用されている。
このような光学機器用のハロゲン電球として、更に小型
で高効率なハロゲン電球が求められている。
て、小型、長寿命、光量変化が少ない等の利点により、
光ファイバ−、投映機、液晶プロジェクタ−、映写機、
局所投光器等の光学用光源として広く利用されている。
このような光学機器用のハロゲン電球として、更に小型
で高効率なハロゲン電球が求められている。
【０００３】ハロゲン電球の光利用効率を向上させるた
めに、一般に光学用レンズや反射鏡と組み合わせて利用
される。しかし、この場合実際に光が有効に利用される
前記光学部品の有効利用領域に対して、ハロゲン電球か
ら放射される光の内、相当量が有効に入射せず、むだに
発熱現象として消費されている。また、光の利用効率を
向上させるために、ハロゲン電球の外表面に金属ミラー
を蒸着して利用効率の向上を図っている。しかし、利用
効率を上げるためにハロゲン電球単体で検討しても、光
学系の有効開口部あるいは焦点位置と金属ミラーの焦点
位置とが必ずしも一致せず、有効に利用されているとは
限らない。
めに、一般に光学用レンズや反射鏡と組み合わせて利用
される。しかし、この場合実際に光が有効に利用される
前記光学部品の有効利用領域に対して、ハロゲン電球か
ら放射される光の内、相当量が有効に入射せず、むだに
発熱現象として消費されている。また、光の利用効率を
向上させるために、ハロゲン電球の外表面に金属ミラー
を蒸着して利用効率の向上を図っている。しかし、利用
効率を上げるためにハロゲン電球単体で検討しても、光
学系の有効開口部あるいは焦点位置と金属ミラーの焦点
位置とが必ずしも一致せず、有効に利用されているとは
限らない。
【０００４】また、光学系ハロゲン電球は色温度が３２
００Ｋ〜４０００Ｋ程度であることが要求されることが
多い。しかし、ハロゲン電球の寿命という点から考える
と、例えば２８００Ｋ等の低い色温度での使用状態の方
が、高い色温度での使用状態よりもはるかに長寿命であ
る。ハロゲン電球の色温度を上げるためには、電球への
供給電力を増加すればよいが、供給電力を増やせば増や
すほど、電球の寿命は極端に短くなる。
００Ｋ〜４０００Ｋ程度であることが要求されることが
多い。しかし、ハロゲン電球の寿命という点から考える
と、例えば２８００Ｋ等の低い色温度での使用状態の方
が、高い色温度での使用状態よりもはるかに長寿命であ
る。ハロゲン電球の色温度を上げるためには、電球への
供給電力を増加すればよいが、供給電力を増やせば増や
すほど、電球の寿命は極端に短くなる。
【０００５】更に、ハロゲン電球の表面に可視光透過、
赤外光反射特性の光学多層膜を形成することによって、
熱線として放射される赤外線をフィラメントに戻して電
球の供給電力の利用効率を改善することが提案されてい
る。しかし、この電球も電力の利用効率は改善される
が、ハロゲン電球の光線利用効率の改善とはならない。
赤外光反射特性の光学多層膜を形成することによって、
熱線として放射される赤外線をフィラメントに戻して電
球の供給電力の利用効率を改善することが提案されてい
る。しかし、この電球も電力の利用効率は改善される
が、ハロゲン電球の光線利用効率の改善とはならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光学用光源の場合、個
々の光路設計に拠って光源からの光の有効領域と非有効
領域が大きく異なる。即ち、光学系ハロゲン電球では一
般照明用電球と異なり、フィラメントからの光の全放射
方向である３６０度全域にわたって、全ての方向が有効
利用領域であることは極めて少ない。そして、電球から
放射される光のごく一部分の角度範囲内の光が利用され
る場合が普通である。
々の光路設計に拠って光源からの光の有効領域と非有効
領域が大きく異なる。即ち、光学系ハロゲン電球では一
般照明用電球と異なり、フィラメントからの光の全放射
方向である３６０度全域にわたって、全ての方向が有効
利用領域であることは極めて少ない。そして、電球から
放射される光のごく一部分の角度範囲内の光が利用され
る場合が普通である。
【０００７】本発明は前記に鑑みてなされたもので、電
球のフィラメントから放射される光の利用効率を向上さ
せ、かつ電球の色温度変換効率を改善した光学用光源と
して最適なハロゲン電球を提供することを目的とする。
球のフィラメントから放射される光の利用効率を向上さ
せ、かつ電球の色温度変換効率を改善した光学用光源と
して最適なハロゲン電球を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明等は、ハロゲン電
球から放射された光が直接または間接に、例えばミラ
−、プリズム等に拠って反射あるいは屈折して、目的の
光学的有効開口部に入射する角度あるいは領域を有効利
用角あるいは有効利用領域とし、有効に利用されない角
度あるいは領域を非有効利用角あるいは非有効利用領域
と定義して検討を行った。本発明では、非有効領域のハ
ロゲン電球の風袋表面（非有効領域表面）にコ−ルドミ
ラ−を形成し、不要な光をフィラメントあるいは有効領
域に反射させて有効利用を図っている。すなわち、フィ
ラメントに戻った光は電球の効率を高めるために有効利
用されるし、フィラメント方向に戻った光は、実際はフ
ィラメントが点光源ではなくあるきさをもっているた
め、フィラメントを通り越して有効面から出ていくか、
非有効面で再度反射されて、有効面から放射されて有効
に利用される。
球から放射された光が直接または間接に、例えばミラ
−、プリズム等に拠って反射あるいは屈折して、目的の
光学的有効開口部に入射する角度あるいは領域を有効利
用角あるいは有効利用領域とし、有効に利用されない角
度あるいは領域を非有効利用角あるいは非有効利用領域
と定義して検討を行った。本発明では、非有効領域のハ
ロゲン電球の風袋表面（非有効領域表面）にコ−ルドミ
ラ−を形成し、不要な光をフィラメントあるいは有効領
域に反射させて有効利用を図っている。すなわち、フィ
ラメントに戻った光は電球の効率を高めるために有効利
用されるし、フィラメント方向に戻った光は、実際はフ
ィラメントが点光源ではなくあるきさをもっているた
め、フィラメントを通り越して有効面から出ていくか、
非有効面で再度反射されて、有効面から放射されて有効
に利用される。
【０００９】又、非有効な反射面に色温度が高くなるよ
うなコールドミラーを形成し、有効面に色温度が高くな
るようなコールドミラーと反対の分光透過率特性のフィ
ルターを構成することにより、ミラーとフィルターとの
相乗効果により電球から放射さる光の色温度は電球自体
がもつ色温度よりも高い色温度が容易に得られる。
うなコールドミラーを形成し、有効面に色温度が高くな
るようなコールドミラーと反対の分光透過率特性のフィ
ルターを構成することにより、ミラーとフィルターとの
相乗効果により電球から放射さる光の色温度は電球自体
がもつ色温度よりも高い色温度が容易に得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。図１は光ファイバー光源としてのハロゲ
ン電球と反射ミラーとの組み合わせよりなる模式図であ
る。図中１はハロゲン電球であり、内部にタングステン
フィラメント２を配設している。また、ハロゲン電球の
後面（図１中左側面）には楕円面状の反射ミラー３が配
置されている。そして、その前面（図１中右側面）には
光ファイバー４が設置されている。これは、ハロゲン電
球のフィラメントから放射された光が光ファイバーの開
口部Ｃになるべく効率よく入射するように、反射ミラー
３が設けられ、光ファイバーの開口部Ｃは反射ミラー３
の焦点位置に設置される。
づき説明する。図１は光ファイバー光源としてのハロゲ
ン電球と反射ミラーとの組み合わせよりなる模式図であ
る。図中１はハロゲン電球であり、内部にタングステン
フィラメント２を配設している。また、ハロゲン電球の
後面（図１中左側面）には楕円面状の反射ミラー３が配
置されている。そして、その前面（図１中右側面）には
光ファイバー４が設置されている。これは、ハロゲン電
球のフィラメントから放射された光が光ファイバーの開
口部Ｃになるべく効率よく入射するように、反射ミラー
３が設けられ、光ファイバーの開口部Ｃは反射ミラー３
の焦点位置に設置される。
【００１１】この場合、フィラメント２から放射される
光線のうち、有効に光ファイバー４の開口部Ｃに入射す
る光は斜線部、即ち有効領域５に放射された光線のみで
ある。そこで、本発明では前記以外の非有効領域Ａに対
する放射光線の有効利用を図るために、領域Ａに相当す
るハロゲン電球１の風袋上に金属反射膜６を形成し、該
非有効光線を反射ミラー３に戻して再度反射させ、光フ
ァイバー４の開口部Ｃに入射させるようにしている。こ
の際のロス分としては、多重反射による損失と光線によ
ってはフィラメントに戻ってフィラメントに吸収される
ものとが考えられる。しかし、フィラメントは実際は点
ではなくある大きさをもっているため、フィラメントの
間隙から反射ミラーに戻る場合も多い。また、ハロゲン
電球の風袋はフィラメントに対して製造上、正確に真円
上に位置されるとは限らないし、製造上の誤差により逆
にプラス面に働く場合があると考えられる。なお、この
点が問題となるのであれば、風袋を真円から楕円に変え
ることによって、この問題点を解決することができる。
このように、ハロゲン電球１のフィラメント２から放射
された光は反射ミラー３から反射されて利用される光
と、電球から直接に光ファイバーに入る光との２つの有
効領域光５に別れる。そして、それ以外の非有効領域Ａ
の光は無駄に消費されるが、その非有効領域に反射膜を
形成することにより、光の利用効率を向上させようとす
るものである。
光線のうち、有効に光ファイバー４の開口部Ｃに入射す
る光は斜線部、即ち有効領域５に放射された光線のみで
ある。そこで、本発明では前記以外の非有効領域Ａに対
する放射光線の有効利用を図るために、領域Ａに相当す
るハロゲン電球１の風袋上に金属反射膜６を形成し、該
非有効光線を反射ミラー３に戻して再度反射させ、光フ
ァイバー４の開口部Ｃに入射させるようにしている。こ
の際のロス分としては、多重反射による損失と光線によ
ってはフィラメントに戻ってフィラメントに吸収される
ものとが考えられる。しかし、フィラメントは実際は点
ではなくある大きさをもっているため、フィラメントの
間隙から反射ミラーに戻る場合も多い。また、ハロゲン
電球の風袋はフィラメントに対して製造上、正確に真円
上に位置されるとは限らないし、製造上の誤差により逆
にプラス面に働く場合があると考えられる。なお、この
点が問題となるのであれば、風袋を真円から楕円に変え
ることによって、この問題点を解決することができる。
このように、ハロゲン電球１のフィラメント２から放射
された光は反射ミラー３から反射されて利用される光
と、電球から直接に光ファイバーに入る光との２つの有
効領域光５に別れる。そして、それ以外の非有効領域Ａ
の光は無駄に消費されるが、その非有効領域に反射膜を
形成することにより、光の利用効率を向上させようとす
るものである。
【００１２】図２はＯＨＰ用光源としてのハロゲン電球
と反射ミラーとの組み合わせよりなる模式図である。こ
の場合、ハロゲン電球１１のフィラメント１２を中心と
してほぼ対称位置に、球面ミラー１３とコンデンサーレ
ンズ１４が配置され、コンデンサーレンズ１４の有効径
がこの場合の有効開口部Ｂとなる。即ち、図２の斜線部
１５が有効領域となる。そして、この図の左右方向の領
域が非有効領域Ａとなるが、その非有効領域Ａに金属反
射膜１６を被着することより、無駄に消費される光の利
用効率を向上させることができる。
と反射ミラーとの組み合わせよりなる模式図である。こ
の場合、ハロゲン電球１１のフィラメント１２を中心と
してほぼ対称位置に、球面ミラー１３とコンデンサーレ
ンズ１４が配置され、コンデンサーレンズ１４の有効径
がこの場合の有効開口部Ｂとなる。即ち、図２の斜線部
１５が有効領域となる。そして、この図の左右方向の領
域が非有効領域Ａとなるが、その非有効領域Ａに金属反
射膜１６を被着することより、無駄に消費される光の利
用効率を向上させることができる。
【００１３】図３は歯科用光源としてのハロゲン電球と
反射ミラーとの組み合わせよりなる模式図である。この
場合、ハロゲン電球２１のフィラメント２２からでた直
接の光が患者の目に直接入ることを防止するため、カバ
ー２７が取り付けられている。そして、ハロゲン電球２
１から放射された光の内、反射ミラー２３を介して有効
に利用される光２５は半分程度しかない。そこで、本発
明ではこの非有効領域Ａに金属反射膜２６を形成するこ
とにより、無駄に消費される光の利用効率の向上を図っ
ている。
反射ミラーとの組み合わせよりなる模式図である。この
場合、ハロゲン電球２１のフィラメント２２からでた直
接の光が患者の目に直接入ることを防止するため、カバ
ー２７が取り付けられている。そして、ハロゲン電球２
１から放射された光の内、反射ミラー２３を介して有効
に利用される光２５は半分程度しかない。そこで、本発
明ではこの非有効領域Ａに金属反射膜２６を形成するこ
とにより、無駄に消費される光の利用効率の向上を図っ
ている。
【００１４】図４は、本発明の一実施例を示す色温度変
換膜付きのハロゲン電球を模式的に示す図である。ハロ
ゲン電球３１のフィラメント３２の反射領域に色温度変
換特性を有するコールドミラー３３を形成し、かつ透過
領域にコールドミラー３３と反対の分光透過率特性を有
する色温度変換フィルター３４を形成することにより、
この２つのミラーとフィルターとの相乗作用によって、
容易に任意の色温度が得られる。
換膜付きのハロゲン電球を模式的に示す図である。ハロ
ゲン電球３１のフィラメント３２の反射領域に色温度変
換特性を有するコールドミラー３３を形成し、かつ透過
領域にコールドミラー３３と反対の分光透過率特性を有
する色温度変換フィルター３４を形成することにより、
この２つのミラーとフィルターとの相乗作用によって、
容易に任意の色温度が得られる。
【００１５】図５に図４に示すコールドミラー３３とフ
ィルターの分光透過率特性を示す。図中実線は色温度変
換用のコールドミラーの透過率特性、破線は色温度変換
用のフィルターの透過率特性を示す。そして、前記ハロ
ゲン電球のミラーとフィルターとの相乗作用により放射
した後の発光特性を図６に示す。この場合、ハロゲン電
球本来の色温度は２８５０Ｋであるが、ミラーとフィル
ターとを透過した後の色温度特性は４０００Ｋとなり、
光学系ハロゲン電球として最適な色特性が得られる。
ィルターの分光透過率特性を示す。図中実線は色温度変
換用のコールドミラーの透過率特性、破線は色温度変換
用のフィルターの透過率特性を示す。そして、前記ハロ
ゲン電球のミラーとフィルターとの相乗作用により放射
した後の発光特性を図６に示す。この場合、ハロゲン電
球本来の色温度は２８５０Ｋであるが、ミラーとフィル
ターとを透過した後の色温度特性は４０００Ｋとなり、
光学系ハロゲン電球として最適な色特性が得られる。
【００１６】ハロゲン電球の風袋の一部に色温度を上げ
るための、短波長側の反射率が高く長波長側の反射率が
低いコールドミラーを形成し、残りの透過部分に同じく
短波長側の透過率が高く、長波長側の透過率が低い色温
度変換フィルターを形成した場合、図７に示すように、
何もしないハロゲン電球の元の色温度が２８００Ｋの場
合、本発明に係わる電球では、例えば３００Ｋ上昇して
３１００Ｋとなる。なお、図７は分光エネルギー分布を
比較したもので、破線が膜なしの場合を、実線が上記の
膜を形成した場合を示す。
るための、短波長側の反射率が高く長波長側の反射率が
低いコールドミラーを形成し、残りの透過部分に同じく
短波長側の透過率が高く、長波長側の透過率が低い色温
度変換フィルターを形成した場合、図７に示すように、
何もしないハロゲン電球の元の色温度が２８００Ｋの場
合、本発明に係わる電球では、例えば３００Ｋ上昇して
３１００Ｋとなる。なお、図７は分光エネルギー分布を
比較したもので、破線が膜なしの場合を、実線が上記の
膜を形成した場合を示す。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明に係わるハロゲン
電球は、電球のフィラメントから放射される光を無駄な
く利用することができ、その利用効率の向上が図れ、か
つ電球の色温度変換効率を改善することができ、光学用
光源として最適なハロゲン電球を得ることができる。
電球は、電球のフィラメントから放射される光を無駄な
く利用することができ、その利用効率の向上が図れ、か
つ電球の色温度変換効率を改善することができ、光学用
光源として最適なハロゲン電球を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例である光ファイバー用光源を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例であるＯＨＰ用光源を示す模
式図である。
式図である。
【図３】本発明の一実施例である歯科用光源を示す模式
図である。
図である。
【図４】本発明の一実施例である色温度変換膜付きのハ
ロゲン電球を示す模式図である。
ロゲン電球を示す模式図である。
【図５】図４に示す色温度変換ミラーとフィルターとの
分光透過率特性を示す図である。
分光透過率特性を示す図である。
【図６】図４に示す多層膜による色温度変換の相乗作用
に拠るハロゲン電球の発光特性を示す図である。
に拠るハロゲン電球の発光特性を示す図である。
【図７】本発明と従来例の分光エネルギー分布を示す図
である。
である。
１ ハロゲン電球 ２ フィラメント ３ 反射ミラー ４ 光ファイバー ５ 有効領域 ６ 金属反射膜 １１ ハロゲン電球 １２ フィラメント １３ 球面ミラー １４ コンデンサーレンズ １５ 有効領域 １６ 金属反射膜 ２１ ハロゲン電球 ２２ フィラメント ２７ 球面ミラー ２４ 直射光遮蔽カバー ３１ ハロゲン電球 ３２ フィラメント ３３ コールドミラー ３４ フィルター Ａ 非有効領域 Ｂ レンズ有効開口部 Ｃ 光ファイバー有効開口部
Claims (3)
- 【請求項１】 ハロゲン電球から放射される光線の有効
利用領域が限定された光源において、ハロゲン電球のフ
ィラメントの光中心部とその光源が本来必要とする光学
的に有効な開口部である、窓部、レンズ、プリズム、フ
ィルター、ミラーあるいは液晶等の有効部とを結んだ有
効領域以外の非有効領域に相当する、一領域あるいは複
数領域のハロゲン電球の風袋表面に可視光反射及び赤外
光透過特性の光多層膜を形成したことを特徴とするハロ
ゲン電球。 - 【請求項２】 ハロゲン電球から放射される光線の有効
利用領域が限定された光源において、ハロゲン電球のフ
ィラメントの光中心部とその光源が本来必要とする光学
的に有効な開口部である、窓部、レンズ、プリズム、フ
ィルター、ミラーあるいは液晶等の有効部とを結んだ有
効領域以外の非有効領域に相当する、一領域あるいは複
数領域のハロゲン電球の風袋表面にフィラメントの光の
可視光反射及び赤外光透過特性の光多層膜を形成し、か
つ、色温度変換特性のコールドミラーと、光学的有効部
にこのコールドミラーと反対の透過特性を有する色温度
変換フィルターとを形成したことを特徴としたハロゲン
電球。 - 【請求項３】 ハロゲン電球を使用する光源において、
ハロゲン電球の光中心とその光源が本来必要とする光学
的開口部である窓部、レンズ、プリズム、フィルター、
ミラーあるいは液晶等の有効部とを結んだ有効領域以外
の非有効領域に相当する一領域あるいは複数領域のハロ
ゲン電球の風袋表面に可視光及び赤外光を反射する光多
層膜を形成し、かつ、有効領域に可視光透過及び赤外光
反射特性を有する光多層膜を形成したことを特徴とした
ハロゲン電球。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9197896A JPH09259837A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | ハロゲン電球 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9197896A JPH09259837A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | ハロゲン電球 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259837A true JPH09259837A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14041600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9197896A Pending JPH09259837A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | ハロゲン電球 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09259837A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002049068A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-20 | Fusion Lighting, Inc. | Aperture lamp with infrared shedding |
| KR20040002091A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-07 | 현대자동차주식회사 | 교통정보 수집방법 및 장치 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP9197896A patent/JPH09259837A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002049068A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-20 | Fusion Lighting, Inc. | Aperture lamp with infrared shedding |
| KR20040002091A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-07 | 현대자동차주식회사 | 교통정보 수집방법 및 장치 |
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