KR19980084282A - 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구와 이 벌브의 코팅방법 - Google Patents

Abstract

벌브 외측면에 유전체 유색다층박막을 코팅하여 벌브가 발광시 원하는 색의 빛만이 투과할 수 있도록 하므로서 조명분야에서 특수한 효과를 연출할 수 있는 조명기구 및 조명기구에 적합한 벌브의 제조방법을 제공코자 한다.

그러나 조명기구는, 외표면에 유색의 유전체 박막이 다층으로 코팅된 벌브와, 이 벌브의 외측에 위치하여 빛을 일정한 각도로 조사시키는 반삭부재를 포함한다.

상기한 벌브는, 일정한 내부 공간을 갖는 챔버의 내부를 진공상태로 하면서, 이 챔버의 상측 내부에 코팅되지 않은 벌브를 위치시켜 회전시키면서 이 챔버의 내부에 놓여진 2가지 물질 중 어느 하나의 물질을 챔버의 외부에서 고주파로 가열시켜 증발되도록 하여 벌브의 외측면에 코팅되도록 하며, 그 이후에 다른 물질을 동일한 방법으로 증발시켜 먼저 코팅된 코팅면 위에 코팅되도록 하는 방법으로 코팅이 이루어진다.

Description

할로겐 벌브를 사용하는 조명기구와 이 벌브의 코팅방법

본 발명은 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구와 이 벌브의 코팅방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원하는 색의 빛만이 피사체에 조사될 수 있도록 하여 공간의 연출을 다양화하며, 자외선을 차단시켜 피사체의 변질을 방지함과 아울러 할로겐 사이클의 증대로 벌브의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 조명기구와 그 조명기구에 사용되는 벌브의 코팅방법에 관한 것이다.

조명기구는 인테리어 분야에서 공간의 연출을 보다 아늑하게 하여 심리적으로 안정감을 주고, 색채감을 증대시켜 보다 고급스럽고 조용한 분위기를 만들 수 있는 효과를 갖는다.

대개의 경우 이러한 조명기구는 고온에 견딜 수 있으며 관벽의 흑화가 적은 할로겐 램프를 많이 사용하고 있는데, 이 할로겐 램프는, 투명하고 증발하기 쉬운 할로겐화 텅스텐을 사용하게 된다.

상기한 할로겐화 텅스텐이 대류에 의하여 필라멘트가 2000도 이상의 고온이 되면 이로 인하여 분해되고 텅스텐은 필라멘트로 되돌아가고 할로겐은 확산된다.

이 할로겐이 관벽에 가면, 또다시 텅스텐을 잡아서 필라멘트로 되돌려 주는 할로겐 재생 사이클을 이룬다. 이러한 재생 사이클은 램프의 수명에 많은 영향을 주는 것으로 알려져 있다.

그러나 조명기구에 사용되는 할로겐 램프는 다양한 색연출이 가능하여야 조명기구로서 역할을 다할 수 있으므로, 대개의 경우는 벌브와 결합되는 반사부재의 내측면에 유색으로 코팅하여 벌브로부터 나오는 빛이 이 반사부재의 코팅면에서 반사될 수 있도록 하므로서 원하는 색상의 빛을 얻고 있다.

이러한 방식은 벌브로부터 나오는 자외선을 차단할 수 있는 수단이 강구되어 있지 않기 때문에 피사체가 이 자외선에 의해 변질되는 경향이 있다.

게다가 벌브로부터 나오는 빛 에너지를 차단할 수 없기 때문에 할로겐 재생 사이클이 만족할 만큼 진행되지 않아 효율이 저하되며 또 벌브의 수명을 단축시키는 한 요인이 되고 있다.

또 이와 같이 자외선이 벌브를 투과하여 반사부재에 충돌하게 되므로 이 반사부재는 상당한 고온으로 되어 실질적으로 조명기구로 사용할때 화재의 위험이 내재하고 있다.

또한 종래의 할로겐 램프는 원하는 색만을 벌브로부터 나오게 하는 것이 아니고, 모든 색의 빛이 나오게 한 후 반사부재에 코팅된 색상으로 색연출을 하도록 하고 있기 때문에 색연출(연색성)이 저하되며, 피로감이 가중되고, 또 심리적 불안감을 유발시키는 요인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 색연출이 우수하며, 자외선을 차단하여 피사체의 변질을 막으며, 할로겐 램프의 재생 사이클을 원활하게 하여 벌브의 수명을 연장시키며, 발열량 감소호 화재 위험을 줄일 수 있는 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구와 이 벌브의 코팅방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위한 조명기구는, 외부의 전원과 전기적으로 연결되는 필라멘트를 내부에 가고 있는 벌브와, 상기한 벌브의 표면에 코팅되어 빛의 파장 길이에 따라 선택적으로 빛을 투과시키고 나머지 빛은 벌브 내부로 되반사시켜 할로겐 사이클이 이루어질 수 있도록 하는 유전체 다층박막들과, 상기한 벌브와 결합되어 벌브로부터 나오는 빛을 피사체 측으로 반사시켜 주는 반수부재를 포함한다.

도 1는 본 발명에 의한 벌브의 정면도.

도 2는 본 발명에 사용되는 반사부재의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 조명기구의 측단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예로 사용될 수 있는 벌브의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 벌브 코팅방법을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 의한 벌브가 원하는 색의 빛만을 투과시키는 것을 설명하기 위한 작용도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 조명기구에 사용되는 할로겐 램프의 측면도이고, 도 2는 이 할로겐 램프가 결합되는 반사부재의 사시도로서, 벌브(2)는 석영유리와 같은 경질의 유리재로에 의해 일정한 형상을 이루고 있으며, 이 벌브의 내부 공간에 위치하는 필라멘트(4)는 몰리브덴 재질의 박판(6)을 통하여 외부 리이드 단자(8)와 전기적으로 연결이 이루어진다.

상기한 몰리브덴 박판(6)이 위치하는 부분은 벌브가 가압되어 리이드 단자(8)와 용접부분이 유동등으로 분리되지 않도록 되어 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 벌브(2)의 외측면에 원하는 색상의 빛만을 투과시킬 수 있는 색선별 수단을 제공하는 것이다.

이러한 색선별 수단은, 다수개의 유색층으로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서는 도 1의 부분 확대 도면으로부터 이해될 수 있듯이 벌브(2)의 표면으로부터 복수개의 유전체 다층박막들(10,12)이 교대로 코팅된다.

이들 다층박막들(10,12)은 TiO₂와 SiO₂가 사용될 수 있다. 본 실시예는 이들 물질에 한정되는 것은 아니며, 티타늄 계열의 금속산화물이나 실리콘 계열의 금속산화물이 사용될 수 있다.

상기한 티타늄 계열의 금속산화물은 빛의 굴절율이 고굴절율을 갖는 물질이며, 실리콘 계열의 금속산화물은 빛의 굴절율이 저굴절율을 갖는 물질이므로 이러한 물질의 사용은 필라멘트로부터 나오는 빛에서 원하는 색상(굴절율)의 빛만을 벌브 외측으로 투과시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 굴절율에 대한 설명은 후에 설명되는 도 6을 통하여 이해될 것이다.

대략 TiO₂의 굴절율은 2.3이며, SiO₂의 굴절율은 1.46이고, 필라멘트로부터 나오는 빛은 각각의 색상을 갖는 빛의 파장이 적외선 측으로부터 자외선 측으로 가면서 점차적으로 길어지는 특성을 가지므로 상기한 유전체 다층박막의 두께를 적절히 조절하므로서 원하는 색상의 빛만을 투과시킬 수 있다.

이러한 유전체 다층박막(10,12)들을 코팅하는 방법은, 도 5에 도시된 바와 같은 챔버(20)에 내부에 티타늄 계열의 물질을 담고 있는 용기(22)와 실리콘 계열의 물질을 담고 있는 용기(24)를 위치시키고, 이 챔버의 내부에 히터로 이루어지는 발열수단(26)을 위치시켜 전원을 인가함으로서 챔버 내부를 대략 300℃에서 400℃까지 가열시키면서, 디퓨전 펌프(28)로 챔버 내부의 공기를 뽑아 내어 그 진공도가 약 10^-5토르에서 10^-6토르까지 되도록 한다.

이러한 진공도 상태에서 고주파 가열기(30)로 상기한 금속산화물이 담겨 있는 용기중 어느 하나의 용기를 가열시켜 이 용기에 담겨져 있는 금속산화물 예컨대 TiO₂가 증발되도록 한다.

이와 같은 방법에 의해 증발되는 금속산화물이 챔버의 상측으로 비산될 수 있으므로, 챔버의 상측 내부에 벌브를 위치시켜 놓으면 이 벌브의 내면에 상기한 금속산화물이 코팅된다.

이때 상기한 금속산화물이 챔버의 내부 상측에 위치된 상태에서는 저면측에 코팅량이 많아질 것이므로 모터와 같은 회전구동수단(32)을 통하여 이 벌브를 파지하고 있는 지그(34)를 회전시켜 줌으로서 벌브(2)의 외주면 전체에 걸쳐 균일한 두께로 코팅을 할 수 있다.

이러한 코팅이 이루어진 후, 고주파 가열수단으로 증발시키지 않은 용기를 가열시켜 금속산화물을 증발시키면서 상기한 방법과 동일하게 코팅을 실시하면 된다.

이때 반듯이 티타늄 계열과 실리콘 계열의 금속산화물을 교대로 가열시켜야 유전체 박막은 고귤절율과 저굴절율의 층이 형성될 수 있다.

이와 같은 방법으로 도 1 및 도 6에 나타낸 바와 같이 벌브(2)의 표면에는 다수개의 유전체 박막이 제공될 수 있다.

이러한 유전체 다층박막들(10,12)은, 도 6을 통하여 이해될 수 있듯이 광원(36)으로부터 나오는 빛은 벌브(2)를 통하여 외부로 투과될때 가장 작은 파장 길이를 갖고 있는 빛은 벌브(2)와 가장 가까이 코팅된 박막을 투과하지 못하고 굴절되어 벌브(2) 내부로 다시 들어오게 된다.

그리고 그 다음으로 작은 파장 길이를 갖고 있는 빛은 그 다음 박막층에서 굴절되어 벌브 내부로 다시 들어오게 되는데, 이러한 방법으로 최외측의 박막층을 통과하는 빛은 예컨대 보라색이나 오렌지색 또는 적색이 될 수 있다.

이것은 유전체 박막층을 어떠한 두께로 그리고 몇층을 코팅하는 것에 따라 변화될 수 있으므로 원하는 색상의 빛만을 투과시킬 수 있다.

이때 자외선은 파장 길이가 작아 이들 층을 통과하지 못하게 되므로 피사체에 자외선이 조사됨으로서 피사체가 변질되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 이러한 유전체 다층박막을 갖는 벌브와, 도 2에 도시된 바와 같은 반사부재(40)와 결합되어 사용됨으로서 원하는 빛만을 원하는 방향으로 조사시킬 수 있는 조명기구로서 사용될 수 있다.

본 실시예가 제공하는 반사부재(40)는 대기측으로 노출되는 부분이 큰 확개부로 이루어지며, 그 내부의 반사면은 다수개의 경사면들(42)로 이루어짐으로서 벌브로부터 나오는 빛을 일정한 각도로 조사시킬 수 있는 구성을 갖는다.

이와 같이 반사부재(40)에 본 실시예가 제공하는 벌브(2)가 도 3에 도시한 바와 같이 결합되어 조명기구로 사용되는 경우에는, 위에서 설명한 바와 같이 수많은 빛 에너지를 투과시키지 않게 되므로 반사부재(40)가 받는 빛 에너지는 종래보다 아주 작게 된다.

따라서 종래와 같이 빛 에너지에 의해 고온으로 가열됨으로서 야기될 수 있는 문제점들을 해소할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 벌브를 도시하고 있는 것으로서, 유전체 박막층이 형성되는 것은 동일하지만, 벌브(2)의 선단부분에 모든 빛의 투과를 차단할 수 있는 흑색층(예를들면 카본과 같은 물질들)(44)이 코팅됨으로서 벌브로부터 나오는 모든 빛이 반사부재를 통해서만 피사체측으로 조사될 수 있도록 하는 것이 다르다.

이것은 특히 조명기구로서 피사체층으로 빛을 조사시킬때 상기한 실시예의 벌브보다는 유리하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구는, 시각적인 면에서 피사체면에 분포율 높은 색채감을 증대시킬 수 있으며, 원하는 색상의 빛만을 조명에 사용할 수 있어 색연출이 우수하며, 심리적 안정감을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

게다가 자외선을 차단시킬 수 있어 장시간 조명기구에 의해 빛을 조사받는 피사체가 변질되는 것을 최소화시킬 수 있으며, 빛 에너지를 되반사시키기 때문에 벌브의 고유한 할로겐 사이클을 증대시킬 수 있어 벌브의 수명을 증대시킬 수 있으며, 많은 양의 빛 에너지를 차단시키므로 반사부재가 고온으로 되지 않아 조명기구에서 발생될 수 있는 화재의 위험을 해소할 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 외부의 전원과 전기적으로 연결되는 필라멘트를 내부에 갖고 있는 벌브와,

   상기한 벌브의 표면에 코팅되어 빛의 파장 길이에 따라 선택적으로 빛을 투과시키고 나머지 빛은 벌브 내부로 되반사시켜 할로겐 사이클이 이루어질 수 있도록 하는 유전체 다층박막들과,

   상기한 벌브와 결합되어 벌브로부터 나오는 빛을 피사체 측으로 반사시켜 주는 반수부재를 포함하는 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구.
2. 청구항 1에 있어서, 벌브의 선단부는 흑색층으로 코팅되는 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구.
3. 일정한 내부 공간을 갖는 챔버의 내부를 진공상태로 하면서, 이 챔버의 상측 내부에 코팅되지 않은 벌브를 위치시켜 회전시키고 이 챔버의 내부에 놓여진 2가지 물질 중 어느 하나의 물질을 챔버의 외부에서 고주파로 가열시켜 증발되도록 하여 벌브의 외측면에 코팅되도록 하며, 그 이후에 다른 물질을 동일한 방법으로 증발시켜 먼저 코팅된 코팅면 위에 코팅되도록 하는 할로겐 벌브를 사용하는 조명기구의 벌브의 코팅방법.