WO2010084770A1 - 放電管、放電管の反射膜形成方法、および発光装置 - Google Patents

放電管、放電管の反射膜形成方法、および発光装置 Download PDF

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reflective film
glass bulb
light
deposition
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荻野康志
堤清志
村井利彰
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a discharge tube used as an artificial light source for photography and the like, a method of forming a reflection film of the discharge tube, and a light emitting device.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a discharge tube used in a conventional strobe device.
  • a strip of light transmitting (in FIG. 10, from the surface to the back surface in FIG. 10) is left on the outer peripheral surface of the cylindrical glass bulb 92 which is a component of the discharge tube 91.
  • a membrane 94 is provided.
  • the reflective film 94 is formed by vapor deposition of a metal such as aluminum or silver, and plays a role of a reflector that reflects light emitted in the discharge tube 91.
  • the light emission of the discharge tube 91 is caused by the light emission of the whole gas excited in the discharge tube 91, the light emission at the point L is not reflected by the reflective film 94 as shown in FIG. As shown, it is irradiated to the rear of the discharge tube 91 and becomes loss.
  • the reflective film 94 formed on the discharge tube 91 has a deposition angle of 180 ° or more in the circumferential direction on the outer peripheral surface, which is more appropriate It is necessary to form in sufficient thickness in the range.
  • the deposition material When a reflective film is formed by metal deposition in the direction of the arrow Y in the outer circumferential surface of the cylindrical discharge tube 91 by the conventional deposition method, the deposition material easily adheres to the outer circumferential surface 95 facing the deposition source. However, it is difficult for the deposition material to adhere to the outer peripheral surface 96 (a semi-peripheral surface far from the deposition source in the tube surface) which is a shadow from the deposition source, and the film thickness of the reflective film 96 becomes extremely thin. Therefore, the light emitted in the discharge tube 91 can not be sufficiently reflected.
  • a uniform light intensity distribution can not be obtained because the amount of light is insufficient.
  • the present invention provides a discharge tube with reduced loss of light quantity, a method of forming a reflective film of the discharge tube capable of obtaining a sufficient film thickness in a wide region of the outer peripheral surface, and a light emitting device capable of obtaining uniform light intensity distribution. It is a thing.
  • the discharge tube of the present invention comprises a glass bulb and a reflective film formed at least in the range of 230 ° on the outer peripheral surface of the glass bulb. According to such a configuration, the light emission in the discharge tube is reflected in the irradiation direction without being irradiated to the rear of the discharge tube, so that the light quantity loss of the discharge tube can be reduced.
  • the method for forming a reflective film of a discharge tube according to the present invention has a configuration of forming a reflective film on the outer surface of a glass bulb by vapor-depositing metal from a deposition source from at least two directions. With this configuration, a sufficient film thickness can be obtained in a wide region of the outer peripheral surface of the discharge tube.
  • a light emitting device of the present invention includes the above-described discharge tube. With such a configuration, a component irradiated to the rear side is not generated in the light emitted in the discharge tube by the reflective film, so that a uniform light intensity distribution can be obtained. Therefore, a smaller and more efficient light emitting device can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vacuum vapor deposition apparatus used in a method of forming a reflective film of a discharge tube according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a vapor deposition jig used in the method of forming a reflective film of a discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the discharge tube for illustrating the method of forming a reflective film of the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 3B is another cross-sectional view of the discharge tube for illustrating the method of forming a reflective film of the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vacuum vapor deposition apparatus used in a method of forming a reflective film of a discharge tube according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a vapor deposition jig used in the method of forming a reflective film of a discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 3C is still another cross-sectional view of the discharge tube for illustrating the method of forming a reflective film of the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 4A is a view showing the relationship between the reflectance and the film thickness of the reflective film in the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 4B is a characteristic diagram showing the relationship between the reflectance and the film thickness of the reflective film in the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 5A is a view showing the relationship between the dimensions of the discharge tube and the deposition angle of the reflective film according to the embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram showing another relationship between the dimensions of the discharge tube and the deposition angle of the reflective film according to the embodiment.
  • FIG. 6A is a characteristic diagram showing the relationship between the light emission direction and the light amount of the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 6B is another characteristic diagram showing the relationship between the light emission direction and the light amount of the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a view showing comparison of color temperatures at the time of light emission of the discharge tube according to the embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded view of a main part of the strobe unit according to the same embodiment.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing an example of a strobe unit according to the same embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing another example of the strobe unit according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional discharge tube on which a reflective film is formed.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vacuum vapor deposition apparatus used in a method of forming a reflective film of a discharge tube according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a vapor deposition jig used in the method of forming a reflective film of a discharge tube according to the embodiment.
  • the glass bulb 2 is fixed to the vapor deposition jig 3 and installed in the vacuum chamber 4 of the vacuum vapor deposition apparatus 1.
  • a reflective film is formed on the outer peripheral surface of the glass bulb 2 by vapor-depositing metal from the vapor deposition source 6.
  • the vapor deposition jig 3 can set a plurality of glass bulbs 2 from the viewpoint of productivity.
  • the deposition jig 3 is attached to the upper swing stage 5 in the vacuum chamber 4.
  • the rotation stage 5 sets the rotation angle so as to swing the deposition jig 3 in the direction of the arrow W.
  • a deposition source 6 of a metal material which is deposited on the glass bulb 2 to be a reflective film is installed below the vacuum chamber 4.
  • a metal material such as aluminum or silver is used.
  • the vapor deposition jig 3 is provided with a plurality of mask jigs 8 on a base plate 7. Each mask jig 8 is placed along the longitudinal direction of the glass bulb 2 as the object of vapor deposition. Then, after the glass bulbs 2 are placed on the mask jigs 8, portions close to both ends of the cylindrical shape in the glass bulbs 2 are fixed by the pressing plates 9. The presser plate 9 is fixed to the mounting portion 10 on the base plate 7 with screws 11 so as to abut on both ends of each glass bulb 2.
  • the vapor deposition jig 3 is turned upside down (the glass bulb 2 is positioned below the mask jig 8) In the vacuum chamber 4 of the vacuum evaporation apparatus 1).
  • the vapor deposition jig 3 is attached to the swing stage 5 in the vacuum chamber 4 so that the direction in which the swing stage 5 rotates and the longitudinal direction of the glass bulb 2 are orthogonal to each other. That is, when the rotation angle of the stage 5 changes, the angle of the deposition source 6 with respect to the outer periphery of the glass bulb 2 changes in the circumferential direction of the glass bulb 2. Therefore, by rotating the swing stage 5, the relative position of the glass bulb 2 and the deposition source 6 is changed, and a metal material is deposited on the outer surface of the glass bulb 2 from the deposition source 6 to form a reflective film. it can.
  • the mask jig 8 is for providing a portion where the reflective film is not formed on the outer peripheral surface of the glass bulb 2, that is, a portion to be a strip-like light transmitting portion through which light is transmitted. Further, the holding plate 9 not only fixes the mask jig 8 and the glass bulb 2 but also plays a role of preventing film formation of the electrodes 12 at both ends of the glass bulb 2 and the glass at both ends.
  • FIG. 3A and 3B by changing the rotation angle of the swing stage 5, the angle with respect to the outer periphery of the glass bulb 2 from the deposition source 6 is changed in the circumferential direction of the glass bulb 2 to perform two depositions.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of the discharge tube in which the reflective film is formed by performing the deposition twice.
  • the deposition jig 3 on which the mask jig 8 and the glass bulb 2 are fixed is placed in the vacuum chamber 4 and the vacuum chamber 4 is evacuated, and then the deposition source 6 is heated.
  • the reflective film 13 is formed on the glass bulb 2 by evaporating the metal material.
  • the rotation angle of the swing stage 5 is set, and vapor deposition is performed on the glass bulb 2 in the direction of arrow X1, as shown in FIG. 3A. Since the metal material does not adhere to the portion hidden by the mask jig 8, the reflective film 13 is not formed.
  • An outer peripheral portion 15 not facing the deposition source 6 (a portion having a large angle at 90 ° to the left or right of the axis X1, ie, a half circumferential surface beyond the axis Y1) is a shade from the deposition source 6 and metal material hardly adheres thereto. . Therefore, the reflective film 13 can not be formed with the required film thickness.
  • the rotation angle (for example, about 90 ° or more) of the swing stage 5 is changed to perform vapor deposition on the glass bulb 2 in the direction of arrow X2, as shown in FIG. 3B.
  • FIG. 3B shows that the reflective film 13a deposited in the first step is formed from the region R1 to the region L1.
  • a line not formed on the portion hidden by the mask jig 8 but not parallel to the arrow X2 and passing through the center point O of the glass bulb 2 is taken as the axis X2 and orthogonal to the axis X2
  • the metal material easily adheres to the regions L2 and R2 facing the deposition source 6. Therefore, the reflective film 13 is formed to be gradually thinner from the axis X2 to the Y2 axis. This is similar to the deposition in the direction of arrow X1.
  • the region L1 previously deposited exceeds the axis Y2 by the rotation of the deposition jig 3 and becomes a shade from the deposition material 6, so that it is difficult for the metal material to adhere.
  • the region R1 since the region R1 is positioned so as to substantially overlap the region L2, the region R1 faces the deposition source 6, and the metal material adheres again to form the reflective film 13, thereby forming the overlapping region 16 (FIG. 3C).
  • the outer peripheral portion 15 which is a shade from the deposition source 6 at the time of deposition in the direction of the arrow X1 is also located in the region R2 opposed to the deposition source 6, the metal material adheres and the reflective film 13 is formed.
  • the deposition wraps around the glass bulb just by rotating the rotating stage 5 as in the present embodiment. That is, the reflection film 13 shown in FIG. 3C can be formed simultaneously on the plurality of glass bulbs 2 without rotating the respective glass bulbs 2 for vapor deposition. Therefore, the apparatus is not complicated and the cost can be reduced.
  • the metal material adheres to all the outer peripheral surfaces which are not covered by the mask jig 8 of the glass bulb 2 by performing the above procedure at least twice and plural times depending on the required film thickness. That is, the discharge tube 22 shown in FIG. 3C is completed in which the deposition film 13 is formed with a thickness that does not transmit light even when the deposition angle of the reflective film 13 exceeds 180 °.
  • the deposition regions R1 and L2 face the deposition source 6 more frequently than the deposition regions L1 and R2. From this, as shown in FIG. 3C, the vapor deposition film 13 is formed so that the overlapping portion 16 is formed the thickest, and the film thickness gradually decreases toward the opening 18.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams and characteristic views showing the relationship between the reflectance of the reflective film 13 formed on the discharge tube 22 and the thickness of the reflective film 13.
  • silver is used as the deposition source 6 to form the reflective film 13, and the average value when the spectral reflectance in the emission wavelength range of 400 to 700 nm is measured is shown.
  • the reflective film 13 is deposited to have a thickness of at least 50 nm or more, preferably 100 nm or more. If the thickness of the reflective film 13 is 50 nm or more, the reflectance of 92% of the reflector used in the conventional strobe device can be substantially achieved, and the light emitted in the discharge tube 22 is sufficiently reflected. Will be able to
  • the opening portion of the reflective film 13 which is easily peeled off is formed to have a film thickness of 50 nm or more which is thin to the extent that the reflectance does not decrease.
  • the reflective film thickness at the rear portion of the discharge tube where the metal particles may scatter due to the impact or heat at the time of discharge of the discharge tube is formed to be 100 nm or more to prevent the decrease of the reflected light amount. preferable.
  • the entire reflection film 13 When it is desired to set the entire reflection film 13 to a reflectance higher than that of the conventional reflector, it is preferable to perform film formation at least 80 nm or more.
  • the reflection film thickness of the rear portion of the discharge tube 22 is 100 nm or more by the above-described vapor deposition method. However, since the reflectance with a film thickness of 100 to 200 nm is almost the same, the reflectance can be averaged with a high reflectance of about 96% over the entire area of the reflection film 13, which is effective in suppressing light distribution unevenness.
  • An area where the reflective film 13 is not formed (a portion covered by the mask jig 8) is an opening 18 (light transmitting portion) in the discharge tube 22.
  • the discharge tube 22 is incorporated as a strobe device, if the angle (opening angle) of the opening 18 of the discharge tube 22 in the circumferential direction viewed from the front is less than a predetermined value, light emitted in the discharge tube is irradiated backward.
  • the discharge tube 22 incorporated as a strobe device is viewed from the front and the opening 18 is not located forward of the end of the reflective film 13, the light emitted in the discharge tube may be irradiated backward. Will occur.
  • the component irradiated backward is a loss of light quantity.
  • the opening angle is 2 ⁇
  • the outer radius of the discharge tube 22 is Ro
  • the inner radius of the discharge tube 22 is Ri
  • cos ⁇ Ri / Ro
  • An example of the deposition angle of the reflective film 13 is shown in FIG. 5A based on the size of a small diameter flash discharge tube generally manufactured.
  • the area where the reflective film is formed is at least 240 °.
  • the reflective film 13 is not formed on the portion hidden by the mask jig 8, it is possible to form a film in an appropriate area where the reflective film 13 is required.
  • the reflection film in the case of a flash light having a large light emission amount by making the outer shape of the flash bulb smaller by making the outer shape of the glass bulb 2 smaller and making the outer shape of the glass bulb 2 larger to increase the volume of the enclosed gas.
  • An example of 13 deposition angles is shown in FIG. 5B.
  • the area for forming the reflective film is set to at least about 230 °.
  • the manufacturing error (part tolerance) of the discharge tube 22, etc. it is preferable to set the area where the reflective film is formed to at least about 290 °.
  • the film formation is performed at an angle of at least 230 ° by changing the relative angular position of the discharge tube 22 and the deposition source 6 around the axis of the discharge tube 22 by the method of forming a reflective film according to this embodiment.
  • FIG. 6A is a characteristic diagram showing the relationship of the light quantity to the light irradiation direction of the discharge tube 22 according to the present embodiment, and the light quantity in the vertical direction, that is, the energy quantity within the required angle Each deposition angle is shown.
  • FIG. 6B is a characteristic diagram showing the relationship of the attenuation amount to the light irradiation direction of the discharge tube 22 according to the embodiment, and the attenuation within a required angle with reference to the light distribution in the vertical direction, ie, the central light amount.
  • the rates are shown for each of a plurality of deposition angles of the deposition film.
  • the numbers (0 °, 180 °,... 310 °) of the characteristic curves shown in the respective drawings represent the deposition angles of the deposited film.
  • the light axis of the discharge tube 22 is in the horizontal direction.
  • the required specification of the strobe device is set to an angle of view of a focal length of 28 mm in 35 mm lens conversion, and the irradiation angle in the vertical direction of the discharge tube 22 with respect to the optical axis is suitable for the specification. It was set to about 54 ° in total by 27 °. Then, the discharge which formed the deposition angle of the reflective film 13 at 180 ° to 310 ° (opening angle of the reflective film 13 at 50 ° to 180 °) on the glass bulb 2 having an outer diameter of 1.3 mm and an inner diameter of 0.85 mm. Light was emitted using the tube 22 and the discharge tube 22 without the reflective film 13.
  • the input voltage to the discharge tube 22 was 320 V, and the capacity of the main capacitor was 75 ⁇ F.
  • the discharge tube 22 was made to emit light without using the optical panel. If the aperture is too narrow, it focuses only on the center. Also, in the case of a light emitting tube using a glass bulb, it is not possible to design the light distribution simply by the light source alone. Therefore, it is more convenient for the light to leak outside than 54 ° because it is better to combine with the reflector and the panel. It is preferable to have a flat light distribution without having a large peak as much as possible in the region of 54 °.
  • the exposure dose in the range of up to 27 ° respectively is approximated by about 30 lux ⁇ sec.
  • the deposition angle is 230 ° or more, the amount of light at the central portion increases by about 2 lux ⁇ sec each time the deposition angle increases by 10 ° (the opening narrows by 10 °). From this, by narrowing the aperture angle, it is possible to reduce the loss of light irradiated outside the irradiation range.
  • a deposition angle of about 230 ° to about 290 ° is an optimum range.
  • the range setting of the deposition angle may be set based on the above-mentioned equation from the outer diameter and the inner diameter of the discharge tube 22 used.
  • the deposition angle is set to be about 260 ° according to the above equation.
  • the exposure amount is 35 lux ⁇ sec up to around 17 ° each in the vertical direction, and the light quantity reduction is suppressed to about 10% even at around 27 ° in the vertical direction. That is, it is possible to simultaneously achieve the reduction of the light amount loss and the suppression of the irradiation unevenness.
  • a protective layer may be provided after the reflective film 13 is deposited.
  • the protective layer is formed by placing the discharge tube 22 on which the reflective film 13 is formed in a furnace heated at 500 to 700 ° C. and spraying metal such as tin or indium on the outer peripheral surface of the discharge tube 22.
  • Metals such as tin and indium are used as a transparent conductive film (nesa film) in a general flash discharge tube. Therefore, even when the reflection film 13 is formed on the outer peripheral surface of the discharge tube 22, the light of the discharge tube 22 can be transmitted. On top of that, since it becomes a transparent crystal layer by spraying in a heated furnace, it is most suitable as a protective layer of the reflective film 13.
  • FIG. 7 shows a comparison of color temperatures at the time of light emission of a general discharge tube and a discharge tube according to the present invention.
  • FIG. 7 shows an example in which a protective film made of a transparent conductive film and a reflective film 13 are formed by the following four types of combinations using two types of discharge tubes 22 with an outer diameter of 1.3 mm and 1.8 mm. It shows the result of measuring the color temperature at the time of light emission by connecting to a circuit with a voltage of 320 V and a main capacitor of 75 ⁇ F.
  • the color temperature of the discharge tube 22 with a protective film and a reflective film is lower than that of the discharge tube 22 without a protective film and without a reflective film.
  • the color temperature is about 200 K lower than that of the discharge tube 22 without the protective film and with the reflective film.
  • the light of the discharge tube 22 may cause the optical panel of the strobe device to become cloudy.
  • the protective layer of the present invention it is possible to reduce the color temperature of the discharge tube 22 and to suppress the deterioration such as the white turbidity of the optical panel.
  • the above-described discharge tube 22 sets the area where the reflective film 13 is formed to at least 230 °, so that the light emitted in the discharge tube 22 does not generate a component to be irradiated to the rear, and high efficiency A strobe device can be obtained.
  • FIG. 8 is an exploded view of a strobe unit in which the discharge tube 22 and the reflecting member 19 are combined.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing an example of a strobe unit 17 using a discharge tube 22 having a reflective film 13 as a light emitting unit. The reflective member 19 is closely attached to the discharge tube 22 shown in FIG. 9A, and the transparent optical panel 20 is further combined.
  • the reflective film 13 is formed on the discharge tube 22, and the reflective film 13 is vapor-deposited up to the front (in the direction of the reflective member 19) of the inner diameter edge of the discharge tube 22. Therefore, it is not necessary to provide a reflector at the back where light is emitted. However, the reflective member 19 is used to collect light emitted from the opening 18 and scattered forward to increase the luminous efficiency.
  • the reflection member 19 is formed such that an opening 19 a in close contact with the discharge tube 22 overlaps the end 13 b of the reflection film 13.
  • the stroboscopic unit 17 composed of the discharge tube 22 and the reflective member 19 on which the reflective film 13 is vapor-deposited is not a structure in which a reflector is provided at the rear in this way, and the light can be efficiently collected by the reflective film 13. Can be made smaller. Therefore, a small strobe device can be obtained.
  • a gap is not formed between the opening 19 a of the reflecting member 19 and the opening 18 of the discharge tube 22. If a gap is formed between the opening 19a of the reflecting member 19 and the opening 18 of the discharge tube 22, flash light of the discharge tube 22 leaks from this gap, resulting in a loss of light quantity.
  • FIG. 9B shows the strobe unit 17 when the reflective member 19 is used as a mask jig for deposition, and the discharge tube 22 and the reflective member 19 are combined and fixed to the deposition jig to deposit the reflective film 13.
  • the reflecting member 19 does not overlap with the end 13 b of the reflecting film 13.
  • the reflection film 13 can be formed more easily at an appropriate deposition angle.
  • the gap between the discharge tube 22 and the reflection member 19 is covered with the deposited metal material, the gap between the discharge tube 22 and the reflection member 19 is difficult to form, and the discharge tube is the same as the configuration of FIG. 9A.
  • the flash light 22 does not form a gap between the opening 19 a of the reflecting member 19 and the opening 18 of the discharge tube 22. Therefore, it is possible to easily obtain a high efficiency strobe device with less light loss.
  • the rotating stage 5 is rotated to change the angle from the deposition source 6 with respect to the outer periphery of the discharge tube 22.
  • the invention is not limited to this.
  • the discharge tubes 22 may be individually rotated one by one.
  • the deposition source 6 may be moved to change the angle with respect to the outer periphery of the discharge tube 22.
  • the discharge tube used for the strobe device has been described.
  • discharge tubes such as a light irradiation treatment device that treats a skin disease using a xenon lamp, a light beauty device that smoothes rough skin using the same xenon lamp, a light hair removal device using a flash lamp, etc.
  • Therapeutic devices and cosmetic devices using the same have also been developed.
  • a light emitting device used for such a treatment device or a cosmetic device also needs to condense light emitted by the discharge tube in the direction of the skin or the skin.
  • a discharge tube in which a reflective film is formed at least 230 ° on the outer peripheral surface of the glass bulb is used. Can reduce the loss of light to the skin and the skin, and enhance the effects of treatment and beauty.
  • the discharge tube of the present invention includes the glass bulb and the reflective film formed in the range of at least 230 ° on the outer peripheral surface of the glass bulb. According to such a configuration, the light emission in the discharge tube is reflected in the irradiation direction without being irradiated to the rear of the discharge tube, so that the light quantity loss of the discharge tube can be reduced.
  • the reflective film is formed in the range of 230 ° to 290 ° on the outer peripheral surface of the glass bulb. According to this configuration, it is possible to achieve both reduction in light amount loss and irradiation unevenness.
  • the discharge tube of the present invention has a region in which the reflective film is formed with a thickness of at least 50 nm. According to this configuration, since the reflective film is deposited so as not to be extremely thin, the light emitted in the discharge tube is reflected without being transmitted through the reflective film, and is more reliably collected in the optical axis direction of the discharge tube Is possible.
  • the film thickness of the reflective film is formed to increase from the opening where the reflective film is not formed to the rear.
  • the metal characteristics elastic modulus
  • the metal particles are scattered by heat or impact, and gradually thin to transmit light. Therefore, in order to use it as a reflective film, it is necessary to have a certain thickness or more. Therefore, in the discharge tube of the present invention, since the opening portion of the reflective film which is easily peeled off is formed thin, peeling of the reflective film becomes difficult to occur.
  • the reflection film thickness at the rear portion of the discharge tube that reflects a large amount of light is formed thick, it is possible to prevent a decrease in reflectance even if metal particles are scattered.
  • a protective layer is formed on the surface of the reflective film. According to this configuration, the protective film prevents the deterioration and peeling of the reflective film, and the color temperature of light transmitted through the protective film can be reduced at the opening of the reflective film.
  • the protective layer is a metal thin film.
  • the metal thin film can further prevent the deterioration and peeling of the reflective film, and the color temperature of the light transmitted through the metal thin film can be further reduced at the opening portion of the reflective film.
  • the method for forming a reflective film of a discharge tube according to the present invention has a configuration of forming a reflective film on the outer surface of a glass bulb by vapor-depositing metal from a deposition source from at least two directions.
  • the metal material can be deposited so as to adhere from different angles, so that a sufficient film thickness can be obtained in a wide region of the outer peripheral surface of the discharge tube, for example, at least 230 °.
  • the reflective film is formed in the range of at least 230 ° on the outer peripheral surface of the glass bulb.
  • the method for forming a reflective film of a discharge tube according to the present invention has a configuration in which the relative position between the glass bulb and the deposition source is changed in the outer peripheral direction of the glass bulb to perform deposition. According to this configuration, the surface which is a shade from the deposition source disappears on the outer peripheral surface of the glass bulb, and the metal particles adhere to the portion which was the end of the deposition range at the previous deposition. Therefore, even when the deposition angle of the reflective film is large, it is possible to obtain a necessary film thickness.
  • the reflective film in the second step is formed by performing deposition on the reflective film formed in the first step. According to this configuration, it is possible to obtain the required film thickness even when the deposition angle of the reflective film is large.
  • the method for forming a reflective film of a discharge tube according to the present invention has a configuration in which, when metal is deposited on the outer surface of the glass bulb, a region where metal is not deposited by deposition is provided using a mask jig. According to this configuration, the metal material does not adhere to the portion hidden by the mask jig, so that the metal can be used in an appropriate area where the reflective film is required even if the facing position between the discharge tube and the deposition source is changed. The material is deposited.
  • the method for forming a reflective film of a discharge tube according to the present invention has a configuration in which the reflective member provided on the front surface of the glass bulb is used as a mask jig in a state of being in close contact with the outer peripheral surface of the glass bulb. According to this configuration, the reflective film can be formed more easily at an appropriate deposition angle. At the same time, since the gap between the discharge tube and the reflecting member is covered with the deposited metal material, the gap between the discharge tube and the reflecting member is eliminated, and a high efficiency strobe device with little loss of light quantity can be obtained easily. .
  • the light emitting device of the present invention has a configuration in which the discharge tube is used as a light emitting portion. According to such a configuration, the light emitted in the discharge tube by the reflective film does not generate a component to be irradiated backward, so that a compact and more efficient light emitting device can be obtained.
  • the light emitting device of the present invention has a configuration in which a reflecting member is provided in front of the discharge tube. According to this configuration, it is possible to obtain a more efficient light emitting device because the reflecting member collects the light radiated forward and scattered to increase the light emission efficiency.
  • the present invention is useful for a stroboscopic device, a treatment, a light emitting device for beauty and the like because a small-sized, high-efficiency discharge tube with less light loss can be obtained.

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Abstract

ガラスバルブ（２）と、ガラスバルブ（２）の外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜（１３）とを備えることにより、放電管（２２）の外周面の広い領域において十分な膜厚の反射膜（１３）を得ることができ、均一な光強度分布を有する発光装置が得られる。

Description

放電管、放電管の反射膜形成方法、および発光装置
　本発明は、写真撮影用などの人工光源として使用される放電管、放電管の反射膜形成方法、および発光装置に関するものである。
　近年、コンパクトカメラやカメラ機能付き携帯電話機の小型化が要求され、これらに付帯し人工光源として使用されるストロボ装置にも小型化が要求されてきている。
　小型化に対応するためには構造を簡略化する必要があり、このストロボ装置の発光部の構造を簡略化するために、従来からストロボユニットに用いられていた反射傘を廃し、放電管の外周面に反射膜を設けたストロボ装置が提案されている（特許文献１参照）。
　図１０は、従来のストロボ装置に用いられる放電管を示す断面図である。このストロボ装置においては、放電管９１の構成要素である円筒状のガラスバルブ９２の外周面に、光が透過する帯状（図１０では紙面の表面から裏面方向）の透光部９３を残して反射膜９４が設けられている。反射膜９４は、アルミニウム、銀等の金属を蒸着することによって形成され、放電管９１内で発光した光を反射させるという反射傘の役割を果たす。
　しかしながら、放電管９１の発光は放電管９１内で励起されたガス全体が発光して起こることから、図１０に示すように、点Ｌでの発光が反射膜９４では反射されず、矢印Ｄで示すように、放電管９１の後方に照射されてロスになってしまう。この光量ロスを低減して光を放電管９１の前方に反射させるためには、放電管９１に形成される反射膜９４を外周面における円周方向１８０°以上の蒸着角度であって、より適正な範囲に十分な厚さに形成する必要がある。
　また、従来の蒸着方法により円筒状の放電管９１の外周面、矢印Ｙの方向に金属蒸着による反射膜を形成する場合、蒸着源に対向する外周面９５は蒸着材料が付着し易い。しかし、蒸着源から陰となる外周面９６（管面において蒸着源に遠い半周面）では蒸着材料が付着し難く、反射膜９６が極端に膜厚が薄くなってしまう。そのため、放電管９１内で発光した光を十分に反射させることができなくなる。
　したがって、従来の放電管を用いたストロボ装置のような発光装置は、光量が不足するため均一な光強度分布が得られない。
特開平７－７２５３５号公報
　本発明は、光量のロスを低減した放電管、外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる放電管の反射膜形成方法、および均一な光強度分布が得られる発光装置を提供するものである。
　本発明の放電管は、ガラスバルブと、ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜とを備える。かかる構成によれば、放電管内での発光が放電管の後方に照射されることなく、照射方向に反射されるので、放電管の光量ロスを低減することができる。
　本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に少なくとも２方向から蒸着源からの金属を蒸着することにより反射膜を形成する構成を有する。かかる構成により、放電管の外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる。
　本発明の発光装置は、上記放電管を備える。かかる構成により、反射膜によって放電管内で発光した光に後方へ照射される成分が生じなくなるため、均一な光強度分布が得られる。したがって、小型でより高効率の発光装置が得られる。
図１は、本発明の一実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる真空蒸着装置の概略図である。 図２は、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる蒸着治具を示す斜視図である。 図３Ａは、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法を説明するための放電管の断面図である。 図３Ｂは、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法を説明するための放電管の他の断面図である。 図３Ｃは、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法を説明するための放電管のさらに他の断面図である。 図４Ａは、同実施の形態に係る放電管における反射膜の反射率と膜厚の関係を示す図である。 図４Ｂは、同実施の形態に係る放電管における反射膜の反射率と膜厚の関係を示す特性図である。 図５Ａは、同実施の形態に係る放電管の寸法と反射膜の蒸着角度との関係を示す図である。 図５Ｂは、同実施の形態に係る放電管の寸法と反射膜の蒸着角度との他の関係を示す図である。 図６Ａは、同実施の形態に係る放電管の光放射方向と光量の関係を示す特性図である。 図６Ｂは、同実施の形態に係る放電管の光放射方向と光量の関係を示す他の特性図である。 図７は、同実施の形態に係る放電管の発光時の色温度についての比較を示す図である。 図８は、同実施の形態に係るストロボユニットの要部分解図である。 図９Ａは、同実施の形態に係るストロボユニットの例を示す断面図である。 図９Ｂは、同実施の形態に係るストロボユニットの他の例を示す断面図である。 図１０は、従来の反射膜が成膜された放電管を示す断面図である。
　以下、本発明を図面を参照しながら実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる真空蒸着装置の概略図である。図２は、同実施の形態に係る放電管の反射膜形成方法に用いられる蒸着治具を示す斜視図である。
　まず、真空蒸着による放電管の反射膜形成方法の概要を説明する。図１において、ガラスバルブ２を蒸着治具３に固定して真空蒸着装置１の真空チャンバ４内に設置する。ガラスバルブ２の外周面に、蒸着源６から金属を蒸着することにより反射膜を形成する。蒸着治具３は生産性の観点から複数のガラスバルブ２をセットできるようになっている。蒸着治具３は、真空チャンバ４内の上方の煽りステージ５に取り付けられる。煽りステージ５は、矢印Ｗの方向に蒸着治具３を煽るように回転角度を設定する。
　一方、真空チャンバ４内の下方には、ガラスバルブ２に蒸着されて反射膜となる金属材の蒸着源６が設置される。蒸着源６としては、アルミニウム、銀等の金属材が用いられる。蒸着の対象物となるガラスバルブ２と蒸着源６とを設置した後、真空チャンバ４内を真空状態にし、蒸着源６を加熱して矢印Ｘの方向に金属材を蒸発させることにより、ガラスバルブ２へ反射膜の形成を行う。
　次に、ガラスバルブ２を蒸着治具３に固定する方法と、蒸着治具３を真空チャンバ４内に設置する方法とについて説明する。蒸着治具３は、図２に示すように、ベース板７上に複数のマスク用治具８を設けるようになっている。各マスク用治具８は、蒸着の対象物となるガラスバルブ２と互いの長手方向に沿うように置かれる。そして、各マスク用治具８にガラスバルブ２が置かれた後、各ガラスバルブ２における円筒形状の両端部に近い部分が押え板９によって固定される。押え板９は、各ガラスバルブ２の両端部に当接するように、ベース板７上の取付け部１０にネジ１１で固定される。
　ベース板７上に全てのマスク用治具８とガラスバルブ２とが固定された後、蒸着治具３は、上下反転した状態で（ガラスバルブ２がマスク用治具８よりも下に位置する状態で）、真空蒸着装置１の真空チャンバ４内に設置される。蒸着治具３は、前述の通り、真空チャンバ４内の煽りステージ５に取り付けられるが、煽りステージ５が回転する方向と、ガラスバルブ２の長手方向とが直交するように取り付けられる。すなわち、煽りステージ５の回転角度が変化することにより、蒸着源６からのガラスバルブ２の外周に対する角度が、ガラスバルブ２の円周方向で変化することになる。したがって、煽りステージ５を回転することにより、ガラスバルブ２と蒸着源６の相対位置を変化させて、ガラスバルブ２の外表面に蒸着源６から金属材を蒸着して反射膜を形成することができる。
　なお、マスク用治具８は、ガラスバルブ２の外周面に反射膜が形成されない部分、即ち、光が透過する帯状の透光部となる部分を設けるためのものである。また、押え板９は、マスク用治具８とガラスバルブ２とを固定するほか、ガラスバルブ２の両端部における電極１２および両端部のガラスの部分が成膜されないようにする役割も果たしている。
　図３Ａ、図３Ｂは、煽りステージ５の回転角度を変化させることにより、蒸着源６からのガラスバルブ２の外周に対する角度を、ガラスバルブ２の円周方向で変化させて、２回の蒸着を行う際の、蒸着源６とガラスバルブ２との相対位置を示す放電管の断面図である。図３Ｃは、この２回の蒸着を行うことにより反射膜が形成された放電管の断面図である。前述のように、マスク用治具８とガラスバルブ２とが固定された蒸着治具３を真空チャンバ４内に設置し、真空チャンバ４内を真空状態にした後に、蒸着源６を加熱して金属材を蒸発させることにより、ガラスバルブ２への反射膜１３の形成を行う。
　まず、第１ステップで、煽りステージ５の回転角度を設定して、図３Ａに示すように、ガラスバルブ２に対して矢印Ｘ１の方向に蒸着を行う。マスク用治具８によって隠されている部分には金属材は付着しないので、反射膜１３は成膜されない。
　矢印Ｘ１に平行であって、ガラスバルブ２の中心点Ｏを通る線を軸Ｘ１とし、軸Ｘ１に直交して中心点Ｏを通過する線を軸Ｙ１とした場合に、軸Ｘ１（０°）から軸Ｙ１（右９０°）にかけた領域Ｒ１、および軸Ｙ１（左９０°）にかけた領域Ｌ１は、蒸着源６に対向することから、金属材が付着し易く、軸Ｘ１から軸Ｙ１にかけて徐々に薄くなるように反射膜１３が形膜される。
　蒸着源６に対向していない外周部分１５（軸Ｘ１の左右９０°以上に角度の大きい部分、すなわち軸Ｙ１を超えた半周面）は、蒸着源６から陰になるため殆ど金属材が付着しない。そのため、反射膜１３を必要な膜厚で形成することができない。
　次に、第２ステップで、煽りステージ５の回転角度（例えば、９０°を超える程度）を変化させて、図３Ｂに示すように、ガラスバルブ２に対して矢印Ｘ２の方向に蒸着を行う。図３Ｂでは、第１ステップで蒸着した反射膜１３ａが、領域Ｒ１から領域Ｌ１にわたって形成されていることを示している。
　第２ステップでは、マスク用治具８によって隠されている部分には成膜されず、矢印Ｘ２に平行であってガラスバルブ２の中心点Ｏを通る線を軸Ｘ２とし、軸Ｘ２に直交して中心点Ｏを通過する線を軸Ｙ２とした場合に、蒸着源６に対向した領域Ｌ２、Ｒ２では金属材が付着し易い。したがって、反射膜１３は、軸Ｘ２からＹ２軸にかけて徐々に薄くなるように成膜される。このことは、矢印Ｘ１の方向の蒸着時と同様である。
　先に蒸着された領域Ｌ１は、蒸着治具３の回転によって軸Ｙ２を超え、蒸着材６からの陰となってしまうために金属材が付着し難い。しかし、領域Ｒ１は領域Ｌ２にほぼ重複して位置するので、蒸着源６に対向しており、再度金属材が付着して反射膜１３が形成され、重複領域１６（図３Ｃ）となる。
　また、矢印Ｘ１の方向の蒸着時に蒸着源６から陰となっていた外周部分１５も蒸着源６に対向した領域Ｒ２に位置するので、金属材が付着して反射膜１３が形成される。
　なお、スパッタによる蒸着は、射出領域に強い指向性を持たないので、本実施の形態のように、煽りステージ５を回転するだけでも蒸着がガラスバルブの周りに回り込む。すなわち、それぞれのガラスバルブ２を回転させて蒸着しなくても、複数のガラスバルブ２に同時に図３Ｃに示す反射膜１３を形成することができる。したがって、装置が複雑にならず、コストを抑えることができる。
　上記の手順を少なくとも２回、必要な膜厚に応じて複数回行うことによって、ガラスバルブ２のマスク用治具８に覆われていない外周面全てに金属材が付着する。すなわち、反射膜１３の蒸着角度が１８０°を超える場合であっても光を透過しない膜厚で蒸着膜１３が形成された、図３Ｃに示す放電管２２が完成する。
　この際に、蒸着領域Ｒ１とＬ２は蒸着領域Ｌ１とＲ２よりも蒸着源６に対向する回数が多くなる。このことから、蒸着膜１３は、図３Ｃに示すように、重複部分１６が最も厚く形成され、開口部１８にかけて徐々に膜厚が薄くなるように形成される。
　図４Ａ、図４Ｂは、放電管２２に形成された反射膜１３の反射率と、反射膜１３の厚さとの関係を示す図と特性図である。図４Ａ、図４Ｂでは、蒸着源６として銀を用いて反射膜１３を形成し、発光波長４００～７００ｎｍ域の分光反射率を測定したときの平均値を示している。
　上記の結果に基づくと、反射膜１３の厚みは少なくとも５０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上となるように蒸着する。反射膜１３の厚みが５０ｎｍ以上であれば、従来のストロボ装置に用いられている反射傘の反射率９２％をほぼ達成することができ、放電管２２内で発光した光を十分に反射させることができるようになる。
　剥離し易い反射膜１３の開口部分は、反射率が低下しない程度に薄い５０ｎｍ以上の膜厚で形成する。一方、放電管発光時の衝撃や熱によって金属粒子が飛散する恐れのある放電管後方部分の反射膜厚は、反射光量の低下を防ぐためにも１００ｎｍ以上の膜厚となるように形成するのが好ましい。
　反射膜１３全域を従来の反射傘よりも高い反射率に設定したい場合は、少なくとも８０ｎｍ以上で成膜を行うのが好ましい。放電管２２後方部分の反射膜厚は上記の蒸着方法によって１００ｎｍ以上の膜厚となる。しかし、膜厚１００～２００ｎｍの反射率はほぼ同じになるため、反射膜１３の全域で反射率ほぼ９６％程度の高い反射率で平均化でき、配光ムラの抑制に効果的である。
　反射膜１３が形成されない領域（マスク用治具８に覆われていた部分）は放電管２２における開口部１８（透光部）となる。放電管２２がストロボ装置として組み込まれるとき、正面から見た放電管２２の開口部１８の円周方向の角度（開口角）が一定値以下であれば、放電管内で発光した光に後方へ照射されてしまう成分が生じる。すなわち、ストロボ装置として組み込まれた放電管２２を正面から見て、反射膜１３の端部よりも前方に開口部１８が位置しなければ、放電管内で発光した光に後方へ照射されてしまう成分が生じる。したがって、この後方へ照射されてしまう成分が、光量ロスとなってしまう。ここで、開口角を２θ、放電管２２の外半径をＲｏ、放電管２２の内半径をＲｉとすると、
　　　ｃｏｓθ　＝　Ｒｉ／Ｒｏ
という関係が成り立つ。したがって、放電管２２の外半径Ｒｏと内半径Ｒｉとの比に対応させて、θを一定値以下にする必要がある。一般的に製造されている細径の閃光放電管の寸法を基に、反射膜１３の蒸着角度の例を図５Ａに示す。
　図５Ａにおいて、例えば、外径１．３ｍｍ、外半径Ｒｏ＝０．６５（ｍｍ）、内半径Ｒｉ＝０．４２５（ｍｍ）である場合、２θ＝９８．３°となるので、開口角をこの値以下にする必要がある。即ち、反射膜を形成する領域を３６０°－９８．３°＝２６１．７°以上にしなければならない。
　実用上用いられる種々の放電管２２の外径と内径の関係と、放電管２２の製造誤差（部品公差）などを考慮すると、反射膜を形成する領域を少なくとも２４０°にすることが好ましい。
　また、マスク用治具８によって隠されている部分には反射膜１３は形成されないので、反射膜１３が必要となる適正な領域に成膜することができる。
　最近では、小型カメラのストロボ装置や、大型ストロボ装置など、種々の大きさのストロボ装置が存在し、そのため種々の大きさの放電管２２が必要になる。そのため、ガラスバルブ２の外形を細くして閃光放電管を小型化した場合と、ガラスバルブ２の外形を大きくして、封入ガスの容量を増やし、大発光量にした閃光の場合の、反射膜１３の蒸着角度の例を、図５Ｂに示す。
　図５Ｂにおいて、例えば、外径１．１ｍｍ、外半径Ｒｏ＝０．５５（ｍｍ）、内半径Ｒｉ＝０．２５（ｍｍ）である小型ストロボ用の放電管の場合、２θ＝１２５．９°となるので、開口角をこの値以下にする必要がある。即ち、反射膜を形成する領域を３６０°－１２５．９°＝２３４．１°程度にしなければならない。
　実用上用いられる小型の放電管２２の外径と内径の関係と、放電管２２の製造誤差（部品公差）などを考慮すると、反射膜を形成する領域を少なくとも２３０°程度にすることが好ましい。
　また、外径４．０ｍｍ、外半径Ｒｏ＝２．０（ｍｍ）、内半径Ｒｉ＝１．６５（ｍｍ）である大型ストロボ用の放電管の場合、２θ＝６８．８°となるので、開口角をこの値以下にする必要がある。即ち、反射膜を形成する領域を３６０°－６８．８°＝２９１．２°程度にしなければならない。
　実用上用いられる大型の放電管２２の外径と内径の関係と、放電管２２の製造誤差（部品公差）などを考慮すると、反射膜を形成する領域を少なくとも２９０°程度にすることが好ましい。
　以上のように、本実施形態に係る反射膜の形成方法によって、放電管２２の軸回りにおける放電管２２と蒸着源６との相対角度位置を変化させて少なくとも２３０°の角度で成膜を行うことにより、実用上用いられる種々の大きさの放電管２２の光量ロスを極めて少なくすることが可能となる。
　ところで、放電管２２をストロボ装置に用いる場合、光線のロスを低減するとともに、所望する照射範囲内で照射ムラを低減した設計が必要とされる。図６Ａは、本実施の形態に係る放電管２２の光照射方向に対する光量の関係を示す特性図であって、上下方向の光量、すなわち要求される角度内のエネルギー量を、蒸着膜の複数の蒸着角度ごとに示している。図６Ｂは、同実施の形態に係る放電管２２の光照射方向に対する減衰量の関係を示す特性図であって、上下方向の配光、すなわち中心光量を基準として、要求される角度内の減衰率を、蒸着膜の複数の蒸着角度ごとに示している。なお、各図で示される特性曲線の数字（０°、１８０°・・・３１０°）は、蒸着膜の蒸着角度を表している。なお、本実施の形態では、放電管２２をストロボ装置に用いる場合、放電管２２の光軸が水平方向になるように用いている。
　図６Ａ、図６Ｂでは、ストロボ装置の要求仕様を、３５ｍｍレンズ換算で、焦点距離２８ｍｍの画角に設定し、仕様に適するよう、放電管２２の上下方向の照射角度を、光軸に対して２７°づつ、合計５４°程度に設定した。その上で、外形１．３ｍｍ、内径０．８５mmのガラスバルブ２に、反射膜１３の蒸着角度を１８０°～３１０°（反射膜１３の開口部角度５０°～１８０°）に成膜した放電管２２、および反射膜１３の無い放電管２２を用いて発光させた。放電管２２への入力電圧は３２０Ｖ、メインコンデンサ容量は７５μＦとした。発光に際しては、光学パネルは用いずに、放電管２２のみ発光させた。開口が狭すぎると中心ばかりに集光する。また、ガラスバルブを使用した発光管の場合、単純に光源だけでは配光を設計することができない。そのため、反射傘やパネルと組み合わせた方が良いため、５４°よりも外側に光が漏れていた方が好都合である。５４°の領域はなるべく大きなピークを持たず平坦な配光が好ましい。
　図６Ａからわかるように、反射膜１３が蒸着されていない放電管２２（蒸着角度０°）は、放電管２２を中心に全角度に照射されるため、照射範囲外に照射される光線が多い。
　蒸着角度１８０°～２２０°の場合、上下それぞれ２７°までの範囲の露光量が約３０ｌｕｘ・ｓｅｃ程度で近似している。蒸着角度２３０°以上となった場合には、蒸着角度が１０°増える（開口部が１０°狭くなる）毎に、約２ｌｕｘ・ｓｅｃ程度中心部分での光量が増加している。このことから、開口角を狭くすることにより、照射範囲外に照射される光線ロスを低減できる。
　一方、上下方向での配光バランスを考慮し、照射ムラを抑制するためには、中心部分の光量を１００％とした場合に、上下各２７°付近での光量低下を２５％程度以下にする必要がある。図６Ｂに示すように、反射膜を３００°以上の角度で蒸着した場合、開口部が狭いことから中心部分にのみ光線が照射される。したがって、上下方向１８°以上の部分で光量低下が２５％以上となり、照射ムラが発生してしまう。反射膜を２９０°以下の角度で蒸着した場合、上下各２７°付近での光量低下を２５％程度以下にすることができる。
　このように、光量ロスを低減するためには開口部を狭くする必要があり、一方照射ムラを低減するためには開口部を広くする必要がある。このことから、光量ロス、照射ムラの低減を両立させるためには、２３０°～２９０°程度の蒸着角度が最適な範囲となる。
　これら蒸着角度の範囲設定は、使用される放電管２２の外形、内径から、前述の式を元に設定すれば良い。
　本実施の形態の場合、前述の式により蒸着角度を約２６０°となるように設定している。このとき、図６Ａ、図６Ｂからわかるように、露光量は、上下方向各１７°付近まで３５ｌｕｘ・ｓｅｃとなり、配光では上下方向２７°付近でも１０％程度の光量低下に抑えられている。すなわち、光量ロスの低減と照射ムラの抑制の両立ができている。
　反射膜１３を蒸着した後に保護層（図示せず）を設けても良い。保護層は、反射膜１３が形成された放電管２２を５００～７００度に加熱した炉に入れ、放電管２２の外周面に、例えばスズ、インジウムといった金属を吹き付けて形成する。スズ、インジウムといった金属は一般的な閃光放電管において、透明導電性膜（ネサ膜）として利用されている。そのため、反射膜１３の形成された放電管２２の外周面に形成しても、放電管２２の光を透過することができる。その上に、加熱した炉の中で吹き付けることによって透明な結晶体層となるため、反射膜１３の保護層として最適である。
　特に反射膜１３に銀を用いた場合、大気中の酸素や硫黄分などによって黒化が起こり易い。しかし、保護層を設けることで反射膜１３の変質を防止するとともに、反射膜１３が開口部１８から剥離してしまうのを防止することが可能となる。
　また、放電管２２の発光が金属薄膜を透過することによって、色温度を低下させることができる。図７に、一般的な放電管と本発明に係る放電管の発光時の色温度についての比較を示す。
　図７は、外径１．３ｍｍおよび１．８ｍｍの２種類の放電管２２を用いて、透明導電性膜からなる保護膜および反射膜１３を、次の４種類の組み合わせで形成して、入力電圧３２０Ｖ、主コンデンサ７５μＦの回路に接続して、発光時の色温度を計測した結果を示している。
　（１）保護膜なし・反射膜１３なし
　（２）保護膜あり・反射膜１３なし
　（３）保護膜なし・反射膜１３あり
　（４）保護膜あり・反射膜１３あり
　図７からわかるように、保護膜なし・反射膜なしの放電管２２に比べ、保護膜あり・反射膜ありの放電管２２は約４００～６００Ｋ色温度が低下している。保護膜なし・反射膜ありの放電管２２と比べても約２００Ｋ色温度が低下している。
　放電管２２をストロボ装置に用いた場合、放電管２２の光によってストロボ装置の光学パネルが白濁する恐れがある。しかし、本発明の保護層を用いることで放電管２２の色温度を低下させ、光学パネルの白濁などの劣化を抑制することができる。
　次に、上記のようにして反射膜が形成された放電管２２を発光部に用いた本実施の形態のストロボ装置について説明する。上記の放電管２２は反射膜１３を形成する領域を少なくとも２３０°に設定しているので、放電管２２内で発光した光に後方に照射される成分が生じなくなり、光量ロスの少ない高効率のストロボ装置を得ることができる。
　図８は、放電管２２と反射部材１９とが組み合わされたストロボユニットの分解図である。図９Ａは、反射膜１３を有する放電管２２を発光部に用いたストロボユニット１７の一例を示す断面図である。図９Ａに示す放電管２２には反射部材１９が密接され、さらに透明の光学パネル２０が組み合わされている。
　放電管２２には反射膜１３が形成され、反射膜１３は放電管２２の内径縁部よりも前方（反射部材１９方向）まで蒸着されている。そのため、光を照射する後方に反射傘を設ける必要はない。しかし、開口部１８から照射され前方に散乱する光を集めて発光効率を上げるために、反射部材１９を用いている。反射部材１９は、放電管２２に密接する開口部１９ａが、反射膜１３の端部１３ｂと重なるように形成されている。
　反射膜１３の蒸着された放電管２２と反射部材１９とからなるストロボユニット１７は、このように後方に反射傘を設ける構造ではなく、反射膜１３によって効率よく集光できることから光軸方向の寸法を小さくすることができる。そのため、小型のストロボ装置を得ることができる。
　反射部材１９が反射膜１３の端部１３ｂに重なる構成を採用することにより、反射部材１９の開口部１９ａと放電管２２の開口部１８との間に隙間が出来ないようにしている。反射部材１９の開口部１９ａと放電管２２の開口部１８との間に隙間ができると、この隙間から放電管２２の閃光が漏れて光量ロスとなる。本実施の形態では、この隙間がないのでの光量ロスを防ぐ事ができ、放電管２２の開口部１８から出た閃光は反射部材１９によって確実に集光され、光学パネル２０によってストロボ光の照射範囲に配光される。
　図９Ｂは、反射部材１９を蒸着時のマスク用治具として用い、放電管２２と反射部材１９とを組み合わせた状態で蒸着治具に固定して反射膜１３を蒸着した場合の、ストロボユニット１７の一例を示す断面図である。図９Ａとは異なり、反射部材１９が反射膜１３の端部１３ｂに重なる構成ではない。しかし、反射部材１９で放電管２２をマスクして蒸着することにより、より簡易に適正な蒸着角度で反射膜１３を形成することができる。
　また、放電管２２と反射部材１９との隙間部分が、蒸着された金属材で覆われるので、放電管２２と反射部材１９との隙間が出来にくくなり、図９Ａの構成と同様に、放電管２２の閃光が反射部材１９の開口部１９ａと放電管２２の開口部１８との間に隙間を作ることがない。そのため、光量ロスの少ない高効率のストロボ装置を簡易に得ることができる。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　例えば、上記実施形態においては、放電管２２の外周に対する蒸着源６からの角度を変化させるために煽りステージ５を回転させた。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、放電管２２を１本ずつ個別に回転させるものであってもよい。また、蒸着源６を移動させて放電管２２の外周に対する角度を変化させともよい。
　また、上記実施形態においては、蒸着方法として真空蒸着法を採用していたが、スパッタリング法やイオンプレーティング法で蒸着を行ってもよい。
　また、上記各実施の形態ではストロボ装置に用いる放電管について説明した。しかし、最近では、キセノンランプを用いて皮膚疾患を治療する光照射治療機器や、同じくキセノンランプを用いて荒れた肌を滑らかにする光美容機器、フラッシュランプを用いた光脱毛機器など、放電管を用いた治療器、美容器なども開発されている。このような治療器、美容器などに用いる発光装置も、放電管が発光した光を皮膚や肌の方向に集光する必要がある。したがって、上記実施の形態のストロボ装置の放電管と同様に、治療機器や美容機器などの発光装置においても、反射膜がガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された放電管を用いて、皮膚や肌に対する光量ロスを低減し、治療、美容の効果を高めることができる。
　以上説明したように、本発明の放電管は、ガラスバルブと、ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜とを備えている。かかる構成によれば、放電管内での発光が放電管の後方に照射されることなく、照射方向に反射されるので、放電管の光量ロスを低減することができる。
　また、本発明の放電管は、反射膜が、ガラスバルブの外周面の２３０°～２９０°の範囲に形成されている。かかる構成によれば、光量ロス、照射ムラの低減を両立させることができる。
　また、本発明の放電管は、反射膜が、少なくとも５０ｎｍの厚さで形成された領域を有する。かかる構成によれば、反射膜が極端に薄くならないように蒸着されるため、放電管内の発光は反射膜を透過することなく反射されて、より確実に放電管の光軸方向へ集光することが可能となる。
　また、本発明の放電管は、反射膜の膜厚が、反射膜が形成されていない開口部から後方にかけて厚くなるように形成されている。金属蒸着膜は膜厚が厚くなると金属特性（弾性率）が増して円筒形の放電管から剥がれ易くなる。一方、放電管の発光が繰り返されると熱や衝撃によって金属粒子が飛散し、徐々に薄くなって光を透過してしまう。そのため、反射膜として利用するためには一定以上の膜厚が必要となる。したがって、本発明の放電管は、剥離し易い反射膜の開口部分が薄く形成されるので、反射膜の剥がれが起きにくくなる。また、光を多く反射する放電管後方部分の反射膜厚が厚く形成されるので、金属粒子が飛散しても反射率の低下を防止する事ができる。
　また、本発明の放電管は、反射膜の表面に、保護層が形成されている。かかる構成によれば、保護膜が反射膜の変質や剥離を防止するとともに、反射膜の開口部分においては、保護膜を透過した光の色温度を低下させることが可能となる。
　また、本発明の放電管は、保護層が、金属薄膜である。かかる構成によれば、金属薄膜が反射膜の変質や剥離をさらに防止するとともに、反射膜の開口部分においては、金属薄膜を透過した光の色温度をさらに低下させることが可能となる。
　さらに、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に少なくとも２方向から蒸着源からの金属を蒸着することにより反射膜を形成する構成を有する。かかる構成により、異なる角度から金属材が付着するように蒸着できるので、例えば少なくとも２３０°という、放電管の外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる。
　また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に蒸着源から金属を蒸着することにより反射膜を形成する第１ステップと、第１ステップの後、ガラスバルブと蒸着源の相対位置を変化させて、ガラスバルブの外表面に蒸着源から金属を蒸着することにより反射膜を形成する第２ステップとを備える構成を有する。かかる構成によっても、異なる角度から金属材が付着するように蒸着できるので、例えば少なくとも２３０°という、放電管の外周面の広い領域において十分な膜厚を得ることができる。
　また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、反射膜が、ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された構成を有する。かかる構成により、放電管内での発光が放電管の後方に照射されることなく、照射方向に反射されるので、放電管の光量ロスを低減することができる。
　また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブと蒸着源との相対位置を、ガラスバルブの外周方向に変化させて蒸着を行う構成を有する。かかる構成により、ガラスバルブの外周面に蒸着源から陰となる面がなくなるとともに、前回の蒸着時に蒸着範囲の端部であった部分に重複して金属粒子が付着する。そのため、反射膜の蒸着角度が大きい場合であっても必要な膜厚を得ることが可能となる。
　また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、第２ステップにおける反射膜は、前記第１ステップで形成された反射膜に重ねて蒸着をおこなうことにより形成する構成を有する。かかる構成によれば、反射膜の蒸着角度が大きい場合であっても必要な膜厚を得ることが可能となる。
　また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの外表面に金属を蒸着する際に、マスク用治具を用いて金属が蒸着成膜されない領域を設ける構成を有する。かかる構成によれば、マスク用治具によって隠されている部分には金属材が付着しないため、放電管と蒸着源との対向位置を変化させても反射膜が必要となる適正な領域に金属材が蒸着される。
　また、本発明の放電管の反射膜形成方法は、ガラスバルブの前面に設けられる反射部材を、ガラスバルブの外周面と密接させた状態でマスク用治具として用いる構成を有する。かかる構成によれば、より簡易に適正な蒸着角度で反射膜を成膜することができる。これと共に、放電管と反射部材との隙間部分が蒸着された金属材で覆われるので、放電管と反射部材との隙間がなくなり、光量ロスの少ない高効率のストロボ装置を簡易に得ることができる。
　さらに、本発明の発光装置は、上記放電管を発光部に用いた構成を有する。かかる構成によれば、反射膜によって放電管内で発光した光に後方へ照射される成分が生じなくなるため、小型でより高効率の発光装置が得られる。
　また、本発明の発光装置は、放電管の前方に反射部材を設けた構成を有する。かかる構成によれば、反射部材が、前方に照射され散乱した光を集めて発光効率を上げるために、より効率のよい発光装置が得られる。
　本発明は、小型で、光量ロスの少ない高効率の放電管が得られるので、ストロボ装置や治療、美容のための発光装置などに有用である。
　１　　真空蒸着装置
　２　　ガラスバルブ
　３　　蒸着治具
　４　　真空チャンバ
　５　　煽りステージ
　６　　蒸着源
　７　　ベース板
　８　　マスク用治具
　９　　押え板
　１０　　取付け部
　１１　　ネジ
　１２　　電極
　１３，１３ａ　　反射膜
　１３ｂ　　端部
　１４，１５　　外周面
　１６　　重複部分
　１７　　ストロボユニット
　１８，１９ａ　　開口部
　１９　　反射部材
　２０　　光学パネル
　２２　　放電管

Claims (15)

  1. ガラスバルブと、前記ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された反射膜とを備えた放電管。
  2. 前記反射膜が、前記ガラスバルブの外周面の２３０°～２９０°の範囲に形成された請求項１記載の放電管。
  3. 前記反射膜が、少なくとも５０ｎｍの厚さで形成された領域を有する請求項１記載の放電管。
  4. 前記反射膜の膜厚が、前記反射膜が形成されていない開口部から後方にかけて厚くなるように形成された請求項１記載の放電管。
  5. 前記反射膜の表面に、保護層が形成された請求項１記載の放電管。
  6. 前記保護層が、金属薄膜である請求項５記載の放電管。
  7. ガラスバルブの外表面に少なくとも２方向の蒸着源から金属を蒸着することにより反射膜を形成する放電管の反射膜形成方法。
  8. ガラスバルブの外表面に蒸着源からの金属を蒸着することにより反射膜を形成する第１ステップと、前記第１ステップの後、前記ガラスバルブと前記蒸着源との相対位置を変化させて、前記ガラスバルブの外表面に前記蒸着源から金属を蒸着することにより前記反射膜を形成する第２ステップとを備えた放電管の反射膜形成方法。
  9. 前記反射膜が、前記ガラスバルブの外周面の少なくとも２３０°の範囲に形成された請求項７または８のいずれか１項に記載の放電管の反射膜形成方法。
  10. 前記ガラスバルブと前記蒸着源との相対位置を、前記ガラスバルブの外周方向に変化させて蒸着を行う請求項８記載の放電管の反射膜形成方法。
  11. 前記第２ステップにおける前記反射膜は、前記第１ステップで形成された前記反射膜に重ねて蒸着をおこなうことにより形成する請求項８記載の放電管の反射膜形成方法。
  12. 前記ガラスバルブの外表面に前記金属を蒸着する際に、マスク用治具を用いて前記金属が蒸着成膜されない領域を設ける請求項７または８のいずれか１項に記載の放電管の反射膜形成方法。
  13. 前記ガラスバルブの前面に設けられる反射部材を、前記ガラスバルブの外周面と密接させた状態で前記マスク用治具として用いる請求項１２記載の放電管の反射膜形成方法。
  14. 請求項１～６のいずれか１項に記載の放電管を発光部に用いた発光装置。
  15. 前記放電管の前方に反射部材を設けた請求項１４記載の発光装置。
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