JPH012003A

JPH012003A - 金属ベ−スダイクロイック反射鏡

Info

Publication number: JPH012003A
Application number: JP62-158257A
Authority: JP
Inventors: 毎熊　干城; 文明小林; 和久本　正信
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1989-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、主として照明器具に使用されるダイクロイ
ック反射鏡に関するものであり、さらに詳しくは、使用
中にランプより放熱される輻射熱を効率良く反射鏡の後
方に放射して反射鏡の温度上昇を防止する技術に関する
ものである。

〔背景技術〕

白熱灯やハロゲンランプを光源とした照明器具では、こ
れら光源より放射される不必要な赤外線が人体に不快感
を与え、被照射物に熱損傷を与える、と言う難点があっ
た。

このような難点を解消するため、ガラス基材表面に、屈
折率の互いに異なる２種の誘電体薄膜を交互に積層形成
してなるダイクロイック膜が形成されたダイクロイック
反射鏡が用いられている。

このダイクロイック反射鏡の表面に形成されたダイクロ
イック膜は、光源より出る赤外線を選択的に透過し、可
視光線のみを反射するようにしたもので、それにより、
照射光線中の赤外線を除去してその害を軽減するもので
ある。また、このダイクロイック膜によれば、反射光の
色をある程度調節することも可能である。

ところが、このようなダイクロイック反射鏡は、前述し
たように、赤外線を透過する必要から基材がガラスでで
きており、ｔｉ械的、熱的衝撃に弱く、破損し易い、重
い等の問題がある。また、ガラスは成形条件が難しく、（イ）　　高温での成形が必要で金型が長持ちしない、
（ロ）　比較的簡単な形状に限定される、等の問題もあ
る。

そこで、これらの欠点を改良するため、アルミニウム等
の金属を基材とするダイクロイック反射鏡が開発された
。このものは、金属基材の表面に塗装あるいは蒸着等の
方法によって赤外線吸収層を形成し、さらにその上に上
記ダイクロイック膜を形成してなるものである。従来の
ガラス基材では透過して放出していた赤外線を、この金
属基材によるダイクロイック反射鏡では、前記赤外線吸
収層で吸収して照射光中より除去するようになっており
、基材として、成形加工が容易で軽量、かつ、衝撃に強
い金属を使用できるため、上記問題は解決する。

しかし、このような金属基材による反射鏡では赤外線を
赤外線吸収層により吸収して放出しないため、使用時に
おける反射鏡自体の温度上昇が問題となる。このように
反射鏡の温度が上昇すると、光源たるランプのコード等
が熱により破壊される、と言う問題が発生する。このた
め、このような金属基材による反射鏡では、リード線等
の部品が反射鏡に接触しないよう、照明器具の設計にお
いて特別な配慮が必要となる。

また、反射鏡の温度上昇に伴う熱により基材表面の各層
が基材から剥離してしまう、と言う問題もある。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、
基材として加工の容易なアルミニウム等の金属を使用す
ることができ、しかも、使用時に温度上昇することがな
く、不必要な赤外線を効率良くカットして可視光を効率
良く反射できる金属ベースダイクロイック反射鏡を提供
することを目的としている。

〔発明の開示〕

上記目的を達成するため、この発明は、金属基材上に、
屈折率の互いに異なる２種の誘電体薄膜を交互に積層形
成してなるダイクロイック膜が形成された金属ベースダ
イクロイック反射鏡であって、前記金属基材が、その表
裏両面に赤外線吸収層を有するものであることを特徴と
する金属ベースダイクロイック反射鏡を要旨としている
。

以下に、この発明を、その一実施例をあられす図面を参
照しつつ、詳しく説明する。

第１図にみるように、この実施例の金属ベースダイクロ
イック反射鏡は、光源たるランプＬを中央に保持する略
碗形の金属基材１の表裏両面に赤外線吸収層２．２が形
成され、表側（碗の内側）の赤外線吸収層２の上にダイ
クロイック膜３が積層形成されてなるものである。

金属基材１としては、加工性等の点から、アルミニウム
やその合金等が好ましく用いられる。

金属基材１は、従来同様、これら金属の板材をプレス成
形等の加工法で加工することで得られる、もちろん、プ
レス成形以外の方法で作成することもできる。

金属基材１の表裏両面に形成される、赤外線吸収率の高
い物質からなる赤外線吸収層２．２は、従来の金属基材
による反射鏡に使用されていたものと同様でよい、すな
わち、赤外線吸収層２としては、従来同様、ＡＩｔｏｓ
　、ＮｉＯ、Ｃｕ＊０ＳＳｉＯｔｘ　Ｚｒ０１およびＳ
ｎｏｗ等の＊膜が使用される。金属基材ｌの両面に形成
される赤外線吸収層は同じであってもよいし、互いに異
なっていてもよい。

赤外線吸収層２の形成方法は特に限定されず、これら材
料からなる薄膜を形成する通常の方法が採用される。た
とえば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレー
ティング法等の物理的蒸着法やＣＶＤ法等の化学的蒸着
法を用いるようであってもよいし、焼成により上記金属
酸化物となる有機金属化合物の塗膜を金属基材１表面に
形成し、焼成して上記金属酸化物の薄膜を得る方法を用
いるようであってもよい、また、金属基材１と赤外線吸
収層２の金属が同じである場合には、基材１表面を化学
的、あるいは、物理的に酸化させることでも赤外線吸収
層２を得ることができる。

赤外線吸収層２の膜厚は、この発明では特に限定されな
いが、１〜１０ｘ程度の範囲内であることが好ましい。

なぜなら、膜厚が１μ未満では、充分な赤外線吸収効果
が得られず、１０ｍを超えると、基材１と赤外線吸収層
２との、あるいは、赤外線吸収層２とダイクロイック膜
３との間の密着性が著しく低下する恐れがあるからであ
る。

赤外線吸収層２となる上記化合物は、言うまでもなく赤
外線の吸収率が高いものであるが、このことは、すなわ
ち、これら化合物が赤外線の放射率の高いものであるこ
とをも意味する。この発明は、上記化合物の、この特性
を利用したものである。すなわち、ダイクロイック膜３
の下に形成された赤外線吸収Ｎ２で従来同様に赤外線を
吸収し、それを、基材１の反対側に形成された赤外線吸
収Ｎ２により放出し、基材１の温度上昇を防ぐのである
。

一方の赤外線吸収層２の上に形成されるダイクロイック
膜３は、従来と同じものでよい。

すなわち、Ｔｉｅｓ、Ｃｅｎｔ、　Ｚｒ０ｔ等の金属酸
化物やＺｎＳ等からなる高屈折率の誘電体薄膜（屈折率
ｎ−２，０〜２．６程度）と、５ｉＯ−１Ａｌ＊Ｏｔ等
の金属酸化物やＣａＦｚ、　ＭｇＦ＊等の金属フッ化物
等からなる低屈折率の誘電体薄膜（屈折率ｎ　＝　１．
３〜１．６）を交互に積層成形してなるものが使用され
る。両店電体薄膜は、目的とする波長λの１／４すなわ
ち、λ／４程度の膜厚を有していればよい。

これら薄膜は、たとえば、真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンブレーティング法等の物理的蒸着法やＣＶＤ
法等の化学的蒸着法により形成することができる。また
、焼成により上記誘電体となる有機金属化合物の塗膜を
金属基材１表面に形成し、焼成して上記誘電体の薄膜を
得る方法を用いるようであってもよい。

形成にあたっては、基材を室温以上に加熱するようであ
ってもよい、一般に、基材温度が高ければ高い程、形成
される薄膜の硬度は高く、その耐久性も向上するからで
ある。しかし、あまり基材温度が高すぎると、作業性、
生産性等が悪くなる恐れがある。したがって、基材温度
は、室温〜３００℃程度であることが好ましい。

以上のような、この発明のダイクロイック反射鏡によれ
ば、従来の金属基材反射鏡が備える特徴、すなわち、軽
量で加工が容易であり、しかも、機械的、熱的衝撃にも
強く複雑な形状を形成できる、と言う利点はそのままで
、しかも、使用時にも温度上昇することのない金属基材
ダイクロイック反射鏡を得ることができるようになる。

このため、設計にあたり、この温度上昇に対する特別の
配慮をする必要はなくなるし、基材表面の各層が熱によ
り破壊される恐れも全くなくなってしまうなお、これま
では、この発明の金属ベースダイクロイック反射鏡につ
いて、上記実施例にもとづいてのみ説明してきたが、こ
の発明は上記実施例に限定されるものではない。

たとえば、基材１の形状は図の腕形に限定されないし、
ダイクロイック膜の層数も図の実施例には限定されない
。ダイクロイック反射鏡の用途は照明器具に限定されな
い。

要するに、金属基材上に、屈折率の互いに異なる２種の
誘電体薄膜を交互に積層形成してなるダイクロイック膜
が形成された金属ベースダイクロイック反射鏡であって
、前記金属基材が、その表裏両面に赤外線吸収層を有す
るのであれば、その他の構成は特に限定されないのであ
る。

つぎに、この発明の実施例について、比較例と併せて説
明する。

（実施例１）プレス成形により碗状に成形されたアルミニウム基材１
に対し、アルマイト処理を行って、表裏両面に膜厚３ｎ
のＡｆｆｉｘ、膜を形成し、赤外線吸収ＷＩ２．２とし
た。基材表面たる腕内側の赤外線吸収層２上に、５　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒの真空中で電子ビーム蒸着を行い、
高屈折率の誘電体薄膜たるＴｉＯ□膜３ａと、低屈折率
の誘電体薄膜たるＭｇＦ＊膜とを交互に積層して、ダイ
クロイック膜３を形成し、金属ベースダイクロイック反
射鏡を作成した。得られた金属ベースダイクロイック反
射鏡の層構成を第２図＋８）に示す。

このようにして作成した金属ペースダイクロイツク反射
鏡の反射率分布を第３図に示す。

図にみるように、この実施例の金属ベースダイクロイッ
ク反射鏡では、可視光（４００〜７００ｎｍ）の平均反
射率は約９０％、それより長波長の赤外線の平均反射率
は約２０％で、赤外線の８０％をカットできるものであ
った。

この金属ベースダイクロイック反射鏡をスポットライト
に装着して光源を点灯し、反射鏡表面の温度を測定した
が２５０℃を超えるミとはなかった。また、基材表面に
形成された各層が剥離することもなかった。

（実施例２）グイクロインタ膜を、焼成によりＴｉ１ｔおよび５ｔ０
８となる有機金属化合物を含む塗料の塗布、焼成により
積層形成したＴｉＯオ膜（高屈折率の誘電体薄膜３ａ）
と、５ｉＯｔＩ臭（低屈折率の誘電体薄膜３ｂ）とした
以外は、実施ＩＮ１と同様にして、第２図（ａ）に見る
層構成の金属ベースダイクロイック反射鏡を作成した。

得られた金属ベースダイクロイック反射鏡は、可視光（
４００〜７００ｎｍ）の平均反射率は約９０％、それよ
り長波長の赤外線の平均反射率は約２０％で、赤外線の
８０％をカットできるものであった。

この金属ベースダイクロイック反射鏡をスポットライト
に装着して光源を点灯し、反射鏡表面の温度を測定した
が２５０℃を超えることはなかった。また、基材表面に
形成された各層が剥離することもなかった。

（実施例３）プレス成形により碗状に成形されたアルミニウム基材１
を、ジルコンイソプロピネートのアルコール溶液に浸漬
し、この液中より引き上げて乾燥させ、塗膜を形成した
。この操作を繰り返して塗膜を所定の膜厚にしたあと焼
成を行い、基材の表裏両面に、膜厚３μのＺｒ０ｔ膜を
形成し、赤外線吸収層２．２とした。このあと、実施例
１と同様の操作を行い、高屈折率の誘電体薄膜たるＴｉ
１ｔ膜３ａと、低屈折率の誘電体ＷＩ＃膜たるＭｇＦｚ
膜とを交互に積層して、ダイクロイック膜３を形成し、
第２図（ａ）に見る層構成の金属ベースダイクロイ７り
反射鏡を作成した。

得られた金属ベースダイクロイック反射鏡は、可視光（
４００〜ｂ０％、それより長波長の赤外線の平均反射率は約２０％
で、赤外線の８０％をカットできるものであった。

この金属ベースダイクロイック反射鏡をスポットライト
に装着して光源を点灯し、反射鏡表面の温度を測定した
が２５（ｌを超えることはなかった。また、基材表面に
形成された各層が剥離することもなかった。

（実施例４）ダイクロイック膜３の形成を実施例２と同様にした以外
は、実施例３と同様にして、第２図（ａ）に見る層構成
の金属ベースダイクロイック反射鏡を作成した。

得られた金属ベースダイクロイック反射鏡は、可視光（
４００〜７００ｒｖ）の平均反射率は約９０％、それよ
り長波長の赤外線の平均反射率は約２０％で、赤外線の
８０％をカットできるものであった。

（実施例５）プレス成形により碗状に成形されたアルミニウム基材ｌ
に対し、５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒの真空中で電子ビー
ム蒸着を行い、表裏両面に膜厚３ｎのＺｒＯｘ膜を形成
し、赤外線吸収層２．２とした。このあと、実施例１と
同様の操作を行い、高屈折率の誘電体薄膜たるｒｔｏｌ
ｌｌ葵３ａと、低屈折率の誘電体薄膜たるＭｇＦ、膜と
を交互に積層して、ダイクロイック１！１３を形成し、
第２図＋８）に見る層構成の金属ベースダイクロイック
反射鏡を作成した。

得られた金属ペースダイクロイック反射鏡は、可視光（
４００〜７００ｎｓ＋）の平均反射率は約９０％、それ
より長波長の赤外線の平均反射率は約２０％で、赤外線
の８０％をカットできるものであった。

この金属ペースダイクロイック反射鏡をスポットライト
に装着して光源を点灯し、反射鏡表面の温度を測定した
が２５０℃を超えることはなかった。また、基材表面に
形成された各層が剥離することもなかった。

（比較例）プレス成形により碗状に成形されたアルミニウム基材１
の表面側（碗の内側）に、スプレーにより黒色の塗料を
塗布し、乾燥させて黒色塗膜からなる膜厚５ｎの赤外線
吸収層２′を作成した。このあと、実施例１と同様の操
作を行い、高屈折率の誘電体薄膜たるＴｉ０Ｊ契３ａと
、低屈折率の誘電体薄膜たるＭｇＦｔ膜とを交互に積層
して、ダイクロイック膜３を形成し、第２図（ｂ）に見
る層構成の金属ペースダイクロイック反射鏡を作成した
。

得られた金属ペースダイクロイック反射鏡は、可視光（
４００〜７００ｎ−）の平均反射率は約９０％、それよ
り長波長の赤外線の平均反射率は約２０％で、赤外線の
８０％をカットできるものであった。

この金属ペースダイクロイック反射鏡をスポットライト
に装着して光源を点灯し、反射鏡表面の温度を測定した
ところ、３５０℃に達し、基材表面に形成された各層の
一部が剥離してしまった。

〔発明の効果〕

この発明の金属ペースダイクロイック反射鏡は、以上の
ようであり、金属基村上に、屈折率の互いに異なる２種
の誘電体薄膜を交互に積層形成してなるダイクロイック
膜が形成された金属ペースダイクロイック反射鏡であっ
て、前記金属基材が、その表裏両面に赤外線吸収層を有
していて、表側の赤外線吸収層で吸収した赤外線を裏側
の赤外線吸収層から放出できるようになっているため、
基材として加工の容易なアルミニウム等の金属を使用す
ることができ、しかも、使用時に温度上昇することがな
く、不必要な赤外線を効率良くカットして可視光を効率
良く反射できるものとなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の金属ペースダイクロイック反射鏡の
一実施例をあられす一部切り欠き側面図とその部分拡大
図、第２図（ａｌはこの発明の実施例における層構成を
説明するＮ構成図、第２図（ｂｌは比較例における層構
成を説明する層構成図、第３図は実施例における反射率
分布の一例をあられすグラフである。１・・・金属基材　３ａ、３ｂ・・・誘電体薄膜　３・
・・グイクロイック膜　２・・・赤外線吸収層代理人　
弁理士　　松　本　武　彦第１　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属基材上に、屈折率の互いに異なる２種の誘電
体薄膜を交互に積層形成してなるダイクロイック膜が形
成された金属ベースダイクロイック反射鏡であって、前
記金属基材が、その表裏両面に赤外線吸収層を有するも
のであることを特徴とする金属ベースダイクロイック反
射鏡。
（２）赤外線吸収層がＡｌ＿２Ｏ＿２、ＮｉＯ、Ｃｕ＿
２Ｏ、ＳｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２およびＳｎＯ＿２からな
る群より選ばれた少なくとも一つで形成された薄膜であ
る特許請求の範囲第１項記載の金属ベースダイクロイッ
ク反射鏡。