JPH0721998A - 白熱電球 - Google Patents
白熱電球Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ランプ効率をより一層向上させることができる
白熱電球を提供する。 【構成】光学膜厚がともに２１０〜３１０ｎｍである高
屈折率層と低屈折率層とを交互に積層してなる赤外線反
射膜３を内外面の少なくとも一方に設けたバルブ１と、
このバルブ１の中心に配置されたフィラメント２とを備
え、赤外線反射膜の最上層となる低屈折率層の光学膜厚
が１／２×（２１０〜３１０）ｎｍであり、かつ高屈折
率層の光学膜厚のうち少なくとも１層が２×（２１０〜
３１０）ｎｍとしている。
白熱電球を提供する。 【構成】光学膜厚がともに２１０〜３１０ｎｍである高
屈折率層と低屈折率層とを交互に積層してなる赤外線反
射膜３を内外面の少なくとも一方に設けたバルブ１と、
このバルブ１の中心に配置されたフィラメント２とを備
え、赤外線反射膜の最上層となる低屈折率層の光学膜厚
が１／２×（２１０〜３１０）ｎｍであり、かつ高屈折
率層の光学膜厚のうち少なくとも１層が２×（２１０〜
３１０）ｎｍとしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、白熱電球に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】白熱電球は、点灯回路が不要で、しかも
その構造が簡略であることから、多くの用途に使われて
いる。しかし、フィラメントより放射されるエネルギー
の約８０％は赤外線であるため、入力電力の利用効率が
悪く、しかも被照射物の温度を上げてしまう欠点を持っ
ている。
その構造が簡略であることから、多くの用途に使われて
いる。しかし、フィラメントより放射されるエネルギー
の約８０％は赤外線であるため、入力電力の利用効率が
悪く、しかも被照射物の温度を上げてしまう欠点を持っ
ている。
【０００３】これに対して、ガラスバルブの外面に２種
類の金属酸化物の膜からなる赤外線反射膜を形成し、赤
外線をガラスバルブ内に戻してフィラメントを再加熱
し、これにより入力電力の低減を図ったものがあった
（特開昭５７−１２８４５５号公報）。この従来の白熱
電球の赤外線反射膜は、１／４λ干渉フィルタであり、
そのλ波長をフィラメントの赤外放射エネルギーのピー
ク波長（１０００ｎｍ近傍）に合わせている。
類の金属酸化物の膜からなる赤外線反射膜を形成し、赤
外線をガラスバルブ内に戻してフィラメントを再加熱
し、これにより入力電力の低減を図ったものがあった
（特開昭５７−１２８４５５号公報）。この従来の白熱
電球の赤外線反射膜は、１／４λ干渉フィルタであり、
そのλ波長をフィラメントの赤外放射エネルギーのピー
ク波長（１０００ｎｍ近傍）に合わせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この白熱電球
では、赤外線の反射率は良好であるが、赤外線の反射領
域が狭く、しかも可視光の透過率が考慮されていないの
で、ランプ効率は必ずしも充分ではなかった。したがっ
て、この発明の目的は、ランプ効率をより一層向上させ
ることができる白熱電球を提供することである。
では、赤外線の反射率は良好であるが、赤外線の反射領
域が狭く、しかも可視光の透過率が考慮されていないの
で、ランプ効率は必ずしも充分ではなかった。したがっ
て、この発明の目的は、ランプ効率をより一層向上させ
ることができる白熱電球を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の白熱電球は、
光学膜厚がともに２１０〜３１０ｎｍである高屈折率層
と低屈折率層とを交互に積層してなる赤外線反射膜を内
外面の少なくとも一方に設けたバルブと、このバルブの
中心に配置されたフィラメントとを備え、赤外線反射膜
の最終層となる低屈折率層の光学膜厚が１／２×（２１
０〜３１０）ｎｍであり、かつ高屈折率層の光学膜厚の
うち少なくとも１層が２×（２１０〜３１０）ｎｍであ
ることを特徴とするものである。
光学膜厚がともに２１０〜３１０ｎｍである高屈折率層
と低屈折率層とを交互に積層してなる赤外線反射膜を内
外面の少なくとも一方に設けたバルブと、このバルブの
中心に配置されたフィラメントとを備え、赤外線反射膜
の最終層となる低屈折率層の光学膜厚が１／２×（２１
０〜３１０）ｎｍであり、かつ高屈折率層の光学膜厚の
うち少なくとも１層が２×（２１０〜３１０）ｎｍであ
ることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】この発明の構成によれば、フィラメントに電力
を供給して加熱するとフィラメントより放射エネルギー
が放射される。そのうち可視光は赤外線反射膜を透過
し、赤外線は赤外線反射膜を反射してフィラメントを再
加熱する。この場合、赤外線反射膜は、赤外線反射領域
を拡大できるとともに、可視光の透過率と赤外線の反射
率とを向上できるので、ランプ効率をより一層向上する
ことができる。
を供給して加熱するとフィラメントより放射エネルギー
が放射される。そのうち可視光は赤外線反射膜を透過
し、赤外線は赤外線反射膜を反射してフィラメントを再
加熱する。この場合、赤外線反射膜は、赤外線反射領域
を拡大できるとともに、可視光の透過率と赤外線の反射
率とを向上できるので、ランプ効率をより一層向上する
ことができる。
【０００７】
【実施例】この発明の一実施例について図１ないし図３
を用いて説明する。図１は、この発明の一実施例のハロ
ゲン電球の構成の概略を示したものである。図１におい
て、石英製のバルブ１内にその中心軸に一致するように
フィラメント２が設けられている。フィラメント２の一
端部はリード線４に接続され、他端部はリード線５に接
続されてバルブ１の中心軸上に支持されている。リード
線４，５はステムガラス６で一体化されている。またバ
ルブ１の外面に赤外線反射膜３が形成され、バルブ１内
にはアルゴン等の不活性ガスとともに所要のハロゲンが
封入されている。
を用いて説明する。図１は、この発明の一実施例のハロ
ゲン電球の構成の概略を示したものである。図１におい
て、石英製のバルブ１内にその中心軸に一致するように
フィラメント２が設けられている。フィラメント２の一
端部はリード線４に接続され、他端部はリード線５に接
続されてバルブ１の中心軸上に支持されている。リード
線４，５はステムガラス６で一体化されている。またバ
ルブ１の外面に赤外線反射膜３が形成され、バルブ１内
にはアルゴン等の不活性ガスとともに所要のハロゲンが
封入されている。
【０００８】赤外線反射膜３は図２に示すように、高屈
折率層Ｈと低屈折率層Ｌとを交互に積層し、最終層を低
屈折率層Ｌとしている。高屈折率層Ｈは、酸化チタン
（ＴｉＯ2 ），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）, 酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ2 ）, 硫化亜鉛（ＺｎＳ）等からな
る。低屈折率層Ｌは、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）, ふっ
化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）からなる。低屈折率層Ｌの
光学膜厚は最終層を除く層が２１０〜３１０ｎｍであ
り、かつ最終層の光学膜厚が（１／２）×（２１０〜３
１０）ｎｍ＝１０５〜１５０ｎｍである。また高屈折率
層Ｈの光学膜厚のうち、少なくとも１層が２×（２１０
〜３１０）ｎｍ＝４２０〜６２０ｎｍ、残りの層の光学
膜厚がいずれも２１０〜３１０ｎｍである。
折率層Ｈと低屈折率層Ｌとを交互に積層し、最終層を低
屈折率層Ｌとしている。高屈折率層Ｈは、酸化チタン
（ＴｉＯ2 ），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）, 酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ2 ）, 硫化亜鉛（ＺｎＳ）等からな
る。低屈折率層Ｌは、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）, ふっ
化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）からなる。低屈折率層Ｌの
光学膜厚は最終層を除く層が２１０〜３１０ｎｍであ
り、かつ最終層の光学膜厚が（１／２）×（２１０〜３
１０）ｎｍ＝１０５〜１５０ｎｍである。また高屈折率
層Ｈの光学膜厚のうち、少なくとも１層が２×（２１０
〜３１０）ｎｍ＝４２０〜６２０ｎｍ、残りの層の光学
膜厚がいずれも２１０〜３１０ｎｍである。
【０００９】つぎにこの赤外線反射膜３の形成方法につ
いて述べる。高屈折率層ＨとしてはＴｉＯ2 を用いた。
このＴｉＯ2 のテトラブチルチタネートをエタノール系
の溶剤に溶かした液にバルブ１を浸漬し、管状体の部分
は一定速度で引き上げ、球体部分は引き上げ速度を変化
させることにより均一な膜を塗布し、乾燥・焼成を行
う。また低屈折率層ＬとしてはＳｉＯ2 を用いた。この
ＳｉＯ2 のテトラエチルシリケートをエタノール系の溶
剤に溶かした液にバルブ１を浸漬し、高屈折率層Ｈの場
合と同じように引き上げ、乾燥・焼成を行う。この工程
を繰り返して赤外線反射膜３を形成する。各層の膜厚
は、溶液の濃度と引き上げ速度によって決定される。
いて述べる。高屈折率層ＨとしてはＴｉＯ2 を用いた。
このＴｉＯ2 のテトラブチルチタネートをエタノール系
の溶剤に溶かした液にバルブ１を浸漬し、管状体の部分
は一定速度で引き上げ、球体部分は引き上げ速度を変化
させることにより均一な膜を塗布し、乾燥・焼成を行
う。また低屈折率層ＬとしてはＳｉＯ2 を用いた。この
ＳｉＯ2 のテトラエチルシリケートをエタノール系の溶
剤に溶かした液にバルブ１を浸漬し、高屈折率層Ｈの場
合と同じように引き上げ、乾燥・焼成を行う。この工程
を繰り返して赤外線反射膜３を形成する。各層の膜厚
は、溶液の濃度と引き上げ速度によって決定される。
【００１０】つぎにこの電球の作用について説明する。
フィラメント２より放出されるエネルギーは、可視光
（波長３８０〜７８０ｎｍ）とともに多量の赤外線を放
出し、この赤外線放射のピークは波長８００〜１２００
ｎｍの範囲にある。フィラメント２から放射された光の
うち、可視光は赤外線反射膜３を透過してバルブ１外に
放射され、赤外線は赤外線反射膜３により反射されフィ
ラメント２に帰還してフィラメント２を加熱し、このた
め可視光の放射が増加して高効率となる。
フィラメント２より放出されるエネルギーは、可視光
（波長３８０〜７８０ｎｍ）とともに多量の赤外線を放
出し、この赤外線放射のピークは波長８００〜１２００
ｎｍの範囲にある。フィラメント２から放射された光の
うち、可視光は赤外線反射膜３を透過してバルブ１外に
放射され、赤外線は赤外線反射膜３により反射されフィ
ラメント２に帰還してフィラメント２を加熱し、このた
め可視光の放射が増加して高効率となる。
【００１１】ここで、赤外線反射膜３は可視光領域にお
いて高透過率を示し、かつ赤外領域、特に近赤外におい
て高反射率を示すのが好ましいが、どちらか一方をよく
すると他方が悪くなる関係にある。しかし、この発明に
おいて上述のように低屈折率層Ｌおよび高屈折率層Ｈの
光学膜厚を２１０〜３１０ｎｍとし、最上層の光学膜厚
は１０５〜１５０ｎｍ、かつ高屈折率層（Ｈ）のうち一
部の光学膜厚を４２０〜６２０ｎｍとすることによっ
て、近赤外線反射率および可視光透過率を両方ともに向
上させ、ランプの効率を上昇させることができたもので
ある。
いて高透過率を示し、かつ赤外領域、特に近赤外におい
て高反射率を示すのが好ましいが、どちらか一方をよく
すると他方が悪くなる関係にある。しかし、この発明に
おいて上述のように低屈折率層Ｌおよび高屈折率層Ｈの
光学膜厚を２１０〜３１０ｎｍとし、最上層の光学膜厚
は１０５〜１５０ｎｍ、かつ高屈折率層（Ｈ）のうち一
部の光学膜厚を４２０〜６２０ｎｍとすることによっ
て、近赤外線反射率および可視光透過率を両方ともに向
上させ、ランプの効率を上昇させることができたもので
ある。
【００１２】下記の表にこの実施例と従来例の赤外線反
射膜３の構成を示す。なお、膜厚は幾何学的膜厚であ
る。
射膜３の構成を示す。なお、膜厚は幾何学的膜厚であ
る。
【００１３】
【表１】
【００１４】つぎにこの実施例と従来例の分光透過率曲
線を図３に示す。実線は実施例、点線は従来例である。
図３から明らかなように、実施例の赤外線領域の透過率
が低くい範囲が広く、また反射のピークが近赤外部にも
現れるとともに、可視光領域の透過率が低下せず、赤外
線領域の反射率も低下していないことがわかる。また、
実施例の赤外線反射膜３を用い、図１に示す構造を有す
る１１０Ｖ，８５Ｗ定格のハロゲン電球を製作し、ラン
プ特性を調べた。その結果、従来例に示す赤外線反射膜
を有する１１０Ｖ，８５Ｗ定格のハロゲン電球の効率を
基準として実施例と比較すると、この発明の実施例は約
２０％の効率の上昇が得られることが認められた。
線を図３に示す。実線は実施例、点線は従来例である。
図３から明らかなように、実施例の赤外線領域の透過率
が低くい範囲が広く、また反射のピークが近赤外部にも
現れるとともに、可視光領域の透過率が低下せず、赤外
線領域の反射率も低下していないことがわかる。また、
実施例の赤外線反射膜３を用い、図１に示す構造を有す
る１１０Ｖ，８５Ｗ定格のハロゲン電球を製作し、ラン
プ特性を調べた。その結果、従来例に示す赤外線反射膜
を有する１１０Ｖ，８５Ｗ定格のハロゲン電球の効率を
基準として実施例と比較すると、この発明の実施例は約
２０％の効率の上昇が得られることが認められた。
【００１５】なお、この発明において、赤外線反射膜３
の各層の光学膜厚の基準となる２１０〜３１０ｎｍがこ
の範囲にある限り放射される光は、従来品と同様な光色
を示し、上述の効果に大差はない。また赤外線反射膜３
はバルブ１の外面に限らず、内面または内外面に形成す
ることができる。バルブ１の形状も赤外線反射膜３から
反射する赤外線がフィラメント２に帰還するような形状
であればどのような形状でもよい。
の各層の光学膜厚の基準となる２１０〜３１０ｎｍがこ
の範囲にある限り放射される光は、従来品と同様な光色
を示し、上述の効果に大差はない。また赤外線反射膜３
はバルブ１の外面に限らず、内面または内外面に形成す
ることができる。バルブ１の形状も赤外線反射膜３から
反射する赤外線がフィラメント２に帰還するような形状
であればどのような形状でもよい。
【００１６】
【発明の効果】この発明の白熱電球は、バルブの内外面
の少なくとも一方に設ける赤外線反射膜として、光学膜
厚がともに２１０〜３１０ｎｍである高屈折率層と低屈
折率層とを交互に積層してなり、赤外線反射膜の最終層
である低屈折率層の光学膜厚が１／２×（２１０〜３１
０）ｎｍであり、かつ高屈折率層の光学膜厚のうち少な
くとも１層が２×（２１０〜３１０）ｎｍからなるもの
を用いることにより、赤外線反射膜の赤外線反射領域を
拡大できるとともに、可視光の透過率と赤外線の反射率
とを向上できるので、ランプ効率をより一層向上するこ
とができるという効果がある。
の少なくとも一方に設ける赤外線反射膜として、光学膜
厚がともに２１０〜３１０ｎｍである高屈折率層と低屈
折率層とを交互に積層してなり、赤外線反射膜の最終層
である低屈折率層の光学膜厚が１／２×（２１０〜３１
０）ｎｍであり、かつ高屈折率層の光学膜厚のうち少な
くとも１層が２×（２１０〜３１０）ｎｍからなるもの
を用いることにより、赤外線反射膜の赤外線反射領域を
拡大できるとともに、可視光の透過率と赤外線の反射率
とを向上できるので、ランプ効率をより一層向上するこ
とができるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例の白熱電球の一部断面図で
ある。
ある。
【図２】同白熱電球の赤外線反射膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】赤外線反射膜の分光透過率曲線図である。
１ バルブ ２ フィラメント ３ 赤外線反射膜
Claims (1)
- 【請求項１】 光学膜厚がともに２１０〜３１０ｎｍで
ある高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層してなる赤
外線反射膜を内外面の少なくとも一方に設けたバルブ
と、このバルブの中心に配置されたフィラメントとを備
え、前記赤外線反射膜の最終層となる前記低屈折率層の
光学膜厚が１／２×（２１０〜３１０）ｎｍであり、か
つ前記高屈折率層の光学膜厚のうち少なくとも１層が２
×（２１０〜３１０）ｎｍであることを特徴とする白熱
電球。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16565693A JP3153050B2 (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 白熱電球 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16565693A JP3153050B2 (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 白熱電球 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0721998A true JPH0721998A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3153050B2 JP3153050B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=15816509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16565693A Expired - Lifetime JP3153050B2 (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 白熱電球 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3153050B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238093A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Sony Corp | 撮像装置 |
| WO2018170117A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Applied Materials, Inc. | Additive manufacturing having energy beam and lamp array |
-
1993
- 1993-07-05 JP JP16565693A patent/JP3153050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238093A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Sony Corp | 撮像装置 |
| WO2018170117A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Applied Materials, Inc. | Additive manufacturing having energy beam and lamp array |
| US11117194B2 (en) | 2017-03-15 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Additive manufacturing having energy beam and lamp array |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3153050B2 (ja) | 2001-04-03 |
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