JPH1069808A - 反射鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射基体の温度上昇を抑制し可視光が後方側
に洩れないようにしながら良好な配光特性を有するよう
にした反射鏡を提供する。 【解決手段】 透光性材料である硬質ガラスで成形さ
れ、回転放物面をなす内表面１５に赤外線透過可視光反
射の選択多層膜１６を被着した反射基体１４が、その外
表面１９全体に半導体膜であるシリコン膜２０を５０ｎ
ｍ〜２μｍの膜厚となるように被着しているので、ハロ
ゲン電球１２を点灯した際に可視光は選択多層膜１６に
よって前方に反射され、また選択多層膜１６が被着され
ていない部分２７では反射基体１４を透過した後にシリ
コン膜２０に吸収される。一方、赤外光は選択多層膜１
６、反射基体１４、シリコン膜２０を透過して後方に放
射されることになり、後方側に可視光は洩れず、反射基
体１４の温度上昇が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線透過可視光
反射の選択多層膜を反射基体に設けてなる反射鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、例えば投影器や店舗用照明
装置あるいは医療用照明装置等の投光照明装置は、図３
に第１の従来例として示すように所定形状をなすガラス
製反射基体１の回転放物面の内面に、高屈折率材料でな
る高屈折率薄膜と低屈折率材料でなる低屈折率薄膜とを
交互に積層するようにして形成された赤外線透過可視光
反射の選択多層膜２を設けて反射鏡３を構成し、この反
射鏡３の中央部分にハロゲン電球４を接着剤５で固定す
ることによって構成されている。そしてハロゲン電球４
を点灯することで可視光が選択多層膜２で反射されて前
方に投射され、赤外線が選択多層膜２を透過し反射基体
１の後方に放射される。

【０００３】しかし、反射鏡３にはハロゲン電球４が固
定される部分の周囲に、通常数ミリの間隔で選択多層膜
２が被着されていない部分６が形成されてしまう。その
ため、ハロゲン電球４を点灯した場合に前方に可視光が
投射されると共に選択多層膜２が被着されていない部分
６から可視光の一部が後方側に洩れてしまうという問題
が生じる。

【０００４】このような問題に対し、特開昭６１−７１
５０２号公報には図４に部分断面図を示す第２の従来例
の反射鏡が示されている。反射鏡はアルミニウム製の基
板７の表面に黒色塗装８を施し、その上に選択反射膜９
を被着するようにして構成されている。そして、このよ
うに構成することで選択反射膜９で可視光の多くを前方
に反射すると共に、赤外光のほとんどを後方に透過させ
て塗装８部分に吸収させ、塗装８に吸収された熱をアル
ミニウム製の基板７の背面から外気に放熱するようにし
たものが示されている。

【０００５】しかしながら上記の従来技術においては、
基板７がアルミニウム製であるために熱伝導率が良く、
点灯することによって基板７の温度が高くなってしまう
虞があり、また基板７は通常プレス加工によって形成さ
れるので加工コストが比較的高いものになってしまう。
さらに、反射面が形成される基板７の面には加工時の跡
が残り、このままの状態で塗装８を施し、さらに選択反
射膜９を被着し反射面を形成した場合には加工跡による
乱反射によって良好な配光特性を得ることができなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
一部可視光が後方側に洩れないようにすると共に、反射
基体の温度上昇を低く押さえることができ、また配光特
性が良好で加工コストの低廉な反射鏡を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の反射鏡は、反射
基体の片側表面に赤外線透過可視光反射の選択多層膜が
形成されてなる反射鏡において、反射基体が、透光性材
料で形成されていると共に、選択多層膜が形成された面
とは反対側の反射基体の他側表面の少なくとも一部に半
導体膜が被着されていることを特徴とするものであり、
さらに、半導体膜が、シリコン膜またはゲルマニウム膜
であることを特徴とするものであり、さらに、半導体膜
が、シリコン膜とゲルマニウム膜を交互に積層した交互
積層膜であることを特徴とするものであり、さらに、半
導体膜が、シリコンとゲルマニウムの混合物膜であるこ
とを特徴とするものであり、さらに、半導体膜は、膜厚
が５０ｎｍ〜２μｍであることを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
及び図２を参照して説明する。図１は縦断面図であり、
図２はシリコン膜の分光特性図である。

【０００９】図１及び図２において、１１は光源にハロ
ゲン電球１２を使用した投光照明装置であり、１３はハ
ロゲン電球１２の背後に対設された反射鏡である。反射
鏡１３は、前方向への反射を行う内面が回転放物面をな
すよう硬質ガラスで一体に成形された反射基体１４によ
って構成され、その凹形状をなす内表面１５には選択多
層膜１６が被着されている。また反射鏡１３は、その後
部に口金筒部１７が突設されており、この口金筒部１７
にはハロゲン電球１２を取り付けるための取付孔１８が
形成されている。さらに反射鏡１３には、口金筒部１７
を含む外表面１９の全体に半導体膜であるシリコン膜２
０が真空蒸着法によって５０ｎｍ〜２μｍの膜厚となる
ように被着されている。なお、シリコン膜２０の形成は
真空蒸着法によらず、スッパッタ法やＣＶＤ法、ディッ
ピング法によって行ってもよい。

【００１０】一方、ハロゲン電球１２は、石英ガラス等
の耐熱性ガラスからなるバルブ２１内にタングステンコ
イルフィラメント２２を封装し、その一端を圧潰封止し
て封止部２３としている。そして、ハロゲン電球１２は
発光部分のタングステンコイルフィラメント２２を反射
基体１４の凹形状部分内に位置させるようにし、封止部
２３を取付孔１８に挿入し、耐熱性接着剤２４により接
着、固定することによって反射鏡１３に取り付けられて
いる。なお、２５はハロゲン電球１２のタングステンコ
イルフィラメント２２の両端に接続された導線で、封止
部２３から導出され口金筒部１７の先端部から露出する
外部端子２６に接続されている。

【００１１】また、反射鏡１３に設けられた選択多層膜
１６は、反射基体１４の凹形状をなす内表面１５に真空
蒸着法によって、高屈折率膜の二酸化チタン膜と低屈折
率膜の二酸化けい素膜を、真空蒸着法で所定膜厚となる
よう交互に膜厚を正確に制御するようにして積層して形
成された２４層の赤外線透過可視光反射の二酸化チタン
系の多層膜である。この高屈折率膜と低屈折率膜とを交
互に、それぞれ所定の膜厚として積層した選択多層膜１
６では、光の干渉作用が発生して冷光である可視光を反
射し赤外線を透過する。

【００１２】また、このような選択多層膜１６は、二酸
化チタン膜と二酸化けい素膜がそれぞれの光学的膜厚を
１／４λとした交互層設計に基づくものであり、その構
成は 反射基体・（ＨＬ）⁶ λ₁ ・（ＨＬ）⁶ λ₂ ・空気 となっており、ここで、Ｈは二酸化チタン膜による高屈
折率膜、Ｌは二酸化けい素膜による低屈折率膜、λは設
計波長でλ₁ が長波長（６００ｎｍ）側を、λ₂ が短波
長（４５０ｎｍ）側を表す。

【００１３】そして、二酸化チタン膜及び二酸化けい素
膜の形成及びシリコン膜２０の形成には真空蒸着法を用
い、その蒸着条件は、 真空度：２．６７×１０⁻¹ 〜１．０７×１０⁻³ Ｐａ 散乱ガス：アルゴン 反射基体の蒸着面温度：１５０〜２００℃ 蒸発源：抵抗加熱または電子銃 であり、蒸着処理後は電気炉中にて３５０℃〜５５０
℃、１時間の熱処理を施して定着させている。選択多層
膜１６の各膜の形成は、先ず、図示しないが同一の蒸着
装置のチャンバ内に二酸化チタンと二酸化けい素の各蒸
発源を分離配置し、同じチャンバ内に複数個の反射基体
１４を凹形状の内表面１５が蒸発源に対向するように配
置する。その後、反応室内を所定圧力となるように減圧
すると共に所定温度となるように加熱し、二酸化チタン
と二酸化けい素を交互に蒸発させ、２４層の二酸化チタ
ン膜と二酸化けい素膜の交互膜を中間膜の表面に積層す
る。同様にシリコン膜２０の形成についても、先ず、図
示しないが蒸着装置のチャンバ内にシリコンの蒸発源を
配置し、同じチャンバ内に複数個の反射基体１４を外表
面１９が蒸発源に対向するように配置する。その後、反
応室内を所定圧力となるように減圧すると共に所定温度
となるように加熱し、シリコンを蒸発させてシリコン膜
２０を反射基体１４の外表面１９に成膜する。

【００１４】このように構成されたものでは、ハロゲン
電球１２を点灯することでタングステンコイルフィラメ
ント２２で発せられた光の可視光が、反射基体１４の凹
形状内表面１５に形成された選択多層膜１６で反射され
前方向に投射され、赤外線が選択多層膜１６を透過し反
射基体１４の後方側に放射される。しかし、反射基体１
４の内表面１５に形成された選択多層膜１６は、反射鏡
１３に固定されたハロゲン電球１２の周囲に第１の従来
例におけると同様に、数ミリの間隔で被着されていない
部分２７が形成されたものとなっている。そして選択多
層膜１６が被着されていない部分２７に到達した光のう
ちの可視光は、前方向に反射されずに後方向に向かい反
射基体１４を透過して洩れ出ようとするが、反射基体１
４の外表面に選択多層膜１６が被着されていない部分２
７を通過してくる光の光路を遮断するよう被着されたシ
リコン膜２０に吸収され、反射鏡１３の後方側に洩れ出
ることがない。一方、赤外光は可視光と共に反射基体１
４を透過しシリコン膜２０に至が、図２のシリコン膜の
分光特性図に示すように、赤外光はシリコン膜２０を透
過し、反射基体１４の後方側に放射される。この結果、
反射基体１４は赤外光によって加熱されない。

【００１５】また、反射基体１４は内表面１５が回転放
物面となるよう硬質ガラスによって一体に成形されたも
のであり、これに要する成形型も比較的安価で、成形加
工等も容易に行うことができて低廉な加工コストのもと
に加工精度の良い内表面１５を得ることができ、この内
表面１５に被着された選択多層膜１６により反射された
可視光の配光特性も良好なものとなる。

【００１６】なお、上記の実施形態ではシリコン膜２０
を反射基体１４の外表面１９の全体に被着したが、選択
多層膜１６が被着されていない部分２７を通過してくる
光の光路を遮断するよう被着して反射基体１４の後方側
に可視光が洩れ出ることがないよう一部に設けても良
く、またシリコン膜２０に代えてゲルマニウム膜を所定
膜厚となるように被着してもよい。さらに、シリコン膜
２０に代えてシリコン膜とゲルマニウム膜を交互に積層
してなる交互積層膜、あるいはシリコンとゲルマニウム
の混合物膜を被着するようにしてもよい。

【００１７】またさらに、上記においてシリコン膜２０
の被着膜厚を５０ｎｍ〜２μｍの範囲で設定したが、こ
れより膜厚が薄いと吸収量が少なく可視光は透過して後
方向への可視光洩れが生じ、また膜厚が厚いと膜にクラ
ックが生じてしまい良好な可視光の遮断膜とならない。
したがってこれらの特性を考慮すると、シリコン膜のよ
り好ましい範囲は、１２５ｎｍ〜２５０ｎｍである。な
おまた、シリコン膜２０を反射基体１４の内表面１５に
形成するようにした場合には、反射基体１４と選択多層
膜１６の間にシリコン膜２０が形成されることになり、
選択多層膜１６の付着強度が弱くなり実用に適さず、口
金筒部１７では取付孔１８内面と接着剤２４の間にシリ
コン膜２０が被着されている状態になるため、ハロゲン
電球１２の接着強度が弱くなり同じく実用に適さない。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、片側表面に赤外線透過可視光反射の選択多層膜が形
成された反射基体を透光性材料で形成すると共に、他側
表面に半導体膜を被着する構成としたことにより、反射
基体の温度上昇を抑制しながら可視光の後方側への洩れ
を低減することができ、さらに良好な配光特性が低廉な
加工コストのもとに得られる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る投光照明装置を示す
断面図である。

【図２】本発明の一実施形態におけるシリコン膜の分光
特性図である。

【図３】第１の従来例に係る投光照明装置の断面図であ
る。

【図４】第２の従来例の部分断面図である。

【符号の説明】

１２…ハロゲン電球 １３…反射鏡 １４…反射基体 １５…内表面 １６…選択多層膜 １９…外表面 ２０…シリコン膜 ２７…被着されていない部分

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射基体の片側表面に赤外線透過可視光
   反射の選択多層膜が形成されてなる反射鏡において、前
   記反射基体が、透光性材料で形成されていると共に、前
   記選択多層膜が形成された面とは反対側の前記反射基体
   の他側表面の少なくとも一部に半導体膜が被着されてい
   ることを特徴とする反射鏡。
2. 【請求項２】 半導体膜が、シリコン膜またはゲルマニ
   ウム膜であることを特徴とする請求項１記載の反射鏡。
3. 【請求項３】 半導体膜が、シリコン膜とゲルマニウム
   膜を交互に積層した交互積層膜であることを特徴とする
   請求項１記載の反射鏡。
4. 【請求項４】 半導体膜が、シリコンとゲルマニウムの
   混合物膜であることを特徴とする請求項１記載の反射
   鏡。
5. 【請求項５】 半導体膜は、膜厚が５０ｎｍ〜２μｍで
   あることを特徴とする請求項１記載の反射鏡。