JPH1074407A

JPH1074407A - 灯具

Info

Publication number: JPH1074407A
Application number: JP8230686A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Kato; 正修加藤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプの色光を着色フィルタで調整すると、
出射光量が低下されるため高輝度なランプが得られ難
く、また熱により着色フィルタが損傷されるため長寿命
が得られにくい。【解決手段】ランプボディ１と前面レンズ２とが封着
された灯室内にフィラメント５が配置されたシールドビ
ーム型のハロゲンランプのレンズ面に、フィラメントで
発光された光を分光透過させる干渉フィルタ９を設け
る。この干渉フィルタはＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の薄膜１
０，１１を交互にかつ多層に積層し、透過された光の色
温度が５０００Ｋ程度となるように設定される。着色フ
ィルタを用いたものに比較して光量の低下が少なくな
り、小型でかつ高光量、高輝度の灯具を得ることがで
き、しかも着色フィルタに比較して耐熱性が高くなり、
熱による損傷が受けにくく、長寿命の灯具が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種照明に利用され
る灯具に関し、特に高光量、高輝度でかつ所要の色光が
得られる灯具に関する。

【０００２】

【従来の技術】広い屋内での照明や、野外の照明を行う
ための灯具として、例えば、シールドビーム型のハロゲ
ンランプが用いられている。また、近年のこの種の照明
では、昼光色に近い色光が望まれており、例えば５００
０Ｋ程度の色温度のランプが用いられている。しかしな
がら、前記したハロゲンランプはもとより、白熱バルブ
を光源とするランプでは、その色温度は略３０００Ｋ程
度であり、このため、要求される光量は満足されるもの
の、色光の点で問題が生じることになる。この色光につ
いての問題を解消するために、従来ではランプに着色フ
ィルタを付設し、ランプから出射される前または後の光
うち、長波長側の光をフィルタによって制限することに
より色温度変換して５０００Ｋ程度の色光とするものが
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術は着色フィルタにより色光の調整を行うため、長波長
側、すなわち赤色側の色光の透過率を低下させることに
なり、その分ランプから出射される光の光量が低減され
ることになる。したがって、要求される輝度は満足され
るものの、ランプ光量の有効利用率が低下されるため、
前記した光量を満足させるためにはランプを大型化する
必要がある。このように、ランプを大型化するとランプ
の発熱量が指数的に増大されることになり、通常この種
の着色フィルタはガラスや透明樹脂に着色樹脂膜をコー
ティングしたものが殆どであるため、ランプの熱によっ
て着色フィルタ損傷され、損傷されたときには着色樹脂
膜による分光特性が変化され、所望の色光が得られなく
なってしまうことにもなる。

【０００４】本発明の目的は、光量および輝度と共に色
光を共に満足させることが可能な灯具を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、光源と、光源
からの光を反射する反射面と、光源からの光および反射
面で反射された光を透過させて外部に出射させるレンズ
とを備える灯具において、この光の光路上に出射光が５
０００Ｋ程度の色光となるように設定された干渉フィル
タを配置したことを特徴とする。この干渉フィルタはレ
ンズ面に形成され、あるいは反射面に形成される。ま
た、干渉フィルタはＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の薄膜を交互に
多層に積層した構成とすることが好ましい。さらに、レ
ンズにはシボが形成されることが好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明をシールドビーム型の
ハロゲンランプに適用した実施形態の断面図である。耐
熱ガラス製のランプボディ１と前面レンズ２とが一体に
溶着されて灯室３が画成され、この灯室３の内部にハロ
ゲン電球５が配設されている。このハロゲン電球５は円
筒状をしたガラス発光管５ａ内に不活性ガスが封入され
ており、その両端から挿入された一対のリード線５ｂ間
にフィラメント５ｃが架設されている。また、前記ラン
プボディ１の背面中央位置には絶縁材のフェルール４が
設けられており、このフェルール４に前記灯室内３と連
通するリード線を兼ねたサポート線６が設けられ、この
サポート線６の内端部に前記ハロゲン電球５のリード線
５ｂが接続され、給電が行われるようになっている。さ
らに、前記ランプボディ１の内面には金属がコーティン
グされて反射膜７が形成される。なお、ランプボディ１
の内面形状は、ランプに要求される配光特性に応じて任
意の曲面形状に設計される。また、前記前面レンズ２の
内面は、例えばショットピーニング加工等により不規則
な微細凹凸からなるシボ８が形成され、さらに、その内
面上には干渉フィルタ９が一体に形成されている。

【０００７】前記干渉フィルタ９は、異なる屈折率の透
明材料、ここではＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の各薄膜１０，１
１を交互に積層することで、これらの薄膜１０，１１を
光が透過する際の干渉により所要の色光の出射が抑制さ
れるように構成したものである。薄膜１０，１１の膜厚
がそれぞれ相違されたものを多層に積層することで、各
薄膜における色光の出射を積分した所要の分光特性のフ
ィルタが構成される。ここでは、４層に形成され、第１
層目のＴｉＯ₂の膜厚をｘ、第２層目のＳｉＯ₂の膜厚
を２ｙ、第３層目の膜厚をｘ、第４層目の膜厚を３ｙと
している。ただし、ｘ＞ｙであり、６層以上に構成する
場合にも、同様な関係となるように形成される。通常、
これらの薄膜は、蒸着法やスパッタ法等により形成され
る。そして、この実施形態では、干渉フィルタ９の分光
特性は、図２（ａ）の実線のように、７００ｎｍ程度の
光透過を抑制し、４５０ｎｍに透過率の最大ピークを有
する特性に形成されている。

【０００８】したがって、このランプに電力を供給して
ハロゲン電球５を発光させると、発光された光は直接、
あるいは反射面７で反射された後、前面レンズ２を透過
して出射される。このとき、発光された光の分光特性
は、図２（ｂ）のように、短波長側から長波長側に向け
て光レベルが漸増される特性であり、その色温度は３０
００Ｋ程度である。この色光が前面レンズ２を透過する
際に、図２（ａ）の実線で示した分光透過率特性の干渉
フィルタ９を透過されることにより、前面レンズ２から
出射される色光の分光特性は図２（ｃ）の実線のように
なる。この分光特性によれば、その色温度は５０００Ｋ
前後であり、所望とする昼光色に近い色光のランプとし
て機能される。また、この場合、干渉フィルタ９による
色光の透過制限であることから、光量の低下は最小に抑
制され、輝度の高い発光光が得られる。

【０００９】因に、図２（ａ）に鎖線で示すような従来
の青色系の着色フィルタをシールドビーム型のハロゲン
ランプの前側に配置したランプの場合に、着色フィルタ
を透過した光の分光特性は図２（ｃ）に鎖線で示すよう
になり、その色温度が５０００Ｋの色温度となるように
着色フィルタを構成した場合、ハロゲンランプの明るさ
が２０万カンデラのときに着色フィルタから出射される
光の明るさは４万カンデラであり、２５％の明るさに低
減されている。これに対し、図１に示した本実施形態の
ランプでは、ハロゲンランプでの明るさ２０万カンデラ
に対して、ランプから出射される光の明るさは１０万カ
ンデラであり、５０％の明るさが確保できることが明ら
かとされている。

【００１０】このように、本実施形態のランプでは、着
色フィルタを用いていないため、ランプ光量の低下が抑
制でき、したがってランプを大型化する必要がなく、高
輝度でかつ小型のランプが構成できる。また、干渉フィ
ルタは耐熱性が高いため、着色フィルタに比較して熱に
よる損傷を受け難く、長寿命のランプが構成できる。さ
らに、前面レンズの内面にシボ８が形成されているため
に、ランプ内部のフィラメント５等が前面レンズ２を透
して外部から露見されることがなく、外観上の見栄えが
良好であるとともに、出射される光をシボによって拡散
する効果が期待でき、均一な配光特性を得ることも可能
となる。また、シボ８の凹凸により、干渉フィルタ９を
蒸着により形成する際に界面が活性化されるため、その
密着力が高められ、干渉フィルタ９を構成する薄膜１
０，１１との密着性が向上し、干渉フィルタ９の剥離を
防止する上で有効となる。さらに、このランプを用いて
照明装置を構成する場合、着色フィルタをランプの前側
に配置する必要がないため、照明装置の構成部品点数が
削減でき、かつ照明装置を小型に形成する上でも有効で
ある。

【００１１】図３は本発明の第２の実施形態の断面図で
あり、第１の実施形態と同様にシールドビーム型のハロ
ゲンランプに適用した例である。なお、第１の実施形態
と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態
では、透明ガラスで形成されているランプボディ１の内
面に、反射膜に代えて干渉フィルタ９Ａを形成してい
る。また、前面レンズ２の内面には、前記実施形態と同
様にシボを形成しているが、干渉フィルタは形成してい
ない。ここで、前記干渉フィルタは、図２（ａ）に実線
で示した分光特性と逆の特性、換言すれば図２（ａ）の
縦軸の「透過率」を「反射率」に置き換えた特性にほぼ
近い特性となるように構成する。すなわち、７００ｎｍ
で透過率が最大となり、４５０ｎｍ付近で透過率が最
小、すなわち反射率が最大となる特性とする。ただし、
実際には長波長側の反射率がこれよりも低くなるように
設計する。

【００１２】この構成のランプでは、フィラメント５に
より発光された光の一部はそのまま前面レンズ２を通し
て出射される。また、他の一部はランプボディ１の干渉
フィルタ９Ａに投射され、ここで一部は透過され、一部
は反射される。そして、この反射された光は、干渉フィ
ルタ９Ａの前記した反射特性に準じた分光特性の色光と
なり、前面レンズ２を通して出射される。したがって、
ランプ全体としては、前記した前面レンズ２を直接透過
された光と、干渉フィルタ９Ａにより反射された光とが
混合されて出射されることになる。そして、干渉フィル
タ９Ａの反射特性は前記したように長波長側の反射率を
低減しているため、前面レンズ２においてフィラメント
５からの光と混合された結果は、第１の実施形態とほぼ
同じ分光特性の色光となり、結果として５００Ｋ程度の
色温度の昼光色の光となる。

【００１３】なお、この実施形態においても、干渉フィ
ルタ９Ａの特定波長領域での反射効率は着色フィルタの
場合よりも高いため、ランプから出射される光の輝度の
低下は少なく、小型でかつ高輝度のランプが得られる。
また、前面レンズのシボにより外観上の見栄えが改善さ
れ、均一な配光特性が得られることは言うまでもない。
また、この実施形態では、ランプの光の一部はランプボ
ディの背面側に透過されるため、ランプの背後には光を
反射するものが存在しない場合に有効である。また、こ
の透過により前面レンズ側への反射光の光量が低減され
るため、第１の実施形態に比較すると輝度は幾分低下さ
れることになる。

【００１４】図４は本発明の第３の実施形態の断面図で
あり、ここでは従来から提供されているシールドビーム
型ハロゲンランプの前側に干渉フィルタ９Ｂを配置した
ものである。この干渉フィルタ９Ｂは、透明ガラス基板
１２の表面に前記したようにＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の薄膜
を多層に積層し、その分光透過率が図２（ａ）となるよ
うに形成したものである。この実施形態では、ランプか
ら出射された光は干渉フィルタ９Ａを透過されること
で、図２（ｃ）のような分光特性の色光とされるため、
所望の５０００Ｋ程度の色光を得ることができる。ま
た、その際の光量も第１の実施形態と同じであり、光量
低下が抑制される。

【００１５】この実施形態では、ランプとは別に干渉フ
ィルタを設けているため、照明装置を構成する場合に、
第１の実施形態に比較して照明装置が幾分大型化される
ことになる。しかしながら、干渉フィルタの交換が可能
であるため、複数の異なる分光特性の干渉フィルタを用
意しておき、任意の干渉フィルタを選択して利用するこ
とで、ランプを交換することなく任意の色光の照明を実
現することが可能となる。

【００１６】また、本発明においては、図示は省略する
が、第３の実施形態において、柔軟性のある耐熱性の透
明フィルムの表面に薄膜を多層に形成して干渉フィルタ
を形成し、この柔軟な干渉フィルタをハロゲンランプの
前面レンズの外面に貼り付けるようにしてもよい。この
ように、すれば、照明装置を構成する際の部品点数を低
減して装置の小型化が実現できる一方で、干渉フィルタ
を交換することで任意の色光の照明装置を構成すること
ができる。

【００１７】なお、前記各実施形態は、ランプとしてシ
ールドビーム型のハロゲンランプに本発明を適用した例
を示しているが、白熱バルブを光源とするランプや、放
電管を光源とするランプ、あいるはレンズがランプボデ
ィに対して着脱可能なランプにも適用できる。このレン
ズが着脱可能なランプでは、第１の実施形態のように干
渉フィルタをレンズと一体化した場合においても、レン
ズを交換することで任意の色光のランプを得ることが可
能となる。また、干渉フィルタを構成する透明材料は、
前記したものに限定されるものではなく、例えば、Ｔｉ
Ｏ₂の代わりにＴａ₂Ｏ₅を使用し、ＳｉＯ₂の代わり
にＭｇＦ₂を使用する等、種々のものが採用できる。こ
の場合、耐熱性、耐磨耗性に優れたものを使用すること
が、長寿命化を図る上で好ましい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光源が反
射面で反射され、レンズを透過して出射される光路上に
干渉フィルタを配置し、この干渉フィルタによって光を
透過させ、あるいは反射させて５０００Ｋ程度の色温度
の色光を発光する灯具として構成しているので、着色フ
ィルタを用いたものに比較して光量の低下が少なくな
り、小型でかつ高光量、高輝度の灯具を得ることがで
き、しかも着色フィルタに比較して耐熱性が高くなり、
熱による損傷が受けにくく、長寿命の灯具を得ることが
できる。特に、色光の色温度を５０００Ｋ程度とするこ
とにより、昼光色の色光を発光する灯具として構成で
き、屋内や屋外の照明装置としての好適な利用が可能と
なる。また、レンズ面にシボを設けることで、外観上の
見栄えを向上し、かつ光を拡散して均一な照明を行うと
ともに、干渉フィルタの密着性を高めて信頼性を噛める
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の灯具の第１の実施形態の断面図であ
る。

【図２】本発明の灯具にかかる干渉フィルタの分光透過
率、発光光の分光特性、ランプ出射光の分光特性をそれ
ぞれ着色フィルタと比較して示す図である。

【図３】本発明の第２の実施形態の断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態の断面図である。

【符号の説明】

１ランプボディ２前面レンズ４フェルール５フィラメント６サポート線７反射膜８シボ９，９Ａ，９Ｂ干渉フィルタ１０ＴｉＯ₂薄膜１１ＳｉＯ₂薄膜１２透明ガラス基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源からの光を反射する反
射面と、前記光源からの光および反射面で反射された光
を透過させて外部に出射させるレンズとを備える灯具に
おいて、前記光の光路上に出射光の色温度が５０００Ｋ
ないし５５００Ｋ程度となるように分光特性が設定され
た干渉フィルタを配置したことを特徴とする灯具。
【請求項２】干渉フィルタはレンズ面に形成される請
求項１の灯具。
【請求項３】干渉フィルタは反射面に形成される請求
項１の灯具。
【請求項４】干渉フィルタはＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の薄
膜を多層に積層した構成である請求項１ないし３のいず
れかの灯具。
【請求項５】レンズにはシボが形成されてなる請求項
１ないし４のいずれかの灯具。