JPH11119021A - 赤外線反射被膜およびそれを用いたランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィラメントの赤外線放射エネルギ分布に反
射率分布をあわせることで、最大の赤外線反射を生じる
ようにした赤外線反射被膜およびそれを用いたランプを
提供する。 【解決手段】 基板面に被着された可視光線透過赤外線
反射被膜で、スペクトルにおいて隣接する２つの多周期
積層物からなり、多周期積層物の第１の積層物は［Ｌ／
２；Ｈ；Ｌ／２］の層構成の５周期からなる１／４波長
の短波長透過積層物であり、基板側の第２の積層物は
［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；
Ｌ／ａ］（ただし、２≦ａ≦４、５≦ｂ≦１５、５≦ｃ
≦１５、１≦ｄ≦２．５）の層構成の５周期からなる１
／４波長積層物で、第２の積層物の波長は第１の積層物
よりも長い波長位置にあり、Ｌは低屈折率物質であるシ
リカ、Ｈは高屈折率物質であるタンタラの各積層物の波
長の１／４に等しい光学的厚さである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線を反射し可
視光線を透過させる赤外線反射被膜およびそれを用いた
ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高屈折率物質と低屈折率物質の交
互層からなる誘電体多層干渉膜は電磁波の選択的な反射
および透過特性を有することから、光学用としては三色
分離フィルタ、干渉フィルタ、赤外線カットフィルタ、
紫外線カットフィルタなどに、照明用としてはコールド
ミラー・熱線反射ミラーなどさまざまの用途に利用され
ている。このうち、特にランプの管球表面に被着し赤外
線反射・可視光透過膜として利用される赤外線反射被膜
は、フィラメントから発せられる電磁波の中の赤外線を
選択的に反射し可視光線を透過する。そして、反射され
た赤外線はフィラメントに戻り、フィラメントの温度を
維持するためのエネルギとして再利用される。これによ
りランプの使用電力が低減でき、近年広く利用されると
ころとなつた。

【０００３】こうした赤外線反射被膜として誘電体多層
干渉膜を利用するランプの例としては、特開昭５８−６
５４０３号公報や特開昭６１−２８５６５２号公報に、
高屈折率物質として五酸化タンタル、低屈折率物質とし
て二酸化シリコンを用いた２７層構成のものが示されて
いる。また特開昭６１−２８５６５２号公報には、高屈
折率物質として五酸化ニオブ、低屈折率物質として二酸
化シリコンを用いた２８層構成のものが示されている。
しかし、これらは、［Ｌ／２；Ｈ；Ｌ／２］積層物、あ
るいは［Ｌ；Ｈ；Ｌ］積層物の周期を持つ構成であり、
１．３μｍ（１３００ｎｍ）以下の赤外線を反射させる
場合には良いが、１．３μｍ以上の赤外線を反射させよ
うとすると、可視光域に２次の反射帯が現われ可視光の
透過率が低下し、１．３μｍ以上の赤外線を利用するこ
とができない。

【０００４】これに対し、特許第２５４２１０８号の明
細書には、３つの多周期積層物からなり、その内の第１
の積層物は少なくとも２周期積層した［Ｌ／２；Ｈ：Ｌ
／２］の短波長透過積層物で、残りの第２および第３の
積層物は各周期が少なくとも２周期以上の高および低屈
折率物質の７層構成の交互層からなる４７層の光学干渉
被膜が示されている。しかし、この多周期積層物では、
次のような状況が生じる。すなわち、約８００〜１９０
０ｎｍに関し約７０％の平坦な赤外線反射率特性を示す
ものの、これはランプの放射エネルギ分布が９００〜１
０００ｎｍに最大値があるプランク放射体であり、平坦
な放射エネルギ分布を有しないことから、最大の赤外線
反射率を得ようとする場合には適正な特性とは言えな
い。

【０００５】また、特開平７−１９８９３８号公報に
は、３つの多周期誘電体積層体からなり、誘電体積層体
のうちの基板側の第１および第２の積層体の２つが短波
長パス積層体であり、残り１つの第３の積層体は７層の
高および低屈折率物質を含む光学干渉被膜が示されてい
る。しかし、この多周期誘電体積層体では、次のような
状況が生じる。すなわち、 （１）短波長パス積層体を２つにすることにより、第２
の積層体の２次反射帯が可視光域に現れやすく透過率が
低下する。したがつて、第２の積層体の膜厚制御が難し
いものとなる。

【０００６】（２）上記（１）の理由から、第２の積層
体の中心波長を長波長側に設定できず、第３の積層体の
中心波長と乖離し、第２の積層体と第３の積層体のスペ
クトル間に低反射率の部分ができやすい。

【０００７】

【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、フィラメントからの赤外
線放射エネルギの分布に反射特性をあわせることによ
り、最大の赤外線反射を生じるようにし、かつ膜形成が
難しくなくて生産性が良好なものとした赤外線反射被膜
およびそれを用いたランプを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線反射被膜
およびそれを用いたランプは、赤外線反射被膜が基板面
に被着された赤外線を反射し可視光線を透過する赤外線
反射被膜であって、スペクトルにおいて隣接する２つの
多周期積層物からなり、多周期積層物の片方を構成する
第１の積層物は４つ以上の周期からなる短波長透過積層
物であり、他方を構成し基板側に設けられた第２の積層
物は［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／
ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の値であ
って、ＬおよびＨはそれぞれ低屈折率および高屈折率物
質の該積層物の波長の１／４に等しい光学的厚さであ
り、該積層物の波長で最も強い反射が生じる。）の高お
よび低屈折率物質の交互層からなる７層構成の周期を有
し、かつ第１の積層物の波長より長い波長位置にあり、
さらに４つ以上の７層構成の周期からなることを特徴と
するものであり、また、基板面に被着された赤外線を反
射し可視光線を透過する赤外線反射被膜であって、スペ
クトルにおいて隣接する３つの多周期積層物からなり、
多周期積層物の１つを構成する第１の積層物は４つ以上
の周期からなる短波長透過積層物であり、残りのそれぞ
れを構成する第２の積層物および第３の積層物は［Ｌ／
ａ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／
ａ］（ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の値であって、Ｌ
およびＨはそれぞれ低屈折率および高屈折率物質の該積
層物の波長の１／４に等しい光学的厚さであり、該積層
物の波長で最も強い反射が生じる。）の高および低屈折
率物質の交互層からなる７層構成の周期を有し、第１の
積層物の基板側に設けられた第２の積層物は第１の積層
物の波長より長い波長位置にあって４つ以上の７層構成
の周期からなり、基板と第２の積層物の間に設けられた
第３の積層物は第２の積層物の波長より長い波長位置に
あって１つ以下の７層構成の周期からなることを特徴と
するものであり、また、基板面に被着された赤外線を反
射し可視光線を透過する赤外線反射被膜であって、スペ
クトルにおいて隣接する２つの多周期積層物からなり、
多周期積層物の片方を構成する第１の積層物は４つ以上
の周期からなる短波長透過積層物であり、他方を構成し
基板側に設けられた第２の積層物は［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；
Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、
ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の値であって、ＬおよびＨはそれ
ぞれ低屈折率および高屈折率物質の該積層物の波長の１
／４に等しい光学的厚さであり、該積層物の波長で最も
強い反射が生じる。）の高および低屈折率物質の交互層
からなる７層構成の周期を有し、かつ第１の積層物の波
長より長い波長位置にあり、さらに４つ以上の７層構成
の周期からなり、７層構成の各周期の層厚さが一方向に
向けて漸次増加または減少することを特徴とするもので
あり、さらに、短波長透過積層物が、［Ｌ／２；Ｈ；Ｌ
／２］の周期からなる１／４波長積層物であることを特
徴とするものであり、さらに、低屈折率物質がシリカで
あり、高屈折率物質がタンタラであることを特徴とする
ものであり、さらに、ａ、ｂ、ｃ、ｄの値が、２≦ａ≦
４、５≦ｂ≦１５、５≦ｃ≦１５、１≦ｄ≦２．５であ
ることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の赤外線反射被膜を用いたラ
ンプは、内部にタングステンフィラメントを有した光透
過性の管球の外表面の少なくとも一部分に上記の赤外線
反射被膜で被覆されていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１１】先ず第１の実施形態を図１乃至図５により
説明する。図１は赤外線反射被膜を被着したランプを示
す正面図であり、図２は赤外線反射被膜の膜構成を示す
図であり、図３はランプのフィラメントの相対放射エネ
ルギ強度を示す図であり、図４は赤外線反射被膜の分光
反射率を示す図であり、図５は赤外線反射被膜を被着し
たランプの変形形態を示す正面図である。

【００１２】図１乃至図５において、１はタングステン
ハロゲンランプ等のランプであり、このランプ１は、石
英ガラスや耐熱性アルミノけい酸塩ガラスなどの光透過
性材料により形成され片端が閉塞された円筒状直管の管
球２を備えて構成されている。そして、管球２の外方側
の円筒面には赤外線反射被膜３が公知の膜形成技術によ
って被覆されており、さらに管球２の内部中央部にはタ
ングステンフィラメント４が軸方向に設けられている。
またタングステンフィラメント４は、内部リード線とな
る２本の支持部材５によって両端が支持されており、さ
らに２本の支持部材５は、絶縁部材６に片端部側が離間
して固定された２本の導入線７の片端にそれぞれ接続さ
れている。

【００１３】またさらに導入線７は、管球２の内部を所
定雰囲気となるようにして他端部側を溶融し閉塞した気
密封止部８に、気密に貫通するようにして固定されてい
る。そして気密封止部８は、図示しない接着部を設けて
ランプ基部９に設けられた口金１０に固着されており、
また口金１０には導入線７の他端が接続されていて、図
示しないソケットに口金１０をねじ込むことによりタン
グステンフィラメント４への給電が行われるようになっ
ている。

【００１４】また、管球２の外表面に被覆されている赤
外線反射被膜３は、以下の通りの構成となっている。す
なわち、赤外線反射被膜３は、図２に示すように管球２
である基板の表面に被覆されたスペクトルにおいて隣接
する第１の積層物と第２の積層物の２つからなる多周期
積層物で、各積層物は高屈折率物質としてタンタラ（Ｔ
ａ₂ Ｏ₅ ）、低屈折率物質としてシリカ（ＳｉＯ₂ ）を
使用している。また第１の積層物は８００〜１１００ｎ
ｍの波長域の赤外線を反射する積層物であり、第２の積
層物は１１００〜１５５０ｎｍの波長域の赤外線を反射
する積層物であって、基板の表面に第２の積層物を積層
し、第２の積層物の上に第１の積層物を積層するように
構成されていて、その具体的な構成は表１に示す通りで
ある。

【００１５】

【表１】

【００１６】そして、この赤外線反射被膜３の最上部に
設けられ大気に接触する第１の積層物は短波長透過積層
物で、［Ｌ／２；Ｈ；Ｌ／２］（ただし、ＬおよびＨは
それぞれ低屈折率および高屈折率物質の第１の積層物の
波長λ₁ の１／４に等しい光学的厚さで、この波長で最
も強い反射が生じる。）の高および低屈折率物質の交互
層による３層構成（Ｘ_n ）を５周期（Ｘ₁ 〜Ｘ₅ ）設け
て構成したものである。そして、本実施形態では、例え
ば第１の積層物の波長λ₁ を９２０ｎｍとしている。

【００１７】また、この第１の積層物は最小の交互層数
で、図３に示すようにタングステンフィラメント４から
の相対放射エネルギが１．０〜０．８５程度となり、最
も放射エネルギの大きな波長域である８００〜１１００
ｎｍの範囲の赤外線を最も効率的に反射する。なお、こ
のような構成のものは、一次の反射帯の１／３波長の位
置に２次の反射帯を生じるので可視域に二次の反射が現
れる１２００ｎｍ以上の赤外線の反射には使用できず、
このため、第１の積層物は８００〜１１００ｎｍの波長
域の赤外線を反射するようにしてある。

【００１８】また、第１の積層物と基板の間に設けられ
た第２の積層物は、［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／
ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、ａ，ｂ，ｃ，
ｄは、２≦ａ≦４、５≦ｂ≦１５、５≦ｃ≦１５、１≦
ｄ≦２．５の各範囲で定められた所定の値であり、Ｌお
よびＨはそれぞれ低屈折率および高屈折率物質の第２の
積層物の波長λ₂ の１／４に等しい光学的厚さで、この
波長で最も強い反射が生じる。）の高および低屈折率物
質の交互層による７層構成（Ｙ_n ）を５周期（Ｙ₁ 〜Ｙ
₅ ）設けて構成したもので、すべての周期（Ｙ₁ ，
Ｙ₂ ，Ｙ₃ ，Ｙ₄ ，Ｙ₅ ）で層厚さが同一となる構成と
なっており、この第２の積層物の波長λ₂ は第１の積層
物の波長λ₁ より長いものとなっている。そして、本実
施形態では、例えば第２の積層物の波長λ₂ を１３００
ｎｍとし、ａ＝２．６〜２．７、ｂ＝９．２６、ｃ＝
９．３、ｄ＝１．３としてある。これにより、第２の積
層物は、タングステンフィラメント４からの相対放射エ
ネルギが０．８５〜０．４程度である１１００〜ｌ５５
０ｎｍの波長域の赤外線を反射する。

【００１９】なお、この第２積層物は、７層構成の周期
からなる反射帯が１１００〜１５５０ｎｍの波長域のも
のであるにもかかわらず、二次の反射帯が可視域に現れ
ない。このような多周期構成の積層物を使用して可視域
の二次の反射帯の発生を防止する方法については、１９
６３年にＡＬＦＲＥＤ ＴＨＥＬＥＮによって記された
『Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｆｉｌｔｅｒｓ ｗｉｔｈ
Ｗｉｄｅ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ Ｂａｎｄｓ』
（ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＯＰＴＩＣＡＬ Ｓ
ＯＣＩＥＴＹ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ． ＶＯＬＵＭＥ
５３，ＮＵＭＢＥＲ １１，１９６３）に示されてお
り、この文献の記載に基づき、高および低屈折率の２種
類の物質で可視域に二次の反射帯のない広帯域の赤外線
を反射する第２積層物を得ている。

【００２０】このように、８００〜１１００ｎｍの波長
域の赤外線を反射する第１の積層物と、１１００〜１５
５０ｎｍの波長域の赤外線を反射し可視域に二次の反射
帯のない第２の積層物により構成された赤外線反射被膜
３は、その分光反射率曲線が図４に示すものとなり、こ
れにより、タングステンフィラメント４からの赤外線の
内、１．０〜０．４と相対放射エネルギが最も大きな部
分を効率的に反射し、かつ、可視域に反射帯のない赤外
線の反射膜が、２つの積層物で形成することができ、ま
た特に難しい膜厚制御を要するなどの膜形成の難しさも
なく、良好な生産性のもとに得ることができる。

【００２１】なお、上記の第１の実施形態では、ランプ
１が円筒状直管の管球２を備えるものであるが、図５に
示すようにランプ１ａの管球２ａを、同様の光透過性材
料により形成された略楕円球形状をなすものとし、管球
２ａの楕円球面に赤外線反射被膜３を被着することによ
り、円筒状直管の管球の場合よりもランプを点灯させた
際のエネルギ効率を高めることができる。

【００２２】次に、第２の実施形態を図６および図７に
より説明する。図６は赤外線反射被膜の膜構成を示す図
であり、図７は赤外線反射被膜の分光反射率を示す図で
ある。なお、本実施形態は第１の実施形態と赤外線反射
被膜の第１の積層物および第２の積層物が同一の構成を
有するものであるので説明を省略し、第１の実施形態と
異なる本実施形態の構成について説明する。

【００２３】図６および図７において、基板の表面を被
覆する赤外線反射被膜は、第１の実施形態およびその変
形形態に示されたランプと同様に構成された図示しない
ランプの管球外表面を被覆するもので、その構成は、以
下の通りとなっている。すなわち、赤外線反射被膜は、
管球である基板の表面に被覆されたスペクトルにおいて
隣接する第１の積層物と第２の積層物と第３の積層物の
３つからなる多周期積層物で、各積層物は高屈折率物質
としてタンタラ（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）、低屈折率物質としてシ
リカ（ＳｉＯ₂ ）を使用している。また第１の積層物は
８００〜１１００ｎｍの波長域の赤外線を反射する積層
物であり、第２の積層物は１１００〜１５５０ｎｍの波
長域の赤外線を反射する積層物であり、第３の積層物は
１５５０〜１９００ｎｍの波長域の赤外線を反射する積
層物であって、基板の表面に第３の積層物を積層し、第
３の積層物の上に第２の積層物を積層し、第２の積層物
の上に第１の積層物を積層するように構成されていて、
その具体的な構成は表２に示す通りである。

【００２４】

【表２】

【００２５】そして、この赤外線反射被膜の最上部に設
けられ大気に接触する第１の積層物は、第１の実施形態
の第１の積層物と同一構成を有するもので、［Ｌ／２；
Ｈ；Ｌ／２］の交互層による３層構成（Ｘ_n ）を５周期
（Ｘ₁ 〜Ｘ₅ ）設けて構成しており、本実施形態での第
１の積層物の波長λ₁ は、例えば９２０ｎｍとしてい
て、８００〜１１００ｎｍの波長域の赤外線を効率的に
反射する。

【００２６】また、第１の積層物と第３の積層物の間に
設けられた第２の積層物は、同様に、第１の実施形態の
第２の積層物と同一構成を有するもので、［Ｌ／ａ；Ｈ
／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（た
だし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、２≦ａ≦４、５≦ｂ≦１５、
５≦ｃ≦１５、１≦ｄ≦２．５の各範囲で定められた所
定の値であり、ＬおよびＨはそれぞれ低屈折率および高
屈折率物質の第２の積層物の波長λ₂ の１／４に等しい
光学的厚さで、この波長で最も強い反射が生じる。）の
高および低屈折率物質の交互層による７層構成（Ｙ_n ）
を５周期（Ｙ₁〜Ｙ₅ ）設けて構成したもので、第２の
積層物の波長λ₂ は第１の積層物の波長λ₁ より長いも
のとなっている。そして、本実施形態では、例えば第２
の積層物の波長λ₂ を１３００ｎｍとし、ａ＝２．３６
〜２．７、ｂ＝９．２６、ｃ＝９．３、ｄ＝１．３とし
てある。これにより、ランプのタングステンフィラメン
トの相対放射エネルギが０．８５〜０．４程度である１
１００〜ｌ５５０ｎｍの波長域の赤外線を反射する。

【００２７】また、第２の積層物と基板の間に設けられ
た第３の積層物は、［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／
ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、ａ，ｂ，ｃ，
ｄは、２≦ａ≦４、５≦ｂ≦１５、５≦ｃ≦１５、１≦
ｄ≦２．５の各範囲で定められた所定の値であり、Ｌお
よびＨはそれぞれ低屈折率および高屈折率物質の第３の
積層物の波長λ₃ の１／４に等しい光学的厚さで、この
波長で最も強い反射が生じる。）の高および低屈折率物
質の交互層による７層構成（Ｚ_n ）を１周期（Ｚ₁ ）設
けて構成したもので、この第３の積層物の波長λ₃ は第
１の積層物の波長λ₁ より長いものとなっている。そし
て、本実施形態では、例えば第３の積層物の波長λ₃ を
１７００ｎｍとし、ａ＝３．１、ｂ＝１０．１、ｃ＝１
０．１、ｄ＝１．４としてある。これにより、第３の積
層物は、ランプのタングステンフィラメントの相対放射
エネルギが０．４以下となっている１５５０〜ｌ９００
ｎｍの波長域の赤外線を反射する。なお、図３に示され
るようにタングステンフィラメントからの１６００ｎｍ
以上の長波長の赤外線相対放射エネルギは０．４以下で
あるから、１５５０〜ｌ９００ｎｍの波長域の赤外線を
反射する第３の積層物は、赤外線反射被膜全体における
赤外線反射への寄与は大きくない。このため、第３の積
層物は７層構成を１周期だけ設ける構成としてある。

【００２８】このように、８００〜１１００ｎｍの波長
域の赤外線を反射する第１の積層物と、１１００〜１５
５０ｎｍの波長域の赤外線を反射し可視域に二次の反射
帯のない第２の積層物と、１５５０〜ｌ９００ｎｍの波
長域の赤外線を反射する第３の積層物とを設けて構成さ
れた赤外線反射被膜は、その分光反射率曲線が図７に示
すものとなり、ｌ９００ｎｍまで反射帯が広がり、相対
エネルギ放射率分布により近づいた反射特性が実現す
る。これにより、タングステンフィラメントからの赤外
線の相対放射エネルギが最も大きい、１．０〜０．４の
エネルギ部分を効率的に反射すると共に、０．４以下の
エネルギ部分も反射し、かつ、可視域に反射帯のない赤
外線の反射膜が、特に難しい膜厚制御を要するなどの膜
形成の難しさもなく、良好な生産性のもとに得られ
る。。また、第１の実施形態と同様に、ランプの管球形
状が円筒状直管の場合よりも、楕円球形状をなすものに
赤外線反射被膜を被着したほうが、ランプを点灯する際
のエネルギ効率を高めることができる。

【００２９】なお、上記の各実施形態においては赤外線
反射被膜を高屈折率物質としてタンタラを用いて構成し
たが、高屈折率物質として同じく耐熱性を有するチタニ
アやニオビアを用い、これらを同一設計手法により、そ
れぞれタンタラと置き換えるようにしてもよい。また、
上記の各実施形態の第１の積層物が３層構成を５周期設
け、第２の積層物が７層構成を５周期設けたものである
が、それぞれ４周期以上設けるようにしてもよい。

【００３０】次に、第３の実施形態を図８および図９に
より説明する。図８は赤外線反射被膜の膜構成を示す図
であり、図９は赤外線反射被膜の分光反射率を示す図で
ある。

【００３１】図８および図９において、基板の表面を被
覆する赤外線反射被膜は、第１の実施形態およびその変
形形態に示されたランプと同様に構成された図示しない
ランプの管球外表面を被覆するもので、その構成は、以
下の通りとなっている。すなわち、赤外線反射被膜は、
管球である基板の表面に被覆されたスペクトルにおいて
隣接する第１の積層物と第２の積層物と第３の積層物の
３つからなる多周期積層物で、各積層物は高屈折率物質
としてタンタラ（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）、低屈折率物質としてシ
リカ（ＳｉＯ₂ ）を使用している。また第１の積層物は
８００〜１１００ｎｍの波長域の赤外線を反射する積層
物であり、第２の積層物は１１００〜１５５０ｎｍの波
長域の赤外線を反射する積層物であって、基板の表面に
第２の積層物を積層し、第２の積層物の上に第１の積層
物を積層するように構成されていて、その具体的な構成
は表３に示す通りである。

【００３２】

【表３】

【００３３】そして、この赤外線反射被膜の最上部に設
けられ大気に接触する第１の積層物は、第１の実施形態
の第１の積層物と同一構成を有するもので、［Ｌ／２；
Ｈ；Ｌ／２］の交互層による３層構成（Ｘ_n ）を５周期
（Ｘ₁ 〜Ｘ₅ ）設けて構成しており、本実施形態での第
１の積層物の波長λ₁ は、例えば９２０ｎｍとしてい
て、８００〜１１００ｎｍの波長域の赤外線を効率的に
反射する。

【００３４】また、第１の積層物と基板の間に設けられ
た第２の積層物は、［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／
ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、ａ，ｂ，ｃ，
ｄは、２≦ａ≦４、５≦ｂ≦１５、５≦ｃ≦１５、１≦
ｄ≦２．５の各範囲で定められた所定の値であり、Ｌお
よびＨはそれぞれ低屈折率および高屈折率物質の第２の
積層物の波長λ₂ の１／４に等しい光学的厚さで、この
波長で最も強い反射が生じる。）の高および低屈折率物
質の交互層による７層構成（Ｙ_n ）を５周期（Ｙ₁ 〜Ｙ
₆ ）設けて構成したもので、各周期Ｙ₁ ，Ｙ₂ ，Ｙ₃ ，
Ｙ₄ ，Ｙ₅ ，Ｙ₆での層厚さが、Ｙ₁ 、Ｙ₂ 、Ｙ₃ 、Ｙ
₄ 、Ｙ₅ 、Ｙ₆ の順に厚くなる構成［薄い；Ｙ₁ ＜Ｙ₂
＜Ｙ₃ ＜Ｙ₄ ＜Ｙ₅ ＜Ｙ₆ ；厚い］であり、基板側に向
けて順に層厚さが厚くなっていて、この第２の積層物の
波長λ₂ は第１の積層物の波長λ₁より長いものとなっ
ている。

【００３５】そして、本実施形態では、例えば第２の積
層物の波長λ₂ を１３００ｎｍとし、周期Ｙ₁ ではａ＝
４．０と３．６、ｂ＝１３．１、ｃ＝１３．１、ｄ＝
１．８３とし、層厚さを２５１．９ｎｍとしてある。ま
た、周期Ｙ₂ ではａ＝５．６と３．２４、ｂ＝１１．
８、ｃ＝１１．８、ｄ＝１．６５とし、層厚さを２９
４．９ｎｍとしてあり、周期Ｙ₃ ではａ＝３．２４と
２．９、ｂ＝１０．６、ｃ＝１０．６、ｄ＝１．４８と
し、層厚さを３１２．７ｎｍとしてある。さらに、周期
Ｙ₄ ではａ＝２．９と２．６、ｂ＝９．５５、ｃ＝９．
５５、ｄ＝１．３４とし、層厚さを３６２．５ｎｍとし
てあり、周期Ｙ₅ ではａ＝２．６と２．３６、ｂ＝８．
６、ｃ＝８．６、ｄ＝１．２とし、層厚さを３８７．８
ｎｍとしてあり、周期Ｙ₆ ではａ＝２．３６、ｂ＝７．
７、ｃ＝７．７、ｄ＝１．０８とし、層厚さを４４５．
９ｎｍとし、各層厚さを基板側に向けて漸次厚くなるよ
うにしてある。これにより、第２の積層物は、ランプの
タングステンフィラメントの相対放射エネルギが０．８
５〜０．４程度である１１００〜ｌ５５０ｎｍの波長域
の赤外線を反射する。

【００３６】このように、８００〜１１００ｎｍの波長
域の赤外線を反射する第１の積層物と、各周期Ｙ₁ ，Ｙ
₂ ，Ｙ₃ ，Ｙ₄ ，Ｙ₅ ，Ｙ₆ の層厚さを基板側に向けて
順に厚くして、１１００〜１５５０ｎｍの波長域の赤外
線を反射し可視域に二次の反射帯のない第２の積層物と
により構成された赤外線反射被膜は、その分光反射率曲
線が図９に示すものとなり、図３に示すランプのフィラ
メントの相対放射エネルギ強度の分布により近似した反
射率分布を有するものとなる。この結果、タングステン
フィラメントからの赤外線の内、１．０〜０．４と相対
放射エネルギが最も大きな部分を効率的に反射し、か
つ、可視域に反射帯のない赤外線の反射膜が、２つの積
層物で形成することができ、また特に難しい膜厚制御を
要するなどの膜形成の難しさもなく、良好な生産性のも
とに得ることができる。また、第１の実施形態と同様
に、ランプの管球形状が円筒状直管に赤外線反射被膜を
被着した場合、ランプを点灯する際のエネルギ効率向上
が１５％以上であるのに対し、楕円球形状をなすものに
被着した場合には３０％以上と、より向上したものとな
る。

【００３７】なお、上記の第３の実施形態においては赤
外線反射被膜を高屈折率物質としてタンタラを用いて構
成したが、高屈折率物質として同じく耐熱性を有するチ
タニアやニオビアを用い、これらを同一設計手法によ
り、それぞれタンタラと置き換えるようにしてもよい。
また、上記の第３の実施形態の第１の積層物が３層構成
を５周期設け、第２の積層物が７層構成を６周期設けた
もので、さらに第２の積層物の７層構成の層厚さが基板
側に向けて漸次厚くなるものであるが、それぞれ４周期
以上設けるようにし、第２の積層物の各層厚さについて
は基板側に向けて漸次薄くするよう構成してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フィラメントからの赤外線放射エネルギの分
布に反射率分布をほぼ合わせることができ、最大の赤外
線反射を得られ、また膜形成も難しくなく生産性も良好
である等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の赤外線反射被膜を被
着したランプを示す正面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の赤外線反射被膜の膜
構成を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係るランプのフィラ
メントの相対放射エネルギ強度を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施形態の赤外線反射被膜の分
光反射率を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施形態の赤外線反射被膜を被
着したランプの変形形態を示す正面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態の赤外線反射被膜の膜
構成を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施形態の赤外線反射被膜の分
光反射率を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施形態の赤外線反射被膜の膜
構成を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施形態の赤外線反射被膜の分
光反射率を示す図である。

【符号の説明】

２…管球 ３…赤外線反射被膜 ４…タングステンフィラメント

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】そして、本実施形態では、例えば第２の積
層物の波長λ₂ を１３００ｎｍとし、周期Ｙ₁ ではａ＝
４．０と３．６、ｂ＝１３．１、ｃ＝１３．１、ｄ＝
１．８３とし、層厚さを２５１．９ｎｍとしてある。ま
た、周期Ｙ₂ ではａ＝３．６と３．２４、ｂ＝１１．
８、ｃ＝１１．８、ｄ＝１．６５とし、層厚さを２９
４．９ｎｍとしてあり、周期Ｙ₃ ではａ＝３．２４と
２．９、ｂ＝１０．６、ｃ＝１０．６、ｄ＝１．４８と
し、層厚さを３１２．７ｎｍとしてある。さらに、周期
Ｙ₄ ではａ＝２．９と２．６、ｂ＝９．５５、ｃ＝９．
５５、ｄ＝１．３４とし、層厚さを３６２．５ｎｍとし
てあり、周期Ｙ₅ ではａ＝２．６と２．３６、ｂ＝８．
６、ｃ＝８．６、ｄ＝１．２とし、層厚さを３８７．８
ｎｍとしてあり、周期Ｙ₆ ではａ＝２．３６、ｂ＝７．
７、ｃ＝７．７、ｄ＝１．０８とし、層厚さを４４５．
９ｎｍとし、各層厚さを基板側に向けて漸次厚くなるよ
うにしてある。これにより、第２の積層物は、ランプの
タングステンフィラメントの相対放射エネルギが０．８
５〜０．４程度である１１００〜ｌ５５０ｎｍの波長域
の赤外線を反射する。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板面に被着された赤外線を反射し可視
   光線を透過する赤外線反射被膜であって、スペクトルに
   おいて隣接する２つの多周期積層物からなり、前記多周
   期積層物の片方を構成する第１の積層物は４つ以上の周
   期からなる短波長透過積層物であり、他方を構成し前記
   基板側に設けられた第２の積層物は［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；
   Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、
   ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の値であって、ＬおよびＨはそれ
   ぞれ低屈折率および高屈折率物質の該積層物の波長の１
   ／４に等しい光学的厚さであり、該積層物の波長で最も
   強い反射が生じる。）の高および低屈折率物質の交互層
   からなる７層構成の周期を有し、かつ前記第１の積層物
   の波長より長い波長位置にあり、さらに４つ以上の前記
   ７層構成の周期からなることを特徴とする赤外線反射被
   膜。
2. 【請求項２】 基板面に被着された赤外線を反射し可視
   光線を透過する赤外線反射被膜であって、スペクトルに
   おいて隣接する３つの多周期積層物からなり、前記多周
   期積層物の１つを構成する第１の積層物は４つ以上の周
   期からなる短波長透過積層物であり、残りのそれぞれを
   構成する第２の積層物および第３の積層物は［Ｌ／ａ；
   Ｈ／ｂ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］
   （ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の値であって、Ｌおよ
   びＨはそれぞれ低屈折率および高屈折率物質の該積層物
   の波長の１／４に等しい光学的厚さであり、該積層物の
   波長で最も強い反射が生じる。）の高および低屈折率物
   質の交互層からなる７層構成の周期を有し、前記第１の
   積層物の前記基板側に設けられた前記第２の積層物は前
   記第１の積層物の波長より長い波長位置にあって４つ以
   上の前記７層構成の周期からなり、前記基板と前記第２
   の積層物の間に設けられた前記第３の積層物は前記第２
   の積層物の波長より長い波長位置にあって１つ以下の前
   記７層構成の周期からなることを特徴とする赤外線反射
   被膜。
3. 【請求項３】 基板面に被着された赤外線を反射し可視
   光線を透過する赤外線反射被膜であって、スペクトルに
   おいて隣接する２つの多周期積層物からなり、前記多周
   期積層物の片方を構成する第１の積層物は４つ以上の周
   期からなる短波長透過積層物であり、他方を構成し前記
   基板側に設けられた第２の積層物は［Ｌ／ａ；Ｈ／ｂ；
   Ｌ／ｃ；Ｈ／ｄ；Ｌ／ｃ；Ｈ／ｂ；Ｌ／ａ］（ただし、
   ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の値であって、ＬおよびＨはそれ
   ぞれ低屈折率および高屈折率物質の該積層物の波長の１
   ／４に等しい光学的厚さであり、該積層物の波長で最も
   強い反射が生じる。）の高および低屈折率物質の交互層
   からなる７層構成の周期を有し、かつ前記第１の積層物
   の波長より長い波長位置にあり、さらに４つ以上の前記
   ７層構成の周期からなり、前記７層構成の各周期の層厚
   さが一方向に向けて漸次増加または減少することを特徴
   とする赤外線反射被膜。
4. 【請求項４】 前記短波長透過積層物が、［Ｌ／２；
   Ｈ；Ｌ／２］の周期からなる１／４波長積層物であるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３
   に記載の赤外線反射被膜。
5. 【請求項５】 前記低屈折率物質がシリカであり、前記
   高屈折率物質がタンタラであることを特徴とする請求項
   １または請求項２または請求項３に記載の赤外線反射被
   膜。
6. 【請求項６】 ａ、ｂ、ｃ、ｄの値が、２≦ａ≦４、５
   ≦ｂ≦１５、５≦ｃ≦１５、１≦ｄ≦２．５であること
   を特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に
   記載の赤外線反射被膜。
7. 【請求項７】 内部にタングステンフィラメントを有し
   た光透過性の管球の外表面の少なくとも一部分が請求項
   １乃至請求項６のいずれか１項に記載の赤外線反射被膜
   で被覆されていることを特徴とするランプ。