JPS6217904A

JPS6217904A - 光源

Info

Publication number: JPS6217904A
Application number: JP60156290A
Authority: JP
Inventors: 清森本; 均土岐
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-01-26
Also published as: US4766526A; DE3623266A1; DE3623266C2; JPS6410883B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、舞台照明や車両の補助ランプ等に使用される
長波長光の光を照射する光源に係り、特に効率の板善を
図った光源に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

自動車の補助ランプの一つに、フォグランプがあるが、
このフォグランプは、霧発生時等の走行時に点灯され、
ヘッドランプの光が霧滴等により吸収・散乱された場合
にあっても、比較的遠方までビーム光を到達させ、運転
の安全性を確保するようにしている。

ところでこのフォグランプは、光が鱒等により吸収され
ないようにするため、黄緑〜黄色の長波長側の光を発光
するようになっており、一般にはタングステンランプと
フィルタを組合せて、ランプから発生する短波長成分の
光をカットし１例えば黄色等の光を得ている。

すなわち、通常ハロゲンランプと称されるハロゲン入、
りのタングステンランプの分光分布は、第５図に曲線（
イ）で示すようになる。このハロゲンランプに図示曲線
（ロ）で示す分光透過率特性のフィルタを組合せれば、
はぼ黄〜赤にかけてのランプ光が得られる。同様に自動
車のロードランプ、方向指示ランプ、ストップランプ、
テールランプ、あるいは舞台照明等で特殊効果を出すた
めに種々のフィルタを組合せたランプが実用化されてい
る。

ところで、前述した第５図に示すハロゲンランプの例で
みられるように、フィルタを用いて所望の発光色を得よ
うとすると、フィルタの透過域外の光はカットされるこ
とになる。すなわち、第５図に示すように、図示曲線（
ロ）で示す透過特性をもつフィルタをハロゲンランプと
組合せた場合、斜線で示す領域（Ａ）の光は、フィルタ
により吸収され、フィルタ内で熱等に変換されて消費さ
れる。

したがって、図示斜線領域（Ａ）のエネルギーは無駄に
捨られていることになる。

本発明は、上述したランプとフィルタを組合せた従来の
光源における問題点に鑑みてなされたものであり、無駄
に消費されているフィルタ吸収部分の光のエネルギーを
有効に活用し、トータルとして外部に放出される光の強
度を増大せしめた光源を提供しようとするものである。

〔問題点を解決すべき手段〕

近時、発光材料の研究開発が進展し、光励起によって発
光する蛍光体、いわゆるフォトルミネセッス蛍光体のな
かでも、可視光で励起されて可視領域の発光を生ずる蛍
光体が実用化されるようになってきている。例えば蛍光
染料等と呼ばれ、繊維等の染着に使用されたり、蛍光顔
料として、昼光下で光輝性の色を呈する塗料等が実用化
されている。

本発明者は、この種の蛍光体に着目し、可視光の入射で
励起されて、可視領域の光を発生する蛍光体を用いてフ
ィルタを構成し、従来無駄に捨られていたランプからの
光を刺激光として用いることにより、より発光強度の大
きな光源を得ようとするものである。

したがって本発明は、上述した目的を達成するためにラ
ンプと、このランプの近傍に配設された蛍光材料からな
るフィルタを備えた構成になるものである。

〔実施例〕

まず本発明の光源の具体的構成を示す前に、本発明で使
用する蛍光体について説明する。

第２図は、本発明による増強された発光強度をもつ光源
の動作を説明するための図である。

ここで、横軸に波長（ｎ＋ｗ）をとり、縦軸に光の強度
（任意単位）をとって、本発明の光源の発光強度の増大
原理を示す。

まず曲線（ａ）は、ハロゲンランプの分光分布曲線であ
り、曲線（ｂ）は、自動車のフォグランプとして使用す
べく、約６００ｎｍ以上の光に対して９０％程度の透過
率を有するフィルタを介して、前記ハロゲンランプの光
を透過させた場合の透過光の分光分布を示す。前述した
ように、フォグランプは光が霧あるいは雨滴等により吸
収されないよう、比較的長波長側の光が用いられ、フィ
ルタを通すことにより、図示曲線（ｂ）に示す分光分布
をもつオレンジ色の光源となる。

一方、図示破線の曲線（ｃ）は、ハロゲンランプの近傍
に配設された蛍光体の励起スペクトルである。ここで用
いられている蛍光体は、シンロイヒ株式会社製の商品名
ＦＭ−１６オレンジイエローと呼ばれ有機蛍光体であり
、４００ｎｍ〜６００ｎｍの領域の波長成分の光により
刺激される。そして、この励起光により、図示一点鎖・
線の曲線（ｄ）に示すほぼ６００ｎｍにピークをもつ可
視光を発光する。すなわちフィルタではカットされる５
８０ｎｍ以下の領域の光が上述した有機蛍光体より５５
０〜７００ｎｍの波長の光に変換されたことになり、こ
の分フィルタを介して取り出される光が増強されること
にかる。したがって、フィルタを介して外部に取り出さ
れる光は、図示二点鎖線の曲線（ｅ）に示すようにハロ
ゲンランプのフィルタ透過分と蛍光成分の和となる。

次に、上述したフィルタ透過分に蛍光成分が重畳された
場合における、実際の観察者の眼に感する明るさの変化
を第３図に示す。

第３図に破線（ａ）で示す曲線は、明所における標準比
視感度曲線（ランプの点灯中は、明るい環境にある）で
あり、人間の眼に感する明るさは、光源からの分光放射
強度（第２図に曲線（ｂ）や（ｅ）で示す実際の人間の
眼に入射される光の分光強度）と標準比視感度曲線（ａ
）の積に比例する。しかして、第３図に一点鎖線（ｂ）
で示す蛍光成分（第２図の曲線（ｄ）で示される有機蛍
光体の発光成分に相当）を、実際の人間の眼に感する光
の強度として前記標準比視感度曲線（ａ）により補正す
れば、第３図に実線で示す曲線（ｃ）のようになる。

すなわち、これを第２図にあてはめれば、同図中曲線（
ｅ）で示されるフィルタの透過台と蛍光成分の和として
出てくる光は、人間の眼には、単なる短波長カットフィ
ルタを配設したものに比し、著しく明るさが増したもの
として認識されることになる。

ところで一般に、光励起蛍光体は短波長の光を吸収し、
これより長波長の光に変換して発光する。

この場合、蛍光体物質によって、入射光を効率よく長波
長の光に変換する波長領域は異なる。したがって、使用
目的、すなわち、どの波長の光が必要であるかにより蛍
光体の種類を選択しなければならない。

しかして、例えばフォグランプ用の光源に使用できる蛍
光体としては、上述した蛍光体以外に蛍光染料として知
られている光励起より黄〜橙色に発光するローダミン（
Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）　６　Ｇや、橙〜赤色に発光する
ローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）　Ｂ等がある。

また、無機材料の蛍光体として、（Ｚｎ　１−ｘＣｄｘ
）Ｓ　：Ａｇ、　Ａｌ（混晶比Ｘを０．３〜１の範囲で
選定することにより光励起により黄緑〜赤の発光が得ら
れる）や、（Ｚｎｌ−ｘＣｄｘ）Ｓ　：　Ａｕ、　Ａｌ
（混晶比ＸをＯ−０，６の範囲で選定することにより黄
緑〜赤の発光が得られる）、あるいは５ｎ０１　：　Ｅ
ｕ（橙色発光）、ＺｎＳ　：　Ｍｎ（黄橙発光）等も使
用できることはもちろんである。

次に、第１図に本発明による光源の種々の構造例を示す
。

まず第１図（ａ）において、１はランプ、例えばハロゲ
ンランプであり、反射板を兼ねたランプホルダ２内に収
納されている。３は、カバーガラス、４は、本発明の要
旨である蛍光フィルタである。

この蛍光フィルタは、例えば前述したシンロイヒ株式会
社製の有機蛍光体ＦＭ−１６オレンジイエロー（商品名
）をアセトンで溶解し、これを透光性基材、例えばガラ
ス板に塗布、乾燥させてアセトンを蒸発させた後フィル
タとした。このフィルタの透過特性は、第４図に曲線（
１）で示す通りである。比較のため、オレンジイエロー
の透過光の得られる一般のフィルタ（株式会社東芝製、
商品名０−５７）の透過特性を曲線（２）で示しである
。第３図に示す例では本発明で使用される蛍光フィルタ
４の透過率が、一般のフィルタより多少劣るが、これは
フィルタの基材となるガラス基板の厚さ、蛍光体の塗布
厚等により大きく影響され、これらを適宜設定すること
により、蛍光フィルタの透過特性を、一般のフィルタと
同等にすることは可能である。そして、この蛍光フィル
タ４は、第４図から明らかなように、はぼ５５０ｎｍ以
上の長波長成分の光をそのまま通過させるとともに、前
述した第２図の曲線（ｃ）で示すよう短波長成分により
励起され、５５０ｎｍ以上の長波長の光を発光する。

したがって、ハロゲンランプからの光を、蛍光フィルタ
４を介して観察すれば、透過光の発光分との和として、
長波長の光を観察できる。

すなわち、前述した第２図に示すように、ハロゲンラン
プの発光分布は、約４００ｎｍから赤外領域までの広い
範囲に亘ることから、この発光フィルタを通すことによ
り、蛍光フィルタの発光分だけ増強された光（第２図の
曲線（ｅ））が得られることになる。

さらに、第１図（ａ）に示す本発明の実施例では、ラン
プホルダ２の内周面すなわち非透光性基材上にも、蛍光
フィルタ４に塗布したと同様の蛍光体層５を形成し、ハ
ロゲンランプ１からの散乱光をここで必要とする長波長
の光に変え、外部へ取出される光の強度の強増を図るよ
うにしているものである。

しかして、図示実線（イ）で示すランプ１の発光が蛍光
フィルタ４を通ることにより、約５５０ｎｍ以上の長波
長成分はそのまま透過（図示破線（ロ）で示す光）シ、
それ以下の波長成分中の光により励起された図示波線（
ハ）で示す発光が前記透過光（ロ）に重畳されてカバー
ガラス３より出力される。

同様に蛍光体層５に照射した光は、約５５０ｒｔｍ以上
の反射光（ニ）に加えて、短波長成分により励起された
発光成分（ホ）にも出力される。

したがって、従来はフィルタを通すことによって遮断さ
れていたランプ１の発光成分の一部が有効に活用される
ことになり、より強度の増強さ九た光源が得られること
になる。

同様に、第１図（ｂ）〜（ｅ）は、本発明による光源の
各々異なる実施例であり、第１図（ａ）と同一機能の部
分には、同一符号を付しである。

第１図（ｂ）の実施例では、ランプ１の外周に透明カバ
ーを配設してここに蛍光体層を形成し、蛍光フィルタ４
として例である。また第１図（ｃ）に示す例はランプホ
ルダのカバー３に蛍光体層を被着して蛍光フィルタ４と
した例であり、第１図（ｄ）はランプ１の外壁に直接蛍
光体層を被着して蛍光フィルタ４として例である。

さらに、第１図（ｅ）は、蛍光フィルタと一般のフィル
タを組合せた光源であり、非透光性基材であるランプホ
ルダ２内面に蛍光体層５を塗布し、またカバーガラスを
一般のフィルタ６で形成した例である。

しかして、図示実線で示すランプ１の発光及び蛍光体層
５での反射光のうち、フィルタ６の透過光（へ）と、蛍
光体層５の反射光（ト）及び発光（チ）が重畳して出力
されることになる。

〔効　果〕

本発明の光源は、発光ランプの近傍にフィルタの一部、
あるいは反射層として、ランプの発光成分中の一部によ
り励起されて可視域の光を発生する蛍光体層を配設した
構成になるものである。

したがって、この蛍光体層が、光源として必要とする波
長成分の光を透過させるとともに、不要な波長成分によ
り励起されて発光することがら、その全増強された光が
得られることになる。

すなわち、従来不要な発光成分として除去されていた光
を蛍光体層の励起光として利用することになるので、効
率の良い光源が得られ、また省エネルギの効果も大きく
、例えば自動車のフォグランプや各種補助光源、あるい
は舞台照明等の光源として、得られる効果はきわめて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明による光源のそれぞれ
異なる実施例を示す模式図、第２図及び第３図は、本発
明の動作原理を説明するための特性図、第４図は、本発
明の一実施例に使用される蛍光体の透過特性を説明する
ための図、第５図は、従来のフィルタ付光源の問題点を
説明するための図である。１・・・ランプ　　　　　２・・・ランプホルダ３・・
・カバーガラス　　４・・・蛍光フィルタ特許出願人　
　双葉電子工業株式会社 −１”Ｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｑへ謳郵　（田■鋒−）ｑ　　　　　　　　　ＬＱ　　　　　　　　　○○ 顯郵　（世膜普ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ランプの近傍に、ランプからの発光により励起さ
れて可視領域の光を発生する蛍光体層を配設した構成に
なる光源。
（２）前記蛍光体層が、透光性の基材表面に形成された
構成になる特許請求の範囲第１項記載の光源。
（３）前記蛍光体層が、ランプのフィルタとして用いら
れた構成になる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
光源。
（４）前記蛍光体層が、非透光性基材上に形成された特
許請求の範囲第１項記載の光源。