(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのフィラメントおよび少なくとも一つの配光用カップを有するイエローランプにおいて、ランプ基板の表面に高屈折率材料と低屈折率材料を交互に少なくとも１１層積層した青色〜水色の短波長領域を十分カット可能な所定の色度範囲を持たせる多層膜を有し、前記配光用カップ上端と略等しい高さ位置以下の全部に対応するランプ基板上の部分にイエロー顔料膜を有することを特徴とするイエローランプ。
【請求項２】
少なくとも一つのフィラメントおよび少なくとも一つの配光用カップを有するイエローランプにおいて、ランプ基板の表面に高屈折率材料と低屈折率材料を交互に少なくとも１１層積層した青色〜水色の短波長領域を十分カット可能な所定の色度範囲を持たせる多層膜を有し、前記配光用カップ上端と略等しい高さ位置以下の全部に対応し、かつ、ランプの先端から前記配光用カップ後端と略等しい位置までに対応するランプ基板上の部分にイエロー顔料膜を有することを特徴とするイエローランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ハロゲン電球、一般照明用ランプ、一般のイエローフィルター、フォグランプのガラス面へのイエローフィルター等へ適用することができるイエローランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イエロー光透過膜における光学薄膜技術について説明する。多層膜構造のイエロー光透過膜の断面図を図２０の（ａ）に示す。この透過膜は、ランプ基板（ガラス）上に高屈折率材料（Ｈ）と低屈折率材料（Ｌ）を交互に積層した多層膜である。高屈折率材料には、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などがあり、低屈折率材料には、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２などがある。この膜の成膜方法としては、真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、ディップ式などがある。
【０００３】
上記の多層膜の透過率特性を図２１に、その膜構成を表１に示す。３００〜５００ｎｍ（青・紫色光）の波長領域をカットしており、５００ｎｍ（緑・黄・赤色光）以上の可視光領域を透過する特性を持っている。また膜構成は、青・紫色光波長領域をカットするために、９層積層されている。
【０００４】
【表１】
0003590014.tif 000002
【０００５】
図２０の（ｂ）に顔料を使用した単層膜構造の橙黄色光透過膜の断面図を示す。この膜の成膜方法としては、スプレー式、ディップ式などがある。
【０００６】
ここで、ハロゲンランプに応用する場合には、上記に挙げたイエロー光透過膜をガラス表面に成膜することで、図２１の透過率特性と図３のハロゲンランプの発光スペクトル特性が重なり、イエロー色を発光するイエローハロゲンランプとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２０の（ａ）に示す多層膜をハロゲンランプに応用した場合、図２１の透過率特性を持つ膜構成において、中心波長を４５０〜５３０ｎｍと変化させたとき（図２１の透過率特性において反射領域をシフトさせることと同様）のハロゲンランプの色度変化は図４の色度図に示すようになり、同図の多角形で囲まれている領域がＥＣＥ３７法規のイエローの範囲であり、この結果から、この膜構成では法規に不適合になることがわかる。
【０００８】
不適合になるのは、９層の膜構成では短波長の青色〜水色の光を十分カットできていないからである。そのため、色度は青よりに移動して値も低い。また、成膜前のハロゲンランプの発光スペクトルの強度は橙・赤の波長領域のスペクトルが支配的であるので、色度ｙ値の上昇が抑えられるのも要因の一つである。
【０００９】
また、Ｈ４ハロゲンランプのようにダブルフィラメントタイプのものはＬｏｗビーム用の配向用カップのために点灯したとき影ができて、照射光や灯具内で干渉膜バルブの非点灯時の色（紫色）が現れる。これは、車検不対応になる恐れがある。
【００１０】
図２０の（ｂ）に示す単層膜をハロゲンランプに応用した場合には、顔料を用いているために透過率が低く、光源を使用したときに光量が低くなる。また、耐熱性が比較的低いため、膜厚が厚すぎると膜のクラック、膜剥がれや、透過率特性の悪化による光束低下が生じるという問題がある。しかし、顔料系は点灯・非点灯時も黄色なため、干渉膜のような色ムラの心配はない。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、ハロゲンランプに応用した場合でも、ＥＣＥ３７法規に適合して、車検対応も可能となり、また、クラックや膜剥がれ、光束低下の生じることのないイエローランプを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るイエローランプは、次のように構成したものである。
【００１３】
（１）少なくとも一つのフィラメントおよび少なくとも一つの配光用カップを有するイエローランプにおいて、ランプ基板の表面に高屈折率材料と低屈折率材料を交互に少なくとも１１層積層した青色〜水色の短波長領域を十分カット可能な所定の色度範囲を持たせる多層膜を有し、前記配光用カップ上端と略等しい高さ位置以下の全部に対応するランプ基板上の部分にイエロー顔料膜を有するようにした。
【００１５】
（２）少なくとも一つのフィラメントおよび少なくとも一つの配光用カップを有するイエローランプにおいて、ランプ基板の表面に高屈折率材料と低屈折率材料を交互に少なくとも１１層積層した青色〜水色の短波長領域を十分カット可能な所定の色度範囲を持たせる多層膜を有し、前記配光用カップ上端と略等しい高さ位置以下の全部に対応し、かつ、ランプの先端から前記配光用カップ後端と略等しい位置までに対応するランプ基板上の部分にイエロー顔料膜を有するようにした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るイエローランプの構成を示す断面図である。ここでは、イエローハロゲンランプの場合を示しており、ランプ基板１の表面に、高屈折率材料Ｈ１〜Ｈｎと低屈折率材料Ｌ１〜Ｌｎを交互に少なくとも１１層積層した青色〜水色の短波長領域を十分カット可能な多層膜２を有し、該多層膜２に所定の色度範囲を持たせている。
【００２３】
上記の多層膜２は、図４に示すように、ｘｙ色度図上で次の色度範囲に入るように設定している。
赤色方向の限界    ｙ≧０．１３８＋０．５８０ｘ
緑色方向の限界    ｙ≦１．２９ｘ−０．１００
白色方向の限界    ｙ≧−ｘ＋０．９６６
分光値方向の限界  ｙ≦−ｘ＋０．９９２
【００２４】
また、上記の多層膜２に５５０〜７００ｎｍの波長領域を１０〜７０％カットする特性を持たせてレモンイエロー色の透過光が出るようにし、更に、多層膜２に顔料系などのイエロー膜を部分的もしくは全体的に積層して照射光の色ムラを解消するようにしている。なお、多層膜２とイエロー膜の形成順序は何れを先にしても良い。
【００２５】
図３はハロゲンランプの成膜前の発光スペクトルを示す図であり、波長（ｎｍ）と相対強度の関係を示している。ハロゲンランプに応用した場合には、上記の多層膜２であるイエロー光透過膜をガラス基板表面に成膜することで、前述の図２１に示す透過率特性と図３に示す発光スペクトル特性が重なり、イエロー色を発光するイエローハロゲンランプとなる。
【００２６】
図４は上記のイエローハロゲンランプの色度変化を示す色度図であり、図２に示す色度範囲を示している。多層膜２をハロゲンランプに応用した場合で、中心波長を４５０〜５３０ｎｍと変化させたとき（図２１の透過率特性において反射領域をシフトさせることと同様）のハロゲンランプの色度変化を示している。図４中、多角形で囲まれている領域はＥＣＥ３７法規のイエローの範囲である。
【００２７】
以下、上記構成に基づく本発明の実施例を図面について説明する。
【００２８】
＜実施例１＞
ハロゲンランプの表面に高屈折率材料と低屈折率材料を交互に積層して１５層の多層膜を形成する。高屈折率材料には、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５などがあり、低屈折率材料には、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２などがある。この膜の成膜方法としては、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、低圧ＣＶＤ、ディップ式などがある。
【００２９】
本実施例の膜構成を表２、その透過率特性を図５に示す。この透過率特性は従来例よりも積層数を増やして青色〜水色の波長領域の光を十分カットしている。この透過率特性と成膜前の発光スペクトル特性（図３参照）が重なり、図６に示すような発光スペクトルになる。このとき、色度はｘ，ｙがそれぞれ図２に示す範囲の値になり、ＥＣＥ３７法規に適合するハロゲンランプになる。
【００３０】
【表２】
0003590014.tif 000003
【００３１】
ＥＣＥ法規に適合するには光学膜厚は１００〜１４０ｎｍの領域にあれば良く、色味は薄レモン〜アンバーがかったイエロー色になる。積層数は成膜方法により膜質が変わるが、少なくとも１１層以上あれば良い。
【００３２】
＜実施例２＞
実施例１と同様に、高屈折率材料と低屈折率材料を交互に積層して１７層の多層膜を形成する。本実施例の膜構成を表３、その透過率特性を図７に示す。この透過率特性は、５５０〜７００ｎｍの波長領域を３０〜４０％カットする特性になっている。この透過率特性と成膜前の発光スペクトル特性（図３参照）が重なり、図８に示す発光スペクトルになる。
【００３３】
【表３】
0003590014.tif 000004
【００３４】
このハロゲンランプは、橙・赤成分のスペクトルが少ない特性を持つレモンイエロー色を発光する。このときの色度は０．４７８、０．４９２で有り、ＥＣＥ３７法規の範囲の右上に適合するものとなる。１５層及び１６層は２〜１４層の光学膜厚の２〜３倍の範囲とする。２〜１４層の光学膜厚は１００〜１２０ｎｍの範囲にあれば良い。積層数は成膜方法により膜質が変わるので、少なくとも１１層以上あれば良い。
【００３５】
＜実施例３＞
実施例２と同様に、ハロゲンランプの表面に高屈折率材料と低屈折率材料を交互に積層して２２層の多層膜を形成する。本実施例の膜構成を表４に、その透過率特性を図９に示す。膜構成は１〜１５層がＳＷ型であり、１６〜２２層がＬＷ型であり、二つを足し合わせた特徴を持ち、５５０〜７００ｎｍの波長領域を最大３０％カットする透過率特性である。
【００３６】
【表４】
0003590014.tif 000005
【００３７】
このときの発光スペクトルは、図１０に示すように橙・赤成分のスペクトルが少ない特性を持ち、レモンイエロー色を発光するハロゲンランプとなる。ＳＷ型の方は光学膜厚が１００〜１２０ｎｍの範囲にあれば良く、ＬＷ型の方は光学膜厚が１６０〜２００ｎｍの範囲にあれば良い。
【００３８】
＜実施例４＞
実施例３のＳＷ型部分の１層目と最外層の光学膜厚を６倍にしたのが本実施例である。このため積層数を少なくすることができ、２０層にしている。本実施例の膜溝成を表５に、その透過率特性を図１１に示す。５５０〜７００ｎｍの波長領域を最大３０％カットしている。
【００３９】
【表５】
0003590014.tif 000006
【００４０】
このときの発光スペクトルは、図１２に示すように橙・赤成分のスペクトルが少ない特性を持ち、レモンイエロー色を発光するハロゲンランプとなる。ＳＷ型の方は光学膜厚が１００〜１２０ｎｍの範囲にあれば良く、ＬＷ型の方は光学膜厚が１６０〜２００ｎｍの範囲にあれば良い。
【００４１】
＜実施例５＞
実施例３のＬＷ型部分の１６層目と最外層の光学膜厚を４倍にしたのが本実施例である。このため積層数を少なくすることができ、２０層にしている。本実施例の膜構成を表６に、その透過率特性を図１３に示す。５５０〜７００ｎｍの波長領域を最大３０％カットしている。
【００４２】
【表６】
0003590014.tif 000007
【００４３】
このときの発光スペクトルは、図１４に示すように橙・赤成分のスペクトルが少ない特性を持ち、レモンイエロー色を発光するハロゲンランプとなる。ＳＷ型の方は光学膜厚が１００〜１２０ｎｍの範囲にあれば良く、ＬＷ型の方は光学膜厚が１６０〜２００ｎｍの範囲にあれば良い。
【００４４】
＜実施例６＞
実施例４のＳＷ型部分の１層目と最外層の光学膜厚を６倍にし、更にＬＷ型部分の１６層目と最外層の光学膜厚を４倍にしたのが本実施例である。このため積層数を更に少なくすることができ、１８層にしている。本実施例の膜構成を表７に、その透過率特性を図１５に示す。５５０〜７００ｎｍの波長領域を最大３０％カットしている。
【００４５】
【表７】
0003590014.tif 000008
【００４６】
このときの発光スペクトルは、図１６に示すように橙・赤成分のスペクトルが少ない特性を持ち、レモンイエロー色を発光するハロゲンランプとなる。ＳＷ型の方は光学膜厚が１００〜１２０ｎｍの範囲にあれば良く、ＬＷ型の方は光学膜厚が１６０〜２００ｎｍの範囲にあれば良い。
【００４７】
なお、ＥＣＥ３７法規内の色度ｙ値が０．４８５以上の位置に適合させるには、５５０〜７００ｎｍ領域を１０〜７０％カットする膜構成であれば良い。
【００４８】
＜実施例７＞
図１７にイエロー顔料＋多層膜の構成のイエローランプを示す。本図はＨ４ハロゲンランプの場合を示しており、３はイエロー顔料膜である。最初にイエローの顔料をディップ式やスプレー式でランプ全体に塗布する。表８にイエローの顔料成分を示す。何れのイエロー顔料も、表８に示す膜厚の範囲であればＨ１ランプでも膜剥がれやクラックはなかった。
【００４９】
【表８】
0003590014.tif 000009
【００５０】
本実施例では、上述の実施例１〜６の何れかの膜構成で、このイエロー顔料膜３の上に多層膜２を成膜する（成膜方式は真空蒸着、スパッタ方式、イオンプレーティング方式など）。この例では顔料膜３の上に多層膜２を成膜しているが、逆に多層膜２の成膜後に顔料のイエローを形成しても効果は変わらない。また、逆の方がイエロー顔料の脱ガスがないぶん成膜装置への負担が少ない。
【００５１】
ここで、干渉膜だけＨ４ランプのようなダブルフィラメントを点灯させたときに、Ｌｏｗビーム配向用のカップの影から発生する干渉膜の補色が出て、灯具や照射光に補色の紫や青が現れる。しかし、このイエロー顔料＋多層膜の樺成にすることで、このような補色が現れることはなくなり、車検対応が可能になる。
【００５２】
＜実施例８＞
図１８にイエロー顔料＋多層膜の構成のダブルフィラメントタイプのイエローランプの構造を示す。本図もＨ４ハロゲンランプの場合を示している。膜構成の順はどちらが上でも下でも光学特性は変わらないので、逆に成膜しても大丈夫である。顔料や膜厚は実施例７と同じである。実施例７と相違する点は、照射光に色ムラが発生するカップ付近のフィラメント横にイエロー顔料を塗布している点である。
【００５３】
図１８中、４はＬｏｗビームのすれ違い用カップを示し、（ａ）のパターンではＡの位置がカップ４の上端以上であれば良く、（ｂ）のパターンではＢの位置がカップ端より長ければ良い。
【００５４】
図１９にハロゲンＨ４バルブの断面構造（Ｌｏｗビームの部分）を示す。ここで色ムラ光の出射する原理を説明する。（ａ）は出射ポイント、（ｂ）は出射メカニズムを示している。上述の色ムラ光は、管球のカップの後ろ側から出ている（同図の斜線部のところから出射）。この場所からは直射光は出ていない。
【００５５】
電圧を下げて点灯させると、Ｃのポイントで色味が濃いフィラメントの残像が映り込んで光っていることが判明した。映り込みはＣの膜で反射されて生じていると予測される。したがって、色ムラ光はＣの膜での反射特性と出てくるときのＤの膜の透過特性を掛け合わせたものと予想される。
【００５６】
この色ムラ光出射を解消するために、本実施例ではその部分に顔料を塗布しており、これにより、照射光に色ムラのないランプができ、車検にも対応可能になる。
【００５７】
以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明によれば、青色〜水色の短波長領域を十分カットする膜構成で１１層以上の光学多層膜を形成することにより、ＥＣＥ３７法規の選択黄の色度範囲に適合する。更に、５５０〜７００ｎｍ領域を１０〜７０％カットする特徴を持たせると、色度ｙが０．４８５以上のイエローハロゲンランプもできるため、照射光の色は今流行のレモンイエローでＥＣＥ３７法規適合のものができる。
【００５８】
また、顔料系のイエロー膜と光学多層膜を組み合わせることで、灯具や照射光に色ムラのないイエローハロゲンランプができ、車検対応も可能である。顔料系のイエロー膜の膜厚は薄く、高温になる部分は多層膜で構成されているために、クラックや膜剥がれの心配はない。また光束低下も生じることはない。
【００５９】
なお、本発明は、自動車用ハロゲン電球、一般照明用ランプ、一般のイエローフィルター、フォグランプのガラス面へのイエローフィルター等へ適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハロゲンランプに応用した場合でも、ＥＣＥ３７法規に適合して、車検対応も可能となり、また、クラックや膜剥がれ、光束低下の生じることのないイエローランプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るイエローランプの構成を示す断面図
【図２】本発明に係るイエローランプの色度範囲を示す図
【図３】成膜前の発光スペクトルを示す図
【図４】イエローハロゲンランプの色度変化を示す色度図
【図５】実施例１の透過率特性を示す図
【図６】実施例１の発光スペクトルを示す図
【図７】実施例２の透過率特性を示す図
【図８】実施例２の発光スペクトルを示す図
【図９】実施例３の透過率特性を示す図
【図１０】実施例３の発光スペクトルを示す図
【図１１】実施例４の透過率特性を示す図
【図１２】実施例４の発光スペクトルを示す図
【図１３】実施例５の透過率特性を示す図
【図１４】実施例５の発光スペクトルを示す図
【図１５】実施例６の透過率特性を示す図
【図１６】実施例６の発光スペクトルを示す図
【図１７】実施例７の構成を示す断面図
【図１８】実施例８の構成を示す断面図
【図１９】Ｈ４バルブの断面構造を示す説明図
【図２０】従来のイエロー光透過膜の構成を示す断面図
【図２１】従来例の透過率特性を示す図
【符号の説明】
１  ランプ基板
２  多層膜
３  イエロー顔料膜
Ｈ１  高屈折率材料
Ｌ１  低屈折率材料
Ｈｎ  高屈折率材料
Ｌｎ  低屈折率材料
【図１】
0003590014.tif 000010
【図２】
0003590014.tif 000011
【図３】
0003590014.tif 000012
【図４】
0003590014.tif 000013
【図５】
0003590014.tif 000014
【図６】
0003590014.tif 000015
【図７】
0003590014.tif 000016
【図８】
0003590014.tif 000017
【図９】
0003590014.tif 000018
【図１０】
0003590014.tif 000019
【図１１】
0003590014.tif 000020
【図１２】
0003590014.tif 000021
【図１３】
0003590014.tif 000022
【図１４】
0003590014.tif 000023
【図１５】
0003590014.tif 000024
【図１６】
0003590014.tif 000025
【図１７】
0003590014.tif 000026
【図１８】
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【図１９】
0003590014.tif 000028
【図２０】
0003590014.tif 000029
【図２１】
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