(57)【要約】【課題】本発明は、防眩性を低下させることがなく、ピンホールの発生を抑制することが可能な、ハロゲンランプを提供する。【解決手段】実施形態のハロゲンランプは、バルブと；前記バルブの外面に形成される多層膜と；を備え、前記多層膜は高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層され、前記低屈折率膜の膜厚は、前記高屈折率膜の膜厚よりも厚く形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブと；
前記バルブの外面に形成される多層膜と；
を備え、
前記多層膜は高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層され、前記低屈折率膜の膜厚は、前記高屈折率膜の膜厚よりも厚く形成されているハロゲンランプ。
【請求項２】
前記低屈折率膜の膜厚が、前記高屈折率膜の少なくとも一層の膜厚の１２０〜２４０％である、請求項１に記載のハロゲンランプ。
【請求項３】
前記高屈折率膜の少なくとも一層の膜厚が、他の前記高屈折率膜の膜厚の１０５％〜２４０％であり、前記交互に積層される多層膜の任意の境界に挿入されている、請求項１または２に記載のハロゲンランプ。
【請求項４】
前記低屈折率膜は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とし、前記高屈折率膜は酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を主成分とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のハロゲンランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ハロゲンランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
輻射光により被照射体を加熱する目的で使用されるハロゲンランプが知られている。ハロゲンランプは、空間暖房や調理などの用途では防眩性が求められるため、バルブの外表面に可視光遮断効果の高い多層膜フィルタが形成される。赤外線を透過し、可視光を反射する多層膜フィルタは、選択した波長帯域を透過、遮断させるために、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層したものからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５２６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多層膜フィルタは、防眩レベルを向上させるために、可視光の吸収係数が高い高屈折率膜の膜厚を厚く形成することが知られている。しかし、多層膜フィルタは、高屈折率膜の膜厚が厚くなりすぎると、点灯時の熱応力により、各膜の中や隣り合う膜との界面で応力バランスが崩れ、剥離や損傷を起こし、ピンホールが発生する現象が起きやすい。ハロゲンランプは、多層膜フィルタにピンホールが発生すると、ランプ点灯時、ピンホールが白色に近い輝点として散在するため、外観が損なわれてしまう。
【０００５】
本発明は、防眩性を低下させることがなく、ピンホールの発生を抑制することが可能な、ハロゲンランプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るハロゲンランプは、バルブと；前記バルブの外面に形成される多層膜と；を備え、前記多層膜は高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層され、前記低屈折率膜の膜厚は、前記高屈折率膜の膜厚よりも厚く形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ピンホールの発生を抑制し、ランプ外観の見栄えを向上させることが可能なハロゲンランプを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態を例示するハロゲンランプの概略図である。
【図２】第１の実施形態を例示する多層膜フィルタの概略図である。
【図３】ピンホール数と、実用可能なランプの判定基準（ピンホールレベル）の関係を例示するための図である。
【図４】第１の実施形態に係るピンホールレベルの特性を例示するための図である。
【図５】第２の実施形態を例示する多層膜フィルタの概略図である。
【図６】第２の実施形態に係るピンホールレベルの特性を例示するための図である。
【図７】第２の実施形態の変形例を例示する多層膜フィルタの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明する実施形態に係るハロゲンランプは、バルブと；前記バルブの外面に形成される多層膜と；を備え、前記多層膜は高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に積層され、前記低屈折率膜の膜厚は、前記高屈折率膜の膜厚よりも厚く形成されている。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態に係るハロゲンランプは、前記低屈折率膜の膜厚が、前記高屈折率膜の少なくとも一層の膜厚の１２０〜２４０％である。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態に係るハロゲンランプは、前記高屈折率膜の少なくとも一層の膜厚が、他の前記高屈折率膜の膜厚の１０５％〜２４０％であり、前記交互に積層される多層膜の任意の境界に挿入されている。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態に係るハロゲンランプは、前記低屈折率膜は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とし、前記高屈折率膜は酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を主成分とする。
【００１３】
以下、図面を参照して各実施形態を説明する。
【００１４】
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の寸法や比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、各図面において同じ構成および作用効果については、同一符号を用いてその説明を省略する。
【００１５】
以下、第１の実施形態を、図１、図２、図３、図４を参照して説明する。
【００１６】
ハロゲンランプ１０は、図１に示されているように、バルブ２と第１シール部１１と第２シール部１２と第１アウターリード１４と第２アウターリード１５とを備えている。バルブ２は、透明でかつ無着色である材料から形成され、筒状に形成されている。その材料としては、例えば高軟化点の石英ガラスが例示される。第１シール部１１と第２シール部１２とは、バルブ２の両端をそれぞれ封止し、バルブ２の内部を密閉している。第１アウターリード１４は、一端が第１シール部１１に埋設され、他端が第１シール部１１の外部に露出している。第２アウターリード１５は、一端が第２シール部１２に埋設され、他端が第２シール部１２の外部に露出している。ハロゲンランプ１０は、図示されていないフィラメントをさらに備えている。フィラメントは、バルブ２の内部に配置されている。フィラメントは、第１アウターリード１４に電気的に接続され、第２アウターリード１５に電気的に接続されている。フィラメントは、第１アウターリード１４と第２アウターリード１５とを介して、電圧が印加されることにより、発熱し、発光する。
【００１７】
図２に例示するように、本実施形態に係る多層膜フィルタ１Ａは、バルブ２の表面上に形成され、低屈折率膜３ａと、高屈折率膜４ａと、を複数層具備している。低屈折率膜３ａは酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とし、高屈折率膜４ａは酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を主成分とする。バルブ２は、例えば高軟化点の石英ガラスからなり、透明でかつ無着色である。
【００１８】
これら多層膜は、ディップ法、真空蒸着法、スパッタ法などで形成され、低屈折率膜３ａと高屈折率膜４ａとが１０層程度、交互に積層されている。本実施形態では、バルブ２の表面に直接形成される第１層から始まる奇数層を低屈折率膜３ａで形成し、第２層から始まる偶数層を高屈折率膜４ａで形成する。低屈折率膜３ａの主成分であるＳｉＯ２はバルブ２の成分に近いため、第１層とすることで、バルブ２の表面への付着力を向上させることが可能となる。また、ＳｉＯ２は化学的および熱的な耐性に優れ、機械的強度を有しているため、高温となるバルブ２の表面に直接形成されても剥離や損傷を起こす可能性が低い。
【００１９】
図３は、ハロゲンランプ１０の点灯時に確認されるピンホールの数と、ハロゲンランプ１０が実用可能であるかの判定基準であるピンホールレベルとの関係を例示する。ピンホールは、多層膜フィルタ１Ａに形成される孔であり、ハロゲンランプ１０の点灯時に、白色に近い輝点としてバルブ２の表面に確認される。ピンホールは、ハロゲンランプ１０を２３５Ｖの定格電圧で３分点灯した時点で、バルブ２の表面を拡大撮影して確認する。ハロゲンランプ１０の一方の電極部からもう一方の電極部にわたる発光領域で、バルブ２の円周方向の半周側において、バルブ２の表面を拡大して写真撮影する。
【００２０】
拡大撮影した写真から、直径０．４ｍｍ以上のピンホールをカウントし、７個以上カウントされる場合を１点、５〜６個を２点、３〜４個を３点、１〜２個を４点、０個を５点とし、点数化してピンホールレベルと定義する。ピンホールレベルが２点以上であれば、多層膜フィルタとして実用可能なレベルとする。ピンホールレベルは、２点以上で実用可能とするが、ランプ点灯時における外観の見栄えのためには３点以上であることが望ましい。
【００２１】
本実施形態では図２に例示するように、低屈折率膜３ａと、高屈折率膜４ａは、それぞれの膜厚が５層すべてにおいて同じ厚さに形成されている。このように形成される多層膜フィルタのタイプを、以下、比較例と称する。また、低屈折率膜３ａは高屈折率膜４ａの膜厚よりも厚く形成されている。ここで、高屈折率膜４ａに対する低屈折率膜３ａの膜厚の比率を変化させ、ピンホールレベルを測定する。図４に例示するように、低屈折率膜３ａの膜厚を、高屈折率膜４ａの膜厚に対し、１１８％、１２０％、１３７％、１４１％、２００％、２４０％である多層膜フィルタを作成した。
【００２２】
それぞれの膜厚比でピンホールレベルを測定した結果、図４に示すように、低屈折率膜３ａの膜厚が高屈折率膜４ａの１２０〜２４０％であれば、ピンホールレベルが２点以上であり、多層膜フィルタとして実用可能であることがわかった。膜厚比が２００％でピンホールレベルは５点、膜厚比が１３７％と２４０％でピンホールレベルは３点となっている。ピンホールレベルは、膜厚比が１４１％と２００％で５点となっており、それ以上膜厚比が大きくなるにつれ、点数が低下する傾向にある。多層膜フィルタ１Ａは、低屈折率膜３ａの膜厚を、高屈折率膜４ａの膜厚に対し１２０％〜２４０％程度厚くすることにより、実用可能なレベルを実現することが可能となる。
【００２３】
また、低屈折率膜３ａと高屈折率膜４ａの膜厚の比率を変化させる多層膜フィルタのタイプは、図２に例示する比較例に限定されず、高屈折率膜４ａは、５層すべてが同じ膜厚で形成されなくともよい。低屈折率膜３ａの膜厚は、複数積層される高屈折率膜４ａの少なくとも一層の膜厚よりも１２０％〜２４０％程度厚く形成されていればよい。
【００２４】
第１の実施形態のハロゲンランプ１０は、ピンホールの発生を抑制し、ランプ外観の見栄えを向上させることが可能なハロゲンランプを提供することが出来る。 
【００２５】
次に、第２の実施形態を、図５、図６、図７を参照して説明する。
【００２６】
本実施形態に係る多層膜フィルタ１Ｂは、低屈折率膜３ａと高屈折率膜４ａがバルブ２の表面に交互に積層され、中間層４ａ’が任意の境界に挿入されている。中間層４ａ’の膜厚は、高屈折率膜４ａの膜厚より厚い。本実施形態では、高屈折率膜４ａよりも膜厚が厚い中間層４ａ’を例えば第６層に形成する。低屈折率膜３ａは５層すべてが同じ膜厚であり、高屈折率膜４ａの膜厚よりも厚く形成されている。高屈折率膜４ａの他の４層もすべて同じ膜厚で形成されており、中間層４ａ’は、高屈折率膜４ａの膜厚よりも厚く形成されている。図５の中間層４ａ’は、多層膜フィルタ１Ｂ中、最も厚い膜厚で形成されているが、本実施形態に限定されず、他の高屈折率膜４ａよりも厚ければ、低屈折率膜３ａの膜厚より薄く形成されていてもよい。
【００２７】
本実施形態では、高屈折率膜４ａの膜厚に対する中間層４ａ’の膜厚の比率を変化させ、ピンホールレベルを判定した。図６に例示するように、中間層４ａ’の膜厚を高屈折率膜４ａの膜厚に対し、１０５％、１１５％、１３０％、１６０％、２００％、２４０％である多層膜フィルタを作成し、ピンホールレベルを測定した。図６中の多層膜フィルタ１Ｂは、図２に示す比較例と同じタイプの多層膜フィルタであり、中間層４ａ’は設けられていない。多層膜フィルタ１Ｂは、低屈折率膜３ａと、高屈折率膜４ａからなり、それぞれの５層は同じ膜厚になるように形成されている。第２の実施形態では、低屈折率膜３ａと高屈折率膜４ａの膜厚比は、第１の実施形態の１３７％と同等とし、第６層に形成する中間層４ａ’の膜厚を変化させる。
【００２８】
高屈折率膜４ａに対する中間層４ａ’の膜厚を変化させてピンホールレベルを測定した結果、図６に示すように、中間層４ａ’の膜厚が高屈折率膜４ａの１０５〜２４０％であれば、ピンホールレベルが３点以上であり、実用可能な多層膜フィルタを形成することが可能である。中間層４ａ’の膜厚比とピンホールレベルとの関係は、１１５％、１３０％でピーク値の５点を示し、１６０％、２００％で４点、２４０％で３点となっている。膜厚比が２００％よりも大きくなると、ピンホールレベルの改善が低下する傾向にある。中間層４ａ’と高屈折率膜４ａとの膜厚比を１０５〜２４０％とすることにより、実用可能なレベルの多層膜フィルタを実現することが可能となる。
【００２９】
第１の実施形態では、低屈折率膜３ａと高屈折率膜４ａの膜厚比が１３７％のベースタイプの場合、ピンホールレベルは３点であったが、中間層４ａ’を第６層として挿入することにより、ピンホールレベルを５点まで向上させることが可能となった。例えばハロゲンランプ１０をヒータとして使用する場合、その仕様により、多層膜フィルタ１を形成する際に、低屈折率膜３ａと高屈折率膜４ａの膜厚比がピンホールレベルの低い組み合わせになることがある。その際、膜厚の厚い中間層４ａ’を挿入することで、ピンホールレベルを向上させることが可能となる。
【００３０】
中間層４ａ’は、低屈折率膜３ａの任意の境界に挿入されれば、第６層に設けられることに限定されない。本実施形態では、第２層、第４層、第６層、第８層のいずれかに設けられることが望ましい。膜厚の厚い中間層４ａ’は、積層される各膜の中や隣り合う膜との間で発生する応力を緩衝する働きがある。そのため最上層ではなく、多層膜の任意の境界に挿入されることにより、ピンホール発生を抑制することが可能となる。
【００３１】
また、第２の実施形態の変形例を、図７を参照して説明する。第２の実施形態の変形例に係る多層膜フィルタ１Ｃは、図７に例示するように、図５の第２の実施形態の多層膜フィルタ１Ｂの第８層の高屈折率膜４ａが中間層４ａ’に置換されているものである。すなわち、第２の実施形態において、図７に例示するように、中間層４ａ’は、低屈折率膜３ａに挟まれる任意の境界に、複数層形成されていてもよく、例えば第４層と第８層が中間層４ａ’として形成されていてもよい。その場合、複数層の中間層４ａ’は、それぞれ異なる膜厚で形成されていてもよい。
【００３２】
本実施形態では、多層膜フィルタ１の積層される層数は、１０層に限定されない。ハロゲンランプ１０の種類や大きさ、用途等に応じて適宜変更することができる。
【００３３】
本発明によれば、ピンホールの発生を抑制し、ランプ外観の見栄えを向上させることが可能な多層膜フィルタを提供することが出来る。
【００３４】
なお、本実施形態では多層膜フィルタ１を空間暖房や調理用の赤外線ランプに使用される例を説明した。しかし本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、撮像デバイスや通信デバイス等において、その用途や求められる機能に応じて、選択した波長帯域を透過、遮断させるために使用することができる。
【００３５】
本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１  多層膜フィルタ、  ２  バルブ、  ３ａ  低屈折率膜、  ４ａ  高屈折率膜、  ４ａ’  中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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