JPS6410883B2 - - Google Patents

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
に効率の改善を図つ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、フオグランプが
あるが、このフオグランプは、霧発生時等の走行
時に点灯され、ヘツドランプの光が霧滴等により
吸収・散乱された場合にあつても、比較的遠方ま
でビーム光を到達させ、運転の安定性を確保する
ようにしている。

ところでこのフオグランプは、光が霧等により
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つており、一般には
タングステンランプとフイルタを組合せて、ラン
プから発生する短波長成分の光をカツトし、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イル
タを組合せれば、ほぼ黄〜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、ストツプランプ、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
フイ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、フイルタを用いて所望
の発光色を得ようとすると、フイルタの透過域外
の光はカツ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
つフイ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、フイルタにより吸収さ
れ、フイルタ内で熱等に変換されて消費される。

したがつて、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イルタを組合せ
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イルタ吸収部
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
よつて発光する蛍光体、いわゆるフオトルミネセ
ツ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
なつてきている。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
光体を用いてフイルタを構成し、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。

したがつて本発明は、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イ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nmをとり、縦軸に光の強
度（任意単位）をとつて、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、自動車のフオグランプとして
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イルタを介して、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、フオグランプは光が
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、フイルタを通すこと
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
ちフイルタではカツトされる580nm以下の領域の
光が上述した有機蛍光体より550〜700nmの波長
の光に変換されたことになり、この分フイルタを
介して取り出される光が増強されることになる。
したがつて、フイ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
ゲンランプのフイルタ透過分と蛍光成分の和とな
る。

次に、上述したフイ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ず
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、人間の眼に感ずる明るさは、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ず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で示されるフイルタの透過分と蛍光成分
の和として出てくる光は、人間の眼には、単なる
短波長カツトフイ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、これにより長波長の光に変換して発光す
る。この場合、蛍光体物質によつて、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。
したがつて、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、例えばフオ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）6G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、（Zn₁−
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、（Zn₁−xCdx）Ｓ：Au，Al（混
晶比ｘを０〜0.6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SnO₂：Eu
（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イルタである。

この蛍光フイルタは、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イルタとした。このフイル
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
られる一般のフイルタ（株式会社東芝製、商品名
Ｏ―57）の透過特性を曲線２で示してある。第３
図に示す例では本発明で使用される蛍光フイルタ
４の透過率が、一般のフイルタより多少劣るが、
これはフイ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、蛍光フイルタの透過
特性を、一般のフイルタと同等にすることは可能
である。そして、この蛍光フイルタ４は、第４図
から明らかなように、ほぼ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。

したがつて、ハロゲンランプからの光を、蛍光
フイルタ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、この発光フイル
タを通すことにより、蛍光フイルタの発光分だけ
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、蛍光フイルタ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
される光の強度の増強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
蛍光フイルタ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）し、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550nm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。

したがつて、従来はフイルタを通すことによつ
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、より強度の増強され
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、同一符号を付してある。

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
フイルタ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
て蛍光フイルタ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イ
ルタ４として例である。

さらに、第１図ｅは、蛍光フイルタと一般のフ
イ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イルタ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、フイルタ６の透過
光ヘと、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イルタ
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。

したがつて、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から、
その分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、例えば自動車のフオグラ
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
のフイ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…蛍光フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ランプと、このランプから発光される光のう
   ちの所定波長域の光を透過させるフイルタと、前
   記ランプの近傍に配設され、かつ前記フイルタの
   透過波長域外の波長成分を含む光により励起され
   て、少なくとも前記フイルタの透過波長域にある
   光を発生する蛍光体層とを備え、前記フイルタの
   透過光に蛍光体層の発光を重畳して外部へ取り出
   すようにしたことを特徴とする光源。 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 前記蛍光体層と前記フイルタとを一体に構成
   してなる特許請求の範囲第１項記載の光源。 ４ 前記蛍光体層が、非発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。