光源裝置以及燈絲的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具備將電力轉換為可視光的效率高的燈絲的光源裝置。提供具有透光性氣密容器、在透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于對燈絲供給電流的導線的光源裝置。燈絲具備：由高熔點金屬材料形成的基體和為了降低基體的可視光反射率而覆蓋基體的可視光反射率降低膜。由此，可視光的反射率低，紅外光的反射率高，所以能夠抑制紅外光的放射，提高可視光光束效率。
【專利說明】光源裝置以及燈絲
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及改善能量利用效率的光源用燈絲，尤其涉及采用燈絲的光源裝置和熱電子放出源。
【背景技術】
[0002]目前，廣泛采用通過在鎢燈絲等中流動電流來加熱燈絲使其發(fā)光的白熾燈。白熾燈可獲得接近于太陽光的演色性良好的放射光譜，從白熾燈的電力轉換為光的轉換效率為80%以上，但關于放射光的波長分量如圖1所示，紅外放射光分量為90%以上(圖1的3000K的情況)。因此，從白熾燈的電力轉換為可視光的轉換效率大約為低于151m/W的值。另一方面，熒光燈從電力轉換為可視光的轉換效率大約是901m/W，大于白熾燈。因此，白熾燈的演色性良好，但具有環(huán)境負擔大這樣的問題。
[0003]作為使白熾燈高效率化、高亮度化、長壽命化的嘗試，提出了各種方案。例如，在專利文獻I以及2中提出了通過在燈泡內部封入惰性氣體或鹵素氣體來使蒸發(fā)的燈絲材料鹵化后反饋至燈絲(鹵素循環(huán))令燈絲溫度進一步提高的結構。一般情況下，將它們稱為鹵素燈。由此，可獲得向可視光的電力轉換效率上升以及燈絲壽命延長的效果。在此結構中為了達成高效率化和長壽命化，對于封入氣體的分量和壓力的控制是重要的。
[0004]在專利文獻3-5中公開了如下結構:對燈泡玻璃的表面實施紅外線反射涂層并反射從燈絲放射出的紅外光，并在返回到燈絲后進行吸收。由此，在燈絲的再加熱中利用紅外光來實現(xiàn)高效率化。
[0005]在專利文獻6-9中提出了如下結構:在燈絲自身內制作細微構造體并利用該細微構造體的物理效果來抑制紅外放射，使可視光放射的比例提高。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開昭60-253146號公報
[0009]專利文獻2:日本特開昭62-10854號公報
[0010]專利文獻3:日本特開昭59-58752號公報
[0011]專利文獻4:日本特表昭62-501109號公報
[0012]專利文獻5:日本特開2000-123795號公報
[0013]專利文獻6:日本特表2001-519079號公報
[0014]專利文獻7:日本特開平6-5263號公報
[0015]專利文獻8:日本特開平6-2167號公報
[0016]專利文獻9:日本特開2006-205332號公報
[0017]非專利文獻
[0018]非專利文獻1:F.Kusunoki et al., Jpn.J.Appl.Phys.43,8A, 5253 (2004).
【發(fā)明內容】
[0019]發(fā)明所要解決的問題
[0020]但是，如日本專利文獻1、2這樣利用鹵素循環(huán)的技術能夠實現(xiàn)壽命延長效果，但難以大幅改善轉換效率，目前成為201m/W左右的效率。
[0021]另外，如專利文獻3-5那樣，關于在紅外線反射涂層上反射紅外放射后再吸收到燈絲的技術，因為燈絲的紅外光的反射率為70%，反射率較高，所以沒有高效地引起再吸收。另外，經(jīng)由紅外線反射涂層反射的紅外光被燈絲以外的其它部分例如燈絲保持部分和燈口等所吸收，而沒有利用于燈絲的加熱。因此，通過本技術難以大幅改善轉換效率。目前成為201m/W左右的效率。
[0022]如專利文獻6-9那樣利用細微構造來實現(xiàn)紅外放射光的抑制效果的技術雖然如非專利文獻I那樣存在對紅外放射光譜的極少一部分波長顯示放射增強和抑制效果的報告，但在寬范圍的紅外光整體中實現(xiàn)紅外放射光的抑制是非常困難的。這是因為當抑制某波長時會增強其它波長的性質。因此，可認為利用本技術難以實現(xiàn)大幅度的效率改善。另夕卜，在細微構造制作時，因為利用電子束光刻等高度的精加工技術，所以使用該技術的光源變得非常昂貴。此外還存在如下這樣的問題:即使在高溫抗熱部件即W基體上作出細微構造，在1000°c左右的加熱溫度下也會導致細微構造部分被熔化和破壞。
[0023]本發(fā)明的目的是提供具備將電力轉換為可視光的高效率的燈絲的光源裝置。
[0024]解決問題的手段
[0025]為了達成上述目的，根據(jù)本發(fā)明可提供具有:透光性氣密容器、在透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于對燈絲供給電流的導線的光源裝置。燈絲具有控制表面的光的反射率的構造。例如，燈絲具備由高熔點金屬材料形成的基體和為了降低基體的可視光反射率而覆蓋基體的可視光反射率降低膜。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，可通過紅外波長區(qū)域的反射率高、可視光波長區(qū)域的反射率低的燈絲來抑制紅外光放射并提高可視光放射，所以能夠獲得可視光光束效率高的光源裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是示出現(xiàn)有的鎢燈絲的放射能量的波長依賴性的曲線圖。
[0029]圖2是示出本發(fā)明的燈絲的反射率、放射率和放射光譜的關系的曲線圖。
[0030]圖3是示出實施方式I的Ta基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度(放射光譜X可見度曲線)的波長依賴性的曲線圖。
[0031]圖4是示出實施方式I的Ta基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0032]圖5是示出在實施方式1-1的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0033]圖6是不出在實施方式1-1的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0034]圖7是示出在實施方式1-2的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0035]圖8是示出在實施方式1-3的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0036]圖9是示出在實施方式1-4的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(6H_SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0037]圖10是示出在實施方式1-5的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0038]圖11是示出在實施方式1-6的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC (立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0039]圖12是示出在實施方式1-7的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0040]圖13是示出在實施方式1-8的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0041]圖14是示出在實施方式1-9的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0042]圖15是示出在實施方式1-10的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0043]圖16是示出在實施方式1-11的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0044]圖17是以表形式不出實施方式1-1?1-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0045]圖18是示出實施方式2的Os基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0046]圖19是示出實施方式2的Os基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0047]圖20是示出在實施方式2-1的Os基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0048]圖21是示出在實施方式2-1的Os基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0049]圖22是示出在實施方式2-2的Os基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0050]圖23是示出在實施方式2-3的Os基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0051]圖24是示出在實施方式2-4的Os基體上具有可視光反射率降低膜(6H_SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0052]圖25是示出在實施方式2-5的Os基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0053]圖26是示出在實施方式2-6的Os基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC (立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0054]圖27是示出在實施方式2-7的Os基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。[0055]圖28是示出在實施方式2-8的Os基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0056]圖29是示出在實施方式2-9的Os基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0057]圖30是示出在實施方式2-10的Os基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0058]圖31是示出在實施方式2-11的Os基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0059]圖32是以表形式示出實施方式2-1?2-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0060]圖33是實施方式3的Ir基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0061]圖34是示出實施方式3的Ir基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0062]圖35是示出在實施方式3-1的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0063]圖36是不出在實施方式3-1的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0064]圖37是示出在實施方式3-2的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0065]圖38是示出在實施方式3-3的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0066]圖39是示出在實施方式3-4的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(6H_SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0067]圖40是不出在實施方式3-5的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0068]圖41是示出在實施方式3-6的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC(立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0069]圖42是示出在實施方式3-7的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0070]圖43是示出在實施方式3-8的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0071]圖44是示出在實施方式3-9的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0072]圖45是示出在實施方式3-10的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0073]圖46是示出在實施方式3-11的Ir基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0074]圖47是以表形式示出實施方式3-1?3-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0075]圖48是示出實施方式4的Mo基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0076]圖49是示出實施方式4的Mo基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0077]圖50是示出在實施方式4-1的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0078]圖51是不出在實施方式4-1的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0079]圖52是示出在實施方式4-2的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0080]圖53是示出在實施方式4-3的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0081]圖54是示出在實施方式4-4的Mo基體上具有可視光反射率降低膜^H-SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0082]圖55是不出在實施方式4-5的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0083]圖56是示出在實施方式4-6的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC (立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0084]圖57是示出在實施方式4-7的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0085]圖58是示出在實施方式4-8的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0086]圖59是不出在實施方式4-9的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0087]圖60是示出在實施方式4-10的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0088]圖61是示出在實施方式4-11的Mo基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0089]圖62是以表形式不出實施方式4-1~4-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0090]圖63是示出實施方式5的Re基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0091]圖64是示出實施方式5的Re基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0092]圖65是不出在實施方式5-1的Re基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0093]圖66是不出在實施方式5-1的Re基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。[0094]圖67是示出在實施方式5-2的Re基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0095]圖68是示出在實施方式5-3的Re基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0096]圖69是示出在實施方式5-4的Re基體上具有可視光反射率降低膜(6H_SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0097]圖70是示出在實施方式5-5的Re基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0098]圖71是示出在實施方式5-6的Re基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC (立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0099]圖72是示出在實施方式5-7的Re基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0100]圖73是示出在實施方式5-8的Re基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0101]圖74是示出在實施方式5-9的Re基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0102]圖75是不出在實施方式5-10的Re基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0103]圖76是不出在實施方式5-11的Re基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0104]圖77是以表形式示出實施方式5-1?5-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0105]圖78是示出實施方式6的W基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0106]圖79是示出實施方式6的W基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0107]圖80是示出在實施方式6-1的W基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0108]圖81是示出在實施方式6-1的W基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0109]圖82是示出在實施方式6-2的W基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0110]圖83是示出在實施方式6-3的W基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0111]圖84是示出在實施方式6-4的W基體上具有可視光反射率降低膜(6H_SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0112]圖85是示出在實施方式6-5的W基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0113]圖86是示出在實施方式6-6的W基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC (立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0114]圖87是示出在實施方式6-7的W基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0115]圖88是示出在實施方式6-8的W基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0116]圖89是示出在實施方式6-9的W基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0117]圖90是不出在實施方式6-10的W基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0118]圖91是示出在實施方式6-11的W基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0119]圖92是以表形式不出實施方式6-1~6-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0120]圖93是示出實施方式7的Ru基體的研磨加工前的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。 [0121]圖94是示出實施方式7的Ru基體的研磨加工后的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0122]圖95是示出在實施方式7-1的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0123]圖96是示出在實施方式7-1的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(MgO膜)的燈絲的反射率與所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
[0124]圖97是示出在實施方式7-2的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(ZrO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0125]圖98是示出在實施方式7-3的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(Y2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0126]圖99是示出在實施方式7-4的Ru基體上具有可視光反射率降低膜^H-SiC (六方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0127]圖100是示出在實施方式7-5的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(GaN膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0128]圖101是示出在實施方式7-6的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(3C_SiC (立方晶的SiC)膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0129]圖102是示出在實施方式7-7的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0130]圖103是示出在實施方式7-8的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(Lu2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0131]圖104是示出在實施方式7-9的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(Yb2O3膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0132]圖105是示出在實施方式7-10的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(石墨膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。[0133]圖106是示出在實施方式7-11的Ru基體上具有可視光反射率降低膜(金剛石膜)的燈絲的光束效率的膜厚依賴性的曲線圖。
[0134]圖107是以表形式示出實施方式7-1~7-11的燈絲的最優(yōu)膜厚和可視光光束效率的說明圖。
[0135]圖108是實施方式8的白熾燈的缺口截面圖。
[0136]圖109的(a)~(C)是示出將可視光區(qū)域的反射率設為40%并使紅外光區(qū)域的反射率發(fā)生變化的反射率的變化曲線的曲線圖。
[0137]圖110是示出可視光區(qū)域與紅外光區(qū)域的反射率之間的差Λ R和可視光光束效率之間的關系的曲線圖。
[0138]圖111是示出在實施方式1-7的Ta基體上具有可視光反射率降低膜(HfO2膜)的燈絲的反射率、所獲得的放射光譜和分光光度的波長依賴性的曲線圖。
【具體實施方式】
[0139]本發(fā)明的光源裝置構成為具備:透光性氣密容器、在透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于向燈絲提供電流的導線。在本發(fā)明中，通過控制燈絲表面的光的反射率來抑制紅外光放射，并提高可視光放射的放射比例。由此，使燈絲的可視光光束效率提高。
[0140]以下，根據(jù)黑體放射中的基爾霍夫法則，說明能夠通過控制燈絲表面的光的反射率來提高可視光放射的比例的原理。
[0141]在平衡狀態(tài)下，利用以下的公式(I)來賦予與在沒有自然對流熱傳遞的條件下(例如真空中)的材料(這里為燈絲)的輸入能量相對應的能量損失。
[0142](公式I)
[0143]p(total)=P(conduction)+P(radiation)...(1[0144]這里，P (total)是全輸入能量，P (conduction)是經(jīng)過對燈絲提供電流的導線所損失的能量，P (radiation)是燈絲在加熱的溫度下向外部空間放射光而損失的能量。燈絲在其溫度成為2500K以上的高溫時，經(jīng)過導線所損失的能量僅僅為5%左右，剩余的95%以上的能量通過光放射而能量損失到外部，所以可將輸入電力的幾乎全部能量轉換為光。但是，從現(xiàn)有的一般燈絲放射的放射光內的可視光分量的比例僅為10%左右，大部分是紅外放射光分量，因此不能一直成為效率良好的可視光源。
[0145]上述公式(I)中的P (radiation)的項一般可利用下述公式(2)進行表述。
[0146]【公式2】
[0147
【權利要求】
1.一種光源裝置，具有:透光性氣密容器、在該透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于對所述燈絲供給電流的導線，該光源裝置的特征在于， 所述燈絲具備: 基體，其由金屬材料形成；以及 可視光反射率降低膜，其為了降低所述基體的可視光反射率而覆蓋所述基體。
2.根據(jù)權利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲的所述基體的表面被研磨加工為鏡面。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光源裝置，其特征在于， 所述基體對于波長為4000nm以上的紅外光的反射率是90%以上。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 可視光反射率降低膜對于可視光是透明的。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述可視光反射率降低膜是具有2000K以上的熔點的電介質膜。
6.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述可視光反射率降低膜是具有2000K以上的熔點的金屬的氧化物膜、氮化物膜、碳化物膜以及硼化物膜的任意一種。
7.根據(jù)權利要求1至6中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述可視光反射率降低膜包含由MgO、ZrO2, Y203、6H-SiC (六方晶的SiC)、GaN,3C-SiC (立方晶的 SiC)、HfO2、Lu2O3、Yb2O3、石墨、金剛石、CrZrB2、MoB、Mo2BC、MoTiB4、Mo2TiB2、Mo2ZrB2、MoZr2B4、NbB、Nb3B4,NbTiB4, NdB6、SiB3、Ta3B4、TiWB2、W2B、WB、WB2、YB4、ZrB12、C、B4C、ZrC, TaC, HfC, NbC, ThC, TiC、WC、AIN、BN、ZrN, TiN、HfN, LaB6, ZrB2, HfB2, TaB2, TiB2, CaO,CeO2以及ThO2中的任意一種或含有任意一種的材料形成的膜。
8.根據(jù)權利要求1至7中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述基體含有 Ta、Os、Ir、Mo、Re、W、Ru、Nb、Cr、Zr、V、Rh、C、B4C、SiC, ZrC, TaC, HfC,NbC, ThC、TiC、WC、AIN、BN、ZrN, TiN、HfN, LaB6' ZrB2, HfB2, TaB2 以及 TiB2 中的任意一種。
9.根據(jù)權利要求2所述的光源裝置，其特征在于， 所述基體的表面粗糙度滿足中心線平均粗糙度Ra是I μ m以下、最大高度Rmax是10 μ m以下以及十點平均粗糙度Rz是10 μ m以下中的至少I項。
10.一種燈絲，其特征在于，具備: 基體，其由金屬材料形成；以及 可視光反射率降低膜，其為了降低所述基體的可視光反射率而覆蓋所述基體。
11.一種光源裝置，具有:透光性氣密容器、在該透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于對所述燈絲供給電流的導線，該光源裝置的特征在于， 所述燈絲的表面對于波長為1000nm以上且5000nm以下的光的反射率是80%以上，對于波長為400nm以上且600nm以下的光的反射率是50%以下。
12.根據(jù)權利要求11所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲的表面對于波長為4000nm以上的光的反射率是90%以上。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲的表面對于波長為400nm以上且700nm以下的光的反射率是20%以下。
14.根據(jù)權利要求11至13中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲包含由金屬材料形成的基體，所述基體的表面被研磨加工為鏡面。
15.根據(jù)權利要求14所述的光源裝置，其特征在于， 所述基體的表面粗糙度滿足中心線平均粗糙度Ra是I μ m以下、最大高度Rmax是10 μ m以下以及十點平均粗糙度Rz是10 μ m以下中的至少I項。
16.根據(jù)權利要求11至13中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲具備: 基體，其由金屬材料形成；以及 可視光反射率降低膜，其為了降低所述基體的可視光反射率而覆蓋所述基體。
17.—種燈絲，其特征在于， 對于波長為1000nm以上且5000nm以下的光,表面的反射率是80%以上,對于波長為400nm以上且600nm以下的光，表面的反射率是50%以下。
18.一種光源裝置，具有:透光性氣密容器、在該透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于對所述燈絲供給電流的導線，該光源裝置的特征在于， 所述燈絲的表面對于波長為1000nm以上且5000nm以下的光的反射率的最小值與對于波長為400nm以上且600nm以下的光的反射率的最大值之間的差是30%以上。
19.根據(jù)權利要求18所述的光源裝置，其特征在于， 所述差是40%以上。
20.根據(jù)權利要求19所述的光源裝置中，其特征在于， 所述差是50%以上。
21.根據(jù)權利要求18至20中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲包含由金屬材料形成的基體，所述基體的表面被研磨加工為鏡面。
22.根據(jù)權利要求21所述的光源裝置，其特征在于， 所述基體的表面粗糙度滿足中心線平均粗糙度Ra是I μ m以下、最大高度Rmax是10 μ m以下以及十點平均粗糙度Rz是10 μ m以下中的至少I項。
23.根據(jù)權利要求18至20中任意一項所述的光源裝置，其特征在于， 所述燈絲具有: 基體，其由金屬材料形成；以及 可視光反射率降低膜，其為了降低所述基體的可視光反射率而覆蓋所述基體。
24.一種燈絲，其特征在于， 對于波長為1000nm以上且5000nm以下的光的表面反射率的最小值與對于波長為400nm以上且600nm以下的光的表面反射率的最大值之間的差是30%以上。
25.一種光源裝置，具有:透光性氣密容器、在該透光性氣密容器內配置的燈絲、和用于對所述燈絲供給電流的導線，該光源裝置的特征在于， 為了抑制紅外光的放射，所述燈絲在表面上具備控制該燈絲表面的光的反射率的構造。
【文檔編號】H01K1/08GK103959433SQ201280059196
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權日:2011年12月1日
【發(fā)明者】松本貴裕, 齋藤貴夫, 川上康之 申請人:斯坦雷電氣株式會社