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ハロゲンランプについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ハロゲンランプのメーカー22社一覧や企業ランキングも掲載しております。ハロゲンランプ関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:株式会社小糸製作所、2位:株式会社昭和真空、3位:河北ライティングソリューションズ株式会社となっています。
1976年～2001年通産省（当初）工業技術院地質調査所勤務 北海道支所にて資源地質の研究に従事。2001年～2016年産業技術総合研究所の産学官連携コーディネータととして勤務し、ものづくり基盤技術支援室長などを併任。2004年～2016年R&Bパーク札幌大通
ハロゲンランプとは、白熱電球の一種で、窒素、アルゴンなどの不活性ガスのほかに微量のハロゲン元素 (ヨウ素、臭素など) を封入したものです。
ハロゲンランプの発光する仕組みは一般の白熱電球と同じで、電球内にあるフィラメントに電気を通すことで発光します。フィラメントは細い糸状の金属線で、ほとんどの場合は金属中でもっとも高い融点 (3,422℃) を持つタングステンを材料としています。
ハロゲンランプは小型、高輝度、配光 (光の広がり) を調節しやすい、演色性が良い (色が太陽光で見た場合に近い) という特徴があるため、商品棚のスポット照明、投光照明、車のヘッドライト、スタジオやステージの照明などに使用されています。ただし、LED光源の普及によって、照明用途に使われる機会は減りつつあります。
学校等で使用されていたOHPやスライドの投影機の光源としてハロゲンランプが使われてきましたが、現在ではLEDやレーザー光源の使用が主流になりつつあります。
幅広い波長帯で一定以上の明るさがあり、強度の時間的変動が少ないため、分光分析用の光源として使用されています。
放射されるエネルギーの大部分が赤外線であるという事実は、光源としてのハロゲンランプは効率が悪いものの、ヒーターとしては優秀であることを物語っています。従って、ハロゲンランプには屋内外での局所暖房のほか、食品や資材の保温・熱処理・乾燥・高温成形など、局所的な加熱を必要とするさまざまな場面での用途があります。
一般の白熱電球ではフィラメント温度が 1,500～3,000℃、ハロゲンランプでは通常2,500～3,000℃と高温で、特殊なものは3,300℃にも達します。そのため、フィラメントの表面では常に微量のタングステンが蒸発しています。
図1. ハロゲンサイクル
黒化現象を抑えるために、ハロゲンランプでは電球の中に不活性ガスと共に微量のハロゲン元素が封入されます。こうすることで、温度や材料などの条件が適性であれば、ランプ内で発生するハロゲンサイクルにより黒化現象が起きなくなります。
なお、ハロゲンサイクルとは以下の流れで起こる現象です。
ハロゲンサイクルは、フィラメントの消耗とタングステンによるガラス内壁の黒化を防止します。
図2. 白熱電球とハロゲンランプ
ハロゲンサイクルを実現するためには、封入ガラスを高温に保つ必要があります。ハロゲンガスとしてヨウ素を使う場合には170°C以上、臭素を使う場合には250°C以上のガラス温度が必要です。
そのため、通常は高温に耐えられる石英ガラスを用い、高温になっても内部の気密性を保持できるように、モリブデン箔を用いてハロゲン電球の内と外を電気的に接続しています。
通常の白熱電球では、蒸発したタングステンが電球のガラス内壁に付着する黒化現象が発生します。フィラメントが消耗すると同時に、発光効率が低下していくことを避けられません。
この黒化現象が障害となるので、消費電力の大きな白熱電球を小型化することも、フィラメント温度をより高くして輝度と色温度をあげることも困難です。
図3. フィラメントの温度と発光スペクトルの強度分布
ハロゲンランプから放射される光スペクトルは、フィラメントの温度に相当する黒体放射スペクトルとほぼ同じです。太陽に比べるとフィラメントの温度が低いため、放射光は紫外線をほとんど含まず、その可視光部分は赤色成分がやや多いので、見た目は暖白色光となります。
放射のピークは波長900～1,000nmの近赤外域にあり、放射の大部分は500～3,000nmの可視から近赤外域にあります。
一般の白熱電球と比べて、ハロゲンランプではフィラメントと封入ガラスの間隔を小さくすることができます。また、フィラメントの温度も高くできるため、さまざまな利点があります。
参考文献
https://www.ushio.co.jp/jp/technology/lightedge/200109/100260.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社小糸製作所 |
8.8%
|
| 2 | 株式会社昭和真空 |
7.9%
|
| 3 | 河北ライティングソリューションズ株式会社 |
7.0%
|
| 4 | 冨士電球工業株式会社 |
7.0%
|
| 5 | ウシオエンターテインメントホールディングス株式会社 |
7.0%
|
| 6 | PIAA株式会社 |
7.0%
|
| 7 | 日星工業株式会社 |
6.1%
|
| 8 | 株式会社ライテスト |
6.1%
|
| 9 | IPF株式会社 |
6.1%
|
| 10 | 株式会社ハタヤリミテッド |
4.4%
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