JP4181949B2 - High pressure discharge lamp and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、透光性セラミックス放電容器からなる発光管内に金属ハロゲン化物を封入した高圧放電ランプおよびこの放電ランプの照明装置に関する。 The present invention relates to a high-pressure discharge lamp in which a metal halide is sealed in an arc tube composed of a translucent ceramic discharge vessel, and an illumination device for the discharge lamp.
高圧放電ランプ、たとえばメタルハライドランプは、道路、広場や競技場などの広域照明用をはじめ店舗や車両などの照明用の他、オーバヘッドプロジェクタや液晶プロジェクタなどの光学機器用の光源として広く使用されている。 High-pressure discharge lamps, such as metal halide lamps, are widely used as light sources for optical equipment such as overhead projectors and liquid crystal projectors, as well as lighting for wide areas such as roads, plazas, and stadiums, as well as stores and vehicles. .
メタルハライドランプは、発光管内に電極構体および金属ハロゲン化物、水銀および希ガスなどからなる放電媒体を封入した放電ランプであって、封入金属原子のスペクトル線や金属ハロゲン化物の分子スペクトルの発光を利用して、水銀ランプなどに比べて高い発光効率、相関色温度や演色性を得ることができるランプである。 A metal halide lamp is a discharge lamp in which a discharge medium composed of an electrode structure and a metal halide, mercury, and a rare gas is enclosed in an arc tube, and utilizes emission light of a spectrum line of encapsulated metal atoms and a molecular spectrum of metal halide. Thus, the lamp can obtain higher luminous efficiency, correlated color temperature, and color rendering than a mercury lamp.
このメタルハライドランプの発光金属としては、Hgの他にNa、In、Tl、Li、Csなどの金属あるいはDy、Ho、Tm、Sc、Nd、Ceなどの希土類金属がヨウ素や臭素などのハロゲン化物として発光管内に封入され、高い発光特性を呈するよう構成している。 As the light emitting metal of this metal halide lamp, in addition to Hg, metals such as Na, In, Tl, Li, and Cs or rare earth metals such as Dy, Ho, Tm, Sc, Nd, and Ce are used as halides such as iodine and bromine. It is enclosed in an arc tube and is configured to exhibit high emission characteristics.
しかし、たとえば高い発光効率が得られても演色性が低いとか、逆に演色性は高いが効率が低いとかあるいはランプの点灯方向によって効率が異なるなど、一つのランプで効率、相関色温度、演色性および寿命などの複数の特性に優れた数値を呈する放電ランプがなかなか見出せなかった。 However, for example, even if high luminous efficiency is obtained, color rendering is low, or conversely, color rendering is high but efficiency is low, or efficiency varies depending on the lighting direction of the lamp. It has been difficult to find a discharge lamp exhibiting excellent values in a plurality of characteristics, such as properties and lifetime.
そして、近時、上記金属ハロゲン化物との反応が石英ガラスより少なく耐蝕性および耐熱性に優れた透光性セラミックス製の材料からなる小形化した発光管容器が開発されたことで、さらに、高い効率、相関色温度、演色性や長寿命が得られるメタルハライドランプが出現している。 Recently, a compact arc tube container made of a material made of translucent ceramics, which has less reaction with the metal halide than quartz glass and has excellent corrosion resistance and heat resistance, has been developed. Metal halide lamps have emerged that can achieve efficiency, correlated color temperature, color rendering and long life.
また、金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプの用途も拡大し、様々な方向で点灯されることも多くなってたが、点灯方向によってはランプの種類を変えなければ、ランプの特性が大きく変化して効率の低下や照射面に射ろむらを生じたり、ランプの立ち消えや短寿命などの不具合を招くことがあった。 In addition, the use of metal halide lamps filled with metal halides has expanded, and there are many cases where they are lit in various directions. However, depending on the lighting direction, if the lamp type is not changed, the characteristics of the lamp will change greatly. As a result, the efficiency may be reduced, the irradiation surface may become uneven, or the lamp may be turned off or may have a short life.
たとえば、透光性セラミックス容器からなる発光管内に、希土類金属ハロゲン化物とハロゲン化ナトリウムを含む金属ハロゲン化物を、ハロゲン化ナトリウムが希土類金属ハロゲン化物に対し重量比で10〜100%となる量添加して封入(DyI3 55Wt%:NaI30Wt%:TlI15Wt%)した高圧放電ランプで、発光効率が96Lm/W、色温度が4100K(3500〜5000K)、演色性も平均演色評価数(Ra)が95という高い発光特性を呈するとともに垂直点灯と水平点灯での立ち消え電圧の差が小さくなることが特許文献1に記載されている。
一方、この特許文献1に記載の高圧放電ランプでは、ランプ構造に対する寸法や封入金属ハロゲン化物の蒸発を決定するための温度(最冷点)を決定するための寸法などの記載がないため、選択する希土類ハロゲン化物の種類によっては、記載の特性が得られない懸念がある。
On the other hand, in the high-pressure discharge lamp described in
また、透光性セラミックス容器からなる発光管内に、セリウムハロゲン化物(20〜69wt%)、ナトリウムハロゲン化物(30〜79wt%)、タリウムハロゲン化物およびインジウムハロゲン化物(TlとInのハロゲン化物の合計量が1〜20wt%)を組み合わせて封入(全体で100wt%)したメタルハライドランプで、高い発光効率(117Lm/W以上)と光束維持率の低下抑制がはかれることが特許文献2に記載されている。
そこで、本発明者らは、諸種の発光金属材料やその割合、封入量などについて選択や確認を行い、ランプの点灯方向に制限されず種々の発光特性において優れた特性が得られることを見出した。 Therefore, the present inventors have selected and confirmed various kinds of luminescent metal materials, their ratios, encapsulated amounts, etc., and found that excellent characteristics can be obtained in various luminescent characteristics without being limited by the lighting direction of the lamp. .
本発明は、発光金属材料やその封入割合およびx−y色度を規制することによって、ランプ点灯方向に起因する効率、相関色温度、演色性や寿命などの種々の発光特性の変動を低減して、点灯方向(用途)毎にランプ品種を揃えるなどの必要のない白色発光をなすメタルハライドランプなどの高圧放電ランプおよびこの放電ランプを装着した照明装置を提供することを目的とする。 The present invention reduces the fluctuations of various light emission characteristics such as efficiency, correlated color temperature, color rendering properties and lifetime due to the lamp lighting direction by regulating the light emitting metal material, its encapsulation ratio and xy chromaticity. Thus, it is an object of the present invention to provide a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp that emits white light without having to prepare different lamp types for each lighting direction (use), and an illumination device equipped with the discharge lamp.
請求項1の発明の高圧放電ランプは、放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径が小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続され小径筒状部内に延在しているとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極構体、上記放電容器内に封入されたNa、Tl、In、Tmのハロゲン化物が総封入量の90重量%以上である金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とからなる発光管と、内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と、この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを具備しており、相関色温度が3500〜5000K、平均演色評価数(Ra)が75〜90で、かつ、効率が90〜120lm/Wの放射光を放射する放電ランプにおいて、
発光管内に封入された金属ハロゲン化物量M(mg)と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積V(mm 3 )との関係M/Vが0.2以上で、Tmのハロゲン化物の封入比率が金属ハロゲン化物全体の20〜70重量%で、かつ、管壁負荷が12〜35W/cm 2 であり、ランプ寿命中の全点灯方向でのx−y色度座標(CIE 1931)上における色度偏差(duv.)が、−0.006〜+0.010、好ましくは−0.003〜+0.007の範囲にあることを特徴とする。
A high-pressure discharge lamp according to a first aspect of the present invention is a translucent ceramics discharge vessel having a pair of small-diameter cylindrical portions whose inner diameter is smaller than the bulge portions provided at both ends of the bulge portions forming the discharge space, and the discharge vessel A pair of electrode assemblies hermetically sealed in each small-diameter cylindrical portion, and a pair of electrode assemblies connected to the introduction conductor and extending in the small-diameter cylindrical portion and facing the tip in the bulging portion, in the discharge vessel An arc tube comprising a discharge medium containing a metal halide and a starting gas in which halides of Na, Tl, In, and Tm encapsulated in the metal are 90% by weight or more of the total encapsulated amount, and the arc tube inside the tube axis And a pair of power supply members sealed at the end of the outer tube and electrically connected to the introduction conductor of the arc tube and holding the arc tube and comprising, correlated color temperature is 35 0~5000K, in general color rendering index (Ra) is 75 to 90, and, in the discharge lamp efficiency emits radiation 90~120lm / W,
The relationship between the amount M (mg) of metal halide enclosed in the arc tube and the space volume V (mm 3 ) in the small-diameter cylindrical portion at the end of the arc tube, M / V is 0.2 or more, and Tm halide 20 to 70 wt% of the encapsulated total ratio of metal halide, and a wall loading is 12~35W / cm 2, x-y chromaticity coordinates of the entire lighting direction in lamp life (CIE 1931) The chromaticity deviation (duv.) Above is in the range of −0.006 to +0.010, preferably −0.003 to +0.007.
この発明の高圧放電ランプは、発光金属材料として青色領域(450nm付近)に発光ピークを呈するInと、青緑色領域(450〜530nm付近)に多数の発光ピークを呈するTmと、緑色領域(535nm付近)に発光ピークを呈するTlと、赤色領域(590nm付近)に発光ピークを呈するNaとの4種類を主成分とするハロゲン化物を封入している。 The high-pressure discharge lamp of the present invention is a light emitting metal material, In that exhibits a light emission peak in a blue region (near 450 nm), Tm that exhibits a number of light emission peaks in a blue-green region (near 450 to 530 nm), and a green region (near 535 nm). ), Halides mainly composed of 4 types, ie, Tl exhibiting an emission peak and Na exhibiting an emission peak in the red region (near 590 nm) are encapsulated.
すなわち、上記発光金属の封入により可視領域に連続した発光スペクトルが得られるとともに、Inは青色発光により光色の調整の作用をなし、また、Tlは光色の調整と効率を高める作用をなし、また、Naは効率を高め立ち消え電圧を低下し点灯方向変動特性を改善する作用をなし、さらに、Tmは演色性を高める作用を奏する。 That is, a continuous emission spectrum in the visible region can be obtained by encapsulating the luminescent metal, and In has an effect of adjusting the light color by blue light emission, and Tl has an effect of adjusting the light color and improving the efficiency. Further, Na increases the efficiency and lowers the turn-off voltage and improves the lighting direction fluctuation characteristics, and Tm increases the color rendering properties.
このNa、Tl、In、Tmのハロゲン化物が、金属ハロゲン化物総封入量の90重量%以上の量封入されていれば、ランプの寿命中は点灯方向にかかわらず放射する分光分布に大きな影響を及ぼさないで所望の発光特性が得られる。 If the halide of Na, Tl, In, and Tm is enclosed in an amount of 90% by weight or more of the total amount of metal halide, the spectral distribution radiated is greatly affected during the lamp life regardless of the lighting direction. The desired light emission characteristics can be obtained without exerting any influence.
すなわち、上記金属ハロゲン化物および封入割合であれば、ランプの寿命中、点灯方向により変化するランプ電圧に左右されず、ランプの色特性、特に色度はx−y色度座標(CIE 1931)上における色度偏差(duv.)が、−0.006〜+0.010、好ましくは−0.003〜+0.007の範囲にあることにより、ランプの点灯方向にかかわらず寿命中において安定した色特性が得られる。 That is, with the metal halide and the encapsulating ratio, the color characteristics of the lamp, particularly the chromaticity, on the xy chromaticity coordinates (CIE 1931) are not affected by the lamp voltage that changes depending on the lighting direction during the life of the lamp. Chromaticity deviation (duv.) In the range of −0.006 to +0.010, preferably −0.003 to +0.007, so that stable color characteristics can be obtained during the lifetime regardless of the lighting direction of the lamp. Is obtained.
なお、本発明中でいうランプの寿命中とは、点灯初期から定格寿命に至る全ての期間を指す。 In the present invention, the term “during lamp life” refers to the entire period from the beginning of lighting to the rated life.
そして、一般的にハロゲン化Naおよび希土類ハロゲン化物を封入したランプの場合は、点灯方向を垂直から水平方向に変化させると、発光管温度が上昇するため赤色領域での発光が広がり、相関色温度が低下して色度偏差(duv.)は負の方向に推移するが、本発明のランプは、ハロゲン化Tmとハロゲン化Inとを組合わせた効果よりその色度はx−y色度座標(CIE 1931)の黒体放射軌跡(Brack Body Line−B.B.L)上に沿って推移する。 In general, in the case of a lamp in which Na halide and rare earth halide are enclosed, when the lighting direction is changed from vertical to horizontal, the arc tube temperature rises, so that light emission in the red region spreads, and the correlated color temperature. , And the chromaticity deviation (duv.) Changes in the negative direction. However, the lamp of the present invention has the chromaticity of xy chromaticity coordinates due to the effect of the combination of halogenated Tm and halogenated In. It changes along the black body radiation locus (Black Body Line-BBL) of (CIE 1931).
また、ランプの発光特性は、これまで垂直点灯用ランプの場合は、垂直に点灯したとき(Base Up−BU、Base Down−BD)が最も特性が良好であり、水平に点灯したとき(Base Horizon−BH)が最も特性が悪くなり、傾斜点灯時の発光特性は垂直(BU)点灯時と水平(BH)点灯時との中間にあることが多かった。 Further, the luminous characteristics of the lamp have been the best when the lamp is vertically lit (Base Up-BU, Base Down-BD), and when the lamp is lit horizontally (Base Horizon). -BH) has the worst characteristics, and the light emission characteristics at the time of tilting lighting are often in the middle between vertical (BU) lighting and horizontal (BH) lighting.
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。 In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
発光管の放電容器を形成する材料としては、サファイヤ、アルミニウム酸化物(アルミナ)、イットリウム−アルミニウム−ガーネットの酸化物(YAG)、イットリウム酸化物(YOX)やアルミニウム窒化物(AlN)などのセラミックスからなる透光性、耐熱性やハロゲン化物からの耐蝕性が高いものを用いることができる。 Materials for forming the discharge vessel of the arc tube include sapphire, ceramics such as aluminum oxide (alumina), yttrium-aluminum-garnet oxide (YAG), yttrium oxide (YOX), and aluminum nitride (AlN). Those having high translucency, heat resistance and corrosion resistance from halides can be used.
放電容器の形状は、長円形、球形や円筒形あるいはこれら形状の複合体などの中央部分が膨出した両端に一体または一体的に膨出部より小径の筒状部が設けられたものからなり、この小径筒状部の開口部を気密に閉塞して封止部が形成してある。この封止部は、小径筒状部の外端開口部側を金属製、セラミックス製やサーメット製などの栓体あるいは耐熱性接着剤などの充填剤で閉塞するなどの手段で形成できる。 The shape of the discharge vessel consists of an oval, spherical or cylindrical shape, or a cylindrical portion having a smaller diameter than the bulging portion integrally or integrally at both ends where the central portion bulges. The sealing portion is formed by hermetically closing the opening of the small-diameter cylindrical portion. The sealing portion can be formed by means such as closing the outer end opening side of the small-diameter cylindrical portion with a plug such as metal, ceramic, or cermet, or a filler such as a heat-resistant adhesive.
また、上記の透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に放出できる程度の光透過性を有し、透明に限らず、光拡散性であってもよい。また、容器端部の小径筒状部など放電による放射を主としていない部分は、遮光性であってもよい。 Moreover, said translucency has the light transmittance which can permeate | transmit the light which generate | occur | produced by discharge, and can discharge | release it outside, and it may be not only transparent but light diffusivity. Moreover, the part which is not mainly radiating | emitting by discharge, such as a small diameter cylindrical part of a container edge part, may be light-shielding.
さらに、本発明において、ランプの定格によっても異なり制限されるものではないが、放電容器の放電空間を形成する長円形、球形や円筒形などをなす膨出部の最大内径は4〜30mm程度、内部の全長は30〜90mm程度、内容積は0.02〜5.0cc、好ましくは0.2〜4.5cc程度のものを用いることができる。 Further, in the present invention, although not limited depending on the rating of the lamp, the maximum inner diameter of the bulging portion that forms an elliptical, spherical or cylindrical shape forming the discharge space of the discharge vessel is about 4 to 30 mm, The internal total length is about 30 to 90 mm, and the internal volume is about 0.02 to 5.0 cc, preferably about 0.2 to 4.5 cc.
一対の電極構体は、容器内において対峙するよう電極軸が放電容器両端の小径筒状部内を挿通して封装されており、材料としてはタングステンWまたはドープドタングステンを用いている。電極構体先端の電極部は、表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じて上記材料からなるコイルを巻装することができる。 The pair of electrode assemblies are sealed by inserting electrode shafts through small-diameter cylindrical portions at both ends of the discharge vessel so as to face each other in the vessel, and the material is tungsten W or doped tungsten. The electrode portion at the tip of the electrode structure can be wound with a coil made of the above material as necessary in order to increase the surface area and improve heat dissipation.
また、電極構体基端の電極軸部は、放電容器に対して電極を所定の位置に固定するとともに、外部から電流を導入するために機能し、その基端部は導入導体の先端に溶接などによって固定することで電気的および機械的に支持されている。 In addition, the electrode shaft portion at the base end of the electrode structure functions to fix the electrode at a predetermined position with respect to the discharge vessel and to introduce current from the outside, and the base end portion is welded to the tip of the introduction conductor. It is electrically and mechanically supported by fixing with.
また、導入導体は、セラミックス製放電容器の小径筒状部内を気密に封止する接着剤(シール剤)中を貫通したり、小径筒状部の開口部を気密閉塞する栓体の内外に接続や栓体を貫通して固着され、小径筒状部の端部から外部に導出した部分は発光管を支持するのに利用される。 The lead-in conductor penetrates through an adhesive (sealant) that hermetically seals the inside of the small-diameter cylindrical portion of the ceramic discharge vessel, and connects to the inside and outside of the plug that hermetically closes the opening of the small-diameter cylindrical portion. The portion that penetrates and is fixed through the plug and is led out from the end of the small-diameter cylindrical portion is used to support the arc tube.
この導入導体の材料としては、ニオブNb、タンタルTa、チタンTi、ジルコニウムZr、ハフニウムHfやバナジウムVなどの封着性金属を用いて、棒状体、パイプ状体やコイル状体などに形成されている。そして、その選択はセラミックス放電容器の材料の熱膨張係数などに応じ適宜選ぶことができる。 As the material of the introduction conductor, a sealing metal such as niobium Nb, tantalum Ta, titanium Ti, zirconium Zr, hafnium Hf, or vanadium V is used to form a rod-like body, a pipe-like body, a coil-like body, or the like. Yes. And the selection can be suitably selected according to the thermal expansion coefficient of the material of the ceramic discharge vessel.
放電媒体は、発光金属としてナトリウムNa、タリウムTl、インジウムIn、ツリウムTmを主成分としたハロゲン化物および必要に応じアマルガムを含む水銀Hgが封入される。また、このNa、Tl、In、Tmのハロゲン化物は、好ましくは金属ハロゲン化物総封入量の90重量%以上の量封入される。また、上記ハロゲン化物に、セリウムCe、プラセオジムPrの少なくとも一種のハロゲン化物を金属ハロゲン化物総封入量の10重量%以下添加することにより、さらに発光効率を高めることができ、これが10重量%を超えると緑色化が強い発光色となる現象を生じ好ましくない。また、その他の金属のハロゲン化物が少量添加されるのは構わない。 The discharge medium is filled with a mercury Hg containing a halide mainly composed of sodium Na, thallium Tl, indium In, and thulium Tm as the light emitting metal and, if necessary, amalgam. The Na, Tl, In, and Tm halides are preferably encapsulated in an amount of 90% by weight or more of the total amount of metal halides encapsulated. Further, by adding at least one halide of cerium Ce and praseodymium Pr to the above halide in an amount of 10% by weight or less of the total amount of metal halides added, the luminous efficiency can be further increased, which exceeds 10% by weight. This is not preferable because it causes a phenomenon in which greening becomes a strong emission color. A small amount of other metal halides may be added.
また、封入された金属ハロゲン化物の総封入量の40重量%以上がTm、TmとCe、TmとPrやTmとCeとPrなどの希土類金属のハロゲン化物であれば、白色、かつ、発光効率の高い放射光を発することができ、総封入量の40重量%未満の場合は、色温度が3500K以下と低くなるおそれがある。また、この希土類金属のハロゲン化物の封入量が多すぎると、放電容器が希土類金属と反応して光束維持率の低下を招くなどのことを考慮すると、希土類金属ハロゲン化物の封入割合は40〜70重量%程度が好ましかった。
In addition, if 40% by weight or more of the total amount of the enclosed metal halide is a halide of a rare earth metal such as Tm, Tm and Ce, Tm and Pr, Tm, Ce and Pr, it is white and has luminous efficiency. If the total encapsulated amount is less than 40% by weight, the color temperature may be as low as 3500K or less. In addition, if the amount of the rare earth metal halide is too large, the discharge ratio of the rare earth metal halide is 40 to 70 in consideration of the fact that the discharge vessel reacts with the rare earth metal and causes a decrease in the luminous flux maintenance factor. About% by weight was preferred.
また、封入された金属ハロゲン化物の総封入量の20重量%以上がTmハロゲン化物であれば、450〜530nmの青緑色領域のスペクトルを呈し、発光効率を高めるなどの作用を奏する。このTmハロゲン化物の封入量は、放電容器が希土類金属と反応して光束維持率の低下を招くなどのことを考慮すると、Tmの封入割合は20〜70重量%程度が好ましかった。 In addition, if 20% by weight or more of the total amount of the enclosed metal halide is Tm halide, it exhibits a spectrum in the blue-green region of 450 to 530 nm, and has the effect of increasing luminous efficiency. In consideration of the fact that the discharge vessel reacts with the rare earth metal and causes a decrease in the luminous flux maintenance factor, the Tm encapsulation rate is preferably about 20 to 70% by weight.
また、発光管内に封入されたTmのハロゲン化物(TmX)に対するInのハロゲン化物(InX)の重量比率(InX/TmX)が、0<InX/TmX≦0.15と、ハロゲン化インジウムを適量とすることにより色温度の調整作用を奏し、あわせナトリウムのスペクトルによる効率の向上および色温度の調整ならびに希土類金属の連続スペクトルによる高い演色性とが得られる。このハロゲン化インジウムは少量でも存在していれば上記作用を奏するが、ハロゲン化ツリウムに対し15重量%(0.15)を超えると、青色領域でのスペクトルが強くなり過ぎ発光効率を低下させ、発光色が青緑色となる現象が生じる不具合があり、この発光効率の低下と色ずれを考慮すると1〜13重量%程度が好ましい。 In addition, the weight ratio (InX / TmX) of the In halide (InX) to the Tm halide (TmX) sealed in the arc tube is 0 <InX / TmX ≦ 0.15, and an appropriate amount of indium halide is used. As a result, an effect of adjusting the color temperature is obtained, and an improvement in efficiency due to the spectrum of sodium, adjustment of the color temperature, and high color rendering properties due to the continuous spectrum of the rare earth metal are obtained. If this indium halide is present even in a small amount, the above effect is achieved. However, if it exceeds 15% by weight (0.15) with respect to thulium halide, the spectrum in the blue region becomes too strong, and the luminous efficiency is lowered. There is an inconvenience that the light emission color becomes blue-green. Considering this decrease in light emission efficiency and color shift, about 1 to 13% by weight is preferable.
さらに、発光管内に封入されたTmのハロゲン化物(TmX)に対するInのハロゲン化物(InX)の重量比率(InX/TmX)が、0<InX/TmX≦0.15で、かつ、Tlのハロゲン化物(TlX)に対するInのハロゲン化物(InX)の重量比率(InX/TlX)が0.05<InX/TlX≦0.5とするとよい。 Further, the weight ratio (InX / TmX) of the In halide (InX) to the Tm halide (TmX) enclosed in the arc tube is 0 <InX / TmX ≦ 0.15, and a halide of Tl. The weight ratio (InX / TlX) of In halide (InX) to (TlX) is preferably 0.05 <InX / TlX ≦ 0.5.
上記TmとInとのハロゲン化物の重量比率を規制したと同様な作用を奏するとともにハロゲン化タリウムに対するハロゲン化インジウムが5重量%(0.05)未満であると、タリウムの発光スペクトルが強くなり、ランプ光色が緑色になるなどの不具合があり、また、50重量%(0.5)を超えると、発光効率の低下を生じる不具合がある。 When the weight ratio of the halide of Tm and In is the same as that described above, and the indium halide content relative to thallium halide is less than 5% by weight (0.05), the emission spectrum of thallium becomes strong, There is a problem that the lamp light color is green, and if it exceeds 50% by weight (0.5), there is a problem that the light emission efficiency is lowered.
なお、上記ハロゲン化物のXは、よう素I、臭素Br、塩素Clまたはフッ素Fを指す。 Note that X in the above halide refers to iodine I, bromine Br, chlorine Cl, or fluorine F.
また、ハロゲンとしては、よう素I、臭素Br、塩素Clまたはフッ素Fのいずれか一種または複数種を用いることができる。また、金属ハロゲン化物の封入量は、容器内容積1cc当たり2〜20mg程度であるが、発光特性あるいはランプ電力や放電容器の内容積などに応じて決められる。 As the halogen, one or more of iodine I, bromine Br, chlorine Cl, and fluorine F can be used. The amount of the metal halide enclosed is about 2 to 20 mg per 1 cc of the container internal volume, but is determined according to the light emission characteristics, the lamp power, the internal volume of the discharge container, or the like.
また、始動および緩衝ガスとしてアルゴンArやネオンNeなどの希ガスが8kPa〜80kPa(パスカル)程度封入され、点灯中約500kPa程度以上の圧力を呈する。なお、この希ガスの封入圧力が8kPa未満であると、パッシェン曲線にもあるように放電開始が困難になり、また、80kPaを超えると始動電圧が高くなって、口金の耐圧を超えてしまう。 In addition, a rare gas such as argon Ar or neon Ne as a starting and buffering gas is sealed in an amount of about 8 kPa to 80 kPa (Pascal), and exhibits a pressure of about 500 kPa or more during lighting. In addition, if the enclosure pressure of the rare gas is less than 8 kPa, it is difficult to start discharge as shown in the Paschen curve, and if it exceeds 80 kPa, the starting voltage becomes high and exceeds the pressure resistance of the base.
外管は、石英ガラス、ほうけい酸ガラスなどの硬質ガラスや半硬質ガラスなどのガラスあるいはセラミックスからなる透光性および耐熱性を有する材料で形成されたA形、AP形、B形、BT形、ED形、R形、T形などをなし、端部の開口部から上記発光管を保持したマウントを入れ、この開口部をバーナで加熱し溶融閉塞してマウントを封止した封止部が形成されている。なお、上記封止部は、T(直管)形などの外管の場合は両端に形成されていてもよい。 Outer tube is A-type, AP-type, B-type, BT-type formed of a material having translucency and heat resistance made of glass such as quartz glass, borosilicate glass, semi-rigid glass or ceramics. ED type, R type, T type, etc., and a seal holding the arc tube by inserting the mount holding the arc tube from the opening at the end, and heating and sealing this opening with a burner. Is formed. In addition, the said sealing part may be formed in the both ends in the case of outer tubes, such as T (straight tube) type.
また、外管内は真空雰囲気であっても、窒素N2 やアルゴンArなどの希ガスが封入されていてもよい。 Further, the inside of the outer tube may be in a vacuum atmosphere or may be filled with a rare gas such as nitrogen N 2 or argon Ar.
給電部材は、1本の単独材料で形成できればよいが、封止部内に封止られる部分はガラスとの気密性やなじみがよい材料を要することから、外管内の給電線部分、封止部の封着部材部分、外管外に導出した外部リード部分など複数の材料を接続して構成するのが妥当で、材料、寸度などの形態は発光管の品種、電力、重量、外管材料などに合わせ適宜選べばよい。 The power supply member only needs to be formed of a single material. However, since the portion sealed in the sealing portion requires a material that is airtight and compatible with glass, the power supply line portion in the outer tube and the sealing portion It is appropriate to connect and configure multiple materials such as the sealing member part and the external lead part led out of the outer tube, and the materials, dimensions, etc. are the types of arc tube, power, weight, outer tube material, etc. You can select as appropriate according to your needs.
また、端部に小径筒状部を有する放電容器の場合、内部に配設された電極軸と対向する小径筒状部の外面側にコイル状部を巻装し、このコイル状部を内部の電極軸と反対電位側に接続してランプ始動時の補助電極とすることにより、ランプの始動を容易にすることができる。 Further, in the case of a discharge vessel having a small diameter cylindrical portion at the end, a coiled portion is wound on the outer surface side of the small diameter cylindrical portion facing the electrode shaft disposed inside, and this coiled portion is By connecting to the potential side opposite to the electrode shaft as an auxiliary electrode at the time of starting the lamp, the starting of the lamp can be facilitated.
また、上記給電部材の外管内給電線部分は、モリブデンMoやタングステンWなどの金属材料からなり、発光管両端の導入導体に電気的に接続して給電を行うとともに発光管や中管を管軸に沿って配設保持する支持部材を兼ねている。 In addition, the feeding line portion in the outer tube of the feeding member is made of a metal material such as molybdenum Mo or tungsten W, and is electrically connected to the introduction conductors at both ends of the luminous tube to supply power, and the luminous tube and the middle tube are connected to the tube axis. It also serves as a support member that is arranged and held along the line.
さらに、外管内の給電線などに、外管内を清浄にするジルコニウムZr−アルミニウムAl合金などのゲッタを設けておくことは構わない。 Furthermore, a getter such as a zirconium Zr-aluminum Al alloy for cleaning the inside of the outer tube may be provided on a power supply line in the outer tube.
さらにまた、必須の部材ではないが発光管を囲繞して容器と同様なセラミックスあるいは石英ガラスや硬質ガラスからなる耐熱透光性の材料からなる中管を設けることができる。この中管により、発光管の保温が行え発光金属を容易に作用させて高効率化や高演色化など発光特性の向上がはかれるとともに万一の発光管容器破損時の防護をなす。 Furthermore, although not an essential member, an inner tube made of a heat-resistant and translucent material made of ceramic, quartz glass, or hard glass similar to the container can be provided surrounding the arc tube. With this inner tube, the arc tube can be kept warm and the luminous metal can be easily actuated to improve the luminous characteristics such as high efficiency and high color rendering, and at the same time, protect the arc tube container in the event of damage.
また、本発明の高圧放電ランプは、発光管内に封入された金属ハロゲン化物量M(mg)と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積V(mm3 )との関係M/Vが0.2以上で、かつ、管壁負荷が12〜35W/cm2 である。 Further, the high-pressure discharge lamp of the present invention includes a sealed within the arc tube metal halide amount M (mg), the relationship M / V of the spatial volume V of the smaller cylindrical portion of the arc tube end (mm 3) is 0.2 or more and the wall load is Ru 12~35W / cm 2 der.
上記金属ハロゲン化物の封入量M(mg)と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積V(mm3 )との関係M/Vは、小径筒状部内の空間(小径筒状部と導入導体との隙間)内への金属ハロゲン化物の充填率が等価的に置換え示されたもので、M/Vの値が小さいということは、金属ハロゲン化物の封入量Mが少ないか、小径筒状部内の空間体積Vが大きいということで、空間に対する金属ハロゲン化物が少なく金属ハロゲン化物の移動が起こり易く最冷部温度が大きく変化し、それに伴ってランプの色特性変化も大きくなるなどの不具合を生じる虞があり、M/V値の最低は0.2程度である。 The relationship M / V between the enclosed amount M (mg) of the metal halide and the space volume V (mm 3 ) in the small-diameter cylindrical portion at the end of the arc tube indicates the space in the small-diameter cylindrical portion (the small-diameter cylindrical portion and The filling ratio of the metal halide into the gap between the introduced conductor) is equivalently shown, and the small value of M / V means that the amount of metal halide enclosed M is small or the small diameter cylinder As the space volume V in the shape portion is large, there are few metal halides in the space, the metal halide easily moves, the temperature at the coldest part changes greatly, and the color characteristic change of the lamp also increases accordingly. The minimum M / V value is about 0.2.
また、M/Vの値が逆に大きいということは、金属ハロゲン化物の封入量Mが多すぎるか、小径筒状部内の空間体積Vが小さいということで、空間に対する金属ハロゲン化物の封入量Mが多い場合は、H2 Oなどの不純物の持込み量が大きくなることから始動電圧が高くなったり容器に黒化を招き光束を早期に低下するなどの不具合があり、M/Vの値はばらつきなどを考慮すると最大は5.0程度が好ましい。 On the contrary, when the value of M / V is large, the amount of metal halide enclosed M is too large, or the space volume V in the small-diameter cylindrical portion is small, so that the amount of metal halide enclosed M in the space is small. If there is a large amount of impurities, the amount of impurities such as H 2 O will increase, leading to problems such as an increase in starting voltage and blackening of the container, leading to a rapid decrease in luminous flux, and variations in M / V values. In consideration of the above, the maximum is preferably about 5.0.
また、管壁負荷(放電空間部分の単位内表面積(cm2 )当たりのランプ電力(W))については、比較的高負荷の12〜35W/cm2 程度の範囲のランプで上記のような結果が得られた。 Further, with respect to the tube wall load (lamp power (W) per unit inner surface area (cm 2 ) of the discharge space portion), the above results are obtained with a lamp having a relatively high load of about 12 to 35 W / cm 2. was gotten.
また、放電空間を形成する膨出部の両端に小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器は、この小径筒状部(最冷部分)が熱抵抗を低減して発光管の温度分布の均一化がはかれる。 Further, in the translucent ceramic discharge vessel having the small-diameter cylindrical portions at both ends of the bulging portion forming the discharge space, the small-diameter cylindrical portion (the coldest portion) reduces the thermal resistance, and the temperature distribution of the arc tube is reduced. Uniformity is achieved.
そして、本発明は、封入される金属ハロゲン化物および管壁負荷(12〜35W/cm2 )が上記規制範囲であれば、M/Vの制御により所望の発光特性が得られた。これは、アルミナなどのセラミックス製の放電容器からなる発光管は、石英ガラスに比べ熱伝導率が高いため、ランプ動作中の発光管温度分布が均一となり、金属ハロゲン化物の封入量Mと小径筒状部内の空間体積Vの比の制御が間接的に最冷部温度を制御していることによるためと推定される。 And as for this invention, if the metal halide enclosed and tube wall load (12-35 W / cm < 2 >) were the said control range, the desired light emission characteristic was acquired by control of M / V. This is because an arc tube made of a discharge vessel made of ceramics such as alumina has a higher thermal conductivity than quartz glass, so the arc tube temperature distribution during lamp operation is uniform, and the amount M of metal halide enclosed and the small diameter tube It is presumed that the control of the ratio of the space volume V in the shaped part is due to indirectly controlling the coldest part temperature.
請求項2の発明の高圧放電ランプは、ランプ点灯時に、発光管端部の小径筒状部の放電空間側に臨む内端から小径筒状部全長の1/2の範囲内に金属ハロゲン化物が存在していることを特徴としている。
In the high-pressure discharge lamp of the invention of
ランプの点灯方向が変わると金属ハロゲン化物が移動して、最冷部温度が変化し相関色温度および平均演色評価数などの色特性に影響を及ぼすが、発光管端部の小径筒状部の放電空間側に臨む内端側に視感で金属ハロゲン化物の存在が確認できる封入量であれば、ランプ点灯時に点灯方向を問わず安定した色特性を呈する。 When the lighting direction of the lamp changes, the metal halide moves and the coldest part temperature changes and affects the color characteristics such as the correlated color temperature and the average color rendering index. If the amount of filling is such that the presence of metal halide can be confirmed visually on the inner end facing the discharge space, stable color characteristics are exhibited regardless of the lighting direction when the lamp is lit.
本発明の高圧放電ランプは、相関色温度が3500〜5000K、平均演色評価数(Ra)が75〜90で、かつ、効率が90〜120lm/Wの放射光を放射することを特徴としている。 The high-pressure discharge lamp of the present invention is characterized in that it emits radiated light having a correlated color temperature of 3500 to 5000 K, an average color rendering index (Ra) of 75 to 90, and an efficiency of 90 to 120 l m / W. Yes.
上記請求項1に記載した構成とすることにより、高い効率、相関色温度および平均演色評価数を呈するバランスのとれた高圧放電ランプが得られる。
With the configuration described in
請求項3の発明の高圧放電ランプは、定格電力が10〜1000Wで動作し、垂直点灯時と水平点灯時の色温度変動値が500K以下であることを特徴としている。
High-pressure discharge lamp of the invention of
金属ハロゲン化物を封入した放電ランプは、点灯姿勢により最冷部温度が変わりハロゲン化物の蒸気圧が変化して効率や色温度などの発光特性や電気特性も変動するが上記請求項1または2に記載の構成とすることにより、ランプの相関色温度変動を500K以下に抑制できる。
Discharge lamp filled with metal halide, by lighting posture emission characteristics and electrical characteristics also vary, but the
この相関色温度変動を500K以下に規制した理由は、500Kを超える温度差は視感によっても明暗差が分かることによる。 The reason why the correlated color temperature fluctuation is regulated to 500K or less is that a temperature difference exceeding 500K can be recognized by a visual difference.
ランプの定格電力を10〜1000Wとした理由は、従来ランプでは点灯方向が限られるが、本発明の構成とすることにより点灯方向を制限することなく発光特性が高められる。また、定格電力が10〜1000Wとは、定格が10〜1000W級のランプのことで、±の裕度を有する。 The reason why the rated power of the lamp is set to 10 to 1000 W is that the lighting direction is limited in the conventional lamp, but by adopting the configuration of the present invention, the light emission characteristics can be improved without limiting the lighting direction. The rated power of 10 to 1000 W is a lamp with a rating of 10 to 1000 W, and has a tolerance of ±.
請求項4の発明の照明装置は、照明装置本体と、この照明装置本体に設けられた請求項1ないし3のいずれか一に記載の高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを点灯させる点灯回路手段とを具備していることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a lighting device main body, the high pressure discharge lamp according to any one of
照明装置本体とは、上記照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路手段を除いた残余の部分をいう。また、この高圧放電ランプの点灯回路手段は問はないが、たとえば点灯周波数が100Hz〜1kHzの矩形波で点灯することができる。この場合に100Hz未満の周波数の点灯では、点灯時にアークに揺らぎが発生する。また、1kHzを超える周波数の点灯では、音響共鳴現象によるアークの揺れが発生するとともに点灯経過に伴う光束の低下、すなわち光束維持率の低下が大きい。 The illuminating device main body refers to the remaining part of the illuminating device excluding the high-pressure discharge lamp and the lighting circuit means. The lighting circuit means of the high-pressure discharge lamp is not limited, but can be lit with a rectangular wave with a lighting frequency of 100 Hz to 1 kHz, for example. In this case, when lighting at a frequency of less than 100 Hz, the arc fluctuates during lighting. Further, in lighting with a frequency exceeding 1 kHz, an arc sway is generated due to an acoustic resonance phenomenon, and a decrease in luminous flux with the progress of lighting, that is, a decrease in luminous flux maintenance factor is large.
また、この場合、2次開放電圧が150〜400Vで点灯され、150V未満の始動ではでは、グロー放電からアーク放電に移行できないという不具合があり、400Vを超える点灯では電極への印加電圧が高すぎるため発光管に黒化を生じるという不具合がある。 In this case, the secondary open-circuit voltage is lit at 150 to 400 V, and when starting at less than 150 V, there is a problem that the transition from glow discharge to arc discharge cannot be made. When the voltage exceeds 400 V, the applied voltage to the electrode is too high. Therefore, there is a problem that blackening occurs in the arc tube.
なお、本発明において、照明装置は、高圧放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念である。たとえば、電球形高圧放電ランプ装置、照明器具、移動体用前照灯、光ファイバー用光源装置、画像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用することができる。 In addition, in this invention, an illuminating device is a wide concept including all the apparatuses which use light emission of a high pressure discharge lamp for a certain purpose. For example, the present invention can be applied to a bulb-type high-pressure discharge lamp device, a lighting fixture, a moving body headlamp, an optical fiber light source device, an image projection device, a photochemical device, a fingerprint discrimination device, and the like.
請求項1ないし3の発明によれば、発光金属をNa、In、Tl、Tmのハロゲン化物を主成分として所定量封入したことにより、電力、効率、相関色温度、平均演色評価数(演色性)や寿命などの種々の発光特性や電気特性が、ランプの点灯姿勢にかかわらず変化量が小さく安定した白色発光をなすメタルハライドランプなどの高圧放電ランプを提供することができた。 According to the first to third aspects of the present invention, a predetermined amount of a light emitting metal containing Na, In, Tl, and Tm halides as a main component is encapsulated, whereby power, efficiency, correlated color temperature, average color rendering index (color rendering properties). ) And lifetime, and other high-pressure discharge lamps such as metal halide lamps that emit stable white light with a small amount of change regardless of the lighting position of the lamp.
因みに、上記実施例のランプでは、垂直点灯時から水平点灯時との間(傾斜点灯を含む)における最大変化量は、垂直(BU)点灯時を基準としたときに電力が±15%以内、効率が±15%以内、平均演色評価数が10ポイント未満、色度偏差(duv.)が0.0150未満と、従来ランプに比べ特性変化量を縮減できた。 Incidentally, in the lamp of the above embodiment, the maximum amount of change between vertical lighting and horizontal lighting (including inclined lighting) is within ± 15% of the power when the vertical (BU) lighting is used as a reference. As the efficiency is within ± 15%, the average color rendering index is less than 10 points, and the chromaticity deviation (duv.) Is less than 0.0150, the characteristic change amount can be reduced as compared with the conventional lamp.
したがって、点灯姿勢によるランプの制約を緩和することができ、同一品種ランプによる用途拡大がはかれ、ランプ品種を減らすことが可能となって生産性を向上することができた。 Therefore, the restrictions on the lamp due to the lighting posture can be relaxed, the use of the same type of lamp can be expanded, the number of lamp types can be reduced, and the productivity can be improved.
また、請求項4の発明によれば、上記請求項1ないし3のいずれか一に記載の高圧放電ランプを備えているので、諸発光特性や電気特性に優れた照明器具などの照明装置を提供することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, since the high-pressure discharge lamp according to any one of the first to third aspects is provided, a lighting device such as a lighting fixture having excellent light emission characteristics and electrical characteristics is provided. can do.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の高圧放電ランプの第1の実施形態を示す概略正面図、図2は図1中の発光管部分を示す拡大縦断正面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view showing a first embodiment of a high-pressure discharge lamp according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged longitudinal front view showing an arc tube portion in FIG.
図において、高圧放電ランプL1は、発光管1A、この発光管1Aを囲繞する中管3、この発光管1Aと中管3を支持するとともに給電をなす一対の給電部材4A,4Bを内部に収容した外管5およびこの外管5の端部に設けられた口金6を主体として構成されている。
In the figure, a high-pressure discharge lamp L1 contains therein a
発光管1Aは、略球状をなしている膨出部11の両端に連続的な曲面によって繋った小径筒状部12a,12bを一体成形した透光性セラミックスからなる放電容器1を備え、この放電容器1の小径筒状部12a,12bの先端内を貫通して、電極構体2A,2Bに接続したNbからなる線状の導入導体23a,23bがガラス接着剤13,13により気密に封止られた上下対称構造をしている。
The
また、上記各電極構体2A,2Bは、小径筒状部12a,12b内に位置して上記導入導体23a,23bにモリブデン線を巻回したコイル状部25a,25bを介し互いに突合せ溶接し、先端側を膨出部11に臨ませたタングステン線からなる電極軸21およびこの電極軸21の先端にタングステン細線を巻装したコイル状電極22から構成されている。
The
なお、このとき小径筒状部12a,12b内を貫通する電極軸21と小径筒状部12a,12b内壁面との隙間は0.1mm以下となっていて、隙間が大きい場合は、電極軸21にモリブデンなどの細線からなるコイルを巻装して隙間を小さくしてもよく、このコイルの外側面が小径筒状部12a,12bの内面と接触していてもよい。また、上記電極軸21の先端のコイル状電極22は必須のものではなく、電極軸21の先端が電極作用を行うものであってもよい。
At this time, the gap between the
また、この発光管1Aの放電容器1内には、放電媒体としてアルゴンなどを含む始動および緩衝ガスならびに発光金属としての金属ハロゲン化物と水銀とが封入されている。
Further, in the
この金属ハロゲン化物は、よう化ナトリウムNaI、よう化タリウムTlI、よう化インジウムInIおよびよう化ツリウムTmI3 を、たとえば重量比(wt%)で30:15:5:50で形成したものである。 This metal halide is formed from sodium iodide NaI, thallium iodide TlI, indium iodide InI and thulium iodide TmI 3 at a weight ratio (wt%) of 30: 15: 5: 50, for example.
また、外管5は石英ガラスなどで形成された一端(図において上側)側が閉塞されたBT形をなし、他端(下部)側の開口部から上記発光管1Aを保持したマウントを入れ、この開口部をバーナで加熱しマウントのステム4sを溶着して閉塞した封止部51が形成してある。また、外管5内は封止部51形成後に排気管(図示しない。)を介し排気された真空雰囲気あるいは窒素N2 やアルゴンArなどが封入された希ガス雰囲気にしてある。
The
一対の給電部材4A,4Bは、上記マウントのステム4sに気密封着された封着線から延出した内部リード線41a,41bの一端側に接続され外管5内に延在するモリブデン線(棒状や板材)などからなる給電線42a,42b部分と、他端側に接続され外管5外に延在するモリブデン線などからなる外部リード(図示しない。)部分と、この一方の給電線42aに設けられた上記発光管1Aや中管3の支持部材43a,43bとで構成されている。
The pair of
上記一方の給電線42aは略V字形に形成した先端側が離間して並行するよう折曲され、延伸したその先端部がBT形をなす外管5の頂部内壁と弾性的に当接するよう配設されている。また、この並行する給電線42aの中間部には金属板やセラミックス板などを円盤状や帯状などに成形した、ここでは円盤状の支持部材43a,43bが間隔を隔て直接に溶接などの手段で接続したり、固定部材44,…を介し取り着けられ、給電線42a、42a間を強固に保持した構成をなしている。
The one power supply line 42a is bent so that the tip side formed in a substantially V shape is separated and parallel, and the extended tip portion is disposed so as to elastically contact the top inner wall of the
そして、発光管1Aは放電容器1の小径筒状部12a,12bが、離間した円盤状の支持部材43a,43bの中央に形成した透孔内に挿入して支持されるとともに支持部材43a,43b間に中管3がこの発光管1Aを囲繞した状態で固定部材44,…などを介し配設固定されている。
The
また、一方の給電線42aに接続した支持部材43aと導入導体23aとが導電線45を介し接続してあり、また、略L字形に折曲げ延伸した他方の給電線42bは先端部に接続した導電線46を介し導入導体23bと接続してある。
Further, the support member 43a connected to one power supply line 42a and the introduction conductor 23a are connected via a
したがって、この給電部材4A,4Bの外管5内に延在する給電線42a,42b部分は、発光管1A両端の導入導体23a,23bと電気的に接続して給電を行うとともに発光管1Aを管軸に沿って配設保持している。
Therefore, the portions of the
そして、この外管5の封止部51には、品種や用途に応じて口金6が被冠して設けられるとともに口金6の端子部に外部リード線が接続され放電ランプL1が完成する。
Then, the sealing
この放電ランプL1は、口金6部がソケットに装着され、図示しない100Hz〜1kHzの矩形波点灯回路装置から通電されると、口金6、給電部材4A,4Bを介し発光管1Aの導入導体23a,23bを経て電極構体2A,2Bに電圧が印加され先端のコイル状電極22,22間で放電を生起し、安定した点灯が行える。
When the discharge lamp L1 is attached to the socket at the
そして、このメタルハライドランプL1は、封入した金属ハロゲン化物がNaI、TlI、InIおよびTmI3 であって、NaIは主として赤色領域に、TlIは主として緑色領域に、InIは主として青色領域に、TmI3 は主として青緑色領域に放射スペクトルを有し、発光効率が90〜130Lm/W、相関色温度が3500〜5000K、平均演色評価数(Ra)が75〜90と発光効率を低下させることなく、演色性を高め、かつ、白色の放射光を発するなど種々の発光特性において優れた値を示す品質の高い高圧放電ランプL1である。 In this metal halide lamp L1, the enclosed metal halides are NaI, TlI, InI and TmI 3 , NaI is mainly in the red region, TlI is mainly in the green region, InI is mainly in the blue region, and TmI 3 is It has a radiation spectrum mainly in the blue-green region, has a luminous efficiency of 90 to 130 Lm / W, a correlated color temperature of 3500 to 5000 K, and an average color rendering index (Ra) of 75 to 90 without reducing the luminous efficiency. And a high-quality high-pressure discharge lamp L1 that exhibits excellent values in various emission characteristics such as emitting white radiant light.
なお、本発明者等が確認したところ、上記発光金属のうちTmI3 に対するInIの重量比率InI/TmI3 を0〜0.15と規制することにより、発光効率を低下させることなく、演色性を高め、かつ、白色の放射光を発する高圧放電ランプL1を提供できることが分かった。 In addition, as a result of confirmation by the inventors of the present invention, by regulating the InI weight ratio InI / TmI 3 with respect to TmI 3 among the above-described light emitting metals to 0 to 0.15, the color rendering property is reduced without reducing the light emission efficiency. It has been found that a high-pressure discharge lamp L1 that enhances and emits white radiation can be provided.
また、上記TmI3 に対するInIの重量比率InI/TmI3 を規制するとともに、TlI3 に対するInIの重量比率InI/TlI3 を0.05〜0.5とすることによって、色度座標における黒体放射軌跡(BBL)に極めて近い座標に位置する赤、緑、青色のバランスのとれた優れた白色光を放射する高圧放電ランプL1を提供できることが分った。 Also, with regulating the weight ratio InI / TmI 3 of InI to said TmI 3, by 0.05 to 0.5 weight ratio InI / TlI3 of InI for TlI 3, black body radiation locus in the chromaticity coordinates It has been found that it is possible to provide a high-pressure discharge lamp L1 that emits excellent white light with a balanced red, green, and blue color located at coordinates very close to (BBL).
上記実施の形態の高圧放電ランプL1では、発光管1Aが略球状をなした膨出部11の両端に連続的な曲面によって繋った小径筒状部12a(12b)を一体成形した図3(a)に示す構造の放電容器1であったが、発光管を形成する放電容器1は、図3(b),(c)に示すような小径筒状部12a(12b)を一体的に形成した構造であってもよい。
In the high-pressure discharge lamp L1 of the above-described embodiment, the
図3(a)〜(c)は、諸種構造をした発光管の一端部側(他端部側も対称構造であるので省略する。)を示す模式的な縦断正面図で、図中図2と同一部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。 3A to 3C are schematic longitudinal front views showing one end side of the arc tube having various structures (the other end side is also a symmetric structure, and is omitted here). The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
この図3(b),(c)に示す発光管1B,1Cは、膨出部11と小径筒状部12a(12b)とが透光性セラミックス材料で別体成形され、膨出部11両端の開口部11a内に小径筒状部12a(12b)が介挿されガラス接着剤14により気密に封止られた、通常、焼き嵌め方式と呼ばれる封止がなされている。なお、この図(b)と(c)との相違点は小径筒状部12a(12b)の封止位置が異なっている。
The
以下に、本発明の実施例を比較例(従来)とともに説明する。 Examples of the present invention will be described below together with comparative examples (conventional).
図1および図2と同構成の高圧放電ランプであって、実施例1は発光管1Aが図3(a)に示すものと同構造の一体成形方式の放電容器1である。
FIG. 1 is a high-pressure discharge lamp having the same configuration as in FIGS. 1 and 2, and Example 1 is a
実施例2は発光管1Aが図3(b)に示すものと同構成の焼き嵌め方式の放電容器1を備えており、以下の仕様でランプを試作し諸特性について測定した。
In Example 2, the
ランプは定格電力が250W、定格寿命が12000時間、発光管1Aが透光性アルミナセラミックス製で、全長約60mm、膨出部11の外径約16.6mm、内径約14.0mmで内容積約1.5cc、小径筒状部12a,12bの外径約3.0mm、内径約1.2mm、全長A約20mmで、この発光管1Aの容器1は中管6でほぼ全体を囲ってある。
The lamp has a rated power of 250 W, a rated life of 12000 hours, the
電極構体2A,2Bは、タングステンからなる電極軸21の外径約0.6mm、長さ約8mmで、コイル状電極22は外径約0.2mmのタングステン線を密ピッチで約3ターン巻回され、両者の電極間距離約15mmである。
The
導入導体23a,23bは、Nbから形成され、外径が約0.9mm、長さが約12mm、モリブデン線を巻回したコイル状部25a,25bは、外径が約0.9mm、長さが約12mmである。
The
放電媒体としては、始動および緩衝ガスとしてアルゴンを約53kPaと、NaI−TlI−InI−TmI3 のハロゲン化物が約30wt%−約15wt%−約5wt%−約50wt%の割合で約10mgおよび水銀Hg約13mgとが封入してある。 As a discharge medium, about 53 kPa of argon as a starting and buffer gas, about 10 mg of mercury and a halide of NaI-TlI-InI-TmI 3 at a ratio of about 30 wt%-about 15 wt%-about 5 wt%-about 50 wt% About 13 mg of Hg is enclosed.
また、外管5は硬質ガラスからなるBT形で、最大部外径約116mm、最大部内径約114mm(肉厚約1.0mm)、全長約250mm(口金6を含む全長は約250mm)である。
Further, the
また、上記放電ランプL1(実施例1,2)の比較用として、ハロゲン化物を除く定格、寸法や材料など他の構成を同じとした放電ランプを試作した。表1において、比較例1は上述した特許文献1に係わると同様な金属ハロゲン化物で、よう化ナトリウムNaI−よう化タリウムTlI−よう化ディスプロシウムDyI3 を約30wt%−約15wt%−約55wt%の割合で封入したランプ、また、比較例2は公知のランプが用いているハロゲン化物で、よう化ナトリウムNaI−よう化タリウムTlI−よう化セリウムCeI3 を約30wt%−約15wt%−約55wt%の割合で封入したランプ、また、比較例3はよう化ナトリウムNaI−よう化タリウムTlI−よう化ツリウムTmI3 を約30wt%−約15wt%−約55wt%の割合で封入したランプ、比較例4はよう化ナトリウムNaI−よう化タリウムTlI−よう化ディスプロシウムDyI3 −よう化ホロミウムHoI−よう化ツリウムTmI3 を約30wt%−約10wt%−約20wt%−約20wt%−約20wt%の割合で封入したランプである。
For comparison with the above-described discharge lamp L1 (Examples 1 and 2), a discharge lamp having the same configuration other than the halide, such as the rating, dimensions, and materials, was prototyped. In Table 1, Comparative Example 1 is a metal halide similar to that described in
表1は上述および後述する本発明に関わる各種ランプを実施例1ないし実施例4とし、また、表2は上述および後述する比較用とした現行各種ランプを比較例1ないし4とした、各例毎に各10本のランプの100時間点灯後の垂直(BU)点灯時と水平(BH)点灯時との諸発光特性を測定した平均値である。
これに対し、比較例1のDyI3 を封入したランプは、効率および平均演色評価数(演色性:Ra)の値は高いが、この平均演色評価数(演色性:Ra)が90を超えると、発光分布の赤色領域で、ハロゲン化ナトリウムや希土類ハロゲン化物の発光が増え、比視感度曲線からのずれが大きくなり、結果として発光効率が低くなってしまうなどの不具合がある。 In contrast, the lamp encapsulating DyI 3 of Comparative Example 1 has high efficiency and average value of color rendering index (color rendering property: Ra), but when this average color rendering index (color rendering property: Ra) exceeds 90, In the red region of the light emission distribution, there is a problem that the light emission of sodium halide or rare earth halide increases, the deviation from the specific visibility curve becomes large, and as a result, the light emission efficiency is lowered.
また、比較例2のCeI3 を封入したランプは、約120Lm/Wの高効率となるが、平均演色評価数(演色性:Ra)が約70と低いとともに色度偏差(duv.)が高くなることから、著しい緑色発光となり一般照明用ランプとしては不向きである。 The lamp encapsulating CeI 3 of Comparative Example 2 has a high efficiency of about 120 Lm / W, but the average color rendering index (color rendering property: Ra) is as low as about 70 and the chromaticity deviation (duv.) Is high. Therefore, it emits a remarkable green light and is not suitable as a general illumination lamp.
また、比較例3のTmI3 を封入したランプは、効率は向上し、比較例2に比較して、演色性は高くなるが緑色の発光となるために色度偏差(duv.)が黒体放射軌跡から大きく外れてしまう。そこで、比較例3のランプにInIを添加した実施例1や2のランプでは、発光色が緑色となることなく色度偏差(duv.)が改善されたランプとなった。 Further, the lamp encapsulating TmI 3 of Comparative Example 3 has improved efficiency and has higher color rendering than Comparative Example 2, but emits green light, and thus has a chromaticity deviation (duv.) Of black body. It will deviate greatly from the radiation trajectory. Therefore, in the lamps of Examples 1 and 2 in which InI was added to the lamp of Comparative Example 3, the chromaticity deviation (duv.) Was improved without the emission color becoming green.
さらに、比較例4のDyI3 、HoI、TmI3 を封入したランプは、演色性は高くなるが効率が低下し、また、色度偏差(duv.)が比較例2ほどは大きくないものの正の方向に推移している。しかし、寿命中に色度偏差(duv.)は負の方向に大きく移動することから人間の目には大きな色変化を伴い、違和感を感じる。 Further, the lamp encapsulating DyI 3 , HoI, and TmI 3 of Comparative Example 4 has high color rendering properties but reduced efficiency, and the chromaticity deviation (duv.) Is not as large as that of Comparative Example 2, but is positive. It is moving in the direction. However, since the chromaticity deviation (duv.) Moves greatly in the negative direction during the lifetime, the human eye feels uncomfortable with a large color change.
なお、実施例1,2の定格電力250Wに比べて、電力が約1.4倍の定格電力400Wの同種放電ランプを試作した。このランプの諸特性を実施例3としてある。また、表中には特に寿命についてのデータが記述されていないが、実施例も比較例もほぼ同等であったので省略してある。 In addition, compared with the rated power of 250 W in Examples 1 and 2, a similar discharge lamp having a rated power of 400 W, which is about 1.4 times the power, was prototyped. Various characteristics of this lamp are shown as Example 3. In the table, data on the life is not described, but the example and the comparative example are almost the same and are omitted.
実施例1と同型の定格電力が400Wのランプについて試作し、諸特性について測定した。 A lamp of the same type as in Example 1 with a rated power of 400 W was prototyped and various characteristics were measured.
発光管1Aは透光性アルミナセラミックス製で、全長約80mm、膨出部11の外径約22mm、内径約20mmで内容積約4.0cc、小径筒状部12a,12bの外径約2.0mm、内径約1.6mmである。
The
電極構体2A,2Bは、タングステンからなる電極軸21の外径約1.0mm、長さ約8mmで、コイル状電極22は外径約0.3mmのタングステン線を密ピッチで約3ターン巻回され、両者の電極間距離は約20mmである。
The
導入導体23a,23bは、Nbから形成され、外径が約1.5mm、長さが約15mm、モリブデン線を巻回したコイル状部25a,25bは、外径が約1.4mm、長さが約18mmである。
The
放電媒体としては、始動およびバッファガスとしてアルゴンを約53kPaと、NaI−TlI−InI−TmI3 のハロゲン化物が約30wt%−約15wt%−約5wt%−約50wt%の割合で約15mgおよび水銀Hg約35mgとが封入してある。 As a discharge medium, about 53 kPa of argon as a starting and buffer gas, about 15 mg of mercury of NaI-TlI-InI-TmI 3 halide at a ratio of about 30 wt% -about 15 wt% -about 5 wt% -about 50 wt% and mercury About 35 mg of Hg is enclosed.
また、外管5は石英ガラスからなるBT形で、最大部外径約116mm、最大部内径約114mm(肉厚約1.0mm)、全長約300mmで、この発光管1Aの容器1は中管6でほぼ全体を囲ってある。
The
そして、この実施例3のランプにおいても表1中に示すように、効率、相関色温度、色度偏差(duv.)および平均演色評価数(演色性:Ra)などの発光特性が目標とする範囲内に入り、一般照明用として好適な白色光を放射できた。 In the lamp of Example 3, as shown in Table 1, light emission characteristics such as efficiency, correlated color temperature, chromaticity deviation (duv.), And average color rendering index (color rendering property: Ra) are targeted. It was within the range and was able to emit white light suitable for general illumination.
また、本発明は、封入される金属ハロゲン化物がNaI、TlI、InIおよびTmI3 であって、上記実施例1に対しInIが添加され上記物質のうちTmI3 に対するInIの重量比率InI/TmI3 を5wt%/50wt%=0.1とするとともにTlIに対するInIの重量比率InI/TlIを5wt%/15wt%=0.33とすることによって、ランプの点灯方向による相関色温度を500K以下と抑制することができた。
Further, according to the present invention, the metal halide to be encapsulated is NaI, TlI, InI, and TmI 3 , and InI is added to Example 1 above, and the weight ratio of InI to TmI 3 among the above substances InI /
すなわち、上記実施例1,2の効果のほか、放電ランプは点灯方向が垂直状態と水平状態とでは最冷部温度が変わり、ハロゲン化物の蒸気圧が変化して効率や色温度などの発光特性や電気特性も変わるが、本発明ではランプの色温度変動を500K以下に抑制できた。 That is, in addition to the effects of the first and second embodiments, the discharge lamp has a light emitting characteristic such as efficiency and color temperature by changing the coldest part temperature between the vertical state and the horizontal state and changing the vapor pressure of the halide. However, in the present invention, the color temperature variation of the lamp can be suppressed to 500K or less.
実施例3と同型の定格電力が400Wのランプについて試作を行い諸特性について測定した。 A lamp of the same type as in Example 3 with a rated power of 400 W was prototyped and various characteristics were measured.
発光管1A、電極2A,2B、導入導体23a,23bおよび外管5の構造や寸法は上記実施例3と同じであるが、発光管1A内に封入した放電媒体としての金属ハロゲン化物の組成が実施例1〜3とは異なっている。
The structure and dimensions of the
すなわち、この実施例4のランプL1は、NaI−TlI−InI−TmI3 のハロゲン化物に、さらにCeまたはPrの少なくとも一種の、ここではPrI3 を含むハロゲン化物が封入されている。 That is, the lamp L1 of the fourth embodiment, the halide of NaI-TlI-InI-TmI 3 , further at least one of Ce or Pr, wherein the halide is enclosed containing PrI 3 is.
このNaI−TlI−InI−TmI3 −PrI3 からなるハロゲン化物の重量割合は約29wt%−約10wt%−約2wt%−約40wt%−約19wt%の割合で約15mgが封入してある。 The NaI-TlI-InI-TmI 3 weight ratio of the halide consisting -pri 3 is about 29 wt% - are about 15mg in an amount of about 19 wt% encapsulated - about 10 wt% - about 2 wt% - about 40 wt%.
そして、この実施例4のランプにおいても表1中に示すように、効率、相関色温度、色度偏差(duv.)および平均演色評価数(演色性:Ra)などの発光特性が目標とする範囲内に入り、一般照明用として好適な白色光を放射できた。 In the lamp of Example 4, as shown in Table 1, light emission characteristics such as efficiency, correlated color temperature, chromaticity deviation (duv.), And average color rendering index (color rendering property: Ra) are targeted. It was within the range and was able to emit white light suitable for general illumination.
この実施例4のランプは、NaI−TlI−InI−TmI3 のハロゲン化物に約19wt%のPrI3 を添加してあり、NaI−TlI−InI−TmI3 のみを封入したランプに比べて、さらに高い発光効率を得ることができた。
Lamp of this Example 4, NaI-TlI-InI-
なお、ハロゲン化物は上記PrI3 に変えてCeI3 を添加してもあるいはPrI3 、CeI3 の両者を合わせて20wt%未満添加しても、上述したと同様な作用効果が得られた。 Incidentally, the halide be combined both the PrI 3 in varied CeI 3 also or PrI 3 by adding, CeI 3 added less than 20 wt%, the same effects as described above were obtained.
そして、本発明に関わる上記実施例1〜4の高圧放電ランプL1は、図4に示すように、垂直(BU)点灯時と水平(BH)点灯時の色度をx−y色度座標(CIE 1931)上にプロットすると、全てのランプL1の色度偏差(duv.)が−0.0050〜+0.0100の範囲に存在する。 In the high-pressure discharge lamps L1 of the first to fourth embodiments according to the present invention, as shown in FIG. 4, the chromaticity at the time of vertical (BU) lighting and horizontal (BH) lighting is expressed by xy chromaticity coordinates ( When plotted on CIE 1931), the chromaticity deviations (duv.) Of all lamps L1 are in the range of −0.0050 to +0.0100.
一般的にハロゲン化ナトリウムを封入したランプの場合は、点灯方向を垂直から水平方向に変化させると、発光管温度が上昇するためナトリウムの発光が広がり、相関色温度が低下して色度偏差(duv.)は負の方向に推移するが、本発明のランプL1は、ハロゲン化ツリウムとハロゲン化インジウムとを組合わせた効果よりその色度偏差(duv.)は−0.0050〜+0.0100の範囲に存在する。 In general, in the case of lamps filled with sodium halide, when the lighting direction is changed from vertical to horizontal, the arc tube temperature rises, so that the emission of sodium spreads, the correlated color temperature decreases, and the chromaticity deviation ( duv.) changes in the negative direction, but the lamp L1 of the present invention has a chromaticity deviation (duv.) of −0.0050 to +0.0100 due to the combined effect of thulium halide and indium halide. Exists in the range.
また、表3は、上記実施例1〜4および比較例1〜4のランプの垂直(BU)点灯時と水平(BH)点灯時の相関色温度(CCT(K))と色度偏差(duv.)を対比させたものである。また、図4は表1、2に基づき作成したグラフで、横軸に色度座標xを、縦軸に色度座標yを対比させた色度図である。 Table 3 shows the correlated color temperature (CCT (K)) and chromaticity deviation (duv) when the lamps of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are vertically (BU) lit and horizontally (BH) lit. .)). FIG. 4 is a graph created based on Tables 1 and 2, and is a chromaticity diagram in which the horizontal axis represents chromaticity coordinates x and the vertical axis represents chromaticity coordinates y.
図4中、○印は実施例、□印は比較例で数字はそれぞれの例番号、空白印は垂直(BU)点灯時、また、黒色印は水平(BH)点灯時の色度で同一ランプ間を直線で結んである。
また、発光管1A内に封入する金属ハロゲン化物の量M(mg)と、発光管1A端部の少なくとも一方の小径筒状部12a,12b内の空間体積V(mm3 )との関係M/Vおよび管壁負荷(放電空間部分の単位内表面積(cm2 )当たりのランプ電力(W))を規制することによって色特性の変化抑制の作用効果を奏することが分かった。
Further, the relationship between the amount M (mg) of metal halide sealed in the
すなわち、上記金属ハロゲン化物の封入量M(mg)と、発光管1A端部の小径筒状部12a,12b内の空間体積V(mm3 )との関係M/Vは、小径筒状部12a,12b内の空間(小径筒状部12a,12bと導入導体23a,23bとの隙間)内への金属ハロゲン化物の充填率が等価的に置換え示されたもので、M/Vの値が小さいということは、金属ハロゲン化物の封入量Mが少ないか、小径筒状部12a,12b内の空間体積Vが大きいということで、空間に対する金属ハロゲン化物が少なく金属ハロゲン化物の移動が起こり易く最冷部温度が大きく変化し、それに伴ってランプの色特性変化も大きくなるなどの不具合を生じる虞があり、M/V値の最低は0.2程度である。
That is, the relationship M / V between the amount of metal halide enclosed M (mg) and the space volume V (mm 3 ) in the small-diameter
また、M/Vの値が逆に大きいということは、金属ハロゲン化物の封入量Mが多すぎるか、小径筒状部12a,12b内の空間体積Vが小さいということで、空間に対する金属ハロゲン化物の封入量Mが多い場合は、H2 Oなどの不純物の持込み量が大きくなることから始動電圧が高くなったり容器に黒化を招き光束を早期に低下するなどの不具合があり、M/Vの値はばらつきなどを考慮すると0.2〜5.0程度の範囲が好ましかった。
On the other hand, when the value of M / V is large, the amount of metal halide enclosed M is too large, or the space volume V in the small-diameter
また、管壁負荷(放電空間部分の単位内表面積(cm2 )当たりのランプ電力(W))については、12〜35W/cm2 程度の範囲で上記のような結果が得られた。 Further, with respect to the tube wall load (lamp electric power (W) per unit inner surface area (cm 2 ) of the discharge space portion), the above results were obtained in the range of about 12 to 35 W / cm 2 .
したがって、金属ハロゲン化物の封入量M(mg)と、少なくとも一方の小径筒状部内の空間体積V(mm3 )との関係M/Vが0.2以上で、かつ、管壁負荷(cm2 )当たりのランプ電力(W)を12〜35W/cm2 とすることによって、上記の作用効果を奏する。 Therefore, the relationship M / V between the enclosed amount M (mg) of the metal halide and the space volume V (mm 3 ) in at least one small-diameter cylindrical portion is 0.2 or more, and the tube wall load (cm 2). ) Per lamp power (W) of 12 to 35 W / cm 2 , the above-described effects are achieved.
また、図示構成の発光管1A端部に小径筒状部12a,12bを備えた高圧放電ランプL1は、ランプ点灯時に、小径筒状部12a,12bの放電空間側に臨む内端から小径筒状部12a,12b全長の1/2の範囲内に金属ハロゲン化物が存在していると満足のいく発光特性が得られることが分かった。
Further, the high-pressure discharge lamp L1 having the small-diameter
すなわち、ランプL1の点灯方向が変わると金属ハロゲン化物が移動して、最冷部温度が変化し相関色温度および平均演色評価数などの色特性に影響を及ぼすが、発光管1A端部の小径筒状部12a,12bの放電空間側に臨む内端側から小径筒状部12a,12b全長の1/2の範囲内に液相の金属ハロゲン化物の存在が確認できれば、ランプL1点灯時に点灯方向を問わず安定した色特性を呈する。
That is, when the lighting direction of the lamp L1 changes, the metal halide moves and the coldest part temperature changes and affects the color characteristics such as the correlated color temperature and the average color rendering index, but the small diameter at the end of the
しかも、この金属ハロゲン化物の存在は遮光体などを介し視感で判別で容易に確認ができる。なお、この小径筒状部12a,12b内に金属ハロゲン化物が見当らないということは、封入量が不足していることを示し、所望の発光特性が得られない場合がある。
In addition, the presence of the metal halide can be easily confirmed by visual discrimination through a light shielding body or the like. The fact that no metal halide is found in the small-diameter
なお、上記図3(a)〜(c)に示す構造の発光管1A〜1Cの場合の、小径筒状部12a(12b)の放電容器1側に臨む内端から1/2の範囲とは、小径筒状部12a(12b)の全長Aを2等分したA/2を指し、この小径筒状部12a(12b)のA/2内に金属ハロゲン化物の存在が認められればよい。
In addition, in the case of
図5および6は、本発明に関わる上記実施例1のランプL1と、従来の比較例3のランプとを用い、垂直(BU)点灯5.5時間−消灯0.5時間のサイクルを繰り返し、寿命経過に伴う相関色温度(K)の変化(図6)および色度偏差(duv.)の変化(図7)を測定したグラフである。 5 and 6 repeat the cycle of vertical (BU) lighting 5.5 hours-lighting-off 0.5 hours using the lamp L1 of the first embodiment related to the present invention and the lamp of the conventional comparative example 3, It is the graph which measured the change (FIG. 6) of the correlation color temperature (K) with the progress of a lifetime (FIG. 6), and the change (FIG. 7) of chromaticity deviation (duv.).
図5は、横軸に寿命(時間)が、縦軸に相関色温度(K)が対比してあり、また、図6は、横軸に寿命(時間)が、縦軸に色度偏差(duv.)が対比してある。 In FIG. 5, the horizontal axis indicates the lifetime (time), and the vertical axis indicates the correlated color temperature (K). In FIG. 6, the horizontal axis indicates the lifetime (time), and the vertical axis indicates the chromaticity deviation ( duv.).
図から明らかなように、色温度(K)の変化は、本発明に関わる実施例1のランプL1が、比較例3のランプに対し寿命中に亘り約200K程度低いがほぼ同じ維持特性を示した。 As is clear from the figure, the change in the color temperature (K) shows that the lamp L1 of Example 1 according to the present invention is approximately 200K lower than the lamp of Comparative Example 3 over the lifetime, but shows almost the same maintenance characteristics. It was.
また、色度偏差(duv.)は本発明に関わる実施例1のランプL1が、寿命経過に伴っても色度偏差が小さいのに対して、比較例3のランプは寿命経過とともに色度偏差が大きく変化し、本発明に関わる実施例1のランプL1は相関色温度および色度偏差などの色特性に優れていることが確認できた。 Further, the chromaticity deviation (duv.) Of the lamp L1 of Example 1 according to the present invention has a small chromaticity deviation over the lifetime, whereas the lamp of Comparative Example 3 has a chromaticity deviation over the lifetime. It was confirmed that the lamp L1 of Example 1 according to the present invention was excellent in color characteristics such as correlated color temperature and chromaticity deviation.
図7および図8は本発明の高圧放電ランプL2,L3の他の実施の形態を示す正面図で、図中上述した図1および図2に示す放電ランプL1と同一部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。 7 and 8 are front views showing other embodiments of the high-pressure discharge lamps L2 and L3 of the present invention. In the figure, the same parts as those of the discharge lamp L1 shown in FIGS. A description thereof will be omitted.
図7に示す高圧放電ランプL2は、ランプ定格電力が280〜440Wたとえば400Wで、図2に示す発光管1Aを収容する外管5がBT形をなし、図1と同様に一端側の封止部(図示しない。)にマウントのステム4sが封止され、発光管1Aはこのステム4sに設けられた一対の給電部材4A,4Bの給電線42a,42bに接続支持されている。
The high-pressure discharge lamp L2 shown in FIG. 7 has a lamp rated power of 280 to 440 W, for example, 400 W, and the
さらに詳述すると上記外管5は、熱膨張係数が35×10-7/℃〜60×10-7/℃程度で、歪み点が500℃以下の硬質ガラスからなる最大外径が約65mm、全長が約250mmに形成され、内部に図2と同形の透光性セラミックス製の最大外径が約22mm、全長が約80mmの放電容器1を有する発光管1Aが収容されている。なお、発光管1Aを囲繞して設けられた中管3は必須のものではないが、設ける場合は発光管1Aの外面より2mm以上の間隙を隔て配設するのが好ましい。
More specifically, the
本発明は、このように外管5形状が変わった構造の場合でも、諸発光特性は上記実施の形態のランプL1と同等で同様な作用効果を呈する。また、この実施例のランプL2は所望の発光特性が得られる他、器具内点灯において外管5の表面温度を低下でき、ランプL2自体およびこのランプL2を収容する照明器具などのコンパクト化がはかれる利点がある。
In the present invention, even in the case of the structure in which the shape of the
また、図8に示す高圧放電ランプL3は、図2に示す発光管1Aを収容する外管5が石英ガラスからなるT(直管)形をなし、両端に発光管1Aから導出した導入導体23a,23bと接続したモリブデン箔52,52が気密封止された圧潰封止部51,51を備えた構造をなし、諸発光特性は上記実施の形態のランプL1と同様な作用効果を呈する。
Further, the high-pressure discharge lamp L3 shown in FIG. 8 has a T (straight tube) shape in which the
図9は、たとえば上記高圧放電ランプL1が用いられた本発明に係わる照明装置8を示す一部断面正面図である。この照明装置8は天井91に埋め込み設置される埋込形照明装置で、天井91側に取り付けられる器具(装置)本体92を有し、この器具(装置)本体92内に設けられたソケット93に上記高圧放電ランプL1の口金6が装着される。また、この器具(装置)本体92内にはランプL1の放射光を下方に反射させる反射鏡94が配設され、この反射鏡94の開口側を覆ってガラスなどからなるカバー部材やレンズなどからなる制光体95が配設されている。
FIG. 9 is a partial cross-sectional front view showing a
そして、上記高圧放電ランプL1は、器具(装置)本体92やあるいはこの本体92とは別置された安定器などを有する点灯装置と電気的に接続され、この点灯装置からの給電により点灯することができる。
The high-pressure discharge lamp L1 is electrically connected to an appliance (device)
なお、本発明は上記実施の形態に限らず、たとえばランプ電力が10〜1000W級の放電ランプにおいて、上記実施の形態と同様な作用効果が得られた。また、上記実施の形態では発光管1A〜1C端部の閉塞構造を上記図3(a)〜(c)に示したが、図3の接着剤を用いた形態に限らず、図示しないがキャップ状物や栓状体で閉塞したり焼き絞りなどの方式で閉塞してあってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, in a discharge lamp having a lamp power of 10 to 1000 W class, the same effects as those of the above-described embodiment are obtained. Moreover, in the said embodiment, although the obstruction | occlusion structure of
また、ハロゲン化物のハロゲン元素としてよう素Iを用いたが、本発明は臭素Br、塩素Clやフッ素Fなど他のハロゲン元素であっても良く、また、複数種のハロゲン元素からなるものであっても差支えない。 Although iodine I was used as the halogen element of the halide, the present invention may be other halogen elements such as bromine Br, chlorine Cl and fluorine F, and is composed of a plurality of types of halogen elements. It doesn't matter.
また、照明装置も上記実施の形態に限らず、他の構造や用途をなすものであってもよく、点灯方式も矩形波点灯回路装置を用いるものに限らず、チョークコイル式やトランス式などの磁気励起式の安定器を用いるものであってもよい。 The lighting device is not limited to the above embodiment, and may have other structures and uses. The lighting method is not limited to the one using the rectangular wave lighting circuit device, and the choke coil type, the transformer type, etc. A magnetic excitation type ballast may be used.
L1〜L3:高圧放電ランプ(メタルハライドランプ)、
1A〜1D:発光管、 1:放電容器、 11:膨出部、 12a,12b:小径筒状部、 2A,2B:電極構体、 23a,23b:導入導体、 4A,4B:給電部材、 8:照明装置、 82:器具(装置)本体、
L1 to L3: high pressure discharge lamp (metal halide lamp),
1A to 1D: arc tube, 1: discharge vessel, 11: bulging part, 12a, 12b: small diameter cylindrical part, 2A, 2B: electrode assembly, 23a, 23b: introduction conductor, 4A, 4B: feeding member, 8: Lighting device 82: Instrument (device) body,
Claims (4)
内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と;
この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを具備しており、相関色温度が3500〜5000K、平均演色評価数(Ra)が75〜90で、かつ、効率が90〜120lm/Wの放射光を放射する放電ランプにおいて、
発光管内に封入された金属ハロゲン化物量M(mg)と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積V(mm 3 )との関係M/Vが0.2以上で、Tmのハロゲン化物の封入比率が金属ハロゲン化物全体の20〜70重量%で、かつ、管壁負荷が12〜35W/cm 2 であり、ランプ寿命中の全点灯方向でのx−y色度座標(CIE 1931)上における色度偏差(duv.)が、−0.006〜+0.010、好ましくは−0.003〜+0.007の範囲にあることを特徴とする高圧放電ランプ。 A translucent ceramic discharge vessel having a pair of small-diameter cylindrical portions having an inner diameter smaller than the bulge portions provided at both ends of the bulge portion forming the discharge space, and hermetically sealed in each small-diameter cylindrical portion of the discharge vessel. A pair of electrode assemblies connected to the introduction conductor and extending into the small-diameter cylindrical portion and having the tip facing the bulging portion, and Na, Tl, In, and Tm sealed in the discharge vessel An arc tube comprising a metal halide having a total halide content of 90% by weight or more and a discharge medium containing a starting gas;
An outer tube having the arc tube disposed therein along the tube axis and hermetically closed;
It is sealed at the end of the outer tube, is electrically connected to the lead-in conductor of the arc tube, and has a pair of power supply members that hold the arc tube, and has a correlated color temperature of 3500 to 5000 K, an average color rendering In a discharge lamp that emits radiated light having an evaluation number (Ra) of 75 to 90 and an efficiency of 90 to 120 lm / W,
The relationship between the amount M (mg) of metal halide enclosed in the arc tube and the space volume V (mm 3 ) in the small-diameter cylindrical portion at the end of the arc tube, M / V is 0.2 or more, and Tm halide 20 to 70 wt% of the encapsulated total ratio of metal halide, and a wall loading is 12~35W / cm 2, x-y chromaticity coordinates of the entire lighting direction in lamp life (CIE 1931) A high pressure discharge lamp characterized in that the chromaticity deviation (duv.) Above is in the range of -0.006 to +0.010, preferably -0.003 to +0.007.
この照明装置本体に設けられた請求項1ないし3のいずれか一に記載の高圧放電ランプと;
この高圧放電ランプを点灯させる点灯回路手段と;
を具備していることを特徴とする照明装置。 A lighting device body;
A high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 3 provided in the lighting device body;
Lighting circuit means for lighting this high pressure discharge lamp;
An illumination device comprising:
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