JP2002008427A - メタルハライドランプ、照明装置及び光ファイバー照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メタルハライドランプを反射鏡に取り付けて
使用する場合において、反射鏡での反射効率をアップさ
せることができるようにする。 【解決手段】 メタルハライドランプ１２は、発光管１
３とこの発光管１３を覆う外管１４とから構成され、外
管１４は、発光管１３の発光部１６を覆う大径部２０と
発光管１３の封止部１７を覆う小径部２１とを有する。
このメタルハライドランプ１２を反射鏡２３に取り付け
る場合に、小径部２１を反射鏡２３のネック部２４で保
持するようにし、反射鏡２３のネック部２４の内径寸法
を小さくする。これにより、発光部１６から見たネック
部２４を見込む角度を小さくすることができ、発光管１
３から出射された光のうちネック部２４に当たることに
より反射鏡２３で反射されずに損失となる光の割合が低
くなり、反射鏡２３の反射効率が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルハライドラ
ンプ、このメタルハライドランプを用いた照明装置及び
光ファイバー照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプを反射鏡に取り付
けた照明装置の従来例を図５に基づいて説明する。メタ
ルハライドランプ１は、発光管２とこの発光管２を囲む
外管３とにより構成されている。発光管２は、内部に放
電空間４が形成された発光部５、発光部５の両端に形成
された一対の封止部６、封止部６内に封止されて先端部
が放電空間４内で対向する一対の電極７，８、放電空間
４内に封入された金属ハロゲン化合物を含む放電媒体等
により構成されている。

【０００３】ここで、メタルハライドランプ１が外管３
を用いる理由は、メタルハライドランプ１の点灯時には
発光部５の温度が約１０００℃まで上昇するので、この
発光部５が冷やされないように保温するためである。

【０００４】一方、外管３が発光部５からの熱で過熱さ
れることを防止するため、発光部５の外周面と外管３の
内周面との間には所定寸法の隙間が確保されている。こ
のため、外管３の外径寸法は、発光管２の発光部５の外
径寸法より大きく形成されている。

【０００５】反射鏡９は凹面形状の反射面を有する椀形
状に形成され、その中央部にはメタルハライドランプ１
を取り付けるための丸穴状のネック部１０が形成されて
いる。反射鏡９へのメタルハライドランプ１の取り付け
は、メタルハライドランプ１の外管３をネック部１０に
差し込み、ネック部１０の内周面と外管３の外周面との
間に接着固定用の樹脂１１を充填することにより行われ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】メタルハライドランプ
１を反射鏡９に取り付けた場合、発光部５から見たネッ
ク部１０を見込む角度θ（但し、図５ではθ＝６６.５
°）の範囲内では、発光管２から出射された光がネック
部１０に当たることにより反射鏡９で反射されずに損失
となるので、反射鏡９の反射効率は低下し、照明装置の
照度が低下する。

【０００７】反射鏡９へのメタルハライドランプ１の取
り付けは、反射鏡９が小型化するにつれて発光部５が反
射鏡９に近付くように行われるので、発光部５から見た
ネック部１０を見込む角度θが次第に大きくなる。即
ち、反射鏡９を小型化した小型の照明装置になる程、ネ
ック部１０に当たることにより反射鏡９で反射されずに
損失となる光の割合が大きくなり、反射鏡９の反射効率
がより低下し、照明装置の照度がより低下する。

【０００８】本発明は、メタルハライドランプを反射鏡
に取り付けた場合、反射鏡での反射効率をアップさせる
ことができるメタルハライドランプ、照明装置及び光フ
ァイバー照明装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のメ
タルハライドランプは、内部に放電空間が形成された発
光部を有し、外径寸法が前記発光部の外径寸法より小さ
い一対の円柱状の封止部が前記発光部の両端に形成さ
れ、先端部が前記放電空間内で対向する一対の電極が前
記封止部内に封止され、前記放電空間内に放電媒体が封
入された発光管と；前記発光部を覆う大径部と、前記封
止部を覆う小径部と、これらの大径部と小径部とを繋ぐ
繋ぎ目部とが形成された外管と；を具備している。

【００１０】ここで、発光管における発光部はメタルハ
ライドランプの点灯時に高温（約１０００℃）になるた
め、外管におけるこの発光部を覆う部分（大径部）は、
発光部の外周面との間に所定寸法の隙間を確保して大径
に形成する必要がある。一方、発光管における封止部は
メタルハライドランプの点灯時の温度が発光部に比べて
低い（約４００〜７００℃）ので、外管におけるこの封
止部を覆う部分（小径部）は、封止部の外周面に近接さ
せて小径に形成することができる。

【００１１】したがって、外管の一部に小径部を形成す
ることにより、メタルハライドランプを反射鏡に取り付
ける場合にこの小径部を反射鏡のネック部で保持するよ
うにすれば、反射鏡のネック部の内径寸法を小さくする
ことができ、発光部から見たネック部を見込む角度が小
さくなり、発光管から出射された光のうちネック部に当
たることにより反射鏡で反射されずに損失となる光の割
合が小さくなり、反射鏡の反射効率が高くなる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載のメ
タルハライドランプにおいて、前記発光管はセラミック
スにより形成され、直線透過率が３０％以上である。

【００１３】ここで、放電媒体の１つとして水銀を用い
ているメタルハライドランプでは、発光管を石英ガラス
で形成したものが広く使用されている。しかし、近年で
は、環境保護の観点から水銀に代えてヘリウムやネオン
を使用したものが普及している。

【００１４】したがって、放電空間内に封入される放電
媒体の１つである水銀に代えてヘリウムやネオンを使用
した場合、発光管をセラミックスで形成することによ
り、原子半径が小さいヘリウムやネオンが発光管を透過
することを防止できる。また、発光管をモールド成形す
る場合には、セラミックスを使用することにより石英ガ
ラスを使用する場合に比べて高精度に成形することがで
きる。さらに、直線透過率を３０％以上のセラミックス
を使用することにより、十分な輝度を確保することがで
きる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のメタルハライドランプにおいて、前記電極間の距離
は０.５〜４.０ｍｍである。

【００１６】したがって、電極間の距離を０.５〜４.０
ｍｍとすることにより、光源の大きさが小さい点光源と
なるメタルハライドランプを得ることができる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載のメタルハライドランプにおいて、前
記大径部の外径寸法に対する前記小径部の外径寸法の比
率は０.２３８〜０.９である。

【００１８】ここで、大径部の外径寸法に対する小径部
の外径寸法の比率が小さ過ぎると、大径部を絞るように
して小径部を形成するときに、大径部と小径部とを繋ぐ
繋ぎ目部の肉厚を均一にすることが難しくなり、繋ぎ目
部の肉厚が不均一になることにより発生するレンズ効果
によりこの繋ぎ目部を透過した光が偏向され、繋ぎ目部
を透過した光が反射鏡で反射された場合における光の集
光性が損なわれる。

【００１９】しかし、大径部の外径寸法に対する前記小
径部の外径寸法の比率が０.２３８〜０.９であり、極端
に小さな比率とはならないので、大径部を絞るようにし
て小径部を形成する作業において大径部と小径部とを繋
ぐ繋ぎ目部の肉厚を略均一に維持することができ、この
繋ぎ目部を透過する光の偏向を防止して等方的に透過さ
せることができ、繋ぎ目部を透過した光が反射鏡で反射
された場合における光の集光性を維持することができ
る。

【００２０】請求項５記載の発明の照明装置は、請求項
１ないし４のいずれか一記載のメタルハライドランプ
と、前記メタルハライドランプから出射された光を所定
の集光点へ集光させるように反射させる椀形状に形成さ
れ、その中央部に前記外管の前記小径部を保持するネッ
ク部が形成された反射鏡と；を具備している。

【００２１】したがって、反射鏡のネック部の内径寸法
を小さくでき、発光部から見たネック部を見込む角度が
小さくなる。これにより、発光管から出射された光のう
ちネック部に当たることにより反射鏡で反射されずに損
失となる光の割合が小さくなり、反射鏡の反射効率が高
くなり、照明装置の照度が高くなる。特に、反射鏡の小
型化を図った場合において、反射鏡での反射効率のアッ
プが有効に行われ、メタルハライドランプを使用した小
型の照明装置における照度のアップを図ることができ
る。

【００２２】請求項６記載の発明の光ファイバー照明装
置は、請求項５記載の照明装置と；入射側端面部が前記
反射鏡の集光点の近傍に配置され、出射側端面部が被照
射領域に対向させて配置された光ファイバーと；を具備
している。

【００２３】したがって、メタルハライドランプから出
射された光が反射鏡で反射されて集光点に集光され、集
光された光は入射側端面部から光ファイバー内へ入射さ
れ、光ファイバー内を伝送された後に出射側端面部から
被照射領域に向けて照射される。このような光ファイバ
ーを用いることにより、配光制御を簡単に行なえ、目に
触れる部分の構造がコンパクトな照明装置を得ることが
できる。さらに、この光ファイバー照明装置において
は、請求項５記載に記載された照明装置を使用している
ため、反射鏡での反射効率がアップして集光点に集光さ
れる光量が多くなり、出射側端面部から出射される光量
がアップされ、照度の高い光ファイバー照明装置を得る
ことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。図１はメタルハライドラ
ンプを反射鏡に取り付けた照明装置を示す縦断側面図、
図２は発光管の発光部から見たネック部を見込む角度
と、発光管から出射された光のうちネック部に当たるこ
とにより反射鏡で反射されずに損失となる光の割合との
関係を示すグラフである。

【００２５】メタルハライドランプ１２は、発光管１３
とこの発光管１３を囲む外管１４とにより構成されてい
る。発光管１３の構成は図５において説明した発光管２
と略同じであり、内部に放電空間１５が形成された発光
部１６、発光部１６の両端に形成された一対の封止部１
７、封止部１７内に封止されて先端部が放電空間１５内
で対向する一対の電極１８，１９、放電空間１５内に封
入された放電媒体等により構成されている。なお、放電
媒体としては、金属ハロゲン化合物、ヘリウムやネオン
等の希ガスが含まれ、水銀は含まれていない。

【００２６】発光管１３は直線透過率が３０％以上のセ
ラミックスによりモールド成形されている。

【００２７】放電空間１５内で対向して位置する電極１
８，１９の間隔は、約３．０ｍｍに設定されている。

【００２８】外管１４は、発光部１６と一方の封止部１
７とを覆う大径部２０と、他方の封止部１７を覆う小径
部２１と、これらの大径部２０と小径部２１とを繋ぐ繋
ぎ目部２２とにより形成されている。大径部２０の内周
面と発光部１６の外周面との間には数ミリの隙間が形成
され、大径部２０の外径寸法Ｌ１は１２．０ｍｍに形成
されている。小径部２１の内周面と封止部１７の外周面
との間にはほとんど隙間が設けられておらず、小径部２
１の外径寸法Ｌ２は４．０ｍｍに形成され、大径部２０
の外径寸法に対する小径部２１の外径寸法の比率（Ｌ２
／Ｌ１）は０.３３３に設定されている。

【００２９】反射鏡２３は、凹面形状の反射面を有する
椀形状に形成され、その中央部に丸穴形状のネック部２
４が形成されている。そして、メタルハライドランプ１
２の反射鏡２３への取り付けは、メタルハライドランプ
１２の外管１４の小径部２１をネック部２４に差し込
み、ネック部２４の内周面と小径部２１の外周面との間
に接着固定用の樹脂２５を充填することにより行われて
いる。

【００３０】ここで、ネック部２４の内径寸法は、小径
部２１の外径寸法より僅かに大きく形成され、発光部１
６から見たネック部２４を見込む角度はθ（但し、図１
ではθ＝約３２.５°）となる。

【００３１】このような構成において、外管１４の小径
部２１を反射鏡２３のネック部２４で保持することによ
りメタルハライドランプ１２を反射鏡２３に取り付けた
場合、発光部１６から見たネック部２４を見込む角度θ
が約３２.５°と小さいので、発光管１３から出射され
た光のうちネック部２４に当たることにより反射鏡２３
で反射されずに損失となる割合が小さくなり、反射鏡２
３の反射効率が高くなり、照度の高い照明装置となる。

【００３２】発光部１６から見たネック部２４を見込む
角度θと、ネック部２４に当たることにより反射鏡２３
で反射されずに損失となる光の割合との関係を示す図２
のグラフによれば、見込む角度θが３２.５°の場合に
はその損失は５％以下となり、これに対し、図５で示し
たように見込む角度θが６６.５°の場合にはその損失
は約３０％となる。したがって、本実施の形態のよう
に、外管１４に小径部２１を形成し、この小径部２１を
保持する反射鏡２３のネック部２４の内径寸法を小さく
することにより、反射鏡２３の反射効率をアップさせる
ことができ、照明装置の照度をアップさせることができ
る。

【００３３】また、発光管１３はセラミックスでモール
ド成形されているので、石英ガラスで成形したものに比
べて形状の精度を高めることができ、発光管１３の小型
化を図ることが可能となる。さらに、セラミックスは原
子半径が小さいヘリウムやネオンを透過させないので、
環境保護の観点から放電媒体として水銀に代えてヘリウ
ムやネオンを使用した場合でも、それらのヘリウムやネ
オンが発光管１３を透過することを防止でき、ヘリウム
やネオンが透過減少することによる輝度の低下を防止で
きる。さらに、このセラミックスは直線透過率が３０％
以上であるので、十分な輝度を確保することができる。

【００３４】また、電極１８，１９間の距離が約３．０
ｍｍに設定されているので、このメタルハライドランプ
１２を、光源の大きさが小さい点光源とすることができ
る。

【００３５】また、外管１４は、大径部２０の外径寸法
に対する小径部２１の外径寸法の比率が０.３３３に設
定されているので、大径部２０を絞るようにして小径部
２１を形成する作業において大径部２０と小径部２１と
を繋いでいる繋ぎ目部２２の肉厚を略均一に維持するこ
とができる。これにより、この繋ぎ目部２２を透過する
光の偏向を防止して等方的に透過させることができ、反
射鏡２３で反射された光の集光性能を維持することがで
きる。

【００３６】つぎに、本発明の第２の実施の形態を図３
及び図４に基づいて説明する。なお、図１及び図２にお
いて説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も
省略する。本実施の形態は、図１に示した照明装置から
出射された光を光ファイバーを使用して所定の被照射領
域に照射するようにした光ファイバー照明装置であり、
図３はその縦断側面図、図４は光ファイバー照明装置の
使用例を示す概略図である。

【００３７】メタルハライドランプ１２を反射鏡２３に
取り付けた照明装置及びメタルハライドランプ１２を点
灯させるための安定器やコネクタ等の電気部品２６が収
納ケース２７内に収納され、この収納ケース２７は室内
又は室外の壁面などに取り付けられている。さらに、こ
の収納ケース２７には光ファイバー２８の一端側（入射
側端面部２９）が接続され、光ファイバー２８の他端側
（出射側端面部３０）が被照射領域に対向させて配置さ
れている。

【００３８】光ファイバー２８の入射側端面部２９は、
反射鏡２３により反射される光の集光点の近傍に配置さ
れている。

【００３９】このような構成において、メタルハライド
ランプ１２から出射された光が反射鏡２３で反射されて
集光点に集光され、集光された光は入射側端面部２９か
ら光ファイバー２８内へ入射され、光ファイバー２８内
を伝送された後に出射側端面部３０から被照射領域に向
けて照射される。このため、この光ファイバー照明装置
によれば、配光制御を簡単に行え、また、目に触れる部
分の構造がコンパクトな照明装置を得ることができる。
そして、この光ファイバー照明装置は、反射鏡２３の反
射効率がアップされた照明装置を使用しているため、集
光点に集光される光量が多くなり、出射側端面部３０か
ら照射される光量がアップされ、十分に高い照度を得る
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の発明のメタルハライドラ
ンプによれば、発光管を覆う外管が、発光管の発光部を
覆う大径部と発光管の封止部を覆う小径部とを有するの
で、このメタルハライドランプを反射鏡に取り付ける場
合に小径部を反射鏡のネック部で保持するようにすれ
ば、反射鏡のネック部の内径寸法を小さくすることがで
き、発光部から見たネック部を見込む角度を小さくする
ことができ、これにより、発光管から出射された光のう
ちネック部に当たることにより反射鏡で反射されずに損
失となる光の割合を下げ、反射鏡の反射効率を高くする
ことができる。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のメタルハライドランプにおいて、発光管はセラミッ
クスにより形成されているので、放電空間内に封入され
る放電媒体の１つである水銀に代えてヘリウムやネオン
を使用した場合、原子半径が小さいヘリウムやネオンで
あっても発光管を透過することを防止でき、ヘリウムや
ネオンが透過損失することによる輝度低下を防止でき
る。さらに、セラミックスを使用することにより石英ガ
ラスを使用した場合に比べて高精度に成形することがで
き、発光管の小型化を図ることができる。さらに、使用
するセラミックスの直線透過率を３０％以上とすること
により十分な輝度を確保することができる。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載のメタルハライドランプにおいて、電極間の距
離は０.５〜４.０ｍｍであるので、光源の大きさが小さ
い点光源となるメタルハライドランプを得ることができ
る。

【００４３】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし３のいずれか一記載のメタルハライドランプにおい
て、外管における大径部の外径寸法に対する小径部の外
径寸法の比率は０.２３８〜０.９であり、極端に小さな
比率とはならないので、大径部を絞るようにして小径部
を形成する作業において大径部と小径部とを繋ぐ繋ぎ目
部の肉厚を略均一に維持することができ、これにより、
この繋ぎ目部を透過する光が偏向されることを防止して
等方的に透過させることができ、透過した光を反射鏡で
反射させて集光する場合の集光効率を高めることができ
る。

【００４４】請求項５記載の発明の照明装置によれば、
請求項１ないし４のいずれか一記載のメタルハライドラ
ンプと、メタルハライドランプから出射された光を所定
の集光点へ集光させるように反射させる椀形状に形成さ
れてその中央部に外管の小径部を保持するネック部が形
成された反射鏡とを具備しているので、反射鏡のネック
部の内径寸法を小さくでき、発光部から見たネック部を
見込む角度を小さくでき、これにより、発光管から出射
された光のうちネック部に当たることにより反射鏡で反
射されずに損失となる光の割合を下げ、反射鏡の反射効
率を高くすることができ、特に、反射鏡の小型化を図っ
た場合において反射鏡での反射効率を維持することがで
き、小型の照明装置であっても十分な照度を維持するこ
とができる。

【００４５】請求項６記載の発明の光ファイバー照明装
置によれば、請求項５記載の照明装置と、入射側端面部
が反射鏡の集光点の近傍に配置されて出射側端面部が被
照射領域に対向させて配置された光ファイバーとを具備
しているので、請求項５記載の照明装置を使用すること
により集光点に集光される光量がアップされるとともに
入射側端面部から光ファイバー内へ入射される光量がア
ップされるので、出射側端面部から照射される光量がア
ップする照度の高い光ファイバー照明装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の照明装置を示す縦
断正面図である。

【図２】発光管の発光部から見たネック部を見込む角度
と、発光管から出射された光のうちネック部に当たるこ
とにより反射鏡で反射されずに損失となる光の割合との
関係を示すグラフである。

【図３】本発明の第２の実施の形態の光ファイバー照明
装置を示す縦断側面図である。

【図４】光ファイバー照明装置の使用例を示す概略図で
ある。

【図５】メタルハライドランプを反射鏡に取り付けた照
明装置の従来例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１２：メタルハライドランプ １３：発光管 １４：外管 １５：放電空間 １６：発光部 １７：封止部 １８，１９：電極 ２０：大径部 ２１：小径部 ２２：繋ぎ目部 ２３：反射鏡 ２４：ネック部 ２８：光ファイバー ２９：入射側端面部 ３０：出射側端面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 61/88 Ｆ２１Ｙ 101:00 // Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｓ 1/00 Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に放電空間が形成された発光部を有
   し、外径寸法が前記発光部の外径寸法より小さい一対の
   円柱状の封止部が前記発光部の両端に形成され、先端部
   が前記放電空間内で対向する一対の電極が前記封止部内
   に封止され、 前記放電空間内に放電媒体が封入された発光管と；前記
   発光部を覆う大径部と、前記封止部を覆う小径部と、こ
   れらの大径部と小径部とを繋ぐ繋ぎ目部とが形成された
   外管と；を具備していることを特徴とするメタルハライ
   ドランプ。
2. 【請求項２】 前記発光管はセラミックスにより形成さ
   れ、直線透過率が３０％以上であることを特徴とする請
   求項１記載のメタルハライドランプ。
3. 【請求項３】 前記電極間の距離は０.５〜４.０ｍｍで
   あることを特徴とする請求項１又は２記載のメタルハラ
   イドランプ。
4. 【請求項４】 前記大径部の外径寸法に対する前記小径
   部の外径寸法の比率は０.２３８〜０.９であることを特
   徴する請求項１ないし３のいずれか一記載のメタルハラ
   イドランプ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一記載のメ
   タルハライドランプと、 前記メタルハライドランプから出射された光を所定の集
   光点へ集光させるように反射させる椀形状に形成され、
   その中央部に前記外管の前記小径部を保持するネック部
   が形成された反射鏡と；を具備していることを特徴とす
   る照明装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の照明装置と；入射側端面
   部が前記反射鏡の集光点の近傍に配置され、出射側端面
   部が被照射領域に対向させて配置された光ファイバー
   と；を具備していることを特徴とする光ファイバー照明
   装置。