JP2004527881A - 改良されたプラズマランプ及び方法 - Google Patents

Abstract

高輝度放電ランプは、ナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプにおいて使用されるのに適した成形体発光管（１０）を含む。発光管（１０）は石英等の光透過材料から形成される。発光管（１０）は締め付けられた両端（１４）の中間に丸く膨らんだチャンバ（１２）を形成する。一対の間隔を置いて配置された電極１６が、締め付けられた両端１４の各々に１つづつ、発行管内に密閉している。チャンバ（１２）は、充填ガス・水銀・１つ以上の金属ハロゲン化物を包含している。ランプの特性は、約８５を超えるワット当りのルーメンと、約８０を超える演色インデックスと、約３０００ Ｋから約６０００ Ｋの相関色温度とを含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電灯及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、ランプの動作特性を改良するために、電源が、ダイクロイック薄膜被覆を有する発光管（つまりプラズマランプ）内に包含された発光プラズマを含む電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
水銀灯あるいはメタルハライドランプ等のプラズマランプは、他のタイプのランプに比べて、プラズマランプの相対的に高い効率・コンパクトなサイズ・低保守のために、陸上競技場・体育館・倉庫・駐車場等の広い屋外・屋内領域の照明分野において幅広く使用されている。典型的なプラズマランプは、一対の間隔を置いて配置された電極を備えたチャンバを形成する発光管を含む。チャンバは典型的に充填ガスと、水銀と、１つ以上の金属ハロゲン化物等の他の材料とを含み、それらはランプの操作中に蒸発して発光プラズマを形成する。スペクトル放射・ワット当たりのルーメン（ＬＰＷ）・相関色温度（ＣＣＴ）・演色インデックス（ＣＲＩ）等のランプの動作特性は、少なくとも部分的にランプ充填材の含有量によって決定される。
【０００３】
所望の発光プラズマのスペクトル放射特性を実現することが困難であるために、一部のアプリケーションに対するプラズマランプの使用が制限されてきた。例えば、メタルハライドランプは米国において１９６０年代初頭に導入され、他の光源に比べて高い効率と長寿命のために、多くの商業・産業上のアプリケーションにうまく使用されてきた。しかしながら、約３０００ Ｋ〜４０００ ＫのＣＣＴ、及び約８０を超えるＣＲＩの所望の範囲内にあるスペクトル放射をこのようなランプから得ることが難しいために、メタルハライドランプは一般的なインテリア小売・ディスプレイ照明のアプリケーションにおいてあまり広範囲に使用されていない。
【０００４】
所望の範囲にあるＣＣＴを有するメタルハライドランプでは、ランプ充填材を備えた種々の金属ハロゲン化物の組み合わせから選択することによって、比較的高いＣＲＩ（＞８０）が実現されている。例えば、Ｋｒａｓｋｏらによる米国特許第５，６９４，００２号明細書には、約３０００ ＫのＣＣＴと約８５のＣＲＩで動作する、ナトリウム・スカンジウム・リチウム・希土類金属のハロゲン化物充填材を備えた石英発光管を有するメタルハライドランプが開示されている。Ｓｔｏｆｆｅｌｓらによる米国特許第５，７５１，１１１号明細書には、約３０００ ＫのＣＣＴと約８２のＣＲＩで動作する、ナトリウム・タリウム・希土類金属のハロゲン化物充填材を備えたセラミック発光管を有するメタルハライドランプが開示されている。しかしながら、Ｋｒａｓｋｏらによって開示された石英ランプは比較的低いＬＰＷを有し、Ｓｔｏｆｆｅｌｓらによって開示されたセラミックランプは製造費が比較的高くつき、これらのランプは共に、動作パラメータの変動特性が比較的高く、有用な動作寿命が相対的に低くなっている。
【０００５】
プラズマランプにナトリウム・スカンジウムベースのハロゲン化物充填材を使用することは、他の充填材を有するメタルハライドランプに比べて、改良された効率と低い動作パラメータの変動特性を提供することにより、効率と変動特性という問題を重点的に取り上げている。しかしながら、このようなランプはＣＲＩが約６５〜７０と比較的低く、従って多くのアプリケーションに適していない。
【０００６】
プラズマランプの或る動作特性を改善するアプローチの１つは、プラズマから放射される光をフィルタリングすることである。薄膜被覆技術における最近の開発により、発光管・レフレクタ・ランプの覆い等の湾曲表面に適用される場合、被覆の熱能力とこのような被覆の均一性とを改善することによって、このような被覆が照明業界で幅広く利用されるようになった。照明アプリケーションにおいて有用な種々の薄膜被覆を蒸着するには、例えば米国特許第５，８４９，１６２号明細書に開示され特許請求されている、カリフォルニア州サンタローサ（Ｓａｎｔａ Ｒｏｓａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）のディポジション・サイエンシズ社（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．）のマイクロディン（ＭｉｃｒｏＤｙｎ）（登録商標）反応スパッタリングプロセスが特に適している。化学蒸着や、熱蒸着や、イオン・電子ビーム蒸着等、他の公知のプロセスも照明アプリケーションに適しているかもしれない。
【０００７】
このような被覆は、選択された波長において放射線を選択的に反射及び／または吸収するという特徴を有する。例えば、Ｐａｒｈａｍらの米国特許第５，５５２，６７１号明細書には、遠紫外線照射を遮るために、メタルハライドランプの発光管上の多層の遠紫外線照射吸収被覆が開示されている。Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉによる米国特許第５，６４６，４７２号明細書は、ランプのＣＣＴを低下させるために、略６００ｎｍより短い波長において光を反射させる一方、それより長い波長において光を透過させるために、発光管上に多層被覆を備えたジスプロシウムベースの充填材を有するメタルハライドランプを開示している。しかしながら、プラズマランプの或る動作特性を制御するために薄膜被覆を最適に利用するには、被覆によって選択的に反射される光のかなりの部分をプラズマによって吸収する必要があり、プラズマ吸収に向けられるプラズマランプ用の薄膜被覆に対するニーズがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の目的は、特にプラズマランプの動作特性の改善において、反射光のプラズマ吸収に特に重点を置いて、先行技術における多くの欠点を除去することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、被覆のデザインと製作において、プラズマ内の反射光の吸収を考慮して、プラズマランプに使用される薄膜被覆の有効性を改善することである。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、プラズマランプ用の新規の多層薄膜フィルタと方法を提供することである。
【００１１】
更に本発明の別の目的は、改善された動作特性を備えた新規のプラズマランプと、このようなプラズマランプの製造方法を提供することである。
【００１２】
更に本発明の別の目的は、ランプ用に所望のスペクトル放射特性を得るために、新規のプラズマランプと、多層薄膜被覆を使用する方法を提供することである。
【００１３】
更に本発明の別の目的は、室内小売・ディスプレイ照明に適した動作特性を備えたプラズマランプと、プラズマランプの製造方法を提供することである。
【００１４】
更に本発明の別の目的は、透過率において高度に選択的なノッチを有する新規のメタルハライドランプと方法を提供することである。
【００１５】
更に本発明の別の目的は、被覆内の層の数と厚みが、プラズマのスペクトル特性及び／または物理特性の関数として決定される、プラズマランプ用の多層薄膜被覆を作成する新規の方法を提供することである。
【００１６】
更に本発明の別の目的は、被覆内の層の数と厚みが、被覆面の形状寸法及び／またはプラズマから被覆上へと放射される光の角分布の関数として決定される、プラズマランプ用の多層薄膜被覆を作成する新規の方法を提供することである。
【００１７】
更に本発明の別の目的は、新規のナトリウム・スカンジウムランプとその方法を提供することである。
【００１８】
特許請求の範囲と、添付図面と、好適実施形態の詳細な説明を熟読することによって、本発明のこれらの目的や他の目的及び利点は、当業者には容易に自明となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は全てのタイプとサイズをカバーするプラズマランプの製造に有用性を見出す。上述のように、プラズマランプは多くの照明アプリケーションに幅広く受け入れられているが、このようなランプにおいて発光プラズマの所望のスペクトル放射特性を実現するのが困難であるために、或るアプリケーションにおいてプラズマランプの使用が制限されるかもしれない。被覆によって選択的に反射された光のかなりの部分がプラズマによって吸収されるように設計された多層薄膜光干渉被覆が、プラズマの全体的な動作特性を維持もしくは改善する一方、所望のスペクトル放射特性を得る手段を提供することが見出された。例示目的のためだけであるが、このようなランプのＣＲＩを上昇させるために、ナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプにおける所望のスペクトル放射特性を得ることに関連して、本発明の或る態様を説明する。
【００２０】
図１はナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプに使用するのに適した成形体発光管を図示している。図１を参照して、発光管１０は石英等の光透過性材料から形成される。発光管１０は、締め付けられた両端１４の中間に丸く膨らんだチャンバ１２を形成する。一対の間隔を置いて配置された電極１６が、締め付けられた両端１４の各々に１つづつ、発光管内に密閉される。チャンバ１２は充填ガス・水銀・１つ以上の金属ハロゲン化物を包含している。
【００２１】
ランプの操作中に、充填材を蒸発させて発光プラズマを形成するアークを、電極１６間にぶつける。本発明によれば、プラズマを実質的に囲むランプのどの表面にも、例えば発光管または発光管のシュラウド・外部ランプの覆い・リフレクタのどの表面にも多層薄膜被覆を塗布することができる。本発明の或る態様によれば、被覆によって選択的に反射されたプラズマから放射される光のかなりの部分がプラズマ内で吸収されるように、被覆を含む層の数と厚みが決定される。プラズマ吸収を目的とする本発明の被覆において、プラズマのスペクトル放射特性と、プラズマのスペクトル吸収特性と、プラズマの物理的寸法と、プラズマから被覆上へと放射される光の角分布と、被覆面の形状寸法とを含む幾つかのプラズマ及びランプ特性の関数として、（反射率・透過率・吸光を含む）被覆特性が決定される。
【００２２】
フィルタを使用するプラズマランプから所望のスペクトル放射を得るために、フィルタリングされないランプのスペクトル放射を分析することによって、目標とするスペクトル放射ラインを特定しなければならない。目標とする波長においてプラズマによって放射される光の所望の部分がフィルタによって反射され、プラズマ内に吸収され、それによってランプから透過される光からこのような光を選択的に除去するように、フィルタを設計しなければならない。
【００２３】
一旦目標とするスペクトルラインを特定すると、目標とする波長で主として光を放射するプラズマ内の特殊なアークの物理的寸法を測定して、反射光を吸収されるように方向付けなければならないプラズマ内の領域を決定する。
【００２４】
次に、アーク温度と、水銀と金属ハロゲン化物の密度とを考慮することによって理論的に、あるいは発光管に対して高度に反射的な被覆を適用することによって生じるスペクトル放射率の変化の測定に基づいて経験的に、プラズマのスペクトル吸収特性を決定する。
【００２５】
被覆デザインに入射角を考慮するように、プラズマからフィルタ上へと放射される光の角分布も決定しなければならない。フィルタ（つまり、被覆面）の形状寸法と、プラズマの物理的寸法を使用して、フィルタの各ポイントにおける放射光の角分布を決定してもよい。
【００２６】
プラズマの寸法とフィルタ上へと放射される光の角分布を考慮して、フィルタの反射率の関数としてプラズマ内の吸光を予測してもよい。
【００２７】
ランプから所望のスペクトル透過を得るために、フィルタに対する問題のスペクトル放射波長の各々における反射率レベルを目標にしてもよい。所望の特性を有する被覆を得るために、薄膜被覆技術において一般的である技術を使用して、多層被覆より成る層の数と厚みを決定してもよい。
【００２８】
反応スパッタリングや、化学蒸着や、熱蒸着や、イオン・電子ビーム蒸着等の適当な蒸着プロセスを使用して被覆を蒸着してもよい。適当な多層被覆は、典型的に、異なる屈折率を有する材料の交互層を含む。
【００２９】
典型的なナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプは、ネオン・アルゴン・クリプトン等のガス、またはその組み合わせ、水銀、ナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物等から選ばれた充填ガスを含む充填材を含む。更に充填材は、トリウム等の金属のハロゲン化物や、スカンジウムやカドミウム等の金属の１つ以上を付加的に含んでいてもよい。
【００３０】
ナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプのＣＲＩを上昇させることを目的とする本発明の態様では、このようなランプのスペクトル放射の分析に基づいて、可視スペクトル（約３８０ｎｍ〜約７６０ｎｍ）内の狭波長周波数帯（約５５０ｎｍ〜約６２０ｎｍ）においてプラズマから放射された光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でプラズマから放射された光の少なくとも７０％を透過させる、ノッチフィルタによって透過された光のＣＲＩは、プラズマから放射される光のＣＲＩより大きいと判断した。（透過もしくは反射された光のパーセントは、周波数帯内の各波長における光の比透過・反射ではなく、特定された周波数帯内の光の平均透過・反射に関連することに注意。）適切な被覆は、シリカ（Ｌ材料）と、ジルコニウムまたはタンタル・チタニウム・ニオビウム・ハフニウムの酸化物（Ｈ材料）の交互層を含んでいてよい。被覆の全体的な厚みは３〜１０ミクロンであり、個々の層の厚みは０．１〜２０００ｎｍであってよい。
【００３１】
表Ｉは本発明による典型的なナトリウム・スカンジウムランプ（フィルタリングされないＣＲＩ：６５〜７０）の発光管の外面に塗布された多層被覆の組成を示している。
【００３２】
【表１】

【００３３】
図示するように、表Ｉに記載した被覆は、ＳｉＯ２とＺｒＯ２の交互層で、合計７８層を含んでいる。図２は表Ｉに記載した被覆の透過率を示している。図示するように、この被覆は、約５９０ｎｍの波長に略中心を置いた狭周波数帯において入射光の略全てを反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側で入射光の略８０％を透過するノッチフィルタを形成している。発光管の外面に塗布された表Ｉの多層被覆を備えた４００ワットのナトリウム・スカンジウムランプは、ＣＲＩが８５でＬＰＷが８５、かつＣＣＴが４０００°Ｋで動作する。
【００３４】
このように本発明の一態様によれば、比較的効率的なランプを維持しながら、ナトリウム・スカンジウムランプのＣＲＩを１５〜２０ポイント上昇させることができる。
【００３５】
図３に示すような可視スペクトル内で反射される周波数帯の位置次第で、ナトリウム・スカンジウムランプで９０より大きなＣＲＩを実現できることを発見した。しかしながら、ランプのルーメン出力の損失を考慮して、ＣＲＩの改善をしなければならない。図４は、本発明の一態様による多層被覆を備えた発光管を有する、４００ワットのナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプのＣＲＩとＣＣＴの変動特性対ＬＰＷ低下を示している。
【００３６】
本発明の別の態様では、水銀ランプに多層被覆を使用して、４０５ｎｍ及び４３５ｎｍにおいて放射される光の透過を減少させることができ、それによって選択的にランプの放射スペクトルを変更することができる。アプリケーションにとって無用であるか有害である波長での放射を除去することによって、ランプのエネルギ効率を改善することができる。
【００３７】
本発明による典型的な水銀ランプの発光管の外面に塗布された多層被覆の組成を表ＩＩに示す。
【００３８】
【表２】

【００３９】
図示するように、表ＩＩに記載した被覆は、ＳｉＯ２とＺｒＯ２の交互層で、合計１５層を含んでいる。図５ａは表ＩＩに記載した被覆の透過率を示している。図示するように、この被覆は、４０５ｎｍと４３５ｎｍという目標スペクトルラインにおける入射光の略全てを反射する。図５ｂはフィルタリングされない水銀ランプからのスペクトル放射を示している。図５ｃは、発光管に塗布された表ＩＩの多層被覆を備えた、図５ｂの水銀ランプからのスペクトル放射を示している。
【００４０】
本発明の多層被覆は、プラズマランプの動作特性を広範囲に亘って改善する際に有用である。例として開示したように、ナトリウム・スカンジウムランプのＣＲＩを改善するか、あるいは放射スペクトルを選択的に変更する、及び／または水銀ランプのエネルギ効率を改善するために、多層被覆を使用してよい。発光管の壁温度・ハロゲン化物プール分布・プラズマのサイズと形状・ランプからの赤外線発光等のパラメータに対する被覆の効果によって、このようなランプの動作特性における他の利点も実現することができる。
【００４１】
本発明の好適実施形態を説明してきたが、上述の実施形態は図示目的のためだけであり、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定されるべきものである。この明細書を熟読することによって、充分な等価物が与えられれば、当業者には多くの変更・改良が思い浮かぶことであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】プラズマランプ用の成形体発光管を示す図である。
【図２】本発明の一態様による多層被覆の透過率特性を示す図である。
【図３】フィルタの中心位置の関数として、フィルタにより透過される光のＣＲＩの変動特性を示す図である。
【図４】本発明の一態様による多層被覆を備えた発光管を有する、ナトリウム・スカンジウムメタルハライドランプのＣＲＩとＣＣＴの変動特性対ＬＰＷ低下を示す図である。
【図５ａ】本発明の別の態様による被覆の透過率特性を示す図である。
【図５ｂ】フィルタを有さない水銀ランプと、図５ａのフィルタを備えた水銀ランプ各々のスペクトル放射を示す図である。
【図５ｃ】フィルタを有さない水銀ランプと、図５ａのフィルタを備えた水銀ランプ各々のスペクトル放射を示す図である。

Claims (70)

1. ナトリウム・スカンジウム・トリウムのハロゲン化物を含む蒸発可能な充填材を有する高輝度放電ランプであって、前記ランプの動作特性は、約８５を超えるワット当りのルーメンと、約８０を超える演色インデックスと、約３０００ Ｋから約６０００ Ｋの相関色温度とを含むことを特徴とする高輝度放電ランプ。
2. 更に、可視スペクトル内の狭波長周波数帯においてランプによって発生される光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でランプによって発生される光の少なくとも７０％を透過させる、ノッチフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 前記ノッチフィルタは、狭波長周波数帯においてランプによって発生される光の少なくとも８０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でランプによって発生される光の少なくとも８０％を透過させることを特徴とする請求項２に記載のランプ。
4. 狭波長周波数帯は約５９０ｎｍの波長に略中心を置いていることを特徴とする請求項２に記載のランプ。
5. 前記ノッチフィルタは多層被覆を備えることを特徴とする請求項２に記載のランプ。
6. 前記被覆は前記充填材を含む発光管の外面に塗布されることを特徴とする請求項５に記載のランプ。
7. 更に、前記発光管を実質的に囲むシュラウドを備え、前記被覆は前記シュラウドに塗布されることを特徴とする請求項５に記載のランプ。
8. 前記フィルタは前記発光管を実質的に囲むシュラウドを備えることを特徴とする請求項２に記載のランプ。
9. 高輝度放電ランプであって、
   チャンバを形成する発光管と、
   ランプの操作中に発光プラズマを形成するために、前記チャンバ内に含まれるナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物を含む蒸発可能な充填材と、
   可視スペクトル内の狭波長周波数帯において前記チャンバ内で発生される光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側で、前記チャンバ内で発生される光の少なくとも７０％を透過させる、ノッチフィルタとを備えることを特徴とするランプ。
10. 前記ノッチフィルタは前記発光管に塗布された多層被覆を備えることを特徴とする請求項９に記載のランプ。
11. 更に、実質的に前記発光管を囲む外側の覆いを備え、前記ノッチフィルタが前記外側の覆いに付けられる多層フィルタを備えることを特徴とする請求項９に記載のランプ。
12. 更に、実質的に前記発光管を囲むシュラウドを備え、前記ノッチフィルタが前記シュラウドに付けられる多層フィルタを備えることを特徴とする請求項９に記載のランプ。
13. 前記フィルタにより透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きいことを特徴とする請求項９に記載のランプ。
14. 狭波長周波数帯は、約５９０ｎｍの波長に略中心を置いていることを特徴とする請求項９に記載のランプ。
15. 発光プラズマを含む発光管と、
    前記プラズマから放射される光の一部を前記プラズマ内へと反射するノッチフィルタとを備え、前記フィルタの反射率がフィルタから反射される光のプラズマにおけるスペクトル吸収の関数であることを特徴とするランプ。
16. 前記ノッチフィルタにより透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きいことを特徴とする請求項１５に記載のランプ。
17. 前記フィルタの反射率が、プラズマから放射される光のスペクトル特性の関数であることを特徴とする請求項１５に記載のランプ。
18. 前記フィルタの反射率が、前記プラズマの寸法の関数であることを特徴とする請求項１５に記載のランプ。
19. 前記フィルタの反射率が、前記プラズマから放射される光の角分布の関数であることを特徴とする請求項１５に記載のランプ。
20. 前記フィルタが多層被覆を備えることを特徴とする請求項１５に記載のランプ。
21. 前記被覆が発光管に塗布されることを特徴とする請求項２０に記載のランプ。
22. 前記被覆が発光管を実質的に囲む表面に塗布されることを特徴とする請求項２０に記載のランプ。
23. 前記被覆が材料の交互層を備え、一方の材料が他方の材料に対して高い屈折率を有することを特徴とする請求項２０に記載のランプ。
24. 前記被覆がシリカと、ジルコニウムまたはタンタル・チタニウム・ニオビウム・ハフニウムの酸化物の交互層を含むことを特徴とする請求項２３に記載のランプ。
25. 充填材が１つ以上の金属ハロゲン化物を含むことを特徴とする請求項１５に記載のランプ。
26. 充填材がナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物を含むことを特徴とする請求項２５に記載のランプ。
27. 前記ノッチフィルタが、約５９０ｎｍの波長に略中心を置いた狭波長周波数帯において、前記プラズマから放射される光の７０％以上を反射することを特徴とする請求項２６に記載のランプ。
28. 発光プラズマとノッチフィルタを含む発光管を備えたランプであって、前記フィルタは異なる屈折率を有する材料の交互層を含み、前記フィルタが、可視スペクトル内の狭波長周波数帯において入射光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側で、入射光の少なくとも７０％を透過させるように、前記層の数と厚みはプラズマのスペクトル吸収特性の関数であることを特徴とするランプ。
29. 発光プラズマとノッチフィルタを含む発光管を備えたランプであって、前記フィルタは異なる屈折率を有する材料の交互層を含み、前記フィルタが所望の波長において入射光の少なくとも７０％を反射するように、前記層の数と厚みはフィルタに対してプラズマから放射される光の角分布の関数であることを特徴とするランプ。
30. 発光プラズマとノッチフィルタを含む発光管を備えたランプであって、前記フィルタは異なる屈折率を有する材料の交互層を含み、前記フィルタが所望の波長において入射光の３０％以下しか透過しないように、前記層の数と厚みはプラズマの寸法の関数であることを特徴とするランプ。
31. フィルタ内の層の数と厚みは、プラズマ内の１つ以上のアークの寸法の関数であり、その各々がランプ充填材内の特殊な成分に起因することを特徴とする請求項３０に記載のランプ。
32. 発光プラズマとノッチフィルタを含む発光管を備えたランプであって、前記フィルタは異なる屈折率を有する材料の交互層を含み、前記フィルタが所望の波長において入射光の少なくとも７０％を反射するように、前記層の数と厚みはフィルタの形状寸法の関数であることを特徴とするランプ。
33. 発光プラズマと、フィルタによって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、放射光の一部をプラズマ内へと反射するためのフィルタとを含む発光管を有するランプであって、前記フィルタは多層薄膜被覆を備え、前記被覆を形成する層の数と厚みは、（ｉ）プラズマから放射される光のスペクトル放射特性と、（ｉｉ）プラズマのスペクトル吸収特性と、（ｉｉｉ）プラズマの物理特性と、（ｉＶ）プラズマからフィルタ上へと放射される光の角分布の関数であることを特徴とするランプ。
34. 発光プラズマと、フィルタによって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、放射光の一部をプラズマ内へと反射するためのフィルタとを含む発光管を有するランプであって、前記フィルタはプラズマを実質的に囲む表面に多層被覆を形成するステップを備えるプロセスによって形成され、フィルタが、可視スペクトル内の狭波長周波数帯においてプラズマから放射される光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭波長周波数帯の外側でプラズマから放射される光の少なくとも７０％を透過させるように、被覆内の層の数と厚みが、（ｉ）プラズマから放射される光のスペクトル放射特性と、（ｉｉ）プラズマのスペクトル吸収特性と、（ｉｉｉ）プラズマの物理特性と、（ｉＶ）プラズマからフィルタ上へと放射される光の角分布の関数として選択されることを特徴とするランプ。
35. チャンバを形成する発光管と、
    ランプの操作中に発光プラズマを形成する、前記チャンバ内に含まれるナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物の１つ以上を含む蒸発可能な充填材と、
    前記発光管上の多層被覆とを備え、前記被覆は、フィルタによって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、５９０ｎｍの波長を含む狭波長周波数帯内で放射される光の少なくとも７０％を反射するノッチフィルタを形成することを特徴とするランプ。
36. ランプの操作中に発光プラズマを形成する１つ以上の金属ハロゲン化物の蒸発可能な充填材を有する高輝度放電ランプの製造方法であって、前記方法は、
    前記ランプの動作特性が、約８５を超えるワット当りのルーメンと、約８０を超える演色インデックスと、約３０００ Ｋから約６０００ Ｋの相関色温度とを含むように、
    ナトリウムとスカンジウムとトリウムのハロゲン化物を含む充填ガスを選択するステップと、
    プラズマから放射される光をフィルタリングするステップとを含むことを特徴とする方法。
37. 光をフィルタリングするステップは、可視スペクトル内の狭波長周波数帯内でランプによって発生される光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でランプによって発生される光の少なくとも７０％を透過させる、ノッチフィルタを提供するステップを含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 前記ノッチフィルタは、狭波長周波数帯内でランプによって発生される光の少なくとも８０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でランプによって発生される光の少なくとも８０％を透過させることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
39. 狭周波数帯は約５９０ｎｍの波長に略中心を置いていることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
40. 前記ノッチフィルタは多層被覆を備えることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
41. 発光プラズマを含む発光管を有するランプのＣＲＩを改善する方法であって、プラズマはナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物を含み、前記方法は、可視スペクトルにおける狭波長周波数帯内で光の３０％以下しか透過させず、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側で光の７０％以上を透過させるように、プラズマから放射される光をフィルタリングするステップを含むことを特徴とする方法。
42. 前記フィルタリングステップは発光管に多層被覆を塗布するステップを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
43. ランプの操作中に、塗布された被覆を有する発光管の壁温度が、塗布された被覆を有さない発光管の壁温度より高いことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
44. 前記フィルタリングステップは、発光管を実質的に囲む表面に多層被覆を塗布するステップを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
45. 狭波長周波数帯が５９０ｎｍを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
46. フィルタ上にプラズマから放射される光の角分布の関数として、フィルタの反射率が選択されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
47. 前記プラズマの寸法の関数として、フィルタの反射率が選択されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
48. 前記プラズマの寸法の関数として、前記フィルタの反射率が選択されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
49. ランプ内の発光プラズマを実質的に囲む表面に多層被覆を蒸着する方法であって、前記方法は、プラズマの寸法の関数として、層の数と厚みを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
50. 更に、ランプの充填材の特殊な成分の蒸発から生じるプラズマ内のアーク寸法の関数として、層の数と厚みを選択するステップを含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
51. ランプ内の発光プラズマを実質的に囲む表面に多層被覆を蒸着する方法であって、前記方法は、プラズマのスペクトル吸収特性の関数として、層の数と厚みを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
52. ランプ内の発光プラズマを実質的に囲む表面に多層被覆を蒸着する方法であって、前記方法は、被覆面へとプラズマから放射される光の角分布の関数として、層の数と厚みを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
53. ランプ内の発光プラズマを実質的に囲む表面に多層被覆を蒸着する方法であって、前記方法は、被覆面の形状寸法の関数として、層の数と厚みを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
54. ランプの製造方法であって、
    （ａ）発光プラズマを含む発光管を提供するステップと、
    （ｂ）プラズマから放射される光の一部をプラズマ内へと反射するフィルタを提供するステップとを含み、フィルタから反射される光のプラズマ内のスペクトル吸収の関数として、フィルタの反射率が選択されることを特徴とする方法。
55. フィルタによって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きいことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
56. プラズマのスペクトル吸収特性を決定するステップを含むことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
57. プラズマの寸法を決定するステップを含むことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
58. 特定の波長で光を放射するプラズマ内のアークの寸法を決定するステップを含むことを特徴とする請求項５７に記載の方法。
59. フィルタ上へとプラズマから放射される光の角分布を決定するステップを含むことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
60. フィルタが多層被覆を備え、前記被覆によって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、プラズマのスペクトル放射特性とプラズマ寸法の関数として、被覆内の層の数と厚みが選択されることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
61. フィルタが多層被覆を備え、前記被覆によって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、プラズマのスペクトル放射特性とプラズマのスペクトル吸収特性の関数として、被覆内の層の数と厚みが選択されることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
62. フィルタが多層被覆を備え、前記被覆によって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、プラズマのスペクトル放射特性とプラズマから被覆上に放射される光の角分布の関数として、被覆内の層の数と厚みが選択されることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
63. フィルタが発光管に塗布される多層被覆を備えることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
64. フィルタが発光管を実質的に囲む表面に塗布される多層被覆を備えることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
65. プラズマを実質的に囲む表面に、異なる屈折率を有する材料の交互層を蒸着することによって、フィルタを形成するステップを含むことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
66. 前記フィルタが、シリカと、ジルコニウムまたはタンタル・チタニウム・ニオビウム・ハフニウムの酸化物の交互層を含むことを特徴とする請求項６５に記載の方法。
67. 発光プラズマと、所望のスペクトル放射をランプから得るためにプラズマから放射される光の一部を反射する多層被覆とを含む発光管を有するランプの製造方法であって、前記方法は、（ｉ）プラズマから放射される光のスペクトル特性と、（ｉｉ）プラズマのスペクトル吸収特性と、（ｉｉｉ）プラズマの物理特性と、（ＩＶ）プラズマからフィルタ上へと放射される光の角分布の関数として、被覆を形成するステップを含むことを特徴とする方法。
68. 前記被覆によって透過される光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、前記被覆が、可視スペクトル内の狭波長周波数帯内でプラズマから放射される光の少なくとも７０％を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でプラズマから放射される光の少なくとも７０％を透過させることを特徴とする請求項６７に記載の方法。
69. 所望の色温度でランプのＣＲＩを上昇させるために、発光プラズマを囲むメタルハライドランプの表面に塗布される多層薄膜被覆内の層の数と厚みを選択する方法であって、前記方法は、
    （ａ）プラズマのスペクトル放射特性を決定するステップと、
    （ｂ）所望の色温度において、前記被覆による光のＣＲＩがプラズマから放射される光のＣＲＩより大きくなるように、各放射波長における被覆の反射率レベルを選択するステップとを含み、反射率レベルは、（ｉ）プラズマのスペクトル吸収特性と、（ｉｉ）プラズマの寸法と、（ｉｉｉ）プラズマから被覆上へと放射される光の角分布の関数として決定されることを特徴とする方法。
70. 前記被覆は、可視スペクトルにおける狭波長周波数帯内でプラズマから放射される光の３０％以上を反射し、可視スペクトル内でかつ狭周波数帯の外側でプラズマから放射される光の７０％以上を透過させることを特徴とする請求項６９に記載の方法。

Images