JP2005285775A - 改良されたプラズマランプ及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 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。
【選択図】 図1
Description
Claims (70)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
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