JP2006128134A - Metal halide discharge lamp, metal halide discharge lamp direct current lighting device and lighting system - Google Patents

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敏彦 石神
Atsushi Saida
淳 斉田
Mikio Matsuda
幹男 松田
Toshio Hiruta
寿男 蛭田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal halide discharge lamp, a metal halide discharge lamp direct current lighting device and a lighting system utilizing the same, the metal halide discharge lamp disusing mercury heavily loading environment, having almost the same electrical and light emitting performance as the one with mercury sealed in, and having little color irregularity when lighted with a direct current. <P>SOLUTION: In the metal halide discharge lamp, a first halide is a halide of one or a plurality of Na, Sc, and rare earth metal, and a second halide is a metal halide of one or a plurality of Mg, Fe, Co, Cr, Zn, Ni, Mn, Al, Sb, Be, Re, Ga, Ti, Zr, and Hf. The metal halide discharge lamp is mounted with a discharge medium containing rare gas, and is constituted to be lighted with the direct current. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は本質的に水銀を封入しないメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置に関する。   The present invention relates to a metal halide discharge lamp that essentially does not enclose mercury, a metal halide discharge lamp DC lighting device using the same, and an illumination device.

相対向する一対の電極を備えた発光管内に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入したメタルハライド放電ランプは、比較的高効率で、高演色性であるため、広く使用されている。   BACKGROUND ART A metal halide discharge lamp in which a rare gas, a luminescent metal halide and mercury are enclosed in an arc tube having a pair of electrodes facing each other is widely used because of its relatively high efficiency and high color rendering.

メタルハライド放電ランプには、短アーク形と長アーク形とがある。   Metal halide discharge lamps are classified into short arc type and long arc type.

短アーク形のメタルハライド放電ランプは、ランプの発光を集光してスクリーンに投射する液晶プロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタなどの投射用、ダウンライト、スポットライトなどの店舗照明用などにおいて用いられている。また、近時自動車の前照灯として、小形で短アーク形のメタルハライド放電ランプがハロゲン電球に代わって使用されだしている。   Short arc type metal halide discharge lamps are used in projections such as liquid crystal projectors and overhead projectors that condense the light emitted from the lamps and project them onto a screen, and in store lighting such as downlights and spotlights. Recently, small and short arc metal halide discharge lamps have been used in place of halogen bulbs as automotive headlamps.

自動車の前照灯用としてのメタルハライド放電ランプの仕様については、例えば特開平2−7347号公報に記載されているが、約2〜15mgの水銀の封入が不可欠とされている。   The specification of a metal halide discharge lamp for automobile headlamps is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-7347, but it is indispensable to enclose about 2 to 15 mg of mercury.

ところで、水銀の封入を必要としないメタルハライド放電ランプに対するニーズがあり、これに応えるものも知られている(特許文献1参照。)。発明は、水銀に代えてヘリウムまたはネオンを100〜300Torrの圧力で封入することにより、所要のランプ電圧を得ようとするもので、さらにこれらの希ガスは原子半径が小さいことから、石英ガラスでは透過してしまうので、気密容器を透光性セラミックスで形成するという構成である。   By the way, there is a need for a metal halide discharge lamp that does not require the encapsulation of mercury, and one that meets this need is known (see Patent Document 1). The invention is intended to obtain a required lamp voltage by sealing helium or neon at a pressure of 100 to 300 Torr instead of mercury. Further, since these noble gases have small atomic radii, Since it permeate | transmits, it is the structure of forming an airtight container with translucent ceramics.

一方、長アーク形のメタルハライド放電ランプは、高天井用照明器具、投光器、街路灯および道路用照明器具などの一般照明用において主として用いられている。さらに、光硬化性の合成樹脂やインクなどでは、紫外線を発生するメタルハライド放電ランプを用いている。この用途に用いられるメタルハライド放電ランプも長アーク形である。   On the other hand, long arc type metal halide discharge lamps are mainly used for general lighting such as lighting devices for high ceilings, floodlights, street lamps, and lighting devices for roads. Further, a metal halide discharge lamp that generates ultraviolet rays is used for a photo-curable synthetic resin or ink. The metal halide discharge lamp used for this purpose is also a long arc type.

ところで、現在実用化されているメタルハライド放電ランプは、短アーク形および長アーク形のいずれも水銀を必須としている。なぜなら、メタルハライド放電ランプにおいて、水銀は、所望のランプ電圧を得て電気特性を維持するために使用されているからである。   By the way, the metal halide discharge lamps currently in practical use both require mercury in the short arc type and the long arc type. This is because mercury is used in a metal halide discharge lamp to obtain a desired lamp voltage and maintain electrical characteristics.

すなわち、例えばランプ電圧が低いと、所望のランプ入力を得るためには、ランプ電流を大きくしなければならない。この場合には、点灯装置、照明器具および配線など関連設備の電流容量の増加および発生熱の増加が問題となる。   That is, for example, if the lamp voltage is low, the lamp current must be increased in order to obtain the desired lamp input. In this case, an increase in current capacity and an increase in generated heat of related equipment such as a lighting device, a lighting fixture, and wiring become problems.

また、ランプ電流が大きいと、電極損失の増加を伴い、ランプ効率が低下するという問題もある。すなわち、メタルハライド放電ランプの電極降下電圧はランプにより一定であるから、ランプ電圧が低いと、これを補うためにランプ電流を大きくする必要から、電極損失がランプ電流に比例して増加し、ランプ効率が低下してしまう。   In addition, when the lamp current is large, there is a problem that the lamp efficiency is lowered with an increase in electrode loss. That is, since the electrode drop voltage of a metal halide discharge lamp is constant depending on the lamp, if the lamp voltage is low, it is necessary to increase the lamp current to compensate for this, so the electrode loss increases in proportion to the lamp current, and the lamp efficiency Will fall.

したがって、一般に放電ランプにおいては、ランプ電圧は、アークが立ち消えしない範囲でランプの入力電圧になるべく近く、すなわちなるべく高く設定する方が有利である。   Therefore, in general, in a discharge lamp, it is advantageous to set the lamp voltage as close as possible to the lamp input voltage, that is, as high as possible within a range where the arc does not go out.

次に、ランプ電圧について考察しながら水銀封入を必要としていた理由を説明する。   Next, the reason why the mercury sealing is necessary will be described while considering the lamp voltage.

図27は、メタルハライド放電ランプにおけるランプ電圧を説明するための概念図である。図において、1は気密容器、2、2は電極、3、3はリード線である。   FIG. 27 is a conceptual diagram for explaining a lamp voltage in a metal halide discharge lamp. In the figure, 1 is an airtight container, 2 and 2 are electrodes, and 3 and 3 are lead wires.

ランプ電圧Vlは、メタルハライド放電ランプの点灯状態において、リード線3、3間に現れる電圧である。   The lamp voltage Vl is a voltage appearing between the lead wires 3 and 3 in the lighting state of the metal halide discharge lamp.

電極2、2間の距離Lを電極間距離という。   A distance L between the electrodes 2 and 2 is referred to as an interelectrode distance.

ランプ電圧Vlは、数式1により表すことができる。
[数式1]
Vl=E×L+Vd
ここで、Eは電極間のプラズマの電位傾度、Vdは電極降下電圧である。
The lamp voltage Vl can be expressed by Equation 1.
[Formula 1]
Vl = E × L + Vd
Here, E is the potential gradient of the plasma between the electrodes, and Vd is the electrode drop voltage.

プラズマの電位傾度Eは、数式2により表すことができる。
[数式2]
E=I/2π∫σr dr
ここで、Iはランプ電流、σはプラズマの電気伝導度であり、温度Tの関数である。rは中心から任意の位置までの径方向の距離である。
The plasma potential gradient E can be expressed by Equation 2.
[Formula 2]
E = I / 2π∫σr dr
Here, I is the lamp current, σ is the electrical conductivity of the plasma, and is a function of the temperature T. r is a radial distance from the center to an arbitrary position.

メタルハライド放電ランプの点灯中に放電空間内に物質Aが存在すると仮定すると、物質Aの温度Tにおける電気伝導度σは数式3により表すことができる。
[数式3]
σ=C・N/(T1/2・(N・Q))
ここで、Cは定数、Nは電子密度、Nは物質の密度、Qは電子の物質Aに対する衝突断面積である。
Assuming that the substance A is present in the discharge space during the lighting of the metal halide discharge lamp, the electrical conductivity σ at the temperature T of the substance A can be expressed by Equation 3.
[Formula 3]
σ = C · N E / (T 1/2 · (N A · Q))
Here, C is a constant, N E is the electron density, the N A density of the material, Q is the collision cross section for electron substances A.

ランプ電圧Vlは、数式1から電位傾度Eが大きいほど、また電極間距離Lが大きいほど、大きくなることが分かる。   It can be seen from Equation 1 that the ramp voltage Vl increases as the potential gradient E increases and the interelectrode distance L increases.

また、電位傾度Eは、数式2から電気伝導度σが小さいほど、ランプ電流Iが大きいほど、大きくなることが分かる。   Further, it can be seen from Equation 2 that the potential gradient E increases as the electrical conductivity σ decreases and the lamp current I increases.

さらに、電気伝導度σは、数式3からNが小さいほど、NやQが大きいほど小さくなることが分かる。 Furthermore, the electrical conductivity sigma, from Equation 3 as N E is small, N A and Q is can be seen that the larger small.

したがって、電極間距離Lおよびランプ電流Iが一定の場合、ランプ電圧Vlが大きくなる物質Aの条件は、イオン化しにくく(Nを小さく抑えられる。)、ランプ中の密度が大きく(Nを大きくできる。)、電子との衝突断面積Qが大きいことである。 Therefore, if the distance L between electrodes and the lamp current I is constant, the conditions of substance A lamp voltage Vl is increased, (. Which is suppressed to a small N E) ionization difficult, density in the lamp increase the (N A This is because the collision cross-sectional area Q with electrons is large.

そうして、水銀は、蒸気圧が極めて大きく(361℃で1気圧)、イオン化しにくく、電子との衝突断面積が大きい物質である。   Thus, mercury is a substance that has a very high vapor pressure (1 atm at 361 ° C.), is difficult to ionize, and has a large cross-sectional area of collision with electrons.

そこで、ランプのサイズに応じて水銀の封入量を調節することにより、所望のランプ電圧を容易に得ることができる。   Therefore, a desired lamp voltage can be easily obtained by adjusting the amount of mercury enclosed according to the lamp size.

このように、従来のメタルハライド放電ランプにおいては、水銀を用いることにより、所望のランプ電圧を容易に得ることができるというのが、水銀が使用されている理由である。   Thus, in a conventional metal halide discharge lamp, the use of mercury makes it possible to easily obtain a desired lamp voltage, which is why mercury is used.

ところで、メタルハライド放電ランプの場合、小形で電極間距離Lが短いほど所要のランプ電圧を確保するために、水銀の蒸気圧を高くする必要がある。例えば、発光管の内容積が1cc以下の小形の短アークのメタルハライド放電ランプにおいては、点灯中の水銀蒸気圧が20気圧以上にもなる。
特開平3−112045号公報
By the way, in the case of a metal halide discharge lamp, it is necessary to increase the vapor pressure of mercury in order to ensure a required lamp voltage as the distance between the electrodes is small and the electrode L is short. For example, in a small short arc metal halide discharge lamp having an arc tube with an internal volume of 1 cc or less, the mercury vapor pressure during lighting becomes 20 atmospheres or more.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-11205

以下、メタルハライド放電ランプに水銀を封入することによる問題と、従来の水銀を封入しない場合の問題とに分けて説明する。   Hereinafter, the problem of enclosing mercury in a metal halide discharge lamp and the problem of not enclosing conventional mercury will be described separately.

1.水銀を封入することによる問題について。   1. About the problem of enclosing mercury.

現在、環境問題は、地球的規模で非常にクローズアップされており、照明分野においても、環境に悪影響を与える環境負荷物質である水銀をランプから減少し、さらには廃絶することは、非常に重要な課題であると考えられている。   At present, environmental issues are very close up on a global scale. In the lighting field, it is very important to reduce mercury from the lamp, which is an environmentally hazardous substance that has a negative impact on the environment, and even to eliminate it. It is considered a serious problem.

したがって、従来のメタルハライド放電ランプの最大の問題点は、水銀を封入していることである。   Therefore, the biggest problem of the conventional metal halide discharge lamp is that it encloses mercury.

また、水銀を封入して所望のランプ電圧を得るメタルハライド放電ランプにおいては、上記の他にも以下に示す多くの問題点がある。   In addition, the metal halide discharge lamp in which mercury is enclosed to obtain a desired lamp voltage has many problems as described below.

その他の問題点1:始動時の分光特性の立ち上がりが悪い。     Other problem 1: The start-up of the spectral characteristics at the start is poor.

自動車の前照灯にメタルハライド放電ランプを用いる場合に、光束の瞬時立ち上がりが要求される。このために、始動ガスとしてキセノンを高圧で封入し、さらに点灯初期に大電流を流し、時間の経過とともに電流を絞っていく点灯方式が採用されている。このようにして瞬時立ち上がりは可能であるが、スイッチオン時には水銀は急速に蒸発するので、水銀がエネルギーを奪ってしまい、発光金属の蒸気圧の立ち上がりが遅いために、水銀発光の強い状態が10〜20秒後まで続く。水銀発光は、色特性的に劣るので、演色性も悪く、また色度も白色範囲に入らない。このように、分光特性の立ち上がりが甚だ悪い。したがって、所期の分光特性の発光になるまでに時間が長くかかる。   When a metal halide discharge lamp is used for an automobile headlamp, an instantaneous rise of a luminous flux is required. For this purpose, a lighting method is adopted in which xenon is sealed at a high pressure as a starting gas, a large current is supplied at the beginning of lighting, and the current is reduced as time passes. Although instant rise is possible in this way, mercury evaporates rapidly when the switch is turned on. Therefore, mercury loses energy, and the rise of the vapor pressure of the light-emitting metal is slow. Continues until ~ 20 seconds later. Mercury luminescence is inferior in color characteristics, so color rendering is poor and chromaticity does not fall within the white range. Thus, the rise of spectral characteristics is very bad. Therefore, it takes a long time to emit light with the desired spectral characteristics.

その他の問題点2:調光に適さない。     Other problem 2: Not suitable for dimming.

すなわち、発光管の温度が変化すると、発光の色温度が大きく変化し、これに伴い演色性も変化する。これを図28を参照して以下説明する。   That is, when the temperature of the arc tube changes, the color temperature of the emitted light changes greatly, and the color rendering properties change accordingly. This will be described below with reference to FIG.

図28は、従来のプロジェクション用の短アーク形メタルハライド放電ランプの発光スペクトル分布を示すグラフである。図において、横軸は波長(nm)を、縦軸は相対放射パワー(%)を、それぞれ示す。     FIG. 28 is a graph showing an emission spectrum distribution of a conventional short arc type metal halide discharge lamp for projection. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm), and the vertical axis represents relative radiation power (%).

この従来の短アーク形のメタルハライド放電ランプは、希ガスとしてアルゴン500Torr、ハロゲン化物としてヨウ化ジスプロシウム(DyI)を1mgおよびヨウ化ネオジム(NdI)を1mg、ならびに水銀(Hg)を13mg封入したものである。 The conventional short arc type metal halide discharge lamp, argon 500Torr as the rare gas, and the dysprosium iodide as a halide (DyI 3) to 1mg and neodymium iodide (NdI 3) 1mg, and mercury (Hg) and 13mg encapsulated Is.

発光スペクトルは、ジスプロシウムおよびネオジムによる連続発光と、それぞれ矢印の上に記号を付した元素による主な輝線スペクトルとからなり、水銀による輝線スペクトルが大きなパワーを有していることが分かる。   The emission spectrum is composed of continuous emission by dysprosium and neodymium and main emission line spectra by elements each having a symbol on the arrow, and it can be seen that the emission line spectrum by mercury has a large power.

ところで、各発光金属による発光量は、そのランプ内の蒸気圧に比例的に変化する。   By the way, the amount of light emitted by each light emitting metal changes in proportion to the vapor pressure in the lamp.

発光金属のハロゲン化物の蒸気圧は、水銀のそれに比較すると、著しく低いため、発光管の温度が変わると、発光金属は、そのハロゲン化物の蒸発量が変わってランプ内の蒸気圧が変化するから、発光量が変化する。   The vapor pressure of the halide of the luminescent metal is significantly lower than that of mercury. Therefore, if the temperature of the arc tube changes, the vapor pressure of the luminescent metal changes due to the change in the evaporation amount of the halide. The amount of luminescence changes.

これに対して、水銀の蒸気圧は非常に高いので、発光管の温度が変化してもそれほど変化しないから、水銀の強い輝線スペクトルによる発光量は変化が少ない。   On the other hand, since the vapor pressure of mercury is very high, it does not change so much even if the temperature of the arc tube changes, so the amount of light emitted by the strong emission line spectrum of mercury does not change much.

したがって、発光管への入力電力が少なくなると、相対的に水銀による発光が支配的になるために、発光の色温度が低くなるとともに、演色性が低下する。このことは、水銀を封入する従来のメタルハライド放電ランプは、調光に適さないことを意味する。   Therefore, when the input power to the arc tube is reduced, light emission by mercury is relatively dominant, so that the color temperature of light emission is lowered and the color rendering properties are lowered. This means that a conventional metal halide discharge lamp enclosing mercury is not suitable for dimming.

自動車用の前照灯の場合、欧米において採用されている日中の点灯(デイライト)のためには、調光が必要になるが、水銀を封入する従来のメタルハライド放電ランプにおいては、色特性が著しく低下してしまう。   In the case of automotive headlamps, dimming is necessary for daytime lighting (daylighting) used in Europe and the United States, but in conventional metal halide discharge lamps that contain mercury, color characteristics are required. Will drop significantly.

その他の問題点3:特性のばらつきが大きい。     Other problem 3: Variation in characteristics is large.

水銀を封入したメタルハライド放電ランプは、個々のランプの寸法ばらつきに伴い発光管の温度がばらつくため、同一入力でも特性のばらつきが発生しやすい。
また、長期寿命中の発光管黒化などによる最冷部温度の上昇によっても特性が変化しやすい。
Mercury-filled metal halide discharge lamps tend to vary in characteristics even with the same input because the temperature of the arc tube varies with the dimensional variations of individual lamps.
In addition, the characteristics are likely to change due to an increase in the coldest part temperature due to blackening of the arc tube during the long life.

このため、店舗などのように複数のメタルハライド放電ランプを用いて照明する場合に、特に問題になりやすい。   For this reason, when it illuminates using a some metal halide discharge lamp like a shop etc., it becomes easy to become a problem especially.

その他の問題点4:瞬時再始動が困難である。     Other problem 4: Instantaneous restart is difficult.

短アーク形で小形のメタルハライド放電ランプにおいては、電極間距離が小さいので、所要のランプ電圧を得るために水銀蒸気圧を高く設定しており、水銀蒸気圧は、点灯中20気圧以上になる。   In the short arc type small metal halide discharge lamp, since the distance between the electrodes is small, the mercury vapor pressure is set high to obtain a required lamp voltage, and the mercury vapor pressure becomes 20 atm or more during lighting.

さらに、自動車用の前照灯においては、前記のように光束立ち上がりを速くするために、高圧のキセノンを封入しており、キセノンは点灯中35気圧程度になる。このように点灯中の水銀蒸気圧およびキセノン蒸気圧が非常に高くなっているので、再始動させるためには、非常に高くてパワーの大きいパルス電圧を印加しなければならない。これにより、点灯回路が高価になるのみでなく、回路、ランプおよびこれらを収納する器具を高電圧に対して絶縁する必要がある。   Furthermore, in a headlight for an automobile, high-pressure xenon is enclosed in order to speed up the rise of the luminous flux as described above, and xenon is about 35 atm during lighting. Thus, since the mercury vapor pressure and the xenon vapor pressure during lighting are very high, in order to restart, a very high and high power pulse voltage must be applied. This not only makes the lighting circuit expensive, but it is also necessary to insulate the circuit, the lamp and the appliances that house them from high voltages.

その他の問題点5:発光管が破裂しやすい。     Other problem 5: The arc tube tends to burst.

上述したように、点灯時の水銀蒸気圧が高いため、初期歪ないし長期点灯中に歪が増大することにより、発光管が破裂しやすい。この問題はランプの信頼性を著しく低下させる。   As described above, since the mercury vapor pressure at the time of lighting is high, the arc tube is easily ruptured due to the initial distortion or the distortion increasing during long-term lighting. This problem significantly reduces lamp reliability.

その他の問題点6:投射用ではスクリーン照度が低い。     Other problem 6: The screen illuminance is low for projection.

短アーク形のメタルハライド放電ランプの場合、このランプを光源として用いる液晶プロジェクタなどの光学系を介して集光し、離間位置の照射面、例えばスクリーンにおいて照度を大きく照明するような投射用の場合、放電ランプからの発光が如何にロスなく光学系を通過して照射面に到達するかが重要である。ロスを少なくして照射面の照度を向上するには、放電ランプのアークが細く絞られている必要がある。アークが絞られているということは、アーク温度の分布が急峻になっているということである。   In the case of a short arc type metal halide discharge lamp, when condensing through an optical system such as a liquid crystal projector using this lamp as a light source, and projecting to illuminate a large amount of illuminance on an irradiated surface, for example, a screen, It is important how light emitted from the discharge lamp passes through the optical system without loss and reaches the irradiation surface. In order to reduce the loss and improve the illumination intensity of the irradiated surface, the arc of the discharge lamp needs to be narrowed down. The fact that the arc is constricted means that the arc temperature distribution is steep.

ところが、水銀の発光は、吸収があって光学的に厚く、中・低温部分で発光の吸収によりエネルギーを吸収して温度が上昇するため、アーク温度の分布は放物線状に広がり、したがってアークを絞ることができない。   However, mercury emission is absorbed and optically thick, and the temperature rises due to absorption of energy in the middle and low temperature parts, so the arc temperature distribution spreads in a parabolic shape, thus constricting the arc. I can't.

これに対して、発光金属としてスカンジウムや希土類金属を用いて、その発光を非常に多くすると、水銀が存在していても、アークを絞ることができることは知られている。しかし、上記の場合には、水銀の点灯圧力が高いと、対流が激しくなり、アークの不安定が生じて実用に供し得ない。   On the other hand, when scandium or rare earth metal is used as the light emitting metal and the light emission is greatly increased, it is known that the arc can be narrowed down even in the presence of mercury. However, in the above case, if the lighting pressure of mercury is high, the convection becomes intense and the arc becomes unstable and cannot be put to practical use.

2.従来の水銀を封入しない場合の問題について。   2. About the problem when conventional mercury is not sealed.

前述した水銀を封入しないメタルハライド放電ランプにおいては、点灯中ヘリウムまたはネオンが著しく高い圧力になるので、これに耐えるようにすれば、確かに水銀を封入しないメタルハライド放電ランプを得ることができる。したがって、水銀を封入しないメタルハライド放電ランプが得られるという点においては、多いに評価できる。   In the above-described metal halide discharge lamp that does not enclose mercury, helium or neon has a remarkably high pressure during operation. Therefore, if it is made to withstand this, a metal halide discharge lamp that does not enclose mercury can be obtained. Therefore, it can be evaluated in many respects in that a metal halide discharge lamp that does not enclose mercury can be obtained.

しかしながら、点灯中の高圧力に従来の水銀を封入するメタルハライド放電ランプと同様な構造で実現することにはかなりの困難がある。例えば、小形のメタルハライド放電ランプにおいて、所要のランプ電圧が50〜60Vである場合、点灯中ヘリウムまたはネオンの圧力は150気圧を超えるであろうから、従来一般に使用されているような気密容器では、破裂に対する高い信頼性を得ることができない。   However, it is quite difficult to realize a structure similar to that of a conventional metal halide discharge lamp in which mercury is sealed at a high pressure during lighting. For example, in a small metal halide discharge lamp, when the required lamp voltage is 50 to 60 V, the pressure of helium or neon during lighting will exceed 150 atm. High reliability against rupture cannot be obtained.

本発明は、環境負荷の大きい水銀を本質的に封入しないで所要のランプ電圧を形成することができ、水銀を封入したメタルハライド放電ランプとほぼ同等の電気特性および発光特性を有するとともに光束立ち上がりが良好なメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することを一般的な目的とする。   The present invention can form a required lamp voltage without essentially enclosing mercury, which has a large environmental load, and has almost the same electrical and light emission characteristics as a metal halide discharge lamp encapsulating mercury, and has a good luminous flux rise. It is a general object to provide a metal halide discharge lamp, a metal halide discharge lamp DC lighting device and a lighting device using the same.

本発明は、加えて直流点灯により色むらが少ないメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することを具体的な目的とする。   In addition, a specific object of the present invention is to provide a metal halide discharge lamp with little color unevenness due to direct current lighting, a metal halide discharge lamp direct current lighting device using the same, and an illumination device.

さらに、本発明は、水銀を封入していないにもかかわらず熱損失が少なくて発光効率が低下しないメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することを副次的な目的とする。   Furthermore, the present invention is secondary to provide a metal halide discharge lamp that does not have a low heat loss and does not decrease luminous efficiency even though mercury is not enclosed, and a metal halide discharge lamp DC lighting device and lighting device using the metal halide discharge lamp. Purpose.

さらにまた、本発明は、直流で点灯して光色差や色分離が少なくて、点灯回路を安価にできるメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することを副次的な目的とする。   Furthermore, the present invention provides a metal halide discharge lamp that can be lit with a direct current to reduce light color difference and color separation and reduce the lighting circuit, and a metal halide discharge lamp direct current lighting device and lighting device using the metal halide discharge lamp. Next purpose.

さらにまた、本発明は自動車用などの移動体の前照灯用として好適なメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することを副次的な目的とする。   Furthermore, it is a secondary object of the present invention to provide a metal halide discharge lamp suitable for a headlamp of a moving body such as an automobile, a metal halide discharge lamp DC lighting device and an illumination device using the metal halide discharge lamp.

さらにまた、本発明は水銀を封入する従来のものと同等程度の機械的強度の気密容器であったとしても、点灯中の破裂のおそれが少ない実際的なメタルハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することを副次的な目的とする。   Furthermore, the present invention is a practical metal halide discharge lamp that is less likely to rupture during lighting, even if it is an airtight container having a mechanical strength equivalent to that of a conventional one that encloses mercury, and a metal halide discharge using the same. It is a secondary object to provide a lamp direct current lighting device and a lighting device.

請求項1の発明のメタルハライド放電ランプは、耐火性で透光性の気密容器と;気密容器内に封着して一方が陽極で、かつ、他方が陰極としてそれぞれ作動する一対の電極と;第1のハロゲン化物、第2のハロゲン化物および希ガスを含み、かつ、本質的に水銀を含まない構成で気密容器内に封入され、第1のハロゲン化物はナトリウムNa、スカンジウムScおよび希土類金属からなるグループの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物であり、第2のハロゲン化物はマグネシウムMg、鉄Fe、コバルトCo、クロムCr、亜鉛Zn、ニッケルNi、マンガンMn、アルミニウムAl、アンチモンSb、ベリリウムBe、レニウムRe、ガリウムGa、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfからなるグループの中から選択された1種または複数種の金属のハロゲン化物である放電媒体と;を具備し、直流で点灯するように構成されていることを特徴とするメタルハライド放電ランプ。     The metal halide discharge lamp of the invention of claim 1 is a fire-resistant and light-transmitting hermetic container; a pair of electrodes sealed in the hermetic container and operating as an anode and the other as a cathode; 1 halide, 2nd halide, and rare gas, and is enclosed in an airtight container in an essentially mercury-free configuration, and the first halide is composed of sodium Na, scandium Sc, and a rare earth metal. One or a plurality of halides selected from the group, the second halide is magnesium Mg, iron Fe, cobalt Co, chromium Cr, zinc Zn, nickel Ni, manganese Mn, aluminum Al, antimony Sb , Beryllium Be, rhenium Re, gallium Ga, titanium Ti, zirconium Zr and hafnium Hf One or a discharge medium is a plurality of kinds of metal halide selected from; comprises a metal halide discharge lamp, characterized in that it is configured to illuminate at DC.

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.

〔気密容器について〕 耐火性で透光性の気密容器とは、放電ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性を備える材料であり、かつ、放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することができれば、どのようなもので作られていてもよい。例えば、石英ガラスや透光性アルミナ、YAGなどのセラミックスまたはこれらの単結晶などを用いることができる。   [Air-tight container] A fire-resistant and light-transmitting air-tight container is a material with fire resistance that can sufficiently withstand the normal operating temperature of the discharge lamp, and visible light in the desired wavelength range generated by the discharge to the outside. It may be made of anything as long as it can be derived. For example, quartz glass, translucent alumina, ceramics such as YAG, or single crystals thereof can be used.

なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐金属性の透明性被膜を形成するか、気密容器の内面を改質することが許容される。   If necessary, it is allowed to form a halogen-resistant or metal-resistant transparent coating on the inner surface of the hermetic container or to modify the inner surface of the hermetic container.

〔電極について〕 本発明のメタルハライド放電ランプは、直流で点灯するように構成されている。すなわち、一対の電極は、その一方陽極で、他方が陰極として作動する。なお、一般に陽極は温度上昇が激しいから、陰極より放熱面積の大きいものを用いる。   [Regarding Electrode] The metal halide discharge lamp of the present invention is configured to be lit with a direct current. That is, the pair of electrodes operates as one anode and the other as a cathode. In general, since the temperature of the anode is greatly increased, an anode having a larger heat radiation area than the cathode is used.

また、一対の電極の間に形成される電極間距離に関し、本発明はメタルハライド放電ランプが短アーク形であってもよいし、長アーク形であってもよい。   Further, regarding the interelectrode distance formed between a pair of electrodes, in the present invention, the metal halide discharge lamp may be a short arc type or a long arc type.

短アーク形とは、気密容器内に形成される電極間距離を小さくすることにより、アーク放電を電極によって安定させるいわゆる電極安定形のものである。このため、放電ランプの発光をなるべく点光源に近付けることができ、このため反射鏡またはレンズなどの光学系による集光を効率よく行うことができる。液晶プロジェクタなどの投射用や自動車用などの移動体の前照灯の場合、小形の短アーク形のメタルハライド放電ランプを用いるが、このようなメタルハライド放電ランプの電極間距離は、実際的には6mm以下が好適である。すなわち、電極間距離が6mmを超えると、点光源から離れてしまい、光学系の焦点特性が悪くなり、例えば液晶プロジェクタ用光源として用いた場合にスクリーン照度が低下してしまう。   The short arc type is a so-called stable electrode type in which arc discharge is stabilized by electrodes by reducing the distance between the electrodes formed in the hermetic container. For this reason, the light emission of the discharge lamp can be brought as close to the point light source as possible, so that the light can be efficiently collected by an optical system such as a reflecting mirror or a lens. In the case of headlamps for moving objects such as liquid crystal projectors and automobiles, small short arc type metal halide discharge lamps are used. The distance between electrodes of such metal halide discharge lamps is actually 6 mm. The following are preferred. That is, when the distance between the electrodes exceeds 6 mm, the distance from the point light source is increased, and the focal characteristic of the optical system is deteriorated. For example, when used as a light source for a liquid crystal projector, the screen illuminance decreases.

したがって、本発明において小形で短アーク形のメタルハライド放電ランプとは、電極間距離が6mm以下のものをいう。しかし、好ましくは4mm以下、液晶プロジェクタなどの投射用において最適には1〜3mmである。なお、電極間距離は、電極の先端で計測する。   Accordingly, in the present invention, a small and short arc type metal halide discharge lamp means a lamp having a distance between electrodes of 6 mm or less. However, it is preferably 4 mm or less, and optimally 1 to 3 mm for projection such as a liquid crystal projector. The distance between the electrodes is measured at the tip of the electrode.

一方、長アーク形とは、気密容器内に形成される電極間距離を気密容器の内径より大きくすることにより、アーク放電を気密容器の内面で安定させるいわゆる管壁安定形のものをいう。長アーク形のメタルハライド放電ランプは、一般照明用などにおいて広く用いられている。   On the other hand, the long arc type refers to a so-called tube wall stable type in which arc discharge is stabilized on the inner surface of the hermetic container by making the distance between the electrodes formed in the hermetic container larger than the inner diameter of the hermetic container. Long arc type metal halide discharge lamps are widely used for general lighting and the like.

〔放電媒体について〕 本発明において放電媒体は、前述したように本質的に第1のハロゲン化物、第2のハロゲン化物および希ガスからなる。   [Discharge Medium] In the present invention, the discharge medium essentially consists of the first halide, the second halide and the rare gas as described above.

第1のハロゲン化物は、所望の発光、例えば可視光または紫外線を発生する金属のハロゲン化物である。可視光を利用するために、可視光を効率よく発生する金属のハロゲン化物を第1のハロゲン化物とする場合、一般にそれらの金属のハロゲン化物は点灯中の蒸気圧が必ずしも高くない。   The first halide is a metal halide that generates the desired light emission, for example, visible light or ultraviolet light. In order to use visible light, when the metal halide that efficiently generates visible light is used as the first halide, generally, the metal halide does not necessarily have a high vapor pressure during lighting.

第2のハロゲン化物は、蒸気圧が高い金属ハロゲン化物であって、メタルハライド放電ランプにおけるランプ電圧を主として決定している。なお、「蒸気圧が大きい」とは、点灯中の蒸気圧が高いことを意味するが、水銀のように大きすぎる必要はなく、好ましくは点灯中の気密容器内の圧力は5気圧程度以下である。したがって、上記の条件を備えていれば特定の金属のハロゲン化物に限定されない。   The second halide is a metal halide having a high vapor pressure, and mainly determines the lamp voltage in the metal halide discharge lamp. Note that “the vapor pressure is high” means that the vapor pressure during lighting is high, but it is not necessary to be too high like mercury, and preferably the pressure in the airtight container during lighting is about 5 atm or less. is there. Therefore, it is not limited to a specific metal halide as long as the above conditions are satisfied.

表1は、本発明の実施に際して効果的な第2のハロゲン化物をその蒸気圧が1気圧になる温度と一緒に例示している。なお、これらの値は文献などによって多少異なっており、したがって表1の温度値はおおよその値である。
[表1]
No. 第2のハロゲン化物 1気圧になる温度(℃)
1 AlI 422
2 FeI 827
3 ZnI 727
4 SbI 427
5 MnI 827
6 CrI 827
7 GaI 349
8 ReI 627
9 MgI 927
10 CoI 827
11 NiI 747
12 BeI 487
13 TiI 377
14 ZrI 431
15 HfI 427

表1に示すハロゲン化物は、その殆どが水銀より蒸気圧が低く、またランプ電圧の調整範囲が水銀より狭い。しかし、必要に応じてこれらを複数種混合して封入することにより、ランプ電圧の調整範囲を拡大することができる。例えば、AlIが不完全蒸発の状態になっていて、しかも所望のランプ電圧が得られていない場合にAlIを追加してもランプ電圧は変わらない。
Table 1 illustrates a second halide effective in the practice of the present invention, along with the temperature at which its vapor pressure is 1 atmosphere. Note that these values are somewhat different depending on literatures, and therefore the temperature values in Table 1 are approximate values.
[Table 1]
No. Second halide Temperature at 1 atm (° C)
1 AlI 3 422
2 FeI 2 827
3 ZnI 2 727
4 SbI 3 427
5 MnI 2 827
6 CrI 2 827
7 GaI 3 349
8 ReI 3 627
9 MgI 2 927
10 CoI 2 827
11 NiI 2 747
12 BeI 2 487
13 TiI 4 377
14 ZrI 4 431
15 HfI 4 427

Most of the halides shown in Table 1 have a vapor pressure lower than that of mercury, and the adjustment range of the lamp voltage is narrower than that of mercury. However, the adjustment range of the lamp voltage can be expanded by mixing and enclosing a plurality of these as required. For example, when AlI 3 is in an incompletely evaporated state and a desired lamp voltage is not obtained, the lamp voltage does not change even if AlI 3 is added.

これに対して、AlIの追加に代えてZnIを添加すれば、ZnIの作用により生じる分のランプ電圧が加算されるので、ランプ電圧を増加させることができる。 On the other hand, if ZnI 2 is added instead of adding AlI 3 , the lamp voltage corresponding to the action of ZnI 2 is added, so that the lamp voltage can be increased.

さらに、他の第2のハロゲン化物を添加すれば、より高いランプ電圧を得ることができる。   Furthermore, if another second halide is added, a higher lamp voltage can be obtained.

また、第2のハロゲン化物は、第1のハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい金属のハロゲン化物でもある。「第1のハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい」とは、絶対的な意味で可視光の発光が少ないという意味ではなく、相対的な意味である。なぜなら、確かにFeやNiは、紫外域発光の方が可視域発光より多いが、Ti、AlおよびZnなどは可視域に発光が多い。したがって、これらの可視域発光の多い金属を単独で発光させると、エネルギーが当該金属に集中するので、可視域発光が多い。しかし、第2のハロゲン化物の金属が第1のハロゲン化物の金属よりエネルギー準位が高いために発光しにくいのであれば、第1および第2のハロゲン化物が共存している状態では、エネルギーが第1のハロゲン化物の発光に集中するので、第2のハロゲン化物の金属の発光は少なくなる。   The second halide is also a metal halide that does not easily emit light in the visible region as compared to the metal of the first halide. The phrase “difficult to emit light in the visible range compared to the metal of the first halide” does not mean that visible light is less emitted in an absolute sense, but a relative meaning. For sure, Fe and Ni emit more in the ultraviolet region than in the visible region, but Ti, Al, Zn and the like emit more in the visible region. Therefore, when these metals that emit a lot of light in the visible region are caused to emit light alone, energy is concentrated on the metal, so that there is much light in the visible region. However, if the metal of the second halide is higher in energy level than the metal of the first halide and is difficult to emit light, the energy is reduced in the state where the first and second halides coexist. Since it concentrates on the light emission of the first halide, the light emission of the metal of the second halide is reduced.

したがって、第2のハロゲン化物は、可視光の発光が禁止されるものではなく、放電ランプが放射する全可視光に対する割合が小さくて影響が少ないものである。   Therefore, the second halide is not prohibited from emitting visible light, but has a small influence on the total visible light emitted by the discharge lamp and has little influence.

さらにまた、本発明においては、第1および第2のハロゲン化物に加えてアーク温度の分布を補正して熱損失を低減するためなどの目的で第3のハロゲン化物を必要に応じて封入することができる。   Furthermore, in the present invention, in addition to the first and second halides, a third halide is sealed as necessary for the purpose of correcting the arc temperature distribution and reducing heat loss. Can do.

ハロゲンについて説明する。第1および第2のハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、反応性が最も適当なのはヨウ素であり、臭素、塩素、フッ素の順に反応性が強くなっていくが、要すれば以上のいずれを用いてもよい。また、例えばヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。   The halogen will be described. As the halogen constituting the first and second halides, the most suitable reactivity is iodine, and the reactivity increases in the order of bromine, chlorine, and fluorine. Also good. Further, different halogen compounds such as iodide and bromide can be used in combination.

希ガスは、1気圧以上の圧力で封入されていて、始動用および緩衝ガスとして作用する。また、希ガスは、気密容器を透過しないガスであれば、その種類は特に限定されるものではない。しかし、ネオンは、石英ガラスを透過しやすいので、気密容器を石英ガラスで形成する場合には、アルゴン、クリプトンまたはキセノンが本発明における希ガスとして推奨される。   The rare gas is sealed at a pressure of 1 atm or more, and acts as a starting gas and a buffer gas. The type of the rare gas is not particularly limited as long as it is a gas that does not pass through the hermetic container. However, since neon easily penetrates quartz glass, argon, krypton, or xenon is recommended as a rare gas in the present invention when an airtight container is formed of quartz glass.

希ガスの封入圧力を1気圧以上に高くすると、メタルハライド放電ランプの光束立ち上がり特性を向上させることができる。光束立ち上がり特性が良好であることは、どのような使用目的であっても好都合であるが、特に自動車などの移動体の前照灯、液晶プロジェクタなどにおいて極めて重要である。   Increasing the noble gas sealing pressure to 1 atm or higher can improve the luminous flux rise characteristics of the metal halide discharge lamp. Good light beam rise characteristics are convenient for any purpose of use, but are particularly important for headlamps of mobile objects such as automobiles, liquid crystal projectors, and the like.

水銀について説明する。本発明において、「本質的に水銀が封入されていない」とは、水銀を全く封入していない他に、気密容器の内容積1cc当たり0.3mg未満、好ましくは0.2mg以下の水銀が存在していることを許容するという意味である。   Explain about mercury. In the present invention, “essentially mercury is not enclosed” means that mercury is contained in an amount of less than 0.3 mg, preferably 0.2 mg or less per 1 cc of the inner volume of the airtight container, in addition to not containing mercury at all. It means to allow that.

しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。   However, it is environmentally desirable not to enclose mercury at all.

従来のように水銀蒸気によって放電ランプの電気特性を維持する場合には、短アーク形においては気密容器の内容積1cc当たり20mg以上、また長アーク形においては同じく5mg以上封入していたことからすれば、本発明は水銀量が実質的に少ないといえる。   In the case of maintaining the electrical characteristics of the discharge lamp with mercury vapor as in the conventional case, the short arc type is sealed because 20 mg or more per 1 cc of the internal volume of the hermetic container, and the long arc type is also filled with 5 mg or more. In other words, it can be said that the present invention has a substantially small amount of mercury.

〔作用について〕 次に、本発明の作用について説明する。本発明においては、水銀を本質的に封入することなしに、第1のハロゲン化物としてナトリウムNa、スカンジウムScおよび希土類金属からなるグループの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物を封入したので、第1のハロゲン化物の金属が主として可視光を発光し、また第2のハロゲン化物としてマグネシウムMg、鉄Fe、コバルトCo、クロムCr、亜鉛Zn、ニッケルNi、マンガンMn、アルミニウムAl、アンチモンSb、ベリリウムBe、レニウムRe、ガリウムGa、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfからなるグループの中から選択された1種または複数種の金属のハロゲン化物を封入したので、ランプ電圧が主としてこの第2のハロゲン化物により決定されている。   [Operation] Next, the operation of the present invention will be described. In the present invention, one or more halides selected from the group consisting of sodium Na, scandium Sc, and rare earth metals are encapsulated as the first halide without essentially encapsulating mercury. Therefore, the metal of the first halide emits mainly visible light, and magnesium Mg, iron Fe, cobalt Co, chromium Cr, zinc Zn, nickel Ni, manganese Mn, aluminum Al, antimony Sb as the second halide. Since the halide of one or more metals selected from the group consisting of beryllium Be, rhenium Re, gallium Ga, titanium Ti, zirconium Zr, and hafnium Hf is encapsulated, the lamp voltage is mainly used for the second voltage. Determined by halide.

したがって、本発明のメタルハライド放電ランプは、水銀を本質的に封入することなく所望に作動して、水銀を封入した従来技術とほぼ同等の電気特性および発光特性を呈する。なお、第2のハロゲン化物が不完全蒸発の場合、蒸発量は第2のハロゲン化物の蒸気圧で決まる。ハロゲン化物の蒸気圧は最冷部温度で決まる。第2のハロゲン化物の点灯中の蒸気圧は、水銀のそれより低いが、第1のハロゲン化物よりは明らかに高く、5気圧以下程度でもよい。   Therefore, the metal halide discharge lamp of the present invention operates as desired without essentially enclosing mercury, and exhibits electrical and light emission characteristics substantially equivalent to those of the prior art in which mercury is encapsulated. When the second halide is incompletely evaporated, the amount of evaporation is determined by the vapor pressure of the second halide. The vapor pressure of the halide is determined by the coldest part temperature. The vapor pressure during lighting of the second halide is lower than that of mercury, but is clearly higher than that of the first halide and may be about 5 atmospheres or less.

上記において、「ほぼ」とは、従来技術に比較して実用可能な範囲内で多少劣るような差があることを許容するという意味である。このことはまた、この種のメタルハライド放電ランプは電子化点灯装置によって点灯されることもあることを考慮すれば、実用上全く差し支えない範囲である。しかし、所望により気密容器に後述する保温手段を適用することにより、さらにランプ電圧を高くすることもできる。   In the above description, “substantially” means that there is a difference that is somewhat inferior within a practical range as compared with the prior art. In view of the fact that this type of metal halide discharge lamp may be lit by an electronic lighting device, it is in a practically acceptable range. However, if desired, the lamp voltage can be further increased by applying a heat retaining means described later to the hermetic container.

また、本発明においては、一対の電極の一方が陽極として、他方が陰極として作動するように、すなわち直流点灯用として構成されているので、以下の有用な作用を呈する。   Further, in the present invention, one of the pair of electrodes operates as an anode and the other operates as a cathode, that is, is configured for direct current lighting, and therefore exhibits the following useful actions.

すなわち、水銀を封入する従来のメタルハライド放電ランプを直流点灯すると、発光金属の例えばナトリウムNaやスカンジウムScは正にイオン化されるので、陰極側に吸引され、陽極側は陰極側に比較して発光金属の濃度が小さくなる。一方、水銀も多少陰極側に吸引されるが、元々水銀の量は圧倒的に多いので、陽極側にも十分な量の水銀が存在する。その結果、陰極側は発光金属が十分発光するが、陽極側は発光金属の発光が著しく弱くなり、水銀の発光が主となる。このため、電極間に著しい色分離を来すので、実用に適さない。したがって、色分離を問題にする応用分野においては、水銀を封入するメタルハライド放電ランプは、専ら交流点灯により使用されている。   That is, when a conventional metal halide discharge lamp enclosing mercury is dc-lighted, the luminescent metals such as sodium Na and scandium Sc are positively ionized, and therefore are attracted to the cathode side, and the anode side is luminescent metal compared to the cathode side. The concentration of becomes smaller. On the other hand, some mercury is also attracted to the cathode side, but since the amount of mercury is overwhelmingly large, a sufficient amount of mercury is also present on the anode side. As a result, the light emitting metal emits sufficient light on the cathode side, but the light emission of the light emitting metal is significantly weakened on the anode side, and the light emission of mercury is mainly performed. For this reason, remarkable color separation is caused between the electrodes, which is not suitable for practical use. Therefore, in an application field where color separation is a problem, metal halide discharge lamps containing mercury are exclusively used by alternating current lighting.

これに対して、本発明においては、水銀を本質的に封入しない代わりに前期所定の第2のハロゲン化物を封入するとともに、直流点灯するように構成しているにもかかわらず、電極間の色温度の差は小さく、十分に実用できる。これは第2のハロゲン化物は、可視域に発光しにくいので、第1のハロゲン化物の金属が陽極側でも強く発光するからである。   On the other hand, in the present invention, instead of essentially not enclosing mercury, a predetermined second halide is encapsulated in the previous period, and the color between the electrodes is configured in spite of the configuration of direct current lighting. The difference in temperature is small and can be used practically. This is because the second halide hardly emits light in the visible range, and therefore the metal of the first halide emits light strongly even on the anode side.

また、自動車などの移動体の前照灯および液晶プロジェクタ用ランプなどでは、メタルハライド放電ランプを電子化された点灯装置を用いられているが、交流点灯の場合には、バッテリー電源の直流または商用周波数の交流を整流した直流を高周波交流に変換してからメタルハライド放電ランプに供給するのが一般的である。   In addition, a lighting device in which a metal halide discharge lamp is digitized is used in a headlight of a moving body such as an automobile and a lamp for a liquid crystal projector. In the case of alternating current lighting, the direct current or commercial frequency of the battery power supply is used. In general, a direct current obtained by rectifying the alternating current is converted into a high frequency alternating current and then supplied to a metal halide discharge lamp.

これに対して、本発明においては、直流点灯用の構成であるから、高周波交流に変換する必要がない。このため、電子化点灯装置の回路構成を簡素化して、小形、軽量、かつ、安価な点灯装置を用いることができる。   On the other hand, in this invention, since it is the structure for direct current lighting, it is not necessary to convert into high frequency alternating current. For this reason, the circuit configuration of the electronic lighting device can be simplified, and a small, lightweight, and inexpensive lighting device can be used.

なお、本発明において、希ガスの圧力を1気圧以上とすることにより、光束立ち上がり特性を向上させることができる。したがって、前照灯用などとして好適である。   In the present invention, the rising characteristics of the luminous flux can be improved by setting the pressure of the rare gas to 1 atm or more. Therefore, it is suitable for a headlamp.

以上を要約すると、本発明によれば、直流で点灯するように構成したことにより、直流で点灯しても色分離の問題が少ないメタルハライド放電ランプを提供することができる。   In summary, according to the present invention, a metal halide discharge lamp with few color separation problems even when lit with direct current can be provided by being configured to be lit with direct current.

本発明においては、水銀を本質的に封入していないので、発光に主として寄与するのは実質的に第1のハロゲン化物を構成する発光金属の発光であるから、始動時の色度立ち上がりが良好で、ランプへの入力が変化した場合でも、発光の色温度および演色性の変化が少ないから調光が可能である。   In the present invention, since mercury is not essentially enclosed, it is the light emission of the light emitting metal constituting the first halide that contributes mainly to light emission. Thus, even when the input to the lamp is changed, dimming is possible because there is little change in the color temperature of light emission and color rendering.

また、本発明においては、メタルハライド放電ランプの形状および寸法などのばらつきに対するランプ特性の変化が少ないので、発光色のばらつきが少ない。   Further, in the present invention, since the change in lamp characteristics with respect to variations in the shape and dimensions of the metal halide discharge lamp is small, the variation in emission color is small.

さらに、本発明においては、瞬時再始動が容易である。第2のハロゲン化物の蒸気圧は、水銀に較べると、殆どの場合、明らかに低いためである。これにより、再始動のために印加する始動パルス電圧の波高値を低減することができるから、点灯装置、始動装置、配線および照明器具の絶縁耐力を低くして安価にすることができる。   Furthermore, instant restart is easy in the present invention. This is because the vapor pressure of the second halide is clearly lower in most cases compared to mercury. Thereby, since the peak value of the starting pulse voltage applied for restarting can be reduced, the dielectric strength of the lighting device, the starting device, the wiring, and the lighting fixture can be reduced and made inexpensive.

さらにまた、本発明においては、点灯中の蒸気圧が極端に高くならないで、水銀封入時の60%程度に低減させることは容易であるから、気密容器の点灯中の破裂が少なくなる。   Furthermore, in the present invention, the vapor pressure during lighting does not become extremely high, and it is easy to reduce it to about 60% at the time of mercury filling, so that the bursting during lighting of the hermetic container is reduced.

さらにまた、本発明のメタルハライド放電ランプは、発光効率は水銀を封入した従来のメタルハライド放電ランプと同程度にすることができ、加えて演色性を若干向上することもできる。   Furthermore, the light emission efficiency of the metal halide discharge lamp of the present invention can be made comparable to that of a conventional metal halide discharge lamp enclosing mercury, and in addition, the color rendering can be slightly improved.

以上のように、本発明においては、短アーク形および長アーク形のいずれにあっても、定常時の特性は従来技術とほぼ同等にすることができる。   As described above, in the present invention, the steady-state characteristics can be made substantially equal to that of the prior art regardless of whether the arc type is a short arc type or a long arc type.

しかも、本発明は、ランプ電力が数10W〜数kWの広い範囲にわたってなりたつ。   Moreover, according to the present invention, the lamp power is in a wide range of several tens of watts to several kW.

また、本発明においては、気密容器が外気に露出した状態で点灯する単管形であってもよいし、気密容器が外管内に封装された状態で点灯する2重管形であっても所期の作用効果を奏する。さらに、外管内を真空にして熱損失を低減して発光効率を一層向上させることもできる。   In the present invention, a single tube type that lights up when the airtight container is exposed to the outside air may be used, or a double tube type that lights up when the airtight container is sealed in the outer tube. There is an effect of the period. Furthermore, the inside of the outer tube can be evacuated to reduce heat loss and further improve the light emission efficiency.

しかし、本発明を短アーク形のメタルハライド放電ランプに適用する場合においては、上述のようにアークが絞られるように構成すれば、集光効率を高めることができ、液晶プロジェクタ、反射鏡と組み合わせて使用される自動車などの移動体の前照灯、店舗用照明器具、光ファイバー照明器具などのような反射鏡の光学系に用いる場合にも照射面照度の著しい向上が得られる。   However, in the case where the present invention is applied to a short arc type metal halide discharge lamp, the condensing efficiency can be increased if the arc is restricted as described above, and combined with a liquid crystal projector and a reflecting mirror. Even when used in an optical system of a reflecting mirror such as a headlight of a moving body such as an automobile used, an illumination device for shops, and an optical fiber illumination device, the illuminance on the irradiated surface can be significantly improved.

〔実施に際して許容される態様について〕 本発明のメタルハライド放電ランプは、その実施に際して以下の各態様を採用することが許容される。   [Modes Allowed in Implementation] The metal halide discharge lamp of the present invention is allowed to adopt the following modes in implementation.

(第1の態様) 第1の態様は、次の構成である。すなわち、耐火性で透光性の気密容器と、気密容器に封着した一対の電極と、第1のハロゲン化物、第2のハロゲン化物および希ガスを含んで気密容器内に封入され、第1のハロゲン化物は、ナトリウムNa、スカンジウムScおよび希土類金属からなるグループの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物であり、第2のハロゲン化物は、蒸気圧が高くてランプ電圧を主として決定している金属ハロゲン化物である放電媒体と、を具備し、本質的に水銀が封入されていないことを特徴としている。     (First Aspect) The first aspect has the following configuration. That is, a fireproof and translucent airtight container, a pair of electrodes sealed in the airtight container, a first halide, a second halide, and a rare gas are enclosed in the airtight container, and the first The halide is one or more halides selected from the group consisting of sodium Na, scandium Sc and rare earth metals, and the second halide has a high vapor pressure and mainly determines the lamp voltage. And a discharge medium that is a metal halide, which is essentially not sealed with mercury.

この態様は、第1のハロゲン化物を、可視光を発光し、かつ、発光効率および演色性の点から一般的な各種用途に好適な金属のハロゲン化物範囲に特定したものである。この第1のハロゲン化物の範囲内で任意の1種または複数種を用いてメタルハライド放電ランプを構成することができる。また、第2のハロゲン化物は、本発明におけるように蒸気圧が高くてランプ電圧を主として決定している。そして、第2のハロゲン化物は、第1のハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい金属のハロゲン化物でもある。   In this embodiment, the first halide is specified in the metal halide range suitable for various general uses from the viewpoints of light emission efficiency and color rendering properties. A metal halide discharge lamp can be constituted by using any one or plural kinds within the range of the first halide. The second halide has a high vapor pressure as in the present invention and mainly determines the lamp voltage. The second halide is also a metal halide that hardly emits light in the visible region as compared with the metal of the first halide.

第1の態様において、希ガスの圧力を1気圧以上として光束立ち上がり特性を向上させることができる。   In the first aspect, it is possible to improve the luminous flux rising characteristics by setting the pressure of the rare gas to 1 atm or more.

そうして、第1の態様によれば、第1のハロゲン化物を構成する金属をナトリウム、スカンジウムおよび希土類金属からなるグループの中から選択したしたもので、発光効率および演色性の点において一般的な各種用途に好適なメタルハライド放電ランプを提供することができる。   Thus, according to the first aspect, the metal constituting the first halide is selected from the group consisting of sodium, scandium, and a rare earth metal, and is generally used in terms of luminous efficiency and color rendering. A metal halide discharge lamp suitable for various applications can be provided.

また、水銀を用いない、すなわち水銀を本質的に封入していない(以下、同じ。)ことにより、本発明の前述した作用および効果を奏する。   Further, by not using mercury, that is, essentially not containing mercury (hereinafter the same), the above-described operations and effects of the present invention are exhibited.

(第2の態様) 第2の態様は、次の構成である。すなわち、前記放電媒体は、セシウムCsのハロゲン化物を含んでいることを特徴とし、本発明または第1の態様との組み合わせが許容される。     (Second Aspect) The second aspect has the following configuration. That is, the discharge medium contains a halide of cesium Cs, and a combination with the present invention or the first aspect is allowed.

第2の態様においては、セシウムCsのハロゲン化物を第3のハロゲン化物として封入していることにより、アークの温度分布が水銀を封入した場合のように平坦になって温度勾配が小さくなるために、発光管の熱損失が低減する。このため、セシウムのハロゲン化物を封入しない場合より発光効率が向上し、水銀を封入する場合に近づく。   In the second aspect, since the halide of cesium Cs is sealed as the third halide, the temperature distribution of the arc becomes flat as in the case of sealing mercury and the temperature gradient becomes small. , The heat loss of the arc tube is reduced. Therefore, the luminous efficiency is improved as compared with the case where no cesium halide is encapsulated, which is closer to the case where mercury is encapsulated.

さらに詳述すると、以下のとおりである。すなわち、ハロゲン化セシウムがアーク中で分解して生じるセシウムは、イオン化電圧が低く、アーク中の比較的温度が低い領域であるところの「アーク中の中温度部分」でもイオン化して電子を放出しやすい。このため、アーク中にセシウムが存在することにより、アーク中の中温度部分の電子濃度が高くなる。   Further details are as follows. In other words, cesium halide produced by decomposition of cesium halide in the arc has a low ionization voltage and is ionized even in the “medium temperature portion of the arc”, which is a relatively low temperature area in the arc, releasing electrons. Cheap. For this reason, the presence of cesium in the arc increases the electron concentration in the medium temperature portion of the arc.

ところで、電気伝導度(σ)は、電子密度に比例する。ある温度部分のエネルギー入力は、電界強度をEとすると、σEであるから、電気伝導度(σ)が大きいほど、換言すれば電子密度が大きいほど大きい。 Incidentally, the electrical conductivity (σ) is proportional to the electron density. The energy input at a certain temperature portion is σE 2 when the electric field strength is E. Therefore, the greater the electric conductivity (σ), in other words, the greater the electron density.

したがって、セシウムのハロゲン化物を封入すると、アーク中の中温度領域のエネルギー入力が大きくなり、その結果、アーク中の中温度領域の温度が上昇する。   Therefore, when cesium halide is encapsulated, the energy input in the medium temperature region in the arc increases, and as a result, the temperature in the medium temperature region in the arc increases.

これに対して、メタルハライド放電ランプへの全入力は一定のため、エネルギーバランスから、アークの高温度部分の温度は相対的に低下する。   On the other hand, since all the inputs to the metal halide discharge lamp are constant, the temperature of the high temperature portion of the arc relatively decreases due to energy balance.

以上の理由から、アークの温度分布が水銀を封入した場合のように平坦になって温度勾配が小さくなる。   For the above reasons, the temperature distribution of the arc becomes flat as in the case where mercury is enclosed, and the temperature gradient becomes small.

一方、従来の水銀を封入したメタルハライド放電ランプにおいては、水銀も発光するが、水銀自体は前述したように発光効率が高くない。これに対して、第2の態様においては、水銀を本質的に封入していないので、発光効率が水銀より高い発光金属、例えばスカンジウムScやナトリウムNaなどを用いることにより、高い発光効率を有するメタルハライド放電ランプを実現することができる。   On the other hand, in a conventional metal halide discharge lamp encapsulating mercury, mercury also emits light, but mercury itself does not have high luminous efficiency as described above. On the other hand, in the second embodiment, mercury is essentially not enclosed, and therefore a metal halide having high luminous efficiency can be obtained by using a light emitting metal having higher luminous efficiency than mercury, such as scandium Sc or sodium Na. A discharge lamp can be realized.

以上を要約すると、第2の態様によれば、セシウムのハロゲン化物を封入したことにより、アークの温度分布を平坦化して熱損失を低減して発光効率を向上したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   Summarizing the above, according to the second aspect, by providing a cesium halide, a metal halide discharge lamp having a flat arc temperature distribution, a reduced heat loss, and an improved luminous efficiency can be provided. it can.

また、水銀を用いない、すなわち水銀を本質的に封入していない(以下、同じ。)ことにより、前述した本発明の作用および効果を奏する。   Further, by not using mercury, that is, essentially not containing mercury (hereinafter the same), the above-described functions and effects of the present invention are exhibited.

(第3の態様) 第3の態様は、次の構成である。すなわち、耐火性で透光性の気密容器、気密容器に封着した一対の電極、ならびに少なくとも発光金属のハロゲン化物からなる第1のハロゲン化物、蒸気圧が高くてランプ電圧を主として決定している金属ハロゲン化物からなる第2のハロゲン化物および希ガスを含んで気密容器内に封入された放電媒体を備えた発光管と、発光管を収納する外管と;発光管から発生した熱の損失を少なくする保温手段と、を具備し、本質的に水銀が封入されていないことを特徴としている。     (3rd aspect) A 3rd aspect is the following structure. That is, a fire-resistant and light-transmitting hermetic container, a pair of electrodes sealed in the hermetic container, and a first halide composed of at least a luminescent metal halide, the vapor pressure is high, and the lamp voltage is mainly determined. An arc tube including a discharge medium sealed in an airtight container containing a second halide composed of a metal halide and a rare gas; an outer tube containing the arc tube; and a loss of heat generated from the arc tube And a heat retaining means for reducing mercury, and essentially not containing mercury.

本態様は、本発明または以上の各態様において、発光管から発生した熱の損失を少なくする保温手段を備えることにより、熱損失を低減して発光効率を向上するように構成したものである。   This aspect is configured to improve the light emission efficiency by reducing heat loss by providing heat retaining means for reducing heat loss generated from the arc tube in the present invention or each of the above aspects.

保温手段としては、発光管から発生した熱の損失を少なくすることができるのであれば、どのような構成であってもよいが、例えば以下のような構成であることが許容される。   The heat retaining means may have any configuration as long as the loss of heat generated from the arc tube can be reduced. For example, the following configuration is allowed.

外管内を真空にすることにより、発光管からの発生熱の対流および伝導による熱損失が低減して放電媒体が保温される。この場合、具体的な構造、形状および構成材料は問わない。なお、本発明において、外管内が真空であるとは、外管内が10Torr以下の圧力であることをいう。   By evacuating the inside of the outer tube, heat loss due to convection and conduction of heat generated from the arc tube is reduced, and the discharge medium is kept warm. In this case, the specific structure, shape, and constituent materials are not limited. In the present invention, the vacuum in the outer tube means that the pressure in the outer tube is 10 Torr or less.

また、発光管から外部に放射される熱線を反射して発光管へ戻すとともに、可視光を透過する熱線反射・可視光透過膜を備えることにより、放射による熱損失を低減して放電媒体を保温することができる。熱反射・可視光透過膜は、発光管と外管との間に配設した石英ガラスなどからなる円筒体や外管の内面、外面または内外両面に形成するか、発光管の外面に形成することができる。   In addition, it reflects the heat rays radiated from the arc tube to the outside and returns them to the arc tube, and has a heat ray reflective / visible light transmissive film that transmits visible light, thereby reducing heat loss due to radiation and keeping the discharge medium warm. can do. The heat reflecting / visible light transmitting film is formed on a cylindrical body made of quartz glass or the like disposed between the arc tube and the outer tube, the inner surface, the outer surface, the inner or outer surface of the outer tube, or formed on the outer surface of the arc tube. be able to.

さらに、上記の各保温手段を適宜組み合わせて実施することができるのはいうまでもない。   Furthermore, it goes without saying that the above-mentioned heat retaining means can be combined appropriately.

第3の態様において、希ガスの圧力を1気圧以上として光束立ち上がり特性を向上させることができる。   In the third aspect, the light beam rise characteristic can be improved by setting the pressure of the rare gas to 1 atm or more.

そうして、本態様においては、発光管から発生する熱の損失を少なくする保温手段を備えているので、発光管の内部で放電により発生した熱の損失が少ないから、発光管の熱損失が低減して発光効率が向上する。   Thus, in this embodiment, since the heat retaining means for reducing the heat loss generated from the arc tube is provided, the heat loss generated by the discharge inside the arc tube is small, so the heat loss of the arc tube is reduced. This reduces the luminous efficiency.

以上を要約すると、第3の態様によれば、加えて発光管から発生した熱の損失を少なくする保温手段を備えたことにより、熱損失を低減して発光効率を向上したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   In summary, according to the third aspect, a metal halide discharge lamp is provided which has a heat retaining means for reducing heat loss generated from the arc tube, thereby reducing heat loss and improving luminous efficiency. can do.

また、水銀を用いないことにより、前述した本発明における作用および効果を奏する。   Further, by not using mercury, the effects and effects of the present invention described above are exhibited.

(第4の態様) 第4の態様は、次の構成である。すなわち、耐火性で透光性の気密容器と、気密容器に封着した一対の電極と、第1のハロゲン化物、第2のハロゲン化物および希ガスを含んで気密容器内に封入され、第1のハロゲン化物は、ナトリウムNaおよびスカンジウムScからなるハロゲン化物であり、第2のハロゲン化物は、蒸気圧が高くてランプ電圧を主として決定している金属ハロゲン化物である放電媒体と、を具備し、本質的に水銀が封入されていないとともに定格ランプ電力が100W以下の前照灯用であることを特徴としている。     (4th aspect) A 4th aspect is the following structure. That is, a fireproof and translucent airtight container, a pair of electrodes sealed in the airtight container, a first halide, a second halide, and a rare gas are enclosed in the airtight container, and the first A halide comprising sodium Na and scandium Sc, and a second halide comprising a discharge medium that is a metal halide having a high vapor pressure and mainly determining a lamp voltage, Essentially, mercury is not enclosed and the rated lamp power is for a headlamp of 100 W or less.

自動車などの移動体の前照灯用で定格ランプ電力が100W以下のメタルハライド放電ランプは、電極間距離が小さくて管壁負荷が大きいという特徴がある。   A metal halide discharge lamp with a rated lamp power of 100 W or less for a headlamp of a moving body such as an automobile has a feature that a distance between electrodes is small and a tube wall load is large.

このため、水銀を封入する従来のメタルハライド放電ランプの場合には、既述のように所要のランプ電圧を得るために水銀蒸気圧が20気圧以上の高圧になり、これに伴って気密容器が相対的に破損しやすい。   For this reason, in the case of a conventional metal halide discharge lamp in which mercury is enclosed, the mercury vapor pressure becomes a high pressure of 20 atmospheres or more in order to obtain a required lamp voltage as described above. Easily damaged.

また、光束立ち上がり特性を向上させる必要からキセノンも高圧で封入し、点灯中35気圧程度になる。このため、始動ガスを絶縁破壊して始動させるのに高電圧で、しかもパワーの大きな始動用のパルス電圧を印加する必要がある。瞬時再始動時には、さらに高い始動用のパルス電圧が必要となるから、点灯回路、照明器具および配線の絶縁耐力のグレードを見合う高さにする必要があり、したがって、高価になる。   In addition, xenon is also sealed at a high pressure because it is necessary to improve the luminous flux rising characteristics, and the pressure is about 35 atm. For this reason, it is necessary to apply a starting pulse voltage having a high voltage and a large power in order to start the starting gas with dielectric breakdown. At the time of instantaneous restart, a higher starting pulse voltage is required. Therefore, the lighting circuit, the luminaire, and the wiring must have a dielectric strength grade that is appropriate, and is therefore expensive.

さらに、キセノンの高圧封入と、高い始動用パルス電圧の印加および点灯直後に大電流を流し、徐々に電流を低減させる手段の採用とにより、光束立ち上がり特性の問題は解決したが、色度立ち上がり特性が悪い。すなわち、最初キセノンが発光し、次に水銀が発光する。この水銀の発光は10〜20秒後まで続く。水銀の発光は、演色性が悪く、必要な白色範囲にも入らない。   Furthermore, the problem of luminous flux rise has been solved by high voltage encapsulation of xenon and the application of a high starting pulse voltage and the use of a means to flow a large current immediately after lighting and gradually reduce the current. Is bad. That is, xenon emits light first, followed by mercury. This mercury emission continues until 10 to 20 seconds later. Mercury emission is poor in color rendering and does not fall within the required white range.

これに対して、本態様においては、水銀を封入しないので、従来の60%程度の圧力にすることができ、気密容器の破損の問題、始動用のパルス電圧の問題が著しく軽減される。   On the other hand, in this embodiment, since mercury is not sealed, the pressure can be set to about 60% of the conventional pressure, and the problem of breakage of the hermetic container and the problem of the starting pulse voltage are remarkably reduced.

また、第1のハロゲン化物をナトリウムNaおよびスカンジウムScからなるグループに限定したことにより、前照灯として必要な白色発光でありながら発光効率がすこぶる高い発光が得られる。   Further, by limiting the first halide to the group consisting of sodium Na and scandium Sc, it is possible to obtain light emission with extremely high luminous efficiency while being white light emission necessary as a headlamp.

第4の態様において、希ガスの圧力を1気圧以上として光束立ち上がり特性を向上させることができる。   In the fourth aspect, the light beam rise characteristic can be improved by setting the pressure of the rare gas to 1 atm or more.

以上を要約すると、第4の態様によれば、加えて第1のハロゲン化物をナトリウムおよびスカンジウムに規定するとともに、定格ランプ電力を100W以下に規定したことにより、発光効率が高く、白色光であるとともに色度立ち上がり特性が良好で自動車などの移動体の前照灯用として好適な小形のメタルハライド放電ランプを提供することができる。   In summary, according to the fourth aspect, the first halide is defined as sodium and scandium, and the rated lamp power is defined as 100 W or less, resulting in high luminous efficiency and white light. In addition, it is possible to provide a small metal halide discharge lamp that has good chromaticity rise characteristics and is suitable for a headlamp of a moving body such as an automobile.

さらに、水銀を封入しないことにより、本発明における作用および効果を奏するので、本発明の構成は移動体の前照灯として甚だ好適なものである。   Furthermore, since the operation and effect of the present invention are achieved by not enclosing mercury, the configuration of the present invention is very suitable as a headlamp for a moving body.

(第5の態様) 第5の態様は、次の構成である。すなわち、前記第2のハロゲン化物は、マグネシウムMg、鉄Fe、コバルトCo、クロムCr、亜鉛Zn、ニッケルNi、マンガンMn、アルミニウムAl、アンチモンSb、ベリリウムBe、レニウムRe、ガリウムGa、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfからなるグループの中から選択された1種または複数種の金属のハロゲン化物であることを特徴としていて、第1ないし第4のいずれか一記載の態様との組み合わせを許容する。     (5th aspect) A 5th aspect is the following structure. That is, the second halide is magnesium Mg, iron Fe, cobalt Co, chromium Cr, zinc Zn, nickel Ni, manganese Mn, aluminum Al, antimony Sb, beryllium Be, rhenium Re, gallium Ga, titanium Ti, zirconium. It is characterized by being a halide of one or more metals selected from the group consisting of Zr and hafnium Hf, and allows a combination with any one of the first to fourth embodiments.

本態様は、第2のハロゲン化物として好適な金属を特定したものである。   In this embodiment, a metal suitable as the second halide is specified.

第5の態様によれば、加えて水銀に代えることができる第2のハロゲン化物を形成する金属を効果的なものに規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the fifth aspect, it is possible to provide a metal halide discharge lamp in which the metal forming the second halide that can be replaced with mercury is effectively defined.

(第6の態様) 第6の態様は、次の構成である。すなわち、前記第2のハロゲン化物は、鉄Fe、亜鉛Zn、マンガンMn、アルミニウムAlおよびガリウムGaからなるグループの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物を主体としていることを特徴としていて、第1ないし第6のいずれか一記載の態様との組み合わせを許容する。     (Sixth Aspect) A sixth aspect has the following configuration. That is, the second halide is mainly characterized by one or more halides selected from the group consisting of iron Fe, zinc Zn, manganese Mn, aluminum Al and gallium Ga. The combination with the aspect as described in any one of 1st thru | or 6th is permitted.

本態様は、第2のハロゲン化物として最適な金属を特定したものである。ただし、これらの金属は、主成分として用いられて最適であるが、マグネシウムMg、コバルトCo、クロムCr、ニッケルNi、アンチモンSb、ベリリウムBe、レニウムRe、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfのグループから選択された1種または複数種を副成分として添加することにより、さらにランプ電圧を高くすることができる。   In this embodiment, the optimum metal is specified as the second halide. However, these metals are optimally used as main components, but from the group of magnesium Mg, cobalt Co, chromium Cr, nickel Ni, antimony Sb, beryllium Be, rhenium Re, titanium Ti, zirconium Zr and hafnium Hf. The lamp voltage can be further increased by adding one or more selected types as subcomponents.

第6の態様によれば、加え第2のハロゲン化物を形成する金属としてさらに効果的なものを規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the sixth aspect, it is possible to provide a metal halide discharge lamp that defines a more effective metal for forming the second halide.

(第7の態様) 第7の態様は、次の構成である。すなわち、前記第2のハロゲン化物は、気密容器の内容積1cc当たり0.05〜200mg封入されていることを特徴としていて、本発明または第1ないし第6のいずれか一記載の態様との組み合わせを許容する。     (7th aspect) A 7th aspect is the following structure. That is, the second halide is sealed in an amount of 0.05 to 200 mg per 1 cc of the internal volume of the hermetic container, and is combined with the aspect of the present invention or any one of the first to sixth aspects. Is allowed.

本態様は、第2のハロゲン化物の一般的に適用可能な封入量の範囲を特定している。封入するハロゲン化物によっては、好適な範囲はさらに狭いが、全体としての範囲であることを留意すれば許容される。   This embodiment specifies a range of generally applicable encapsulation amounts for the second halide. Depending on the halide to be encapsulated, the preferred range is narrower, but is acceptable if it is noted that it is the overall range.

第7の態様によれば、加えて第2のハロゲン化物の封入量の効果的な範囲を規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the 7th aspect, the metal halide discharge lamp which prescribed | regulated the effective range of the addition amount of the 2nd halide in addition can be provided.

(第8の態様) 第8の態様は、次の構成である。すなわち、第2のハロゲン化物は、第4記載において、気密容器の内容積1cc当たり1〜200mg封入されていることを特徴としている。     (Eighth Aspect) The eighth aspect has the following configuration. That is, the second halide is characterized in that 1 to 200 mg per 1 cc of the internal volume of the hermetic container is sealed in the fourth description.

本態様は、移動体の前照灯用として好適な第2のハロゲン化物の封入量を規定したものである。   In this embodiment, the amount of the second halide that is suitable for the headlamp of the moving body is specified.

第8の態様によれば、加えて移動体の前照灯用として効果的な第2のハロゲン化物の封入量を規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the 8th aspect, the metal halide discharge lamp which prescribed | regulated the sealing amount of the 2nd halide effective in addition for the headlamps of a moving body can be provided.

(第9の態様) 第9の態様は、次の構成である。すなわち、本発明、第4の態様または第8の態様において、希ガスは、1〜15気圧の圧力で封入されていることを特徴としている。     (9th aspect) A 9th aspect is the following structure. That is, in the present invention, the fourth aspect or the eighth aspect, the rare gas is sealed at a pressure of 1 to 15 atm.

本態様は、移動体の前照灯用として好適な希ガスの封入圧力を規定したものである。   In this embodiment, a noble gas filling pressure suitable for a headlamp of a moving body is defined.

第9の態様によれば、加えて移動体の前照灯用として効果的な希ガスの封入圧力を規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the 9th aspect, the metal halide discharge lamp which prescribed | regulated the sealing pressure of the noble gas effective in addition for the headlamp of a moving body can be provided.

(第10の態様) 第10の態様は、次の構成である。すなわち、第4、8または9の態様において、気密容器は、最大径部が内径3〜10mm、外径が5〜13mmであることを特徴としている。     (Tenth Aspect) A tenth aspect has the following configuration. That is, in the fourth, eighth or ninth aspect, the hermetic container is characterized in that the maximum diameter portion has an inner diameter of 3 to 10 mm and an outer diameter of 5 to 13 mm.

本態様は、移動体の前照灯用としてのメタルハライド放電ランプにおける気密容器の好適な寸法を規定したものである。   In this aspect, the preferred dimensions of the hermetic container in the metal halide discharge lamp for the headlamp of the moving body are defined.

第10の態様によれば、加えて移動体の前照灯用として効果的な気密容器のサイズを規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the 10th aspect, the metal halide discharge lamp which prescribe | regulated the size of the airtight container effective in addition for the headlamp of a moving body can be provided.

(第11の態様) 第11の態様は、次の構成である。すなわち、第4または8ないし10のいずれか一の態様において、電極間距離が1〜6mmであることを特徴としている。     (Eleventh aspect) The eleventh aspect has the following configuration. That is, in the fourth or eighth to tenth aspects, the distance between the electrodes is 1 to 6 mm.

本態様は、移動体の前照灯用として好適な電極間距離を規定したものである。電極間距離が6mmを超えると、点光源から離れてしまい、集光作用が低下する。電極間距離は、さらに好ましくは1〜5mmである。   In this aspect, a distance between the electrodes suitable for the headlamp of the moving body is defined. If the distance between the electrodes exceeds 6 mm, the light source is separated from the point light source and the light condensing action is reduced. The distance between the electrodes is more preferably 1 to 5 mm.

第11の態様によれば、加えて移動体の前照灯として効果的な電極間距離を規定したメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the 11th aspect, the metal halide discharge lamp which prescribed | regulated the distance between electrodes which was effective as a headlamp of a mobile body in addition can be provided.

(第12の態様) 第12の態様は、次の構成である。すなわち、第4または8ないし11のいずれか一の態様において、直流で点灯されるように構成されていることを特徴としている。     (Twelfth Aspect) A twelfth aspect has the following configuration. That is, the fourth or eighth to eleventh aspects are characterized by being configured to be lit with direct current.

本態様は、直流点灯することにより、移動体の前照灯用として点灯装置を小形、軽量かつ安価にできるメタルハライド放電ランプを提供するものである。すなわち、自動車などの移動体は、前述のように一般的にバッテリー電源を備えているので、直流を交流に変換してからメタルハライド放電ランプに供給して点灯するより、直流を使用する方が点灯装置の回路構成が簡素化される。なお、直流を所望の電圧にするために、昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどの制御手段を用いる場合であっても上記の効果は不変である。なぜなら、交流点灯の場合であっても上記制御手段を必要な場合には用いるからである。   This aspect provides a metal halide discharge lamp that can be reduced in size, weight, and cost for a headlamp of a moving body by direct current lighting. In other words, as described above, a moving body such as an automobile is generally equipped with a battery power source. Therefore, it is lighter to use direct current than to convert a direct current to alternating current and then supply it to a metal halide discharge lamp. The circuit configuration of the device is simplified. Even when a control means such as a step-up chopper or a step-down chopper is used to set the direct current to a desired voltage, the above effect is unchanged. This is because the control means is used when necessary even in the case of AC lighting.

このように直流点灯が可能なのは、水銀を封入しないことに伴い色分離が実用上差し支えない程度になるからである。   The reason why direct current lighting is possible in this way is that the color separation becomes practically acceptable without enclosing mercury.

第12の態様によれば、加えて直流で点灯するように構成したことにより、移動体の前照灯用として点灯装置を小形、軽量、かつ安価にできるメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the twelfth aspect, a metal halide discharge lamp that can be made small, light, and inexpensive for a headlamp of a moving body can be provided by being configured to be lit with direct current.

(第13の態様) 第12の態様は、次の構成である。すなわち、第4または8ないし12のいずれか一の態様において、放電媒体は、セシウムのハロゲン化物を含んでいることを特徴としている。     (13th aspect) A 12th aspect is the following structure. That is, in the fourth or eighth to twelfth aspects, the discharge medium includes a cesium halide.

本態様は、移動体の前照灯用としてのメタルハライド放電ランプにおいて、セシウムのハロゲン化物を封入してアークの勾配を平坦化して発光効率を向上するようにしたもので、これにより発光効率は従来の水銀を封入したものよりさらに高くすることができる。   This aspect is a metal halide discharge lamp for a moving body headlamp, in which a cesium halide is enclosed so that the gradient of the arc is flattened to improve luminous efficiency. It can be made higher than those encapsulating mercury.

第13の態様によれば、加えてセシウムのハロゲン化物を封入したことにより、移動体の前照灯用として発光効率が高いメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the thirteenth aspect, a metal halide discharge lamp with high luminous efficiency can be provided as a headlamp for a moving body by additionally enclosing a cesium halide.

(第14の態様) 第14の態様は、次の構成である。すなわち、第4または8ないし13のいずれか一の態様において、気密容器を収納し、内部が真空に維持された外管を備えていることを特徴としている。     (14th aspect) The 14th aspect is the following structure. That is, the fourth or eighth to thirteenth aspect is characterized in that an airtight container is accommodated and an outer tube whose inside is maintained in a vacuum is provided.

本態様は、移動体の前照灯用としてのメタルハライド放電ランプにおいて、気密容器を内部が真空の外管に収納して気密容器の熱損失を低減することにより、発光効率を向上するようにしたもので、これにより発光効率は従来の水銀を封入したものよりさらに高くすることができる。   In this aspect, in the metal halide discharge lamp for the headlamp of the moving body, the hermetic container is housed in a vacuum outer tube to reduce the heat loss of the hermetic container, thereby improving the luminous efficiency. Thus, the luminous efficiency can be further increased as compared with the conventional mercury-encapsulated one.

第14の態様によれば、加えて内部を真空にした外管内に発光管を収納したことにより、移動体の前照灯用として発光効率が高いメタルハライド放電ランプを提供することができる。   According to the fourteenth aspect, a metal halide discharge lamp with high luminous efficiency can be provided as a headlamp for a moving body by additionally storing the arc tube in an outer tube whose inside is evacuated.

(第15の態様) 第15の態様は、次の構成である。すなわち、第4または8ないし14のいずれか一の態様において、外部に導出される光から紫外線を実質的に除去する紫外線除去手段を備えていることを特徴としている。     (15th aspect) The 15th aspect is the following structure. That is, the fourth or eighth to fourteenth aspects are characterized by comprising ultraviolet removing means for substantially removing ultraviolet rays from the light led out to the outside.

「紫外線を実質的に除去する」とは、実用上紫外線の量が許容される範囲にまで除去されていることを意味するもので、紫外線が完全に100%カットされていなければならないものではない。   “Substantially remove ultraviolet rays” means that the amount of ultraviolet rays is practically removed to an allowable range, and the ultraviolet rays must not be completely cut off by 100%. .

紫外線除去手段は、紫外線が実質的に除去されていれば、どのような構造であってもよい。たとえば、発光管を紫外線カット性能を有する組成のガラス材料からなる外管内に発光管を収納する。なお、外管内は外気と連通していてもよいし、気密で、しかも内部を真空にしてあってもよい。   The ultraviolet ray removing means may have any structure as long as ultraviolet rays are substantially removed. For example, the arc tube is housed in an outer tube made of a glass material having a composition having an ultraviolet cut performance. The inside of the outer tube may be communicated with the outside air, may be airtight, and the inside may be evacuated.

また、発光管の内面または自体に紫外線除去性能を付与してもよい。発光管の内面または外面の材料組織を紫外線遮断性の組織に置換したり紫外線遮断性の透光性材料の膜を被着させたりすることにより、紫外線遮断性能を付与できる。   Moreover, you may provide an ultraviolet-ray removal performance to the inner surface of the arc tube or itself. By replacing the material structure on the inner or outer surface of the arc tube with an ultraviolet blocking tissue or by depositing a film of an ultraviolet blocking light-transmitting material, ultraviolet blocking performance can be imparted.

さらに、発光管の外側に紫外線遮断性の筒体を配設してもよい。   Further, an ultraviolet blocking cylinder may be provided outside the arc tube.

そうして、本態様においては、外部に導出される紫外線を実質的に除去するので、前照灯が紫外線によって劣化したり、人の眼を紫外線の照射から防止したりする。   Thus, in this embodiment, the ultraviolet light led out to the outside is substantially removed, so that the headlamp is deteriorated by the ultraviolet light and the human eye is prevented from being irradiated with the ultraviolet light.

また、外管を用いる場合には、外管によって気密容器を機械的保護することも可能である。   Further, when an outer tube is used, the hermetic container can be mechanically protected by the outer tube.

以上を要約すると、第15の態様によれば、加えて紫外線カット性能を有する外管を備えていることにより、前照灯の劣化がないとともに紫外線を放射しないメタルハライド放電ランプを提供することができる。   Summarizing the above, according to the fifteenth aspect, the provision of the outer tube having an ultraviolet ray cutting performance provides a metal halide discharge lamp that does not deteriorate the headlamp and does not emit ultraviolet rays. .

本発明のメタルハライド放電ランプ直流点灯装置は、本発明のメタルハライド放電ランプと;メタルハライド放電ランプを点灯する電子化直流点灯装置と;を具備していることを特徴としている。     The metal halide discharge lamp DC lighting device of the present invention is characterized by comprising the metal halide discharge lamp of the present invention; and an electronic DC lighting device for lighting the metal halide discharge lamp.

上記本発明のメタルハライド放電ランプ直流点灯装置は、本発明のメタルハライド放電ランプを、水銀を封入した従来技術とほぼ同等の電気特性および発光特性を得るように直流点灯させるのに好適なメタルハライド放電ランプ点灯装置を規定している。なお、ここで「ほぼ」とは、従来技術に比較して実用可能な範囲内で多少劣るような差があることを許容するという意味である。このことはまた、この種のメタルハライド放電ランプは電子化点灯装置によって点灯されることもあることを考慮すれば、実用上全く差し支えない範囲である。   The above-described metal halide discharge lamp DC lighting device of the present invention is a metal halide discharge lamp lighting suitable for direct-current lighting of the metal halide discharge lamp of the present invention so as to obtain electric characteristics and light emission characteristics substantially equivalent to those of the prior art in which mercury is enclosed. Specifies the device. Here, “substantially” means that there is a difference that is somewhat inferior within a practical range as compared with the prior art. In view of the fact that this type of metal halide discharge lamp may be lit by an electronic lighting device, it is in a practically acceptable range.

そうして、本発明によれば、水銀を封入した従来技術によるメタルハライド放電ランプとほぼ同等の電気特性および発光特性を得るように本発明のメタルハライド放電ランプを点灯するメタルハライド放電ランプ直流点灯装置を提供することができる。   Thus, according to the present invention, there is provided a metal halide discharge lamp DC lighting device for lighting the metal halide discharge lamp of the present invention so as to obtain approximately the same electrical characteristics and light emission characteristics as a conventional metal halide discharge lamp enclosing mercury. can do.

以上説明した本発明のメタルハライド放電ランプ直流点灯装置の実施に際して次の態様を採用することが許容される。   In implementing the metal halide discharge lamp DC lighting device of the present invention described above, it is allowed to adopt the following mode.

すなわち、本発明は、本発明のメタルハライド放電ランプ、第4、第7または第8ないし第14の態様のいずれか一記載のメタルハライド放電ランプと;メタルハライド放電ランプを点灯直後に定格ランプ電流の3倍以上の電流を供給し、時間の経過に伴い電流を低減するように構成されている電子化直流点灯回路と;を具備していることを特徴としている。   That is, the present invention relates to a metal halide discharge lamp according to the present invention, the metal halide discharge lamp according to any one of the fourth, seventh, or eighth to fourteenth aspects; three times the rated lamp current immediately after the metal halide discharge lamp is turned on. An electronic DC lighting circuit configured to supply the above current and reduce the current with the passage of time.

第1の態様は、移動体の前照灯用として要求される光束立ち上がり特性を満足するメタルハライド放電ランプ点灯装置を規定している。   The first aspect defines a metal halide discharge lamp lighting device that satisfies the luminous flux rising characteristics required for a headlamp of a moving body.

点灯回路は、直流動作するように構成されている。   The lighting circuit is configured to operate with a direct current.

また、点灯回路は、上記の構成を具備していれば、回路構成は問わない。   The lighting circuit may have any circuit configuration as long as it has the above-described configuration.

そうして本態様によれば、点灯直後に定格ランプ電流の3倍以上の電流を流し、時間の経過とともに徐々に電流を絞る点灯回路を備えていることにより、瞬時光束立ち上がり特性および瞬時色度立ち上がりが良好で、移動体の前照灯用として好適なメタルハライド放電ランプ直流点灯装置を提供することができる。   Thus, according to this aspect, by providing a lighting circuit that allows a current more than three times the rated lamp current to flow immediately after lighting and gradually reduces the current as time passes, the instantaneous luminous flux rise characteristic and instantaneous chromaticity are provided. It is possible to provide a metal halide discharge lamp DC lighting device that has a good rise and is suitable for use as a headlamp for a moving object.

本発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体に支持された本発明あるいは第1ないし第14のメタルハライド放電ランプと;メタルハライド放電ランプを点灯する電子化直流点灯装置と;を具備していることを特徴としている。     An illuminating device of the present invention comprises: an illuminating device main body; the present invention or first to fourteenth metal halide discharge lamps supported by the illuminating device main body; and an electronic direct current lighting device for lighting the metal halide discharge lamp. It is characterized by being.

本発明は、本発明あるいは第1ないし第14のメタルハライド放電ランプを何らかの照明の目的のために使用する装置の全てに適応するものである。短アーク形の場合には、特に反射鏡およびまたはレンズなどの光学系と組み合わせて用いる照明装置、例えば液晶プロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタ、自動車などの移動体の前照灯、光ファイバー照明装置、スポットライトなどの店舗用照明器具などに好適である。なお、本発明のメタルハライド放電ランプとは、前記各態様のメタルハライド放電ランプを含む意味である。   The present invention is applicable to all apparatuses using the present invention or the first to fourteenth metal halide discharge lamps for some illumination purposes. In the case of the short arc type, particularly an illumination device used in combination with an optical system such as a reflector and / or a lens, such as a liquid crystal projector, an overhead projector, a headlight of a moving object such as an automobile, an optical fiber illumination device, a spotlight, etc. It is suitable for store lighting equipment and the like. In addition, the metal halide discharge lamp of this invention is the meaning containing the metal halide discharge lamp of said each aspect.

また、長アーク形の場合には、一般照明用の各種照明器具、例えばダウンライト、天井直付け灯、道路用照明器具、トンネル用照明器具および投光器など、さらには表示装置などに用いることができる。   In the case of the long arc type, it can be used for various lighting fixtures for general lighting, such as downlights, direct ceiling lights, road lighting fixtures, tunnel lighting fixtures and floodlights, and display devices. .

電子化直流点灯装置は、本発明のメタルハライド放電ランプを直流点灯するのであればどのような構成であってもよい。   The electronic DC lighting device may have any configuration as long as the metal halide discharge lamp of the present invention is DC-lit.

本発明によれば、第1のハロゲン化物としてナトリウムNa、スカンジウムScおよび希土類金属からなるグループの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物を封入したので、第1のハロゲン化物の金属が主として可視光を発光し、また第2のハロゲン化物としてマグネシウムMg、鉄Fe、コバルトCo、クロムCr、亜鉛Zn、ニッケルNi、マンガンMn、アルミニウムAl、アンチモンSb、ベリリウムBe、レニウムRe、ガリウムGa、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfからなるグループの中から選択された1種または複数種の金属のハロゲン化物を封入したので、第2のハロゲン化物がランプ電圧を主として決定していることにより、環境負荷の大きい水銀を本質的に用いないで、水銀を封入したメタルハライド放電ランプとほぼ同等の電気特性および発光特性を有するとともに、直流点灯による色むらが生じないばかりでなく、メタルハライド放電ランプを提供することができる。     According to the present invention, since one or more halides selected from the group consisting of sodium Na, scandium Sc, and rare earth metal are encapsulated as the first halide, the metal of the first halide is It mainly emits visible light, and as the second halide, magnesium Mg, iron Fe, cobalt Co, chromium Cr, zinc Zn, nickel Ni, manganese Mn, aluminum Al, antimony Sb, beryllium Be, rhenium Re, gallium Ga, Since the halide of one or more metals selected from the group consisting of titanium Ti, zirconium Zr and hafnium Hf is encapsulated, the second halide mainly determines the lamp voltage. Enclose mercury without essentially using heavy mercury. Which has substantially the same electrical characteristics and light emission characteristics as a metal halide discharge lamp, not only no color irregularities due to DC lighting, it is possible to provide a metal halide discharge lamp.

また、本発明によれば、小形、軽量、かつ安価化が可能な直流点灯用のメタルハライド放電ランプ、これを備えたメタルハライド放電ランプ直流点灯装置および照明装置を提供することができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to provide a metal halide discharge lamp for direct current lighting that is small, lightweight, and inexpensive, and a metal halide discharge lamp direct current lighting device and an illumination device including the metal halide discharge lamp.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

〔実施形態1について〕 実施形態1は、メタルハライド放電ランプの一例である。   [About Embodiment 1] Embodiment 1 is an example of a metal halide discharge lamp.

図1は、本発明を実施するための第1の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図である。図において、1は気密容器、2は電極、3は封着金属箔、4は外部リード線である。     FIG. 1 is a front view showing a metal halide discharge lamp according to a first embodiment for carrying out the present invention. In the figure, 1 is an airtight container, 2 is an electrode, 3 is a sealing metal foil, and 4 is an external lead wire.

気密容器1は、石英ガラスを内径14mmの回転楕円面形状に成形してなり、楕円の長軸方向の両端に一対の細長い封止部1a、1aを一体に備えている。   The airtight container 1 is formed by forming quartz glass into a rotating ellipsoidal shape having an inner diameter of 14 mm, and is integrally provided with a pair of long and narrow sealing portions 1a and 1a at both ends in the major axis direction of the ellipse.

電極2は、電極軸2aおよび電極軸2aの先端部を少し突出させて電極コイル2bを巻回してなる。電極軸2aの基部は、封止部1a内において、封着金属箔3の一端に溶接されている。電極間距離は4mmに設定されている。   The electrode 2 is formed by winding an electrode coil 2b with the electrode shaft 2a and the tip of the electrode shaft 2a protruding slightly. The base portion of the electrode shaft 2a is welded to one end of the sealing metal foil 3 in the sealing portion 1a. The distance between the electrodes is set to 4 mm.

封着金属箔3は、モリブデン箔からなり、封止部1a内に気密に封着されるとともに、他端に外部リード線4が溶接されている。   The sealing metal foil 3 is made of molybdenum foil, and is hermetically sealed in the sealing portion 1a, and the external lead wire 4 is welded to the other end.

気密容器1内には、放電媒体として、希ガス、第1のハロゲン化物および第2のハロゲン化物が封入されている。   In the hermetic vessel 1, a rare gas, a first halide, and a second halide are sealed as a discharge medium.

希ガスとして、アルゴン500Torrを封入した。   Argon 500 Torr was enclosed as a rare gas.

第1のハロゲン化物として、ヨウ化ジスプロシウムDyIを1mg、ヨウ化ネオジムNdIを1mg封入した。 As a first halide, dysprosium iodide DyI 3 1mg, a neodymium iodide NdI 3 and 1mg sealed.

第2のハロゲン化物として、表1に示すハロゲン化物を8mg封入した。   As the second halide, 8 mg of the halide shown in Table 1 was enclosed.

そうして、得られた短アーク形のメタルハライド放電ランプについて、入力電力150W一定で点灯して,ランプ電圧、発光効率および色温度を、以下に示す従来例とともに測定した結果を表2に示す。   The short arc type metal halide discharge lamp thus obtained was lit at a constant input power of 150 W, and the lamp voltage, luminous efficiency and color temperature were measured together with the conventional examples shown below.

なお、従来例は、第2のハロゲン化物に代えて水銀13mgを封入した以外は本実施形態と同一仕様である。   The conventional example has the same specifications as the present embodiment except that 13 mg of mercury is enclosed instead of the second halide.

[表2]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 色温度 スクリーン照度比
(V) (lm/W) (K)
1(従来例) − 75 71 8700 1.0
2 AlI 62 72 9120 1.4
3 FeI 70 70 9210 1.35
4 ZnI 73 68 9160 1.42
5 SbI 63 73 8930 1.35
6 MnI 55 72 9040 1.42
7 CrI 58 69 9100 1.45
8 GaI 59 68 9030 1.39
9 ReI3 61 70 9240 1.37
10 TiI 72 70 9220 1.38


表2から、本実施形態においては、ランプ電圧50V以上、発光効率および色温度が従来例と同程度のメタルハライド放電ランプが得られた。
[Table 2]
Lamp Second Halide Lamp Voltage Luminous Efficiency Color Temperature Screen Illuminance Ratio
(V) (lm / W) (K)
1 (conventional example)-75 71 8700 1.0
2 AlI 3 62 72 9120 1.4
3 FeI 2 70 70 9210 1.35
4 ZnI 2 73 68 9160 1.42
5 SbI 3 63 73 8930 1.35
6 MnI 2 55 72 9040 1.42
7 CrI 2 58 69 9100 1.45
8 GaI 3 59 68 9030 1.39
9 ReI3 61 70 9240 1.37
10 TiI 4 72 70 9220 1.38


From Table 2, in this embodiment, a metal halide discharge lamp having a lamp voltage of 50 V or more, luminous efficiency and color temperature similar to those of the conventional example was obtained.

次に、上記の放電ランプを図2に示す光学系と組み合わせてスクリーン照度比を測定し、その結果を表2に併せて掲載した。   Next, the above-mentioned discharge lamp was combined with the optical system shown in FIG. 2 to measure the screen illuminance ratio, and the results are also shown in Table 2.

図2は、RGB色分離方式液晶プロジェクタの光学系の概念的説明図である。図において、5は図1に示すメタルハライド放電ランプ、6は反射鏡、7は紫外線・赤外線カットフィルタ、8a、8bは色分離ダイクロイックミラー、9、9、9は液晶パネル、10a、10bはミラー、11a、11bは色合成ミラー、12は投射レンズ、Bは青色光軸、Gは緑色光軸、Rは赤色光軸である。 FIG. 2 is a conceptual explanatory diagram of an optical system of an RGB color separation type liquid crystal projector. In the figure, the metal halide discharge lamp shown in FIG. 1 5, 6 reflector, the UV-IR cut filter 7, 8a, 8b are color separation dichroic mirrors, 9 B, 9 G, 9 R liquid crystal panel, 10a, 10b Are mirrors, 11a and 11b are color combining mirrors, 12 is a projection lens, B is a blue optical axis, G is a green optical axis, and R is a red optical axis.

液晶パネル9は青、9は緑、9は赤色のそれぞれの画像信号によって駆動される。 The liquid crystal panel 9 B blue, 9 G is green, 9 R is driven by each of the image signals of red.

表2から明らかなように、本形態のメタルハライド放電ランプによれば、従来例に比較して約1.4倍のスクリーン照度が得られた。   As is clear from Table 2, according to the metal halide discharge lamp of this embodiment, a screen illuminance about 1.4 times that of the conventional example was obtained.

次に、本形態のメタルハライド放電ランプおよび従来例のアーク温度分布をそれぞれ測定した結果を図3に基づいて説明する。   Next, the results of measuring the arc temperature distribution of the metal halide discharge lamp of this embodiment and the conventional example will be described with reference to FIG.

図3は、表1におけるランプ2(本形態)およびランプ1(従来例)のアーク温度分布を示すグラフである。図において、横軸は気密容器の電極間の中央断面におけるラジアル方向の位置を、縦軸はアーク温度(K)を、それぞれ示す。曲線Aは本形態のランプ2のアーク温度分布曲線、曲線Bは従来例のアーク温度分布曲線である。     FIG. 3 is a graph showing the arc temperature distribution of lamp 2 (this embodiment) and lamp 1 (conventional example) in Table 1. In the figure, the horizontal axis indicates the radial position in the central section between the electrodes of the hermetic container, and the vertical axis indicates the arc temperature (K). Curve A is the arc temperature distribution curve of the lamp 2 of this embodiment, and curve B is the arc temperature distribution curve of the conventional example.

図から本形態のメタルハライド放電ランプは、アークが絞られていることが分かる。   From the figure, it can be seen that the arc of the metal halide discharge lamp of this embodiment is restricted.

さらに、表2におけるランプ2および3(本形態)と、ランプ1(従来例)とについて、入力電力70W、90W、110Wおよび130Wで点灯したときの色温度を測定した結果を表3に示す。   Further, Table 3 shows the results of measuring the color temperature when the lamps 2 and 3 (this embodiment) and the lamp 1 (conventional example) in Table 2 are lit at input powers of 70 W, 90 W, 110 W and 130 W.

[表3]
ランプ 70W 90W 110W 130W
1(従来例)6510K 6930K 7560K 8030K
2 8630K 8740K 8900K 9060K
3 8720K 8860K 9030K 9180K

前述したように、ランプ1(従来例)においては、入力を低減した場合、相対的に水銀による発光が支配的になるので、色温度が著しく低下する。
[Table 3]
Lamp 70W 90W 110W 130W
1 (conventional example) 6510K 6930K 7560K 8030K
2 8630K 8740K 8900K 9060K
3 8720K 8860K 9030K 9180K

As described above, in the lamp 1 (conventional example), when the input is reduced, light emission due to mercury becomes relatively dominant, so that the color temperature is remarkably lowered.

しかしながら、ランプ2および3(本形態)においては、水銀を本質的に封入していないし、また第2のハロゲン化物による可視光の発光が少ないから、入力を低減した場合にも発光金属による発光が主な発光である。そして、発光金属の蒸気圧が入力の低減に応じて蒸気圧が低下する分色温度が若干低下している。   However, in the lamps 2 and 3 (this embodiment), mercury is not essentially enclosed, and visible light emission by the second halide is small. Main light emission. The color separation temperature at which the vapor pressure of the luminescent metal decreases as the input decreases is slightly decreased.

上記の場合、150W(表2参照)から70W(表3参照)まで変化させたとき、従来例では2190K変化した。   In the above case, when the power was changed from 150 W (see Table 2) to 70 W (see Table 3), the conventional example changed by 2190K.

これに対して、本形態においては500K以下の変化にとどまった。   On the other hand, in this embodiment, the change was 500 K or less.

次に、再始動について評価した結果を表4に示す。   Next, Table 4 shows the results of evaluation on restart.

[表4]
ランプ 再始動電圧(kV)
1(従来例) 12
2 4
3 3
4 5
5 3
6 4
7 4
8 5
9 3
10 6

表4に示すように、本形態においては、再始動電圧は低い。それは、第2のハロゲン化物の点灯中の蒸気圧が水銀に比較して低く、例えばランプ3の場合、0.6気圧であり、他のハロゲン化物でもせいぜい5気圧以内だからである。
[Table 4]
Lamp restart voltage (kV)
1 (conventional example) 12
2 4
3 3
4 5
5 3
6 4
7 4
8 5
9 3
10 6

As shown in Table 4, in this embodiment, the restart voltage is low. This is because the vapor pressure during lighting of the second halide is lower than that of mercury, for example, in the case of the lamp 3, it is 0.6 atm, and other halides are at most within 5 atm.

これに対して、水銀を封入している従来例では28気圧であるので、表4に示すように再始動電圧が高い。   On the other hand, in the conventional example in which mercury is sealed, since it is 28 atm, the restart voltage is high as shown in Table 4.

図4は、本発明を実施するための第1の形態におけるメタルハライド放電ランプを反射鏡と一体化して構成したプロジェクタ用ランプを示す一部断面正面図である。図において、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。     FIG. 4 is a partial sectional front view showing a projector lamp in which the metal halide discharge lamp in the first embodiment for carrying out the present invention is integrated with a reflecting mirror. In the figure, the same parts as those in FIG.

本形態は、図1に示したメタルハライド放電ランプ5と反射鏡6とが一体化したものである。   In this embodiment, the metal halide discharge lamp 5 and the reflecting mirror 6 shown in FIG. 1 are integrated.

なお、5bは保温膜で、メタルハライド放電ランプ5における反射鏡6の投光開口側の電極を包囲する気密容器1の外面に形成している。   Reference numeral 5b denotes a heat retaining film, which is formed on the outer surface of the hermetic container 1 surrounding the light projection opening side electrode of the reflecting mirror 6 in the metal halide discharge lamp 5.

反射鏡6は、回転2次曲面を備え、ガラス成形により形成されているが、頂部にネック部6aを有し、反射鏡主体部6bの内面に可視光反射・赤外線透過性の多層干渉反射膜6cが被着されている。また、反射鏡主体部6bには、透孔6dが形成されている。   The reflecting mirror 6 has a rotating quadratic curved surface and is formed by glass molding. The reflecting mirror 6 has a neck portion 6a at the top and a visible light reflecting / infrared transmitting multilayer interference reflecting film on the inner surface of the reflecting mirror main body 6b. 6c is attached. In addition, a through hole 6d is formed in the reflecting mirror main body 6b.

そして、メタルハライド放電ランプ5は、その口金5aをネック部6a内に口金セメント7を介して固着されている。さらに、給電線8が反射鏡6の透孔6dを通過して反射鏡6の背面側に導出されている。   The metal halide discharge lamp 5 has its base 5 a fixed inside the neck portion 6 a via a base cement 7. Further, the feeder 8 passes through the through hole 6 d of the reflecting mirror 6 and is led out to the back side of the reflecting mirror 6.

9は電子点灯装置で、メタルハライド放電ランプ5に所要の電圧およびランプ電流を供給する。   An electronic lighting device 9 supplies a required voltage and lamp current to the metal halide discharge lamp 5.

〔実施形態2について〕 実施形態2は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の例である。   [Embodiment 2] Embodiment 2 is an example of an illumination device using the metal halide discharge lamp of the present invention.

図5は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の一例としての図4に示すプロジェクタ用ランプを用いた液晶プロジェクタを示す概念図である。図において、図4と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。11は液晶表示手段、12は画像制御手段、13は光学系、14は本体ケース、15はスクリーンである。     FIG. 5 is a conceptual diagram showing a liquid crystal projector using the projector lamp shown in FIG. 4 as an example of an illumination device using the metal halide discharge lamp of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 11 is a liquid crystal display means, 12 is an image control means, 13 is an optical system, 14 is a main body case, and 15 is a screen.

液晶表示手段11は、投射すべき画像を液晶によって表示するもので、その背面からメタルハライド放電ランプ5から放射され、反射鏡6で集光された照明光を照射される。   The liquid crystal display means 11 displays an image to be projected by liquid crystal, and is irradiated with illumination light emitted from the metal halide discharge lamp 5 from the back and condensed by the reflecting mirror 6.

画像制御手段12は、液晶表示手段11を駆動および制御するもので、要すればテレビジョン受信機能をも備えることができる。   The image control means 12 drives and controls the liquid crystal display means 11, and can be provided with a television reception function if necessary.

本体ケース14は、以上の各要素を収納する。   The main body case 14 houses the above elements.

光学系13は、液晶表示手段11を通過した光をスクリーン15に投射する。   The optical system 13 projects the light that has passed through the liquid crystal display means 11 onto the screen 15.

〔実施形態3について〕 実施形態3は、メタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 3] Embodiment 3 is another example of a metal halide discharge lamp.

図6は、本発明を実施するための第2の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す中央断面正面図である。図において、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。本形態は、気密容器1の内容積が0.05ccの小形のメタルハライド放電ランプである点において図1に示す第1の形態と異なる。     FIG. 6 is a central sectional front view showing a metal halide discharge lamp in a second embodiment for carrying out the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the airtight container 1 is a small metal halide discharge lamp having an internal volume of 0.05 cc.

気密容器1は内径4mmである。   The airtight container 1 has an inner diameter of 4 mm.

電極2は、電極コイルを装着していない。電極間距離は4.2mmである。   The electrode 2 is not equipped with an electrode coil. The distance between the electrodes is 4.2 mm.

放電媒体は以下のとおりである。キセノン1気圧、第1のハロゲン化物はヨウ化スカンジウムScI3を0.14mg、ヨウ化ナトリウムNaIを0.86mg封入した。また、第2のハロゲン化物としては、表5に示すハロゲン化物を1mg封入した。 The discharge medium is as follows. Xenon 1 atm. The first halide was sealed with 0.14 mg of scandium iodide ScI 3 and 0.86 mg of sodium iodide NaI. Further, 1 mg of the halide shown in Table 5 was sealed as the second halide.

そうして、得られたメタルハライド放電ランプについて、入力電力35W一定で点灯して、ランプ電圧、発光効率、平均演色評価数(以下、「演色性」という。)Raおよび色温度を、以下に示す従来例とともに測定した結果を併せて表5に示す。   Then, the obtained metal halide discharge lamp is turned on at a constant input power of 35 W, and the lamp voltage, luminous efficiency, average color rendering index (hereinafter referred to as “color rendering property”) Ra and color temperature are shown below. Table 5 shows the results of measurement together with the conventional example.

従来例は、第2のハロゲン化物に代えて水銀1mgを封入した以外は本形態と同一仕様である。   The conventional example has the same specifications as this embodiment except that 1 mg of mercury is enclosed instead of the second halide.

[表5]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 演色性 色温度
(V) (lm/W) (Ra) (K)
1(従来例) − 83 80 63 4120K
2 AlI 62 78 65 3860K
3 FeI 70 73 71 4210K
4 ZnI 75 78 65 3830K
5 SbI 63 75 66 3790K
6 MnI 55 72 68 3950K
7 CrI 58 74 65 3860K
8 GaI 59 76 66 3760K
9 ReI 61 78 64 3840K

表5から明らかなように、本形態においては、ランプ電圧が50V以上で、発光効率は従来例より若干低いが、演色性が向上する傾向が見られた。
[Table 5]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(V) (lm / W) (Ra) (K)
1 (conventional example)-83 80 63 4120K
2 AlI 3 62 78 65 3860K
3 FeI 2 70 73 71 4210K
4 ZnI 2 75 78 65 3830K
5 SbI 3 63 75 66 3790K
6 MnI 3 55 72 68 3950K
7 CrI 2 58 74 65 3860K
8 GaI 3 59 76 66 3760K
9 ReI 3 61 78 64 3840K

As is apparent from Table 5, in this embodiment, the lamp voltage was 50 V or more, and the luminous efficiency was slightly lower than that of the conventional example, but there was a tendency that the color rendering was improved.

以上から、本形態は、定常時の特性が従来例とほぼ同等であると評価できる。   From the above, it can be evaluated that the present embodiment has substantially the same characteristics as the conventional example.

次に、表5における本形態のランプ3とランプ1(従来例)とについて、入力電力15W、20W、25Wおよび30Wで点灯したときの演色性および色温度を測定した結果を表6に示す。   Next, Table 6 shows the results of measuring the color rendering properties and the color temperature when the lamp 3 and the lamp 1 (conventional example) in Table 5 are lit at input powers of 15 W, 20 W, 25 W and 30 W.

[表6]
ランプ 15W 20W 25W 30W
1(従来例)演色性(Ra) 40 45 58 61
色温度(K) 5640 4970 4630 4350
3 演色性(Ra) 63 64 66 69
色温度(K) 4530 4440 4310 4240

表6に示すように、ランプ1の従来例では35W(表5参照)から15Wまで入力を変化させた場合、色温度が1520K変化し、演色性は23変化した。これでは変化が大きすぎて、実際上調光できない。
[Table 6]
Lamp 15W 20W 25W 30W
1 (conventional example) color rendering (Ra) 40 45 58 61
Color temperature (K) 5640 4970 4630 4350
3 Color rendering (Ra) 63 64 66 69
Color temperature (K) 4530 4440 4310 4240

As shown in Table 6, in the conventional example of the lamp 1, when the input was changed from 35 W (see Table 5) to 15 W, the color temperature changed by 1520 K and the color rendering performance changed by 23. In this case, the change is too large and the light cannot be actually dimmed.

これに対して、本形態においては、色温度の変化は320K、演色性の変化はわずかに8であり、十分調光が可能である。   On the other hand, in this embodiment, the change in color temperature is 320K, the change in color rendering is only 8, and sufficient light control is possible.

次に、再始動について評価した結果を表7に示す。   Next, Table 7 shows the results of evaluation on restart.

なお、ランプ10として、キセノンXeを100Torr封入した以外はランプ3と同一仕様の放電ランプを製作して、これについても再始動電圧を測定した結果を示している。   It should be noted that a discharge lamp having the same specifications as that of the lamp 3 is manufactured as the lamp 10 except that 100 Torr of xenon Xe is enclosed, and the result of measuring the restart voltage is also shown.

[表7]
ランプ 再始動電圧(kV)
1(従来例) 14
3 7
10 3

表7に示すように、本形態は、再始動電圧が従来例に比較して半分になる。特に希ガスの封入圧を低くして、光束立ち上がりを重視しない放電ランプ10においては、著しい改善が見られた。
[Table 7]
Lamp restart voltage (kV)
1 (conventional example) 14
3 7
10 3

As shown in Table 7, in this embodiment, the restart voltage is halved compared to the conventional example. In particular, in the discharge lamp 10 in which the rare gas sealing pressure is lowered and the rise of the luminous flux is not emphasized, a significant improvement was observed.

図7は、本発明を実施するための第2の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、キセノンXeの封入圧に対する光束立ち上がり時間の関係を示すグラフである。図において、横軸はXe封入圧(気圧)を、縦軸は光束立ち上がり時間(秒)を、それぞれ示す。     FIG. 7 is a graph showing the relationship between the rise time of the luminous flux and the sealed pressure of xenon Xe in the metal halide discharge lamp of the second embodiment for carrying out the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the Xe sealing pressure (atmospheric pressure), and the vertical axis represents the luminous flux rise time (seconds).

図から明らかなように、封入圧が1気圧以上になると、光束立ち上がり時間が著しく短縮されるが、1気圧未満では著しく長い。   As is apparent from the figure, when the sealing pressure is 1 atm or more, the rise time of the light beam is remarkably shortened.

図8は、同じく第2の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、第2のハロゲン化物としてヨウ化鉄FeIを用いた場合の封入量に対するランプ電圧の関係を示すグラフである。図において、横軸はFeIの封入量(mg/cc)を、縦軸はランプ電圧(V)を、それぞれ示す。 FIG. 8 is a graph showing the relationship of the lamp voltage with respect to the enclosed amount when iron iodide FeI 2 is used as the second halide in the metal halide discharge lamp of the second embodiment. In the figure, the horizontal axis represents the amount of FeI 2 enclosed (mg / cc), and the vertical axis represents the lamp voltage (V).

図によれば、ランプ電圧が30Vを超えるのは気密容器の内容積1cc当たり1mg以上であることが分かる。   According to the figure, it can be seen that the lamp voltage exceeds 30 V is 1 mg or more per 1 cc of the internal volume of the hermetic container.

なお、気密容器の内容積1cc当たり200mg以上では未蒸発のFeIが光を吸収するために発光効率が低下する。 In addition, when the internal volume of the airtight container is 200 mg or more per 1 cc, the non-evaporated FeI 2 absorbs light, so that the luminous efficiency is lowered.

〔実施形態4について〕 実施形態4は本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 4] Embodiment 4 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

図9は、本発明を実施するための第3の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図である。本形態は、図6に示すのと同様な小形の短アーク形のメタルハライド放電ランプをさらに自動車などの移動体の前照灯に装着するように構成したものである。21は外管、22は口金、23は絶縁チューブである。     FIG. 9 is a front view showing a metal halide discharge lamp according to a third embodiment for carrying out the present invention. In this embodiment, a small short arc type metal halide discharge lamp similar to that shown in FIG. 6 is further mounted on a headlight of a moving body such as an automobile. 21 is an outer tube, 22 is a base, and 23 is an insulating tube.

外管21は、紫外線カット性能を備えており、内部に図6に示すのとほぼ同様な構造のメタルハライド放電ランプ5’を収納していて、両端が封止部1aに固定されているが、気密ではなく、外気に連通している。一方の封止部1aが口金22に植立されている。他端から導出された外部リード線4は外管21に平行に延在して口金22内に導入され、図示しない端子に接続されている。   The outer tube 21 has an ultraviolet ray cutting performance and houses therein a metal halide discharge lamp 5 ′ having a structure similar to that shown in FIG. 6, and both ends thereof are fixed to the sealing portion 1a. It is not airtight but communicates with the outside air. One sealing portion 1 a is planted in the base 22. The external lead wire 4 led out from the other end extends in parallel to the outer tube 21 and is introduced into the base 22 and is connected to a terminal (not shown).

絶縁チューブ23は、外部リード線を被覆する。   The insulating tube 23 covers the external lead wire.

〔実施形態5について〕 実施形態5は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例である。   [About Embodiment 5] Embodiment 5 is another example of a lighting device using the metal halide discharge lamp of the present invention.

図10は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例としての自動車など移動体用の前照灯を示す斜視図である。図において、31は反射鏡、32は前面カバーである。     FIG. 10 is a perspective view showing a headlamp for a moving body such as an automobile as another example of an illuminating device using the metal halide discharge lamp of the present invention. In the figure, 31 is a reflecting mirror and 32 is a front cover.

反射鏡31は、プラスチックスの成形によって異形の回転放物面に形成され、頂部背面から図9に示すメタルハライド放電ランプ(図示しない。)を着脱するように構成されている。   The reflecting mirror 31 is formed into a deformed paraboloid by molding plastics, and is configured to attach and detach a metal halide discharge lamp (not shown) shown in FIG. 9 from the back of the top.

前面カバー32は、透明性のプラスチックスの成形によりプリズムまたはレンズを一体に形成していて、反射鏡の前面開口に気密に装着される。   The front cover 32 is integrally formed with prisms or lenses by molding transparent plastics, and is airtightly attached to the front opening of the reflecting mirror.

〔実施形態6について〕 実施形態6は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 6] Embodiment 6 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

図11は、本発明を実施するための第4の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図である。図において、41は発光管、42は第1の支持バンド、43は第1の導体枠、44はフレアステム、45はバイメタルおよび始動抵抗、46は第2の支持バンド、47は第2の導体枠、48は導線、49は外管、50は口金である。     FIG. 11 is a front view showing a metal halide discharge lamp according to a fourth embodiment for carrying out the present invention. In the figure, 41 is an arc tube, 42 is a first support band, 43 is a first conductor frame, 44 is a flare stem, 45 is a bimetal and starting resistor, 46 is a second support band, and 47 is a second conductor. A frame, 48 is a conducting wire, 49 is an outer tube, and 50 is a base.

発光管41は、内径20mmの細長い石英ガラス管の両端に一対の主電極と一方の主電極に接近して1本の始動用補助極とを封着して、電極間距離42mmに設定されている。   The arc tube 41 is set to a distance of 42 mm between electrodes by sealing a pair of main electrodes and one auxiliary electrode close to one main electrode at both ends of an elongated quartz glass tube having an inner diameter of 20 mm. Yes.

第1の支持バンド42は、発光管41の図において上部側のピンチシール部を抱持して、第1の導体枠43に固定している。   The first support band 42 is fixed to the first conductor frame 43 by holding an upper pinch seal portion in the figure of the arc tube 41.

第1の導体枠43は、フレアステム44に固定されるとともに発光管41の上部の主電極に電圧を印加する。   The first conductor frame 43 is fixed to the flare stem 44 and applies a voltage to the main electrode above the arc tube 41.

フレアステム44は、外管49のネック部に封着されている。   The flare stem 44 is sealed to the neck portion of the outer tube 49.

バイメタルおよび始動抵抗45は、始動回路を形成しており、始動時に始動用補助極に近接する主電極と反対の極性の電圧を印加する。   The bimetal and the starting resistor 45 form a starting circuit, and apply a voltage having a polarity opposite to that of the main electrode adjacent to the starting auxiliary electrode at the time of starting.

第2の支持バンド46は、発光管41の図において下部のピンチシール部を抱持して、第2の導体枠47に固定している。   The second support band 46 is fixed to the second conductor frame 47 by holding a lower pinch seal portion in the figure of the arc tube 41.

第2の導体枠47は、外管49のトップ部に固定されている。   The second conductor frame 47 is fixed to the top portion of the outer tube 49.

導線48は、一端がフレアステム44の導入線に接続し、他端が第2の支持バンド46に接続して、第2の導体枠47を介して発光管41の他方の主電極に接続している。   The conducting wire 48 has one end connected to the lead wire of the flare stem 44, the other end connected to the second support band 46, and connected to the other main electrode of the arc tube 41 through the second conductor frame 47. ing.

外管49は、上記の構成により内部に発光管41、バイメタルおよび始動抵抗45を封装している。図示しないが初期ゲッタを装着して内部の不純ガスを吸着さている。   The outer tube 49 encloses the arc tube 41, the bimetal, and the starting resistor 45 in the above configuration. Although not shown, an initial getter is attached to adsorb the impure gas inside.

ところで、発光管41内には、第1のハロゲン化物としてヨウ化スカンジウムScIを3mg、ヨウ化ナトリウムNaIを15mg封入した。第2のハロゲン化物として表8に示すハロゲン化物を20mg封入し、さらに希ガスとしてアルゴン20Torrを封入した15種類のメタルハライド放電ランプを製作した。これらのランプの内、ランプ14はランプ2の仕様に加えてZnIを5mg添加したものである。また、ランプ15はランプ10の仕様に加えてFeIを5mg添加したものである。そのいずれも第2のハロゲン化物を複数種にしてランプ電圧を増大させようと企図したものである。 By the way, in the arc tube 41, 3 mg of scandium iodide ScI 3 and 15 mg of sodium iodide NaI were sealed as the first halide. Fifteen types of metal halide discharge lamps were produced in which 20 mg of the halide shown in Table 8 was sealed as the second halide, and 20 Torr of argon was sealed as the noble gas. Among these lamps, the lamp 14 is obtained by adding 5 mg of ZnI 2 in addition to the specifications of the lamp 2. The lamp 15 is obtained by adding 5 mg of FeI 2 in addition to the specifications of the lamp 10. All of them are intended to increase the lamp voltage by using a plurality of second halides.

なお、比較のために、従来例として第2のハロゲン化物に代えて水銀を40mg封入した以外は、本形態と同じ仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。   For comparison, a metal halide discharge lamp having the same specifications as in this embodiment was manufactured except that 40 mg of mercury was enclosed instead of the second halide as a conventional example.

そうして、本形態および従来例についてランプ入力400W一定で点灯してランプ電圧、発光効率、色温度および演色性を、従来例とともに測定した結果を表8に示す。   Table 8 shows the results of measuring the lamp voltage, luminous efficiency, color temperature, and color rendering properties together with the conventional example by lighting at a constant lamp input of 400 W for this embodiment and the conventional example.

[表8]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 色温度 演色性
(V) (lm/W) (K) (Ra)
1(従来例) − 132 101 4320 62
2 AlI 112 96 4120 65
3 FeI 118 95 4510 68
4 ZnI 120 98 4160 65
5 SbI 114 94 4040 69
6 MnI 83 93 4210 64
7 CrI 109 96 4260 68
8 GaI 125 97 4130 67
9 ReI 103 91 4240 69
10 MgI 78 95 4140 66
11 CoI 118 95 4480 68
12 NiI 109 95 4410 69
13 BeI 95 93 4210 63
14 AlI+ZnI 137 97 4150 65
15 MgI+FeI 105 95 4210 67

上記形態における電気特性について説明する。
[Table 8]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color temperature Color rendering
(V) (lm / W) (K) (Ra)
1 (conventional example)-132 101 4320 62
2 AlI 3 112 96 4120 65
3 FeI 2 118 95 4510 68
4 ZnI 2 120 98 4160 65
5 SbI 3 114 94 4040 69
6 MnI 2 83 93 4210 64
7 CrI 2 109 96 4260 68
8 GaI 3 125 97 4130 67
9 ReI 3 103 91 4240 69
10 MgI 2 78 95 4140 66
11 CoI 2 118 95 4480 68
12 NiI 2 109 95 4410 69
13 BeI 2 95 93 4210 63
14 AlI 3 + ZnI 2 137 97 4150 65
15 MgI 2 + FeI 2 105 95 4210 67

The electrical characteristics in the above embodiment will be described.

表8から明らかなように、従来例のランプ電圧は、水銀の封入量で決まる。   As is apparent from Table 8, the lamp voltage in the conventional example is determined by the amount of mercury enclosed.

これに対して、本形態のランプ電圧は、主として第2のハロゲン化物の蒸発量により支配されている。この場合、発光管41に保温手段を配設すると、たとえばランプ3のヨウ化鉄FeIを封入したものにおいても所要のランプ電圧を呈するのに必要な蒸発量を得ることができる。 On the other hand, the lamp voltage of this embodiment is mainly governed by the evaporation amount of the second halide. In this case, if a heat retaining means is provided in the arc tube 41, for example, even in the case where the iron iodide FeI 2 of the lamp 3 is sealed, an evaporation amount necessary to exhibit a required lamp voltage can be obtained.

したがって、発光管41の保温の程度を適当に設定することにより、従来例と同様なランプ電圧を得ることができる。   Therefore, the lamp voltage similar to that of the conventional example can be obtained by appropriately setting the degree of heat retention of the arc tube 41.

次に、発光特性について説明する。   Next, the light emission characteristics will be described.

ランプ3においては、可視域に少し第2のハロゲン化物の金属である鉄Feの発光が見られるが、水銀の発光がなくなる。   In the lamp 3, light emission of iron Fe, which is a metal of the second halide, is slightly seen in the visible range, but light emission of mercury is lost.

発光効率は、少し低下するが、演色性は少し上昇する。なお、鉄Feのハロゲン化物を単独で封入すると、強い紫外線を放射するが、第1のハロゲン化物と併せて封入することにより、強い紫外線の放射は大幅に弱められることが分かった。さらに、他の第2のハロゲン化物との混合使用によっても紫外線の放射は低減する。   Luminous efficiency is slightly reduced, but color rendering is slightly increased. In addition, it was found that when the iron Fe halide alone was encapsulated, strong ultraviolet radiation was emitted, but by encapsulating it together with the first halide, strong ultraviolet radiation was greatly attenuated. Furthermore, the emission of ultraviolet rays can be reduced by using a mixture with another second halide.

上述したように、長アーク形のメタルハライド放電ランプにおいても、環境負荷の大きい水銀を使用しなくても、ランプの電気特性および発光特性を、水銀を封入する従来技術と同等にすることができることが確認された。   As described above, even in a long arc type metal halide discharge lamp, the electric characteristics and light emission characteristics of the lamp can be made equivalent to those of the prior art in which mercury is sealed without using mercury with a large environmental load. confirmed.

また、ランプ15およびランプ16に見られるように、第2のハロゲン化物として、複数の金属を併用することにより、ランプ電圧を水銀と同様なレベルに調整することも確認された。   Further, as seen in the lamp 15 and the lamp 16, it was confirmed that the lamp voltage was adjusted to the same level as that of mercury by using a plurality of metals as the second halide.

次に、本発明の第4の形態と同一構造のメタルハライド放電ランプをランプ電力350W、300W、250Wおよび200Wで点灯したときの演色性および色温度の変化を従来例と比較して表9に示す。なお、ランプの項の数字は表8の同一数字と同一のランプを示す。   Next, Table 9 shows changes in color rendering properties and color temperatures when a metal halide discharge lamp having the same structure as that of the fourth embodiment of the present invention is lit at lamp powers of 350 W, 300 W, 250 W and 200 W, as compared with the conventional example. . In addition, the number of the term of a lamp shows the same lamp as the same number of Table 8.

[表9]
ランプ 200W 250W 300W 350W
1 演色性(Ra) 38 46 54 60
(従来例) 色温度(K) 6010 5630 5160 4530
2 演色性(Ra) 60 61 62 64
色温度(K) 4560 4450 4220 4100

表9から明らかなように、従来例はランプ電力が低減するに伴い色温度が著しく高くなるとともに、演色性が大きく低下する。
[Table 9]
Lamp 200W 250W 300W 350W
1 Color rendering (Ra) 38 46 54 60
(Conventional example) Color temperature (K) 6010 5630 5160 4530
2 Color rendering (Ra) 60 61 62 64
Color temperature (K) 4560 4450 4220 4100

As is apparent from Table 9, in the conventional example, as the lamp power is reduced, the color temperature is remarkably increased and the color rendering properties are greatly reduced.

これに対して、本形態のランプ2は演色性、色温度ともに変化が極めて少ない。   On the other hand, the lamp 2 of this embodiment has very little change in both color rendering properties and color temperature.

以上から本形態によれば、ランプ電力が変化しても演色性および色温度が殆ど変化しないので、調光が可能であることが確認された。   From the above, according to the present embodiment, it was confirmed that the color rendering was possible because the color rendering properties and the color temperature hardly changed even when the lamp power was changed.

図12は、従来の長アーク形のメタルハライド放電ランプの分光分布を示すグラフである。図において、横軸は波長(nm)を、縦軸は相対放射パワー(%)を、それぞれ示す。     FIG. 12 is a graph showing the spectral distribution of a conventional long arc metal halide discharge lamp. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm), and the vertical axis represents relative radiation power (%).

このメタルハライド放電ランプは、表8におけるランプ1であり、主な輝線スペクトルには矢印とその上に発光した元素の化学記号を付している。すなわち、このランプの発光は、主としてスカンジウムSc、ナトリウムNaおよび水銀Hgの発光により構成されている。   This metal halide discharge lamp is the lamp 1 in Table 8, and the main emission line spectrum is attached with an arrow and a chemical symbol of an element emitted thereon. That is, the light emission of this lamp is mainly composed of light emission of scandium Sc, sodium Na and mercury Hg.

そうして、ランプ入力を低減していくと、ヨウ化スカンジウムScI3やヨウ化ナトリウムNaIは蒸気圧が低いので、蒸発量が減少する。 Thus, when the lamp input is reduced, the vapor pressure of scandium iodide ScI 3 and sodium iodide NaI is low, so the amount of evaporation decreases.

一方、水銀は蒸気圧が高いので、例えばランプ入力を200Wまで下げても全てが蒸発している。すなわち、ランプ電力を低減すると、相対的に水銀による発光が支配的になり、色温度が高くなっていく。このように従来例においては、ランプ電力を変化させて調光しようとすると、色温度の大きな変化が発生してしまう。   On the other hand, since mercury has a high vapor pressure, even if the lamp input is reduced to 200 W, for example, all is evaporated. That is, when the lamp power is reduced, light emission by mercury is relatively dominant and the color temperature is increased. As described above, in the conventional example, when the lamp power is changed to adjust the light, a large change in the color temperature occurs.

これに対して、第4の形態においては、ランプ電力を低減すると、ナトリウムNaとスカンジウムScとが同じような割合で減少していく。しかも、第2のハロゲン化物の可視域の発光はわずかであるので、メタルハライド放電ランプの発光特性には殆ど影響を与えない。したがって、上記形態においては、ランプ電力を低減しても色温度の変化が少ないのである。再び表8および表9に戻って説明すると、ランプ電力を400Wから200Wまで変化させたときに、色温度が従来例では1690K変化するのに対して、第4の形態においては440Kの変化にとどまった。   On the other hand, in the fourth embodiment, when the lamp power is reduced, sodium Na and scandium Sc decrease at the same rate. In addition, since the second halide emits little light in the visible range, it hardly affects the light emission characteristics of the metal halide discharge lamp. Therefore, in the above embodiment, even if the lamp power is reduced, the change in the color temperature is small. Returning to Table 8 and Table 9 again, when the lamp power is changed from 400 W to 200 W, the color temperature changes by 1690 K in the conventional example, but only changes by 440 K in the fourth embodiment. It was.

〔実施形態7について〕 実施形態7は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の冷である。   [About Embodiment 7] Embodiment 7 is another cold of the metal halide discharge lamp of the present invention.

図13は、本発明を実施するための第5の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す要部断面正面図である。図において、51は気密容器、52は電極、53は保温手段、54は外管、55は支持バンド、56は口金、57は導入線である。     FIG. 13: is a principal part cross-sectional front view which shows the metal halide discharge lamp in the 5th form for implementing this invention. In the figure, 51 is an airtight container, 52 is an electrode, 53 is a heat retaining means, 54 is an outer tube, 55 is a support band, 56 is a base, and 57 is an introduction line.

気密容器51は、石英ガラス製で、内径12mmである。気密容器51の両端にはピンチシール部51aが形成されている。   The airtight container 51 is made of quartz glass and has an inner diameter of 12 mm. Pinch seal portions 51 a are formed at both ends of the airtight container 51.

電極52は、気密容器51内の両端において縮径された部分の中心部に位置され、基端部がピンチシール部51aに埋設されることにより、気密容器51に対して固定されて、電極間距離が17mmに設定されている。   The electrode 52 is positioned at the center of the portion that is reduced in diameter at both ends in the hermetic container 51, and the base end is embedded in the pinch seal part 51 a, so that the electrode 52 is fixed to the hermetic container 51. The distance is set to 17 mm.

保温手段53は、気密容器51の電極を取り巻く部分の外面に配設されている。   The heat retaining means 53 is disposed on the outer surface of the portion surrounding the electrode of the airtight container 51.

外管54は、石英ガラスの筒体の両端をピンチシール部54aによってシールして形成されていて、支持バンド55、55を介することによって、内部に比較的狭い間隙を形成しながら気密容器51を収納している。   The outer tube 54 is formed by sealing both ends of a quartz glass cylindrical body with a pinch seal portion 54a, and the airtight container 51 is formed through a support band 55, 55 while forming a relatively narrow gap inside. Stored.

口金56は、外管54の両端のピンチシール部54aに口金セメントによって装着されている。   The base 56 is attached to the pinch seal portions 54 a at both ends of the outer tube 54 with a base cement.

導入線57は、外管54のピンチシール部54aと気密容器51のピンチシール部51aとの間を接続している。   The introduction line 57 connects between the pinch seal portion 54 a of the outer tube 54 and the pinch seal portion 51 a of the airtight container 51.

ところで、気密容器51内には、第1のハロゲン化物としてヨウ化スカンジウムScIを1.5mg、ヨウ化ナトリウムNaIをを7.5mg、希ガスとしてアルゴンを20Torr封入するとともに、表10に示す第2のハロゲン化物をそれぞれ5mg封入したメタルハライド放電ランプを製作した。 By the way, in the airtight container 51, 1.5 mg of scandium iodide ScI 3 as a first halide, 7.5 mg of sodium iodide NaI, and 20 Torr of argon as a rare gas are sealed. A metal halide discharge lamp in which 5 mg of each of the halides 2 was enclosed was produced.

なお、比較のために表10のランプ1に掲げた従来例として第2のハロゲン化物に代えて水銀を12.5mg封入した以外は形態と同じ仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。   For comparison, a metal halide discharge lamp having the same specifications as that of the embodiment except that 12.5 mg of mercury was sealed instead of the second halide as a conventional example listed in the lamp 1 of Table 10.

そうして、製作した各ランプをランプ入力100Wで点灯してランプ電圧、発光効率、色温度および平均演色評価数Raを測定した結果を表10に示す。   Table 10 shows the results of measuring the lamp voltage, the luminous efficiency, the color temperature, and the average color rendering index Ra by lighting each manufactured lamp with a lamp input of 100 W.

[表10]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 色温度 演色性
(V) (m/W) (K) (Ra)
1(従来例) − 122 71 4120 61
2 AlI 112 67 4140 65
3 FeI 110 66 4480 67
4 ZnI 111 68 4160 64
5 SbI 106 63 4140 68
6 MnI 80 66 4250 64
7 CrI 109 66 4230 68
8 GaI 115 67 4180 67
9 CoI 110 65 4380 66
10 NiI 105 65 4460 68

表10から明らかなように、本形態においても水銀を使用しなくても電気特性および発光特性ともに水銀を封入したランプと同等にできることが確認された。
[Table 10]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color temperature Color rendering
(V) (m / W) (K) (Ra)
1 (conventional example)-122 71 4120 61
2 AlI 3 112 67 4140 65
3 FeI 2 110 66 4480 67
4 ZnI 2 111 68 4160 64
5 SbI 3 106 63 4140 68
6 MnI 2 80 66 4250 64
7 CrI 2 109 66 4230 68
8 GaI 3 115 67 4180 67
9 CoI 2 110 65 4380 66
10 NiI 2 105 65 4460 68

As is apparent from Table 10, it was confirmed that even in this embodiment, even if mercury is not used, both the electrical characteristics and the light emission characteristics can be equivalent to those of a lamp enclosing mercury.

次に、上記形態において、ランプの点灯中の圧力についてランプ1およびランプ2を比較参照して説明する。   Next, in the above embodiment, the pressure during operation of the lamp will be described with reference to the lamp 1 and the lamp 2 in comparison.

ランプ1の点灯中の圧力は水銀量(モル数)に、またランプ2の圧力はヨウ化アルミニウムAlI量に、それぞれ比例関係で依存している。 The pressure during operation of the lamp 1 depends on the amount of mercury (in moles), and the pressure of the lamp 2 depends on the amount of aluminum iodide AlI 3 in a proportional relationship.

モル数から見ると、ランプ1とランプ2とでは概ね5:1であり、点灯中の圧力も5:1である。ランプ1の推定圧力は約15気圧であるから、ランプ2は約3気圧程度になる。   From the viewpoint of the number of moles, the lamp 1 and the lamp 2 are approximately 5: 1, and the pressure during lighting is also 5: 1. Since the estimated pressure of the lamp 1 is about 15 atmospheres, the lamp 2 is about 3 atmospheres.

メタルハライド放電ランプは、長期点灯中に発光管材料である石英ガラスとハロゲン化物との反応により、石英ガラスが脆くなり、そのため発光管内の圧力に耐えられないで破裂するという問題がある。   The metal halide discharge lamp has a problem that the quartz glass becomes brittle due to the reaction between the quartz glass, which is the arc tube material, and the halide during long-term lighting, and therefore cannot burst the pressure in the arc tube.

以上から理解できるように、本発明においては、水銀を本質的に封入しないことにより、点灯中の圧力が低いので、破裂の危険性が大幅に低減する。   As can be understood from the above, in the present invention, mercury is not essentially enclosed, so that the pressure during lighting is low, so the risk of explosion is greatly reduced.

さらに、前記形態において、分光特性の立ち上がりについてランプ1およびランプ2を用いた実験を行ったので、その結果を参照して説明する。   Further, in the above-described embodiment, an experiment using the lamp 1 and the lamp 2 was performed with respect to the rise of the spectral characteristics, which will be described with reference to the results.

実験には光束の立ち上がりがスイッチオン後8秒で100%になるようにした点灯回路を用いた。そして、スイッチオン後1秒ごとに瞬間分光器を用いてランプ1とランプ2の可視域の分光分布を測定し、その結果に基づいて各時間点の色度座標を計算した。   In the experiment, a lighting circuit was used in which the rise of the luminous flux was 100% 8 seconds after the switch was turned on. Then, the spectral distribution in the visible region of the lamp 1 and the lamp 2 was measured every second after the switch was turned on, and the chromaticity coordinates at each time point were calculated based on the result.

図14は、本発明を実施するための第5の形態におけるメタルハライド放電ランプの分光特性の立ち上がりを従来例と比較して示す色度図である。図において、横軸は色度座標のx座標を、縦軸は同じくy座標を、それぞれ示し、枠で囲まれた座標領域は日本工業規格(JIS)で規定された自動車用前照灯の白色領域を示している。図中、曲線Cは本実施形態の分光特性の立ち上がりを示し、曲線Dは従来例の分光特性の立ち上がりを示す。なお、各曲線の測定値の傍らに付した数字は、スイッチオン後の経過時間を秒で表している。     FIG. 14 is a chromaticity diagram showing the rise of spectral characteristics of the metal halide discharge lamp in the fifth embodiment for carrying out the present invention in comparison with the conventional example. In the figure, the horizontal axis indicates the x coordinate of the chromaticity coordinate, the vertical axis indicates the same y coordinate, and the coordinate area surrounded by a frame is the white color of the automotive headlamp defined by Japanese Industrial Standards (JIS). Indicates the area. In the figure, curve C shows the rise of the spectral characteristics of this embodiment, and curve D shows the rise of the spectral characteristics of the conventional example. In addition, the number attached | subjected beside the measured value of each curve represents the elapsed time after switch-on in second.

従来例の場合、当初は水銀しか発光しないので、曲線Dに示すように分光特性は悪く、JISで規定された白色領域の外であり、白色領域に入るまで約1分間を要する。   In the case of the conventional example, since only mercury is emitted at the beginning, the spectral characteristics are poor as shown by the curve D, which is outside the white region defined by JIS, and it takes about 1 minute to enter the white region.

これに対して、本形態の場合には、最初からナトリウムNaとスカンジウムScとが発光しているので、白色領域に入っている。   On the other hand, in the case of this embodiment, sodium Na and scandium Sc are emitted from the beginning, so that they are in the white region.

したがって、本形態は、スイッチオン後の光束立ち上がりと分光特性の立ち上がりとがともに早く要求される用途においても、本発明が好適であることを示している。   Therefore, the present embodiment shows that the present invention is suitable for applications where both the rising of the luminous flux after switching on and the rising of the spectral characteristics are required early.

〔実施形態8について〕 実施形態8は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 8] Embodiment 8 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

図15は、本発明を実施するための第6の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す要部断面正面図である。図において、61は気密容器、62は電極、63は口金、64は外部リード線である。     FIG. 15: is a principal part cross-sectional front view which shows the metal halide discharge lamp in the 6th form for implementing this invention. In the figure, 61 is an airtight container, 62 is an electrode, 63 is a base, and 64 is an external lead wire.

気密容器61は、石英ガラスからなる回転楕円球状をなし、最大内径が32mmであり、その両端から細長い封止部61aが延在している。そして、封止部6a内において、モリブデンからなる封着金属箔を介して気密容器61を封止しながら電極62に対して電流を導入するように構成されている。   The hermetic container 61 is a spheroidal sphere made of quartz glass, has a maximum inner diameter of 32 mm, and has elongated sealing portions 61a extending from both ends thereof. And in the sealing part 6a, it is comprised so that an electric current may be introduce | transduced with respect to the electrode 62, sealing the airtight container 61 via the sealing metal foil which consists of molybdenum.

電極62は、電極軸62aおよびコイル62bからなり、電極軸62aの基端部は封止部61aに埋設されて支持されている。電極間距離は30mmである。   The electrode 62 includes an electrode shaft 62a and a coil 62b, and a base end portion of the electrode shaft 62a is embedded and supported in the sealing portion 61a. The distance between the electrodes is 30 mm.

口金63は、封止部61aの端部に口金セメントによって装着され、中央に形成した通孔から外部リード線64を導出している。   The base 63 is attached to the end of the sealing portion 61a with a base cement, and the external lead wire 64 is led out from a through hole formed in the center.

外部リード線64は、絶縁被覆で覆われ、先端に接続端子64aを備えている。   The external lead wire 64 is covered with an insulating coating and has a connection terminal 64a at the tip.

ところで、気密容器61内には第1のハロゲン化物として臭化ジスプロシウムDyBr、臭化ホルミウムHoBrおよび臭化ツリウムTmBrをそれぞれ4mg、希ガスとしてアルゴンを100Torr封入するとともに、第2のハロゲン化物として表11に示すハロゲン化物をそれぞれ30mg封入したメタルハライド放電ランプを製作した。 Incidentally, the airtight container 61 bromide dysprosium DyBr 3 as a first halide, 4 mg bromide holmium HOBr 3 and thulium bromide TMBR 3 respectively, the argon while 100Torr sealed as the rare gas, the second halide As shown in Table 11, metal halide discharge lamps each containing 30 mg of a halide shown in Table 11 were produced.

なお、比較のために従来例として、第1のハロゲン化物として本形態と同一物質をそれぞれ4mg、第2のハロゲン化物に代えて水銀を90mg封入した以外は本形態と同一の仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。   For comparison, as a conventional example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as this embodiment, except that 4 mg of the same material as the first embodiment is used as the first halide and 90 mg of mercury is enclosed instead of the second halide. Was made.

そうして、得られたメタルハライド放電ランプについて、入力電力2kWの一定入力で点灯して、ランプ電圧、発光効率、色温度および平均演色評価数Raを従来例とともに測定した結果を表11に示す。   Table 11 shows the results of measuring the lamp voltage, the light emission efficiency, the color temperature, and the average color rendering index Ra together with the conventional example by lighting the obtained metal halide discharge lamp with a constant input of 2 kW.

[表11]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 色温度 演色性
(V) (lm/W) (K) (Ra)
1(従来例) − 116 94 5120 91
2 AlI 104 92 5020 92
3 FeI 107 93 5220 90
4 ZnI 112 92 5340 92
5 SbI 106 89 5080 92
6 CrI 109 90 5020 91
7 GaI 115 90 5220 89
8 ZrI 116 88 5430 93

表11から明らかなように、本形態においても電気特性および発光特性ともに水銀を封入する従来例とほぼ同等のメタルハライド放電ランプを得ることができるのを確認した。
[Table 11]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color temperature Color rendering
(V) (lm / W) (K) (Ra)
1 (conventional example)-116 94 5120 91
2 AlI 3 104 92 5020 92
3 FeI 2 107 93 5220 90
4 ZnI 2 112 92 5340 92
5 SbI 3 106 89 5080 92
6 CrI 2 109 90 5020 91
7 GaI 3 115 90 5220 89
8 ZrI 4 116 88 5430 93

As is apparent from Table 11, it was confirmed that a metal halide discharge lamp substantially equivalent to the conventional example in which mercury is sealed in both the electrical characteristics and the light emission characteristics can also be obtained in this embodiment.

本形態における点灯中の圧力について説明する。表11のランプ1およびランプ2を比較する。ランプ1の圧力は水銀量(モル数)に、またランプ2の圧力はヨウ化アルミニウムAlI量に、それぞれ比例関係に依存しているから、モル数においては、ランプ1とランプ2とは6:1であり、したがってランプ2の点灯中の圧力はランプ1の1/6になる。ランプ1の点灯中の推定圧力は12気圧なので、ランプ2は2気圧程度となる。 The lighting pressure in this embodiment will be described. The lamp 1 and the lamp 2 in Table 11 are compared. Since the pressure of the lamp 1 depends on the proportion of mercury (mole number) and the pressure of the lamp 2 depends on the amount of aluminum iodide AlI 3 , the number of moles of the lamp 1 and the lamp 2 is 6 : 1 so that the pressure during operation of the lamp 2 is 1/6 that of the lamp 1. Since the estimated pressure during lighting of the lamp 1 is 12 atmospheres, the lamp 2 is about 2 atmospheres.

ところで、本実施形態のメタルハライド放電ランプは、投光器に装着されて使用することができるように設計されているので、投光器をなるべくコンパクトにするため、これに伴ってランプもコンパクトになっている。そのため、管壁負荷が高く、発光管の作動中の温度も高い。このように高負荷のメタルハライド放電ランプは、長期点灯中に発光管材料である石英ガラスとハロゲン化物との反応が活発であり、そのため石英ガラスが脆くなり、発光管内の圧力に耐えることができないで、破裂することがあるという問題がある。   By the way, since the metal halide discharge lamp of this embodiment is designed so that it can be used by being mounted on a projector, in order to make the projector as compact as possible, the lamp is also made compact. Therefore, the tube wall load is high and the temperature during operation of the arc tube is also high. In such a high-load metal halide discharge lamp, the reaction between the quartz glass, which is the arc tube material, and the halide is active during long-term lighting, so that the quartz glass becomes brittle and cannot withstand the pressure in the arc tube. There is a problem that it may burst.

しかしながら、本形態においては、点灯中の圧力が小さいから、破裂の危険が著しく減少する。   However, in this embodiment, since the pressure during lighting is small, the risk of explosion is significantly reduced.

また、上記の投光器はスポーツ競技場で使用されるが、このような用途においては瞬時再始動が要求される。そして、瞬時再始動時には高圧パルス電圧を印加する。ランプ1においては、35kVのパルス電圧を必要とするが、本形態においては、ランプ2ないし8のいずれにおいても点灯中の圧力が低いから、8kV以下のパルス電圧の印加で瞬時再始動が可能であった。   Moreover, although said projector is used in a sports stadium, instantaneous restart is requested | required in such an application. A high-voltage pulse voltage is applied at the time of instantaneous restart. The lamp 1 requires a pulse voltage of 35 kV, but in this embodiment, since the pressure during lighting is low in any of the lamps 2 to 8, an instantaneous restart is possible by applying a pulse voltage of 8 kV or less. there were.

〔実施形態9について〕 実施形態9は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 9] Embodiment 9 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図11に示すの同様な構造およびサイズであるが、放電媒体として以下のものを封入した。   The metal halide discharge lamp of this embodiment has the same structure and size as shown in FIG. 11, but the following was enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI3mg、
ヨウ化ナトリウムNaI15mg
第2のハロゲン化物:表12に示すハロゲン化物20mg
第3のハロゲン化物:ヨウ化セシウムCsI3mg
希ガス :アルゴン20Torr
比較例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない以外は本実施形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 3 mg of scandium iodide ScI 3,
Sodium iodide NaI 15mg
Second halide: 20 mg of halide shown in Table 12
Third halide: CesI iodide 3 mg
Noble gas: Argon 20 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as in the present embodiment was manufactured except that cesium iodide CsI was not enclosed.

さらに、従来例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない他は本形態と同一仕様の封入物に加えて水銀を40mg封入したメタルハライド放電ランプを製作した。また、比較例として、従来例と同一仕様に加えてヨウ化セシウムCsIを封入したものを製作した。   Further, as a conventional example, a metal halide discharge lamp in which 40 mg of mercury was sealed in addition to the same specification as that of the present embodiment except that cesium iodide CsI was not sealed was manufactured. Further, as a comparative example, a product in which cesium iodide CsI was sealed in addition to the same specification as the conventional example was manufactured.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力400W一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表12に示す。なお、本形態、従来例および比較例のいずれも発光管を収納する外管内は窒素を400Torr封入した。   Then, Table 12 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra for the present embodiment, the comparative example, and the conventional example with the lamp input constant at 400 W. In all of the present embodiment, the conventional example, and the comparative example, 400 Torr of nitrogen was sealed in the outer tube that accommodates the arc tube.

[表12]
ランプ CsI 第2のハロゲン化物 発光効率(lm/W) 演色性(Ra)
1(従来例) a なし − 101 62
b あり − 98 61
2 a なし AlI3 96 65
b あり 同上 106 67
3 a なし ZnI 94 68
b あり 同上 108 70
4 a なし GaI 97 67
b あり 同上 107 70

表12から明らかなように、水銀を封入している従来例においては、ヨウ化セシウムCsIを封入すると、発光効率が若干低下する。
[Table 12]
Lamp CsI Second halide Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra)
1 (conventional example) a None-101 62
b Yes-98 61
2 a None AlI 3 96 65
b Yes Same as above 106 67
3 a None ZnI 2 94 68
b Yes Same as above 108 70
4 a None GaI 3 97 67
b Yes Same as above 107 70

As is apparent from Table 12, in the conventional example in which mercury is encapsulated, the luminous efficiency is slightly lowered when cesium iodide CsI is encapsulated.

また、水銀を封入しない比較例(ランプ2〜4のa)では、発光効率は水銀を封入している従来例よりは低い。   Further, in the comparative example in which mercury is not sealed (a of lamps 2 to 4), the luminous efficiency is lower than that in the conventional example in which mercury is sealed.

これに対して、本形態(ランプ2〜4のb)においては、発光効率が向上して従来例より良好になる。これは、従来例においてはナトリウムNaおよびスカンジウムScの発光に加えて水銀も発光しており、水銀は既述のように発光効率が低いからである。一方、本実施形態においては、発光のために消費されるエネルギーが水銀に分配されないで、全て発光金属の発光に回されるので、発光効率が明らかに向上する。   On the other hand, in this embodiment (b of lamps 2 to 4), the light emission efficiency is improved and is better than the conventional example. This is because mercury is emitted in addition to the emission of sodium Na and scandium Sc in the conventional example, and mercury has low luminous efficiency as described above. On the other hand, in the present embodiment, the energy consumed for light emission is not distributed to mercury, but all is used for light emission of the light emitting metal, so that the light emission efficiency is clearly improved.

また、本形態においては、演色性も比較例(ランプ2〜4のa)より若干向上する。   Further, in this embodiment, the color rendering is also slightly improved as compared with the comparative example (a of lamps 2 to 4).

〔実施形態10について〕 実施形態10は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 10] Embodiment 10 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態は、図11に示すメタルハライド放電ランプの構造において、発光管1が内径12mm、電極間距離が17mmのサイズである。そして、放電媒体として以下のものを封入した。   In the present embodiment, in the structure of the metal halide discharge lamp shown in FIG. 11, the arc tube 1 has a size with an inner diameter of 12 mm and a distance between electrodes of 17 mm. And the following were enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI1.5mg、
ヨウ化ナトリ
ウムNaI7.5mg
第2のハロゲン化物:表13に示すハロゲン化物5mg
第3のハロゲン化物:ヨウ化セシウムCsI1.5mg
希ガス :アルゴン20Torr
比較例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない以外は本形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 1.5 mg of scandium iodide ScI 3 ,
Sodium iodide NaI 7.5mg
Second halide: 5 mg of the halide shown in Table 13
Third halide: Cesium iodide CsI 1.5 mg
Noble gas: Argon 20 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as this embodiment was manufactured except that cesium iodide CsI was not enclosed.

さらに、従来例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない他は本形態と同一仕様の封入物に加えて水銀を12.5mg封入したメタルハライド放電ランプを製作した。また、比較例として、従来例と同一仕様に加えてヨウ化セシウムCsIを封入したものを製作した。   Further, as a conventional example, a metal halide discharge lamp was manufactured in which 12.5 mg of mercury was sealed in addition to the same specification as that of the present embodiment except that cesium iodide CsI was not sealed. Further, as a comparative example, a product in which cesium iodide CsI was sealed in addition to the same specification as the conventional example was manufactured.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力100W一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表13に示す。なお、本形態、従来例および比較例のいずれも発光管を収納する外管内は窒素を400Torr封入した。   Then, Table 13 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering properties (average salt color evaluation number) Ra of the present embodiment, the comparative example, and the conventional example with the lamp input constant 100 W and lighting. In all of the present embodiment, the conventional example, and the comparative example, 400 Torr of nitrogen was sealed in the outer tube that accommodates the arc tube.

[表13]
ランプ CsI 第2のハロゲン化物 発光効率 演色性
(lm/W) (Ra)
1(従来例) a なし − 71 61
b あり − 69 60
2 a なし AlI 67 65
b あり 同上 77 66
3 a なし NiI 65 68
b あり 同上 76 68
4 a なし MnI 68 64
b あり 同上 77 63

本形態も実施形態9におけるのと同様の傾向が認められた
〔実施形態11について〕 本実施形態は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。
[Table 13]
Lamp CsI Second halide Luminous efficiency Color rendering
(Lm / W) (Ra)
1 (conventional example) a None-71 61
b Yes-69 60
2 a None AlI 3 67 65
b Yes Same as above 77 66
3 a None NiI 2 65 68
b Yes Same as above 76 68
4 a None MnI 2 68 64
b Yes Same as above 77 63

In this embodiment, the same tendency as in Embodiment 9 was recognized. [About Embodiment 11] This embodiment is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図11に示すメタルハライド放電ランプの構造において、発光管1が内径25mm、電極間距離が60mmのサイズである。そして、放電媒体として以下のものを封入した。   The metal halide discharge lamp of the present embodiment has a size of the arc tube 1 having an inner diameter of 25 mm and an interelectrode distance of 60 mm in the structure of the metal halide discharge lamp shown in FIG. And the following were enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化ジスプロシウムDyI12mg、
ヨウ化タリウムTlI3mg
第2のハロゲン化物:表14に示すハロゲン化物40mg
第3のハロゲン化物:ヨウ化セシウムCsI15mg
希ガス :アルゴン18Torr
比較例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない以外は本実施形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 12 mg of dysprosium iodide DyI 3 ,
Thallium iodide TlI 3mg
Second halide: 40 mg of the halide shown in Table 14
Third halide: Cesium iodide CsI 15 mg
Noble gas: Argon 18 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as in the present embodiment was manufactured except that cesium iodide CsI was not enclosed.

さらに、従来例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない他は本形態と同一仕様の封入物に加えて水銀を150mg封入したメタルハライド放電ランプを製作した。また、比較例として、従来例と同一仕様に加えてヨウ化セシウムCsIを封入したものを製作した。   Further, as a conventional example, a metal halide discharge lamp was manufactured in which 150 mg of mercury was sealed in addition to the same specification as that of this embodiment except that cesium iodide CsI was not sealed. Further, as a comparative example, a product in which cesium iodide CsI was sealed in addition to the same specification as the conventional example was manufactured.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力1kW一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表14に示す。なお、本形態、従来例および比較例のいずれも発光管を収納する外管内は窒素を400Torr封入した。   Then, Table 14 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra of the present embodiment, the comparative example, and the conventional example when the lamp input is kept constant at 1 kW. In all of the present embodiment, the conventional example, and the comparative example, 400 Torr of nitrogen was sealed in the outer tube that accommodates the arc tube.

[表14]
ランプ CsI 第2のハロゲン化物 発光効率(lm/W) 演色性(Ra)
1(従来例) a なし − 81 92
b あり − 80 93
2 a なし AlI 74 92
b あり 同上 88 93
3 a なし SbI 76 91
b あり 同上 87 92
4 a なし FeI 75 92
b あり 同上 86 92

本形態も実施形態9、10と同様の傾向が認められた。
[Table 14]
Lamp CsI Second halide Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra)
1 (conventional example) a None-81 92
b Yes-80 93
2 a None AlI 3 74 92
b Yes Same as above 88 93
3 a None SbI 3 76 91
b Yes Same as above 87 92
4 a None FeI 2 75 92
b Yes Same as above 86 92

In this embodiment, the same tendency as in Embodiments 9 and 10 was recognized.

〔実施形態12について〕 実施形態12は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 12] Embodiment 12 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図15に示すメタルハライド放電ランプの構造において、発光管1が内径32mm、電極間距離が30mmのサイズである。そして、放電媒体として以下のものを封入した。   The metal halide discharge lamp of the present embodiment has a size in which the arc tube 1 has an inner diameter of 32 mm and an interelectrode distance of 30 mm in the structure of the metal halide discharge lamp shown in FIG. And the following were enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:臭化ジスプロシウムDyBr4mg、
臭化ホルミウムHoBr4mg、
臭化ツリウムTmBr4mg
第2のハロゲン化物:表15に示すハロゲン化物30mg
第3のハロゲン化物:ヨウ化セシウムCsI5mg
希ガス :アルゴン100Torr
比較例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない以外は本施形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 4 mg of dysprosium bromide DyBr 3 ,
4 mg of holmium bromide 3
Thulium bromide TmBr 3 4mg
Second halide: 30 mg of halide shown in Table 15
Third halide: CesI iodide CsI 5 mg
Noble gas: Argon 100 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as the present embodiment was manufactured except that cesium iodide CsI was not enclosed.

さらに、従来例として、ヨウ化セシウムCsIを封入しない他は本形態と同一仕様の封入物に加えて水銀を90mg封入したメタルハライド放電ランプを製作した。また、比較例として、従来例と同一仕様に加えてヨウ化セシウムCsIを封入したものを製作した。   Further, as a conventional example, a metal halide discharge lamp in which 90 mg of mercury was sealed in addition to the same specification as that of the present embodiment except that cesium iodide CsI was not sealed was manufactured. Further, as a comparative example, a product in which cesium iodide CsI was sealed in addition to the same specification as the conventional example was manufactured.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力2kW一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表15に示す。   Then, Table 15 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra of the present embodiment, the comparative example, and the conventional example when the lamp input is turned on at a constant 2 kW.

[表15]
ランプ CsI 第2のハロゲン化物 発光効率(lm/W) 演色性(Ra)
1(従来例) a なし − 94 91
b あり − 93 92
2 a なし AlI 87 92
b あり 同上 101 93
3 a なし MnI 86 90
b あり 同上 100 92
4 a なし FeI 88 92
b あり 同上 102 93

本形態も実施形態9ないし11とほぼ同様の傾向が認められた。
[Table 15]
Lamp CsI Second halide Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra)
1 (conventional example) a None-94 91
b Yes-93 92
2 a None AlI 3 87 92
b Yes Same as above 101 93
3 a None MnI 2 86 90
b Yes Same as above 100 92
4 a None FeI 2 88 92
b Yes Same as above 102 93

A tendency similar to that of Embodiments 9 to 11 was also observed in this embodiment.

〔実施形態13について〕 実施形態13は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 13] Embodiment 13 is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図11に示すメタルハライド放電ランプの構造において、発光管1が内径20mm、電極間距離が42mmのサイズである。外管49内を10-4Torr以下の真空にした。そして、放電媒体として以下のものを封入した。 The metal halide discharge lamp of the present embodiment has a size in which the arc tube 1 has an inner diameter of 20 mm and an interelectrode distance of 42 mm in the structure of the metal halide discharge lamp shown in FIG. The inside of the outer tube 49 was evacuated to 10 −4 Torr or less. And the following were enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI3mg、
ヨウ化ナトリウムNaI15mg
第2のハロゲン化物:表16に示すハロゲン化物20mg
希ガス :アルゴン20Torr
比較例として、外管49内にガスとして窒素を400Torr封入した以外は本形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 3 mg of scandium iodide ScI 3,
Sodium iodide NaI 15mg
Second halide: 20 mg of halide shown in Table 16
Noble gas: Argon 20 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as the present embodiment was manufactured except that 400 Torr of nitrogen was enclosed in the outer tube 49 as a gas.

さらに、従来例として、さらに水銀を40mg封入し、外管49内を上記と同様にガスを封入したものと、比較例としてガスに代えて真空にしたものを製作した。   Furthermore, as a conventional example, 40 mg of mercury was further sealed, and a gas was sealed in the outer tube 49 in the same manner as described above, and a vacuum was used instead of gas as a comparative example.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力400W一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表16に示す。   Table 16 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra of the present embodiment, the comparative example, and the conventional example when the lamp input is kept constant at 400 W.

[表16]
ランプ 外管内 第2のハロゲン化物化物 発光効率(lm/W) 演色性(Ra)
1(従来例) a ガス − 101 62
b 真空 − 103 63
2 a ガス AlI 96 65
b 真空 同上 106 67
3 a ガス FeI 95 68
b 真空 同上 107 70
4 a ガス GaI 97 67
b 真空 同上 108 69

表16から明らかなように、水銀を封入している従来例および比較例においては、発光効率、演色性Raともに外管49内がガス封入であると真空であるとそれほど差がない。
[Table 16]
Lamp Outer tube 2nd halide Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra)
1 (conventional example) a gas-101 62
b Vacuum-103 63
2 a gas AlI 3 96 65
b Vacuum Same as above 106 67
3 a gas FeI 2 95 68
b Vacuum Same as above 107 70
4 a gas GaI 3 97 67
b Vacuum Same as above 108 69

As apparent from Table 16, in the conventional example and the comparative example in which mercury is sealed, there is not much difference between the luminous efficiency and the color rendering property Ra when the gas is sealed in the outer tube 49 and in the vacuum.

これに対して、水銀を封入していない場合には、外管内にガスを封入した比較例においては、発光効率が水銀を封入している従来例より低い。   On the other hand, when mercury is not sealed, the luminous efficiency is lower in the comparative example in which gas is sealed in the outer tube than in the conventional example in which mercury is sealed.

外管内を真空にした本形態においては、発光効率が従来例より明らかに優れている。これは、従来例においてはナトリウムNaおよびスカンジウムScの発光に加えて水銀も発光しており、水銀は既述のように発光効率が低いからである。本形態においては、エネルギーが全て発光金属に回される。また、演色性においても本形態は若干優れている。   In this embodiment in which the inside of the outer tube is evacuated, the luminous efficiency is clearly superior to the conventional example. This is because mercury is emitted in addition to the emission of sodium Na and scandium Sc in the conventional example, and mercury has low luminous efficiency as described above. In this embodiment, all energy is transferred to the luminescent metal. Further, the present embodiment is slightly superior in color rendering.

本形態も実施形態9ないし11とほぼ同様の傾向が認められた。   A tendency similar to that of Embodiments 9 to 11 was also observed in this embodiment.

〔実施形態14について〕 本実施形態は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [Embodiment 14] This embodiment is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図11に示すメタルハライド放電ランプの構造において、発光管1が内径12mm、電極間距離が17mmのサイズである。外管49内は10−4Torr以下の真空にした。そして、放電媒体として以下のものを封入した。 The metal halide discharge lamp of the present embodiment has a size in which the arc tube 1 has an inner diameter of 12 mm and an interelectrode distance of 17 mm in the structure of the metal halide discharge lamp shown in FIG. The inside of the outer tube 49 was evacuated to 10 −4 Torr or less. And the following were enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI1.5mg、
ヨウ化ナトリウムNaI7.5mg
第2のハロゲン化物:表17に示すハロゲン化物5mg
希ガス :アルゴン20Torr
比較例として、外管49内にガスとして窒素を400Torr封入した以外は本形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 1.5 mg of scandium iodide ScI 3 ,
Sodium iodide NaI 7.5mg
Second halide: 5 mg of the halide shown in Table 17
Noble gas: Argon 20 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as the present embodiment was manufactured except that 400 Torr of nitrogen was enclosed in the outer tube 49 as a gas.

さらに、従来例として、さらに水銀を12.5mg封入し、外管49内を上記と同様にガスを封入したものと、比較例としてガスに代えて真空にしたものを製作した。   Furthermore, as a conventional example, 12.5 mg of mercury was further sealed, and a gas was sealed in the outer tube 49 in the same manner as described above, and a vacuum was used instead of gas as a comparative example.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力100W一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表17に示す。   Table 17 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra of the present embodiment, the comparative example, and the conventional example when the lamp input is kept constant at 100 W.

[表17]
ランプ 外管内 第2のハロゲン化物化物 発光効率(lm/W) 演色性(Ra)
1(従来例) a ガス − 71 61
b 真空 − 74 64
2 a ガス AlI 67 65
b 真空 同上 77 67
3 a ガス NiI 65 68
b 真空 同上 76 70
4 a ガス ZnI 68 64
b 真空 同上 79 66

本形態も実施形態13とほぼ同様の傾向が認められた。
[Table 17]
Lamp Outer tube 2nd halide Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra)
1 (conventional example) a gas-71 61
b Vacuum-74 64
2 a gas AlI 3 67 65
b Vacuum Same as above 77 67
3 a gas NiI 2 65 68
b Vacuum Same as above 76 70
4 a gas ZnI 2 68 64
b Vacuum Same as above 79 66

A tendency similar to that of the thirteenth embodiment was also observed in this embodiment.

〔実施形態15について〕 本実施形態は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 15] This embodiment is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図11に示すメタルハライド放電ランプの構造において、発光管1が内径25mm、電極間距離が60mmのサイズである。外管49内は10−4Torr以下の真空にした。そして、放電媒体として以下のものを封入した。 The metal halide discharge lamp of the present embodiment has a size of the arc tube 1 having an inner diameter of 25 mm and an interelectrode distance of 60 mm in the structure of the metal halide discharge lamp shown in FIG. The inside of the outer tube 49 was evacuated to 10 −4 Torr or less. And the following were enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化ジスプロシウムDyI12mg、
ヨウ化タリウムTlI3mg
第2のハロゲン化物:表18に示すハロゲン化物40mg
希ガス :アルゴン18Torr
比較例として、外管49内にガスとして窒素を400Torr封入した以外は本形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 12 mg of dysprosium iodide DyI 3 ,
Thallium iodide TlI 3mg
Second halide: 40 mg of the halide shown in Table 18
Noble gas: Argon 18 Torr
As a comparative example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as the present embodiment was manufactured except that 400 Torr of nitrogen was enclosed in the outer tube 49 as a gas.

さらに、従来例として、さらに水銀を150mg封入し、外管49内を上記と同様にガスを封入したものと、比較例としてガスに代えて真空にしたものを製作した。   Further, as a conventional example, 150 mg of mercury was further sealed and a gas was sealed in the outer tube 49 in the same manner as described above, and a vacuum was used instead of gas as a comparative example.

そうして、本形態、比較例および従来例について、ランプ入力1kW一定で点灯して、発光効率および演色性(平均塩色評価数)Raを測定した結果を表18に示す。   Table 18 shows the results of measuring the luminous efficiency and the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra of the present embodiment, the comparative example, and the conventional example when the lamp input is turned on at a constant 1 kW.

[表18]
ランプ 外管内 第2のハロゲン化物化物 発光効率(lm/W) 演色性(Ra)
1(従来例) a ガス − 81 92
b 真空 − 83 93
2 a ガス AlI 74 92
b 真空 同上 88 93
3 a ガス SbI 76 91
b 真空 同上 87 92
4 a ガス MnI 75 92
b 真空 同上 86 92

本形態も実施形態13および14とほぼ同様の傾向が認められた。
[Table 18]
Lamp Outer tube 2nd halide Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra)
1 (conventional example) a gas-81 92
b Vacuum-83 93
2 a gas AlI 3 74 92
b Vacuum Same as above 88 93
3 a gas SbI 3 76 91
b Vacuum Same as above 87 92
4 a gas MnI 2 75 92
b Vacuum Same as above 86 92

A tendency similar to that of Embodiments 13 and 14 was also observed in this embodiment.

〔実施形態16について〕 本実施形態は、本発明のメタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 16] This embodiment is another example of the metal halide discharge lamp of the present invention.

図16は、本発明を実施するための第7の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図である。図11と同様部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、長アーク形で直流点灯用に構成されている点で異なる。     FIG. 16: is a front view which shows the metal halide discharge lamp in the 7th form for implementing this invention. The same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. This embodiment is different in that it is a long arc type and is configured for DC lighting.

すなわち、発光管41は、内径18mmで、一端に陰極41aおよび補助極41bを封着し、他端に陽極41cを封着している。   That is, the arc tube 41 has an inner diameter of 18 mm, and the cathode 41a and the auxiliary electrode 41b are sealed at one end and the anode 41c is sealed at the other end.

陰極41aは、直径1mm、長さ15mmのトリウム入りタングステン棒の内端に直径0.4mmのタングステン線を巻回することにより形成されている。   The cathode 41a is formed by winding a tungsten wire having a diameter of 0.4 mm around the inner end of a thorium-containing tungsten rod having a diameter of 1 mm and a length of 15 mm.

補助極41bは、0.3mmのタングステン線からなる。   The auxiliary electrode 41b is made of a 0.3 mm tungsten wire.

陽極41cは、先端側が1.8mm、基端側が1.2mmに形成されたタングステン棒からなる。   The anode 41c is made of a tungsten rod having a tip end side of 1.8 mm and a base end side of 1.2 mm.

陰極41a、補助極41bおよび陽極41cは、封止部41e内に気密に埋設されたモリブデンからなる封着箔41dにそれぞれ接続されている。   The cathode 41a, the auxiliary electrode 41b, and the anode 41c are respectively connected to a sealing foil 41d made of molybdenum that is hermetically embedded in the sealing portion 41e.

陽極41cは、封着箔41e、導体48’およびフレアステム44を介して口金50に接続している。   The anode 41 c is connected to the base 50 through the sealing foil 41 e, the conductor 48 ′, and the flare stem 44.

補助極41bは、始動抵抗器45’を介して導体48’に接続している。   The auxiliary electrode 41b is connected to the conductor 48 'via the starting resistor 45'.

陰極41aは、導体48”およびフレアステム44を介して口金50に接続している。   The cathode 41 a is connected to the base 50 via a conductor 48 ″ and a flare stem 44.

電極間距離は40mmに設定されている。   The distance between the electrodes is set to 40 mm.

発光管41の陰極41a側の端部には、白金を主成分とする保温膜41fが形成されている。   At the end of the arc tube 41 on the cathode 41a side, a heat insulating film 41f mainly composed of platinum is formed.

外管49は、内径40mmのガラス管からなり、内部は真空にしてある。   The outer tube 49 is made of a glass tube having an inner diameter of 40 mm, and the inside is evacuated.

放電媒体として以下のものを封入した。   The following was enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI3mg、
ヨウ化ナトリウムNaI15mg
第2のハロゲン化物:表19に示すハロゲン化物20mg
希ガス :280Torr
また、比較例として第2のハロゲン化物に代えて水銀40mgを封入した以外は、本形態と同一仕様のランプを製作した。
First halide: 3 mg of scandium iodide ScI 3,
Sodium iodide NaI 15mg
Second halide: 20 mg of halide shown in Table 19
Noble gas: 280 Torr
As a comparative example, a lamp having the same specifications as in this embodiment was manufactured except that 40 mg of mercury was enclosed instead of the second halide.

そうして、本形態のランプをそれぞれ各5本、比較例のランプを3本製作して、定格出力360W一定で直流点灯して、ランプ電圧(V)、発光効率(lm/W)、演色性(平均演色評価数)Raおよび色温度(K)を測定した結果を平均値にして表19に示す。   Then, each of the five lamps of this embodiment and three of the comparative example lamps were manufactured, and the DC output was performed at a constant rated output of 360 W. The lamp voltage (V), luminous efficiency (lm / W), color rendering The results of measuring the property (average color rendering index) Ra and the color temperature (K) are shown in Table 19 as average values.

[表19]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 演色性 色温度
(V) (lm/W) (Ra) (K)
1(比較例) − 132 101 62 4320
2 AlI 112 96 65 4120
3 ZnI 120 98 65 4160
4 GaI 125 97 67 4130

本形態は、表19から明らかなように、比較例に較べて発光効率は若干低下するが、その他の特性は遜色がない。
[Table 19]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(V) (lm / W) (Ra) (K)
1 (Comparative Example)-132 101 62 4320
2 AlI 3 112 96 65 4120
3 ZnI 2 120 98 65 4160
4 GaI 3 125 97 67 4130

As is clear from Table 19, the light emission efficiency of this embodiment is slightly lower than that of the comparative example, but other characteristics are not inferior.

次に、表19のランプ3(本形態)およびランプ1(比較例)について、ランプ入力を200W、250Wおよび300Wにしたときの演色性Raおよび色温度(K)を測定した結果を表20に示す。   Next, Table 20 shows the results of measuring the color rendering property Ra and the color temperature (K) when the lamp input is 200 W, 250 W, and 300 W for the lamp 3 (this embodiment) and the lamp 1 (comparative example) in Table 19. Show.

[表20]
ランプ 項目 200W 250W 300W
1(比較例) Ra 38 46 57
色温度(K) 6010 5680 5210
3 Ra 59 62 63
色温度(K) 4500 4210 4150

表20から明らかなように、比較例は、ランプ入力が定格値より少なくなるにしたがって演色性Raが低下し、色温度(K)が上昇した。これに対して、本形態はいずれも変化が少なかった。すなわち、本形態は調光が可能である。
[Table 20]
Lamp Item 200W 250W 300W
1 (Comparative example) Ra 38 46 57
Color temperature (K) 6010 5680 5210
3 Ra 59 62 63
Color temperature (K) 4500 4210 4150

As is apparent from Table 20, in the comparative example, the color rendering property Ra decreased and the color temperature (K) increased as the lamp input decreased from the rated value. On the other hand, there was little change in this form. That is, this embodiment can be dimmed.

また、本形態および比較例の各ランプについて、定格に対して10%増しの400Wにおいて2時間点灯−10分間消灯の条件による水平点灯を行ったときの発光管破裂の有無と、定格点灯において2秒消灯した後の瞬時再始動電圧の測定と、を行った。その結果、約2500時間の点灯を経過しても発光管の破裂はなく、瞬時再始動電圧の平均値は表21に示すとおりであった。   In addition, with respect to each lamp of this embodiment and the comparative example, whether or not the arc tube ruptures when performing horizontal lighting under the condition of lighting for 2 hours at 400 W increased by 10% with respect to the rating and turning off for 10 minutes, and 2 for rated lighting. The instantaneous restart voltage after the light was turned off for 2 seconds was measured. As a result, even after about 2500 hours of lighting, the arc tube did not rupture, and the average value of the instantaneous restart voltage was as shown in Table 21.

[表21]
ランプ 第2のハロゲン化物 再始動電圧(kV)
1(比較例) − 1.8
2 AlI 0.89
3 ZnI 0.8
4 GaI 1.0

本形態は再始動電圧が比較例に較べて著しく低い。


〔実施形態17について〕 実施形態17は、メタルハライド放電ランプの他の例である。
[Table 21]
Lamp Second halide restart voltage (kV)
1 (Comparative Example) -1.8
2 AlI 3 0.89
3 ZnI 2 0.8
4 GaI 3 1.0

In this embodiment, the restart voltage is significantly lower than that of the comparative example.


[About Embodiment 17] Embodiment 17 is another example of a metal halide discharge lamp.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図6に示す移動体の前照灯用に好適なメタルハライド放電ランプの構造およびサイズにおいて、放電媒体として以下のものを封入した。   The metal halide discharge lamp of this embodiment encloses the following as a discharge medium in the structure and size of a metal halide discharge lamp suitable for a moving body headlamp shown in FIG.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI0.14mg、
ヨウ化ナトリウムNaI0.7mg
第2のハロゲン化物:表19に示すハロゲン化物0.4mg
希ガス :キセノン5気圧
また、従来例として、さらに水銀を1mg封入したものを製作した。
First halide: scandium iodide ScI 3 0.14 mg,
Sodium iodide NaI 0.7mg
Second halide: 0.4 mg of the halide shown in Table 19
Noble gas: Xenon 5 atm As a conventional example, 1 mg of mercury was further sealed.

そうして、本形態および従来例について、ランプ入力35W一定で点灯して、ランプ電圧、発光効率、演色性(平均塩色評価数)Raおよび色温度を測定した結果を表22に示す。   Table 22 shows the results of measuring the lamp voltage, the luminous efficiency, the color rendering property (average salt color evaluation number) Ra, and the color temperature of the present embodiment and the conventional example when the lamp input is 35 W constant.

[表22]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 演色性 色温度
(V) (lm/W) (Ra) (K)
1(従来例) − 83 87 63 4120
2 AlI 65 81 68 3960
3 FeI 70 79 71 4210
4 ZnI 75 81 65 3830
5 MnI 66 81 65 4230
6 GaI 76 78 65 4330

従来例のランプ電圧は、水銀の封入量で決まるが、本形態では第2のハロゲン化物の蒸発量で決まる。したがって、発光管の保温を良好にしておくことにより、所要のランプ電圧を容易に得ることができる。表22から理解できるように、本形態においてはランプ電圧は従来例より低めになるが、50V以上であり、この種の小形のメタルハライド放電ランプは、電子化された点灯回路を用いて点灯するので、実用的に問題ない。特性面では、発光効率は少し劣るが、可視域に少し添加金属(アルミニウムAlなど)の発光があるので、演色性は向上する傾向がある。
[Table 22]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(V) (lm / W) (Ra) (K)
1 (conventional example)-83 87 63 4120
2 AlI 3 65 81 68 3960
3 FeI 2 70 79 71 4210
4 ZnI 2 75 81 65 3830
5 MnI 2 66 81 65 4230
6 GaI 3 76 78 65 4330

The lamp voltage in the conventional example is determined by the amount of mercury enclosed, but in this embodiment, it is determined by the amount of evaporation of the second halide. Therefore, the required lamp voltage can be easily obtained by keeping the arc tube warm. As can be seen from Table 22, in this embodiment, the lamp voltage is lower than the conventional example, but it is 50 V or more, and this type of small metal halide discharge lamp is lit using an electronic lighting circuit. No problem in practical use. In terms of characteristics, the luminous efficiency is a little inferior, but there is a slight emission of added metal (such as aluminum Al) in the visible range, so the color rendering tends to improve.

図17は、実施形態17における表22のランプ2およびランプ1の色度の変化を示す色度図である。     FIG. 17 is a chromaticity diagram illustrating changes in chromaticity of the lamp 2 and the lamp 1 in Table 22 according to the seventeenth embodiment.

この色度図は、日本工業規格JIS D 5500−1984において自動車用ランプ類の解説の中で説明されている白の色度範囲を示している。そして、図中曲線Eは、本実施形態の色度の変化を示す。曲線Fは、従来例の色度の変化を示す。各曲線の測定点の近くに付与した数字は、点灯開始後の経過時間(秒)を示している。これらの測定は、各ランプを電源入力直後に2.6Aのランプ電流を流し、徐々に電流を絞って35Wの定格ランプ電力に定電力制御するように設定した点灯回路を用いて点灯して行った。   This chromaticity diagram shows the white chromaticity range described in the description of automotive lamps in Japanese Industrial Standard JIS D 5500-1984. A curve E in the figure shows a change in chromaticity of the present embodiment. Curve F shows the change in chromaticity of the conventional example. The number given near the measurement point of each curve shows the elapsed time (seconds) after the start of lighting. These measurements were made by lighting each lamp with a lighting circuit that was set so that a 2.6 A lamp current would flow immediately after the power was input, and the current was gradually reduced to a constant lamp power of 35 W. It was.

図17から明らかなように、本形態においては、点灯後0.5秒以内に発光が白色範囲に入るのに対して、従来例では18秒後に白色範囲に入った。   As apparent from FIG. 17, in this embodiment, the light emission enters the white range within 0.5 seconds after lighting, whereas in the conventional example, the light emission enters the white range after 18 seconds.

次に、表22におけるランプ2および1をランプ入力15W、20W、25Wおよび30Wで点灯したときの平均演色評価数Raおよび色温度(K)を測定した結果を表23に示す。   Next, Table 23 shows the results of measuring the average color rendering index Ra and the color temperature (K) when the lamps 2 and 1 in Table 22 are turned on with lamp inputs 15 W, 20 W, 25 W and 30 W.

[表23]
ランプ 項目 15W 20W 25W 30W
1(従来例) Ra 40 45 58 61
色温度(K) 5640 4970 4630 4350
2 Ra 63 64 65 66
色温度(K) 4280 4220 4110 4040

ランプ1(従来例)は、水銀の蒸気圧が高いので、ランプ入力15Wに低減しても水銀は全て蒸発している。このため、ランプ入力が少なくなるにしたがって水銀の発光が支配的になってきて色温度が上昇し、反対に演色性が低下していくので、従来例は実用的な意味で調光には向かないことが理解できるであろう。
[Table 23]
Lamp Item 15W 20W 25W 30W
1 (conventional example) Ra 40 45 58 61
Color temperature (K) 5640 4970 4630 4350
2 Ra 63 64 65 66
Color temperature (K) 4280 4220 4110 4040

Since the lamp 1 (conventional example) has a high vapor pressure of mercury, even if the lamp input is reduced to 15 W, all the mercury is evaporated. For this reason, as the lamp input decreases, the emission of mercury becomes dominant and the color temperature rises.On the other hand, the color rendering property decreases, so the conventional example is suitable for dimming in a practical sense. You will understand that

これに対して、ランプ2(本形態)は、演色性および色温度とも変化が少なく、十分調光に適していることを理解できる。   On the other hand, it can be understood that the lamp 2 (the present embodiment) is sufficiently suitable for dimming with little change in color rendering properties and color temperature.

さらに、本形態の瞬時再始動(ホットリスタート)の際の再始動電圧を測定した結果を表24に示す。測定は、ランプを30分間点灯して消灯し、10秒後に再始動させたときの再始動電圧を測定した。なお、消灯時間が長くなると、電極温度が低下して始動しにくくなる。一方、発光管内の水銀や金属ハロゲン化物の蒸気圧は消灯時間が長くなると、低下して始動しやすくなる。これらの相反する傾向の結果、再始動は消灯時間10秒程度が最も始動しにくい。   Furthermore, Table 24 shows the result of measuring the restart voltage at the time of instant restart (hot restart) of this embodiment. The measurement was performed by measuring the restart voltage when the lamp was turned on and off for 30 minutes and restarted after 10 seconds. In addition, when the light extinction time becomes long, the electrode temperature decreases and it becomes difficult to start. On the other hand, the vapor pressure of mercury or metal halide in the arc tube decreases as the turn-off time becomes longer, and it becomes easier to start. As a result of these conflicting tendencies, restart is most difficult to start when the turn-off time is about 10 seconds.

[表24]
ランプ 第2のハロゲン化物 再始動電圧(kV)
1(従来例) − 15.2
2 AlI 8.7
3 FeI 9.1
4 ZnI 9.6
5 MnI 9.3
6 GaI 8.3

ランプ1(従来例)は、水銀蒸気圧がまだ高いため、始動電圧が高い。
[Table 24]
Lamp Second halide restart voltage (kV)
1 (conventional example)-15.2
2 AlI 3 8.7
3 FeI 2 9.1
4 ZnI 2 9.6
5 MnI 2 9.3
6 GaI 3 8.3

The lamp 1 (conventional example) has a high starting voltage because the mercury vapor pressure is still high.

これに対して、ランプ2〜6(本形態)は、定常点灯中においては第2の金属ハロゲン化物の金属蒸気圧が水銀のそれより明らかに低い。それでも消灯後10秒は、金属ハロゲン化物の金属蒸気圧と水銀との蒸気圧差が最も少なくなっているときである。このことは、本形態は、再始動特性が水銀を封入する従来例に比べてすこぶる良好であることを示している。   On the other hand, in the lamps 2 to 6 (this embodiment), the metal vapor pressure of the second metal halide is clearly lower than that of mercury during steady lighting. Still, 10 seconds after extinction is when the vapor pressure difference between the metal vapor pressure of metal halide and mercury is the smallest. This indicates that the present embodiment has remarkably good restart characteristics compared to the conventional example in which mercury is enclosed.

次に、本形態を直流点灯した場合の電極付近の色特性を測定した結果を表25に示す。なお、これはランプをランプ入力35Wで点灯したときにスクリーンに投影して、陽極付近と陰極付近との色温度(K)を測定して求めたものである。   Next, Table 25 shows the results of measuring the color characteristics in the vicinity of the electrodes when the present embodiment is lit with direct current. This is obtained by projecting the lamp on a screen when the lamp is turned on with a lamp input of 35 W, and measuring the color temperature (K) between the vicinity of the anode and the vicinity of the cathode.

[表25]
ランプ 第2のハロゲン化物 陽極側色温度(K) 陰極側色温度(K)
1(従来例) − 5330 3720
2 AlI 4210 3840
3 FeI 4420 4010
4 ZnI 4080 3650
5 MnI 4450 4060
6 GaI 4530 4130

ランプ1(従来例)は、陽極側と陰極側との色温度の差が大きい。このような色温度差を前照灯の設計でカバーするのは無理である。
[Table 25]
Lamp Second halide Anode-side color temperature (K) Cathode-side color temperature (K)
1 (conventional example)-5330 3720
2 AlI 3 4210 3840
3 FeI 2 4420 4010
4 ZnI 2 4080 3650
5 MnI 2 4450 4060
6 GaI 3 4530 4130

The lamp 1 (conventional example) has a large difference in color temperature between the anode side and the cathode side. It is impossible to cover such a color temperature difference with the design of the headlamp.

これに対して、ランプ2〜6(本形態)は、色温度差が小さいので、十分実用に適している。   On the other hand, the lamps 2 to 6 (the present embodiment) are sufficiently suitable for practical use because the color temperature difference is small.

〔実施形態18について〕 実施形態18は、メタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 18] Embodiment 18 is another example of a metal halide discharge lamp.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図9に示す移動体の前照灯に装着するようにしたメタルハライド放電ランプにおいて、外管21の両端をそれぞれ発光管1の封止部1a、1aに気密に封着し、内部を真空にした構成を備えている。その他の構成は、放電媒体を含めて実施形態6と同一である。従来例においても第6の形態におけるものにおいて、外管内を真空にした。   The metal halide discharge lamp of this embodiment is a metal halide discharge lamp that is attached to the moving headlamp shown in FIG. 9, and both ends of the outer tube 21 are hermetically sealed in the sealing portions 1a and 1a of the arc tube 1, respectively. It has a configuration that is worn and evacuated. Other configurations are the same as those of the sixth embodiment including the discharge medium. In the conventional example as well, in the sixth embodiment, the outer tube was evacuated.

そうして、本形態および従来例について、ランプ電圧(V)、発光効率(lm/W)、演色性(平均演色評価数)Raおよび色温度(K)を測定した結果を表12に示す。   Table 12 shows the measurement results of lamp voltage (V), luminous efficiency (lm / W), color rendering (average color rendering index) Ra, and color temperature (K) for this embodiment and the conventional example.

[表26]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 演色性 色温度
(V) (lm/W) (Ra) (K)
1(従来例) − 84 89 63 4010
2 AlI 70 94 68 3890
3 FeI 76 91 73 4120
4 ZnI 81 91 68 3720
5 MnI 71 92 67 4110
6 GaI 80 90 65 4330

本形態においては、外管内を真空にしたことにより、ランプ電圧が高くなるとともに、発光効率が飛躍的に向上する。これに対して、従来例では若干改善される程度であった。
[Table 26]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(V) (lm / W) (Ra) (K)
1 (conventional example)-84 89 63 4010
2 AlI 3 70 94 68 3890
3 FeI 2 76 91 73 4120
4 ZnI 2 81 91 68 3720
5 MnI 2 71 92 67 4110
6 GaI 3 80 90 65 4330

In this embodiment, since the inside of the outer tube is evacuated, the lamp voltage is increased and the luminous efficiency is dramatically improved. On the other hand, the conventional example was only slightly improved.

〔実施形態19について〕 実施形態19は、メタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 19] Embodiment 19 is another example of a metal halide discharge lamp.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図6に示す移動体の前照灯用に用いることができるようにしたメタルハライド放電ランプと同じ構造およびサイズにおいて、放電媒体を以下のとおり封入した。   In the metal halide discharge lamp of the present embodiment, the discharge medium was enclosed as follows in the same structure and size as the metal halide discharge lamp that can be used for the headlamp of the moving body shown in FIG.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI0.14mgおよび
ヨウ化ナトリウムNaI0.7mg
第2のハロゲン化物:ヨウ化亜鉛ZnI0.4mgおよび表27に示す添加ハロゲン 化物0.1mg
希ガス :キセノン5気圧
そうして、本形態について、ランプ電圧(V)、発光効率(lm/W)、演色性(平均演色評価数)Raおよび色温度(K)を測定した結果を表13に示す。
First halide: scandium iodide ScI 3 0.14 mg and
Sodium iodide NaI 0.7mg
Second halide: 0.4 mg of zinc iodide ZnI 2 and 0.1 mg of the added halide shown in Table 27
Noble gas: Xenon 5 atm Then, the lamp voltage (V), luminous efficiency (lm / W), color rendering property (average color rendering index) Ra and color temperature (K) were measured for this embodiment. Shown in

[表27]
ランプ 添加ハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 演色性 色温度
(V) (lm/W) (Ra) (K)
1 MgI 88 81 65 3890
2 NiI 91 80 66 3990
3 CoI 88 82 67 4020
4 CrI 96 82 64 4110
5 SbI 83 79 66 3810
6 ReI 86 80 66 3960

第2のハロゲン化物は、一般に水銀より蒸気圧が低いが、同一圧力では水銀よりランプ電圧形成に大きく貢献する。
[Table 27]
Lamp Additive halide Lamp voltage Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(V) (lm / W) (Ra) (K)
1 MgI 2 88 81 65 3890
2 NiI 2 91 80 66 3990
3 CoI 2 88 82 67 4020
4 CrI 2 96 82 64 4110
5 SbI 3 83 79 66 3810
6 ReI 2 86 80 66 3960

The second halide generally has a lower vapor pressure than mercury, but at the same pressure, it contributes more to the lamp voltage formation than mercury.

しかし、水銀は、蒸気圧が常に高いので、移動体の前照灯用などの定格ランプ電力が100W以下のような負荷が小さい小形のメタルハライド放電ランプにおいては、水銀は完全に蒸発する。このため、水銀の封入量によりランプ電圧を調節することができる。   However, since mercury has a constantly high vapor pressure, mercury is completely evaporated in a small metal halide discharge lamp with a small load such as a rated lamp power of 100 W or less for a headlight of a moving body. For this reason, the lamp voltage can be adjusted by the amount of mercury enclosed.

これに対して、第2のハロゲン化物を水銀に代えて封入する本発明の場合には、封入したハロゲン化物が不完全蒸発の段階で蒸気圧が飽和してしまうため、ランプ電圧はそれ以上増加しない。   On the other hand, in the case of the present invention in which the second halide is sealed instead of mercury, since the vapor pressure is saturated at the stage of incomplete evaporation of the sealed halide, the lamp voltage increases further. do not do.

しかしながら、本形態のように第2のハロゲン化物を複数種封入することでランプ電圧をさらに上昇させることができる。すなわち、第2のハロゲン化物の一方のハロゲン化物が飽和したとき、添加した第2のハロゲン化物の蒸発がランプ電圧の増加に貢献する。したがって、第2のハロゲン化物は、1種のときより複数種混合したときの方がランプ電圧を高くすることができる。   However, the lamp voltage can be further increased by enclosing a plurality of types of second halides as in this embodiment. That is, when one halide of the second halide is saturated, evaporation of the added second halide contributes to an increase in lamp voltage. Accordingly, the lamp voltage can be increased when a plurality of types of second halides are mixed than when one type is used.

〔実施形態20について〕 実施形態20は、メタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 20] Embodiment 20 is another example of a metal halide discharge lamp.

本形態のメタルハライド放電ランプは、図6に示す移動体の前照灯に用いることができるようにしたメタルハライド放電ランプと同じ構造およびサイズにおいて、放電媒体を以下のとおり封入した。   In the metal halide discharge lamp of this embodiment, a discharge medium is enclosed as follows in the same structure and size as the metal halide discharge lamp that can be used for the moving headlamp shown in FIG.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI0.14mgおよび
ヨウ化ナトリウムNaI0.7mg
第2のハロゲン化物:表28に示すハロゲン化物0.4mg
第3のハロゲン化物:ヨウ化セシウムCsI0.1mg
希ガス :キセノン5気圧
また、従来例として、第2のハロゲン化物に代えて水銀1mgを封入した以外は本形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: scandium iodide ScI 3 0.14 mg and
Sodium iodide NaI 0.7mg
Second halide: 0.4 mg of the halide shown in Table 28
Third halide: Cesium iodide CsI 0.1 mg
Noble gas: Xenon 5 atm As a conventional example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as in this embodiment was manufactured except that 1 mg of mercury was enclosed instead of the second halide.

そうして、本形態および従来例について、ランプ入力35W一定で点灯して、ランプ電圧(V)、発光効率(lm/W)、演色性(平均演色評価数)Raおよび色温度(K)を測定した結果を表28に示す。   Then, for the present embodiment and the conventional example, the lamp input 35W is lit at a constant level, and the lamp voltage (V), luminous efficiency (lm / W), color rendering (average color rendering index) Ra, and color temperature (K) are set. Table 28 shows the measurement results.

[表28]
ランプ 第2のハロゲン化物 ランプ電圧 発光効率 演色性 色温度
(V) (lm/W) (Ra) (K)
1(従来例) − 83 86 63 4140
2 AlI 63 93 68 3940
3 FeI 68 92 70 4180
4 ZnI 73 94 66 3800
5 MnI 65 94 65 4200
6 GaI 75 92 65 4310

本形態においては、ヨウ化セシウムCsIを第3のハロゲン化物として添加したことにより、演色性Raおよび色温度は殆ど変わらないが、アークの温度分布が平坦化されるために、熱損失が低下して発光効率が向上する。しかし、水銀を封入した従来例においては、第3のハロゲン化物を添加しても効率向上は見られない。
[Table 28]
Lamp Second halide Lamp voltage Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(V) (lm / W) (Ra) (K)
1 (conventional example)-83 86 63 4140
2 AlI 3 63 93 68 3940
3 FeI 2 68 92 70 4180
4 ZnI 2 73 94 66 3800
5 MnI 2 65 94 65 4200
6 GaI 3 75 92 65 4310

In this embodiment, by adding cesium iodide CsI as the third halide, the color rendering property Ra and the color temperature are hardly changed. However, since the arc temperature distribution is flattened, the heat loss is reduced. The luminous efficiency is improved. However, in the conventional example in which mercury is enclosed, the efficiency is not improved even if the third halide is added.

また、発光効率の低い水銀の発光がないことにより、発光効率は従来例より高くなる。   Moreover, since there is no light emission of mercury with low light emission efficiency, the light emission efficiency is higher than that of the conventional example.

次に、ランプ3において、第3のハロゲン化物のヨウ化セシウムCsIの封入量を変化させた場合の発光効率(lm/W)を表29に示す。   Next, Table 29 shows the luminous efficiency (lm / W) when the amount of the cesium iodide CsI enclosed in the third halide is changed in the lamp 3.

[表29]
CsI封入量(mg) 発光効率(lm/W)
0.005 83
0.01 85
0.05 88
0.1 92
0.3 91
0.5 90
1.0 89
2.0 84
2.5 79

表29から、CsIの添加は0.01mgから効果がある。反対に、添加量が多すぎると、発光金属の蒸気圧を低くしてしまい効率低下を来す。
[Table 29]
CsI enclosed amount (mg) Luminous efficiency (lm / W)
0.005 83
0.01 85
0.05 88
0.1 92
0.3 91
0.5 90
1.0 89
2.0 84
2.5 79

From Table 29, the addition of CsI is effective from 0.01 mg. On the other hand, if the addition amount is too large, the vapor pressure of the luminescent metal is lowered and the efficiency is lowered.

さらに、本形態について実施形態17におけるのと同一条件で瞬時再始動(ホットリスタート)の際の再始動電圧を測定した結果を表30に示す。   Furthermore, Table 30 shows the results of measuring the restart voltage at the time of an instantaneous restart (hot restart) under the same conditions as in the seventeenth embodiment.

[表30]
ランプ 第2のハロゲン化物 再始動電圧(kV)
1(従来例) − 15.2
2 AlI 9.2
3 FeI 9.6
4 ZnI 10.1
5 MnI 9.8
6 GaI 8.9

本形態においては、水銀を封入している従来例より格段と再始動電圧が低いが、第3のハロゲン化物であるヨウ化セシウムCsIを封入しない場合に較べると、若干再始動電圧が高くなる傾向がある。しかし、実用的には全く問題はない。
[Table 30]
Lamp Second halide restart voltage (kV)
1 (conventional example)-15.2
2 AlI 3 9.2
3 FeI 2 9.6
4 ZnI 2 10.1
5 MnI 2 9.8
6 GaI 3 8.9

In this embodiment, the restart voltage is remarkably lower than the conventional example in which mercury is encapsulated, but the restart voltage tends to be slightly higher than in the case where cesium iodide CsI which is the third halide is not encapsulated. There is. However, there is no problem at all practically.

〔実施形態21について〕 実施形態21は、メタルハライド放電ランプの他の例である。   [About Embodiment 21] Embodiment 21 is another example of a metal halide discharge lamp.

図18は、本発明を実施するための第8の形態におけメタルハライド放電ランプを示す正面図である。図において、図6と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本形態は、移動体の前照灯用に好適なものである点で共通しているが、直流点灯するように構成している点で異なる。     FIG. 18 is a front view showing a metal halide discharge lamp in the eighth embodiment for carrying out the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. The present embodiment is common in that it is suitable for a headlamp for a moving body, but is different in that it is configured to be lit in direct current.

すなわち、2は陰極、2は陽極である。 That is, 2K is a cathode and 2A is an anode.

気密容器1は、内径4mm、長さ7mmの楕円球状をなし、両端に長さ30mmの封止部1aを備えている。   The hermetic container 1 has an oval shape with an inner diameter of 4 mm and a length of 7 mm, and is provided with sealing portions 1 a having a length of 30 mm at both ends.

陰極2は、直径0.4mm、長さ6mmのトリウム入りタングステン棒からなる。その基端部は、封止部1a内に埋設された幅1.5mm、長さ15mm、厚さ15μmのモリブデン箔3の一端に溶接されている。 Cathode 2 K consists diameter 0.4 mm, length 6mm thorium containing tungsten rod. The base end portion is welded to one end of a molybdenum foil 3 having a width of 1.5 mm, a length of 15 mm, and a thickness of 15 μm embedded in the sealing portion 1a.

陽極2は、直径0.8mm、長さ6mmのタングステン棒からなる。その基端部は、上記と同様のモリブデン箔3の一端に溶接されている。 The anode 2 A is composed of diameter 0.8 mm, tungsten rod length 6 mm. The base end portion is welded to one end of the same molybdenum foil 3 as described above.

外部リード線4は、直径0.5mm、長さ25mmの導体からなり、モリブデン箔3の他端に溶接されている。   The external lead wire 4 is made of a conductor having a diameter of 0.5 mm and a length of 25 mm, and is welded to the other end of the molybdenum foil 3.

上記構造のメタルハライド放電ランプを製造するには、まず気密容器1の両端に封止部1aを形成するための封止管を接合したものを用意する。   In order to manufacture the metal halide discharge lamp having the above structure, first, a sealed tube for forming a sealing portion 1 a is bonded to both ends of the hermetic container 1.

次に、陰極2、モリブデン箔3および外部リード線4の接続組立体を一方の封止管の中に挿入した後、酸水素バーナーを用いて封止管を加熱溶融し、ピンチシールにより封止して陰極2を気密容器1に封着する。 Next, after inserting the connection assembly of the cathode 2 K , the molybdenum foil 3 and the external lead wire 4 into one sealing tube, the sealing tube is heated and melted using an oxyhydrogen burner and sealed with a pinch seal. sealed by sealing the cathode 2 K in the airtight container 1.

その後、窒素ガス雰囲気中で他方の封止管から第1および第2のハロゲン化物を気密容器1中に封入し、さらに陽極2、モリブデン箔3および外部リード線4の接続組立体を封止管内に挿入し、所定の電極間距離4.2mmに設定する。 Thereafter, the first and second halides are sealed in the airtight container 1 from the other sealing tube in a nitrogen gas atmosphere, and the connection assembly of the anode 2 A , the molybdenum foil 3 and the external lead wire 4 is sealed. The tube is inserted into the tube, and a predetermined distance between the electrodes is set to 4.2 mm.

さらに、これらの組立体を封止管を介して排気系に装着して気密容器1内を排気し、続いてキセノンを2気圧導入した後、気密容器1を冷却しながら他方の封止管を酸水素バーナーで加熱溶融してからピンチシールにより陽極2を気密容器1に封着してメタルハライド放電ランプを完成する。放電媒体のうち、ハロゲン化物として以下のものを封入した。 Further, these assemblies are attached to an exhaust system through a sealing tube to evacuate the inside of the hermetic container 1, and after introducing xenon at 2 atm, the other sealing tube is mounted while cooling the hermetic container 1. the pinch seal is heated melted in an oxyhydrogen burner to seal the anode 2 a in the airtight container 1 to complete the metal halide discharge lamp. Among the discharge media, the following were enclosed as halides.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI0.17mg、
ヨウ化ナトリウムNaI0.83mg
第2のハロゲン化物:ランプ2はZnI0.4mg
ランプ3はAl0.2mg
ランプ4はFeI0.4mg
また、従来例(ランプ1)として、第2のハロゲン化物に代えて水銀1mgを封入した以外は本形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 0.17 mg of scandium iodide ScI 3 ,
Sodium iodide NaI 0.83mg
Second halide: Lamp 2 is ZnI 2 0.4 mg
Lamp 3 is Al 3 0.2mg
Lamp 4 is 0.4 mg FeI 2
In addition, as a conventional example (lamp 1), a metal halide discharge lamp having the same specifications as in the present embodiment was manufactured except that 1 mg of mercury was enclosed instead of the second halide.

そうして、ランプ2(本形態)およびランプ1(従来例)について、ランプ入力を定格35Wに対して20W、25W、30Wおよび35Wで点灯したときの発光効率(lm/W)、演色性(平均演色評価数)Raおよび色温度(K)を測定した結果を表31に示す。   Thus, with respect to the lamp 2 (this embodiment) and the lamp 1 (conventional example), the luminous efficiency (lm / W) and color rendering (when the lamp input is turned on at 20 W, 25 W, 30 W and 35 W with respect to the rated 35 W, Table 31 shows the results of measuring the average color rendering index Ra and the color temperature (K).

[表31]
ランプ ランプ電力 発光効率 演色性 色温度
(W) (lm/W) (Ra) (K)
1(従来例)20 45 4970
35 80 65 4100
2 20 64 4400
25 66 4310
30 69 4240
35 75 70 4190

図19は、本発明の第8の形態におけるメタルハライド放電ランプの分光特性の立ち上がりを従来例と比較して示す色度図である。図において、曲線Gは本形態の光束立ち上がりを示す。曲線Hは従来例の光束立ち上がりを示す。
[Table 31]
Lamp Lamp power Luminous efficiency Color rendering Color temperature
(W) (lm / W) (Ra) (K)
1 (conventional example) 20 45 4970
35 80 65 4100
2 20 64 4400
25 66 4310
30 69 4240
35 75 70 4190

FIG. 19 is a chromaticity diagram showing the rise of spectral characteristics of the metal halide discharge lamp in the eighth embodiment of the present invention in comparison with the conventional example. In the figure, a curve G shows the rising of the luminous flux of this embodiment. Curve H shows the rise of the luminous flux of the conventional example.

本形態は、点灯初期から白色領域にある。従来例は、白色領域に入るまで約1分間を要した。   This form is in the white region from the beginning of lighting. In the conventional example, it took about 1 minute to enter the white region.

次に、各ランプについて定格ランプ電力の20%増しである42Wで60分間点灯して15秒消灯の点滅試験を行って気密容器の破裂の有無を調査した結果、いずれも1000時間経過では破裂したものはなかった。   Next, each lamp was lit for 60 minutes at 42 W, which is a 20% increase in the rated lamp power, and was subjected to a blinking test for 15 seconds to investigate whether or not the hermetic container had ruptured. There was nothing.

さらに、消灯2秒後の瞬時再始動に必要な再始動電圧の測定とを行った結果を表32に示す。   Further, Table 32 shows the results of the measurement of the restart voltage necessary for the instantaneous restart after 2 seconds from turning off.

[表32]
ランプ 再始動電圧(kV)
1 12
2 5
3 4
4 4.3

図20は、図18に示す本発明の第8の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、希ガスの封入圧力を変化させた場合の光束立ち上がり時間との関係を示すグラフである。図において、横軸はキセノン封入圧力(気圧)を、縦軸は光束立ち上がり時間(秒)を、それぞれ示す。
[Table 32]
Lamp restart voltage (kV)
1 12
2 5
3 4
4 4.3

FIG. 20 is a graph showing the relationship with the luminous flux rise time when the rare gas filling pressure is changed in the metal halide discharge lamp of the eighth embodiment of the present invention shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the xenon sealing pressure (atmospheric pressure), and the vertical axis represents the luminous flux rise time (seconds).

図からキセノンの封入圧力が1気圧以上になると、急激に光束立ち上がり時間が短縮して、実用可能になることが分かった。   From the figure, it was found that when the sealed pressure of xenon is 1 atm or more, the rise time of the light beam is suddenly shortened and becomes practical.

図21は、図18に示す本発明の第8の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、第2のハロゲン化物としてZnIの封入量(mg/cc)を変化させた場合のランプ電圧(V)の関係を示すグラフである。 FIG. 21 shows the relationship between the lamp voltage (V) when the amount of enclosed ZnI 2 (mg / cc) is changed as the second halide in the metal halide discharge lamp of the eighth embodiment of the present invention shown in FIG. It is a graph which shows.

図からZnIを1mg/cc以上封入すれば、電子化点灯回路を用いて点灯する場合のランプ電圧の要望値である30V以上にできることを理解できる。 From the figure, it can be understood that if 1 mg / cc or more of ZnI 2 is sealed, the lamp voltage can be increased to 30 V or more, which is a desired value when the electronic lighting circuit is used for lighting.

〔実施形態22について〕 実施形態221は、本発明のメタルハライド放電ランプを点灯する点灯回路の一例である。   [Embodiment 22] Embodiment 221 is an example of a lighting circuit for lighting the metal halide discharge lamp of the present invention.

図22は、本発明のメタルハライド放電ランプを点灯する点灯装置の一例を示す回路図である。本形態は、メタルハライド放電ランプを直流点灯するように構成したものである。図において、71は直流電源、72はチョッパ、73は制御手段、74はランプ電流検出手段、75はランプ電圧検出手段、76は始動手段、77はメタルハライド放電ランプである。     FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of a lighting device for lighting the metal halide discharge lamp of the present invention. In this embodiment, the metal halide discharge lamp is configured to be lit by direct current. In the figure, 71 is a DC power source, 72 is a chopper, 73 is a control means, 74 is a lamp current detection means, 75 is a lamp voltage detection means, 76 is a starting means, and 77 is a metal halide discharge lamp.

直流電源71は、バッテリーまたは整流化直流電源が用いられる。移動体の場合には、一般的にバッテリーが用いられる。しかし、交流を整流する整流化直流電源であってもよい。必要に応じて電解コンデンサ71aを並列接続して平滑化を行う。   The DC power supply 71 is a battery or a rectified DC power supply. In the case of a mobile object, a battery is generally used. However, it may be a rectified DC power source that rectifies AC. If necessary, smoothing is performed by connecting electrolytic capacitors 71a in parallel.

チョッパ72は、直流電圧を所要値の電圧に変換するとともに、メタルハライド放電ランプ77を所要に制御する。直流電源電圧が低い場合には、昇圧チョッパを用い、反対に高い場合には降圧チョッパを用いる。   The chopper 72 converts the DC voltage into a voltage having a required value and controls the metal halide discharge lamp 77 as required. When the DC power supply voltage is low, a step-up chopper is used, and when it is high, a step-down chopper is used.

制御手段73は、チョッパ72を制御する。例えば、点灯直後にはメタルハライド放電ランプ77に定格ランプ電流の3倍以上のランプ電流をチョッパ72から流し、その後時間の経過とともに徐々にランプ電流を絞っていき、やがて定格ランプ電流にするように制御する。   The control means 73 controls the chopper 72. For example, immediately after lighting, a metal halide discharge lamp 77 is supplied with a lamp current more than three times the rated lamp current from the chopper 72, and thereafter, the lamp current is gradually reduced as time passes, and is controlled so as to eventually reach the rated lamp current. To do.

ランプ電流検出手段74は、ランプと直列に挿入されてランプ電流を検出して制御手段73に制御入力する。   The lamp current detection means 74 is inserted in series with the lamp, detects the lamp current, and inputs the control input to the control means 73.

ランプ電圧検出手段75は、ランプと並列的に接続されてランプ電圧を検出して制御手段73に制御入力する。   The lamp voltage detection means 75 is connected in parallel with the lamp, detects the lamp voltage, and inputs the control voltage to the control means 73.

制御手段73は、ランプ電流とランプ電圧との検出信号が帰還入力されることにより、定電力制御信号を発生して、チョッパ72を定電力制御する。また、制御手段73は、時間的な制御パターンが予め組み込まれたマイコンが内蔵されていて、点灯直後には定格ランプ電流の3倍以上のランプ電流をメタルハライド放電ランプ77に流し、時間の経過とともにランプ電流を絞るようにチョッパ72を制御するように構成されている。   The control means 73 generates a constant power control signal by feedback input of the detection signal of the lamp current and the lamp voltage, and controls the chopper 72 at a constant power. Further, the control means 73 has a built-in microcomputer in which a temporal control pattern is incorporated in advance, and immediately after the lamp is turned on, a lamp current more than three times the rated lamp current is passed through the metal halide discharge lamp 77. The chopper 72 is configured to control the lamp current.

始動手段76は、始動時に20kVのパルス電圧をメタルハライド放電ランプ67に供給できるように構成されている。   The starting means 76 is configured to supply a pulse voltage of 20 kV to the metal halide discharge lamp 67 at the time of starting.

そうして、本例のメタルハライド放電ランプ点灯装置によると、直流点灯しながら点灯直後から所要の光束を発生する。これにより、自動車などの移動体用の前照灯として必要な電源投入後1秒後に定格に対して光束25%、4秒後に光束80%の点灯を実現することができる。   Thus, according to the metal halide discharge lamp lighting device of the present example, a required light flux is generated immediately after lighting while DC lighting. As a result, it is possible to realize lighting with a luminous flux of 25% and a luminous flux of 80% after 1 second after turning on the power necessary as a headlamp for a moving body such as an automobile.

本例の場合、直流−交流変換回路が不要になるため、交流点灯に比較して約30%コスト低減が可能である。また、重量で15%軽減できる。これに伴い点灯回路が安価になる。   In the case of this example, since a DC-AC conversion circuit is not necessary, the cost can be reduced by about 30% compared to AC lighting. Further, the weight can be reduced by 15%. Along with this, the lighting circuit becomes inexpensive.

〔実施形態23について〕 実施形態23は、本発明のメタルハライド放電ランプを点灯する点灯回路の他の例である。   [About Embodiment 23] Embodiment 23 is another example of a lighting circuit for lighting a metal halide discharge lamp of the present invention.

図23は、本発明のメタルハライド放電ランプを点灯する点灯装置の他の例を示す回路図である。図22と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。本形態は、メタルハライド放電ランプを交流点灯するように構成した点で異なる。     FIG. 23 is a circuit diagram showing another example of a lighting device for lighting the metal halide discharge lamp of the present invention. The same parts as those in FIG. This embodiment is different in that the metal halide discharge lamp is configured to be lit with alternating current.

78は交流変換手段である。この交流変換手段78は、フルブリッジインバータからなる。すなわち、一対のスイッチング手段78a、78aの直列回路の一対をチョッパ72の出力端間に並列接続してブリッジ回路を構成し、発振器78bの発振出力を4個のスイッチング手段78aの対角方向のスイッチング手段に交互に供給してブリッジ回路の出力端間に高周波交流を発生するものである。   Reference numeral 78 denotes AC conversion means. The AC conversion means 78 is composed of a full bridge inverter. That is, a pair of switching means 78a and 78a in series is connected in parallel between the output ends of the chopper 72 to form a bridge circuit, and the oscillation output of the oscillator 78b is switched in the diagonal direction of the four switching means 78a. By alternately supplying to the means, high-frequency alternating current is generated between the output ends of the bridge circuit.

そして、高周波交流によってメタルハライド放電ランプ77が点灯されるようになっている。   The metal halide discharge lamp 77 is turned on by high frequency alternating current.

この交流点灯形式の構成においても、図16と同様な制御が行われるようになっている。   Also in this AC lighting type configuration, the same control as in FIG. 16 is performed.

〔実施形態24について〕 実施形態24は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例である。   [About Embodiment 24] Embodiment 24 is another example of a lighting device using the metal halide discharge lamp of the present invention.

図24および図25は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例としての移動体用の前照灯を示し、図24は全体の概念図、図25は光分配器の部分の概念図である。各図において、81は点灯回路、82は光分配器、83は主幹光ファイバー、84は光シャッター85は個別光ファイバー、86は灯器である。     24 and 25 show a headlamp for a moving body as another example of an illuminating device using the metal halide discharge lamp of the present invention, FIG. 24 is an overall conceptual diagram, and FIG. 25 is a part of an optical distributor. FIG. In each figure, 81 is a lighting circuit, 82 is a light distributor, 83 is a main optical fiber, 84 is an optical shutter 85, an individual optical fiber, and 86 is a lamp.

点灯回路81は、図22または図23に示す点灯回路を用いることができる。   As the lighting circuit 81, the lighting circuit shown in FIG. 22 or FIG. 23 can be used.

光分配器82は、ケース82a、集光反射面82b、メタルハライド放電ランプ82cおよび光コネクタ82dを備えている。そして、メタルハライド放電ランプ82cから発生した光を光コネクタ82dの部分から主幹光ファイバー83に分配する。   The optical distributor 82 includes a case 82a, a condensing reflection surface 82b, a metal halide discharge lamp 82c, and an optical connector 82d. Then, the light generated from the metal halide discharge lamp 82c is distributed from the portion of the optical connector 82d to the main optical fiber 83.

主幹光ファイバー83は、光分配器82から分配された光を光シャッター84に伝送する。   The main optical fiber 83 transmits the light distributed from the light distributor 82 to the optical shutter 84.

光シャッター84は、個別ファイバー85を介して各灯器86に選択的に伝送する。   The optical shutter 84 selectively transmits to each lamp 86 via the individual fiber 85.

灯器86は、ハイビーム灯器86a、ロービーム灯器86bおよびフォグ灯器86cが1組となり、その2組が自動車などの移動体の前部両側に配設される。   The lamp unit 86 includes a high beam lamp unit 86a, a low beam lamp unit 86b, and a fog lamp unit 86c, and two sets are disposed on both sides of the front part of a moving body such as an automobile.

〔実施形態25について〕 実施形態25は、実施形態24に用いるのに好適なメタルハライド放電ランプの例である。   [About Embodiment 25] Embodiment 25 is an example of a metal halide discharge lamp suitable for use in Embodiment 24.

すなわち、定格ランプ電力が80W、電極間距離は集光効率を高めるために2mmに設定されている。その他の構造は、図6と同様に構成されているが、放電媒体として以下のものを封入している。   That is, the rated lamp power is 80 W, and the distance between the electrodes is set to 2 mm in order to increase the light collection efficiency. The other structure is the same as that of FIG. 6, but the following is enclosed as a discharge medium.

第1のハロゲン化物:ヨウ化スカンジウムScI0.3mg、
ヨウ化ナトリウムNaI1.5mg
第2のハロゲン化物:ランプ2はZnI1mg、AlI1mg、MnI1mg
ランプ3はZnI2mg、GaI1mg、CrI1mg
希ガス :キセノン5気圧
また、従来例として第2のハロゲン化物に代えて水銀15mgを封入した他は本実施形態と同一仕様のメタルハライド放電ランプを製作した。
First halide: 0.3 mg of scandium iodide ScI 3 ,
Sodium iodide NaI 1.5mg
Second halide: lamp 2 is ZnI 2 1 mg, AlI 3 1 mg, MnI 2 1 mg
Lamp 3 is ZnI 2 2 mg, GaI 3 1 mg, CrI 2 1 mg
Noble gas: xenon 5 atm As a conventional example, a metal halide discharge lamp having the same specifications as in the present embodiment was manufactured except that 15 mg of mercury was enclosed instead of the second halide.

そうして、本形態および従来例を定格80W一定で点灯してランプ電圧(V)、発光効率(lm/W)、演色性(平均演色評価数)Raおよび色温度(K)を測定した結果を表33に示す。   Then, the result of measuring the lamp voltage (V), the luminous efficiency (lm / W), the color rendering property (average color rendering index) Ra, and the color temperature (K) by lighting the present embodiment and the conventional example at a constant rating of 80 W. Is shown in Table 33.

[表33]
ランプ ランプ電圧(V) 発光効率(lm/W) 演色性(Ra) 色温度(K)
1(従来例) 63 94 63 4020
2 58 88 68 3920
3 62 89 69 4110

表33から理解できるように、本形態においては、水銀を封入する従来例とほぼ同等の特性が得られる。また、本形態におけるシステムの場合、入力を変えて調光する必要が増し、その点で調光が可能であることは極めて有用である。
[Table 33]
Lamp Lamp voltage (V) Luminous efficiency (lm / W) Color rendering (Ra) Color temperature (K)
1 (conventional example) 63 94 63 4020
2 58 88 68 3920
3 62 89 69 4110

As can be understood from Table 33, in this embodiment, characteristics substantially equivalent to those of the conventional example in which mercury is sealed can be obtained. Further, in the case of the system according to the present embodiment, it is extremely useful that dimming is possible by changing the input and dimming is possible.

[実施形態26について] 実施形態26は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例である。   [About Embodiment 26] Embodiment 26 is another example of an illumination device using the metal halide discharge lamp of the present invention.

図26は、本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例としてのダウンライトを示す断面図である。     FIG. 26 is a cross-sectional view showing a downlight as another example of an illumination device using the metal halide discharge lamp of the present invention.

図において、91はメタルハライド放電ランプ、92はダウンライト本体である。   In the figure, 91 is a metal halide discharge lamp, and 92 is a downlight body.

基体92aは、天井に埋め込まれるために、下端に天井当接縁eを備えている。   Since the base 92a is embedded in the ceiling, the base 92a has a ceiling contact edge e at the lower end.

ソケット92bは、基体92aに装着されている。   The socket 92b is attached to the base 92a.

反射板92cは、基体92aに支持されているとともに、メタルハライド放電ランプ91の発光中心がそのほぼ中心に位置するように包囲している。   The reflection plate 92c is supported by the base 92a and surrounds the light emission center of the metal halide discharge lamp 91 so as to be positioned substantially at the center thereof.

本発明を実施するための第1の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図The front view which shows the metal halide discharge lamp in the 1st form for implementing this invention RGB色分離方式液晶プロジェクタの光学系の概念的説明図Conceptual illustration of optical system of RGB color separation type liquid crystal projector 表1におけるランプ2(本形態)およびランプ1(従来例)のアーク温度分布を示すグラフThe graph which shows the arc temperature distribution of the lamp | ramp 2 (this form) and the lamp | ramp 1 (conventional example) in Table 1 本発明を実施するための第1の形態におけるメタルハライド放電ランプを反射鏡と一体化して構成したプロジェクタ用ランプを示す一部断面正面図1 is a partial cross-sectional front view showing a projector lamp in which a metal halide discharge lamp according to a first embodiment for carrying out the present invention is integrated with a reflecting mirror. 本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の一例としての図4に示すプロジェクタ用ランプを用いた液晶プロジェクタを示す概念図4 is a conceptual diagram showing a liquid crystal projector using the projector lamp shown in FIG. 4 as an example of an illumination device using the metal halide discharge lamp of the present invention. 本発明を実施するための第2の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す中央断面正面図The center section front view showing the metal halide discharge lamp in the 2nd form for carrying out the present invention. 本発明を実施するための第2の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、キセノンXeの封入圧に対する光束立ち上がり時間の関係を示すグラフThe graph which shows the relationship of the light beam rise time with respect to the enclosure pressure of xenon Xe in the metal halide discharge lamp of the 2nd form for implementing this invention. 同じく第2の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、第2のハロゲン化物としてヨウ化鉄FeI2を用いた場合の封入量に対するランプ電圧の関係を示すグラフSimilarly, in the metal halide discharge lamp of the second embodiment, a graph showing the relationship of the lamp voltage with respect to the enclosed amount when iron iodide FeI 2 is used as the second halide. 本発明を実施するための第3の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図The front view which shows the metal halide discharge lamp in the 3rd form for implementing this invention 本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例としての自動車用など移動体用の前照灯を示す斜視図The perspective view which shows the headlamp for moving bodies, such as for motor vehicles, as another example of the illuminating device using the metal halide discharge lamp of this invention 本発明を実施するための第4の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図The front view which shows the metal halide discharge lamp in the 4th form for implementing this invention 従来の長アーク形のメタルハライド放電ランプの分光分布を示すグラフGraph showing the spectral distribution of a conventional long arc metal halide discharge lamp 本発明を実施するための第5の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す要部断面正面図The principal part cross-sectional front view which shows the metal halide discharge lamp in the 5th form for implementing this invention 本発明を実施するための第5の形態におけるメタルハライド放電ランプの分光特性の立ち上がりを従来例と比較して示す色度図Chromaticity diagram showing rise of spectral characteristics of metal halide discharge lamp in fifth embodiment for carrying out the present invention in comparison with the conventional example 本発明を実施するための第6の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す要部断面正面図The principal part cross-sectional front view which shows the metal halide discharge lamp in the 6th form for implementing this invention 本発明を実施するための第7の形態におけるメタルハライド放電ランプを示す正面図The front view which shows the metal halide discharge lamp in the 7th form for implementing this invention 実施形態17における表22のランプ2および従来例のランプ1の色度の変化を示す色度図Chromaticity diagram showing change in chromaticity of lamp 2 in Table 22 and lamp 1 of conventional example in Embodiment 17 本発明を実施するための第8の形態におけメタルハライド放電ランプを示す正面図The front view which shows the metal halide discharge lamp in the 8th form for implementing this invention 本発明の第8の形態におけるメタルハライド放電ランプの分光特性の立ち上がりを従来例と比較して示す色度図Chromaticity diagram showing the rise of spectral characteristics of a metal halide discharge lamp in the eighth embodiment of the present invention in comparison with the conventional example 図18に示す本発明の第8の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、希ガスの封入圧力を変化させた場合の光束立ち上がり時間との関係を示すグラフFIG. 18 is a graph showing the relationship with the luminous flux rise time when the rare gas sealing pressure is changed in the metal halide discharge lamp according to the eighth embodiment of the present invention. 図18に示す本発明の第8の形態のメタルハライド放電ランプにおいて、第2のハロゲン化物としてZnI2の封入量(mg/cc)を変化させた場合のランプ電圧(V)の関係を示すグラフFIG. 18 is a graph showing the relationship of lamp voltage (V) when the amount of enclosed ZnI 2 (mg / cc) is changed as the second halide in the metal halide discharge lamp according to the eighth embodiment of the present invention. 本発明のメタルハライド放電ランプを点灯する点灯装置の一例を示す回路図The circuit diagram which shows an example of the lighting device which lights the metal halide discharge lamp of this invention 本発明のメタルハライド放電ランプを点灯する点灯装置の他の例を示す回路図The circuit diagram which shows the other example of the lighting device which lights the metal halide discharge lamp of this invention 本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例としての移動体用の前照灯の全体を示す概念図The conceptual diagram which shows the whole headlamp for moving bodies as another example of the illuminating device using the metal halide discharge lamp of this invention. 同じく光分配器の部分の概念図Similarly, conceptual diagram of the optical distributor part 本発明のメタルハライド放電ランプを用いた照明装置の他の例としてのダウンライトを示す断面図Sectional drawing which shows the downlight as another example of the illuminating device using the metal halide discharge lamp of this invention. メタルハライド放電ランプにおけるランプ電圧を説明するための概念図Conceptual diagram for explaining the lamp voltage in a metal halide discharge lamp 従来のプロジェクション用の短アーク形メタルハライド放電ランプの発光スペクトル分布を示すグラフGraph showing the emission spectrum distribution of a conventional short arc metal halide discharge lamp for projection

符号の説明Explanation of symbols

1…気密容器、1a…封止部、2…電極、2a…電極軸、2b…電極コイル、3…封着金属箔、4…外部リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Airtight container, 1a ... Sealing part, 2 ... Electrode, 2a ... Electrode shaft, 2b ... Electrode coil, 3 ... Sealing metal foil, 4 ... External lead wire

Claims (3)

耐火性で透光性の気密容器と;
気密容器内に封着して一方が陽極で、かつ、他方が陰極としてそれぞれ作動する一対の電極と;
第1のハロゲン化物、第2のハロゲン化物および希ガスを含み、かつ、本質的に水銀を含まない構成で気密容器内に封入され、第1のハロゲン化物はナトリウムNa、スカンジウムScおよび希土類金属からなるグループの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物であり、第2のハロゲン化物はマグネシウムMg、鉄Fe、コバルトCo、クロムCr、亜鉛Zn、ニッケルNi、マンガンMn、アルミニウムAl、アンチモンSb、ベリリウムBe、レニウムRe、ガリウムGa、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfからなるグループの中から選択された1種または複数種の金属のハロゲン化物である放電媒体と;
を具備し、直流で点灯するように構成されていることを特徴とするメタルハライド放電ランプ。
Fireproof and translucent airtight container;
A pair of electrodes sealed in an airtight container and operating as one anode and the other as a cathode;
A first halide, a second halide, and a rare gas are enclosed in an airtight container in a configuration essentially free of mercury, and the first halide is made of sodium Na, scandium Sc, and a rare earth metal. One or a plurality of halides selected from the group consisting of: magnesium Mg, iron Fe, cobalt Co, chromium Cr, zinc Zn, nickel Ni, manganese Mn, aluminum Al, antimony A discharge medium that is a halide of one or more metals selected from the group consisting of Sb, beryllium Be, rhenium Re, gallium Ga, titanium Ti, zirconium Zr and hafnium Hf;
The metal halide discharge lamp is characterized in that it is configured to be lit with direct current.
請求項1記載のメタルハライド放電ランプと;
メタルハライド放電ランプを直流点灯する電子化直流点灯装置と;
を具備していることを特徴とするメタルハライド放電ランプ直流点灯装置。
A metal halide discharge lamp according to claim 1;
An electronic direct current lighting device for direct current lighting of metal halide discharge lamps;
A metal halide discharge lamp DC lighting device comprising:
照明装置本体と;
照明装置本体に配設された請求項1記載のメタルハライド放電ランプと;
メタルハライド放電ランプを直流点灯する電子化直流点灯装置と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A lighting device body;
The metal halide discharge lamp according to claim 1, wherein the metal halide discharge lamp is disposed in a lighting device body;
An electronic direct current lighting device for direct current lighting of metal halide discharge lamps;
An illumination device comprising:
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