JP3159570B2 - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JP3159570B2
JP3159570B2 JP17789593A JP17789593A JP3159570B2 JP 3159570 B2 JP3159570 B2 JP 3159570B2 JP 17789593 A JP17789593 A JP 17789593A JP 17789593 A JP17789593 A JP 17789593A JP 3159570 B2 JP3159570 B2 JP 3159570B2
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義晴 西浦
国樹 福田
伸吾 堤
史紀 中山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメタルハライドランプに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高演色で、低色温度のメタルハラ
イドランプとしては、Sn系のハロゲン化物を用いたもの
が知られている。また、他に、高演色メタルハライドラ
ンプとしては、希土類系金属ハロゲン化物を用いたもの
が知られているが、これは比較的相関色温度が高く、し
たがって2800〜3700Kの低色温度を実現できなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のSn系のハロゲン
化物を用いたメタルハライドランプでは電極の低温部で
タングステンの侵食が大きく電極が折れやすいという問
題点があった。また、高演色を実現するためには、発光
管に封入したハロゲン化物の蒸気圧を十分に高めなけれ
ばならないが、そのためには、発光管の管壁負荷(W/c
m2)を高めなければならない。しかし、管壁負荷を高め
過ぎると、発光管に膨れなどを起こし、これが原因で寿
命特性が悪化するという問題点があった。
【0004】一方、ランタノイド系金属ハロゲン化物を
用いた従来の高演色メタルハライドランプは、分光分布
において短波長側の発光の割合が大きく、相関色温度が
高い。相関色温度を下げるために、管壁負荷を上げて発
光管内の金属ハロゲン化物の蒸気圧を上げると、反応性
の高いランタノイド系金属ハロゲン化物が発光管管壁と
反応し、寿命特性が悪化するという問題点があった。
【0005】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、寿命特性に優れ、かつ相関色温度28
00〜3700Kを実現できる高演色メタルハライドランプを
提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のメタルハライド
ランプは、両端に電極を有し、かつ内部にヨウ化ディス
プロシウム(DyI3)、ヨウ化ツリウム(TmI3)およびヨウ化
ホルミウム(HoI3)のうち少なくとも1種類を含むランタ
ノイド系金属ハロゲン化物と封入ハロゲン化物総量に対
し40〜60重量%のヨウ化ナトリウム(NaI)と封入ハロゲ
ン化物総量に対し6〜10重量%のヨウ化タリウム(TlI)と
緩衝ガスとが封入された発光管と、前記発光管を内蔵し
た外管とを具備し、前記発光管の管壁負荷が17〜23W/cm
2であり、ランプ電力が80〜120Wでかつ相関色温度が280
0〜3700Kである構成を有する。
【0007】
【作用】この構成により、封入ハロゲン化物総量のほぼ
1/2をNaIが占めることから、NaIの蒸気圧が高くなり、N
aの589nm近辺の輝線スペクトルと長波長側に広がる分子
発光のスペクトルとの放射が大きくなり、低色温度が実
現できる。NaIの封入比率を40重量%以上にすること
で、相関色温度を3700K以下にすることができる。ま
た、NaIの封入比率を60重量%以下にすることで、請求
項1に示すランプ電力と管壁負荷の下限値においても平
均演色評価数Raを80以上にすることができる。このと
き、ランタノイド系金属ハロゲン化物は、Naからの放射
に不足している短波長側の放射を補う。また、TlIは、5
35nm近辺の輝線スペクトルにより、光色を黒体放射軌跡
に近づけるための最適化と、高効率を実現するためのも
のである。元来、ランプ光色としては、色度座標図上で
黒体放射上の光色が好まれる。TlIの封入比率が10重量
%を超えると、y座標が大きくなり、緑っぽい光色にな
る。一方、TlIの封入比率を6重量%未満にすると、y座
標が小さくなり、ピンクっぽい光色になる。また、TlI
の輝線スペクトルである535nm近辺の波長は、比視感度
のピーク値に近く、TlIを封入することは高効率を維持
するための重要な要因になっている。つまり、TlIの封
入比率を6〜10重量%にすることで、黒体放射に近い光
色を実現でき、高効率を維持できる。
【0008】また、管壁負荷を17W/cm2以上にすること
で、封入金属蒸気圧を十分に上げることができるので、
平均演色評価数Raを80以上にすることができる。一
方、管壁負荷を23W/cm2以下にすることで、定格寿命600
0時間での光束維持率を70%以上にすることができる。こ
のとき、ランタノイド系金属ハロゲン化物の封入比率は
従来に比べ少ないので、発光管管壁との反応が抑制さ
れ、良好な寿命特性が得られる。
【0009】
【実施例】図1に示すように、本発明実施例の100Wメタ
ルハライドランプは、石英製の発光管1が外管2内に設
けられており、外管2内には窒素ガスが50000パスカル
封入されている。発光管1は内径10mmで、両端に電極
(図示せず)を有し、かつ内部に緩衝ガスとしてアルゴ
ンが10000パスカル、DyI3,TlI,NaIの組成比が37:8:55
であるハロゲン化物が5.0mg、水銀が17mg封入されてい
る。発光管1の両端外面には、ZrO2等からなる熱反射膜
3が形成されており、発光管1は、透光性筒4に囲繞さ
れている。透光性筒4の両端開口部は金属板5で塞がれ
ている。発光管1および透光性筒4はステム線6で外管
2内に保持されている。なお、図1において、7はZr-A
lゲッター、8は口金を示す。
【0010】上記100Wのメタルハライドランプ(本発明
実施例)を垂直点灯したときのランプ電圧、色温度初期
特性、平均演色評価数Raおよび光束維持率特性を、従
来のものと比較して表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】従来のSn系ランプでは、5本中2本が寿命
中に電極折れが発生し、また、従来のランタノイド系ラ
ンプは色温度が4300Kであり、本発明の目的とする色温
度が得られなかった。これらに対し、本発明のランプ
は、低色温度でかつ高演色であり、寿命特性も優れたも
のであることが確認できた。
【0013】次に、本発明の実施例である80Wメタルハ
ライドランプの管壁負荷と平均演色評価数Raの関係、
120Wメタルハライドランプの管壁負荷と定格寿命6000時
間での光束維持率の関係を図2に示す。電源電圧の変動
を考慮して、80W,100Wおよび120Wのランプについて、検
討を行った。なお、図2の直線Aは80Wのメタルハライ
ドランプのRaを、直線Bは120Wのメタルハライドラン
プの光束維持率をそれぞれ示す。
【0014】図2からも明らかなように、管壁負荷を17
W/cm2以上にすると、ランプ電力80Wのランプにおいて
も、平均演色評価数Raが80以上になる。ランプ電力が
80W以上のランプについては、発光管内の金属蒸気圧が8
0Wのランプより高くなるので、さらに高演色が実現でき
る。つまり、管壁負荷を17W/cm2以上にすることで、ラ
ンプ電力が80〜120Wのランプにおいて、平均演色評価数
Raを80以上にすることができる。また、管壁負荷を23
W/cm2以下にすると、ランプ電力120Wのランプにおいて
も、定格寿命6000時間で光束維持率70%以上になる。ラ
ンプ電力120W以下のランプについては、120Wのランプよ
り光束維持率特性が良好である。つまり、管壁負荷を23
W/cm2以下にすることで、ランプ電力が80〜120Wのラン
プにおいて、定格寿命6000時間で光束維持率70%以上に
することができる。このように、本発明ランプは、平均
演色評価数Raが良好で、かつ優れた寿命特性を有す
る。
【0015】図3に本発明の実施例である100Wメタルハ
ライドランプのNaIの封入比率と平均演色評価数Raお
よび相関色温度Tcの関係を示す。このときのTlIの封
入比率は、8重量%一定である。
【0016】図3からも明らかなように、NaIの封入比
率を40重量%未満にすると、相関色温度Tcが3700Kを
超える。一方、NaIの封入比率が60重量%を超えると、
相関色温度Tcが2800K未満になり、平均演色評価数R
aも80未満になる。つまり、NaIの封入比率を40〜60重
量%にすることで、平均演色評価数Raが80以上で、か
つ相関色温度Tcが2800〜3700Kのメタルハライドラン
プを得ることができる。
【0017】図4に本発明の実施例である100Wメタルハ
ライドランプのTlIの封入比率と光色の関係を示す。こ
のときのNaIの封入比率は、55重量%一定である。
【0018】図4は、JIS Z9112-1990で決められてい
る、蛍光灯における電球色と温白色の色度範囲を示す。
なお、□印はTlIの封入比率が10重量%を、○印はTlIの
封入比率が6重量%をそれぞれ示す。図4からも明らか
なように、TlIの封入比率が10重量%を超えると、温白
色の色度範囲から外れ、緑っぽい光色になる。また、Tl
Iの封入比率が6重量%未満になると、電球色の色度範囲
から外れ、ピンクっぽい光色になる。つまり、TlIの封
入比率を6〜10重量%にすることで、黒体放射に近い電
球色、温白色を実現できる。
【0019】上記実施例では、発光管内にDyI3,TlIお
よびNaIを封入した場合について説明したが、DyI3の代
わりに、TmI3,HoI3を用いても、同様の結果が得られ
た。なお、本発明における管壁負荷は、低ワットランプ
で通常採用されている、ランプ電力を発光管の全内表面
積で除した値を意味するものである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は黒体放射
に近く光色の相関色温度が2800〜3700Kであり、かつ寿
命特性に優れた80〜120Wの高演色メタルハライドランプ
を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である100Wメタルハライドラ
ンプの一部切欠正面図
【図2】管壁負荷と平均演色評価数Raおよび定格寿命
6000時間での光束維持率との関係図
【図3】NaIの封入比率と平均演色評価数Raおよび相
関色温度Tcとの関係図
【図4】TlIの封入比率と光色との関係図
【符号の説明】
1 発光管 2 外管 3 熱反射膜 4 透光性筒 5 金属板 6 ステム線 8 口金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 史紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−122972(JP,A) 特開 昭61−64060(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/20 H01J 61/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端に電極を有し、かつ内部にヨウ化デ
    ィスプロシウム(DyI3)、ヨウ化ツリウム(TmI3)およびヨ
    ウ化ホルミウム(HoI3)のうち少なくとも1種類を含むラ
    ンタノイド系金属ハロゲン化物と封入ハロゲン化物総量
    に対し40〜60重量%のヨウ化ナトリウム(NaI)と封入ハ
    ロゲン化物総量に対し6〜10重量%のヨウ化タリウム(Tl
    I)と緩衝ガスとが封入された発光管と、前記発光管を内
    蔵した外管とを具備し、前記発光管の管壁負荷が17〜23
    W/cm2であり、ランプ電力が80〜120Wでかつ相関色温度
    が2800〜3700Kであることを特徴とするメタルハライド
    ランプ。
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