JP3385010B2 - Mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device and mercury-free metal halide lamp - Google Patents

Mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device and mercury-free metal halide lamp

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JP3385010B2
JP3385010B2 JP2001155385A JP2001155385A JP3385010B2 JP 3385010 B2 JP3385010 B2 JP 3385010B2 JP 2001155385 A JP2001155385 A JP 2001155385A JP 2001155385 A JP2001155385 A JP 2001155385A JP 3385010 B2 JP3385010 B2 JP 3385010B2
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高橋  清
由利子 金子
正人 ▲よし▼田
隆幸 村瀬
亮 南畑
守 竹田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光物質に水銀が
含まれていない無水銀高輝度放電ランプ点灯装置、およ
び無水銀メタルハライドランプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device in which a light-emitting substance does not contain mercury, and a mercury-free metal halide lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、一般照明用、プロジェクタ用およ
び自動車前照灯用に高輝度放電ランプが使用されつつあ
る。高輝度放電ランプは、ハロゲンランプに比べて、高
効率、低消費電力、そして明るいという利点を有するた
め、普及が期待されている。普及が期待されている高輝
度放電ランプの一つとして、メタルハライドランプがあ
る。メタルハライドランプの断面構成を図1に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, high-intensity discharge lamps have been used for general lighting, projectors, and automobile headlights. High-intensity discharge lamps have the advantages of higher efficiency, lower power consumption, and higher brightness than halogen lamps, and are therefore expected to become popular. A metal halide lamp is one of the high-intensity discharge lamps that are expected to become popular. A cross-sectional structure of the metal halide lamp is shown in FIG.

【0003】図1に示したメタルハライドランプは、石
英ガラスからなる発光管1と、発光管1の両端に位置
し、発光管1内部を密閉する封止部2とを有している。
発光管1内には、タングステンからなる一対の電極3が
配置されており、発光管1の内部には、水銀および金属
ハロゲン化物を含む発光物質6と、希ガス(不図示)と
が封入されている。発光管1内の一対の電極3は、モリ
ブデン箔4の一端に接続されており、モリブデン箔4
は、封止部2によって封止されている。モリブデン箔4
の他端には、リード線5が接続されている。リード線5
は、点灯回路(不図示)に電気的に接続されることにな
る。
The metal halide lamp shown in FIG. 1 has an arc tube 1 made of quartz glass, and sealing parts 2 located at both ends of the arc tube 1 for hermetically sealing the interior of the arc tube 1.
A pair of electrodes 3 made of tungsten are arranged in the arc tube 1, and a luminous substance 6 containing mercury and a metal halide and a rare gas (not shown) are enclosed in the arc tube 1. ing. The pair of electrodes 3 in the arc tube 1 is connected to one end of a molybdenum foil 4,
Are sealed by the sealing portion 2. Molybdenum foil 4
The lead wire 5 is connected to the other end of the. Lead wire 5
Will be electrically connected to a lighting circuit (not shown).

【0004】図1に示したメタルハライドランプの発光
原理を簡単に説明する。点灯回路からリード線5に電圧
を印加してランプを点灯させると、金属ハロゲン化物
(6)の一部または全部が蒸発し、次いで、一対の電極
3の間で発生するアーク放電により、金属原子とハロゲ
ン原子に解離して、金属原子の励起・発光が生じる。発
光管1の管壁付近では、解離した金属原子は、ハロゲン
原子と再結合して、金属ハロゲン化物に戻る。このサイ
クル現象を繰り返して、ランプは安定に点灯する。一般
に、金属ハロゲン化物は、水銀よりも蒸気圧が低いもの
の、励起されやすく、発光しやすい性質を有しているの
で、メタルハライドランプでは、水銀発光よりも添加金
属の発光の方が強くなる傾向がある。したがって、水銀
は、主に、発光管1の内部の電圧を決めるための緩衝ガ
スとしての役割を担っている。なお、発光管1内の希ガ
スは、始動用ガスとしての役割を担っている。
The light emitting principle of the metal halide lamp shown in FIG. 1 will be briefly described. When a voltage is applied from the lighting circuit to the lead wire 5 to turn on the lamp, part or all of the metal halide (6) evaporates, and then arc discharge generated between the pair of electrodes 3 causes metal atom And halogen atoms are dissociated, and metal atoms are excited and emit light. In the vicinity of the tube wall of the arc tube 1, the dissociated metal atom is recombined with the halogen atom to return to the metal halide. By repeating this cycle phenomenon, the lamp lights up stably. In general, a metal halide has a vapor pressure lower than that of mercury, but is easily excited and has a property of easily emitting light. Therefore, in a metal halide lamp, the emission of an added metal tends to be stronger than the emission of mercury. is there. Therefore, mercury mainly plays a role as a buffer gas for determining the voltage inside the arc tube 1. The rare gas in the arc tube 1 plays a role as a starting gas.

【0005】図1に示したメタルハライドランプを含む
一般的な高輝度放電ランプでは、一対の電極3の間を結
ぶ直線を水平にして点灯すると(以下、「水平点灯」と
呼ぶ。)、発光管1内部の蒸気の対流により、図2に示
すように、一対の電極3の間に発生するアーク7は上方
に湾曲する。湾曲の程度が大きくアーク7が発光管1の
管壁に張り付いてしまうと、発光管上部1aの温度が局
所的に高くなるため、発光管上部1aの失透や変形が比
較的早期に始まり、その結果、ランプの寿命特性を劣化
させてしまう。
In a general high-intensity discharge lamp including the metal halide lamp shown in FIG. 1, when a straight line connecting a pair of electrodes 3 is lit horizontally (hereinafter referred to as "horizontal lighting"), the arc tube is lit. Due to the convection of vapor inside the arc 1, the arc 7 generated between the pair of electrodes 3 bends upward as shown in FIG. If the arc 7 sticks to the tube wall of the arc tube 1 with a large degree of bending, the temperature of the arc tube upper portion 1a locally rises, so that devitrification or deformation of the arc tube upper portion 1a begins relatively early. As a result, the life characteristics of the lamp are deteriorated.

【0006】アーク7の湾曲を抑制して、ランプの寿命
特性を改善するために、幾つかの提案がなされている。
その一例として、メタルハライドランプに磁界を印加
し、アークの湾曲を抑制する技術があり、例えば、特開
昭55−86062号公報や特開平9−161725号
公報などに開示されている。特開昭55−86062号
公報に開示された技術は、発光管1内に水銀を含んだメ
タルハライドランプにおける発光管1の上部に強力な希
土類磁石を配置し、その磁石とアーク7との反発力(ロ
ーレンツ力)を利用して、アーク7を下方へ押し下げ、
それにより、アーク7の湾曲を抑制するものである。一
方、特開平9−161725号公報に開示された技術
は、希土類磁石に代えて、磁界を印加する手段として電
磁石を用いるものである。なお、電磁石を利用して、ア
ーク位置を変更させる技術としては、特開平11−31
2495号公報、特開平11−317103号、特開2
000−12251号公報に開示されたものもある。
Several proposals have been made in order to suppress the curvature of the arc 7 and improve the life characteristics of the lamp.
As one example, there is a technique of applying a magnetic field to a metal halide lamp to suppress arc bending, which is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-86062 and Japanese Patent Laid-Open No. 9-161725. In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-86062, a strong rare earth magnet is arranged above the arc tube 1 in a metal halide lamp containing mercury in the arc tube 1, and the repulsive force between the magnet and the arc 7 is arranged. (Lorentz force) is used to push down the arc 7,
Thereby, the curvature of the arc 7 is suppressed. On the other hand, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-161725 uses an electromagnet as a means for applying a magnetic field instead of the rare earth magnet. A technique for changing the arc position by using an electromagnet is disclosed in JP-A-11-31.
2495, JP-A-11-317103, JP-A-2
Some are disclosed in Japanese Patent Publication No. 000-12251.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】昨今、環境問題が重視
されており、廃棄時の地球環境の配慮から水銀を含まな
いメタルハライドランプが望まれている。そこで、本願
発明者は、水銀を含まない無水銀メタルハライドランプ
を開発すべく、無水銀メタルハライドランプと、水銀を
含むメタルハライドランプとを比較検討した。
Recently, environmental problems have been emphasized, and a metal halide lamp containing no mercury is desired in consideration of the global environment at the time of disposal. Therefore, the inventor of the present application comparatively studied a mercury-free metal halide lamp and a mercury-free metal halide lamp in order to develop a mercury-free mercury-free metal halide lamp.

【0008】検討の結果、無水銀メタルハライドランプ
は、水銀を含むメタルハライドランプと比較して、特性
がかなり異なるものであることがわかった。例えば、無
水銀メタルハライドランプにおいても、無水銀メタルハ
ライドランプに磁界を印加することによって、アーク湾
曲を抑制できるものの、その磁界の印加手法や湾曲抑制
の原理などは、水銀を含むものとは異なるものであっ
た。また、磁界の強さによってはアーク7自身が不安定
となり、アーク7がゆれる現象が観察された。このアー
ク7のゆれは、ランプとして使用する際、ちらつきとな
るため好ましくない。
As a result of examination, it has been found that the mercury-free metal halide lamp has considerably different characteristics as compared with a metal halide lamp containing mercury. For example, even in a mercury-free metal halide lamp, arc curvature can be suppressed by applying a magnetic field to the mercury-free metal halide lamp, but the method of applying the magnetic field and the principle of suppressing curvature are different from those containing mercury. there were. Further, it was observed that the arc 7 itself became unstable depending on the strength of the magnetic field and the arc 7 fluctuated. This fluctuation of the arc 7 causes flicker when used as a lamp, which is not preferable.

【0009】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、アークのゆれを抑制してちら
つきを防止した無水銀高輝度放電ランプ点灯装置および
無水銀メタルハライドランプを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its main object is to provide a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device and a mercury-free metal halide lamp in which fluctuation of an arc is suppressed to prevent flicker. Especially.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による無水銀高輝
度放電ランプ点灯装置は、発光物質が封入される管内に
一対の電極が配置された発光管を有し、水平点灯される
高輝度放電ランプと、前記一対の電極に交流電流を供給
する交流電流発生手段を含む点灯回路とを備え、前記発
光管内には、前記発光物質として水銀が含まれておら
ず、前記一対の電極の先端間を結ぶ直線に対して略垂直
な成分を含む磁界を印加する磁界印加手段をさらに備
え、前記一対の電極の先端間の中心に印加される前記磁
界をB(mT)とし、前記一対の電極の先端間の距離を
d(mm)とし、定常点灯時の前記発光管の管内圧力を
0(MPa)とし、定常点灯時に消費される電力をW
(W)とし、定常点灯時の安定周波数をf(Hz)とし
たときに、0<(100BW/f)−P0d<100の
関係を満たすことを特徴とする。
A mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to the present invention has a light-emitting tube in which a pair of electrodes are arranged in a tube in which a light-emitting substance is sealed, and a high-intensity discharge for horizontal lighting is provided. A lamp and a lighting circuit including an alternating current generating means for supplying an alternating current to the pair of electrodes, wherein the arc tube does not contain mercury as the luminescent material, and the tip of the pair of electrodes is Further comprising magnetic field applying means for applying a magnetic field containing a component substantially perpendicular to the straight line connecting the lines, the magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes is B (mT), and The distance between the tips is d (mm), the tube pressure of the arc tube during steady lighting is P 0 (MPa), and the power consumed during steady lighting is W
(W) and the stable frequency during steady lighting is f (Hz), the relationship of 0 <(100BW / f) −P 0 d <100 is satisfied.

【0011】本発明による他の無水銀高輝度放電ランプ
点灯装置は、発光物質が封入される管内に一対の電極が
配置された発光管を有し、水平点灯される高輝度放電ラ
ンプと、前記一対の電極に交流電流を供給する交流電流
発生手段を含む点灯回路とを備え、前記発光管内には、
前記発光物質として水銀が含まれておらず、かつ、少な
くとも希ガスが含まれており、前記一対の電極の先端間
を結ぶ直線に対して略垂直な成分を含む磁界を印加する
磁界印加手段をさらに備え、前記一対の電極の先端間の
中心に印加される前記磁界をB(mT)とし、前記一対
の電極の先端間の距離をd(mm)とし、20℃での前
記希ガスの封入圧力をP(MPa)とし、定常点灯時に
消費される電力をW(W)とし、定常点灯時の安定周波
数をf(Hz)としたときに、0<(10BW/f)−
Pd<10の関係を満たすことを特徴とする。
Another mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to the present invention has a high-intensity discharge lamp that is horizontally lit, having a light-emitting tube in which a pair of electrodes are arranged in a tube in which a light-emitting substance is sealed. And a lighting circuit including an alternating current generating means for supplying an alternating current to a pair of electrodes, in the arc tube,
A magnetic field applying unit that does not contain mercury as the luminescent substance, contains at least a rare gas, and applies a magnetic field containing a component substantially perpendicular to a straight line connecting the tips of the pair of electrodes, Furthermore, the magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes is B (mT), the distance between the tips of the pair of electrodes is d (mm), and the rare gas is sealed at 20 ° C. When the pressure is P (MPa), the power consumed during steady lighting is W (W), and the stable frequency during steady lighting is f (Hz), 0 <(10BW / f)-
It is characterized in that the relationship of Pd <10 is satisfied.

【0012】前記封入圧力Pは、0.1(MPa)<P
<2.5(MPa)の範囲にあることが好ましい。
The enclosed pressure P is 0.1 (MPa) <P
It is preferably in the range of <2.5 (MPa).

【0013】前記封入圧力Pおよび前記距離dは、P・
d<8の関係を満たすことが好ましい。
The enclosed pressure P and the distance d are P ·
It is preferable to satisfy the relationship of d <8.

【0014】前記封入圧力Pおよび前記距離dは、Pd
≦4.6の関係を満たすことがさらに好ましい。
The enclosed pressure P and the distance d are Pd
It is more preferable to satisfy the relationship of ≦ 4.6.

【0015】前記定常点灯時の点灯周波数fは、40
(Hz)<fの範囲であることが好ましい。
The lighting frequency f during the steady lighting is 40
It is preferable that (Hz) <f.

【0016】前記磁界Bは、B<500(mT)の範囲
であることが好ましい。
The magnetic field B is preferably in the range of B <500 (mT).

【0017】前記一対の電極の先端の間の前記距離d
が、2<d(mm)の範囲であることが好ましい。
The distance d between the tips of the pair of electrodes
Is preferably in the range of 2 <d (mm).

【0018】前記高輝度放電ランプが、前記発光管内に
前記発光物質として少なくともインジウムハロゲン化物
を含むメタルハライドランプであることが好ましい。
It is preferable that the high-intensity discharge lamp is a metal halide lamp containing at least indium halide as the light emitting substance in the arc tube.

【0019】ある好適な実施形態において、さらに、前
記高輝度放電ランプから発せられる光を反射する反射鏡
とを備え、前記反射鏡の光軸上に、前記無水銀高輝度放
電ランプのアークの中心が配置されている。
[0019] In a preferred embodiment, a reflection mirror for reflecting light emitted from the high-intensity discharge lamp is further provided, and an arc center of the mercury-free high-intensity discharge lamp is provided on an optical axis of the reflection mirror. Are arranged.

【0020】本発明による無水銀メタルハライドランプ
は、発光物質が封入される管内に一対の電極が配置され
た発光管を備え、前記発光管内には、希ガスと、前記発
光物質としてインジウムのハロゲン化物とが少なくとも
含まれており、かつ、前記発光物質として水銀が含まれ
ておらず、前記一対の電極の先端間の距離をd(mm)
とし、室温での前記希ガスの封入圧力をP(MPa)と
したときに、Pd≦4.6を満たすことを特徴とする。
The mercury-free metal halide lamp according to the present invention comprises an arc tube in which a pair of electrodes are arranged in a tube in which a luminescent material is enclosed, and a rare gas and an indium halide as the luminescent material are provided in the arc tube. And at least is not included, and mercury is not included as the light-emitting substance, and the distance between the tips of the pair of electrodes is d (mm).
And Pd ≦ 4.6 is satisfied when the filling pressure of the rare gas at room temperature is P (MPa).

【0021】前記希ガスの封入圧力Pは、室温で0.3
(MPa)以上であることが好ましい。
The filling pressure P of the rare gas is 0.3 at room temperature.
(MPa) or more is preferable.

【0022】前記距離dは、2(mm)以上であること
が好ましい。
The distance d is preferably 2 (mm) or more.

【0023】ある好適な実施形態において、前記メタル
ハライドランプの点灯方向は垂直である。
In a preferred embodiment, the lighting direction of the metal halide lamp is vertical.

【0024】ある好適な実施形態において、前記メタル
ハライドランプの点灯方向は水平であり、かつ、前記一
対の電極の先端間を結ぶ直線に対して略垂直な成分を含
む磁界を印加し、それによってアーク湾曲を抑制する磁
界印加手段をさらに備えている。
In a preferred embodiment, the lighting direction of the metal halide lamp is horizontal, and a magnetic field containing a component substantially perpendicular to a straight line connecting the tips of the pair of electrodes is applied, whereby an arc is generated. A magnetic field applying unit that suppresses bending is further provided.

【0025】ある好適な実施形態において、前記メタル
ハライドランプは、前記一対の電極に交流電流が供給さ
れる交流点灯型である。
In a preferred embodiment, the metal halide lamp is an AC lighting type in which an AC current is supplied to the pair of electrodes.

【0026】ある好適な実施形態において、前記発光物
質として、スカンジウムのハロゲン化物と、ナトリウム
のハロゲン化物と、タリウムのハロゲン化物とが前記発
光管内に含まれている。
In a preferred embodiment, the luminous substance contains scandium halide, sodium halide, and thallium halide in the arc tube.

【0027】ある好適な実施形態において、前記ハロゲ
ン化物を構成するハロゲンは、ヨウ素および臭素からな
る群から選択される少なくとも1つである。
In a preferred embodiment, the halogen constituting the halide is at least one selected from the group consisting of iodine and bromine.

【0028】ある好適な実施形態において、前記希ガス
はXe(キセノン)である。
In a preferred embodiment, the rare gas is Xe (xenon).

【0029】ある好適な実施形態において、さらに、前
記無水銀メタルハライドランプから発せられる光を反射
する反射鏡とを備え、前記反射鏡の光軸上に、前記無水
銀メタルハライドランプのアークの中心が配置されてい
る。
[0029] In a preferred embodiment, further, a reflector for reflecting light emitted from the mercury-free metal halide lamp is provided, and an arc center of the mercury-free metal halide lamp is arranged on an optical axis of the reflector. Has been done.

【0030】本発明の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置
では、一対の電極の先端間の中心に印加される磁界をB
(mT)とし、一対の電極の先端間の距離をd(mm)
とし、定常点灯時の前記発光管の管内圧力をP0(MP
a)とし、定常点灯時に消費される電力をW(W)と
し、定常点灯時の安定周波数をf(Hz)としたとき
に、0<(100BW/f)−P0d<100の関係、
または、20℃での前記希ガスの封入圧力をP(MP
a)としたときに、0<(10BW/f)−Pd<10
の関係を満たしているので、アークのゆれを抑制してち
らつきを防止することができる。
In the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device of the present invention, the magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes is set to B
(MT), and the distance between the tips of the pair of electrodes is d (mm)
And the pressure inside the arc tube during steady lighting is P 0 (MP
a), the power consumed during steady lighting is W (W), and the stable frequency during steady lighting is f (Hz), the relationship of 0 <(100BW / f) -P 0 d <100,
Alternatively, the filling pressure of the rare gas at 20 ° C. is set to P (MP
In case of a), 0 <(10BW / f) -Pd <10
Since the relationship of is satisfied, the fluctuation of the arc can be suppressed and the flicker can be prevented.

【0031】また、アークが発光管の管壁に張り付かな
いようにできるので、寿命特性に優れたものにすること
ができる。すなわち、{(100BW/f)−P0d}
の値、または{(10BW/f)−P・d}の値を0以
下とした場合、アークが湾曲し管壁に沿うようになり、
発光管上部温度が上昇してしまい、無水銀高輝度放電ラ
ンプ点灯装置の発光管の失透や変形が発生し、その結
果、寿命特性を劣化させてしまう。本発明では、そのよ
うな寿命特性の劣化を防止することが可能となる。
Further, since it is possible to prevent the arc from sticking to the tube wall of the arc tube, the life characteristics can be made excellent. That is, {(100 BW / f) -P 0 d}
When the value of or the value of {(10BW / f) -P · d} is 0 or less, the arc is curved and follows the pipe wall,
The temperature of the upper part of the arc tube rises, causing devitrification or deformation of the arc tube of the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device, resulting in deterioration of life characteristics. The present invention makes it possible to prevent such deterioration of life characteristics.

【0032】P・dの値を8未満にした場合、起動電圧
の低下という効果を得ることができる。つまり、P・d
の値が8以上にした場合、起動電圧が30(kV)を越
えることがある。30kVを越える起動電圧を発生させ
る駆動回路は大型化してしまうことから、P・dの値は
8を下回る範囲であることが好ましい。さらに、P・d
の値を6以下にすると、起動電圧を25(kV)以下に
することができる。駆動回路としては、25(kV)以
下の起動電圧で駆動する回路の方がより回路を小型化で
きるため、P・dの値を6以下にすることによって、回
路の小型化の効果も得ることができる。P・dの値を
4.6以下にすることがより好適である。
When the value of P · d is less than 8, the effect of lowering the starting voltage can be obtained. That is, P · d
When the value of is 8 or more, the starting voltage may exceed 30 (kV). Since the drive circuit for generating the starting voltage exceeding 30 kV becomes large in size, it is preferable that the value of P · d is in the range below 8. Furthermore, Pd
When the value of is 6 or less, the starting voltage can be 25 (kV) or less. As a drive circuit, a circuit driven with a starting voltage of 25 (kV) or lower can be made more compact. Therefore, by setting the value of P · d to 6 or less, the effect of downsizing the circuit can be obtained. You can It is more preferable to set the value of P · d to 4.6 or less.

【0033】希ガスの20℃での封入圧力Pの値を0.
1MPa以上とすると、アークの安定性をさらに高める
効果がえられる。Pの値を0.3MPa以上にすると、
点灯直後の封入物が蒸発していない時にも、アークの安
定性を維持する効果が得られる。さらに、Pの値を0.
5(MPa)以上にすると、発光管内の熱伝導を促進す
ることができ、発光管温度の安定までの時間を短縮する
ことができる。これにより、封入物が蒸発するまでの時
間を短縮することができ、その結果、無水銀高輝度放電
ランプ点灯装置の安定時間を早めることができる。
The value of the filling pressure P of the rare gas at 20 ° C. is set to 0.
When it is 1 MPa or more, the effect of further enhancing the stability of the arc can be obtained. If the value of P is 0.3 MPa or more,
The effect of maintaining the stability of the arc can be obtained even when the enclosed material immediately after lighting is not evaporated. Furthermore, if the value of P is 0.
When it is 5 (MPa) or more, heat conduction in the arc tube can be promoted, and the time until the temperature of the arc tube becomes stable can be shortened. As a result, it is possible to shorten the time until the inclusions evaporate, and as a result, the stabilization time of the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device can be shortened.

【0034】Pの値は2.5(MPa)以下にすると、
発光管の破裂を効果的に防止することができるという効
果が得られる。すなわち、Pの値が2.5(MPa)を
超えると、点灯時の発光管内の圧力P0が25(MP
a)を超えることになり、点灯時に発光管が破壊すると
いう現象が起こりやくなる。したがって、Pの値は2.
5(MPa)以下にすることが好ましい。
When the value of P is 2.5 (MPa) or less,
It is possible to effectively prevent the arc tube from bursting. That is, when the value of P exceeds 2.5 (MPa), the pressure P 0 in the arc tube during lighting is 25 (MP
As a result, the phenomenon in which the arc tube is destroyed during lighting is likely to occur. Therefore, the value of P is 2.
It is preferably 5 (MPa) or less.

【0035】Pの値を2.0(MPa)以下にすると、
起動電圧の低下の効果を得ることができる。すなわち、
Pの値が2.0(MPa)を超えると、点灯開始時の起
動電圧が30(kV)を超えることがある。30(k
V)を超える起動電圧を発生させる無水銀高輝度放電ラ
ンプ点灯装置の駆動回路は、大型化してしまうという不
具合が発生する。それゆえ、装置の小型化の観点から
も、Pの値は2.0(MPa)以下にすることが好まし
い。加えて、30(kV)以上の起動電圧を印加した場
合、起動電圧自身が大きなノイズとして発生することと
なり、ランプの周辺機器にも、影響を及ぼすという不具
合が発生する。加えて、無水銀高輝度放電ランプ点灯装
置を構成する絶縁材料もより高い絶縁が要求されること
となり、コスト的にデメリットとなる。したがって、P
の値を2.0(MPa)以下にすることが好適である。
When the value of P is 2.0 (MPa) or less,
The effect of lowering the starting voltage can be obtained. That is,
If the value of P exceeds 2.0 (MPa), the starting voltage at the start of lighting may exceed 30 (kV). 30 (k
The problem is that the drive circuit of the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device that generates a starting voltage exceeding V) becomes large. Therefore, the value of P is preferably 2.0 (MPa) or less from the viewpoint of downsizing of the device. In addition, when a starting voltage of 30 (kV) or more is applied, the starting voltage itself is generated as a large noise, which causes a problem that it affects peripheral devices of the lamp. In addition, the insulating material that constitutes the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device also requires higher insulation, which is a cost disadvantage. Therefore, P
It is preferable that the value of is 2.0 (MPa) or less.

【0036】点灯周波数fを40(Hz)を超えるよう
にすると、寿命特性の向上をより効果的に発揮させるこ
とができる。つまり、点灯周波数fを40(Hz)以下
にした場合、極性反転間の間に電子が片側の電極に衝突
している時間が長くなり、電極先端の温度が上がり、電
極の消耗が促進されることになるからである。
When the lighting frequency f exceeds 40 (Hz), the life characteristics can be improved more effectively. That is, when the lighting frequency f is set to 40 (Hz) or less, the time during which the electrons collide with the electrode on one side becomes longer during the polarity reversal, the temperature of the electrode tip rises, and the consumption of the electrode is promoted. Because it will be.

【0037】磁界Bを500(mT)未満にすると、導
入線及び周辺の電気機器に対するノイズの影響を低減で
きるという効果が得られる。すなわち、磁界をアークに
対して印加した場合、アーク中のみならず周辺にも磁界
が発生するところ、定常時に電極間中心に印加される磁
界Bが500(mT)以上にした場合、周辺にかかる磁
界が増加する。それゆえに、導入線及び周辺の電気機器
に対してノイズを発生させ、その結果、誤作動を起こす
ことになる。それゆえ、磁界Bは500(mT)を下回
るようにすることが好ましい。
When the magnetic field B is less than 500 (mT), it is possible to reduce the influence of noise on the lead-in wire and peripheral electric equipment. That is, when a magnetic field is applied to the arc, the magnetic field is generated not only in the arc but also in the periphery. However, when the magnetic field B applied to the center between the electrodes in the steady state is 500 (mT) or more, it is applied to the periphery. The magnetic field increases. Therefore, noise is generated in the lead-in wire and the electric equipment in the vicinity, and as a result, malfunction occurs. Therefore, it is preferable that the magnetic field B is below 500 (mT).

【0038】電極先端間の距離dが2(mm)を超える
ようにすると、電極の消耗の防止して、寿命特性の向上
をより効果的に発揮させることができる。すなわち、電
極先端間の距離dを2(mm)以下にした場合、水銀の
無い形態の無水銀メタルハライドランプでは、適切なラ
ンプ電圧(例えば、60(V)以上)を得ることが困難
になる。このため、ランプの電流値が上昇する結果とな
り、電極先端温度が上昇し、電極の消耗が促進されるこ
とになる。このことから、電極先端間の距離は2(m
m)を超えるようにすることが好ましい。製造バラツキ
を考慮すると、60(V)以上を安定的に得るという観
点から、3(mm)以上にすることががさらに好まし
い。
When the distance d between the electrode tips exceeds 2 (mm), the consumption of the electrodes can be prevented and the life characteristics can be improved more effectively. That is, when the distance d between the electrode tips is set to 2 (mm) or less, it becomes difficult to obtain an appropriate lamp voltage (for example, 60 (V) or more) in a mercury-free mercury-free metal halide lamp. As a result, the lamp current value rises, the electrode tip temperature rises, and the electrode wear is promoted. From this, the distance between the electrode tips is 2 (m
m) is preferable. Considering manufacturing variations, it is more preferable to set it to 3 (mm) or more from the viewpoint of stably obtaining 60 (V) or more.

【0039】さらに反射鏡を設けて、反射鏡の光軸上に
アークの中心を配置した構成にした場合、アークからの
光を有効に投射することができ、その結果、効率の良い
無水銀高輝度放電ランプ点灯装置を提供することができ
る。また、この構成によれば、高輝度放電ランプのアー
ク位置を制御可能なものを簡便に実現することができ
る。
Further, when a reflecting mirror is provided and the center of the arc is arranged on the optical axis of the reflecting mirror, the light from the arc can be effectively projected, and as a result, a high efficiency of mercury-free silver can be achieved. A brightness discharge lamp lighting device can be provided. Further, according to this configuration, it is possible to easily realize a high-intensity discharge lamp whose arc position can be controlled.

【0040】本発明の無水銀メタルハライドランプによ
ると、一対の電極の先端間の距離をd(mm)とし、室
温での希ガスの封入圧力をP(MPa)としたときに、
Pd≦4.6を満たしているので、アークのゆれを抑制
してちらつきを防止することができる。すなわち、水銀
を含まないメタルハライドランプ点灯時のちらつきを無
くし、安定したアークを得ることができる。
According to the mercury-free metal halide lamp of the present invention, when the distance between the tips of the pair of electrodes is d (mm) and the rare gas filling pressure at room temperature is P (MPa),
Since Pd ≦ 4.6 is satisfied, the fluctuation of the arc can be suppressed and the flicker can be prevented. That is, it is possible to eliminate the flicker when a metal halide lamp containing no mercury is lit and to obtain a stable arc.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態を説明
する前に、従来の水銀を含むメタルハライドランプと、
水銀を含まない無水銀メタルハライドランプとの比較検
討により、本願発明者が得た知見を述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, before explaining the embodiments of the present invention, a conventional metal halide lamp containing mercury,
The findings obtained by the inventor of the present application will be described by a comparative study with a mercury-free metal halide lamp containing no mercury.

【0042】本願発明者が検討した従来のメタルハライ
ドランプは、一般的に発光特性が良好であると知られて
いるSc−Na系メタルハライドランプであり、図1に
示した構成において、発光物質6として、水銀(H
g)、ヨウ化スカンジウム(ScI3)、およびヨウ化
ナトリウム(NaI)を含むものである。一方、無水銀
メタルハライドランプは、発光物質6として、3価のヨ
ウ化インジウム(InI3)、ヨウ化タリウム(Tl
I)、ヨウ化スカンジウム(ScI3)、およびヨウ化
ナトリウム(NaI)を含み、かつ、水銀(Hg)を含
まないものである。両者とも、一対の電極3間の先端距
離は約4mmであり、発光管1の内容積は約0.025
ccであり、そして、発光管1内には、室温で約1.4
MPaのキセノンガスが封入されている。
The conventional metal halide lamp examined by the inventor of the present application is a Sc—Na-based metal halide lamp which is generally known to have good light emitting characteristics. In the structure shown in FIG. , Mercury (H
g), scandium iodide (ScI 3 ), and sodium iodide (NaI). On the other hand, the mercury-free metal halide lamp uses trivalent indium iodide (InI 3 ) and thallium iodide (Tl) as the light-emitting substance 6.
I), scandium iodide (ScI 3 ), and sodium iodide (NaI), and does not contain mercury (Hg). In both cases, the tip distance between the pair of electrodes 3 is about 4 mm, and the inner volume of the arc tube 1 is about 0.025.
cc, and inside the arc tube 1 is about 1.4 at room temperature.
Xenon gas of MPa is enclosed.

【0043】この両ランプを周波数400Hzの矩形波
で水平点灯させる構成において、アークの湾曲をなくす
ために必要な磁界の大きさを調べるとともに、図3
(a)および(b)に示すように、フェライト永久磁石
10の位置を移動させて、磁界の方向による影響を調べ
た。図3(a)に示した構成では、フェライト永久磁石
10を発光管1の下部に配置し、一方、図3(b)に示
した構成では、フェライト永久磁石10を発光管1の上
部に配置した。磁界の方向は逆になるものの、どちらの
構成でも、フェライト永久磁石10は、アークに対して
垂直な方向に磁界を印加し、かつ、鉛直な方向に磁界を
印加する。その結果は、以下のようであった。
In the structure in which both of these lamps are horizontally lit with a rectangular wave having a frequency of 400 Hz, the magnitude of the magnetic field required to eliminate the curvature of the arc is investigated, and FIG.
As shown in (a) and (b), the position of the ferrite permanent magnet 10 was moved to examine the influence of the direction of the magnetic field. In the configuration shown in FIG. 3A, the ferrite permanent magnet 10 is arranged in the lower part of the arc tube 1, while in the configuration shown in FIG. 3B, the ferrite permanent magnet 10 is arranged in the upper part of the arc tube 1. did. In either configuration, the ferrite permanent magnet 10 applies a magnetic field in a direction perpendicular to the arc and a magnetic field in a vertical direction, although the directions of the magnetic fields are opposite. The results were as follows.

【0044】従来の有水銀ランプの場合、上部に磁石1
0を配置したとき(図3(b))、0.05Tでアーク
抑制の効果が得られたが、下部に磁石10を配置したと
き(図3(a))には、アーク湾曲が逆に大きくなり、
アーク抑制の効果は得られなかった。一方、無水銀ラン
プの場合、驚くべきことに、上部および下部のいずれに
磁石10を配置したときでも、0.01Tでアークの湾
曲抑制の効果が得られた。どちらのランプについても、
N極とS極との極性を代えたが、効果は同じであり、極
性依存は見られなかった。このような驚くべき現象が起
こるのは、有水銀ランプと無水銀ランプとで、アーク湾
曲抑制の原理が異なるからではないかと考えたものの、
明確な理由は、現時点においてまだわからない。
In the case of the conventional mercury-containing lamp, the magnet 1 is placed on the top.
When 0 is arranged (FIG. 3 (b)), the effect of suppressing the arc is obtained at 0.05T, but when the magnet 10 is arranged in the lower part (FIG. 3 (a)), the arc curvature is reversed. Getting bigger,
The effect of arc suppression was not obtained. On the other hand, in the case of the mercury-free lamp, surprisingly, the effect of suppressing the curvature of the arc was obtained at 0.01 T when the magnet 10 was arranged on either the upper part or the lower part. For both lamps,
Although the polarities of the N pole and the S pole were changed, the effects were the same and no polarity dependence was observed. It is thought that such a surprising phenomenon occurs because the principle of arc curvature suppression is different between the mercury-containing lamp and the mercury-free lamp,
The exact reason is not yet known at this time.

【0045】アーク湾曲抑制に必要な磁束密度に着目す
ると、有水銀ランプのときの磁束密度が0.05Tだっ
たの対し、無水銀ランプのときは、その1/5の0.0
1Tしか必要でなかった。これは次のようなことを意味
している。すなわち、有水銀ランプの場合は、アーク湾
曲抑制効果を得るために、0.05Tという比較的大き
い磁束密度を必要とし、それゆえ、強力な磁束密度を持
った希土類磁石を用いる必要が出てくるのに対し、無水
銀ランプの場合は、比較的安価なフェライト永久磁石を
用いてアーク湾曲抑制効果を得ることが可能となる。
Focusing on the magnetic flux density required for suppressing arc bending, the magnetic flux density of the mercury-containing lamp was 0.05 T, while that of the mercury-free lamp was 0.05 which was 1/5 of that.
Only 1T was needed. This means the following. That is, in the case of a mercury-containing lamp, a relatively large magnetic flux density of 0.05T is required to obtain the arc curving suppression effect, and therefore, it is necessary to use a rare earth magnet having a strong magnetic flux density. On the other hand, in the case of a mercury-free lamp, it is possible to obtain the arc curving suppression effect by using a relatively inexpensive ferrite permanent magnet.

【0046】本願発明者は、さらに検討を進め、アーク
の湾曲方向と同じ方向の成分を持つ磁界の強さBと、ラ
ンプ電流Iと、電極間距離dと、点灯周波数fと、磁界
を作用させた時のアーク湾曲を抑制しようとする力の大
きさFとの間に、下式1(比例関係) F ∝ (B・I・d)/f ・・・(式1) が成り立つことを実験的に見出した。これら本願発明者
による知見については、特願2000−388000号
明細書(対応米国特許出願第09/739974号明細
書、出願人;松下電器産業株式会社)に詳述されてい
る。ここで、当該明細書を、本願明細書に参考のため援
用する。
The inventor of the present application further studied, and the strength B of the magnetic field having a component in the same direction as the arc bending direction, the lamp current I, the interelectrode distance d, the lighting frequency f, and the magnetic field were applied. The following equation 1 (proportional relationship) F ∝ (B · I · d) / f (Equation 1) holds between the magnitude F of the force to suppress the arc bending when it is applied. Experimentally found. These findings by the inventor of the present application are described in detail in Japanese Patent Application No. 2000-388000 (corresponding US Patent Application No. 09/739974, applicant: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.). The specification is incorporated herein by reference.

【0047】式1に示したFによってアークの湾曲部分
を下方に移動させて、アークの湾曲を抑制できることは
確認できたものの、さらに検討を続けると、条件によっ
ては、アーク自身が不安定となり、アークがゆれる現象
が観察された。このアークのゆれに影響を与えるパラメ
ータとしては、磁界B、電流I、電極間距離d、および
点灯周波数fが考えられるが、これらのパラメータのそ
れぞれとアークのゆれとの間には、直接的な相関がない
ことを、本願発明者は実験により確認した。そこで、本
願発明者は、アークに影響を与えるもう一つの要因であ
る対流に着目した。
Although it has been confirmed that the curved portion of the arc can be moved downward by F shown in the equation 1 to suppress the curved arc, further examination will continue, and the arc itself becomes unstable depending on the conditions. The phenomenon that the arc fluctuates was observed. The magnetic field B, the current I, the inter-electrode distance d, and the lighting frequency f can be considered as parameters that affect the fluctuation of the arc, but there is a direct relationship between each of these parameters and the fluctuation of the arc. The present inventor confirmed by experiments that there is no correlation. Therefore, the inventor of the present application focused on convection, which is another factor that affects the arc.

【0048】対流に着目して検討を進めた結果、本願発
明者は、P・dに比例してアーク上向きの力が働くこと
を見出した。一方、上述した(B・I・d)/fの項を
変形した(BW/f)に比例してアーク下向きの力が働
くことも導き出した。したがって、これらの力のバラン
スで、アークの湾曲が変化することを突き止めた。以
下、アーク上向きの力がどのような原理に基づいて働く
かを説明した後、アーク下向きの力について説明する。 <アーク上向きの力>発光管1内の電極3の先端間の上
向き対流に起因して、アーク7の湾曲が発生することを
前提として、対流によるアーク上向きの力を式で表すた
めに、次のモデルを考えた。そのモデルを図4に示す。
As a result of further study focusing on convection, the inventor of the present application has found that the upward force of the arc acts in proportion to P · d. On the other hand, it was also deduced that the downward force of the arc worked in proportion to (BW / f) obtained by transforming the above-mentioned term of (B · I · d) / f. Therefore, it was found that the curvature of the arc changes depending on the balance of these forces. Hereinafter, the principle of the upward force of the arc will be described, and then the downward force of the arc will be described. <Arc Upward Force> In order to express the arc upward force due to convection with an equation on the assumption that the arc 7 is curved due to upward convection between the tips of the electrodes 3 in the arc tube 1, Thought of the model. The model is shown in FIG.

【0049】図4は、図1に示した発光管1内をモデル
化したものであり、一対の電極3、3間に発生するアー
ク7に加わる上向き力をF1としている。アーク7の周
囲には、発光管1の管壁付近に位置するガス8が取りま
いている。管壁付近のガス8のガス密度をPwとし、ア
ーク7中のガス密度をPaとし、アーク7の有効半径を
Rとし、重力をgとし、そして、電極3、3の先端間距
離をdとすると、対流による上向きの力F1(すなわ
ち、アーク7に働く浮力F1)は、下式2で表すことが
できる。なお、モデル化にあたり、アーク7およびガス
8の外形を円柱とみなしている。
FIG. 4 is a model of the interior of the arc tube 1 shown in FIG. 1, and the upward force applied to the arc 7 generated between the pair of electrodes 3 and 3 is F1. Around the arc 7, there is a gas 8 located near the wall of the arc tube 1. The gas density of the gas 8 near the tube wall is Pw, the gas density in the arc 7 is Pa, the effective radius of the arc 7 is R, the gravity is g, and the distance between the tips of the electrodes 3 and 3 is d. Then, the upward force F1 due to convection (that is, the buoyancy F1 acting on the arc 7) can be expressed by the following Expression 2. In modeling, the outer shapes of the arc 7 and the gas 8 are regarded as cylinders.

【0050】 F1=π・R2・d(Pw−Pa)g ・・・(式2) 次に、アーク7中のガス温度を均一と仮定した上でTa
とし、管壁付近のガス8の温度を均一と仮定した上でT
wとすると、気体の状態方程式より、式2は、下式3に
変形することができる。
F1 = π · R 2 · d (Pw−Pa) g (Equation 2) Next, assuming that the gas temperature in the arc 7 is uniform, Ta
And assuming that the temperature of the gas 8 near the pipe wall is uniform, T
If w, then Equation 2 can be transformed into Equation 3 below from the equation of state of gas.

【0051】 F1=π・R2・d・Pa・(Tw−Ta)/Ta・g ・・・(式3) ここで、Pwは、封入するガス圧を変化させることで大
きく変化させることができる。それに対し、(Tw−T
a)/Taの変化は、Pwの変化に対して小さくため無
視することが可能である。よって、式3を下式4に変形
することができる。
F1 = π · R 2 · d · Pa · (Tw−Ta) / Ta · g (Equation 3) Here, Pw can be largely changed by changing the gas pressure to be enclosed. it can. On the other hand, (Tw-T
The change in a) / Ta is small with respect to the change in Pw and can be ignored. Therefore, Equation 3 can be transformed into Equation 4 below.

【0052】 F1 ∝ Pa・d ・・・(式4) 式4において、Paは、封入するガス圧Pと比例すると
みなせるので、式4を下式5に書き換えることができ
る。
F1 ∝ Pa · d (Equation 4) In Equation 4, since Pa can be regarded as being proportional to the gas pressure P to be enclosed, Equation 4 can be rewritten as Equation 5 below.

【0053】 F1 ∝ P・d ・・・(式5) 式5から、対流による上向きの力は、P・dに比例する
ことがわかる。したがって、アークの湾曲量はP・dに
比例することになる。 <アーク下向きの力>まず、アーク下向きの力を説明す
る前に、ローレンツ力について説明する。水平点灯させ
たランプのアーク7に対して垂直な方向かつ鉛直方向に
磁界を印加した場合、フレミングの左手の法則によりア
ークの横方向(水平方向)に、ローレンツ力が加わる。
この横方向に加わるローレンツ力は、ランプ電流をIと
し、電極間距離をdとしたとき、F(ローレンツ力)=
BIdとなる。ランプ電圧Vは、Lに比例するので、B
Idは、BWと比例関係にあり、BW ∝ BIdとな
る。
F1 ∝ P · d (Equation 5) From Equation 5, it can be seen that the upward force due to convection is proportional to P · d. Therefore, the arc bending amount is proportional to P · d. <Arc Downward Force> First, before explaining the arc downward force, the Lorentz force will be described. When a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the arc 7 of the horizontally lit lamp and in the vertical direction, a Lorentz force is applied in the lateral direction (horizontal direction) of the arc according to Fleming's left-hand rule.
When the lamp current is I and the distance between the electrodes is d, the Lorentz force applied in the lateral direction is F (Lorentz force) =
It becomes BId. Since the lamp voltage V is proportional to L, B
Id is proportional to BW and is BW ∝ BId.

【0054】アーク下向きの力(以下、「F2」と称す
る。)は、アーク横向きでなく、鉛直方向の下向きに加
わるので、ローレンツ力と同じものではないものの、上
記式1の(B・I・d)/fを同様にBW/fに変形す
ることは可能であると思われる。
Since the downward force of the arc (hereinafter referred to as "F2") is not applied in the lateral direction of the arc but in the downward direction of the vertical direction, it is not the same as the Lorentz force, but (B.I. It seems possible to transform d) / f into BW / f as well.

【0055】また、本願発明者は、アーク下向きの力F
2がBW/fに比例することを実験によっても確認し
た。実験の結果をふまえると、アークの湾曲を抑制する
下向きの力F2は、10BW/fで表すことができるこ
とがわかった。つまり、アークの湾曲を抑制する下向き
の力は、磁界Bの強さに比例して大きくなり、かつ点灯
時に消費される電力Wに比例し、かつ点灯周波数fに反
比例する。
Further, the inventor of the present application has found that the downward force F of the arc is
It was also confirmed experimentally that 2 is proportional to BW / f. Based on the results of the experiment, it was found that the downward force F2 that suppresses the arc bending can be represented by 10 BW / f. That is, the downward force that suppresses arc bending increases in proportion to the strength of the magnetic field B, is proportional to the electric power W consumed during lighting, and is inversely proportional to the lighting frequency f.

【0056】アークの湾曲量とBW/fの関係とを図5
に示す。図5におけるアークの湾曲率とは、アークが管
壁についた状態を100%、アークがまっすぐな状態を
0%として、アークの湾曲を表したものである。なお、
図5は、Pdの値が6の構成において実験を行ったもの
である。図5から理解できるように、BW/fの値が大
きくなると、アークの湾曲率は小さくなっており、アー
ク湾曲を抑制する下向きの力が強くなっていることがわ
かる。BW/fの値が10を越えると、アークの湾曲率
(%)は0になり、アークはまっすぐ(直線状)になっ
た。
FIG. 5 shows the relationship between the arc bending amount and BW / f.
Shown in. The curvature rate of the arc in FIG. 5 represents the curvature of the arc when the state where the arc is attached to the tube wall is 100% and the state where the arc is straight is 0%. In addition,
FIG. 5 shows an experiment conducted in a configuration where the value of Pd is 6. As can be understood from FIG. 5, as the value of BW / f increases, the curvature rate of the arc decreases, and the downward force for suppressing the arc curvature increases. When the value of BW / f exceeded 10, the arc curvature (%) became 0, and the arc became straight (straight).

【0057】本願発明者は、以上説明したアーク上向き
の力F1と、アーク下向きF2とのバランスをとり、ア
ークのゆれを抑制するには、ランプの構成を以下のよう
にすればよいことを見出し、本発明に至った。
The inventor of the present application has found out that in order to balance the upward force F1 of the arc and the downward direction F2 of the arc described above and suppress the fluctuation of the arc, the structure of the lamp may be as follows. The present invention has been reached.

【0058】それは、一対の電極3の先端間の中心に印
加される磁界をB(mT)とし、一対の電極3の先端間
の距離をd(mm)とし、定常点灯時の発光管1の管内
圧力(動作圧力)をP0(MPa)とし、定常点灯時に
消費される電力をW(W)とし、定常点灯時の安定周波
数をf(Hz)としたときに、 0<(100BW/f)−P0d<100 ・・・(式6) の関係を満たす構成にしたものである。式6中の(10
0BW/f)の項がアーク下向きの力F2の項であり、
0dの項がアーク上向きの力F1の項である。
The magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes 3 is B (mT) and the distance between the tips of the pair of electrodes 3 is d (mm). When the pipe pressure (operating pressure) is P 0 (MPa), the power consumed during steady lighting is W (W), and the stable frequency during steady lighting is f (Hz), 0 <(100BW / f ) -P 0 d <100 (Equation 6). (10 in Equation 6
0BW / f) is the term of the arc downward force F2,
The term P 0 d is the term of the arc upward force F1.

【0059】(100BW/f)の項中の「100」
は、ディメンジョンを合わせるための係数であり、実験
的に求めた係数である。つまり、アークの湾曲を抑制す
る力F2の100BW/fとアークの湾曲させる力F2
のP0・dは、BW/fにつけられる係数100によっ
てバランスされ、(100BW/f)−P0dは、アー
クの湾曲率と比例する。したがって、100BW/f−
0dが大きくなると、アークの湾曲は大きくなり、P
・d−10BW/fが小さくなると、アークの湾曲は小
さくなる。
"100" in the item (100 BW / f)
Is a coefficient for matching the dimensions and is an experimentally obtained coefficient. That is, 100 BW / f of the force F2 that suppresses arc bending and the force F2 that bends arc.
P 0 · d of is balanced by a factor of 100 applied to BW / f, and (100 BW / f) −P 0 d is proportional to the curvature of the arc. Therefore, 100 BW / f-
As P 0 d increases, the arc curvature increases and P
-When d-10BW / f becomes small, the curvature of the arc becomes small.

【0060】一方、定常点灯時の発光管1の管内圧力P
0(MPa)は、無水銀メタルハライドランプにおける
希ガスの封入圧力P(MPa)の10倍程度であるとい
う経験則があるので、式6は、下式7に変形することも
可能である。その場合には、係数10が、F1とF2と
をバランスする。
On the other hand, the internal pressure P of the arc tube 1 during steady lighting is P.
Since there is an empirical rule that 0 (MPa) is about 10 times the filling pressure P (MPa) of the rare gas in the mercury-free metal halide lamp, the equation 6 can be transformed into the following equation 7. In that case, a factor of 10 balances F1 and F2.

【0061】 0<(10BW/f)−Pd<10 ・・・(式7) 式7において、20℃での希ガスの封入圧力をP(MP
a)としている。発光管1の管内圧力P0が封入圧力P
の約10倍となることを熱力学的に説明すると、次のよ
うになる。無水銀メタルハライドランプでは、ランプ点
灯中、希ガスと金属ハロゲン化物のガスが発光管内に存
在する。点灯中においてアーク中心部の温度が5000
〜6000Kで、発光管の管壁付近部の温度が1000
Kであり、それゆえ、発光管1内の平均ガス温度は約3
000Kと考えることができる。点灯中の約3000K
は、室温293Kの約10倍であるため、気体の状態方
程式から、圧力は約10倍となる。例えば、希ガスの封
入圧力Pが1.0MPaのとき、点灯時の圧力P0は、
10MPaとなる。点灯時の発光管1内の圧力を図6に
示す。
0 <(10 BW / f) −Pd <10 (Equation 7) In Equation 7, the filling pressure of the rare gas at 20 ° C. is P (MP
a). The internal pressure P 0 of the arc tube 1 is the filling pressure P
Thermodynamically explaining that it will be about 10 times that is as follows. In a mercury-free metal halide lamp, a rare gas and a metal halide gas exist in the arc tube while the lamp is on. The temperature at the center of the arc is 5000 during lighting.
At 6000K, the temperature near the tube wall of the arc tube is 1000.
K, therefore the average gas temperature in the arc tube 1 is about 3
You can think of it as 000K. About 3000K during lighting
Is about 10 times higher than room temperature 293K, so the pressure is about 10 times higher from the equation of state of gas. For example, when the filling pressure P of the rare gas is 1.0 MPa, the pressure P 0 during lighting is
It becomes 10 MPa. FIG. 6 shows the pressure inside the arc tube 1 at the time of lighting.

【0062】図6に示すように、希ガスの点灯時の圧力
0が10MPaのとき、金属ハロゲン化物のガス圧
は、1MPaであり、希ガスのものの10分の1であ
る。したがって、希ガスによる圧力が大半であるので、
金属ハロゲン化物の影響を無視しても、特段の問題は生
じない。それゆえに、実質的に、20℃での希ガスの封
入圧力Pに基づいた構成を採用することができる。な
お、有水銀のメタルハライドランプの場合には、点灯時
の発光管1内の総圧力を100とした場合、30くらい
の割合でHgのガスが占めるので、20℃での希ガスの
封入圧力Pに基づいた構成では、実際に点灯しているラ
ンプの特性を必ずしも反映できない可能性がある。ま
た、無水銀メタルハライドランプの場合でも、希ガスに
対して無視できないほど、金属ハロゲン化物のガスが存
在するような構成では、20℃での希ガスの封入圧力P
に基づいた構成を採用するよりも、発光管1の管内圧力
0に基づいた構成を採用する方が、ランプの特性をよ
り正確に反映できるため好ましい。
As shown in FIG. 6, when the pressure P 0 when the rare gas is turned on is 10 MPa, the gas pressure of the metal halide is 1 MPa, which is 1/10 of that of the rare gas. Therefore, since the pressure due to the rare gas is the majority,
Even if the influence of the metal halide is ignored, no particular problem occurs. Therefore, it is possible to substantially adopt a configuration based on the rare gas filling pressure P at 20 ° C. In the case of a mercury-containing metal halide lamp, Hg gas occupies a ratio of about 30 when the total pressure in the arc tube 1 at the time of lighting is 100, so the rare gas filling pressure P at 20 ° C. With the configuration based on, there is a possibility that the characteristics of the actually lit lamp may not be reflected. Further, even in the case of a mercury-free metal halide lamp, if the metal halide gas is present so that it cannot be ignored with respect to the rare gas, the filling pressure P of the rare gas at 20 ° C.
It is preferable to adopt the configuration based on the tube internal pressure P 0 of the arc tube 1 rather than the configuration based on the above because the characteristics of the lamp can be reflected more accurately.

【0063】以下、図面を参照しながら、本発明による
実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の
簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を
同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態
に限定されない。 (実施形態1)図7から図15を参照しながら、本発明
の実施形態1を説明する。本実施形態1では、おもにア
ークに印加する磁界Bを変化させたときの特性について
説明する。図7は、本実施形態1にかかる無水銀高輝度
放電ランプ点灯装置100の構成を模式的に示してい
る。一方、図8は、ランプ点灯装置100に含まれる高
輝度放電ランプ11の断面構成を模式的に示している。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, for simplification of description, components having substantially the same function are designated by the same reference numeral. The present invention is not limited to the embodiments below. (Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, characteristics when the magnetic field B applied to the arc is changed will be mainly described. FIG. 7 schematically shows the configuration of the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 according to the first embodiment. On the other hand, FIG. 8 schematically shows a cross-sectional structure of the high-intensity discharge lamp 11 included in the lamp lighting device 100.

【0064】図7に示すように、本実施形態のランプ点
灯装置100は、高輝度放電ランプ11と、ランプ11
を点灯するための点灯回路12とを備えている。図8に
示すように、高輝度放電ランプ11は、発光物質6が封
入される管内に一対の電極3、3が配置された発光管1
を含むランプである。
As shown in FIG. 7, the lamp lighting device 100 of the present embodiment has a high-intensity discharge lamp 11 and a lamp 11.
And a lighting circuit 12 for lighting. As shown in FIG. 8, the high-intensity discharge lamp 11 includes an arc tube 1 in which a pair of electrodes 3 and 3 are arranged in a tube in which a luminescent material 6 is enclosed.
It is a lamp including.

【0065】本実施形態の高輝度放電ランプ11は、発
光物質6として水銀(Hg)を含んでおらず、そして、
一対の電極3、3の先端を結ぶ直線が略水平になるよう
に配置されて水平点灯させるメタルハライドランプであ
る。図7に示した点灯回路12には、一対の電極3(ま
たは一対の外部リード5)に交流電流を供給する交流電
流発生手段が設けられている。交流電流発生手段は、公
知のものを使用すればよい。ランプ11は、一対の電極
3、3の軸線を水平にした状態で点灯回路12に電気的
に接続され、接続されたランプ11は、例えば矩形波の
交流電流が供給されて定格電力で点灯することになる。
The high-intensity discharge lamp 11 of this embodiment does not contain mercury (Hg) as the light emitting substance 6, and
The metal halide lamp is arranged so that a straight line connecting the tips of the pair of electrodes 3 and 3 is substantially horizontal and is lit horizontally. The lighting circuit 12 shown in FIG. 7 is provided with an alternating current generating means for supplying an alternating current to the pair of electrodes 3 (or the pair of external leads 5). As the alternating current generating means, a known one may be used. The lamp 11 is electrically connected to the lighting circuit 12 in a state where the axes of the pair of electrodes 3, 3 are horizontal, and the connected lamp 11 is supplied with, for example, a rectangular wave alternating current and lights at a rated power. It will be.

【0066】点灯回路12の構成を詳しく説明すると、
本実施形態における点灯回路12は、点灯周波数、点灯
電力が自由に設定できるように設計されており、電源が
ONされると、ランプの電極間に約20(kV)のパル
ス電圧が連続的に印加される。これにより、ランプの電
極間にアークが形成され、ランプ11が始動する。ラン
プ11が始動すると、電極間の電圧が数十Vまで低下す
る。同時に、ランプ電流が増大する。この時、点灯回路
12の周波数は、設定された周波数(例えば、150H
z一定)でランプ11に電流を供給する。ランプ11の
用途が特に自動車用の場合、スイッチON後の光の立ち
上がりが早いことが要求されるため、ランプの電圧が安
定するまでの数秒〜数十秒は、定格の約2倍の電力を供
給する。点灯回路12は、ランプ安定時において、設定
された周波数の矩形波で設定された電力になるように、
ランプ電圧に応じてランプ電流を調節する機能を有して
いる。なお、ランプ電力Wの多い点灯初期だけ、周波数
を変化させる機能を備えていてもよい。また、製品の最
適周波数のバラツキを吸収するために、例えば点灯周波
数を変調させることにより、時間的に変化させるような
機能を備えていてもよい。
The structure of the lighting circuit 12 will be described in detail.
The lighting circuit 12 in the present embodiment is designed so that the lighting frequency and the lighting power can be freely set, and when the power is turned on, a pulse voltage of about 20 (kV) is continuously applied between the electrodes of the lamp. Is applied. This creates an arc between the lamp electrodes and starts the lamp 11. When the lamp 11 starts, the voltage between the electrodes drops to several tens of volts. At the same time, the lamp current increases. At this time, the frequency of the lighting circuit 12 is the set frequency (for example, 150H).
Current is supplied to the lamp 11 at a constant z. When the use of the lamp 11 is especially for automobiles, it is required that the light rises quickly after the switch is turned on. Therefore, for several seconds to several tens of seconds until the voltage of the lamp becomes stable, about twice the rated power is required. Supply. When the lamp is stable, the lighting circuit 12 has a set power with a rectangular wave of a set frequency.
It has the function of adjusting the lamp current according to the lamp voltage. A function of changing the frequency may be provided only at the initial stage of lighting when the lamp power W is high. Further, in order to absorb variations in the optimum frequency of the product, a function of temporally changing the lighting frequency may be provided, for example.

【0067】次に、ランプ11をさらに詳しく説明す
る。発光管1は、例えば石英ガラスからなり、その内容
積Vは、約0.025(cc)である。一対の電極3、
3の先端間の距離dは、4(mm)である。封入物6
は、金属ハロゲン化物であり、封入物6に水銀は含まれ
ていない。発光管1の一対の電極間の中央部であって、
電極間を結んだ直線と垂直方向の発光管1の内径(以
下、内径と記す)は、約2.8(mm)である。発光管
1は、外管14によって覆われており、外管14は、口
金13に固定されている。
Next, the lamp 11 will be described in more detail. The arc tube 1 is made of, for example, quartz glass, and its internal volume V is about 0.025 (cc). A pair of electrodes 3,
The distance d between the tips of 3 is 4 (mm). Inclusion 6
Is a metal halide, and the inclusion 6 does not contain mercury. A central portion between a pair of electrodes of the arc tube 1,
The inner diameter (hereinafter referred to as the inner diameter) of the arc tube 1 in the direction perpendicular to the straight line connecting the electrodes is about 2.8 (mm). The arc tube 1 is covered with an outer tube 14, and the outer tube 14 is fixed to a base 13.

【0068】一対の電極3、3は、それぞれ発光管1の
側部で封止された金属箔4を介して、外部リード線5に
接続されている。ランプ11は、一対の電極3、3の先
端間を結ぶ直線に対して略垂直な成分を含む磁界を、略
鉛直方向に印加する磁界印加手段10を備えており、本
実施形態では、磁界印加手段10として永久磁石を使用
し、アークに印加する磁界Bを4.0(mT)にする永
久磁石10が、外部リード線5のうちの一方に固定され
ている。この永久磁石10により、電極3、3間のアー
ク部分に、磁力線の方向が鉛直方向である磁界が形成さ
れる。
The pair of electrodes 3, 3 are connected to the external lead wire 5 via the metal foil 4 sealed at the side of the arc tube 1, respectively. The lamp 11 includes a magnetic field applying unit 10 that applies a magnetic field including a component that is substantially perpendicular to a straight line connecting the tips of the pair of electrodes 3 and 3 in a substantially vertical direction. In the present embodiment, the magnetic field is applied. A permanent magnet 10 is used as the means 10, and the permanent magnet 10 that makes the magnetic field B applied to the arc 4.0 (mT) is fixed to one of the external lead wires 5. The permanent magnet 10 forms a magnetic field in the arc portion between the electrodes 3 and 3 in which the direction of the lines of magnetic force is the vertical direction.

【0069】発光管1内に封入される封入物6は、例え
ば、+3価のヨウ化インジウム(InI3)、ヨウ化タ
リウム(TlI)、ヨウ化スカンジウム(ScI3)お
よびヨウ化ナトリウム(NaI)である。また、図には
示していないが、希ガスであるキセノンが、20℃で
1.0(MPa)にて封入されている。
The inclusion 6 enclosed in the arc tube 1 is, for example, +3 valent indium iodide (InI 3 ), thallium iodide (TlI), scandium iodide (ScI 3 ) and sodium iodide (NaI). Is. Although not shown in the drawing, xenon, which is a rare gas, is sealed at 20 ° C. and 1.0 (MPa).

【0070】本実施形態のランプ11は、一対の電極
(3、3)の先端間の中心に印加される磁界をB(m
T)とし、一対の電極3の先端間の距離をd(mm)と
し、定常点灯時の発光管1の管内圧力(動作圧力)をP
0(MPa)とし、定常点灯時に消費される電力をW
(W)とし、定常点灯時の安定周波数をf(Hz)とし
たときに、 0<(100BW/f)−P0d<100 ・・・(式6) の関係を満たすものである。
In the lamp 11 of this embodiment, the magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes (3, 3) is B (m
T), the distance between the tips of the pair of electrodes 3 is d (mm), and the internal pressure (operating pressure) of the arc tube 1 during steady lighting is P
0 (MPa), and the power consumed during steady lighting is W
When (W) and the stable frequency during steady lighting is f (Hz), the relationship of 0 <(100BW / f) −P 0 d <100 (Equation 6) is satisfied.

【0071】また、20℃での希ガスの封入圧力をP
(MPa)とした場合に、 0<(10BW/f)−Pd<10 ・・・(式7) の関係を満たすものである。動作圧力P0よりも、希ガ
スの封入圧力をPの方が測定しやすい点と、動作圧力P
0でなく、希ガスの封入圧力Pで規定しても特段の問題
がないことから、式7によって構成を規定する方がラン
プ設計上は利点が大きい。ただし、勿論、動作圧力P0
を含む式6によって構成を規定して問題はない。
Further, the filling pressure of the rare gas at 20 ° C. is set to P
(MPa), the relationship of 0 <(10BW / f) −Pd <10 (Equation 7) is satisfied. It is easier to measure the rare gas filling pressure P than the operating pressure P 0 , and the operating pressure P
Since there is no particular problem even if it is specified by the rare gas filling pressure P instead of 0 , it is more advantageous in designing the lamp to define the configuration by Expression 7. However, of course, the operating pressure P 0
There is no problem with defining the configuration by Equation 6 including

【0072】これらの関係を満たす構成にすることによ
って、アークのゆれが抑制された無水銀高輝度放電ラン
プ点灯装置100が実現されている。本願発明者が行っ
た種々の実験のうち、最も好適な効果を示したランプ点
灯装置100の条件を例示すると以下のようであった。
以下に示していない条件は、上述した構成のものを用い
ている。例えば、発光管1の内容積Vは、約0.025
ccである。 <封入物> +3価のヨウ化インジウム(InI3):0.1mg ヨウ化タリウム(TlI):0.1mg ヨウ化スカンジウム(ScI3):0.19mg ヨウ化ナトリウム(NaI):0.06mg <希ガス> キセノンガス:1.4MPa(20℃の封入圧力) <電極間距離> d:4mm <点灯条件> B:5mT、W:35W、f:150Hz 上記条件の構成においては、 0<(100BW/f)−P0d<100 ・・・(式6) ≒0<(10BW/f)−Pd<10 ・・・(式7) =5.3 となる。この条件に基づくものは、全くちらつきを感じ
ず(光出力変動:1%未満)、かつ、ランプ寿命中にお
いて失透も見られなかった。
By adopting a structure satisfying these relationships, the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 in which the fluctuation of the arc is suppressed is realized. Among various experiments conducted by the inventor of the present application, the conditions of the lamp lighting device 100 exhibiting the most preferable effects are as follows.
Conditions not shown below use the above-mentioned configuration. For example, the internal volume V of the arc tube 1 is about 0.025.
It is cc. <Enclosure> trivalent indium iodide (InI 3): 0.1mg thallium iodide (TlI): 0.1 mg scandium iodide (ScI 3): 0.19mg Sodium iodide (NaI): 0.06 mg < Noble gas> Xenon gas: 1.4 MPa (filling pressure at 20 ° C.) <Distance between electrodes> d: 4 mm <Lighting condition> B: 5 mT, W: 35 W, f: 150 Hz In the above condition configuration, 0 <(100 BW / F) -P 0 d <100 (Equation 6) ≈0 <(10 BW / f) -Pd <10 (Equation 7) = 5.3. Those based on this condition did not feel any flicker (light output fluctuation: less than 1%), and devitrification was not observed during the life of the lamp.

【0073】なお、本実施形態および上記の好適な条件
の例では、4種の金属ハロゲン化物を示したが、本発明
は、それに限定されない。その理由は、図6に示すよう
に、無水銀高輝度放電ランプにおいては、ランプ点灯時
の金属ハロゲン化物のガスが占める割合は、希ガス(キ
セノン)と比べて少なく、アークの上向きの力(浮力)
F1は、ほとんど希ガスに起因するものであるため、金
属ハロゲン化物の種類に依存しないからである。金属ハ
ロゲン化物は、ヨウ化物に限らず、臭化物、塩化物でも
よく、さらにはその他の単体金属元素及びその化合物で
もよい。
Although four kinds of metal halides have been shown in the present embodiment and the examples of the preferable conditions described above, the present invention is not limited thereto. The reason is that, as shown in FIG. 6, in the mercury-free high-intensity discharge lamp, the proportion of the gas of the metal halide when the lamp is lit is smaller than that of the rare gas (xenon), and the upward force of the arc ( buoyancy)
This is because F1 is almost due to the rare gas and does not depend on the type of metal halide. The metal halide is not limited to iodide, and may be bromide or chloride, or may be other elemental metal element or its compound.

【0074】ハロゲン化物の中でも、インジウムのハロ
ゲン化物、好ましくはInI3および/またはInI
(特に好ましくはInI3)は、ランプ電圧を高くする
ので、少ない電流で点灯が可能となり、点灯回路を小型
化でき、また、発光効率を高くすることができるので、
実用的な観点から発光管1内に含めることが好ましい。
InI3、InI、またはTlIは、蒸気圧の高いハロ
ゲン化物であり、例えば900℃で蒸気圧が1気圧以上
となる金属ハロゲン化物(InI3等を含む)は、メタ
ルハライドランプの封入物6として好適に用いることが
できる。
Among the halides, indium halides, preferably InI 3 and / or InI
Since (in particular, InI 3 ) increases the lamp voltage, it can be lit with a small current, the lighting circuit can be downsized, and the luminous efficiency can be increased.
From a practical point of view, it is preferable to include it in the arc tube 1.
InI 3 , InI, or TlI is a halide having a high vapor pressure. For example, a metal halide (including InI 3 ) having a vapor pressure of 1 atm or more at 900 ° C. is suitable as the enclosure 6 for the metal halide lamp. Can be used for.

【0075】また、本実施形態では、希ガスとしてキセ
ノンガスを使用しているが、これに限定されるものでは
なく、希ガスであれば、例えばアルゴン、クリプトンお
よびこれらの混合ガスでもよい。さらに、アークの上向
きの力F1は、Pdの項に基づくものであるため、発光
管1の形状や内容積にも依存しない。これは、発光管1
の形状や内容積の要素は、すでに圧力Pの要素に反映さ
れているものと考えることができるからである。したが
って、本実施形態では、発光管の内容積Vを約0.02
5(cc)としているが、これに限定されるものではな
い。加えて、本実施形態では、発光管1の構成材料が石
英ガラスの場合を示しているが、発光管材料はこれに限
定されず、例えば、アルミナ、YAGなどのセラミック
材料で構成されていてもよい。本実施形態では、発光管
1は、外管14に覆われる構成を有しているが、この構
造に限定されるものでなく、勿論、外管14を有しない
の構造でも構わない。
Further, although xenon gas is used as the rare gas in the present embodiment, it is not limited to this and any rare gas such as argon, krypton or a mixed gas thereof may be used. Further, since the upward force F1 of the arc is based on the term of Pd, it does not depend on the shape or internal volume of the arc tube 1. This is the arc tube 1
This is because the element of the shape and the internal volume can be considered to have already been reflected in the element of the pressure P. Therefore, in this embodiment, the inner volume V of the arc tube is set to about 0.02.
Although it is set to 5 (cc), it is not limited to this. In addition, although the present embodiment shows the case where the constituent material of the arc tube 1 is quartz glass, the arc tube material is not limited to this, and may be composed of, for example, a ceramic material such as alumina or YAG. Good. In the present embodiment, the arc tube 1 has a structure covered with the outer tube 14, but the structure is not limited to this, and, of course, a structure without the outer tube 14 may be used.

【0076】さらに、永久磁石10は、外部リード線5
に固定される場合に限らず、本実施形態で示したような
磁界が発光管内に形成できるように確実に固定されるよ
うになっていればよい。さらには、磁界印加手段とし
て、永久磁石10の代わりに電磁石等を用いても同様の
効果が得られる。永久磁石10としては、フェライト永
久磁石、アルニコ磁石、希土類永久磁石などを用いるこ
とができる。フェライト永久磁石は、安価で一般的であ
るのでコスト的に有利である。ただし、温度上昇による
磁力低下の影響を考慮すると、ランプの熱の受けにくい
場所に配置することが好ましい。アルニコ磁石であれ
ば、温度上昇しても磁力低下が少ないので、ランプ近傍
に配置することも可能である。また、フェライト永久磁
石と比較して小型のものを使用することができる。磁力
の非常に強い希土類永久磁石であれば、さらに小型なも
のを使用することが可能である。
Further, the permanent magnet 10 has the external lead wire 5
However, the magnetic field as shown in the present embodiment may be securely fixed so that it can be formed in the arc tube. Further, the same effect can be obtained by using an electromagnet or the like as the magnetic field applying means instead of the permanent magnet 10. As the permanent magnet 10, a ferrite permanent magnet, an alnico magnet, a rare earth permanent magnet, or the like can be used. Ferrite permanent magnets are inexpensive and general, and therefore advantageous in terms of cost. However, in consideration of the influence of the decrease in magnetic force due to the temperature rise, it is preferable to arrange the lamp in a place where the heat of the lamp is not easily received. If the alnico magnet is used, it can be arranged near the lamp because the magnetic force does not decrease even if the temperature rises. Further, it is possible to use a smaller one than the ferrite permanent magnet. If the rare earth permanent magnet has a very strong magnetic force, it is possible to use a smaller one.

【0077】なお、磁力線の向き(N曲、S曲の極性)
は、特に限定されるものではない。永久磁石や電磁石
は、1つに限らず、発光管1の上部と下部との両方に設
けてもよい。また、本実施形態では、点灯回路12から
ランプ11に印加する電流波形を矩形波としているが、
これに限定されるものではなく、例えば、正弦波や三角
波でもよい。
The direction of the magnetic lines of force (polarity of N-curve and S-curve)
Is not particularly limited. The number of permanent magnets and electromagnets is not limited to one, and may be provided both above and below the arc tube 1. Further, in the present embodiment, the current waveform applied from the lighting circuit 12 to the lamp 11 is a rectangular wave,
For example, a sine wave or a triangular wave may be used.

【0078】以下、アークのゆれ(ちらつき)およびそ
の抑制の程度を調べるために本願発明者が行った実験お
よびその結果を示す。アークのゆれを調べるためには、
光出力の変動を調べればよい。図9は、光出力変動の測
定に用いた実験装置の構成を模式的に示している。
The following is an experiment conducted by the inventor of the present application to examine the extent of the arc fluctuation (flicker) and its suppression, and the results thereof. To check the fluctuation of the arc,
It is sufficient to check the fluctuation of the light output. FIG. 9 schematically shows the configuration of the experimental apparatus used for measuring the light output fluctuation.

【0079】図9に示すように、アークの湾曲およびち
らつきを定量化するために、ランプ11の近傍に、照度
計40の測定ヘッド42を配置した構成にて、照度計4
0の光出力の変化をノイズカットのためのローパスフィ
ルタ(LPF)を通して、オシロスコープ41で観測し
た。また、CCD50によって、ランプ11のアークの
湾曲およびちらつきの様子を撮像し、その撮像画像をV
TR60に記憶するとともに、その撮像画像をモニタ7
0に表示し、それにより、アークの湾曲およびちらつき
の様子を被験者が観察した。なお、ランプ11とCCD
50との間には、フィルター20を配置した。
As shown in FIG. 9, in order to quantify the curvature and flicker of the arc, the measuring head 42 of the illuminometer 40 is arranged near the lamp 11, and the illuminometer 4 is used.
The change in the optical output of 0 was observed by the oscilloscope 41 through a low pass filter (LPF) for noise cutting. In addition, the CCD 50 captures an image of the arc bending and flicker of the lamp 11, and the captured image is recorded as V.
The captured image is stored in the TR60 and the captured image is displayed on the monitor 7.
Displayed at 0, whereby the subject observed the state of arc bending and flicker. The lamp 11 and CCD
The filter 20 was disposed between the filter 50 and the filter 50.

【0080】さらに、寿命試験も実行した。寿命試験
は、下記表1に示すモードを1サイクルとして点滅点灯
し、このモードの繰り返しによって行った。なお、その
点灯している全時間を点灯時間とした。
Further, a life test was also conducted. The life test was carried out by repeating this mode by blinking and turning on the mode shown in Table 1 below as one cycle. The entire lighting time was defined as the lighting time.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】この実験においては、点灯回路12を用い
てランプ11が定常時に消費する電力Wと、定常時の点
灯周波数fとをパラメータとして、アークの湾曲、ちら
つき、および寿命特性の測定を行った。電力Wは、2
0、35、50、70(W)の4水準にしてパラメータ
をふり、点灯周波数fは、音響共鳴を起こさないように
30〜20000(Hz)の間で測定した。また、点灯
電流波形は矩形波で測定した。その結果を図10および
図11に示す。
In this experiment, arc curving, flicker, and life characteristics were measured using the lighting circuit 12 with the power W consumed by the lamp 11 in the steady state and the lighting frequency f in the steady state as parameters. . Power W is 2
The parameters were set to 4 levels of 0, 35, 50, 70 (W), and the lighting frequency f was measured between 30 and 20000 (Hz) so as not to cause acoustic resonance. The lighting current waveform was measured as a rectangular wave. The results are shown in FIGS. 10 and 11.

【0083】図10は、光出力の変動を測定することに
より、ちらつきを調べた結果を示すグラフである。図1
0中の横軸は、希ガスの封入圧力をP(MPa)とした
ときの10BW/f−P・dの値を示し、縦軸は、光出
力の変動(%)を示している。ここで、光出力の変動と
は、光出力の最大値と最小値の差を、光出力の平均値で
割った値を(%)で示したものである。
FIG. 10 is a graph showing the result of examining the flicker by measuring the fluctuation of the light output. Figure 1
The horizontal axis of 0 indicates the value of 10 BW / f−P · d when the pressure of the rare gas is P (MPa), and the vertical axis indicates the fluctuation (%) of the optical output. Here, the fluctuation of the light output is a value obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value of the light output by the average value of the light output by (%).

【0084】図10からわかるように、ランプ11の光
出力の変動は、10BW/f−P・dに依存している。
10BW/f−P・dが7を越えると、光出力の変動が
1(%)を越え、変動が生じたといえるレベルとなっ
た。さらに、10BW/f−P・dが10を越えると、
光出力の変動が6%を越えた。この6%を越えた時、被
験者はちらつきを感じた。
As can be seen from FIG. 10, the fluctuation of the light output of the lamp 11 depends on 10 BW / f−P · d.
When 10 BW / f−P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output exceeds 1 (%), which is a level at which fluctuation can be said to have occurred. Furthermore, when 10BW / fPd exceeds 10,
The fluctuation of the light output exceeds 6%. When this 6% was exceeded, the subject felt a flicker.

【0085】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0086】図11は、発光管の内径の変化を測定する
ことにより、発光管の変形および失透の発生を調べた結
果を示すグラフである。図11中の横軸は、図10のも
のと同様に、10BW/f−P・dの値を示している。
縦軸は、1000時間の点滅点灯後の発光管1の内径の
変化量を初期の発光管1の内径で割った値を(%)で示
している。
FIG. 11 is a graph showing the results of examining the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube. The horizontal axis in FIG. 11 indicates the value of 10 BW / f−P · d as in the case of FIG.
The vertical axis represents the value obtained by dividing the amount of change in the inner diameter of the arc tube 1 after blinking for 1000 hours by the initial inner diameter of the arc tube 1 by (%).

【0087】図11からわかるように、ランプの発光管
1の内径の変化は、10BW/f−P・dに依存してい
る。10BW/f−P・dの値が0を下回った場合、発
光管内径の変化は5(%)を越えた。この時、アーク位
置の変化が発生し、さらには初期光束に対して70
(%)以下に光束が低下し、色温度の変化が300
(K)を越える結果も示され、寿命特性が劣化している
ことが確認された。また、発光管の内径変化は少ないも
のの、10BW/f−P・dの値が2を下回った場合、
発光管の上部に失透が観測された。
As can be seen from FIG. 11, the change in the inner diameter of the arc tube 1 of the lamp depends on 10 BW / f−P · d. When the value of 10 BW / fPd was less than 0, the change in the inner diameter of the arc tube exceeded 5 (%). At this time, a change in the arc position occurs, and the initial light flux is changed to 70
(%) Or less, the luminous flux is reduced and the change in color temperature is 300
Results exceeding (K) were also shown, and it was confirmed that the life characteristics were deteriorated. Although the inner diameter of the arc tube is small, if the value of 10BW / fPd is less than 2,
Devitrification was observed at the top of the arc tube.

【0088】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / f-P · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with a small arc tube deformation and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0089】ここで、0<10BW/f−P・d<10
の範囲内に入る場合であっても、fが40(Hz)以下
のランプ点灯装置100においては、発光管1に失透お
よび発光管1の内径変化はみられないものの、発光管内
壁の黒化が観測された。これらのランプ点灯装置におい
ては、失透及び発光管の内径変化の抑制効果は有するも
のの、寿命特性が劣化している。したがって、定常時の
点灯周波数は40(Hz)を越えることが好ましい。
Here, 0 <10 BW / f−P · d <10
In the lamp lighting device 100 in which f is 40 (Hz) or less, devitrification does not occur in the arc tube 1 and the inner diameter of the arc tube 1 does not change, but the inner wall of the arc tube is black. A change was observed. These lamp lighting devices have the effect of suppressing devitrification and changes in the inner diameter of the arc tube, but have deteriorated life characteristics. Therefore, it is preferable that the lighting frequency in the steady state exceeds 40 (Hz).

【0090】次に、ランプ点灯装置100と同様の構造
で、アーク中に印加する磁界Bが40(mT)になるよ
うに永久磁石10を調整したものを、図12および図1
3に示す。図12および図13に示した結果において
も、図10および図11のものと同様に、ランプ11が
定常時おいて消費される電力Wと、定常時の点灯周波数
をfをパラメータとして、ちらつきおよび寿命特性の測
定を行った。Wは20、35、50、70(W)の4水
準をふり、fは30〜20000(Hz)の間で測定し
た。
Next, a structure similar to that of the lamp lighting device 100, in which the permanent magnet 10 is adjusted so that the magnetic field B applied in the arc is 40 (mT), is shown in FIGS.
3 shows. Also in the results shown in FIGS. 12 and 13, as in the case of FIGS. 10 and 11, the power W consumed in the steady state of the lamp 11 and the lighting frequency in the steady state are used as parameters for flickering and flicker and The life characteristics were measured. W was measured at four levels of 20, 35, 50 and 70 (W), and f was measured between 30 and 20000 (Hz).

【0091】図12は、図10と同様に光出力の変動を
測定することにより、ちらつきを調べた結果を示すグラ
フである。図12中の横軸および縦軸は、図10のもの
と同じである。
FIG. 12 is a graph showing the result of investigating the flicker by measuring the fluctuation of the optical output similarly to FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 12 are the same as those in FIG.

【0092】図12からわかるように、磁界を40(m
T)にした時でも、図10に示した磁界が4(mT)の
時と同様に、ランプ11の光出力の変動は、10BW/
f−P・dに依存した。10BW/f−P・dが7を越
えると、光出力の変動がおおよそ1(%)を越え、変動
が生じたといえるレベルとなった。さらに、10BW/
f−P・dが10を越えると、光出力の変動がおおよそ
6%を越えた。この時、被験者はちらつきを感じた。
As can be seen from FIG. 12, a magnetic field of 40 (m
Even when the magnetic field is set to T), the fluctuation in the light output of the lamp 11 is 10 BW /, as in the case where the magnetic field shown in FIG. 10 is 4 (mT).
f-P · d. When 10 BW / f−P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output exceeds approximately 1 (%), which is a level at which fluctuation can be said to have occurred. Furthermore, 10 BW /
When f-P · d exceeded 10, the fluctuation in light output exceeded approximately 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0093】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0094】ここで、0<10BW/f−P・d<10
の範囲内に入る場合であっても、fが40(Hz)以下
のランプ点灯装置100においては、発光管1に失透お
よび発光管1の内径変化はみられないものの、発光管内
壁の黒化が観測された。これらのランプ点灯装置におい
ては、失透及び発光管の内径変化の抑制効果は有するも
のの、寿命特性が劣化している。したがって、定常時の
点灯周波数は40(Hz)を越えることが好ましい。
Here, 0 <10 BW / f−P · d <10
In the lamp lighting device 100 in which f is 40 (Hz) or less, devitrification does not occur in the arc tube 1 and the inner diameter of the arc tube 1 does not change, but the inner wall of the arc tube is black. A change was observed. These lamp lighting devices have the effect of suppressing devitrification and changes in the inner diameter of the arc tube, but have deteriorated life characteristics. Therefore, it is preferable that the lighting frequency in the steady state exceeds 40 (Hz).

【0095】図13は、図11と同様に発光管の内径の
変化を測定することにより、発光管の変形および失透の
発生を調べた結果を示すグラフである。図13中の横軸
および縦軸は、図11のものと同じである。
FIG. 13 is a graph showing the results of examining the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube similarly to FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 13 are the same as those in FIG.

【0096】図13からわかるように、磁界を40(m
T)にした時でも、図11に示した磁界が4(mT)の
時と同様に、発光管1の内径の変化は、10BW/f−
P・dに依存した。10BW/f−P・dの値が0を下
回った場合、発光管内径の変化はおおよそ5(%)を越
えた。この時、アーク位置の変化が発生し、さらには初
期光束に対して70(%)以下に光束が低下し、色温度
の変化が300(K)を越える結果も示され、寿命特性
が劣化していることが確認された。また、発光管の内径
変化は少ないものの、10BW/f−P・dの値が2を
下回った場合、発光管の上部に失透が観測された。
As can be seen from FIG. 13, a magnetic field of 40 (m
Even when the magnetic field is set to T), as in the case where the magnetic field shown in FIG. 11 is 4 (mT), the change in the inner diameter of the arc tube 1 is 10 BW / f-
It depends on P · d. When the value of 10 BW / f−P · d was less than 0, the change in the inner diameter of the arc tube exceeded approximately 5 (%). At this time, a change in the arc position occurs, the luminous flux is reduced to 70% or less with respect to the initial luminous flux, and the change in color temperature exceeds 300 (K). Was confirmed. Although the inner diameter of the arc tube was small, devitrification was observed in the upper part of the arc tube when the value of 10BW / fP · d was less than 2.

【0097】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / fP · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with a small arc tube deformation and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0098】次に、ランプ点灯装置100と同様の構造
で、アーク中に印加する磁界Bが400(mT)になる
ように永久磁石10を調整したものを、図14および図
15に示す。図14および図15に示した結果において
も、ランプ11が定常時おいて消費される電力Wと、定
常時の点灯周波数をfをパラメータとして、ちらつきお
よび寿命特性の測定を行った。Wは20、35、50、
70(W)の4水準をふり、fは30〜20000(H
z)の間で測定した。
14 and 15 show a structure similar to that of the lamp lighting device 100, in which the permanent magnet 10 is adjusted so that the magnetic field B applied in the arc is 400 (mT). Also in the results shown in FIG. 14 and FIG. 15, the flicker and life characteristics were measured using the power W consumed in the steady state of the lamp 11 and the steady-state lighting frequency f as parameters. W is 20, 35, 50,
We pretend to be 4 levels of 70 (W) and f is 30 to 20000 (H
It was measured during z).

【0099】図14は、図10と同様に光出力の変動を
測定することにより、ちらつきを調べた結果を示すグラ
フである。図14中の横軸および縦軸は、図10のもの
と同じである。
FIG. 14 is a graph showing the result of examining the flicker by measuring the fluctuation of the optical output as in the case of FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 14 are the same as those in FIG.

【0100】図14からわかるように、磁界を400
(mT)にした時でも、図10に示した磁界が4(m
T)の時と同様に、ランプ11の光出力の変動は、10
BW/f−P・dに依存した。10BW/f−P・dが
7を越えると、光出力の変動がおおよそ1(%)を越
え、変動が生じたといえるレベルとなった。さらに、1
0BW/f−P・dが10を越えると、光出力の変動が
おおよそ6%を越えた。この時、被験者はちらつきを感
じた。
As can be seen from FIG. 14, a magnetic field of 400
Even when set to (mT), the magnetic field shown in FIG.
As in the case of T), the fluctuation of the light output of the lamp 11 is 10
It depends on BW / fPd. When 10 BW / f−P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output exceeds approximately 1 (%), which is a level at which fluctuation can be said to have occurred. Furthermore, 1
When 0BW / fPd exceeded 10, the fluctuation of the optical output exceeded about 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0101】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0102】ここで、0<10BW/f−P・d<10
の範囲内に入る場合であっても、fが40(Hz)以下
のランプ点灯装置100においては、発光管1に失透お
よび発光管1の内径変化はみられないものの、発光管内
壁の黒化が観測された。これらのランプ点灯装置におい
ては、失透及び発光管の内径変化の抑制効果は有するも
のの、寿命特性が劣化している。したがって、定常時の
点灯周波数は40(Hz)を越えることが好ましい。
Here, 0 <10 BW / f−P · d <10
In the lamp lighting device 100 in which f is 40 (Hz) or less, devitrification does not occur in the arc tube 1 and the inner diameter of the arc tube 1 does not change, but the inner wall of the arc tube is black. A change was observed. These lamp lighting devices have the effect of suppressing devitrification and changes in the inner diameter of the arc tube, but have deteriorated life characteristics. Therefore, it is preferable that the lighting frequency in the steady state exceeds 40 (Hz).

【0103】図15は、図11と同様に発光管の内径の
変化を測定することにより、発光管の変形および失透の
発生を調べた結果を示すグラフである。図15中の横軸
および縦軸は、図11のものと同じである。
FIG. 15 is a graph showing the results of examining the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube as in FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 15 are the same as those in FIG.

【0104】図15からわかるように、磁界を400
(mT)にした時でも、図11に示した磁界が4(m
T)の時と同様に、発光管1の内径の変化は、10BW
/f−P・dに依存した。10BW/f−P・dの値が
0を下回った場合、発光管内径の変化はおおよそ5
(%)を越えた。この時、アーク位置の変化が発生し、
さらには初期光束に対して70(%)以下に光束が低下
し、色温度の変化が300(K)を越える結果も示さ
れ、寿命特性が劣化していることが確認された。また、
発光管の内径変化は少ないものの、10BW/f−P・
dの値が2を下回った場合、発光管の上部に失透が観測
された。
As can be seen from FIG. 15, a magnetic field of 400
Even when set to (mT), the magnetic field shown in FIG.
As in the case of T), the change in the inner diameter of the arc tube 1 is 10 BW.
/ F-P · d. When the value of 10BW / fP · d is less than 0, the change of the inner diameter of the arc tube is about 5
(%) Exceeded. At this time, the arc position changes,
Further, it was confirmed that the luminous flux decreased to 70% or less with respect to the initial luminous flux and the change in color temperature exceeded 300 (K), which confirmed that the life characteristics were deteriorated. Also,
10BW / fP ・
When the value of d was less than 2, devitrification was observed at the top of the arc tube.

【0105】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / f-P · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with a small arc tube deformation and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0106】また、同様の試験をアーク中に印加される
磁界を500(mT)にした高輝度放線ランプ装置10
0で行ったところ、0<10BW/f−P・d<10の
範囲内に入る範囲においては4(mT)の磁界を印加し
た時と同様に、ちらつきが無く寿命特性に優れた無水銀
高輝度放電ランプ点灯装置が実現されることがわかっ
た。ただし、500(mT)の磁界をアーク中に印加し
た場合には回路の誤動作の発生が見られた。この原因は
磁界がアーク中のみならず、回路や電流供給線に対して
も印加されるためであり、このことから、アーク中に印
加される磁界は500(mT)を超えない範囲であるこ
とが好ましい。(実施形態2)上記実施形態1では、主
に磁界の強さを変化させたときの特性について説明した
が、本実施形態では、発光管1内に封入する希ガスの圧
力を変化させたときの特性について説明する。他の点に
ついては上記実施形態1と同様であるので説明を省略ま
たは簡略化する。
Further, a similar test was conducted, and the high-intensity actinic lamp device 10 in which the magnetic field applied in the arc was 500 (mT).
When performed at 0, in the range of 0 <10 BW / f−P · d <10, as in the case where a magnetic field of 4 (mT) was applied, there was no flicker and the silver-free high silver was excellent in life characteristics. It has been found that a brightness discharge lamp lighting device is realized. However, when a magnetic field of 500 (mT) was applied to the arc, malfunction of the circuit was observed. This is because the magnetic field is applied not only in the arc but also to the circuit and the current supply line. From this fact, the magnetic field applied to the arc should not exceed 500 (mT). Is preferred. (Embodiment 2) In Embodiment 1, the characteristics when the strength of the magnetic field was changed were mainly described, but in this embodiment, when the pressure of the rare gas sealed in the arc tube 1 is changed. The characteristics of will be described. Since the other points are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted or simplified.

【0107】本実施形態の無水銀高輝度放電ランプ点灯
装置および高輝度放電ランプは、図1および図2にそれ
ぞれ示した無水銀高輝度放電ランプ点灯装置100と同
様の構成を有している。本実施形態では、アークに印加
する磁界Bを4.0(mT)に固定した上で、発光管2
1内に封入するキセノンガスの圧力Pを0.1(MP
a)にし、そして、定常時おいて消費される電力Wと、
定常時の点灯周波数をfをパラメータとして、ちらつき
および寿命特性の測定を行った。上記実施形態1と同様
に、Wは20、35、50、70(W)の4水準をふ
り、fは30〜20000(Hz)の間で測定した。
The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device and the high-intensity discharge lamp of this embodiment have the same structure as that of the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In this embodiment, the magnetic field B applied to the arc is fixed to 4.0 (mT), and then the arc tube 2
The pressure P of the xenon gas sealed in 1 is 0.1 (MP
a), and the electric power W consumed in the steady state,
Flickering and life characteristics were measured with the constant lighting frequency as a parameter. Similar to Embodiment 1, W was measured at four levels of 20, 35, 50 and 70 (W), and f was measured between 30 and 20000 (Hz).

【0108】図16は、図10と同様に光出力の変動を
測定することにより、ちらつきを調べた結果を示すグラ
フである。図16中の横軸および縦軸は、図10のもの
と同じである。
FIG. 16 is a graph showing the result of examining the flicker by measuring the fluctuation of the light output as in the case of FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 16 are the same as those in FIG.

【0109】図16からわかるように、磁界を一定に
し、キセノンガスの圧力を0.1MPaにしたときで
も、上記実施形態1と同様に、ランプ11の光出力の変
動は、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f
−P・dが7を越えると、光出力の変動がおおよそ1
(%)を越え、変動が生じたといえるレベルとなった。
さらに、10BW/f−P・dが10を越えると、光出
力の変動がおおよそ6%を越えた。この時、被験者はち
らつきを感じた。
As can be seen from FIG. 16, even when the magnetic field is constant and the pressure of the xenon gas is 0.1 MPa, the fluctuation of the light output of the lamp 11 is 10 BW / f−P, as in the first embodiment.・ Depending on d. 10 BW / f
-When P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output is about 1
(%) Was exceeded, and it was at a level where it can be said that fluctuations had occurred.
Further, when 10 BW / fPd exceeds 10, the fluctuation of the optical output exceeds approximately 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0110】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0111】図17は、図11と同様に発光管の内径の
変化を測定することにより、発光管の変形および失透の
発生を調べた結果を示すグラフである。図17中の横軸
および縦軸は、図11のものと同じである。
FIG. 17 is a graph showing the results of investigating the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube similarly to FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 17 are the same as those in FIG.

【0112】図17からわかるように、磁界を一定に
し、キセノンガスの圧力を0.1(MPa)にしたとき
でも、上記実施形態1と同様に、発光管1の内径の変化
は、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f−
P・dの値が0を下回った場合、発光管内径の変化はお
およそ5(%)を越えた。この時、アーク位置の変化が
発生し、さらには初期光束に対して70(%)以下に光
束が低下し、色温度の変化が300(K)を越える結果
も示され、寿命特性が劣化していることが確認された。
また、発光管の内径変化は少ないものの、10BW/f
−P・dの値が2を下回った場合、発光管の上部に失透
が観測された。
As can be seen from FIG. 17, even when the magnetic field is constant and the pressure of the xenon gas is 0.1 (MPa), the change in the inner diameter of the arc tube 1 is 10 BW / f-P · d. 10 BW / f-
When the value of P · d was less than 0, the change in the inner diameter of the arc tube exceeded about 5 (%). At this time, a change in the arc position occurs, the luminous flux is reduced to 70% or less with respect to the initial luminous flux, and the change in color temperature exceeds 300 (K). Was confirmed.
Also, although the change in the inner diameter of the arc tube is small, 10 BW / f
When the value of −P · d was less than 2, devitrification was observed in the upper part of the arc tube.

【0113】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / f-P · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with a small arc tube deformation and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0114】ここで、0<10BW/f−P・d<10
の範囲内に入る場合であっても、fが40(Hz)以下
の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置においては、実施の
形態1と同様に、発光管1に失透および発光管1の内径
変化はみられないものの、発光管内壁の黒化が観測され
た。これらのランプ点灯装置においては、失透及び発光
管の内径変化の抑制効果は有するものの、寿命特性が劣
化している。したがって、定常時の点灯周波数は40
(Hz)を越えることが好ましい。
Here, 0 <10 BW / f−P · d <10
Even in the case of falling within the range of, in the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device with f of 40 (Hz) or less, the devitrification of the arc tube 1 and the inner diameter of the arc tube 1 are performed as in the first embodiment. Although no change was observed, blackening of the inner wall of the arc tube was observed. These lamp lighting devices have the effect of suppressing devitrification and changes in the inner diameter of the arc tube, but have deteriorated life characteristics. Therefore, the lighting frequency in the steady state is 40
(Hz) is preferable.

【0115】さらに、Pの値が0.1(MPa)のラン
プ点灯装置においては、ちらつきの防止および寿命特性
の劣化防止の効果を有しているが、次の現象が見られ
た。すなわち、光出力変動はないものの、反射鏡に組み
合わせた場合、ときおり、一瞬アークがゆれた現象が見
られた。その場合、光出力としての変動は5(%)以下
であったものの、出射光のちらつきが観測された。この
ときのランプ11を観察すると、電極先端の輝点が移動
していることがわかった。このような出射光のちらつき
を抑制するためには、希ガスの封入圧力Pの値は、0.
1(MPa)を超える範囲にすることが好ましい。
Further, the lamp lighting device having a P value of 0.1 (MPa) has the effects of preventing flicker and preventing deterioration of life characteristics, but the following phenomenon was observed. That is, although there was no fluctuation in the light output, when the reflector was combined with the mirror, a phenomenon was occasionally seen in which the arc fluctuated momentarily. In that case, although the fluctuation as the light output was 5 (%) or less, the flicker of the emitted light was observed. When the lamp 11 at this time was observed, it was found that the bright spot at the tip of the electrode had moved. In order to suppress the flicker of the emitted light, the value of the rare gas filling pressure P is set to 0.
It is preferably in the range of more than 1 (MPa).

【0116】次に、キセノンガスの圧力Pを2.5(M
Pa)とした構成のものを、図18および図19に示
す。図18および図19に示した結果においても、ラン
プ11が定常時おいて消費される電力Wと、定常時の点
灯周波数をfをパラメータとして、ちらつきおよび寿命
特性の測定を行った。Wは20、35、50、70
(W)の4水準をふり、fは30〜20000(Hz)
の間で測定した。
Next, the pressure P of the xenon gas is set to 2.5 (M
Pa) is shown in FIGS. 18 and 19. Also in the results shown in FIGS. 18 and 19, the flicker and life characteristics were measured using the power W consumed in the steady state of the lamp 11 and the steady-state lighting frequency f as parameters. W is 20, 35, 50, 70
Pretend to be 4 levels of (W), f is 30 to 20000 (Hz)
Measured between.

【0117】図18は、図10と同様に光出力の変動を
測定することにより、ちらつきを調べた結果を示すグラ
フである。図18中の横軸および縦軸は、図10のもの
と同じである。
FIG. 18 is a graph showing the result of examining the flicker by measuring the fluctuation of the optical output as in the case of FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 18 are the same as those in FIG.

【0118】図18からわかるように、磁界を一定に
し、キセノンガスの圧力を2.5MPaにしたときで
も、上記実施形態1と同様に、ランプ11の光出力の変
動は、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f
−P・dが7を越えると、光出力の変動がおおよそ1
(%)を越え、変動が生じたといえるレベルとなった。
さらに、10BW/f−P・dが10を越えると、光出
力の変動がおおよそ6%を越えた。この時、被験者はち
らつきを感じた。
As can be seen from FIG. 18, even when the magnetic field is kept constant and the pressure of the xenon gas is 2.5 MPa, the fluctuation in the light output of the lamp 11 is 10 BW / f-P as in the first embodiment.・ Depending on d. 10 BW / f
-When P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output is about 1
(%) Was exceeded, and it was at a level where it can be said that fluctuations had occurred.
Further, when 10 BW / fPd exceeds 10, the fluctuation of the optical output exceeds approximately 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0119】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0120】図19は、図11と同様に発光管の内径の
変化を測定することにより、発光管の変形および失透の
発生を調べた結果を示すグラフである。図19中の横軸
および縦軸は、図11のものと同じである。
FIG. 19 is a graph showing the results of examining the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube as in FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 19 are the same as those in FIG.

【0121】図19からわかるように、磁界を一定に
し、キセノンガスの圧力を2.5(MPa)にしたとき
でも、上記実施形態1と同様に、発光管1の内径の変化
は、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f−
P・dの値が0を下回った場合、発光管内径の変化はお
およそ5(%)を越えた。この時、アーク位置の変化が
発生し、さらには初期光束に対して70(%)以下に光
束が低下し、色温度の変化が300(K)を越える結果
も示され、寿命特性が劣化していることが確認された。
また、発光管の内径変化は少ないものの、10BW/f
−P・dの値が2を下回った場合、発光管の上部に失透
が観測された。
As can be seen from FIG. 19, even when the magnetic field is kept constant and the pressure of the xenon gas is 2.5 (MPa), the change in the inner diameter of the arc tube 1 is 10 BW / similar to the first embodiment. f-P · d. 10 BW / f-
When the value of P · d was less than 0, the change in the inner diameter of the arc tube exceeded about 5 (%). At this time, a change in the arc position occurs, the luminous flux is reduced to 70% or less with respect to the initial luminous flux, and the change in color temperature exceeds 300 (K). Was confirmed.
Also, although the change in the inner diameter of the arc tube is small, 10 BW / f
When the value of −P · d was less than 2, devitrification was observed in the upper part of the arc tube.

【0122】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / f-P · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with less deformation of the arc tube and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0123】ここで、Pの値が2.5(MPa)の無水
銀高輝度放電ランプ点灯装置100においては、ちらつ
きの防止および寿命特性の劣化防止の効果を有している
が、試験数15本中2本が1000時間以内に破損して
不点灯となった。したがって、高輝度放電ランプの使用
時間を考慮すると、発光管破損防止の観点から、Pの値
は2.5(MPa)を下回る範囲であることが好まし
い。
Here, the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 having a P value of 2.5 (MPa) has the effect of preventing flicker and preventing deterioration of life characteristics, but the number of tests is 15 Two of them were damaged within 1000 hours and turned off. Therefore, considering the usage time of the high-intensity discharge lamp, the value of P is preferably in the range below 2.5 (MPa) from the viewpoint of preventing damage to the arc tube.

【0124】さらに、Pの値が0.3(MPa)の無水
銀高輝度放電ランプ点灯装置100を作成し、ちらつ
き、寿命特性の評価を行ったところ、上記実施形態1と
同様に、0<10BW/f−P・d<10の範囲内に入
る範囲においては、ちらつきが無く寿命特性に優れた無
水銀高輝度放電ランプ点灯装置が実現された。しかしな
がら、点灯直後においては、圧力が低いことに起因する
ちらつきが見られた。0.1(MPa)封入のものでも
同様の現象が観測されている。これは、点灯直後の圧力
が低いことによって、アーク中での熱分布が不均一にな
ってしまっていることに起因するものと考えられる。し
たがって、点灯直後のちらつきを回避することを考慮す
ると、希ガスの封入圧力Pは0.3(MPa)を超える
範囲にすることが望ましい。
Further, when a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 having a P value of 0.3 (MPa) was prepared and flicker and life characteristics were evaluated, it was found that 0 < Within the range of 10 BW / fP · d <10, a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device having no flicker and excellent life characteristics was realized. However, immediately after lighting, flicker due to low pressure was observed. The same phenomenon has been observed even with the enclosure of 0.1 (MPa). It is considered that this is because the heat distribution in the arc becomes non-uniform due to the low pressure immediately after lighting. Therefore, in consideration of avoiding flicker immediately after lighting, it is desirable that the enclosed pressure P of the rare gas is set to a range exceeding 0.3 (MPa).

【0125】次に、Pの値が0.5(MPa)の無水銀
高輝度放電ランプ点灯装置100を作製し、ちらつき、
寿命特性の評価を行ったところ、実施形態1と同様に、
0<10BW/f−P・d<10の範囲内に入る場合に
は、ちらつきが無く寿命特性に優れた無水銀高輝度放電
ランプ点灯装置を実現することができた。しかしなが
ら、点灯してからの光出力が定常時の80%に到達する
までの時間が10秒を超えてしまうという現象が見られ
た。この現象は、0.1(MPa)と0.3(MPa)
の封入圧力のものでも観察された。これは、希ガスの封
入圧力Pが0.5(MPa)以下の場合、発光管21内
の熱伝導が少なく、封入物6が蒸発しにくくなっている
ことに起因していると考えられる。したがって、希ガス
の封入圧力Pは0.5(MPa)を超える範囲にするこ
とが望ましい。
Next, a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 having a P value of 0.5 (MPa) was produced and flickered,
When the life characteristics were evaluated, as in the first embodiment,
In the case of falling within the range of 0 <10 BW / fP · d <10, it was possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device having no flicker and excellent life characteristics. However, a phenomenon was observed in which the time from when the light was turned on until the light output reached 80% of the steady state exceeded 10 seconds. This phenomenon is 0.1 (MPa) and 0.3 (MPa)
It was also observed at the filling pressure of. It is considered that this is because when the filling pressure P of the rare gas is 0.5 (MPa) or less, the heat conduction in the arc tube 21 is small, and the inclusion 6 is less likely to evaporate. Therefore, it is desirable that the filling pressure P of the rare gas is in a range exceeding 0.5 (MPa).

【0126】さらに、Pの値が2.0(MPa)の無水
銀高輝度放電ランプ点灯装置100を作製し、ちらつ
き、寿命特性の評価を行ったところ、実施の形態1と同
様に0<10BW/f−P・d<10の範囲内に入る範
囲においては、ちらつきが無く寿命特性に優れた無水銀
高輝度放電ランプ点灯装置を実現することができた。た
だし、起動電圧が30(kV)を越える結果となった。
30(kV)を越える起動電圧を発生させる駆動回路は
大型化してしまうことから、Pの値が2.0(MPa)
を下回る範囲すなわち、P・dの値が8を下回る範囲で
あることが好ましい。
Further, a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 having a P value of 2.0 (MPa) was produced, and flicker and life characteristics were evaluated. As with the first embodiment, 0 <10 BW was obtained. In the range of / f−P · d <10, it was possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device without flicker and having excellent life characteristics. However, the result was that the starting voltage exceeded 30 (kV).
The value of P is 2.0 (MPa) because the size of the drive circuit that generates the starting voltage exceeding 30 (kV) becomes large.
It is preferable that the value is less than 8, that is, the value of P · d is less than 8.

【0127】次に、Pの値が1.5(MPa)の無水銀
高輝度放電ランプ点灯装置100を作製し、ちらつき、
寿命特性の評価を行ったところ、実施形態1と同様に0
<10BW/f−P・d<10の範囲内に入る範囲にお
いては、ちらつきが無く寿命特性に優れた無水銀高輝度
放電ランプ点灯装置を実現することができた。ただし、
この場合、起動電圧が25(kV)を越える結果となっ
た。25(kV)以下に、起動電圧を制限することによ
って駆動回路をより小型化することが可能となるため、
Pの値が1.5(MPa)を下回る範囲、すなわち、P
・dの値が6を下回る範囲であることがより好ましい。
(実施形態3)本実施形態では、主に、ランプの電極先
端間距離を変化させたときの特性について説明する。他
の点については上記実施形態1および2と同様であるの
で説明を省略または簡略化する。
Next, a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 having a P value of 1.5 (MPa) was produced, and flickered,
When the life characteristics were evaluated, it was 0 as in the first embodiment.
Within the range of <10 BW / fP · d <10, it was possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device which is free from flicker and has excellent life characteristics. However,
In this case, the result was that the starting voltage exceeded 25 (kV). By limiting the starting voltage to 25 (kV) or less, the driving circuit can be made smaller,
The range where the value of P is less than 1.5 (MPa), that is, P
It is more preferable that the value of d is less than 6.
(Embodiment 3) In the present embodiment, characteristics when the distance between the electrode tips of the lamp is changed will be mainly described. Since the other points are the same as those of the first and second embodiments, description thereof will be omitted or simplified.

【0128】本実施形態の無水銀高輝度放電ランプ点灯
装置および高輝度放電ランプは、図1および図2にそれ
ぞれ示した無水銀高輝度放電ランプ点灯装置100と同
様の構成を有している。本実施形態では、アークに印加
する磁界Bを4.0(mT)に固定し、キセノンガスの
圧力を1.0(MPa)とした上で、一対の電極3,3
の先端間の距離dを2mmにした。そして、定常時おい
て消費される電力Wと、定常時の点灯周波数をfをパラ
メータとして、ちらつきおよび寿命特性の測定を行っ
た。上記実施形態1と同様に、Wは20、35、50、
70(W)の4水準をふり、fは30〜20000(H
z)の間で測定した。
The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device and the high-intensity discharge lamp of this embodiment have the same structure as the silver-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In the present embodiment, the magnetic field B applied to the arc is fixed to 4.0 (mT), the pressure of the xenon gas is set to 1.0 (MPa), and then the pair of electrodes 3 and 3 is used.
The distance d between the tips of was set to 2 mm. Then, the flicker and life characteristics were measured with the power W consumed in the steady state and the lighting frequency in the steady state as parameters. Similar to the first embodiment, W is 20, 35, 50,
We pretend to be 4 levels of 70 (W) and f is 30 to 20000 (H
It was measured during z).

【0129】図20は、図10と同様に光出力の変動を
測定することにより、ちらつきを調べた結果を示すグラ
フである。図20中の横軸および縦軸は、図10のもの
と同じである。
FIG. 20 is a graph showing the result of examining the flicker by measuring the fluctuation of the optical output as in the case of FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 20 are the same as those in FIG.

【0130】図20からわかるように、磁界を一定に
し、電極先端間の距離を2.0(mm)にしたときで
も、ランプ11の光出力の変動は、上記実施形態1と同
様に、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f
−P・dが7を越えると、光出力の変動がおおよそ1
(%)を越え、変動が生じたといえるレベルとなった。
さらに、10BW/f−P・dが10を越えると、光出
力の変動がおおよそ6%を越えた。この時、被験者はち
らつきを感じた。
As can be seen from FIG. 20, even when the magnetic field is constant and the distance between the electrode tips is 2.0 (mm), the fluctuation in the light output of the lamp 11 is 10 BW as in the first embodiment. / F-P · d. 10 BW / f
-When P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output is about 1
(%) Was exceeded, and it was at a level where it can be said that fluctuations had occurred.
Further, when 10 BW / fPd exceeds 10, the fluctuation of the optical output exceeds approximately 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0131】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0132】図21は、図11と同様に発光管の内径の
変化を測定することにより、発光管の変形および失透の
発生を調べた結果を示すグラフである。図21中の横軸
および縦軸は、図11のものと同じである。
FIG. 21 is a graph showing the results of investigating the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube similarly to FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 21 are the same as those in FIG.

【0133】図21からわかるように、磁界を一定に
し、電極先端間の距離を2.0(mm)にしたときで
も、上記実施形態1と同様に、発光管1の内径の変化
は、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f−
P・dの値が0を下回った場合、発光管内径の変化はお
およそ5(%)を越えた。この時、アーク位置の変化が
発生し、さらには初期光束に対して70(%)以下に光
束が低下し、色温度の変化が300(K)を越える結果
も示され、寿命特性が劣化していることが確認された。
また、発光管の内径変化は少ないものの、10BW/f
−P・dの値が2を下回った場合、発光管の上部に失透
が観測された。
As can be seen from FIG. 21, even when the magnetic field is constant and the distance between the electrode tips is 2.0 (mm), the change in the inner diameter of the arc tube 1 is 10 BW as in the first embodiment. / F-P · d. 10 BW / f-
When the value of P · d was less than 0, the change in the inner diameter of the arc tube exceeded about 5 (%). At this time, a change in the arc position occurs, the luminous flux is reduced to 70% or less with respect to the initial luminous flux, and the change in color temperature exceeds 300 (K). Was confirmed.
Also, although the change in the inner diameter of the arc tube is small, 10 BW / f
When the value of −P · d was less than 2, devitrification was observed in the upper part of the arc tube.

【0134】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / f-P · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with less deformation of the arc tube and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0135】ここで、0<10BW/f−P・d<10
の範囲内に入る場合であっても、fが40(Hz)以下
の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置においては、実施の
形態1と同様に、発光管1に失透および発光管1の内径
変化はみられないものの、発光管内壁の黒化が観測され
た。これらのランプ点灯装置においては、失透及び発光
管の内径変化の抑制効果は有するものの、寿命特性が劣
化している。したがって、定常時の点灯周波数は40
(Hz)を越えることが好ましい。
Here, 0 <10 BW / f−P · d <10
Even in the case of falling within the range of, in the mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device with f of 40 (Hz) or less, the devitrification of the arc tube 1 and the inner diameter of the arc tube 1 are performed as in the first embodiment. Although no change was observed, blackening of the inner wall of the arc tube was observed. These lamp lighting devices have the effect of suppressing devitrification and changes in the inner diameter of the arc tube, but have deteriorated life characteristics. Therefore, the lighting frequency in the steady state is 40
(Hz) is preferable.

【0136】また、0<10BW/f−P・d<10の
範囲内に入る場合でも、電極先端間の距離が2.0(m
m)のときは、ランプ電圧は約48(V)となった。6
0(V)を下回るランプ電圧を有する高輝度放電ランプ
においては、発光管1に失透および発光管1の内径変化
はみられないものの、電極先端の激しい消耗が見られ
た。これはランプ電流値が増加したことに起因している
と考えられる。したがって、電極先端間の距離は2.0
(mm)を超える範囲であることが好ましい。
Further, even when it falls within the range of 0 <10 BW / f−P · d <10, the distance between the electrode tips is 2.0 (m).
At m), the lamp voltage was about 48 (V). 6
In a high-intensity discharge lamp having a lamp voltage lower than 0 (V), devitrification of the arc tube 1 and no change in the inner diameter of the arc tube 1 were observed, but severe wear of the electrode tip was observed. This is considered to be due to the increase in the lamp current value. Therefore, the distance between the electrode tips is 2.0
It is preferably in the range exceeding (mm).

【0137】さらにdの値が3(mm)の無水銀高輝度
放電ランプ点灯装置100を作成し、ちらつき、寿命特
性の評価を行ったところ、実施の形態1と同様に0<1
0BW/f−P・d<10の範囲内に入る範囲において
は、ちらつきが無く寿命特性に優れた無水銀高輝度放電
ランプ点灯装置を実現することができた。ただし、この
場合、ランプ電圧は62(V)となった。この範囲では
60(V)を上回るものの、製造的バラツキを加味する
と60(V)を下回るものが発生すると考えられること
から、3(mm)を超える範囲であることがより好まし
い。
Further, when a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 having a value of d of 3 (mm) was prepared and flicker and life characteristics were evaluated, 0 <1 as in the first embodiment.
In the range of 0BW / fPd <10, it was possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device which is free from flicker and has excellent life characteristics. However, in this case, the lamp voltage was 62 (V). It is more than 60 (V) in this range, but if manufacturing variations are taken into consideration, some less than 60 (V) may occur. Therefore, it is more preferable that the range exceeds 3 (mm).

【0138】次に、一対の電極3、3の先端間の距離d
を6(mm)にした構成のものを、図22および図23
に示す。図22および図23に示した結果においても、
ランプ11が定常時おいて消費される電力Wと、定常時
の点灯周波数をfをパラメータとして、ちらつきおよび
寿命特性の測定を行った。Wは20、35、50、70
(W)の4水準をふり、fは音響共鳴現象が起こらない
ように30〜20000(Hz)の間で測定した。点灯
電流波形は矩形波で測定を行った。
Next, the distance d between the tips of the pair of electrodes 3, 3 is d.
22 and FIG.
Shown in. Also in the results shown in FIGS. 22 and 23,
Flickering and life characteristics were measured with the power W consumed in the steady state of the lamp 11 and the lighting frequency in the steady state as parameters. W is 20, 35, 50, 70
The four levels of (W) were measured, and f was measured between 30 and 20000 (Hz) so that the acoustic resonance phenomenon did not occur. The lighting current waveform was measured as a rectangular wave.

【0139】図22は、図10と同様に光出力の変動を
測定することにより、ちらつきを調べた結果を示すグラ
フである。図22中の横軸および縦軸は、図10のもの
と同じである。
FIG. 22 is a graph showing the result of examining the flicker by measuring the fluctuation of the optical output similarly to FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 22 are the same as those in FIG.

【0140】図22からわかるように、磁界を一定に
し、電極先端間の距離を6.0(mm)にしたときで
も、ランプ11の光出力の変動は、上記実施形態1と同
様に、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f
−P・dが7を越えると、光出力の変動がおおよそ1
(%)を越え、変動が生じたといえるレベルとなった。
さらに、10BW/f−P・dが10を越えると、光出
力の変動がおおよそ6%を越えた。この時、被験者はち
らつきを感じた。
As can be seen from FIG. 22, even when the magnetic field is constant and the distance between the electrode tips is 6.0 (mm), the fluctuation in the light output of the lamp 11 is 10 BW as in the first embodiment. / F-P · d. 10 BW / f
-When P · d exceeds 7, the fluctuation of the optical output is about 1
(%) Was exceeded, and it was at a level where it can be said that fluctuations had occurred.
Further, when 10 BW / fPd exceeds 10, the fluctuation of the optical output exceeds approximately 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0141】したがって、10BW/f−P・dを10
を超えない範囲に規定することによって、被験者がちら
つきを感じない無水銀高輝度放電ランプを実現すること
ができる。10BW/f−P・dを7を超えない範囲に
規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、光出力
変動のない無水銀高輝度放電ランプにすることもできる
ためより好ましい。
Therefore, 10 BW / fPd is 10
By defining the range not to exceed, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp in which the subject does not feel flicker. It is more preferable to define 10 BW / f-P · d in a range not exceeding 7, because not only flicker is not felt but also a mercury-free high-intensity discharge lamp with no fluctuation in light output can be obtained.

【0142】図23は、図11と同様に発光管の内径の
変化を測定することにより、発光管の変形および失透の
発生を調べた結果を示すグラフである。図23中の横軸
および縦軸は、図11のものと同じである。
FIG. 23 is a graph showing the results of investigating the deformation of the arc tube and the occurrence of devitrification by measuring the change in the inner diameter of the arc tube similarly to FIG. The horizontal axis and the vertical axis in FIG. 23 are the same as those in FIG.

【0143】図23からわかるように、磁界を一定に
し、電極先端間の距離を6.0(mm)にしたときで
も、上記実施形態1と同様に、発光管1の内径の変化
は、10BW/f−P・dに依存した。10BW/f−
P・dの値が0を下回った場合、発光管内径の変化はお
およそ5(%)を越えた。この時、アーク位置の変化が
発生し、さらには初期光束に対して70(%)以下に光
束が低下し、色温度の変化が300(K)を越える結果
も示され、寿命特性が劣化していることが確認された。
また、発光管の内径変化は少ないものの、10BW/f
−P・dの値が2を下回った場合、発光管の上部に失透
が観測された。
As can be seen from FIG. 23, even when the magnetic field is constant and the distance between the electrode tips is 6.0 (mm), the change in the inner diameter of the arc tube 1 is 10 BW as in the first embodiment. / F-P · d. 10 BW / f-
When the value of P · d was less than 0, the change in the inner diameter of the arc tube exceeded about 5 (%). At this time, a change in the arc position occurs, the luminous flux is reduced to 70% or less with respect to the initial luminous flux, and the change in color temperature exceeds 300 (K). Was confirmed.
Also, although the change in the inner diameter of the arc tube is small, 10 BW / f
When the value of −P · d was less than 2, devitrification was observed in the upper part of the arc tube.

【0144】したがって、10BW/f−P・dが0を
超える範囲に規定することによって、発光管の変形の少
ない寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプを実現す
ることができる。10BW/f−P・dが2を超える範
囲に規定すると、発光管変形が少ないばかりでなく、失
透も抑制された、より寿命特性の優れた無水銀高輝度放
電ランプにすることができるのでより好ましい。
Therefore, by defining the range of 10 BW / f−P · d to be more than 0, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp with less deformation of the arc tube and excellent life characteristics. If 10BW / f-P · d is specified in the range of more than 2, it is possible to obtain a mercury-free high-intensity discharge lamp having not only a small arc tube deformation, but also suppressed devitrification and more excellent life characteristics. More preferable.

【0145】次に、一対の電極3、3の先端間の距離d
を8(mm)にした無水銀高輝度放電ランプ点灯装置1
00を作製し、ちらつき、寿命特性の評価を行ったとこ
ろ、実施の形態1と同様に0<10BW/f−P・d<
10の範囲内に入る範囲においては、ちらつきが無く寿
命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプ点灯装置を実現
することができた。ただし、この場合、起動電圧が30
(kV)を越える結果となった。30(kV)を越える
起動電圧を発生させる駆動回路は大型化してしまうこと
から、dの値が8下回る範囲、すなわち、P・dの値が
8を下回る範囲であることがより好ましい。
Next, the distance d between the tips of the pair of electrodes 3, 3
Mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 1 with 8 mm
No. 00 was produced, and flicker and life characteristics were evaluated. As with Embodiment 1, 0 <10 BW / f−P · d <
Within the range of 10, it was possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device having no flicker and excellent life characteristics. However, in this case, the starting voltage is 30
The result exceeded (kV). Since the size of a drive circuit that generates a starting voltage exceeding 30 (kV) becomes large, it is more preferable that the value of d is less than 8, that is, the value of P · d is less than 8.

【0146】また、dの値が6mmの構成でも、ちらつ
きが無く寿命特性に優れた無水銀高輝度放電ランプ点灯
装置を実現することができた。ただし、この場合、起動
電圧が25(kV)を越える結果となった。25(k
V)以下に、起動電圧を制限することによって駆動回路
をより小型化することが可能となるため、dの値が6
(mm)下回る範囲、すなわち、P・dの値が6を下回
る範囲であることがさらに好ましい。 (実施形態4)本実施形態4では、上記実施形態1〜3
にかかる高輝度放電ランプを含んだ点灯システムの例に
ついて説明する。
Further, even if the value of d is 6 mm, it is possible to realize a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device which is free from flicker and has excellent life characteristics. However, in this case, the result was that the starting voltage exceeded 25 (kV). 25 (k
V) or less, the driving circuit can be made smaller by limiting the starting voltage, so that the value of d is 6 or less.
It is more preferable that the value is less than (mm), that is, the value of P · d is less than 6. (Embodiment 4) In Embodiment 4, the above Embodiments 1 to 3 are used.
An example of a lighting system including the high-intensity discharge lamp according to the present invention will be described.

【0147】図24は、上記実施形態の高輝度放電ラン
プ11と、点灯回路12と、ランプ11から発せられる
光を反射する反射鏡80とを備えたミラー付きランプ
(点灯システム)の構成を模式的に示している。反射鏡
80の光軸上に、ランプ11のアークの中心が位置する
ように配置されている。なお、一対の電極3、3の先端
同士を結ぶ直線は、あたかも水平方向になるように反射
鏡80に取り付けられている。その状態で、ランプ11
は点灯回路12に接続されている。
FIG. 24 is a schematic diagram showing the structure of a lamp with a mirror (lighting system) including the high-intensity discharge lamp 11 of the above embodiment, a lighting circuit 12, and a reflecting mirror 80 that reflects the light emitted from the lamp 11. It is shown in the figure. It is arranged so that the center of the arc of the lamp 11 is located on the optical axis of the reflecting mirror 80. The straight line connecting the tips of the pair of electrodes 3 and 3 is attached to the reflecting mirror 80 so as to be horizontal. In that state, the lamp 11
Are connected to the lighting circuit 12.

【0148】図24に示した構成にすることによって、
アークからの光を有効に投射することができ、効率の良
い無水銀高輝度放電ランプ点灯装置(点灯システム)を
実現することができる。また、上述したように、(10
BW/f)の項による下向きの力F2と、P・dの項に
よる上向きの力F1とを規定することによって、高輝度
放電ランプ中のアーク位置を制御することが可能となる
ことから、投射光の配光特性を可変できるシステムが容
易に実現することができる。 (実施形態5)上述したように、廃棄時の地球環境への
配慮から、水銀を含まないメタルハライドランプが望ま
れているが、水銀を含んだメタルハライドランプにおい
ては、In(インジウム)のハロゲン化物を封入したメ
タルハライドランプが好適に使用されている。Inは、
発光特性に優れると共に、ELECTRIC DISCHERGE LAMPS
(P218,JOHN F.WAYMOUTH)に示されているように、アー
クを太らせて、アークを安定させる効果が知られてい
る。
By adopting the configuration shown in FIG. 24,
It is possible to effectively project the light from the arc and realize an efficient mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device (lighting system). In addition, as described above, (10
By defining the downward force F2 according to the term of BW / f) and the upward force F1 according to the term of P · d, it becomes possible to control the arc position in the high-intensity discharge lamp. A system capable of changing the light distribution characteristic of light can be easily realized. (Fifth Embodiment) As described above, in consideration of the global environment at the time of disposal, a metal halide lamp containing no mercury is desired. However, in a metal halide lamp containing mercury, In (indium) halide is used. An enclosed metal halide lamp is preferably used. In is
It has excellent light emission characteristics and ELECTRIC DISCHERGE LAMPS
As shown in (P218, JOHN F.WAYMOUTH), the effect of thickening the arc and stabilizing the arc is known.

【0149】本願発明者は、Sc−Na系の有水銀メタ
ルハライドランプから、水銀を取り除いた無水銀メタル
ハライドランプを試作し特性を検討したところ、期待し
ていた発光特性は得られないことを確認した。そこで、
発光特性に優れると共に、アークを安定させる効果で知
られているInを添加し、水銀を含まないメタルハライ
ドランプを試作した。このメタルハライドランプの構成
は、封入物6以外は、図1に示したものと同じである。
The inventor of the present application made a prototype of a mercury-free metal halide lamp in which mercury was removed from the Sc—Na-based mercury-containing metal halide lamp, and examined the characteristics. As a result, it was confirmed that the expected light emission characteristics could not be obtained. . Therefore,
A metal halide lamp that does not contain mercury, which has excellent light emission characteristics and is known to have the effect of stabilizing the arc, was added and was prototyped. The structure of this metal halide lamp is the same as that shown in FIG. 1 except for the enclosure 6.

【0150】ここで、電極間距離dは約4.2(mm)
にし、20℃でのキセノンガス封入圧力は、1.4(M
Pa)にした。発光管1内の内容積は、約0.025
(cc)であり、その内部には、約0.1mgの+3価
のインジウムの沃化物InI3(単位発光管内容積当た
り約4.2mg/cc)と、約0.19mgのヨウ化ス
カンジウム(単位発光管内容積当たり約8.0mg/c
c)と、約0.16mgのヨウ化ナトリウム(単位発光
管内容積当たり約6.4mg/cc)とから構成された
ハロゲン化物6が封入されている。勿論、発光管1内に
は、水銀は含まれていない。
Here, the distance d between the electrodes is about 4.2 (mm).
The xenon gas filling pressure at 20 ° C is 1.4 (M
Pa). The inner volume of the arc tube 1 is about 0.025.
(Cc), in which about 0.1 mg of +3 valent indium iodide InI 3 (about 4.2 mg / cc per unit inner volume of the arc tube) and about 0.19 mg of scandium iodide (unit: About 8.0 mg / c per volume of arc tube
The halide 6 composed of c) and about 0.16 mg of sodium iodide (about 6.4 mg / cc per unit inner volume of the arc tube) is enclosed. Of course, the arc tube 1 does not contain mercury.

【0151】この無水銀メタルハライドランプを、ラン
プの電極先端間を結ぶ直線が鉛直方向になるように配置
して点灯させた(以下、この点灯を「垂直点灯」と呼
ぶ)。ところが、Inを添加することで、アークを安定
させるどころか、この無水銀メタルハライドランプにお
いては、アークが不安定になった。つまり、アークが静
止していない状態になり、ランプの光出力が不安定にな
った。したがって、見た目にちらつきを感じるという問
題点があることがわかった。
The mercury-free metal halide lamp was arranged and lit so that the straight line connecting the electrode tips of the lamp was in the vertical direction (hereinafter, this lighting is referred to as "vertical lighting"). However, by adding In, rather than stabilizing the arc, the arc became unstable in this mercury-free metal halide lamp. In other words, the arc was not stationary, and the light output of the lamp became unstable. Therefore, it has been found that there is a problem in that flicker is visually observed.

【0152】次に、当該無水銀メタルハライドランプ
を、ランプの電極先端間を結ぶ直線が水平方向になるよ
うに、ランプを配置して点灯させた(以下、この点灯を
「水平点灯」と呼ぶ)ところ、アークは発光管内表面に
接触して安定した。しかし、安定したといっても、アー
クと発光管内表面とが接触している状態では、その接触
している部分が膨張し、発光管破裂につながってしま
う。したがって、アークが発光管内表面に接触して安定
している状態で、ランプを使用することは不可能であ
る。そこで、本願発明者の知見に基づくアーク下向きの
力F2を加えるために磁界を印加して、アークと発光管
内表面の接触をなくすようにして点灯させたが、垂直点
灯時と同様に、アークが不安定になった。そのため、ラ
ンプの光出力が不安定になり、見た目にちらつきを感じ
るようになった。
Next, the mercury-free metal halide lamp was lit by arranging the lamp so that the straight line connecting the electrode tips of the lamp was in the horizontal direction (hereinafter, this lighting is called "horizontal lighting"). However, the arc contacted the inner surface of the arc tube and became stable. However, even if it is stable, when the arc and the inner surface of the arc tube are in contact with each other, the contacted part expands, leading to rupture of the arc tube. Therefore, it is impossible to use the lamp when the arc is in contact with the inner surface of the arc tube and is stable. Therefore, a magnetic field was applied in order to apply a downward force F2 of the arc based on the knowledge of the inventor of the present application, and lighting was performed so as to eliminate contact between the arc and the inner surface of the arc tube. Became unstable. As a result, the light output of the lamp became unstable, and it became flickering to the eye.

【0153】このような現象は、水銀を含む従来のメタ
ルハライドランプでは、アーク安定効果を有するInを
発光金属として封入していれば起こり得ないことであ
る。しかしながら、水銀を含まないメタルハライドラン
プでは、Inを封入するとアークが不安定になる。つま
り、水銀を含む従来のメタルハライドランプからは予測
不可能な現象が生じた。
Such a phenomenon cannot occur in a conventional metal halide lamp containing mercury if In having an arc stabilizing effect is enclosed as a light emitting metal. However, in a metal halide lamp containing no mercury, the arc becomes unstable when In is sealed. That is, a phenomenon that cannot be predicted occurs from the conventional metal halide lamp containing mercury.

【0154】本願発明者は、発光管1内の上向きの力
(浮力)F1を制御することにより、Inを含む無水銀
メタルハライドランプの安定させることに成功し、アー
クを安定にさせたInを含む無水銀メタルハライドラン
プを実現した。
The present inventor succeeded in stabilizing the mercury-free metal halide lamp containing In by controlling the upward force (buoyancy) F1 in the arc tube 1 and contained In which stabilized the arc. A mercury-free metal halide lamp has been realized.

【0155】以下、図25から図27を参照しながら、
本実施形態にかかる無水銀メタルハライドランプの説明
をする。
Hereinafter, referring to FIGS. 25 to 27,
The mercury-free metal halide lamp according to this embodiment will be described.

【0156】本実施形態の無水銀メタルハライドランプ
は、図1に示したランプの構成を有しているが、電極間
距離をd(mm)、20℃での封入希ガス圧をP(MP
a)としたとき、Pd≦4.6を満たすように封入希ガ
ス圧力と主電極間距離が規定されている。本実施形態で
は、電極間距離dは約4.2(mm)にし、20℃での
キセノンガス封入圧力は、1.4(MPa)にしてい
る。本実施形態では、ランプ点灯を容易にするための補
助電極は設けられていないが、補助電極を設けても構わ
ない。補助電極を設けた構成は、本実施形態に限らず、
上記実施形態1〜4にも採用してもよい。補助電極を設
けたときの電極間距離dは、補助電極を除いた主電極間
の距離にすればよいこと言うまでもない。
The mercury-free metal halide lamp of this embodiment has the lamp structure shown in FIG. 1, but the distance between the electrodes is d (mm) and the enclosed rare gas pressure at 20 ° C. is P (MP.
In the case of a), the enclosed rare gas pressure and the distance between the main electrodes are defined so as to satisfy Pd ≦ 4.6. In this embodiment, the inter-electrode distance d is set to about 4.2 (mm), and the xenon gas filling pressure at 20 ° C. is set to 1.4 (MPa). In this embodiment, the auxiliary electrode for facilitating the lighting of the lamp is not provided, but the auxiliary electrode may be provided. The configuration provided with the auxiliary electrode is not limited to this embodiment,
You may employ | adopt also in the said Embodiment 1-4. It goes without saying that the inter-electrode distance d when the auxiliary electrode is provided may be the distance between the main electrodes excluding the auxiliary electrode.

【0157】本実施形態において、発光管1内での電極
3の先端間距離は、つまり、電極間距離dは約4.2
(mm)である。発光管1内の内容積は、約0.025
(cc)であり、その内部には、約0.1mgの+3価
のインジウムの沃化物InI3(単位発光管内容積当た
り約4.2mg/cc)と、約0.19mgのヨウ化ス
カンジウム(単位発光管内容積当たり約8.0mg/c
c)と、約0.16mgのヨウ化ナトリウム(単位発光
管内容積当たり約6.4mg/cc)とから構成された
ハロゲン化物6が封入されている。図示していないが、
発光管1内には室温(20℃)で、0.3MPa(メガ
パスカル)、0.7MPa、1.0MPa、1.1MP
a、1.4MPaのXeガスが封入された4種のランプ
を試作し、これらの試作ランプに150Hzの矩形波電
流を供給し、ランプ電力35Wで垂直点灯させた。
In the present embodiment, the distance between the tips of the electrodes 3 in the arc tube 1, that is, the distance d between the electrodes is about 4.2.
(Mm). The inner volume of the arc tube 1 is about 0.025.
(Cc), in which about 0.1 mg of +3 valent indium iodide InI 3 (about 4.2 mg / cc per unit inner volume of the arc tube) and about 0.19 mg of scandium iodide (unit: About 8.0 mg / c per volume of arc tube
The halide 6 composed of c) and about 0.16 mg of sodium iodide (about 6.4 mg / cc per unit inner volume of the arc tube) is enclosed. Although not shown,
Inside the arc tube 1, at room temperature (20 ° C.), 0.3 MPa (megapascal), 0.7 MPa, 1.0 MPa, 1.1 MP
a, four types of lamps filled with 1.4 MPa Xe gas were prototyped, a rectangular wave current of 150 Hz was supplied to these prototype lamps, and the lamp power was 35 W for vertical lighting.

【0158】アークの不安定さ(ちらつき)を定量化す
るために、図9に示した構成にて、照度計40で光出力
の変化を、そしてモニタ70でちらつきを観測した。な
お、本実施形態および上記実施形態1の場合とも、測定
ヘッド42とランプ11との距離は32cmとした。
In order to quantify the instability (flicker) of the arc, a change in the light output was observed with the illuminance meter 40 and a flicker was observed with the monitor 70 in the configuration shown in FIG. In addition, in both the present embodiment and the first embodiment, the distance between the measurement head 42 and the lamp 11 is 32 cm.

【0159】その結果を図25に示す。図25の横軸は
P×d(MPa・mm)を示し、縦軸は光出力の変動を
示している。本実施形態においても、光出力の変動は、
光出力の最大値と最小値の差を、光出力の平均値で割っ
た値を%で示している。
The results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 25 represents P × d (MPa · mm), and the vertical axis represents the fluctuation of the optical output. Also in this embodiment, the fluctuation of the optical output is
A value obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value of the light output by the average value of the light output is shown in%.

【0160】図25からわかるように、ランプ11の光
出力の変動は、P×dに依存している。P×dが2.9
4を超えると変動が起き始めた。さらに、P×dが4.
6より高くなると、光出力の変動は6%を越えた。この
とき、被験者はちらつきを感じた。
As can be seen from FIG. 25, the fluctuation of the light output of the lamp 11 depends on P × d. P × d is 2.9
Fluctuations began to occur when the number exceeded 4. Furthermore, P × d is 4.
Above 6 the fluctuations in light output exceeded 6%. At this time, the subject felt flicker.

【0161】したがって、P×dを4.6以下に規定す
ることによって、ちらつきを感じない無水銀メタルハラ
イドランプを実現することができる。P×dを2.94
以下に規定すれば、ちらつきを感じないばかりでなく、
光出力変動のない無水銀メタルハライドランプにするこ
とができるのでより好ましい。
Therefore, by defining P × d to be 4.6 or less, it is possible to realize a mercury-free metal halide lamp without flicker. Pxd is 2.94
Not only will you not feel the flicker if you specify below,
It is more preferable because it can be a mercury-free metal halide lamp with no fluctuation in light output.

【0162】次に、上記無水銀メタルハライドランプと
同様の構成で、Xe圧を室温で1.0MPa(一定)と
し、電極間距離dを2.0mm、4.2mm、4.6m
m、5.0mmと変化させたランプ11についても、ア
ークの不安定さ(ちらつき)を定量化した。このランプ
11も、同様に、150Hzの矩形波電流を供給し、ラ
ンプ電力35Wで垂直点灯させた。その結果を図26に
示す。図25と同様に、図26の横軸は、P×dを示
し、縦軸は、光出力の変動を示している。
Next, the Xe pressure was set to 1.0 MPa (constant) at room temperature, the distance d between the electrodes was 2.0 mm, 4.2 mm, and 4.6 m in the same structure as the above-described mercury-free metal halide lamp.
The instability (flicker) of the arc was quantified also for the lamp 11 which was changed to m and 5.0 mm. Similarly, this lamp 11 was supplied with a rectangular wave current of 150 Hz and vertically lit with a lamp power of 35 W. The result is shown in FIG. As in FIG. 25, the horizontal axis of FIG. 26 represents P × d, and the vertical axis thereof represents the fluctuation of optical output.

【0163】図26からわかるように、ランプ11の光
出力の変動は、P×dに依存している。P×dが4.6
より高くなると、光出力の変動は6%を越え、光出力の
変動は6〜10Hz程度であった。このとき、被験者は
ちらつきを感じた。
As can be seen from FIG. 26, the fluctuation of the light output of the lamp 11 depends on P × d. P × d is 4.6
At higher frequencies, the fluctuation of the light output exceeded 6%, and the fluctuation of the light output was about 6 to 10 Hz. At this time, the subject felt flicker.

【0164】したがって、P×dを4.6以下に規定す
ることによって、ちらつきを感じない無水銀メタルハラ
イドランプを実現することができる。以上のことから、
希ガス(Xe)圧P(MPa)と電極間距離d(mm)
を、Pd≦4.6とすることによって、In入りの無水
銀メタルハライドランプであっても、ちらつきを感じな
いものを実現することができることがわかる。
Therefore, by defining P × d to be 4.6 or less, it is possible to realize a mercury-free metal halide lamp without flicker. From the above,
Noble gas (Xe) pressure P (MPa) and electrode distance d (mm)
It is understood that by setting Pd ≦ 4.6, it is possible to realize an In-free silver halide metal halide lamp that does not cause flicker.

【0165】なお、上述の実施形態で説明したことと重
複することもあるが、アークの湾曲の原理および本願発
明者の検討を説明する。
The principle of arc bending and the study by the inventor of the present application will be described, although it may be the same as that described in the above embodiment.

【0166】通常、メタルハライドランプを点灯する
と、アークは、発光管内に発生する温度分布による浮力
の作用で上方に湾曲する。このことから、水銀を含まな
いメタルハライドランプでの点灯時のちらつき(アーク
の不安定さ)は、浮力の大きさに左右されるのではない
かと、本願発明者は考えた。しかし、アークにかかる浮
力は、温度分布だけに依存しているのではなく、発光管
内の封入希ガス圧や電極間距離との関係をも考えなけれ
ばならないと考えた。
Normally, when the metal halide lamp is turned on, the arc bends upward due to the effect of buoyancy due to the temperature distribution generated in the arc tube. From this, the inventor of the present application considered that the flicker (arc instability) at the time of lighting with a metal halide lamp containing no mercury depends on the magnitude of buoyancy. However, it was considered that the buoyancy applied to the arc does not depend only on the temperature distribution but also on the relationship with the pressure of the rare gas filled in the arc tube and the distance between the electrodes.

【0167】そこで、図27に示すようなモデルを考え
た。以下、アークにかかる浮力とガス密度とアーク長の
関係式を求める。
Therefore, a model as shown in FIG. 27 was considered. Hereinafter, the relational expression of the buoyancy applied to the arc, the gas density, and the arc length will be obtained.

【0168】アークにかかる浮力F1は、 F1=πl2d(ρw−ρa)g ・・・(式8) (式8において、ρw:管壁付近のガス密度、ρa:アー
ク中のガス密度、l:アークの有効半径、g:重力、
d:アーク長) 次に、アークのガス温度をTa(一定)、管壁付近のガ
ス温度をTw(一定)と仮定すると、式8は、次のよう
に変形できる。
The buoyancy force F 1 applied to the arc is F 1 = πl 2 d (ρ w −ρ a ) g (Equation 8) (In Equation 8, ρ w is the gas density near the tube wall, ρ a : Gas density in arc, l: effective radius of arc, g: gravity,
d: Arc length) Next, assuming that the gas temperature of the arc is T a (constant) and the gas temperature near the tube wall is T w (constant), the equation 8 can be transformed as follows.

【0169】 F1=πl2dρa{(Tw−Ta)/Ta}g ・・・(式9) 本実施形態では、ρwは約5倍程変化させた。したがっ
て、(Tw−Ta)/Taの項変化が小さいことから、
(Tw−Ta)/Taの項の変化を無視することが可能で
ある。よって、式9から、 F1∝ρad ・・・(式10) という関係があることがわかる。なお、ρaはガス圧と
みなすことができ、dは電極間距離とみなすことができ
る。したがって、式10の比例式と実験結果とから、浮
力(P×d)が大きくなると、アークが不安定になるこ
とがわかる。それゆえ、アークが不安定にならない範囲
となるようにランプのP×dの値を規定すれば、ちらつ
きを感じない無水銀メタルハライドランプを実現するこ
とができる。
[0169] In F 1 = πl 2 dρ a { (T w -T a) / T a} g ··· ( Formula 9) In this embodiment, [rho w was varied approximately 5-fold. Therefore, since the term change of (T w −T a ) / T a is small,
It is possible to ignore changes in the term (T w −T a ) / T a . Therefore, it can be seen from Equation 9 that there is a relationship of F 1 ∝ρ a d ... (Equation 10). Note that ρ a can be regarded as the gas pressure and d can be regarded as the distance between the electrodes. Therefore, it can be seen from the proportional expression of Expression 10 and the experimental result that the arc becomes unstable as the buoyancy (P × d) increases. Therefore, by defining the value of P × d of the lamp so that the arc is not unstable, a mercury-free metal halide lamp without flicker can be realized.

【0170】次に、本実施形態の他の構成を説明する。
この構成の無水銀メタルハライドランプの図28に示
す。図28に示した無水銀メタルハライドランプは、上
記構成のものとは、水平点灯させる点と、永久磁石10
による磁界印加という点とが異なる。
Next, another configuration of this embodiment will be described.
FIG. 28 shows a mercury-free metal halide lamp having this structure. The mercury-free metal halide lamp shown in FIG.
The difference is that the magnetic field is applied by.

【0171】永久磁石10は、図28に示すように、電
極先端間部分の磁界Bの向きが鉛直方向になるように配
置される。なお、電極先端間の磁界の強さは5.0〜1
0.0(mT)であり、電極間距離dは4.6mmであ
る。図示していないが発光管1内にXe圧力が1.0
(MPa)、1.4(MPa)と変化させたランプを試
作した。これらの試作したそれぞれのバルブに150H
zの矩形波電流を供給しランプ電力35Wで水平点灯さ
せた。
As shown in FIG. 28, the permanent magnet 10 is arranged so that the direction of the magnetic field B in the portion between the electrode tips is the vertical direction. The strength of the magnetic field between the electrode tips is 5.0 to 1
It is 0.0 (mT) and the distance d between the electrodes is 4.6 mm. Although not shown, the Xe pressure in the arc tube 1 is 1.0.
(MPa) and 1.4 (MPa) were changed to manufacture a lamp. 150H for each of these prototype valves
A rectangular wave current of z was supplied and the lamp was turned on horizontally with a power of 35 W.

【0172】アークの不安定さ(ちらつき)を定量化す
るために、図9に示した構成にて、照度計40で光出力
の変化を、そしてモニタ70でちらつきを観測した。そ
の結果を述べると、P×dに依存しており、P×dが
4.6より高くなると、光出力の変動は6%を越えた。
このとき、被験者は、ちらつきを感じた。したがって、
P×dを4.6以下に規定することによって、ちらつき
を感じない無水銀メタルハライドランプを実現すること
ができる。
In order to quantify the instability (flicker) of the arc, a change in the light output was observed by the illuminance meter 40 and a flicker was observed by the monitor 70 in the configuration shown in FIG. The result is that it depends on P × d, and when P × d is higher than 4.6, the fluctuation of the optical output exceeds 6%.
At this time, the test subject felt flicker. Therefore,
By defining P × d to be 4.6 or less, it is possible to realize a mercury-free metal halide lamp without flicker.

【0173】以上のことから、垂直点灯および水平点灯
の両方でも、希ガス(Xe)圧P(MPa)と電極間距
離d(mm)を、Pd≦4.6とすることによって、ち
らつきを感じない無水銀メタルハライドランプを実現す
ることができる。
From the above, flicker is felt by setting the rare gas (Xe) pressure P (MPa) and the interelectrode distance d (mm) to Pd ≤ 4.6 in both vertical lighting and horizontal lighting. No mercury-free metal halide lamp can be realized.

【0174】なお、自動車前照灯用として、本実施形態
の無水銀メタルハライドランプを使用する場合、始動直
後、瞬時に光立ち上がりが要求され、かつ始動直後の発
光は主に希ガス(Xe)に基づくものであるため、Xe
圧P(MPa)は、0.3(MPa)以上が好ましい。
また、0.5(MPa)以上がより好ましい。
When the mercury-free metal halide lamp of the present embodiment is used for a vehicle headlight, an instant light rise is required immediately after starting, and the light emission immediately after starting is mainly due to the rare gas (Xe). Xe because it is based
The pressure P (MPa) is preferably 0.3 (MPa) or more.
Moreover, 0.5 (MPa) or more is more preferable.

【0175】また、自動車前照灯用として使用する場
合、ランプ電圧は、アーク長d(mm)に比例するた
め、アーク長が短すぎると、適切なランプ電圧、例え
ば、60〜70Vが得られないことがある。したがっ
て、アーク長dは2mm以上が好ましく、3mm以上が
より好ましい。
When used for a vehicle headlight, the lamp voltage is proportional to the arc length d (mm). Therefore, if the arc length is too short, an appropriate lamp voltage, for example, 60 to 70 V can be obtained. Sometimes there is not. Therefore, the arc length d is preferably 2 mm or more, more preferably 3 mm or more.

【0176】なお、上記実施形態1でも述べたように、
本実施形態においても、キセノンガス圧、電極間距離以
外の発光管1の内容積、スカンジウムの沃化物やナトリ
ウムの沃化物の量などの構成要素はあくまでも例示であ
る。よって、例えば、発光管1の内容積は0.025c
cに限られることはないし、ヨウ化スカンジウムの量は
0.19mgに限られることはない。また、始動を補助
する目的でキセノンガスを発光管1内に封入した構成と
したが自動車前照灯への利用を考慮すると希ガスはキセ
ノンガスが好適であるだけで、希ガスはキセノンガス以
外の希ガス、例えばアルゴンガスでも良い。同様に、ラ
ンプ電力も35Wに限られることはない。
As described in the first embodiment,
Also in the present embodiment, the constituent elements such as the xenon gas pressure, the inner volume of the arc tube 1 other than the distance between the electrodes, the amounts of scandium iodide and sodium iodide, etc. are merely examples. Therefore, for example, the inner volume of the arc tube 1 is 0.025c.
The amount of scandium iodide is not limited to 0.19 mg. Further, although xenon gas is enclosed in the arc tube 1 for the purpose of assisting the starting, the xenon gas is only suitable as the rare gas in consideration of the use in the vehicle headlight, and the rare gas is other than xenon gas. Noble gas such as argon gas may be used. Similarly, the lamp power is not limited to 35W.

【0177】本実施形態の無水銀メタルハライドランプ
も、上記実施形態4に示したミラー付きランプの構成に
することができる。また、上記実施形態1から5に示し
たものは、自動車前照灯用だけでなく、勿論、一般照明
用を始め、他の用途にも使用可能である。例えば、液晶
やDMDを用いたプロジェクタ等のような画像投写装置
用の光源としても使用できる。さらに、競技スタジアム
用や、道路標識を照らす投光器用としても使用すること
ができる。
The mercury-free metal halide lamp of this embodiment can also have the structure of the lamp with a mirror shown in the fourth embodiment. Further, the ones shown in the first to fifth embodiments can be used not only for automobile headlights but also for general lighting and other applications. For example, it can be used as a light source for an image projection apparatus such as a projector using liquid crystal or DMD. Furthermore, it can also be used for competition stadiums and for floodlights that illuminate road signs.

【0178】[0178]

【発明の効果】本発明によると、一対の電極の先端間の
中心に印加される磁界をB(mT)とし、一対の電極の
先端間の距離をd(mm)とし、定常点灯時の前記発光
管の管内圧力をP0(MPa)とし、定常点灯時に消費
される電力をW(W)とし、定常点灯時の安定周波数を
f(Hz)としたときに、0<(100BW/f)−P
0d<100の関係を満たしているので、アークのゆれ
を抑制してちらつきを防止した無水銀高輝度放電ランプ
点灯装置を提供することができる。
According to the present invention, between the tips of a pair of electrodes
The magnetic field applied to the center is B (mT), and
The distance between the tips is d (mm), and the above-mentioned light emission during steady lighting
The pressure inside the pipe is P0(MPa) and consumed during steady lighting
The power that is generated is W (W), and the stable frequency during steady lighting is
When f (Hz), 0 <(100BW / f) -P
0Since the relationship of d <100 is satisfied, the fluctuation of the arc
-Free high-intensity mercury-free discharge lamp that suppresses flicker
A lighting device can be provided.

【0179】また、本発明の無水銀メタルハライドラン
プによると、一対の電極の先端間の距離をd(mm)と
し、室温での希ガスの封入圧力をP(MPa)としたと
きに、Pd≦4.6にしているので、アークのゆれを抑
制してちらつきを防止することができる。
According to the mercury-free metal halide lamp of the present invention, when the distance between the tips of the pair of electrodes is d (mm) and the pressure of the rare gas at room temperature is P (MPa), Pd ≦ Since it is set to 4.6, the fluctuation of the arc can be suppressed and the flicker can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】メタルハライドランプの構成を模式的に示す断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a metal halide lamp.

【図2】アークの上方への湾曲の状態を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which an arc is bent upward.

【図3】(a)および(b)は、永久磁石10を発光管
1の下部または上部に配置した構成を示す断面図であ
る。
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views showing a configuration in which a permanent magnet 10 is arranged in a lower portion or an upper portion of the arc tube 1. FIG.

【図4】アークに加わる上向きの力F1を説明するため
にアーク周辺の構成をモデル化した図である。
FIG. 4 is a diagram modeling a configuration around an arc in order to explain an upward force F1 applied to the arc.

【図5】アークの湾曲量とBW/fの関係との関係を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between an arc bending amount and a BW / f relationship.

【図6】点灯時の発光管1内の圧力を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the pressure inside the arc tube 1 when the lamp is lit.

【図7】本発明による実施形態1にかかる無水銀高輝度
放電ランプ点灯装置100の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device 100 according to Embodiment 1 of the present invention.

【図8】ランプ点灯装置100に含まれる高輝度放電ラ
ンプ11の構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a high-intensity discharge lamp 11 included in the lamp lighting device 100.

【図9】光出力変動の測定に用いた実験装置の構成図で
ある。
FIG. 9 is a configuration diagram of an experimental apparatus used for measuring light output fluctuation.

【図10】磁界Bが4.0(mT)の場合における10
BW/f−P・dと光出力変動との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 10 is 10 when the magnetic field B is 4.0 (mT).
It is a graph which shows the relationship between BW / fPd and optical output fluctuation.

【図11】磁界Bが4.0(mT)の場合における10
BW/f−P・dと発光管内径変化率との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 11 is 10 when the magnetic field B is 4.0 (mT).
It is a graph which shows the relationship between BW / f-P * d and an arc tube inner diameter change rate.

【図12】磁界Bが40(mT)の場合における10B
W/f−P・dと光出力変動との関係を示すグラフ
FIG. 12: 10B when the magnetic field B is 40 (mT)
Graph showing the relationship between W / fPd and optical output fluctuation

【図13】磁界Bが40(mT)の場合における10B
W/f−P・dと発光管内径変化率との関係を示すグラ
フである。
FIG. 13: 10B when the magnetic field B is 40 (mT)
It is a graph which shows the relationship between W / f-P * d and an arc tube inner diameter change rate.

【図14】磁界Bが400(mT)の場合における10
BW/f−P・dと光出力変動との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 14 is 10 when the magnetic field B is 400 (mT).
It is a graph which shows the relationship between BW / fPd and optical output fluctuation.

【図15】磁界Bが400(mT)の場合における10
BW/f−P・dと発光管内径変化率との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 15 is 10 when the magnetic field B is 400 (mT).
It is a graph which shows the relationship between BW / f-P * d and an arc tube inner diameter change rate.

【図16】希ガスの20(℃)の封入圧力が0.1(M
Pa)の場合における10BW/f−P・dと光出力変
動との関係を示すグラフである。
FIG. 16: The filling pressure of noble gas at 20 (° C.) is 0.1 (M
6 is a graph showing the relationship between 10 BW / fPd and the light output fluctuation in the case of (Pa).

【図17】希ガスの20(℃)での封入圧力が0.1
(MPa)の場合における10BW/f−P・dと発光
管内径変化率との関係を示すグラフである。
FIG. 17: The filling pressure of noble gas at 20 (° C.) is 0.1
It is a graph which shows the relationship between 10 BW / f-P * d and the arc tube inner diameter change rate in the case of (MPa).

【図18】希ガスの20(℃)での封入圧力が2.5
(MPa)の場合における10BW/f−P・dと光出
力変動との関係を示すグラフである。
FIG. 18: The filling pressure of noble gas at 20 (° C.) is 2.5.
It is a graph which shows the relationship between 10 BW / fPd and optical output fluctuation in the case of (MPa).

【図19】希ガスの20(℃)での封入圧力が2.5
(MPa)の場合における10BW/f−P・dと発光
管内径変化率との関係を示すグラフである。
FIG. 19: The filling pressure of noble gas at 20 (° C.) is 2.5.
It is a graph which shows the relationship between 10 BW / f-P * d and the arc tube inner diameter change rate in the case of (MPa).

【図20】電極先端間の距離dが2.0(mm)の場合
における10BW/f−P・dと光出力変動との関係を
示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between 10 BW / fPd and the optical output fluctuation when the distance d between the electrode tips is 2.0 (mm).

【図21】電極先端間の距離dが2.0(mm)の場合
における10BW/f−P・dと発光管内径変化率との
関係を示すグラフである。
FIG. 21 is a graph showing the relationship between 10 BW / fPd and the arc tube inner diameter change rate when the distance d between the electrode tips is 2.0 (mm).

【図22】電極先端間の距離dが6.0(mm)の場合
における10BW/f−P・dと光出力変動との関係を
示すグラフである。
FIG. 22 is a graph showing a relationship between 10 BW / f−P · d and optical output fluctuation when the distance d between the electrode tips is 6.0 (mm).

【図23】電極先端間の距離dが6.0(mm)の場合
における10BW/f−P・dと発光管内径変化率との
関係を示すグラフである。
FIG. 23 is a graph showing the relationship between 10 BW / fPd and the arc tube inner diameter change rate when the distance d between the electrode tips is 6.0 (mm).

【図24】実施形態4にかかる無水銀高輝度放電ランプ
点灯装置(ミラー付きランプ)の構成を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device (lamp with mirror) according to a fourth embodiment.

【図25】実施形態5にかかる無水銀メタルハライドラ
ンプを35Wの電力で垂直点灯させた場合における光出
力変動とP×dとの関係をXe圧について示すグラフで
ある。
FIG. 25 is a graph showing the relationship between the light output fluctuation and P × d when the mercury-free metal halide lamp according to the fifth embodiment is vertically lit at a power of 35 W with respect to Xe pressure.

【図26】実施形態5にかかる無水銀メタルハライドラ
ンプを35Wの電力で垂直点灯させた場合における光出
力変動との関係を電極間距離について示すグラフであ
る。
FIG. 26 is a graph showing the relationship between the interelectrode distance and the light output fluctuation when the mercury-free metal halide lamp according to the fifth embodiment is vertically lit at a power of 35 W.

【図27】浮力とガス密度とアーク長の関係式を求める
ためのモデル図
FIG. 27 is a model diagram for obtaining a relational expression of buoyancy, gas density and arc length.

【図28】実施形態5にかかる無水銀メタルハライドラ
ンプの他の構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 28 is a sectional view schematically showing another configuration of the mercury-free metal halide lamp according to the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光管 2 封止部 3 電極 4 モリブデン箔 5 リード線 6 ハロゲン化物 7 アーク 9 交流電源 10 磁界印加手段(永久磁石) 11 高輝度放電ランプ(無水銀メタルハライドラン
プ) 12 点灯回路 13 口金 14 外管 20 フィルター 40 照度計 41 オシロスコープ 50 CCD 60 VTR 70 モニタ 80 反射鏡 100 無水銀高輝度放電ランプ点灯装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 arc tube 2 sealing part 3 electrode 4 molybdenum foil 5 lead wire 6 halide 7 arc 9 AC power supply 10 magnetic field applying means (permanent magnet) 11 high-intensity discharge lamp (silver-free metal halide lamp) 12 lighting circuit 13 base 14 outer tube 20 Filter 40 Illuminometer 41 Oscilloscope 50 CCD 60 VTR 70 Monitor 80 Reflector 100 Mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲よし▼田 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 村瀬 隆幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 南畑 亮 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 竹田 守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−307048(JP,A) 特開 平1−215639(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/50 H01J 61/16 H01J 61/20 H05B 41/02 H05B 41/231 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor ▲ Yoshi ▼ Masato Ta 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Takayuki Murase 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Ryo Minamihata 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Mamoru Takeda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56 ) References JP-A-11-307048 (JP, A) JP-A 1-215639 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 61/50 H01J 61/16 H01J 61/20 H05B 41/02 H05B 41/231

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発光物質が封入される管内に一対の電極
が配置された発光管を有し、水平点灯される高輝度放電
ランプと、 前記一対の電極に交流電流を供給する交流電流発生手段
を含む点灯回路とを備え、 前記発光管内には、前記発光物質として水銀が含まれて
おらず、 前記一対の電極の先端間を結ぶ直線に対して略垂直な成
分を含む磁界を、略鉛直方向に印加する磁界印加手段を
さらに備え、 前記一対の電極の先端間の中心に印加される前記磁界を
B(mT)とし、前記一対の電極の先端間の距離をd
(mm)とし、定常点灯時の前記発光管の管内圧力をP
0(MPa)とし、定常点灯時に消費される電力をW
(W)とし、定常点灯時の安定周波数をf(Hz)とし
たときに、 0<(100BW/f)−P0d<100 の関係を満たすことを特徴とする、無水銀高輝度放電ラ
ンプ点灯装置。
1. A high-intensity discharge lamp which has a light emitting tube in which a pair of electrodes are arranged in a tube in which a light emitting substance is enclosed, and an alternating current generating means for supplying an alternating current to the pair of electrodes. And a lighting circuit that includes a lighting circuit that includes, in the arc tube, mercury as the luminescent substance is not included, and a magnetic field including a component that is substantially perpendicular to a straight line connecting the tips of the pair of electrodes is substantially vertical. A magnetic field applying means for applying a magnetic field in a direction, wherein the magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes is B (mT), and the distance between the tips of the pair of electrodes is d.
(Mm), and the pressure inside the arc tube during steady lighting is P
0 (MPa), and the power consumed during steady lighting is W
(W) and a stable frequency during steady lighting is f (Hz), the relationship of 0 <(100BW / f) −P 0 d <100 is satisfied, and a mercury-free high-intensity discharge lamp is provided. Lighting device.
【請求項2】 発光物質が封入される管内に一対の電極
が配置された発光管を有し、水平点灯される高輝度放電
ランプと、 前記一対の電極に交流電流を供給する交流電流発生手段
を含む点灯回路とを備え、 前記発光管内には、前記発光物質として水銀が含まれて
おらず、かつ、少なくとも希ガスが含まれており、 前記一対の電極の先端間を結ぶ直線に対して略垂直な成
分を含む磁界を、略鉛直方向に印加する磁界印加手段を
さらに備え、 前記一対の電極の先端間の中心に印加される前記磁界を
B(mT)とし、前記一対の電極の先端間の距離をd
(mm)とし、20℃での前記希ガスの封入圧力をP
(MPa)とし、定常点灯時に消費される電力をW
(W)とし、定常点灯時の安定周波数をf(Hz)とし
たときに、 0<(10BW/f)−Pd<10 の関係を満たすことを特徴とする、無水銀高輝度放電ラ
ンプ点灯装置。
2. A high-intensity discharge lamp which has a light-emitting tube in which a pair of electrodes are arranged in a tube in which a light-emitting substance is sealed, and which is horizontally lit, and an alternating current generating means for supplying an alternating current to the pair of electrodes. A lighting circuit including, wherein the arc tube does not contain mercury as the luminescent material, and contains at least a rare gas, with respect to a straight line connecting the tips of the pair of electrodes. A magnetic field applying unit that applies a magnetic field including a substantially vertical component in a substantially vertical direction is further provided, and the magnetic field applied to the center between the tips of the pair of electrodes is B (mT), and the tips of the pair of electrodes are provided. The distance between
(Mm) and the filling pressure of the rare gas at 20 ° C. is P
(MPa) and the power consumed during steady lighting is W
(W) and the stable frequency during steady lighting is f (Hz), the relationship of 0 <(10BW / f) -Pd <10 is satisfied, and a mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device is characterized. .
【請求項3】 前記封入圧力Pが、0.1(MPa)<
P<2.5(MPa)の範囲にある、請求項2に記載の
無水銀高輝度放電ランプ点灯装置。
3. The filling pressure P is 0.1 (MPa) <
The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein P <2.5 (MPa).
【請求項4】 前記封入圧力Pおよび前記距離dが、P
・d<8の関係を満たすことを特徴とする、請求項2ま
たは3に記載の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置。
4. The filling pressure P and the distance d are P
The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the relationship of d <8 is satisfied.
【請求項5】 前記封入圧力Pおよび前記距離dが、P
d≦4.6の関係を満たすことを特徴とする、請求項4
に記載の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置。
5. The filling pressure P and the distance d are P
5. The relationship of d ≦ 4.6 is satisfied, and the relationship is d4.
1. A mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to.
【請求項6】 前記定常点灯時の点灯周波数fが、40
(Hz)<fの範囲である、請求項1から5の何れか一
つに記載の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置。
6. The lighting frequency f during the steady lighting is 40
The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein (Hz) <f.
【請求項7】 前記磁界Bが、B<500(mT)の範
囲である、請求項1から6の何れか一つに記載の無水銀
高輝度放電ランプ点灯装置。
7. The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the magnetic field B is in a range of B <500 (mT).
【請求項8】 前記一対の電極の先端の間の前記距離d
が、2<d(mm)の範囲である、請求項1から7の何
れか一つに記載の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置。
8. The distance d between the tips of the pair of electrodes.
Is a range of 2 <d (mm), The mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 前記高輝度放電ランプが、前記発光管内
に前記発光物質として少なくともインジウムハロゲン化
物を含むメタルハライドランプである、請求項1から8
の何れか一つに記載の無水銀高輝度放電ランプ点灯装
置。
9. The high-intensity discharge lamp is a metal halide lamp containing at least indium halide as the luminescent material in the arc tube.
1. A mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to any one of 1.
【請求項10】 さらに、前記高輝度放電ランプから発
せられる光を反射する反射鏡とを備え、 前記反射鏡の光軸上に、前記無水銀高輝度放電ランプの
アークの中心が配置されている、請求項1から9の何れ
か一つに記載の無水銀高輝度放電ランプ点灯装置。
10. A reflecting mirror for reflecting light emitted from the high-intensity discharge lamp, wherein the arc center of the mercury-free high-intensity discharge lamp is arranged on the optical axis of the reflecting mirror. A mercury-free high-intensity discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 9.
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