JP4622293B2

JP4622293B2 - 照明システム

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Publication number: JP4622293B2
Application number: JP2004127927A
Authority: JP
Inventors: 健一福田; 浩司山下; 篤志打保; 浩司野原; 有岐也金澤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-04-23
Also published as: JP2005310628A

Description

本発明はメタルハライドランプと電子安定器を用いた照明システムに関する。

近時、メタルハライドランプにおいて、発光管の外囲器を構成する材料としてセラミックを用いたセラミックメタルハライドランプの開発が盛んである。外囲器としてセラミックを用いた場合は、外囲器として石英ガラスを用いた場合に比して、耐熱性が高く、封入された金属ハロゲン化物との反応が少ないという利点があり、管壁負荷を上げることができる。その結果、セラミックメタルハライドランプでは、管壁負荷を上昇させることによって外囲器が石英ガラスからなる発光管を用いたメタルハライドランプに比して高い効率を得ることができる。

そして、このようなセラミックメタルハライドランプにおいて、より高効率化を図るために、発光管内に金属ハロゲン化物としてセリウム（Ｃｅ）やプラセオジウム（Ｐｒ）のランタノイド系ハロゲン化物とナトリウム（Ｎａ）のハロゲン化物とを封入し、かつ比較的細長い形状の発光管（電極間の距離をＬ、発光管の内径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄ＞４）を用いることが提案されている（例えば特表２０００−５０１５６３、特願２００３−００５１３８参照）。このようなセラミックメタルハライドランプでは、１１１ｌｍ／Ｗ〜１７７ｌｍ／Ｗという高い効率が得られるとされている。
特表２０００−５０１５６３号公報

しかし、本発明者らが、特許文献１に記載されたセラミックメタルハライドランプを試作、評価したところ、高い発光効率が得られることは確認されたものの、一部のランプにおいて始動しない、または始動してもそのまま放電が維持できずに不点灯になるという始動不良が発生した。この始動不良は商用周波数の正弦波で点灯する場合はもちろんのこと、電子安定器を用いた矩形波点灯の場合でも起きた。

この問題の原因については、種々検討した結果、次のように考えられる。
上記したセラミックメタルハライドランプは電極間の距離が長いので、両電極間での絶縁破壊が起こりにくいことに加えて、発光管の内径が小さいので、発光管の内壁近傍での電子の再結合が盛んになり、一度絶縁破壊したとしても、アーク放電へ移行しにくいためであると考えられる。また、上記したセラミックメタルハライドランプは、適正なランプ電圧を得るのに必要な水銀量が少量で済むため、環境にやさしいという利点を有している。例えば特許文献１には、１５０Ｗのランプに対してわずか０．７ｍｇの水銀を封入しただけで約９０Ｖのランプ電圧が得られることが記載されている。一般的に、メタルハライドランプにおいて、水銀はランプの適正電圧を確保する以外に、１）放電の熱を保温したり、２）電極の温度を高めたりする役割も併せて有している。上記したセラミックメタルハライドランプでは、水銀が微量しか封入されていないので、前記二つの役割が達せられず、絶縁破壊後、電極間の放電状態がグロー放電からアーク放電へスムーズに移行されないため、始動不良が発生すると考えられる。なお、このような問題はＬ／Ｄ＞４なる関係式を満たすものだけでなく、Ｌ／Ｄ≧２なる関係式を満たす場合でも顕著に現われることが確認された。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、特にＬ／Ｄ≧２なる関係式を満たすメタルハライドランプを電子安定器で点灯させる照明システムにおいて、ランプ始動時、一対の電極間において速やかに絶縁破壊させ、かつスムーズにアーク放電へ移行させて始動不良が発生するのを防止できるようにすることを目的としている。

本発明の照明システムにあっては、上記の課題を解決するために、内部に一対の電極が配置され、かつ少なくとも金属ハロゲン化物と始動用のバッファガスとが封入されている発光管を有するとともに、前記発光管の内径をＤ（ｍｍ）、前記電極間の距離をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｄ≧２なる関係式を満たすメタルハライドランプと、前記メタルハライドランプを動作させるための共振始動型電子安定器とを備え、前記共振始動型電子安定器は、前記一対の電極間における絶縁破壊の前に、前記一対の電極間に印加される電圧を正負の振幅がアンバランスな共振電圧とすることを特徴とするものである。

本発明の照明システムによれば、ランプ始動時、一対の電極間において速やかに絶縁破壊させ、かつスムーズにアーク放電へ移行させて始動不良が発生するのを防止することができる。

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、後述の＜実施の形態２＞が請求項１の構成に対応しており、その他の実施の形態は前提となる構成または付加的な構成として説明する。
＜実施の形態１＞
図１に本発明の実施の形態１に用いるランプの構造を示す。このランプ１は、定格ランプ電力１５０Ｗのメタルハライドランプ（セラミックメタルハライドランプ）であり、一端部が閉塞され、かつ他端部に例えばホウケイ酸ガラスからなるフレア２が封着された例えば硬質ガラス製やホウケイ酸ガラス等からなる外管３と、一部がこのフレア２に封止され、かつ一端部がこのフレア２から外管３内に引き込まれた例えばニッケルまたは軟鋼からなる二本の電力供給線４，５と、外管３内にこれら電力供給線４，５によって支持された発光管６と、外管３の他端部に固着されたねじ込み式（Ｅ形）の口金７とを備えている。なお、外管３内は、３００Ｋでの気圧が１×１０^-1Ｐａ程度の真空状態にある。もちろん、必要に応じて外管３内に窒素を封入してもよい。外管３内に窒素を封入した場合、外管内放電が発生するのを抑制することができる。

一方の電力供給線４の他端部は口金７のアイレット部８に、他方の電力供給線５の他端部は口金７のシェル部９にそれぞれ電気的に接続されている。また、一方の電力供給線５のうち、外管３内に引き込まれた部分の一部には、点灯中、この電力供給線５の表面から光電子が発生しないように酸化アルミニウムからなるチューブ１０が被覆されている。さらに、一方の電力供給線５には、外管３内のガス不純物を捕捉するためにゲッター１１が取り付けられている。

発光管６は、図２に示すように、内径Ｄが４ｍｍの円筒部１２と、この円筒部１２の両端部に連接されているテーパ部１３と、このテーパ部１３の端部のうち円筒部１２とは反対側の端部に形成されているリング部１４とからなる本管部１５と、リング部１４に焼きばめられた細管部１６とから構成された多結晶アルミナからなる外囲器１７を有している。

なお、図２に示した例では、本管部１５における円筒部１２、テーパ部１３およびリング部１４はそれぞれ一体成形されており、繋ぎ目はない。もちろん、各部材１２，１３，１４がそれぞれ焼きばめによって一体化されていてもよい。また、本管部１５と細管部１６とが一体成形されていてもよい。

また、外囲器１７を構成する材料としては、多結晶アルミナ以外にイットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、窒化アルミニウム、イットリア、またはジルコニア等の透光製セラミックを用いることができる。

発光管６内には、発光物質としての金属ハロゲン化物、例えばヨウ化プラセオジウム、ヨウ化ナトリウム、緩衝ガスとしての液体水銀が総量として１０ｍｇ、始動用のバッファガスとしてのキセノンガス（Ｘｅ）が室温で２０ＫＰａとなるようにそれぞれ封入されている。発光物質としての金属ハロゲン化物にヨウ化プラセオジウムとヨウ化ナトリウムとを用いることにより、発光効率を向上させることができる。ヨウ化プラセオジウムおよびヨウ化ナトリウムに代えて、ヨウ化セリウムおよびヨウ化ナトリウムを用いても、発光効率を向上させることができる。もっとも、所望の色温度、演色性を得るために上記した金属ハロゲン化物以外に、公知の金属ハロゲン化物を適宜封入することができる。

発光管６の内容積は、後述する電極１８が挿入された状態で０．４５ｃｃである。また、発光管６の管壁負荷は２０〜３５Ｗ／ｃｍ²の範囲内に設定されている。

本管部１５内には、一対の電極１８が略同一軸（図２中、Ｃで示す）上で略対向するように配置されており、放電空間１９が形成されている。電極１８間の距離Ｌは３２ｍｍである。特にＬ／Ｄ≧４なる関係式を満たすことにより、発光効率を一層向上させることができるため、ここではＬ／Ｄを８としている。

電極１８は、直径０．５ｍｍのタングステン製の電極軸２０とこの電極軸２０の先端部に設けられたタングステン製の電極コイル２１とを有している。

細管部１６内には、一端部に電極１８が電気的に接続された電極導入体２２が挿通され、かつ本管部１５とは反対側の端部、つまり後述する電極導入体２２の第二の部材２４ｂとで形成される隙間に流し込まれたガラスフリット２３によって封着されている。

電極導入体２２は、電極軸２０が接続されている例えばモリブデンや導電性サーメットからなる第一の部材２４ａと例えばニオビウムからなる第二の部材２４ｂとを有しており、各部材２４ａ，２４ｂの直径が０．９ｍｍである。第二の部材２４ｂの端部のうち、第一の部材２４ａとは反対側の端部は、細管部１６の外部に導出しており、それぞれ電力供給線４，５に電気的に接続されている。

次に、このようなセラミックメタルハライドランプを電子安定器Ａ，Ｂの２種類で点灯し、始動性の評価試験を行った。

評価の結果、電子安定器Ａは、始動不良になるものがあることがわかった。これに対し、共振型始動方式を有する電子安定器Ｂでは、すべてのランプが速やかに絶縁破壊し、その後、スムーズにアーク放電に移行することが確認された。

共振型始動方式を有する電子安定器Ｂの回路構成を図４に示す。この電子安定器Ｂは、商用交流電源ＡＣに接続された直流電源回路部３０と、直流電源回路部３０の出力を受けて放電ランプＬａを始動点灯させる電子点灯回路部３２を備えている。直流電源回路部３０は、単純な整流平滑回路であっても良いが、ここでは全波整流器ＤＢとインダクタＬ１、ダイオードＤ１、平滑用コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｑ１よりなる昇圧チョッパ回路を用いている。昇圧チョッパ回路の動作は周知であり、スイッチング素子Ｑ１が高周波でオン・オフすることで、全波整流器ＤＢの出力電圧のピーク値よりも高い直流電圧が平滑用コンデンサＣ１に充電される。制御回路３１は平滑用コンデンサＣ１が所定の電圧に充電されるようにスイッチング素子Ｑ１をオン・オフ制御する。

電子点灯回路部３２は、スイッチング素子Ｑ２、インダクタＬ２、コンデンサＣ２、ダイオードＤ２よりなる降圧チョッパ回路と、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６及びダイオードＤ３〜Ｄ６よりなる極性反転回路、並びにインダクタＬ３とコンデンサＣ３よりなるＬＣ直列共振回路と負荷としての放電ランプＬａを備えている。

降圧チョッパ回路の動作は周知であり、高周波でオン・オフするスイッチング素子Ｑ２のオン幅を制御することで、入力電圧を降圧した任意の直流電圧がコンデンサＣ２に得られるように動作する。降圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ２は、制御回路３３からの制御信号により駆動回路３４を介してオン・オフ制御され、放電ランプＬａの状態に応じて、コンデンサＣ２の電圧が適正電圧となるようにスイッチング素子Ｑ２のオン幅を制御する。

極性反転回路は、コンデンサＣ２の両端に並列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の直列回路を備えており、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がオン、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５がオフの状態と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がオフ、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５がオンの状態とが切り替わることで、出力電圧極性を反転可能となっている。各スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６にはそれぞれダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６が逆並列接続されている。スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合には、逆並列ダイオードは省略できる。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は制御回路３３の出力によりドライバＩＣ３５を介してオン・オフ駆動される。また、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６は制御回路３３の出力によりドライバＩＣ３６を介してオン・オフ駆動される。ドライバＩＣ３５，３６は、例えばＩＲ社製ＩＲ２３０８よりなる。

極性反転回路のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点の間には、インダクタＬ３を介して放電ランプＬａが接続されている。インダクタＬ３の一端はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点に接続されており、他端はコンデンサＣ３を介してグランドに接続されている。インダクタＬ３とコンデンサＣ３は、ＬＣ直列共振回路を構成しており、放電ランプＬａの始動時には、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をインダクタＬ３とコンデンサＣ３の共振周波数（又はその整数倍又は整数分の１）近傍のスイッチング周波数でオン・オフ駆動することにより、インダクタＬ３とコンデンサＣ３の接続点（つまり、放電ランプＬａの一端）に高電圧の共振電圧が印加される。これにより、放電ランプＬａは絶縁破壊されて、ランプ電流が流れ始める。その後、制御回路３３は極性反転回路の動作を低周波矩形波動作に切り替える。

図５に始動時の動作波形、図６に安定点灯時の動作波形を示す。始動時には、図５に示すように、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５が高周波、それもインダクタＬ３とコンデンサＣ３よりなるＬＣ直列共振回路の共振周波数（又はその整数倍又は整数分の１）の周波数近傍で交互にオン・オフ動作しており、これにより放電ランプＬａの両端電圧Ｖｌａは高周波の高電圧となる。一方、安定点灯時には、図６に示すように、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５は数１０〜数１００Ｈｚの低周波で交互にオン・オフ動作しており、これにより放電ランプＬａのランプ電流Ｉｌａは低周波の矩形波電流となる。

次に、始動用パルストランスを有する電子安定器Ａの回路構成を図７に示す。昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路、極性反転回路の構成については、図４に示した共振型始動方式を有する電子安定器Ｂと同様であるので、説明を省略する。電子安定器Ａと電子安定器Ｂとの相違点は、電子安定器Ａでは、共振始動用のＬＣ直列共振回路を構成するインダクタＬ３とコンデンサＣ３が省略されており、代りに、始動用のパルストランスＰＴとパルス発生回路を含むイグナイタ回路ＩＧが付加されている点である。パルス発生回路は、スイッチング素子Ｓと、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒよりなる。コンデンサＣ４はスイッチング素子Ｓを介してパルストランスＰＴの１次巻線に接続されており、抵抗Ｒを介して充電される。パルス発生用のスイッチング素子Ｓはダイアック、ＳＳＳ、放電ギャップ等の印加電圧に応答してブレークオーバーするタイプのスイッチング素子であり、コンデンサＣ４の充電電圧がブレークオーバー電圧を越えると、スイッチング素子Ｓがオンになり、パルストランスＰＴの１次巻線にパルス状の電流が流れる。これにより、パルストランスＰＴの２次巻線には、１次巻線と２次巻線の昇圧比に応じた高電圧パルスが発生し、放電ランプＬａに印加される。

図８に電子安定器Ａの始動時の動作波形を示す。安定点灯時の動作は図６と同様である。電子安定器Ａでは、放電ランプＬａの始動時においても、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５は数１０〜数１００Ｈｚの低周波で交互にオン・オフ動作しており、これにより極性反転回路の出力電圧Ｖｏは低周波の矩形波電圧となる。この矩形波電圧Ｖｏの振幅は、降圧チョッパ回路の出力コンデンサＣ２の両端電圧と略同じである。降圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ２のパルス幅を適切に制御することにより、無負荷時の出力電圧Ｖｏの振幅をスイッチング素子Ｓがブレークオーバーできるような電圧に設定しておくことで、放電ランプＬａの両端には矩形波電圧ＶｏにパルストランスＰＴからの高圧パルス電圧を重畳した電圧Ｖｌａが印加される。これにより放電ランプＬａは絶縁破壊されて、ランプ電流が流れ始める。すると、放電ランプＬａの両端電圧は急激に低下し、スイッチング素子ＳがブレークオーバーしなくなることでパルストランスＰＴは高圧パルス電圧を発生しなくなる。その後、放電ランプＬａがグロー放電からアーク放電に移行すれば、図６と同じ動作になるはずであるが、この電子安定器Ａを用いた場合、上述のセラミックメタルハライドランプとの組み合わせでは、絶縁破壊後、スムーズにアーク放電に移行するとは限らず、始動不良になるものがあることがわかった。これに対し、共振型始動方式を有する電子安定器Ｂでは、すべてのランプが速やかに絶縁破壊し、その後、スムーズにアーク放電に移行することが確認された。

なお、バッファガスとしてキセノンガスを用いたメタルハライドランプに本発明を適用することにより、特に顕著な効果を得ることができる。つまり、バッファガスとしてキセノンガスを用いることにより、高効率化を実現することができる一方、外管内にそのキセノンガスがリークした場合、ランプに始動用のパルスを印加すると、絶縁破壊しにくいものの、一旦絶縁破壊するとグロー放電からアーク放電へ移行しやすくなるので、外管内放電が起きやすくなるが、本発明を適用することにより、その不具合を改善することができる。

＜実施の形態２＞
以下、実施の形態２について説明する。使用する電子安定器の回路構成については、図４と同様である。この実施の形態では、無負荷時のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の動作が実施の形態１とは異なり、図９に示すように、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６のオン幅ｔ１とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５のオン幅ｔ２とがアンバランス（ｔ１≠ｔ２）となるように制御している。このように制御すると、放電ランプＬａへの印加電圧Ｖｌａは図９に示すように、正負の振幅がアンバランスな共振電圧となることから、正の振幅のピークで放電ランプＬａが始動しやすくなる。つまり、共振電圧のピーク−ピーク値が図５と同じであっても、図９のように正負の振幅がアンバランスな共振電圧とすることで、放電ランプＬａが絶縁破壊しやすくなるという第１の効果がある。
また、図１０に示すように、絶縁破壊の直後から電極間に直流電流を流すことができるという第２の効果がある。

実施の形態１では、図５に示すような始動時の高周波動作から図６に示すような安定点灯時の低周波矩形波動作に切り替えるまでの間は、放電灯Ｌａに直流電流を流せないが、本実施の形態では、図１０に示すように、始動時に印加される高周波高電圧を正負の振幅がアンバランスな電圧としておくことで、ランプ始動の直後から電極間に直流のランプ電流Ｉｌａを流し始めることができ、これによりグロー放電からアーク放電への移行に必要なエネルギーを注入し、スムーズにアーク放電に移行させることができる。

＜実施の形態３＞
図１１に実施の形態３の動作波形を示す。使用する電子安定器の回路構成については、図４と同様である。この実施の形態では、無負荷時のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の動作は実施の形態１の図５と同様であり、これをＡ期間とする。また、定常点灯時のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の動作は実施の形態１の図６と同様であり、これをＣ期間とする。本実施の形態では、Ａ期間とＣ期間の間に、実施の形態２の図１０の動作を介在させており、これをＢ期間とする。

本実施の形態では、無負荷時の高周波動作の期間Ａと定常点灯時の低周波矩形波動作の期間Ｃの間に、高周波電流と直流電流が重畳して流れる期間Ｂを設けたことで、スムーズに動作を切り替えることができる利点がある。各期間の切替はタイマーにより切り替えても良いし、放電ランプの状態を検出して切り替えても良い。

＜実施の形態４＞
図１２に実施の形態４の回路構成を示す。図４に示した基本構成において、降圧チョッパ回路を省略した点が異なる。降圧チョッパ回路の機能は、極性反転回路のフルブリッジ回路を構成する片側のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を高周波動作させることにより実現している。

図１３に定常点灯時の動作波形を示す。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４については、図６と同様に数１０〜数１００Ｈｚの低周波で交互にオン・オフするように動作する。一方、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６については、降圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ２の機能を兼用するべく、交互に高周波でオン・オフ動作する。スイッチング素子Ｑ３がオンの期間では、スイッチング素子Ｑ６が高周波でオン・オフすることで、インダクタＬ２を限流要素とし、ダイオードＤ５を回生用ダイオードとする降圧チョッパ回路として動作する。また、スイッチング素子Ｑ４がオンの期間では、スイッチング素子Ｑ５が高周波でオン・オフすることで、インダクタＬ２を限流要素とし、ダイオードＤ６を回生用ダイオードとする降圧チョッパ回路として動作する。

なお、始動時のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の動作については、図５の波形図と同様である。始動時にはコンデンサＣ１の電圧を降圧する必要は無いから、降圧チョッパ回路の機能は不要である。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４が高周波で交互にオン・オフすることでインダクタＬ３とコンデンサＣ３のＬＣ直列共振回路には、昇圧チョッパ回路の出力コンデンサＣ１の電圧が断続的に印加される。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のスイッチング周波数を、インダクタＬ３とコンデンサＣ３のＬＣ直列共振回路の共振周波数（又はその整数倍又は整数分の１）の近傍に設定する（あるいはその周波数近傍で変化させる）ことにより、インダクタＬ３とコンデンサＣ３の接続点には共振作用により高電圧が発生し、放電ランプＬａを絶縁破壊することができる。

＜実施の形態５＞
図１４に実施の形態５の回路構成を示す。図１２において、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６をそれぞれコンデンサＣ５，Ｃ６に置き換えて、ハーフブリッジ型の極性反転回路としたものであり、出力電圧がフルブリッジ型に比べて約半分に低下する代わりに、片側のドライバＩＣ３６とスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を省略でき、回路構成を単純化できる利点がある。なお、直流電源回路部３０を昇降圧チョッパ回路または降圧チョッパ回路またはその他のＡＣ−ＤＣコンバータで構成しても良い。

上記各実施の形態では定格ランプ電力が１５０Ｗのメタルハライドランプを一例に挙げて説明したが、１５０Ｗに限らず定格ランプ電力が例えば２０Ｗ〜４００Ｗのメタルハライドランプにおいて上記と同様の作用効果を得ることができる。

一般的に、定格ランプ電力が高いランプでは、電力損失が小さく発光効率が上昇する傾向にある。一方、定格ランプ電力が低い、例えば１５０Ｗのランプでは、電力損失の割合が大きく発光効率が低下する傾向にある。したがって、定格ランプ電力の値によって上記した作用効果の程度に差はあるものの、定格ランプ電力が同じ従来のランプの発光効率に比べれば、相対的にその発光効率を向上させることができる。

また、上記各実施の形態では、ランタノイド系ハロゲン化物として、ヨウ化プラセオジウムのみまたはヨウ化セリウムのみを封入した場合について説明したが、ヨウ化プラセオジウムおよびヨウ化セリウムの両方を封入した場合はもちろんのこと、ヨウ化プラセオジウムまたはヨウ化セリウムに加えてその他のランタノイド系ハロゲン化物としてランタン（Ｌａ）やネオジウム（Ｎｄ）等を封入した場合でも、上記と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記各実施の形態では、ヨウ化プラセオジウムまたはヨウ化セリウムのうち少なくとも一方をランタノイド系ハロゲン化物と、ヨウ化ナトリウムと、ヨウ化第二水銀またはヨウ化第一水銀を封入した場合について説明したが、所望の色温度、演色性を得るために公知の金属ハロゲン化物を適宜封入することができる。

また、上記各実施の形態では、金属ハロゲン化物として金属ヨウ化物を一例として説明したが、例えば金属臭化物等の金属ハロゲン化物であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、上記各実施の形態では、図１および図２に示すとおりの形状を有した発光管６を用いた場合について説明したが、例えば図３（ａ）〜（ｆ）に示すとおりの形状を有した発光管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆを用いてもよい。ただし、図３（ａ）〜（ｆ）に示された発光管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆはいずれもその発光管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆの長手方向の軸（各図中、Ｃで示す）を中心軸とする回転体であり、またその厚みはいずれも省略されており、各図に示された発光管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆにおいてその外面形状および内面形状は図示したとおりである。また、各図に示された発光管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆにおいて、必要に応じて細管部を形成してもよい。

特に、図３（ａ）に示された発光管６ａは、発光管６ａの長手方向の軸を含む面で切った断面の外郭が楕円形である。この発光管６ａは、構造が簡単なため生産コストを低くすることができるとともに、大量生産した場合、個々の発光管６ａにおいて色温度のばらつきを抑えることができる。そのため、例えば天井照明等の同一空間で複数使用する場合、この発光管６ａを用いた個々のランプまたは照明装置において、色温度のばらつきを目立ちにくくすることができる。

図３（ｂ）に示された発光管６ｂは、発光管６ｂの長手方向の軸を含む面で切った断面の外郭が長方形である。この発光管６ｂの形状は、特に寿命中の色温度の変化を小さくすることができる。

図３（ｃ）に示された発光管６ｃは、発光管６ｃの長手方向の軸を含む面で切った断面の外郭がその両端部で半円形であり、その半円をつなぐ部分が内側に凹んだ弓形状になっている。この発光管６ｃは、始動時の光立ち上がりを早くすることができ、例えば設計にもよるが定格光出力に達するまでの時間を１０〜２０％程度短くすることができるとともに、水平点灯時のアーク湾曲が極めて少なく、点灯時のちらつきを抑制することができる。

図３（ｄ）に示された発光管６ｄは、発光管６ｄの長手方向の軸を含む面で切った断面の外郭がその両端部で半円形であり、その半円をつなぐ部分が直線状である。この発光管６ｄは、寿命中の色温度の変化を最も小さくすることができる。

図３（ｅ）に示された発光管６ｅは、発光管６ｅの長手方向の軸を含む面で切った断面の外郭がその両端部で半円形であり、その半円をつなぐ部分が外側に膨らんだ弓形状になっている。この発光管６ｅも、前記発光管６ａと同様に、大量生産した場合、個々の発光管６ｅにおいて色温度のばらつきを抑えることができる。そのため、例えば天井照明等の同一空間で複数使用する場合、この発光管６ｅを用いた個々のランプまたは照明装置において、色温度のばらつきを目立ちにくくすることができる。

図３（ｆ）に示された発光管６ｆは、発光管６ｆの長手方向の軸を含む面で切った断面の外郭がその両端部で略台形であり、その略台形部をつなぐ部分が直線状である。この発光管６ｆも、前記発光管６ｃと同様に、始動時の光立ち上がりを早くすることができ、例えば設計にもよるが定格光出力に達するまでの時間を１０〜２０％程度短くすることができるとともに、水平点灯時のアーク湾曲が極めて少なく、点灯時のちらつきを抑制することができる。

なお、図３（ａ），（ｃ），（ｅ）の発光管６ａ，６ｃ，６ｅについては、長手方向の軸に沿って内径Ｄが変化しているが、このような場合、一対の電極１８間の略中央部の内径をもって当該発光管の内径Ｄとする。

本発明の照明システムに用いるメタルハライドランプの構造の一例を示す正面図である。図１のランプの発光管の構造を示す断面図である。発光管の他の形状例を示す概略断面図である。実施の形態１の共振始動型電子安定器の回路図である。図４の電子安定器の始動時の動作説明のための波形図である。図４の電子安定器の安定点灯時の動作説明のための波形図である。比較例の始動用パルストランスを有する電子安定器の回路図である。図７の電子安定器の始動時の動作説明のための波形図である。実施の形態２の無負荷時の動作説明のための波形図である。実施の形態２のランプ始動時の動作説明のための波形図である。実施の形態３の動作説明のための波形図である。実施の形態４の共振始動型電子安定器の回路図である。図１２の電子安定器の安定点灯時の動作説明のための波形図である。実施の形態５の共振始動型電子安定器の回路図である。

符号の説明

１メタルハライドランプ
６発光管
Ｄ発光管の内径
Ｌ電極間の距離
１８電極

Claims

内部に一対の電極が配置され、かつ少なくとも金属ハロゲン化物と始動用のバッファガスとが封入されている発光管を有するとともに、前記発光管の内径をＤ（ｍｍ）、前記電極間の距離をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｄ≧２なる関係式を満たすメタルハライドランプと、前記メタルハライドランプを動作させるための共振始動型電子安定器とを備え、前記共振始動型電子安定器は、前記一対の電極間における絶縁破壊の前に、前記一対の電極間に印加される電圧を正負の振幅がアンバランスな共振電圧とすることを特徴とする照明システム。
前記共振始動型電子安定器は、前記一対の電極間における絶縁破壊の直後、前記一対の電極間に略一定の直流電流を所定期間流すことを特徴とする請求項１記載の照明システム。
Ｌ／Ｄ≧４なる関係式を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明システム。
前記バッファガスはキセノンであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の照明システム。
前記発光管内には、前記金属ハロゲン化物として少なくともハロゲン化プラセオジウムとハロゲン化ナトリウムとが封入されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の照明システム。
前記発光管内には、前記金属ハロゲン化物として少なくともハロゲン化セリウムとハロゲン化ナトリウムとが封入されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の照明システム。
前記共振型電子安定器は、安定点灯時、前記メタルハライドランプを矩形波電流によって点灯させていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の照明システム。