JPH05129003A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタルハライドランプにおいてランプ動作
中、長時間にわたってランプ電圧の変動が少なく安定な
放電で、発光効率の高いメタルハライドランプを提供す
る。 【構成】 メタルハライドランプ内に封入するジスプロ
シウム、ネオジウム、セシウムのハロゲン化物のうち、
セシウムハロゲン化物を重量比で４０〜５０％封入す
る。 【効果】 ランプ点灯動作中、長時間にわたってランプ
電圧の変動が少なく安定な放電で、寿命の長いメタルハ
ライドランプを得ることができる。また、一般照明用光
源に限らず、光学機器用の光源として用いても良好な特
性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメタルハライドランプ、
更に詳しくいえば、ジスプロシウムとネオジウムとセシ
ウムのハロゲン化物の金属蒸気の放電から放射される光
を利用して、照明あるいは画像表示用の光源として用い
られるメタルハライドランプに関する。

【０００１】

【従来の技術】金属蒸気放電灯は金属発光物、水銀、希
ガスを封入した管に少なくとも１対の電極を設けた発光
管で、例えば、金属発光物としてハロゲン化物を使用す
るメタルハライドランプはライテングハンドブッック
（照明学会編、オ−ム社、１９８７年）のＰ１４５〜１
４８に記載されている。また、最近メタルハライドラン
プは照明学会研究会資料ＬＳ−９０−５、Ｐ３１〜３９
（１９９０年２月）に示されるように、高輝度、高発光
効率で、かつ演色性も良いという特徴から画像表示用、
例えば液晶プロジェクタの光源としても用いられるよう
になってきた。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のメタルハライドランプは封入物のジスプロシウ
ム、ネオジウム、セシウムのハロゲン化物が点灯中に管
壁や電極と反応したり、拡散、消耗したりして次第に減
少していく。そのため、動作中にランプの放電維持電圧
（ランプ電圧）が次第に高くなり立消えが発生したり、
ア−クの揺れ、チラツキ、曲がり等、放電が不安定にな
り寿命切れとなる問題があり、他の放電灯に比べ寿命が
短い欠点を有していた。

【０００３】本発明の目的はメタルハライドランプの点
灯動作中、長時間にわたって電圧の変動が少なく安定な
放電で、寿命が長く、かつ高い発光効率のメタルハライ
ドランプを提供することにある。特に点灯時間６０００
時間でランプ電圧の変動が４０ボルト以下で、発光効率
が７０ルーメン／Ｗ以上のメタルハライドランプを実現
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるメタルハライドランプは、金属発光物
としてジスプロシウムとネオジウムとセシウムのハロゲ
ン化物と、始動用ガスと、水銀を封入したメタルハライ
ドランプにおいて、上記ハロゲン化物のうち、セシウム
ハロゲン化物を全ハロゲン化物に体する割合を重量比で
４０〜５０％とした。 特に好ましい実施形態として
は、金属発光物はヨウ化ジスプロシウムとヨウ化ネオジ
ウムとヨウ化セシウムからなり、ヨウ化物の総量に対し
て、ヨウ化セシウムを重量比で４５±２％とする。

【０００５】

【作用】封入ハロゲン化物のうち、特にセシウムは電離
電圧が低く、電流を流し易くする作用があり、ア−クの
安定化に効果がある。そのため、セシウムの封入量が減
少すると、ランプ電圧の上昇や、ア−クの曲がり、ゆれ
等の不安定な状態が発生する。しかしながら、セシウム
の量だけ増やすと、発光効率が低下する。本発明者等は
セシウムハロゲン化物の全をハロゲン化物に対する重量
比を４０〜５０％封入しておくと、製品寿命とされる６
０００時間においてメタルハライドランプの放電維持電
圧の限度内にあって、高い発光効率が維持でき、なおか
つアークの安定性もよいことを見出した。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明によるメタルハライドランプの発光管の１実
施例の構造を示す部分断面図である。同図において、１
は石英ガラス製の発光管で、発光管１の両端には一対の
放電電極２が設けられている。発光管１内にはヨウ化ジ
スプロシウム、ヨウ化ネオジウム、ヨウ化セシウムの金
属ヨウ化物と、水銀及び始動用ガスとしてアルゴンが封
入されている。電極２の基部には電極２を気密封着する
ためモリブデン箔３が埋設されており、更にこのモリブ
デン箔３の端部にはモリブデンリ−ド線４が接続されて
いる。５はチップ部であり、ここに、排気管が取り付け
られており、ここから発光管の排気を行ない、発光金属
ハロゲン化物、水銀、希ガスを封入したのちチップす
る。本実施例による封入物の発光は可視域全体に渡って
発光し、かつ、色温度が７０００〜８０００Ｋと高く、
例えば、液晶プロジェクタ用の光源に適している。

【０００７】図２は本発明によるメタルハライドランプ
の点灯時間とランプ電圧の変化を示す特性図である。同
図において、Ａは本発明によるメタルハライドランプの
特性で、封入物と封入量はヨウ化ジスプロシウム０．６
４ｍｇ、ヨウ化ネオジウム０．８ｍｇ、ヨウ化セシウム
１．１６ｍｇで、ヨウ化セシウムの量は封入全ハロゲン
化物に対して重量比で４４．６％封入してある。Ｂは従
来のランプで、封入物と封入量はヨウ化ジスプロシウム
０．６４ｍｇ、ヨウ化ネオジウム０．８ｍｇ、ヨウ化セ
シウム０．５６ｍｇで、ヨウ化セシウムの封入量は重量
比で２８％である。 本実施例によれば、３０００時間
の点灯でランプ電圧は、従来品が４０Ｖ上昇して、立消
えを発生して寿命切れになるのに対し、本発明によるＡ
は５Ｖ程度であり、まだ安定な放電を続けている。

【０００８】図３は、金属発光物としてヨウ化ジスプロ
シウム、ヨウ化ネオジウム及びヨウ化セシウムと、始動
用ガスと、水銀を封入したメタルハライドランプの封入
ヨウ化物の総量に対して、ヨウ化セシウムを重量比を変
えたときのランプ電圧の変動ΔＶと発光効率ηの関係を
多くの封入量の実験から求めたものである。ランプ電圧
の上昇ΔＶはヨウ化セシウムの封入量に反比例的に変化
することがわかる。ヨウ化セシウムの量を増加すると点
灯中のランプ電圧の上昇は減少する。通常のランプの定
格寿命は最低でも６０００時間以上必要であり、この寿
命を確保するためには、ランプ電圧の上昇ΔＶは実際上
４０Ｖ以下にする必要があり、そのためにはヨウ化セシ
ウムの封入量を４０％以上にすることが必要である。

【０００９】一方、ヨウ化セシウムの封入量を増加する
と、長時間点灯によるランプ電圧の上昇は抑えられる
が、発光効率が低下する。特にヨウ化セシウムの封入量
が５０％を超えると、発光効率が急激に低下してしま
う。例えば、ヨウ化セシウムを５２％封入したメタルハ
ライドランプの発光効率は６５ｌｍ／Ｗ程度と高圧水銀
灯並みになり、前に述べたメタルハライドランプの高発
光効率という特長がなくなる。そのためヨウ化セシウム
の封入量は５０％以下に押さえる必要がある。

【００１０】図４は、本発明によるメタルハライドラン
プの径方向の発光強度を示す特性図である。横軸は発光
管の管径方向の長さで、０位置が中心軸である。Ａは本
発明によるランプの特性で、図２と同じく、ヨウ化セシ
ウムの量は封入全ハロゲン化物に対して４４．６％封入
してある。Ｂは従来のメタルハライドランプで、ヨウ化
セシウムの封入量は２８％である。図から明らかなよう
に、Ａは発光が中心軸に対してほぼ対称で、安定な放電
をしているのに比べ、Ｂはア−クが中心部に絞られて中
心部強度が増し、発光の最も強い部分が中心軸から横に
ずれてア−クの曲がりが発生している。このような状態
になると、放電は不安定になり、チラツキ、揺れ等が起
こり、寿命切れになる。これらの結果から、ヨウ化セシ
ウムの封入量を４０〜５０％封入することで、高効率か
つアークのゆれや曲がりが特に小さく、電圧上昇の少な
いメタルハライドランプが得られる。

【００１１】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば
始動用ガスとしてアルゴンを用いたが、他の不活性ガス
を使用してもよい。ハロゲン化物として、ヨウ化物以外
の物を用いた場合も、最適値は４５％から多少ずれる
が、ハロゲン化セシュウムの好ましい重量比の範囲は４
０〜５０％となる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば発
光金属にジスプロシウム、ネオジウム、セシウムのハロ
ゲン化物を封入したメタルハライドランプにおいて、封
入ハロゲン化物の総量に対してセシウムハロゲン化物を
重量比で４０〜５０％、特に４５±２％封入することに
より、ランプ点灯中、長時間にわたってランプ電圧の変
動が少なく安定な放電で、寿命の長いメタルハライドラ
ンプを得ることができ、その効果は非常に大きい。ま
た、本発明によるメタルハライドランプは一般照明用光
源に限らず、光学機器用の光源、例えば液晶プロジェク
タ用の光源として用いても良好な特性が得られるので効
果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるメタルハライドランプの１実施例
を示す部分断面図である。

【図２】本発明によるメタルハライドランプの１実施例
の点灯時間とランプ電圧の変化とを示す特性図である。

【図３】本発明によるメタルハライドランプのヨウ化セ
シウムの重量比とランプ電圧変動及び発光効率の関係を
示す図である。

【図４】メタルハライドランプの１実施例の径方向の発
光強度を示す特性図である。

【符号の説明】

１…発光管、 ２…電極、 ３…モリブデン箔、 ４…リ−ド線、 ５…チップ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 博光 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所青梅工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対の電極を有し、発光管内
   にジスプロシウムとネオジウムとセシウムのハロゲン化
   物と、始動用ガスと、水銀を封入したメタルハライドラ
   ンプにおいて、封入ハロゲン化物の総量に対して、ハロ
   ゲン化セシウムを重量比で４０〜５０％封入したことを
   特徴とするメタルハライドランプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のメタルハライドランプに
   おいて、上記ハロゲン化物はジスプロシウムとネオジウ
   ムとセシウムのヨウ化物であることを特徴とするメタル
   ハライドランプ。
3. 【請求項３】 発光管内にヨウ化ジスプロシウム、ヨウ
   化ネオジウム及びヨウ化セシウムと、始動用ガスと、水
   銀を封入したメタルハライドランプにおいて、封入ヨウ
   化物の総量に対して、ヨウ化セシウムを重量比で ４５
   ±２％封入したことを特徴とするメタルハライドラン
   プ。