JPH06196127A - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JPH06196127A
JPH06196127A JP5239225A JP23922593A JPH06196127A JP H06196127 A JPH06196127 A JP H06196127A JP 5239225 A JP5239225 A JP 5239225A JP 23922593 A JP23922593 A JP 23922593A JP H06196127 A JPH06196127 A JP H06196127A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な演色性および高い色温度に不利な影響
を与えることなく、315nm以下の紫外線成分を完全
に吸収できるようにする。 【構成】 ガラス管のガラスはセリウムを含む化合物を
添加され、その際純セリウム成分は全重量に対して0.
065〜0.65%である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電管または外管とし
て、2つの耐高熱性電極と特に金属ハロゲン化物を有す
る充填物とを含む放電室を包囲する石英ガラス製管を備
え、昼光色スペクトルおよび約5000〜6000Kの
色温度を持つ光を放出するメタルハライドランプに関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種のメタルハライドランプは映画お
よびテレビ撮影用の光源として望まれる百W〜数千Wの
出力を有するランプである。このランプは片口金形また
は両口金形に構成することができる。放電管は外管によ
って包囲することができる。このランプは1000゜C
の温度の際に50〜100W/cm2 の放電管の管壁負
荷を有する。
【0003】このランプのスペクトルは昼光色特性を有
する。すなわち色温度は約5000〜6000Kで非常
に良好な演色特性(Ra>90)を示す。このスペクト
ルは希土類原子の非常に密な多重線スペクトルが重畳し
た比較的高い連続スペクトル部分を有する。
【0004】この種のランプは例えばヨーロッパ特許出
願公開第476461号および第492205号公報に
よって公知である。
【0005】この種のランプにおける問題はランプがそ
の出力の約10%を不所望な紫外線として放出すること
である。自然の太陽光においては重要ではない特に短波
長のC紫外線(λ<280nm)は人間の皮膚にとって
特に有害である。同様に皮膚の日焼けを起こし得るB紫
外線(280nm<λ<315nm)も問題である。こ
れに対して大量のA紫外線(315nm<λ<380n
m)は許容し得る。しかしながら、添加剤のない石英ガ
ラスは上述した波長領域では紫外線を透過させる。
【0006】紫外線成分を減少させるために、特にチタ
ンまたは亜鉛などの金属酸化物から成る被膜をランプガ
ラス管に塗布することが知られている(ヨーロッパ特許
出願公開第383634号公報参照)。キセノンランプ
においては同様に全量で10〜300ppmの酸化チタ
ン及び/又は酸化セリウムが石英ガラス製ガラス管の添
加剤として使用されている(ヨーロッパ特許出願公開第
389717号公報参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた種類のメタルハライドランプにおいて、この型
式のランプにおいては特に重要な特性である良好な演色
性および高い色温度に不利な影響を与えることなく、3
15nm以下の紫外線成分を完全に吸収できるようにす
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、ガラス管のガラスがセリウムを含む化合物を添加さ
れ、その際純セリウム成分が全重量に対して0.065
〜0.65%であるようにすることよって解決される。
【0009】本発明の特に有利な実施態様は請求項2以
降に記載されている。
【0010】
【作用効果】本発明は上述した公知の添加剤よりも著し
く高いセリウム添加剤を使用する。このようにして、紫
外線の危険な放出を減少させるだけでなく、これを完全
に吸収することができる。特に驚くべき利点は、その場
合にランプ特性を悪化させることなくそれどころかこれ
を改善することである。
【0011】セリウムによって惹き起こされる紫外線吸
収は、添加量がこのように高い場合、主として青色スペ
クトル範囲において放出されそのために光源から直接放
出された光線の青色成分を助成する相当量の蛍光を発す
る。
【0012】石英ガラスの品質と、希ガスおよび水銀、
セシウム及び/又はこれらのハロゲン化物ならびに他の
金属、特にジスプロシウム及び/又はホルミウムのよう
な希土類元素を含んだ公知の充填物で構成することがで
きるランプ充填物とに応じて発生された紫外線成分に対
しては、セリウム化合物の他にチタン化合物を添加剤と
して石英ガラスに添加することが有利である。チタン化
合物は特に有害なC紫外線領域においてセリウム化合物
の吸収特性を助成する。
【0013】適当なセリウム化合物としては酸化物(C
eO2 、Ce2 3 )ならびにABOx (但し、A=セ
リウム、B=セリウム以外の1つまたは複数の金属、O
=酸素)の型の混合酸化物が有利である。
【0014】適当なチタン化合物は特にTiO2 のよう
な酸化物である。
【0015】例えば0.08重量%CeO2 、残りSi
2 の成分に相当する0.065重量%以下の純セリウ
ム成分の添加は、ガラス管の肉厚に関係なく、315n
m以下の完全な吸収を達成するためには少な過ぎるであ
ろう。一方、(例えば0.8重量%CeO2 として)
0.65重量%以上の純セリウム成分の添加は加工技術
上困難である。特に良好な添加は1mmの肉厚に対して
0.15〜0.45重量%純セリウム成分である。通常
の肉厚は0.7〜5.0mm、特に1.0〜2.8mm
である。1.0mmよりも厚い肉厚の場合、添加は光波
長の指数法則に基づいて若干少なく選定される。という
のは、長波長が少ない添加量を補償するからである。
【0016】紫外線B領域およびC領域における補助的
な吸収効果を得るために0.05重量%以下、特に0.
02〜0.03重量%の純チタンを持つチタン化合物を
添加することは有利である。
【0017】添加剤を添加されたガラス管を外管として
使用することは特に有利である。というのは、その際に
はガラス管の管壁負荷はガラス管が放電管として直接使
用される場合よりも相当小さくなるからである。従っ
て、外管として使用する場合、従来の欠点を考慮するこ
となく、本発明による添加剤の全帯域幅を使用すること
ができる。
【0018】放電管として使用する場合、添加剤を少な
くすることができるという利点がある。というのは、石
英ガラスの熱負荷は添加剤が増えれば減少し、これによ
り場合によってはランプの寿命を延ばすことができるか
らである。
【0019】個々の例において最も有利な添加はランプ
充填物によって放出されるスペクトルにも左右される。
それゆえ、添加剤を添加されたガラス管ガラスの透過ス
ペクトルの転換点(すなわち、50%透過を持つ点)は
粗く評価して約20nmずらすことができる。基準とし
て次のデータを使用することができる。0.25%純セ
リウム成分の場合には転換点は約350nmの所に位置
し、0.51%セリウム成分の場合には転換点は360
nmへ移る。
【0020】
【実施例】次に本発明を図面に示された実施例に基づい
て説明する。
【0021】図1には片口金形575Wメタルハライド
ランプが示されている。
【0022】片側を挟搾された外管1は長手軸線2を有
し、そのピンチ3がランプ口金4内に差込まれている。
添加剤を添加された石英ガラスから成る外管1の内部に
は石英ガラス製放電管5が軸対称に配置され、この放電
管5は架台金具6と支持ワイヤ7とによって保持されて
いる。架台金具6および支持ワイヤ7は一緒にランプの
架台を形成している。放電管5は口金側端部8および口
金とは反対側(以下反口金側と云う)の端部9を有し、
これらの端部から口金側リード線10および反口金側リ
ード線11が突出している。両リード線10、11は支
持ワイヤ7もしくは架台金具6およびそれぞれピンチ3
内に封着されたモリブデン箔12を介して外部接触ピン
13に電気的に結合されている。架台金具6は放電管5
の口金側端部8の領域に、ピンチ3内に封着されて電気
的絶縁破壊強さを高めるために使われるガラス被覆体1
4を有している。架台金具6は長手軸線2に対して垂直
に延びる横梁15を有し、この横梁15は反口金側リー
ド線11に溶接されている。この横梁15の長さは外管
1の内径よりも著しく小さい。長手軸線2に関して対称
に配置された横梁15の端部には2つの傾斜片16、1
7があり、これらはそれぞれ端部の一部分が外管壁に締
付けられるように当接している。この実施例においては
外管1の内径は約24mmであり、横梁15は約16m
mの長さを有する。外管1の肉厚は2mmである。
【0023】外管1は0.31重量%CeO2 の形態の
0.25重量%セリウム成分を含む添加剤含有石英ガラ
スから構成されている。さらにこの石英ガラスは0.0
42重量%TiO2 の形態の0.025重量%チタン成
分を含んでいる。
【0024】このランプの放電管に対する充填物の一例
は次の表1に示されている。なお、この表1には同様に
光データが纏められている。
【0025】
【表1】
【0026】図2には4000Wの入力を持つ本発明に
よるメタルハライドランプ27が示されている。このラ
ンプ27は添加剤を添加された石英ガラスから成る楕円
形放電管28から構成され、その軸線上に位置する両端
部にはそれぞれ頚部29、30が溶着されている。頚部
29、30内にそれぞれモリブデン密封箔31、32が
封着され、この箔31、32の放電管側端部にはタング
ステン製ピン状電極33、34が溶接されている。密封
箔31、32の他端部は頚部29、30の自由端部に被
せられて接着材により固定された型式SFa21−12
の口金35、36に電気的に結合されている。
【0027】次の表2には4000Wランプの放電管の
充填物およびランプの光データが示されている。
【0028】
【表2】
【0029】放電管27は例えば0.13重量%CeO
2 の形態の0.10重量%純セリウム成分と、例えば
0.017重量%TiO2 の形態の0.01重量%純チ
タン成分とが添加された添加剤含有石英ガラスから構成
されている。残りはSiO2 である。
【0030】本発明は図示された実施例に限定されな
い。同様に他のセリウム化合物、特に混合酸化物を使用
することもできる。セリウムおよび場合によってはチタ
ンの他に、同様に他の物質、特にAl2 3 を添加剤と
して石英ガラスに添加することもできる。
【0031】図3には250〜380nmの波長領域に
おける図1のランプのスペクトルが示されている。添加
剤を添加されていない外管(標準ランプ、上側の特性
線)を使用する場合、放出は全スペクトル領域に亘って
検出される。一方、添加剤を添加されている外管(紫外
線減少改善型、下側の特性線)を使用することによっ
て、放出は紫外線A領域に限定される。
【0032】特に混合酸化物CeAlO3 としてアルミ
ニウムを添加すると、製造方法上著しい利点がもたらさ
れ、しかもガラス内での添加剤の特に良好な均一分布が
保証される。添加剤を添加されたガラス管ガラスの粘性
および失透特性に影響を与えるために場合によっては相
当量のAl2 3 を添加してもよく、それにより石英ガ
ラス内に溶解したセリウムとアルミニウムとのモル比を
1:1〜0.2:1にすることができる。図1において
説明した特に優れた実施例によれば、外管は0.51重
量%CeAlO3 と0.04重量%TiO2 とを添加さ
れた石英ガラスから製造され、それゆえ石英ガラス内に
溶解したセリウムとアルミニウムとのモル比は1:1で
ある。これは0.12%Al2 3 と0.39%Ce2
3 との公称成分に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図1】外管を備え一部分を断面にて示された本発明に
よる片口金形高圧放電ランプの概略図。
【図2】外管を備えていない本発明による両口金形高圧
放電ランプの概略図。
【図3】図1に示されたランプのスペクトル図。
【符号の説明】
1 外管 2 長手軸線 3 ピンチ 4 ランプ口金 5 放電管 6 架台金具 7 支持ワイヤ 8 口金側端部 9 反口金側端部 10 口金側リード線 11 反口金側リード線 12 モリブデン箔 13 外部接触ピン 14 ガラス被覆体 15 横梁 16、17 傾斜片 27 メタルハライドランプ 28 放電管 29、30 頚部 31 32 モリブデン密封箔 33、34 電極 35、36 口金
フロントページの続き (72)発明者 アルフレート ランガー ドイツ連邦共和国 86438 キツシング フリーダーシユトラーセ 18 (72)発明者 アンドレアス ゲンツ ドイツ連邦共和国 12167 ベルリン リ ーリエンクローンシユトラーセ 17 (72)発明者 マンフレート ダイゼンホーフアー ドイツ連邦共和国 86450 ウンターシエ ーネベルク/アルテンミユンスター シユ ターツシユトラーセ 12 (72)発明者 ワルター キーレ ドイツ連邦共和国 81735 ミユンヘン クイデシユトラーセ 43 (72)発明者 ベルント レワンドウスキ ドイツ連邦共和国 82340 フエルダフイ ング ウイーリンガー シユトラーセ 10 アー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電管(27)または外管(1)とし
    て、2つの耐高熱性電極(33、34)と特に金属ハロ
    ゲン化物を有する充填物とを含む放電室を包囲する石英
    ガラス製管を備え、昼光色スペクトルおよび約5000
    〜6000Kの色温度を持つ光を放出するメタルハライ
    ドランプにおいて、ガラス管のガラスはセリウムを含む
    化合物を添加され、その際純セリウム成分は全重量に対
    して0.065〜0.65%であることを特徴とするメ
    タルハライドランプ。
  2. 【請求項2】 セリウム成分はガラス管のガラスの1m
    mの肉厚に対して0.15〜0.45%であることを特
    徴とする請求項1記載のメタルハライドランプ。
  3. 【請求項3】 ガラス管のガラスはチタンを含む化合物
    を添加され、その際純チタン成分は全重量に対して0.
    05%以下であることを特徴とする請求項1または2記
    載のメタルハライドランプ。
  4. 【請求項4】 添加剤としてアルミニウムも使用され、
    その際石英ガラス内に溶解したセリウムとアルミニウム
    とのモル比は最高で1:1であることを特徴とする請求
    項1記載のメタルハライドランプ。
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