JPH07320688A - Metal halide lamp - Google Patents

Metal halide lamp

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JPH07320688A
JPH07320688A JP13240894A JP13240894A JPH07320688A JP H07320688 A JPH07320688 A JP H07320688A JP 13240894 A JP13240894 A JP 13240894A JP 13240894 A JP13240894 A JP 13240894A JP H07320688 A JPH07320688 A JP H07320688A
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JP
Japan
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metal halide
color temperature
interference filter
film
halide lamp
Prior art date
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Application number
JP13240894A
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Japanese (ja)
Inventor
Soichiro Horikoshi
創一郎 堀越
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Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Publication date
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Priority to US08/439,940 priority patent/US5646472A/en
Priority to DE0682356T priority patent/DE682356T1/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a metal halide lamp having a light source color having an arbitrary color temperature within a range of 2000-6000K by stabilizing characteristics as a light source adopting a light interference filter films, so as to reduce fluctuation, selecting the metal halide lamp having a high color temperature, and utilizing a color temperature decreasing effect of the light interference filter film. CONSTITUTION:Electrodes 2, 3 are sealed at both ends of a light emitting tube 1, into which dysprosium iodide, neodium iodide, cesium iodide, mercury and argon gas are enclosed. Heat insulating films 4, 5 are formed at the outer surface at the end of the light emitting tube 1. Light interference filter films 6 are disposed at the outer surface held between the heat insulating films 4, 5. The light interference filter film has the two-layer structure, where a first layer is made of tantalum oxide while a second layer is composed of silicon dioxide.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学特性としてのランプ
の光の色温度を改良した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 metal halide lamp which has an improved color temperature of light as an optical characteristic.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、メタルハライドランプはその色温
度に応じて使い分けられる傾向があり、例えば、夕日
のような光源色、朝日のような光源色、太陽のよう
な昼白色及び青空のような昼光色を照明演出したい場
合は、それぞれ、2000〜3000K、3000〜4
000K、4000〜5000K及び6000〜700
0Kの色温度を有するランプが用いられている。ところ
で、メタルハライドランプは、主に発光管内の封入物の
種類によって、その色温度が決定されてしまうため、そ
のままで使用することはそれ以外の色温度の光源色を演
出する目的には適さない。
2. Description of the Related Art In recent years, metal halide lamps tend to be used properly according to their color temperature. For example, a light source color such as the setting sun, a light source color such as the morning sun, a neutral white color such as the sun, and a daylight color such as the blue sky. When you want to produce lighting, 2000-3000K, 3000-4
000K, 4000-5000K and 6000-700
Lamps with a color temperature of 0K have been used. By the way, since the color temperature of the metal halide lamp is determined mainly by the type of the filling material in the arc tube, it is not suitable to use the metal halide lamp as it is for the purpose of producing a light source color of any other color temperature.

【0003】ここで、光源を囲繞する透光性基材の表面
に光干渉フィルター膜を設け、この膜によって光源の色
温度を変換するという既知の技術を利用すると、所望の
色温度のランプを提供するためには光干渉フィルター膜
の分光透過率特性を調整すれば実現することになる。こ
のことは、特性のばらつきを生じやすいために高度な品
質管理が要求される、光源としての発光管を1種類用意
するだけで多くの種類の色温度の光源色を演出できると
いう利点をもたらし、そのような種々の色温度のメタル
ハライドランプを大量生産する上で有益である。
Here, if a known technique of providing an optical interference filter film on the surface of a translucent substrate surrounding the light source and converting the color temperature of the light source by this film is used, a lamp having a desired color temperature can be obtained. In order to provide it, it will be realized by adjusting the spectral transmittance characteristic of the optical interference filter film. This brings about an advantage that it is possible to produce light source colors of many kinds of color temperatures by only preparing one kind of arc tube as a light source, which requires advanced quality control because the characteristics are likely to vary. This is useful for mass producing such metal halide lamps having various color temperatures.

【0004】本発明者は既に、発光管内に少なくともデ
ィスプロシウム(Dy)及びタリウム(Tl)の各沃化
物を封入したメタルハライドランプにおいて、発光管等
の表面に光干渉フィルター膜を形成して膜なし状態での
色温度4500〜6000Kを約1000〜2500K
低下させて、3000〜4000Kの色温度の光源色を
実現させたメタルハライドランプを提案した。この光干
渉フィルター膜は、各層の膜厚の調整等によって色温度
の低下のみならず、色温度の上昇の効果を発揮するよう
に構成することもできるので、上記提案を発展させれ
ば、ランプ点灯時に発光管内部の色温度が4500〜6
000KであるDy−Tl系メタルハライドランプの発
光管1種類だけを材料として、色温度が2000〜75
00Kの範囲の所望の色温度のメタルハライドランプを
提供できることとなる。
The present inventor has already formed an optical interference filter film on the surface of an arc tube or the like in a metal halide lamp in which at least each iodide of dysprosium (Dy) and thallium (Tl) is enclosed in the arc tube. Color temperature of 4500-6000K in the absence state is about 1000-2500K
We have proposed a metal halide lamp that has been reduced to realize a light source color with a color temperature of 3000 to 4000K. This optical interference filter film can be configured not only to reduce the color temperature but also to increase the color temperature by adjusting the film thickness of each layer. The color temperature inside the arc tube during lighting is 4500-6
Only one type of arc tube of the Dy-Tl type metal halide lamp of 000K has a color temperature of 2000-75.
It is possible to provide a metal halide lamp having a desired color temperature in the range of 00K.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、Dy−Tl
系メタルハライドランプはその品質管理が難しく、初期
特性のみならず、動程特性においても変動が生じやすく
て不安定であり、又、ランプ間相互の特性のばらつきが
大きいという欠点がある。このため、このランプに光干
渉フィルター膜を適用して色温度変換を行なう場合の最
も重要な要素である発光管内部の発光分光分布が経時的
にも又ランプ間相互においても一定していないことにな
り、常に所望の色温度が得ることが保証されないという
問題を引き起こす。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention Dy-Tl
The system metal halide lamps have the drawbacks that quality control is difficult and that not only the initial characteristics but also the travel characteristics are liable to be unstable and the characteristics among lamps vary widely. Therefore, the emission spectral distribution inside the arc tube, which is the most important factor when applying a light interference filter film to this lamp to perform color temperature conversion, is not constant over time and between lamps. Therefore, it is not always guaranteed that the desired color temperature is obtained.

【0006】又、Dy−Tl系メタルハライドランプは
連続点灯時に、発光管の内面黒化や不点などの現象を点
灯開始後の比較的早い時期に起こしやすく、総じて短寿
命となる頻度が高いという問題点がある。従って、Dy
−Tl系メタルハライドランプは、色温度変換効果によ
って2000〜7500Kの広い範囲における任意の色
温度の光源色を得るために光干渉フィルター膜を適用す
る光源として適しているとはいえない。
Further, the Dy-Tl type metal halide lamp is liable to cause phenomena such as blackening of the inner surface of the arc tube and defects at a relatively early time after the start of lighting during continuous lighting, and generally has a short life. There is a problem. Therefore, Dy
The -Tl metal halide lamp cannot be said to be suitable as a light source to which an optical interference filter film is applied in order to obtain a light source color having an arbitrary color temperature in a wide range of 2000 to 7500K due to the color temperature conversion effect.

【0007】次に、色温度上昇をもたらす膜特性を有す
る光干渉フィルター膜を適用した場合、必ずしも所望の
度合いの色温度上昇が得られないという問題がある。こ
れについては次のような理由が考えられる。すなわち、
光干渉フィルター膜が色温度上昇の効果を発揮するの
は、可視光領域のうちおおむね350〜600nmの波長
領域の光を透過し、600〜800nmの波長領域の光を
反射するような分光透過率特性を持つ場合であるが、こ
のことは同時に可視光の長波長成分、即ち熱として寄与
する成分も光干渉フィルター膜が反射することを意味す
る。従って、該フィルター膜が発光管内部から輻射され
た熱エネルギー成分を反射して保温効果をもたらすこと
になる。このため、膜を適用していない場合に比べて長
波長側の成分を強めることになり、このことが色温度の
低下を招く方向に作用することになる。結局、色温度低
下と色温度上昇の2つの相反する効果が併存していて、
後者の効果が前者の効果を一部相殺してしまう。
Next, when an optical interference filter film having a film characteristic that causes an increase in color temperature is applied, there is a problem that a desired degree of increase in color temperature cannot be obtained. The possible reasons for this are as follows. That is,
The optical interference filter film exerts the effect of increasing the color temperature because it has a spectral transmittance such that it transmits light in the wavelength range of approximately 350 to 600 nm in the visible light range and reflects light in the wavelength range of 600 to 800 nm. This means that the optical interference filter film also reflects a long-wavelength component of visible light, that is, a component that contributes as heat. Therefore, the filter film reflects the heat energy component radiated from the inside of the arc tube to bring about a heat retaining effect. Therefore, the component on the long wavelength side is strengthened as compared with the case where the film is not applied, and this acts in the direction of lowering the color temperature. After all, there are two contradictory effects of color temperature decrease and color temperature increase,
The latter effect partially offsets the former effect.

【0008】図8は色温度上昇をもたらす光干渉フィル
ター膜の分光透過率特性の一例を示すものである。例え
ば、膜なし状態で色温度が4850Kであるディスプロ
シウム(Dy)−タリウム(Tl)−セシウム(Cs)
系メタルハライドランプに図8の特性を有する光干渉フ
ィルター膜を適用した場合、このランプの色温度は58
00Kとなって、膜の保温効果を考慮しない場合の予測
値6520Kに比べて約700K色温度が低かった。図
3は、このランプの分光放射照度を、膜なし状態(図中
の破線)と図8の特性を有するフィルター膜を適用した
場合(図中の実線)との比較で示すものである。600
〜800nmの波長領域の発光成分があまり低下していな
いことが図3からもわかる。従って、ランプ本来の色温
度が所望の色温度より低い場合、光干渉フィルター膜を
適用し、その色温度上昇効果によって所望の色温度を実
現する手法は、膜の保温効果による色温度低下効果も併
存して色温度上昇効果の一部を相殺するため、効率の良
い方法とはいい難い。
FIG. 8 shows an example of the spectral transmittance characteristics of an optical interference filter film that causes an increase in color temperature. For example, dysprosium (Dy) -thallium (Tl) -cesium (Cs) having a color temperature of 4850K without a film.
When the optical interference filter film having the characteristics shown in FIG. 8 is applied to the system metal halide lamp, the color temperature of this lamp is 58
The color temperature was 00K, and the color temperature was about 700K lower than the predicted value of 6520K when the heat retaining effect of the film was not considered. FIG. 3 shows the spectral irradiance of this lamp in comparison with the state without a film (broken line in the drawing) and the case where a filter film having the characteristics of FIG. 8 is applied (solid line in the drawing). 600
It can also be seen from FIG. 3 that the emission components in the wavelength region of up to 800 nm are not significantly reduced. Therefore, when the original color temperature of the lamp is lower than the desired color temperature, the method of applying the light interference filter film and realizing the desired color temperature by the effect of increasing the color temperature also has the effect of lowering the color temperature by the heat retaining effect of the film. Since it coexists and partially offsets the effect of increasing the color temperature, it is hard to say that this is an efficient method.

【0009】本発明は前記に鑑みてなされたもので、発
光管が1種類で済むという利点を生かすため、光干渉フ
ィルター膜の色温度変換効果を利用するという手法は残
し、光干渉フィルター膜を適用する光源として、特性が
安定してばらつきが少なく、しかも色温度の高いメタル
ハライドランプを選定し、光干渉フィルター膜の色温度
低下効果によって2000〜6000Kの範囲における
任意の色温度の光源色を与えるメタルハライドランプを
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and in order to take advantage of the fact that only one type of arc tube is required, the method of utilizing the color temperature conversion effect of the light interference filter film is left and the light interference filter film is used. As a light source to be applied, a metal halide lamp with stable characteristics and less variation and a high color temperature is selected, and a light source color having an arbitrary color temperature in the range of 2000 to 6000K is given by the color temperature lowering effect of the light interference filter film. The purpose is to provide a metal halide lamp.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる第1のメ
タルハライドランプは、金属ハロゲン化物と水銀と希ガ
スを封入した発光管と該発光管を内蔵する外管とを少な
くとも具備し、該発光管の表面又は該発光管を包囲する
透光性部材の表面の少なくとも一方に入射光の色温度を
低下させる作用を有する光干渉フィルター膜を設けてな
るメタルハライドランプにおいて、ランプ点灯時に前記
発光管の内部の色温度が6000〜7500Kであり、
かつ前記光干渉フィルター膜は、層数が2以上の多層膜
であり、膜の分光透過率曲線が可視光領域の短波長側に
透過率最小値が80%以下である谷状の窪みを形成し、
該透過率最小値の波長位置が500nm以下の領域に存在
し、かつ600〜800nmの波長領域の膜の透過率が7
0%以上であるという分光透過率特性を有することを特
徴とする。
A first metal halide lamp according to the present invention comprises at least an arc tube containing a metal halide, mercury and a rare gas, and an outer tube containing the arc tube. In a metal halide lamp comprising an optical interference filter film having a function of lowering the color temperature of incident light on at least one of the surface of a tube or the surface of a light-transmissive member surrounding the arc tube, the metal halide lamp comprising: The internal color temperature is 6000-7500K,
Further, the optical interference filter film is a multilayer film having two or more layers, and the spectral transmittance curve of the film forms a valley-shaped depression having a minimum transmittance value of 80% or less on the short wavelength side of the visible light region. Then
The wavelength position of the minimum transmittance is in the region of 500 nm or less, and the transmittance of the film in the wavelength region of 600 to 800 nm is 7 or less.
It is characterized by having a spectral transmittance characteristic of 0% or more.

【0011】本発明に係わる第2のメタルハライドラン
プは、前記第1のメタルハライドランプにおいて、前記
金属ハロゲン化物は、少なくともディスプロシウム、ネ
オジウム及びセシウムの沃化物よりなることを特徴とす
る。
A second metal halide lamp according to the present invention is characterized in that, in the first metal halide lamp, the metal halide is at least dysprosium, neodymium and cesium iodide.

【0012】本発明に係わる第3のメタルハライドラン
プは、前記第1又は第2のメタルハライドランプにおい
て、前記光干渉フィルター膜は、構成要素として少なく
ともTa25−SiO2、TiO2−SiO2、ZrO2
SiO2又はNb25−SiO2からなる金属酸化物の組
合せから選ばれる組合せを含むことを特徴とする。
A third metal halide lamp according to the present invention is the same as the first or second metal halide lamp, wherein the optical interference filter film has at least Ta 2 O 5 —SiO 2 , TiO 2 —SiO 2 , and ZrO 2
It is characterized by containing a combination selected from the combination of metal oxides composed of SiO 2 or Nb 2 O 5 —SiO 2 .

【0013】[0013]

【作用】本発明の第1のメタルハライドランプおいて
は、色温度変換効果を有する光干渉フィルター膜を適用
する光源として、点灯時に発光管内部の色温度が600
0〜7500Kであるメタルハライドランプを選定した
ので、6000〜7500Kの色温度の光源色はこのメ
タルハライドランプをそのまま用いることによって、
又、2000〜6000Kの範囲の色温度は全て、前記
光干渉フィルター膜の色温度低下効果によって実現すれ
ばよく、該フィルター膜の色温度上昇効果に依存しなく
てもよいという利点がある。又、前記光干渉フィルター
膜は、層数が2以上の多層膜であり、膜の分光透過率曲
線が可視光領域の短波長側に透過率最小値が80%以下
である谷状の窪みを形成し該透過率最小値の波長位置が
500nm以下の領域に存在しかつ600〜800nmの波
長領域の膜の透過率が70%以上であるという分光透過
率特性を有するように構成したので、500〜4000
Kの範囲の任意の大きさの色温度低下を実現でき、かつ
色温度上昇という逆の作用を有する膜の保温効果が小さ
く抑えられることにより膜の色温度変換効果を効率的に
利用できる。
In the first metal halide lamp of the present invention, the color temperature inside the arc tube is 600 at the time of lighting as a light source to which the light interference filter film having a color temperature converting effect is applied.
Since the metal halide lamp of 0 to 7500K was selected, the light source color of the color temperature of 6000 to 7500K can be obtained by using this metal halide lamp as it is.
Further, all the color temperatures in the range of 2000 to 6000K may be realized by the color temperature lowering effect of the optical interference filter film, and there is an advantage that it is not necessary to depend on the color temperature increasing effect of the filter film. Further, the optical interference filter film is a multilayer film having two or more layers, and the spectral transmittance curve of the film has a valley-shaped depression having a minimum transmittance of 80% or less on the short wavelength side of the visible light region. Since it has a spectral transmittance characteristic that the transmittance is set to 70% or more in the wavelength region of 600 to 800 nm and the wavelength position of the transmittance minimum value is 500 nm or less. ~ 4000
It is possible to effectively use the color temperature conversion effect of the film because the color temperature can be reduced to an arbitrary value within the range of K and the heat retention effect of the film, which has the opposite effect of increasing the color temperature, can be suppressed to a small level.

【0014】本発明の第2のメタルハライドランプは、
発光管内部の色温度が6200〜7200Kと高く、動
程特性が安定していて、又ランプ間相互の特性のばらつ
きが小さく、従って光干渉フィルター膜適用時に常に所
望の色温度が得られる。
The second metal halide lamp of the present invention is
The color temperature inside the arc tube is as high as 6200 to 7200K, the range characteristics are stable, and the variation in characteristics between lamps is small, so that the desired color temperature is always obtained when the light interference filter film is applied.

【0015】本発明の第3のメタルハライドランプは、
光干渉フィルター膜が耐熱性に優れ長期にわたって初期
特性を保持することができる。
The third metal halide lamp of the present invention comprises:
The optical interference filter film has excellent heat resistance and can maintain initial characteristics for a long period of time.

【0016】[0016]

【実施例】本発明に係わるメタルハライドランプについ
て図面に基づき説明する。図1は第1実施例のメタルハ
ライドランプの一部切欠概略図である。1は石英からな
る発光管で、その両端に電極2及び3を封着し、内部に
沃化ディスプロシウム(DyI3)、沃化ネオジウム
(NdI3)及び沃化セシウム(CsI)と水銀とアル
ゴンガスとを封入している。又、発光管1の端部の外表
面には、例えば酸化ジルコニウム(ZrO2)等の微粒
子からなる保温膜4及び5を形成している。そして、保
温膜4及び5によってはさまれた発光管1の外表面には
光干渉フィルター膜6が設けられている。7は発光管の
破片飛散防止のために発光管を囲繞して設けられた石英
ガラス製スリーブである。8及び9はリード線を兼ねた
発光管支柱であり、外管10内に発光管1を支持してい
る。ランプの他の構成要件の説明は省略する。こうし
て、定格電力150Wのメタルハライドランプ11(実
施例I)が構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A metal halide lamp according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway schematic view of the metal halide lamp of the first embodiment. 1 is a light emitting tube made of quartz, the electrodes 2 and 3 was sealed at both ends, the internal iodide and dysprosium (DyI 3), iodide neodymium (NdI 3) and cesium iodide (CsI) and mercury It is filled with argon gas. On the outer surface of the end of the arc tube 1, heat insulating films 4 and 5 made of fine particles such as zirconium oxide (ZrO 2 ) are formed. An optical interference filter film 6 is provided on the outer surface of the arc tube 1 sandwiched by the heat insulating films 4 and 5. Reference numeral 7 is a quartz glass sleeve provided around the arc tube to prevent scattering of fragments of the arc tube. Reference numerals 8 and 9 denote arc tube supports that also serve as lead wires, and support the arc tube 1 in an outer tube 10. The description of other constituent elements of the lamp is omitted. Thus, the metal halide lamp 11 (Example I) having a rated power of 150 W is configured.

【0017】ここで、光干渉フィルター膜6は2層膜で
あり、表1中に膜構成Iとして示す膜構成を有し、第1
層は例えば酸化タンタル(Ta25)によって構成し、
第2層は二酸化硅素(SiO2)によって構成する。
又、光干渉フィルター膜6の各層の膜形成は既知の方
法、例えば減圧CVD法を用いて行なった。
Here, the optical interference filter film 6 is a two-layer film and has a film structure shown in Table 1 as a film structure I.
The layer is composed of, for example, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ),
The second layer is composed of silicon dioxide (SiO 2 ).
The film formation of each layer of the optical interference filter film 6 was performed by a known method, for example, a low pressure CVD method.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】実施例II〜IVのメタルハライドランプは、
発光管の外表面に設ける光干渉フィルター膜を除いて
は、実施例Iと同一仕様の構成要件から構成される。
又、該光干渉フィルター膜の各層の膜形成も実施例Iと
同じ方法で行なった。実施例II、III及びIVのメタルハ
ライドランプにおける光干渉フィルター膜は、それぞ
れ、3層膜、5層膜及び7層膜であって、表1において
それぞれ、膜構成II、III及びIVとして示す膜構成を有
していて、高屈折率層は例えば酸化タンタル(Ta
25)によって構成し、低屈折率層は例えば二酸化硅素
(SiO2)によって構成する。
The metal halide lamps of Examples II to IV are
Except for the optical interference filter film provided on the outer surface of the arc tube, the constituent elements have the same specifications as in Example I.
The film formation of each layer of the optical interference filter film was performed in the same manner as in Example I. The optical interference filter films in the metal halide lamps of Examples II, III and IV are three-layer film, five-layer film and seven-layer film, respectively, and the film configurations shown in Table 1 as film configurations II, III and IV, respectively. And the high refractive index layer has, for example, tantalum oxide (Ta
2 O 5 ) and the low refractive index layer is made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ).

【0020】実施例I〜IVにおける光干渉フィルター膜
の色温度変換効果は次のようにして評価した。まず、発
光管の外表面に光干渉フィルター膜が形成されていない
以外は実施例I〜IVと同じ仕様のメタルハライドランプ
を作製し、光干渉フィルター膜がない状態における色温
度、分光放射照度等のランプ特性を測定した。次に、そ
のランプを破壊して発光管のみを取り出し、その発光管
の外表面に既知の方法により、実施例I〜IVに対応する
膜構成I〜IVの光干渉フィルター膜を形成した後、再び
ランプを組み立て、実施例I〜IVのメタルハライドラン
プを完成させ、光干渉フィルター膜を有する状態におけ
る色温度、分光放射照度等のランプ特性を測定した。
The color temperature conversion effect of the optical interference filter films in Examples I to IV was evaluated as follows. First, a metal halide lamp having the same specifications as in Examples I to IV was prepared except that the light interference filter film was not formed on the outer surface of the arc tube, and the color temperature, the spectral irradiance, etc. in the state without the light interference filter film were prepared. The lamp characteristics were measured. Next, after destroying the lamp and taking out only the arc tube and forming an optical interference filter film of film constitutions I to IV corresponding to Examples I to IV on the outer surface of the arc tube by a known method, The lamp was assembled again to complete the metal halide lamps of Examples I to IV, and the lamp characteristics such as color temperature and spectral irradiance in the state of having the optical interference filter film were measured.

【0021】実施例I〜IVの各メタルハライドランプの
定格点灯時における色温度、膜なし状態と比べた場合の
色温度変化、平均演色評価数(Ra)及び色度座標
(x,y)を表2に示す。なお、膜なし状態でのランプ
特性は実施例I〜IVにおいて色温度が6490〜653
0K、平均演色評価数(Ra)がいずれも95、色度座
標がx=0.312〜0.313、y=0.330〜
0.333であった。
The color temperatures of the metal halide lamps of Examples I to IV at the rated lighting, the color temperature change as compared with the filmless state, the average color rendering index (Ra) and the chromaticity coordinates (x, y) are shown. 2 shows. It should be noted that the lamp characteristics in the state without a film have a color temperature of 6490 to 653 in Examples I to IV.
0K, average color rendering index (Ra) is 95, chromaticity coordinates are x = 0.212 to 0.313, y = 0.330.
It was 0.333.

【0022】実施例I〜IVのうち、実施例IIIのメタル
ハライドランプについてその分光放射照度を図2に示
す。図2において、実線は光干渉フィルター膜が発光管
表面に設けられている場合の特性を表わし、破線は膜が
ない場合の特性を表わす。図2から、約550nm付近を
境にして、この波長より短波長側の発光成分が膜がない
場合に比べて一様に大幅に減少し、逆に約550nmより
長波長側の発光成分は膜のない場合に比べて一様に増加
していることがわかる。膜の有無によるこのような分光
放射照度の変化は、膜なし状態での色温度6490Kか
ら膜あり状態での色温度3490Kへの色温度変化に反
映されている。
The spectral irradiance of the metal halide lamp of Example III among Examples I to IV is shown in FIG. In FIG. 2, the solid line represents the characteristics when the light interference filter film is provided on the surface of the arc tube, and the broken line represents the characteristics when the film is not provided. From FIG. 2, the emission components on the shorter wavelength side than this wavelength are significantly and uniformly reduced at around 550 nm as compared with the case where there is no film, and conversely, the emission components on the longer wavelength side than about 550 nm are film. It can be seen that the increase is uniform compared to the case without. Such a change in the spectral irradiance due to the presence or absence of the film is reflected in the change in the color temperature from the color temperature 6490K without the film to the color temperature 3490K with the film.

【0023】こうして、内部の色温度がほぼ6500K
である1種類の発光管を用い、その外表面に適用する光
干渉フィルター膜の分光透過率特性の方を調整すること
によって、発光管内部より放射された光の色温度を約1
000Kずつ低下させ、2000〜6000Kの色温度
範囲内の4つの異なる色温度をそれぞれ有する4種類の
メタルハライドランプを得ることができた。表2に示す
Ra値及び色度座標(x,y)からもわかるように、実
施例I〜IVのメタルハライドランプは、それぞれの色温
度とほぼ同じ色温度を有する既存の高演色形メタルハラ
イドランプと比べて演色性の点でいずれも何ら遜色な
く、白色又は黄色味の白色ないし淡黄赤色の光源色を与
える。
Thus, the internal color temperature is approximately 6500K.
By adjusting the spectral transmittance characteristics of the optical interference filter film applied to the outer surface of one type of arc tube, the color temperature of the light emitted from the inside of the arc tube is about 1
It was possible to obtain four kinds of metal halide lamps each having four different color temperatures within the color temperature range of 2000 to 6000K by decreasing by 000K. As can be seen from the Ra values and the chromaticity coordinates (x, y) shown in Table 2, the metal halide lamps of Examples I to IV are the same as the existing high color rendering metal halide lamps having substantially the same color temperature. Compared with each other in terms of color rendering, the light source color of white or yellowish white to light yellow red is obtained.

【0024】メタルハライドランプに適用した光干渉フ
ィルター膜の分光透過率特性は次のようにして確認し
た。すなわち、発光管外表面への光干渉フィルター膜の
形成の際に、同時に同一仕様の別の発光管にもその外表
面に膜形成を行ない、この発光管を破壊して得た破片の
表面の膜の分光透過率を測定した。こうして得られた実
施例I、II、III及びIVに適用されている光干渉フィル
ター膜の分光透過率特性を、それぞれ図4、5、6及び
7に示す。
The spectral transmittance characteristics of the optical interference filter film applied to the metal halide lamp were confirmed as follows. That is, at the time of forming the light interference filter film on the outer surface of the arc tube, at the same time, a film is formed on the outer surface of another arc tube having the same specifications, and the surface of the fragments obtained by destroying this arc tube. The spectral transmittance of the film was measured. Spectral transmittance characteristics of the optical interference filter films applied to Examples I, II, III and IV thus obtained are shown in FIGS. 4, 5, 6 and 7, respectively.

【0025】ところで、光干渉フィルター膜の分光透過
率曲線の形態は、その膜を構成する各層の屈折率と膜厚
の組合せによって様々に変化することはよく知られてい
る。そこで、光源に適用する光干渉フィルター膜につい
て、その各層の屈折率と膜厚の組合せを様々に変化させ
て膜の分光透過率曲線の形態を変えるという数多くの検
討を重ねた。その結果、前記説明の実施例に限らず、屈
折率と膜厚の組合せ(層数の違いを含む)が実施可能な
範囲でどのような組合せであっても、光干渉フィルター
膜が層数が2以上の多層膜であり、「膜の分光透過率曲
線が可視光領域の短波長側に透過率最小値が80%以下
である谷状の窪みを形成し、該透過率最小値の波長位置
が500nm以下の領域に存在し、かつ600〜800nm
の波長領域の膜の透過率が70%以上である」という分
光透過率特性上の条件を満たす限りにおいては常に、6
000〜7500Kの色温度の光源に該フィルター膜を
適用した場合に、500〜4000Kの範囲の任意の大
きさの色温度低下を実現できることが判明した。逆に、
上記条件から外れた場合には、いくつかの不都合な点が
生じた。これについて以下説明する。
By the way, it is well known that the form of the spectral transmittance curve of the optical interference filter film changes variously depending on the combination of the refractive index and the film thickness of each layer constituting the film. Therefore, with respect to the optical interference filter film applied to the light source, many studies have been conducted by changing the combination of the refractive index and the film thickness of each layer to change the form of the spectral transmittance curve of the film. As a result, the number of layers of the optical interference filter film is not limited to the above-described examples, and whatever the combination of the refractive index and the film thickness (including the difference in the number of layers) can be implemented. It is a multi-layered film of two or more, and "the spectral transmittance curve of the film forms a valley-shaped depression having a minimum transmittance value of 80% or less on the short wavelength side of the visible light region, and the wavelength position of the minimum transmittance value is formed. Exists in the region of 500 nm or less, and 600 to 800 nm
The transmittance of the film in the wavelength region of is 70% or more. "
It has been found that when the filter film is applied to a light source having a color temperature of 000 to 7500K, a reduction in color temperature of any size in the range of 500 to 4000K can be realized. vice versa,
If the above conditions are not met, some disadvantages occur. This will be described below.

【0026】まず、光干渉フィルター膜の層数に関して
は、単層膜の場合、色温度低下に最も有効である400
〜500nmの比較的狭い波長領域だけを反射するような
分光透過率特性を持たせるようにすることが難しい。図
9は単層膜の分光透過率特性の一例を示したものであ
る。透過率最小値の波長位置を、例え400〜500nm
の波長範囲に設定しても、反射領域がその前後にも広が
ってしまうことが図9からもわかる。この結果、単層膜
を適用した場合は、色温度低下が500K未満で十分で
ない。従って、層数は2以上とし、屈折率が互いに異な
る薄膜を積層して膜を構成するのが好ましい。
First, regarding the number of layers of the optical interference filter film, in the case of a single-layer film, 400 is most effective in reducing the color temperature.
It is difficult to provide a spectral transmittance characteristic that reflects only a relatively narrow wavelength region of up to 500 nm. FIG. 9 shows an example of the spectral transmittance characteristics of a single layer film. The wavelength position of the minimum transmittance is 400 to 500 nm.
It can be seen from FIG. 9 that even if the wavelength range is set to, the reflection region will spread before and after that. As a result, when the single-layer film is applied, the color temperature decrease of less than 500K is not sufficient. Therefore, it is preferable that the number of layers is two or more, and thin films having different refractive indexes are laminated to form a film.

【0027】次に、分光透過率曲線の谷状の窪みの深さ
と位置に関しては、谷状の窪みの最小値が80%を超え
る場合は色温度低下の大きさが500K未満で十分でな
く、又、谷状の窪みの最小値の波長位置が500nmより
も長波長側に存在する場合は色温度低下の大きさが50
0K未満となるか又は色温度上昇をもたらすので好まし
くない。なお、光干渉フィルター膜の層数を増やしてい
くと、分光透過率曲線の谷状の窪みの最小値が0%に近
づいていく。しかし、この場合、層数が多い割には色温
度低下の大きさが小さくて非効率的であり、膜の透過光
は完全な着色光となる。従って、完全な着色光となるの
を避けたい場合は、光干渉フィルター膜の層数を8層以
下とし、又、分光透過率曲線の谷状の窪みの最小値がお
おむね15%以上となるように透過率特性を調整するの
が望ましい。
Next, regarding the depth and position of the valley-shaped depression of the spectral transmittance curve, if the minimum value of the valley-shaped depression exceeds 80%, the magnitude of the color temperature decrease is less than 500K, which is not sufficient. When the wavelength position of the minimum value of the valley-shaped depression is on the longer wavelength side than 500 nm, the magnitude of the color temperature decrease is 50.
It becomes less than 0K or causes an increase in color temperature, which is not preferable. When the number of layers of the optical interference filter film is increased, the minimum value of the valley-shaped depression of the spectral transmittance curve approaches 0%. However, in this case, the number of layers is large and the decrease in color temperature is small, which is inefficient, and the light transmitted through the film is completely colored light. Therefore, if it is desired to avoid completely colored light, the number of layers of the optical interference filter film should be 8 or less, and the minimum value of the valley-shaped depression of the spectral transmittance curve should be approximately 15% or more. It is desirable to adjust the transmittance characteristics.

【0028】更に、600〜800nmの波長領域の膜の
透過率に関しては、この領域の透過率が70%未満にな
ると、例え分光透過率曲線の主要な谷状の窪みが可視光
領域の短波長側に存在する場合であっても、層数の割に
は色温度低下の大きさが十分でないか又は色温度上昇を
もたらすので好ましくない。
Further, regarding the transmittance of the film in the wavelength region of 600 to 800 nm, when the transmittance of this region is less than 70%, the main valley-shaped depression of the spectral transmittance curve is a short wavelength in the visible light region. Even if it exists on the side, the color temperature decrease is not sufficient for the number of layers or the color temperature increases, which is not preferable.

【0029】前記実施例では発光管内に封入する金属ハ
ロゲン化物がDyI3、NdI3及びCsIの3種類の場
合について説明したが、本発明ではこれらの物質に限定
されることはなく、これらの他に他の金属ハロゲン化物
を微量添加してもよい。又、点灯時に発光管内部の色温
度が6000〜7500Kとなり、かつ安定したランプ
特性を与えるならば、前記3種以外の金属ハロゲン化物
の組合せを選択できる。
In the above-mentioned embodiment, the case where the metal halide to be sealed in the arc tube is three kinds of DyI 3 , NdI 3 and CsI has been described, but the present invention is not limited to these materials and other materials. A small amount of another metal halide may be added. Further, if the color temperature inside the arc tube becomes 6000 to 7500K at the time of lighting and stable lamp characteristics are provided, a combination of metal halides other than the above three types can be selected.

【0030】又、前記実施例では、光干渉フィルター膜
の形成部位がすべてメタルハライドランプの発光管の外
表面であったが、ランプの外管の表面、又は発光管を囲
繞する透明なランプ構成部材、例えば筒状のスリーブの
表面に形成してもよい。さらに、光干渉フィルター膜を
構成する金属酸化物の組合せはTa25−SiO2であ
ったが、Ta25−SiO2、TiO2−SiO2、Zr
2−SiO2及びNb25−SiO2の組合せのうちの
少なくとも1つの組合せであればよい。従って、光干渉
フィルター膜は、例えば酸化アルミニウム(Al23
等の他の金属酸化物を、単独の薄層として又は混合酸化
物の形で含んでいてもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the formation portion of the light interference filter film is entirely the outer surface of the arc tube of the metal halide lamp, but the surface of the outer tube of the lamp or a transparent lamp constituent member surrounding the arc tube. For example, it may be formed on the surface of a tubular sleeve. Further, the combination of metal oxides forming the optical interference filter film was Ta 2 O 5 —SiO 2 , but Ta 2 O 5 —SiO 2 , TiO 2 —SiO 2 , Zr.
Any combination of O 2 —SiO 2 and Nb 2 O 5 —SiO 2 may be used. Therefore, the optical interference filter film is made of, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 )
Other metal oxides such as may be included as a single thin layer or in the form of mixed oxides.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の第1のメタルハライドランプ
は、光干渉フィルター膜を適用する光源として、点灯時
に発光管内部が6000〜7500Kという高い色温度
を有するメタルハライドランプを選定したので、200
0〜6000Kの範囲の色温度はすべて上記光干渉フィ
ルター膜の色温度低下効果によって実現すればよく、
又、該フィルター膜の分光透過率特性を所定の範囲内に
限定したので、該フィルター膜の熱線反射による副次的
な効果を回避することができ、該フィルター膜は2〜7
層程度の比較的少ない層数でも500〜4000Kの範
囲の任意の大きさの色温度低下を効率よく実現できる。
In the first metal halide lamp of the present invention, the metal halide lamp having a high color temperature of 6000 to 7500K inside the arc tube is selected as a light source to which the light interference filter film is applied.
Color temperatures in the range of 0 to 6000K may be realized by the color temperature lowering effect of the optical interference filter film,
Further, since the spectral transmittance characteristic of the filter film is limited within a predetermined range, it is possible to avoid a secondary effect due to heat ray reflection of the filter film.
Even with a relatively small number of layers, it is possible to efficiently realize an arbitrary reduction in color temperature in the range of 500 to 4000K.

【0032】本発明の第2のメタルハライドランプにお
いては、動程特性が安定していて、又、ランプ間相互の
特性のばらつきが小さく、従って光干渉フィルター膜の
適用により常に所望の色温度が得られる。
In the second metal halide lamp of the present invention, the range characteristic is stable, and the characteristic variation among the lamps is small, so that the desired color temperature can always be obtained by applying the optical interference filter film. To be

【0033】本発明の第3のメタルハライドランプにお
いては、光干渉フィルター膜は耐熱性に優れ、長期にわ
たって初期特性を保持できる。
In the third metal halide lamp of the present invention, the light interference filter film is excellent in heat resistance and can maintain initial characteristics for a long period of time.

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

【図1】本発明の実施例のメタルハライドランプの一部
切欠概略図。
FIG. 1 is a partially cutaway schematic view of a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention.

【図2】Dy−Nd−Cs系メタルハライドランプの分
光放射照度を示す図であって、実線は本発明の一実施例
のメタルハライドランプの特性を表わし、破線はそのメ
タルハライドランプにおいて光干渉フィルター膜を有し
ない場合の特性を表わす。
FIG. 2 is a diagram showing the spectral irradiance of a Dy-Nd-Cs-based metal halide lamp, the solid line shows the characteristics of the metal halide lamp of one embodiment of the present invention, and the broken line shows the optical interference filter film in the metal halide lamp. Represents the characteristics when not having.

【図3】Dy−Tl−Cs系メタルハライドランプの分
光放射照度を示す図であって、実線は光干渉フィルター
膜を有する従来のメタルハライドランプの特性を表わ
し、破線はそのメタルハライドランプにおいて光干渉フ
ィルター膜を有しない場合の特性を表わす。
FIG. 3 is a diagram showing the spectral irradiance of a Dy-Tl-Cs-based metal halide lamp, where the solid line represents the characteristics of a conventional metal halide lamp having an optical interference filter film, and the broken line represents the optical interference filter film in the metal halide lamp. Represents the characteristics when there is no.

【図4】実施例Iのメタルハライドランプに用いられて
いる光干渉フィルター膜の分光透過率特性を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of an optical interference filter film used in a metal halide lamp of Example I.

【図5】実施例IIのメタルハライドランプに用いられて
いる光干渉フィルター膜の分光透過率特性を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of an optical interference filter film used in the metal halide lamp of Example II.

【図6】実施例IIIのメタルハライドランプに用いられ
ている光干渉フィルター膜の分光透過率特性を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of an optical interference filter film used in the metal halide lamp of Example III.

【図7】実施例IVのメタルハライドランプに用いられて
いる光干渉フィルター膜の分光透過率特性を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of an optical interference filter film used in the metal halide lamp of Example IV.

【図8】比較のために例示した光干渉フィルター膜の分
光透過率特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of an optical interference filter film exemplified for comparison.

【図9】単層膜の分光透過率特性の一例を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an example of spectral transmittance characteristics of a single layer film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光管 2,3 電極 4,5 保温膜 6 光干渉フィルター膜 7 石英スリーブ 8,9 リード線 10 外管 1 arc tube 2,3 electrode 4,5 heat insulating film 6 optical interference filter film 7 quartz sleeve 8,9 lead wire 10 outer tube

【表2】 [Table 2]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属ハロゲン化物と水銀と希ガスを封入
した発光管と該発光管を内蔵する外管とを少なくとも具
備し、該発光管の表面、又は該発光管を包囲する透光性
部材の表面の少なくとも一方に、入射光の色温度を低下
させる作用を有する光干渉フィルター膜を設けてなるメ
タルハライドランプにおいて、ランプ点灯時に前記発光
管の内部の色温度が6000〜7500Kであり、かつ
前記光干渉フィルター膜は、層数が2以上の多層膜であ
り、膜の分光透過率曲線が可視光領域の短波長側に透過
率最小値が80%以下である谷状の窪みを形成し、該透
過率最小値の波長位置が500nm以下の領域に存在し、
かつ600〜800nmの波長領域の膜の透過率が70%
以上であるという分光透過率特性を有することを特徴と
するメタルハライドランプ。
1. A translucent member which comprises at least an arc tube containing a metal halide, mercury and a rare gas, and an outer tube containing the arc tube, and which surrounds the surface of the arc tube or the arc tube. In a metal halide lamp having an optical interference filter film having an action of lowering the color temperature of incident light on at least one of the surfaces, the color temperature inside the arc tube is 6000 to 7500K when the lamp is lit, and The optical interference filter film is a multilayer film having two or more layers, and the spectral transmittance curve of the film forms a valley-shaped depression having a minimum transmittance of 80% or less on the short wavelength side of the visible light region, The wavelength position of the minimum transmittance exists in a region of 500 nm or less,
And the transmittance of the film in the wavelength range of 600 to 800 nm is 70%.
A metal halide lamp having the spectral transmittance characteristics described above.
【請求項2】 前記金属ハロゲン化物は、少なくともデ
ィスプロシウム、ネオジウム及びセシウムの沃化物より
なる請求項1項記載のメタルハライドランプ。
2. The metal halide lamp according to claim 1, wherein the metal halide is at least iodide of dysprosium, neodymium and cesium.
【請求項3】 前記光干渉フィルター膜は、構成要素と
して少なくともTa25−SiO2、TiO2−Si
2、ZrO2−SiO2又はNb25−SiO2からなる
金属酸化物の組合せから選ばれる組合せを含むことを特
徴とする請求項1又は2項記載のメタルハライドラン
プ。
3. The optical interference filter film comprises at least Ta 2 O 5 —SiO 2 and TiO 2 —Si as constituent elements.
O 2, ZrO 2 -SiO 2 or Nb 2 O 5 according to claim 1 or 2 claim of a metal halide lamp characterized in that it comprises a combination selected from combinations of metal oxides consisting of -SiO 2.
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DE69514710T DE69514710T2 (en) 1994-05-12 1995-05-12 Metal halide lamp
US08/439,940 US5646472A (en) 1994-05-12 1995-05-12 Metal halide lamp
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0982760A1 (en) 1998-08-28 2000-03-01 Matsushita Electronics Corporation Discharge lamp for automobile headlight and the automobile headlight

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0982760A1 (en) 1998-08-28 2000-03-01 Matsushita Electronics Corporation Discharge lamp for automobile headlight and the automobile headlight

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