JPH08102293A - 高圧放電ランプおよび高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】経時的演色性の変化が少なくかつ投光の色むら
の少ない、メタルハライドランプを用いた光源装置を提
供すること。 【構成】片封止形メタルハライドランプ１は、外因器１
０に収容されている。外囲器１０は、反射体１２と、こ
の反射体１２の投光開口部１２ｂを気密に閉塞した透光
部材としての前面ガラス１５と、反射体１２の背面に彼
着された口金１８とで構成されている。ランプ点灯時、
ランプ１の最冷部となる位置で余剰ヨウ化金属は面積が
約９ｍｍ２の液体状で透光性の黄色のフィルムＡとな
る。前面ガラス１５は、５８０〜５９０ｎｍ付近の光の
透過を規制する手段を有している。

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
の発光を利用する光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電球を凹状の反射容器内に
収容させて、いわゆる光源と反射器とを一体的にしてい
る反射形光源が使用されている。ここで、上記反射容器
は、例えばガラス等の耐熱性材料で形成され、また、そ
の容器の内面にアルミニウム等の光反射性の優れた金属
を蒸着により被着させて形成されている。

【０００３】また、最近では、ランプ効率の優れた例え
ばメタルハライドランプ等の金属蒸気放電灯を電球等の
代わりに上記反射容器内に収容して、反射形放電灯を構
成させることも行われている。

【０００４】メタルハライドランプは、ハロゲン化金属
が封入されており、ランプにそれぞれ波長の異なる光を
発する複数種のハロゲン化金属を混合封入することで、
ランプの演色性を高めている。

【０００５】また、メタルハライドランプの場合、発光
管として石英材料を採用することが一般的であるが、石
英製の発光管であると、封入するハロゲン化金属は、発
光管と反応したり、発光管から外部に析出したりして、
経時的に減少する。ハロゲン化金属が減少すると、ラン
プの演色性が、経時的に変化し、多くの場合悪くなる。

【０００６】したがって、発光管に封入するハロゲン化
金属は、過剰にすることが好ましい。

【０００７】しかし、本発明者らは、特定のハロゲン化
金属を過剰に封入するとランプ出力光の色むらの問題が
生じることを究明した。

【０００８】ハロゲン化金属を過剰に発光管に封入する
と、ランプ点灯時、発光管の最冷部となる箇所に余剰の
ハロゲン化金属が、液体状態でフィルム状に溜る。この
フィルム状のハロゲン化金属が、たとえばヨウ化ナトリ
ウムであると、非透光性の銀色を呈し、放電による光の
一部を吸収または反射して遮断する。この場合は、光を
変色させる作用はないので色むらの問題は生じない。

【０００９】しかしながら、ハロゲン化金属として、タ
リウム、錫、スカンジウムなどのハロゲン化金属を使用
した場合、ハロゲン化金属は、液体状態で透光性の黄色
を呈するために、放電からの入射光を黄色に変色させて
出力する。したがって、発光管の余剰のハロゲン化金属
位置から出力される黄色光が原因となり、照射光の色む
らとなるのである。

【００１０】特願平３ー２５２６０１号には、ナトリウ
ムと水銀が封入され、下端部に余剰ナトリウムを溜める
導入管５ｂを取り付けた発光管６２を持つ高圧ナトリウ
ムランプ６３を反射体６４内に取付け、反射体６４の投
光閉口６５ａに酸化ネオジウムを含有する透光部材６５
を配設した照明器具（図３）が開示されているが、この
ものは、ナトリウムを過剰に封入しているために、ナト
リウムの発光主波長である５８５ｎｍの出力が他の波長
に比べて大きいので、酸化ネオジウムの透光性部材によ
って、５８５ｎｍの波長をある程度低減し、照明器具外
部に出力される光の演色性を高めたものである。

【００１１】しかしながら、この技術は、導入管５ｂ内
に過剰物を溜めるのものであり、また、透光性の余剰物
は生成されないから、色むらの問題はそもそも生じな
い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、経時的演色
性の変化が少なくかつ投光の色むらの少ない、高圧放電
ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の高圧放電ラン
プは、発光管内に、液化状態で透光性の略黄色を呈する
ハロゲン化金属を点灯中余剰となるように封入している
メタルハライドランプと、投光開口を有し、上記ランプ
を内包する反射体と、反射体の投光閉口に配設され、上
記ランプを光源として直接的または間接的に入射する可
視光の内５８０〜５９０ｎｍの透過率が他の可視光の透
過率よりも低い透光部材と、を具備していることを特徴
とする。

【００１４】請求項２の高圧放電ランプは、発光管内
に、タリウム、錫およびスカンジウムの内少なくとも一
種を含むハロゲン化金属を点灯中余剰となるように封入
しているメタルハライドランプと、投光閉口を有し、上
記ランプを内包する反射体と、反射体の投光閉口に配設
され、上記ランプを光源として直接的または間接的に入
射する可視光の内５８０〜５９０ｎｍの透過率が他の可
視光の透過率よりも低い透光部材と、を具備しているこ
とを特徴とする。なお、タリウム、錫およびスカンジウ
ムのハロゲン化金属は、ヨウ化物でも臭化物であっても
液化状態で略黄色透光性となる。

【００１５】請求項３は、透光部材が、酸化ネオジウム
を含有していることを特徴とする請求項１または２記載
の高圧放電ランプである。

【００１６】請求項４の高圧放電ランプ点灯装置は、請
求項１ないし３いずれか一記載のメタルハライドランプ
と、このランプを安定的に点灯する点灯装置と、を具備
していることを特徴とする。

【００１７】請求項５の照明装置は、請求項１ないし３
いずれか一記載のメタルハライドランプと、このランプ
を収納する照明装置本体と、を具備していることを特徴
とする。

【００１８】請求項６の照明装置は、請求項１ないし３
いずれか一記載のメタルハライドランプと、このランプ
を安定的に点灯する点灯装置と、このランプおよび点灯
装置を収納する照明装置本体と、を具備していることを
特徴とする。

【００１９】本発明において、照明装置とは、メタルハ
ライドランプの発光を利用する装置であればよく、たと
えば、スポットライトや投光器などの照明器具、ヘッド
ライト等を持つ車両へ液晶プロジェクションテレピやオ
ーバーヘッドプジェクタ等の光学装置を含む。

【００２０】また、液化状態で透光性の略黄色のハロゲ
ン化金属とは、高温時の液化状態でおよそ５８０〜５９
０ｎｍを主として透過するハロゲン化金属をいう。ただ
し、低温時の固体状態では、どの様な色であってもかま
わない。

【００２１】透光部材の光学特性としては、紫外線域あ
るいは赤外線域は透過してもしなくてもよい。また、透
光部材の形状は、板状の他、光屈折作用を有する特殊形
状を含む。

【００２２】

【作用】請求項１ないし６の構成であると、ランプが放
電するとアークから多種の波長を含む光が出力される。

【００２３】アークから出力された光は、発光管を通過
し、一部が直接透光閉口から出力さ、その他が間接的に
反射体で一旦反射された後、透光閉口から出力される。

【００２４】発光管を通過した光の内、ハロゲン化金属
溜りを介さず直接発光管を通過した光は、アークから出
力される光そのものであるが、ハロゲン化金属溜りを介
して発光管を通過した光は、ハロゲン化金属が透光性の
略黄色となっているため、５８０〜５９０ｎｍ以外の波
長が５８０〜５９０ｎｍよりも低減する。すなわち、直
接発光管を通過した光よりも黄味がかった光となる。

【００２５】前記直接発光管を通過した光は、透光部材
を通過して、５８０〜５９０ｎｍが５８０〜５９０ｎｍ
以外の波長よりも低減した光となって反射体外に出力さ
れる。

【００２６】前記ハロゲン化金属溜りを介して発光管を
通過した光は、やはり透光部材を通過して、５８０〜５
９０ｎｍが５８０〜５９０ｎｍ以外の波長よりも低減し
た光となる。

【００２７】ハロゲン化金属溜りを介して透光部材を通
過した光は、ハロゲン化金属溜りによって５８０〜５９
０ｎｍ以外の波長が低減しているが、透光部材によって
５８０〜５９０ｎｍの波長も低減しているので、アーク
から出た光の各波長が全体的に低減した光となる。一
方、ハロゲン化金属溜りを介さずに透光部材を通過した
光は、透光部材によって５８０〜５９０ｎｍのみが低減
した光となる。

【００２８】ここで、透光部材を設けない場合を考えて
みると、ハロゲン化金属溜りを介して透光部材を通過し
た光は、ハロゲン化金属溜りによって５８０〜５９０ｎ
ｍ以外の波長が低減した光となる。一方、ハロゲン化金
属溜りを介さずに透光部材を通過した光は、アークから
出た光そのものである。

【００２９】人間の視認性上、混色光の場合は、単色光
の場合よりも知覚視認しずらい。透光部材を設けない場
合は、明らかに投光開口から出力される−部の光が黄色
として認識されるため、人間は、他の光との色差すなわ
ち色むらを感じる。しかし、本発明のように透光部材を
設けた場合は、ァークから出た光の各波長が全体的に低
減した渡色光と、５８０〜５９０ｎｍのみが低減した混
色光と、を人間は見るわけであるから、透光部材を設け
ない場合に比べて色むらと感じにくくなる。

【００３０】

【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
店舗照明などに使用されるダウンライト形照明装置に適
用した実施例にもとづき説明する。

【００３１】図１において、１は高圧放電ランプとして
用いられる片封止構造の小形メタルハライドランプを示
し、このランプ１は定格入力１５０ｗであり、例えば内
径が１２．０ｍｍで、内容積１．ｌｃｃの略球形をなす
石英ガラスからなる発光管２の一端に圧潰封止部３を形
成し、この封止部３に一対の電極４、４を封装してあ
る。電極４、４はそれぞれタングステンからなる電極軸
５、５の先端にタングステンワイヤからなる電極コイル
６、６を巻回して構成されており、これら一対に電極コ
イル６、６が発光管２内で所定の電極間距離を存して互
いに対向されている。電極軸５、５は上記圧潰封止部３
に封着されたモリブデンからなる金属箔導体７、７に接
続されており、これら金属箔導体７、７には外部リード
線８、８が接続されている。外部リード線８、８は圧潰
封止部３の端面から導き出されていろ。このような発光
管２には、発光金属としてＳｎ−Ｎａ−ＴＩ−ｌｎ−Ｌ
ｉ−Ｓｃのヨウ化物を完全蒸発量２ｍｍｇに対して１ｍ
ｍｇ過剰に封入されているとともに、緩衝金属として水
銀および希ガスとしてアルコンガスが封入されている。
なお、ヨウ化物を１ｍｍｇ過剰に封入されたことで、６
０００時間点灯しても初期の演色性を維持でき、一方、
ランプ点灯時、ランプの最冷部となる位置で余剰ヨウ化
金属は面積が約９ｍｍ２の液体状で透光性の黄色のフィ
ルムＡとなる。ランプの最冷部となる位置は、ランプ構
造等によって異なるが、通常、発光管の鉛直方向の最下
部に形成される。

【００３２】このような構成の片封止形メタルハライド
ランプ１は、外囲器１０に収容されている。外囲器１０
は、反射体１２と、この反射体１２の投光開口部１２ｂ
を気密に閉塞した透光部材としての前面ガラス１５と、
反射体１２の背面に被着された口金１８とで構成されて
いる。

【００３３】反射体１２は例えばほう珪酸ガラスからな
り、放物線曲面からなる有効反射部２１とこの有効反射
部２１に連なる凹部２２を備えており、凹部２２の奥部
は閉塞壁２３により閉止されている。なお、有効反射部
２１の焦点位置にランプ１の電極コイル６、６間の中央
が位置するようにしている。上記有効反射部２１および
凹部２２の内面には、アルミ蒸着膜などからなる反射膜
２５が形成されている。上記反射体１２の閉塞壁２３に
は、一対の導電線を兼ねるサポートワイヤ２６、２６が
気密に貫通されており、これらサポートワイヤ２６、２
６の反射体１２内部に伸びる端部には、上記メタルハラ
イドランプ１の外部リード線８、８がそれぞれ接合され
ている。このためメタルハライドランプ１は、サポート
ワイヤ２６、２６に機械的に支持されており、この場合
ランプ１の発光中心が上記有効反射部２１の焦点位置と
一致または接近するように配置されている。また、メタ
ルハフイドランプ１は、サポートワイヤ２６、２６に対
し電気的に接続されている。

【００３４】サポートワイヤ２６、２６は接続線２７、
２７を介して前記口金１８のシェル１８ａおよび外部端
子１８ｂに接続されている。

【００３５】５１はたとえばインバータ式の点灯回路と
しての安定器であり、商用電源５０の電力供給を受け、
約１５ｋＨｚの交流高周波出力を外部端子１８ｂを挿着
したソケット５２を介して光源１に供給し、光源１をラ
ンプ電圧９５Ｖ、ランプ電流ＩＡで点灯させるものであ
る。

【００３６】なお、外囲器１０内には不活性ガスとして
窒素が封入されている。

【００３７】上記外囲器１０は、照明装置本体４１に収
容されている。照明装置本体４１は、天井４２の開口４
２ａに取り付けられ、内部に反射面４３、上面にソケッ
ト５２が取り付けられている。

【００３８】このような構成のダウンライトにおいて
は、メタルハライドランプ１から放射される光は、一部
が直接前面ガラス１５を透過し、残りは反射体１２の内
面に形成された反射膜２５により反射されて前面ガラス
１５に向かい、この前面ガラス１５を透過して本実施例
の場合下方を照射する。なお、照射方向は、使用者のニ
ーズによって横方向、斜め下方向など選択することがで
きる。

【００３９】ところで、本発明の前面ガラス１５は、５
８０〜５９０ｎｍ付近の光の透過を規制する手段を有し
ており、例えば５８０〜５９０ｎｍ付近の光を反射する
多層干渉膜からなるフィルタ膜を形成してもよいが、本
実施例の場合は前面ガラス１５として酸化ネオジウムが
入ったネオジウムガラスを用いている。ネオジウムガラ
スは５８０〜５９０ｎｍ付近の光の透過を３０％程度ま
で低下させる。

【００４０】本実施例の場合と比較品としての前面ガラ
スを可視光の全波長の透過性をほぼ１００％の硬質ガラ
スにした場合とについて、前面ガラス１５を透過した光
の平均演色評価数Ｒａ、平均色温度Ｔｃ、特殊演色評価
数Ｒ９、ランプ効率および前面ラス１５面の色温度変化
（バラツキ）を測定したところ、本実施例は、Ｒａ、Ｔ
ｃ、Ｒ９、ｌｍ／Ｗ、Ｔｃ差がそれぞれ８０、３０００
Ｋ、一２７、６０ｌｍ／Ｗ、８０Ｋであったのに対し、
比較品の場合は、それぞれ８７、３３００Ｋ、６０、５
１ｌｍ／Ｗ、２００Ｋとなった。

【００４１】本実施例の場合は、平均演色評価数Ｒａ、
平均色温度Ｔｃおよび特殊演色評価数Ｒ９、前面ガラス
１５面の色温度変化の各特性とも比較品に比べて大幅に
向上しており、特に色むらとなる色温度変化は２００Ｋ
から８０Ｋにすることができ、照明していても色むらが
ほとんど感じられなかった。これに引き替え、ランプ効
率の低下は１５％程度にとどめることができた。本実施
例では余剰ハロゲン化物を１ｍｍｇ封入したが、更に封
入すればより長時間演色性を変化させないでランプを点
灯することができる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１ないし６によれば、経時的に演
色性が変化しにくく、投光開口を見た時、色むらの少な
い高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明
装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の要部断面図。

【図２】本発明の第１の実施例をブロック的に示す図。

【図３】従来の放電灯の断面図。

【符号の説明】

１・・・メタルハライドランプ、２・・・発光管、１５
・・・投光部材、２１・・・反射体、４１・・・照明装
置本体 ５１・・・点灯装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧田 和雄 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光管内に、液化状態で透光性の略黄色を
   呈するハロゲン化金属を点灯中余剰となるように封入し
   たメタルハライドランプと；投光閉口を有し、上記ラン
   プを内包する反射体と；反射体の投光閉口に配設され、
   上記ランプを光源として直接的または間接的に入射する
   可視光の内５８０〜５９０ｎｍの透過率が他の波長の可
   視光の透過率よりも低い透光部材と；を具備しているこ
   とを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】発光管内に、タリウム、錫およびスカンジ
   ウムの内少なくとも一種を含むハロゲン化金属を点灯中
   余剰となるように封入しているメタルハライドランプ
   と；投光閉口を有し、上記ランプを内包する反射体と；
   反射体の投光閉口に配設され、上記ランプを光源として
   直接的または間接的に入射する可視光の内５８０〜５９
   ０ｎｍの透過率が他の波長の可視光の透過率よりも低い
   透光部材と；を具備していることを特徴とする高圧放電
   ランプ。
3. 【請求項３】透光部材は、酸化ネオジウムを含有してい
   ることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ラ
   ンプ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放
   電ランプと；このランプを安定的に点灯する点灯装置
   と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点
   灯装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放
   電ランプと；このランプを収納する照明装置本体と；を
   具備していることを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放
   電ランプと；このランプを安定的に点灯する点灯装置
   と；上記ランプおよび点灯装置を収納する照明装置本体
   と；を具備していることを特徴とする照明装置。