JPH1186795A

JPH1186795A - 照明システム

Info

Publication number: JPH1186795A
Application number: JP10205676A
Authority: JP
Inventors: Dietrich Fromm; フロムディートリッヒ; Dieter Lang; ラングディーター; Klaus Stockwald; シュトックワルトクラウス
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 1999-03-30
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: EP0903770B1; JP4335332B2; HUP9801641A2; CA2243737A1; HU9801641D0; HU221394B1; HUP9801641A3; CA2243737C; EP0903770A2; US6069456A; EP0903770A3; DE19731168A1; DE59811826D1; ATE274236T1

Abstract

(57)【要約】【課題】無水銀の封入物により水銀を含有するメタル
ハライドランプの特性と等値の特性が得られる照明シス
テムを提供する。【解決手段】ランプの電子式給電ユニットが少なくと
も０．３Ｖ／μｓの電圧変化率を有する極性切換の間の
電圧の変化を媒介し、封入物が、ランプを点弧するため
の出発気体としても作用する緩衝気体、容易に気化し主
として（５０％以上）好ましくは水銀の電圧勾配にほぼ
相当する少なくとも４５Ｖ／ｃｍの電圧勾配を発生する
役割をする少なくとも金属ハロゲン化物から成る電圧勾
配形成体、及び少なくとも金属ハロゲン化物および（ま
たは）金属から成る光発生体を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランプおよび給電
ユニットから成る照明システム、特にランプとしてセラ
ミックス製の放電容器を有するメタルハライドランプを
使用する照明システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来メタルハライドランプにおいては特
定の特性を持たせるための緩衝気体としてたいてい水銀
（Ｈｇ）が使用された。この水銀は１．電子に対する大きい弾性的衝突断面積により、水銀
はプラズマアークのランプ電圧または電圧勾配（＝ラン
プ電圧／電極間隔）を設定する役割をする。２．水銀蒸気の比較的低い熱伝導性および比較的高い粘
性が放電容器の等温の壁温度の生成を改善する。３．水銀の高い蒸気圧により高圧ランプの電気的および
熱的特性の良好なドーゼージ可能性および設定可能性が
生ずる。４．水銀の不活性の金属的特性がランプの冷却の際のＨ
ｇおよび他の反応性の気体状物質（ハロゲン化物）の可
逆的な再生成を容易にする（液体状の過剰な金属、水銀
ハロゲン化物の生成）。の特徴を有する。

【０００３】現在の技術ではたとえばセラミックス製の
放電容器を有するメタルハライドランプに、ランプ電圧
設定のために電極間隔および使用される金属ハロゲン化
物封入物に関係して２５〜２００μｍｏｌ／ｃｍ³（５
〜４０ｍｇ／ｃｍ³）のＨｇが封入されている。

【０００４】しかし水銀は最近の大量生産のなかで使
用、生産および廃棄の際の環境危機に基づいてできるだ
け回避されるべき環境に有害かつ有毒の物質とみなされ
る。従って、無水銀の高圧放電ランプを開発する努力が
ますますされている。

【０００５】ドイツ特許第 40 35 561号明細書から、セ
ラミックス製の放電容器を有するメタルハライドランプ
であって、その無水銀の封入物がアーク放電の発生のた
めに希ガス（キセノン）およびリチウム（またはＮａ、
Ｔｉ、Ｉｎ）のハロゲン化物を含んでいるメタルハライ
ドランプは既に公知である。さらに封入物は、ハロゲン
化物複合物、たとえばナトリウムまたはリチウムのハロ
ゲン化物と複合物を形成するアルミニウムまたは亜鉛の
ハロゲン化物、を形成する物質を含んでいる。

【０００６】ドイツ特許第 27 07 204号明細書から、希
ガスおよび金属ハロゲン化物を有する無水銀の封入物で
あって、タリウム、１つまたは２つの希土類金属（Ｄ
ｙ、Ｈｏ）および（または）アルカリ金属（Ｎａ、Ｃ
ｓ）ならびに場合によってはインジウムを含んでいる封
入物は公知である。

【０００７】これらの文献には演色評価数も発光効率も
示されていない。自らの測定により、上記の封入物は示
されている作動条件のもとにたかだかＲａ＝６０の演色
評価数および６０ｌｍ／Ｗの発光効率に達することが判
明している。

【０００８】ヨーロッパ特許第 627 759号明細書から、
水銀を緩衝気体として使用する発光効率の高いメタルハ
ライドランプは公知である。１つの実施例は金属ハロゲ
ン化物としてのＨｆＢｒ₄の使用ならびに元素の亜鉛の
添加のもとに５３５０Ｋの色温度を有する昼光色応用の
ための無水銀の封入物をも示している。その際にキセノ
ン（低温封入圧力１ｂａｒ）は緩衝気体としての役割を
する。しかし、これらのランプは約６００Ｖの異常な再
点弧ピークを有し、またそのために高い費用を要する回
路技術によってのみ作動可能である。

【０００９】他方において、低水銀またはほぼ無水銀の
封入物は主として無電極のメタルハライド高圧ランプに
使用される。なぜならば、電磁波を介しての電気的エネ
ルギーの入結合はＨｇ密度の増大と共に減少し、また外
部のプラズマ層のなかで遮蔽されるからである。これら
のメタルハライドランプの場合にも主としてキセノン
（Ｘｅ）または他の希ガスが緩衝気体として利用され、
また非常に少量のＨｇ（＜１ｍｇ／ｃｍ³、ほとんど無
水銀）が封入される。しかし、この技術は非常に高い費
用を要し、また小さい電力（２５０Ｗ未満）のランプに
対しては不適である。なぜならば、発光効率がその場合
には劇的に低下するからである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、無水
銀の封入物により、水銀を含有するメタルハライドラン
プの特性と等値の特性が得られる照明システムを提供す
ることである。その際に主な特性としては少なくともＲ
ａ＝７５の演色評価数および少なくとも７５ｌｍ／Ｗの
発光効率を同時に得ることがあげられる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、少なくとも７５ｌｍ／Ｗの発光効率お
よび少なくとも７５の演色評価数を有する無水銀のメタ
ルハライドランプと、交流電圧を媒介する電子式給電ユ
ニットとを含んでいる照明システムであって、ランプが
放電容器を含んでおり、放電容器内に電極が気密に導入
されている照明システムにおいて、ランプの電子式給電
ユニットが少なくとも０．３Ｖ／μｓ、好ましくは少な
くとも１Ｖ／μｓ、の電圧変化率を有する極性切換の間
の電圧の変化を媒介し、封入物が次の成分、ランプを点
弧するための出発気体としても作用する緩衝気体、容易
に気化し主として（５０％以上）好ましくは水銀の電圧
勾配にほぼ相当する少なくとも４５Ｖ／ｃｍの電圧勾配
を発生する役割をする少なくとも金属ハロゲン化物から
成る電圧勾配形成体、及び少なくとも金属ハロゲン化物
および（または）金属から成る光発生体を含んでいる。
特に有利な実施形態は従属請求項にあげられている。

【００１２】発明が解決しようとする課題は、典型的な
メタルハライド高圧ランプの照明工学的および電気的特
性を十分に維持すると同時に、高圧ランプ内にＨｇに対
する代替物質または代替物質の混合物を必要とする。

【００１３】実証された電極保持技術が維持され、また
それによって小さい電力が実現され得ることも本発明に
とって重要である。

【００１４】放電容器は、それ自体公知のように、石英
ガラスから形成されることができる。しかし放電容器が
熱的により高く負荷可能なセラミックの透明または半透
明の材料から成っていることは特に好ましい。この材料
は単結晶性の金属酸化物（たとえばサファイア）、多結
晶性の焼結された金属酸化物（たとえば：ＰＣＡ：多結
晶性の緻密に焼結されたアルミニウム酸化物、イットリ
ウム‐アルミニウム‐ガーネットまたはイットリウム酸
化物）または多結晶性の非酸化性の材料（たとえばＡｌ
Ｎ）から成っていてよい。

【００１５】文献には緩衝気体としてのＨｇに対する代
替物として主に安定な希ガスの最も重いものとしてＸｅ
が使用される。石英ガラスから成る放電容器を使用する
際には、ランプ封入物が緩衝気体を高圧で含むように凍
結により封入され得る。放電容器としてセラミック体を
使用する際には、この封入方法は、放電容器に沿って高
い温度低下が生ずるので割れに通じ、またそのために高
い費用および危険を伴ってのみ使用可能である。

【００１６】いずれにせよ緩衝気体としてのキセノンは
ランプ内の電圧勾配にわずかな寄与（１０ないし２０
％）しか与えない。

【００１７】本発明の特に好ましい実施例においては、
無水銀の有電極のメタルハライドランプであって、石英
ガラスまたは硬質ガラスから成る排気された外側バルブ
のなかにセラミックス製の放電容器を有し、また高い発
光効率（典型的に＞８０ｌｍ／Ｗ）および高い演色評価
数（典型的に＞８０）を有する。

【００１８】本発明による封入物質により有利にホット
ホワイトないしニュートラルホワイトの色温度（典型的
に３０００〜４５００Ｋ）の範囲が実現され得る。しか
しなかんずく高いＲａ（約９０）を有する昼光白色の色
温度（約５３００Ｋ）を達成することも可能である。

【００１９】ランプ作動のための特別な機能を有する下
記の封入物構成成分が本発明により使用される。１．ランプを点弧させるための出発気体として、また同
時に緩衝気体として希ガス（Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅま
たはそれらの混合物）が使用される。最小封入圧（低
温）は１ｍｂである。典型的な圧力範囲は数ｍｂａｒな
いし１ｂａｒである。特別な密封技術（サーメットから
なる貫通部のレーザー溶接）の助けを借りて、セラミッ
クス製の放電容器を使用する場合に、希ガスを１ｂａｒ
以上の低温封入圧力を有する緩衝気体として使用するこ
とさえも可能である。２．電圧勾配形成体として、ランプの（約９００ないし
１１００°Ｃの放電容器の壁温度において、その際コー
ルド‐スポット温度は明らかにより低くにあり得る）作
動中にかなりの蒸気圧（好ましくは少なくとも０．５ｂ
ａｒ）に達する高い電子衝突断面積を有する少なくとも
１つの金属ハロゲン化物が使用される。なぜならば、電
圧勾配はなかんずくこれらの両因子により決められてい
るからである。本発明によれば、これらの金属ハロゲン
化物が放電アークのなかの電圧勾配を主として（少なく
とも５０％の割合で）決定すべきである。本質的にこの
金属ハロゲン化物は、電圧勾配の設定の部分的局面をカ
バーする観点で、Ｈｇに対する代替物質である。３．封入物はさらに主として光発生のために寄与する少
なくとも１つの光形成体を含んでいる。好ましくは金属
ハロゲン化物であり、さらに金属も使用され得る。

【００２０】ハロゲンとはここでは、また以下では、常
にヨード（ヨウ素）、臭素または塩素を意味する。しか
しフッ素は意味しない。相応のことがハロゲン化物に対
しても当てはまる。

【００２１】相応の蒸気圧曲線はたとえばランドルト、
ベルンシュタイン(Landolt-Bornstein) の表「等値の蒸
気‐凝縮水および浸透現象」、スプリンガー出版、ハイ
デルベルグ、１９６０年に記載されている。表現式Ｐ＝１０・ｅｘｐ（Ａ／Ｔ＋Ｂ）（ここでＰ＝蒸気圧：ａｔｍ、Ｔ＝温度：Ｋ）のなかで
ＡおよびＢは定数であり、これらの定数はここで重要な
いくつかの金属ハロゲン化物に対して以下に示されてい
る。以下の表において、JとあるはＩのドイツ語表記で
ヨウ素を示し、たとえばＴＩＪとあるはヨウ化タリウム
を意味する。

【００２２】

【表１】

【００２３】その際に注意すべきこととして、上記の関
係はなかんずく開始相で、比較的低い温度で、また沈殿
物が残っている飽和状態で、決定的な役割を演ずる。金
属ハロゲン化物の一部分、なかんずく電圧勾配形成体、
は特に不飽和状態にあっても作動し得る。

【００２４】有利にいくつかの封入物組成において第１
の付加添加物、好ましくは金属ハロゲン化物、はランプ
の電気的特性を改善するため、またアーク温度プロフィ
ルに影響を与えるために使用される。そのために特に、
励起‐またはイオン化エネルギーが上記の金属ハロゲン
化物の範囲内にあり、また好ましくはそれ以下の値であ
る金属または金属化合物が適している。

【００２５】さらに、自由な電気的に負の気体成分に対
するゲッターとして作用することによって再点弧ピーク
を減ずる別の第２の付加物質、好ましくは元素の金属、
が封入物に添加することができる。それらのハロゲン化
物は、電極の材料とランプのなかに位置している電流供
給部（Ｗ、Ｍｏ）の材料とからもしかしたら生じ得る金
属化合物よりも小さい生成エンタルピーを有する。それ
らは主としてランプの寿命を長くする役割をし、また効
率的な、安定な化学的なサイクリックプロセスを支援す
る。その際にそれはたいてい、これらの金属の既に封入
されたハロゲン化物に対して過剰に存在している元素の
金属、特にアルミニウム、亜鉛およびマグネシウム、で
ある。元素のタンタルによっても成功が得られる。これ
らの金属の最大の配量はそれぞれ１０ｍｇ／ｃｍ³であ
る。

【００２６】基本的には本発明に対して石英ガラスから
成る放電容器が使用可能である。しかし、しかしそれよ
りもはるかに高い壁温度を許すセラミックス製容器を有
するランプは有利である。それにより、明らかにより高
い全圧および部分蒸気圧ならびに光発生のために利用さ
れる物質のより高い粒子密度が設定され得る。さらに、
金属ハロゲン化物複合体形成の可能性および壁温度の上
昇による金属‐原子‐クラスターの形成のための過飽和
の金属蒸気の形成の可能性に対する条件が改善される。

【００２７】詳細には下記の封入物構成成分が使用さ
れ、その際にランプは主として、少なくとも部分構成要
素に関して、不飽和で作動させられる。１．出発気体：Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅまたはそれらの
混合物。これらの気体は緩衝気体としての役割もし得
る。典型的な封入量は１０〜５００ｍｂａｒ（低温封入
圧）であり、特に好ましくは５０〜３００ｍｂの範囲で
ある。２．電圧勾配形成体としては下記の金属のハロゲン化物
（好ましくは臭化物及び／又は、ヨウ化物）が適してい
る：Ａｌ、Ｂｉ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｓ
ｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｇａ。それらは単独にまたは混
合物として使用され得る（表２参照）。典型的な封入量
は１〜２００μｍｏｌ／ｃｍ³である。特に好ましい実
施例では３値の金属ハロゲン化物（たとえばＡｌ‐ハロ
ゲン化物）の割合は５〜５０μｍｏｌ／ｃｍ³であり、
４値の金属ハロゲン化物（たとえばＨｆ‐ハロゲン化
物）の割合は２〜２０μｍｏｌ／ｃｍ³であり、１ない
し２値の金属ハロゲン化物（たとえばＩｎ‐ハロゲン化
物、好ましくはＺｎＪ₂）の割合は１〜１００μｍｏｌ
／ｃｍ³である。さらに、元素のＺｎも電圧勾配形成体
として、なかんずく別の金属ハロゲン化物への添加物と
して適している。それによってランプ電圧が非常に良好
にＨｇ含有封入物における値（約７５ないし１１０Ｖ／
ｃｍ）にほぼ設定され得る。３．光発生並びに色温度および演色性の設定のために主
として寄与する光形成体として下記の金属のハロゲン化
物（好ましくは臭化物、ヨウ化物）が適している：Ｎ
ａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔ
ｌ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｚｒ。それらは単独にまたは混合物と
して使用され得る（表３参照）。その配量は典型的に１
〜３０ｍｇ／ｃｍ³である。その際に、高い死体積を有
するセラミックス製の放電容器（ガラスロットによる毛
細管技術）に対しては焼結密封でのセラミックス製の放
電容器または石英ガラス容器に対する配量（典型的に３
ないし１０ｍｇ／ｃｍ³）よりも明らかに高い（約５な
いし１０倍高い）配量（典型的に１５ないし３０ｍｇ／
ｃｍ³）が指示されている。特別な例は、毛細管技術で
１７ｍｇ／ｃｍ³の特別な量が生ずるような、０．３ｃ
ｍ³のランプ体積における６成分混合物ＴｌＪ／ＤｙＪ
₃／ＴｍＪ₃／ＨｏＪ₃／ＣｅＪ₃／ＣｓＪ（５ｍｇ）
である。４．アーク柱の温度プロフィルへの強い影響を有する第
１の付加添加物としてはセシウムの金属ハロゲン化物が
適している。ナトリウムが光形成体として適していない
ならば、リチウムも（一緒に）使用され得る。５．第２の付加物質としての役割をし得る元素の金属添
加物に対しては０．５ないし１０ｍｇ／ｃｍ³の典型的
な配量が使用される。特にＡｌ（約１ｍｇ／ｃｍ³）ま
たはＳｎ（約１ｍｇ／ｃｍ³）またはＩｎ（約３ｍｇ／
ｃｍ³）の添加が推奨される。

【００２８】好ましくは、すべての封入された金属の全
モル量とすべての封入されたハロゲンの全モル量との比
は０．１と１０との間にある。

【００２９】ＷＯＸ₂（Ｘ＝ハロゲン）の増大した形成
による電極腐食を抑制するため、さらに酸素ゲッター
（たとえばＳｎＰ）も使用され得る。

【００３０】競争能力のある無水銀のメタルハライドラ
ンプを提供しようという努力のなかでの決定的なブレー
クスルーは、このようなランプの作動の仕方が注意深く
解析され、最適化されたことにより達成された。この観
点はこれまで無水銀のメタルハライド高圧ランプの開発
の際に完全に無視された。

【００３１】以前から知られている有水銀のメタルハラ
イドランプでは（５０Ｈｚ作動の際にも）再点弧電圧ピ
ークは生じない。なぜならば、水銀が主要な電圧勾配形
成体であるからである。放電容器内の自由なハロゲンの
量は、ハロゲンが自由な電化担体を実際上捕獲しないほ
どわずかである。従って、放電プラズマが迅速には崩壊
しない。それに対して、本発明による封入物を有するラ
ンプでは、５０Ｈｚでの従来通常の正弦波駆動中に、本
発明によるランプにおける放電の早期の消滅に通ずる高
い再点弧電圧ピークが生じ得ることが判明している。そ
の原因は、水銀が金属ハロゲン化物成分により置換され
ていることにある。その場合、放電容器内のハロゲンの
割合が比較的高い。自由な電化担体がハロゲンにより非
常に迅速に捕獲されるので、プラズマが非常に迅速に崩
壊する。この理由から、本発明によるランプの作動のた
めには、従来通常の給電ユニットはあまり良く適してい
ない。

【００３２】交流電圧でのランプの作動は、本発明によ
れば、極性切換の間のランプ電圧の変化（絶対値として
見れば負または正方向の電圧上昇）の変化率が、再点弧
ピークがランプ電圧の時間的経過の間に強く減ぜられる
ように迅速に行われるように、行われる。それによりラ
ンプの消光が確実に防止される。これらの再点弧ピーク
は極性切換の際の放電アークの消弧により、また電極の
冷却により生ずる。

【００３３】なお受容可能な再点弧ピークの高さは一方
では無負荷電圧、すなわち最大到達可能な供給電圧、に
従い、他方では電圧経路に位置しており特定の電圧の高
さ（上記の応答電圧）を上回った以降に点弧パルスをラ
ンプ電圧上に発生する点弧装置の応答‐電圧に従う。過
度に高い再点弧ピークによる誤った作動状態は点弧装置
の過負荷に通じ、その寿命を短くする。

【００３４】エッジ（すなわち最大の電圧変化の範囲）
で、電圧変化の絶対値を電圧変化の継続時間で割った値
として定義されるランプ電圧の電圧変化率（以下では簡
単化して電圧上昇率と呼ばれる）は少なくとも０．３Ｖ
／μｓ、特に好ましくは少なくとも１Ｖ／μｓ、である
べきであろう。良い結果が約３Ｖ／μｓにより得られ
る。

【００３５】十分な電圧上昇率は原理的に比較的高い周
波数（少なくとも１ｋＨｚ、好ましくは２５０ｋＨｚ以
上）の正弦波状の交流電圧により実現され得る。原理的
には比較可能な継続時間の半周期を有する他の類似の電
圧波形（たとえばのこぎり波）も適している。

【００３６】基本的には従来通常の点弧装置の使用が可
能である。その際に（正弦波電圧の使用のもとに）応答
電圧は無負荷電圧（または供給電圧）の約８５％に相当
する２００Ｖ_eff（＝２８２Ｖ_pk）である。以下では例
として、後者が２３０Ｖ_effの通常の系統電圧に相当す
ることが仮定されている。類似してもちろん中圧系統電
圧（約１１０Ｖ_eff）も使用され得る。ランプ電圧の受
容可能な再点弧ピーク（ここでは主としてピーク電圧に
関心があり、電圧の実効値にはあまり関心がない）は明
らかに応答電圧よりも低くなければならない。従って、
再点弧ピークに対しては無負荷電圧の約７５％の値が受
容可能である。２３０Ｖ_effの際には、このことはたと
えば１７３Ｖ_effの値、すなわち２４４Ｖ_pkのピーク電
圧を生ずる。

【００３７】方形波電流を与えられる電子式給電ユニッ
トを使用することは特に好ましい。なぜならば、このパ
ルス波形は本来急峻なエッジを保証するからである。従
って、原理的に、電圧上昇率を極性切換の際に０．３Ｖ
／μｓ以上の上記の範囲に設定するために、５０Ｈｚの
周波数で十分である。その理由は方形波のエッジの急峻
性にある。しかし、それよりも高い周波数（たとえば１
２０Ｈｚまたはそれ以上）での作動も可能である。電圧
上昇の継続時間がたかだか約４００μｓであることは有
利であり、特に好ましい実施例ではそれは１００μｓよ
りも短い。約１０ないし５０μｓの値は非常に良く適し
ている。

【００３８】適切な電子式給電ユニットは原理的にたと
えば米国特許第 4 291 254号明細書またはドイツ特許出
願公開第 44 00 093号明細書から既に知られている。こ
れらの明細書の内容を参照によりここに組み入れたもの
とする。しかし、そこにはなかんずく、高い作動周波数
により高められる発光効率（８％まで）の観点が考慮に
入れられている。

【００３９】方形波作動の特別な利点は、それにより音
響的共振のない安定な持続的作動のための基礎が与えら
れることである。原理的に、高い周波数の正弦波状の励
起も、正弦波状の電圧エッジを有する１ｋＨｚよりも高
い周波数での作動が行われ、その際にその時間スケール
が典型的に方形波作動の際の急峻なエッジ（１０ないし
１００μｓのオーダー）に相当するならば、可能であ
る。特に始動中には、音響的共振の恐れがあるので、高
い周波数（＞２５０ｋＨｚ）が有利である。その際に重
要なことは、電圧上昇率（Ｖ／μｓ）が、ランプのラン
プ電圧に重畳されている再点弧ピークが可能なかぎり抑
制されるように設定されることである。それにより正弦
波状の交流電圧の際にも安定な作動が可能である。

【００４０】さらに、方形波電流作動の別の有利な観点
は、ランプの電力が作動中に数パーセントに正確に一定
に保たれ得ることである（一定電力作動）。その際にラ
ンプには始動の間に最初の瞬間に既に定格電力の少なく
とも５０％（好ましくは６０％以上）が供給されるべき
であろう。従って、有利に、“一定電力”作動を実現
し、また高い再点弧ピークの生起を回避し得る方形波作
動の電子式給電ユニットが使用される。原理的に、一定
の電力により高圧放電ランプを作動させるための回路が
たとえばヨーロッパ特許第 A 680 245号明細書から知ら
れている。

【００４１】無水銀のランプの構成の特別な問題点は下
記の考察により一層詳細に説明される。

【００４２】無水銀の放電ランプによる以前の試みは、
光形成体としての希土類ハロゲン化物添加物を有する数
ｂａｒの圧力のＸｅ放電に基づいていた。キセノンはこ
こで専ら電圧勾配形成体である。しかし高いキセノン圧
力にもかかわらずこれらのランプのランプ電圧は（約８
７Ｖの水銀に対する値の約４０％に相当する）約３５Ｖ
でしかない。従って、ハロゲン化物を気化させるために
必要なランプ電力が相応に高い電流の供給により保証さ
れなければならない。このことは再び非常にマッシブな
電極を必要とし、このことはこれらのランプにおける点
弧およびアーク引受けを困難にする。

【００４３】それにくらべて本発明による解決策の出発
点はいま、水銀と比較可能な電圧勾配を発生するため
に、キセノンの代わりに最初に容易に気化可能な金属の
ヨー化物または臭化物を使用することにある。臭素およ
びヨード（原子状または分子状）は単独でまたは組み合
わせて電子捕獲のための大きい作用断面積を有する。そ
れによりランプのランプ電圧が負のイオンまたは分子の
形成のもとに高められる。

【００４４】電圧勾配形成体のコンセプトは、金属ハロ
ゲン化物が単独でこの機能を引受けるのではなく、電圧
勾配への特定の寄与（４０％まで）が相応に高いキセノ
ン圧力（５００ｍｂ低温封入圧力以上）により寄与され
るように変更され得る。このことは、電圧勾配形成体と
して使用される金属ハロゲン化物、たとえばＡｌ、Ｉ
ｎ、ＭｇおよびなかんずくＴｌのハロゲン化物、の一部
分が光形成体としても機能する可能なかぎり簡単な封入
物システムを顧慮しての良好な調和を許す。このコンセ
プトにおいて、キセノンが点弧気体および勾配形成体と
して作用するならば、高い始動電流（典型的に２Ａ）に
よる始動の際に電極が過度に強い加熱に対して保護され
ることは有利である。

【００４５】４５Ｖ／ｃｍよりも少ない低い電圧勾配の
使用はランプテクノロジー上の理由から可能なかぎり回
避されるべきであろう。なぜならば、その際に必要な高
い電流が比較的太い電極を必要とし、この電極がバーナ
ー壁に近いゆえにそこに有害な作用を惹起し得るからで
ある。加えて、非常にマッシブな電極の際には低温始動
特性が悪くなり、電極材料の飛散の増大という不利な結
果を伴い、このことは放電容器の壁の早期の黒化に通ず
る。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を複数の実施例によ
り一層詳細に説明する。

【００４７】図１には７０Ｗの電力を有するメタルハラ
イドランプが概略的に示されている。このランプはラン
プ軸線を定める円筒状の外側バルブ１から成っており、
外側バルブは両側で押し潰され（２）また口金を付けら
れている（３）。軸線方向に配置されているＡｌ₂Ｏ₃
セラミックから成る放電容器４は中央５で膨らまされて
おり、２つの円筒状の端部６ａおよび６ｂを有する。し
かし、この放電容器は、たとえばヨーロッパ特許出願公
開第 587 238号明細書から公知のように、栓として細長
い毛細管を有する円筒状であってもよい。放電容器は口
金部３と箔８を介して接続されている２つの電流リード
線７により外側バルブ１内に保持されている。これらの
リード線７はそれぞれ放電容器の端部における端栓１１
に嵌入されている貫通部９、１０と溶接されており、ま
たリード線７の一方は大きい膨張差を保証するためのモ
リブデン帯である。

【００４８】貫通部９、１０はたとえばモリブデンピン
である。両貫通部９、１０は栓１１と両側で向かい合っ
ており、放電側で、タングステンから成る電極軸１５と
放電側の端にかぶせられているらせん１６とから成る電
極１４を保持している。貫通部９、１０はそれぞれ電極
軸１５と、また外側のリード線７と突き合わせ溶接され
ている。

【００４９】端栓１１は主としてそれ自体は公知のセラ
ミック成分Ａｌ₂Ｏ₃および金属成分タングステンまた
はモリブデンを有するサーメットから成っている。

【００５０】第２の端部６ｂにはさらに栓１１内に軸線
平行な孔１２が設けられており、この孔はそれ自体公知
の仕方で放電容器の排気および封入に用いられる。この
孔１２は封入後に、専門用語でストッパと呼ばれるピン
１３により、または溶融セラミックスにより密封され
る。

【００５１】しかし基本的にはセラミックス製放電容器
に対して、また密封の技術に対して、すべての他の公知
の構造も選ぶことができる。たとえば冒頭に記載された
従来の技術またはヨーロッパ特許出願公開第 528 428号
およびヨーロッパ特許出願公開第 609 477号明細書を参
照されたい。

【００５２】放電容器の封入物は不活性の点弧気体／緩
衝気体、ここでは２５０ｍｂａｒの低温封入圧を有する
アルゴン、と金属ハロゲン化物への種々の添加物とから
成っている。

【００５３】詳細には、それは３つまでの電圧勾配形成
体、光形成体としての適切に選ばれた混合物ならびに場
合によっては他の付加物である。特にＴｌＪは、別の電
圧勾配形成体と組み合わせて、電圧勾配形成体および光
形成体としての二重機能で実証されている。

【００５４】表２はいくつかの封入物を示し、電圧勾配
形成体および光形成体は互いに分けられて示されてい
る。その際７８ｌｍ／Ｗと９８ｌｍ／Ｗとの間の発光効
率がＲａ＝７６とＲａ＝８９との間の良好な演色評価数
と同時に生ずる。光色はウォームホワイトとニュートラ
ルホワイトとの間の範囲内（３５００ないし４２５０
Ｋ）にある。電圧勾配はたいてい６０ないし１２０Ｖ／
ｃｍのオーダーである。しかし、驚くべきことに４５Ｖ
／ｃｍと６０Ｖ／ｃｍとの間の比較的低い電圧勾配もな
お良好な照明工学的な値に通ずる。比較のために、電圧
勾配は水銀封入物を有する従来通常のメタルハライドラ
ンプではほぼ７５Ｖ／ｃｍと１１０Ｖ／ｃｍとの間であ
る。

【００５５】

【表２】

【００５６】表２の最後の２つの行には比較のために水
銀を含んでいる封入物を有する２つの従来のメタルハラ
イドランプが示されている。

【００５７】光形成体としては表３に示されている金属
ハロゲン化物混合物に拠り、その際にＣｓＪも第１の形
式の付加添加物として考慮に入れられている。光形成体
として特に適しているのは第１の成分としてのタリウ
ム、第２の成分としてのナトリウムおよび（または）セ
リウム並びに第３の成分としての少なくとも１つの希土
類金属から成る３成分混合物である。

【００５８】図２には表２の行２による封入物を有する
ランプのスペクトルが示されている。それは電圧勾配形
成体としてのＭｇＪ₂およびＴｌＪに基づいている。

【００５９】

【表３】

【００６０】すべての封入物において０．３ｃｍ³のラ
ンプ体積が用いられた。電極間隔は９ｍｍである。比壁
負荷（電力／内側表面積として定義される）は１５Ｗ／
ｃｍ ²と５０Ｗ／ｃｍ²との間を変化する。平均してそ
れは２５Ｗ／ｃｍ²である。比電力密度は１００Ｗ／ｃ
ｍ³と５００Ｗ／ｃｍ³との間を変化する。平均してそ
れは２３５Ｗ／ｃｍ³である。

【００６１】図１２には種々の電圧勾配形成体および光
形成体に基づく一連の封入物の一覧が示されており、そ
の際それぞれ発光効率（白い柱、ｌｍ／Ｗ）、演色評価
数Ｒａ（灰色の柱）およびランプのランプ電圧（黒い
柱、Ｖ）が示されている。縦軸値はすべての３つの量に
対して共通である。その際それぞれ表２中に組成を示さ
れている４つの光形成体システムＭＨＳ８−６、ＭＨＰ
４、ＭＨＳ８−５およびＭＨＳ８−４１が調べられた。
ＨｆＢｒ₄では金属のＳｎも添加物として検査された。
たいていの封入物が所望の特性を達成することが示され
ている。

【００６２】ランプはそれぞれＩ_eff＜１．８Ａの調節
された電力駆動で方形波電流印加により作動する電子式
給電ユニットと共に作動させられた。

【００６３】このようなランプの寿命は３０００ないし
６０００時間のオーダーである。寿命を比較的長くする
ために望ましいのはＩｎまたはＭｇのハロゲン化物を有
する封入物であることが判明している。光束に関する特
に良いメンテナンス・ビヘイビアを、主に電圧勾配形成
体として使用される金属ハロゲン化物への添加物として
少量のＨｆまたはＺｒのハロゲン化物を使用する封入物
が示す。１５００時間の作動継続時間の後に発光効率の
低下は数パーセントである。図１３は２つの例を示す。
一方の封入物（シンボル□）はＩｎＢｒ（１ｍｇ）、Ｈ
ｆＢｒ₄（０．７ｍｇ）および表３の光形成体システム
ＭＨＰ４（８ｍｇ）に基づいている。他方の封入物（シ
ンボル△）はＭｇＪ₂（１．５ｍｇ）、ＨｆＢｒ
₄（０．５ｍｇ）および再び表３の光形成体システムＭ
ＨＰ４（８ｍｇ）に基づいている。

【００６４】別の実施例（図３）ではランプは７０Ｗの
電力を有するメタルハライドランプ１８であり、このラ
ンプは片側で押し潰されており、その際放電容器１９も
片側で押し潰されている石英ガラスバルブである。これ
についてはたとえば米国特許第 4 717 852号明細書に一
層詳細に記載されている。その他の点では、等しい符号
は図１中の類似の構成部分に相当する。外側バルブ１内
にはさらにゲッター１７が取付けられている。

【００６５】そのために、容易に気化可能なハロゲン化
物を形成し（ＡｌＪ₃、ＳｎＪ₄、ＨｆＪ₄）、またＨ
ｇの電圧勾配に近づく電圧勾配形成体を基礎としニュー
トラルホワイトな封入物が入れられた。出発気体として
は８００ｍｂａｒのＸｅ封入物が使用された。

【００６６】ＫＶＧ作動による原理実験においては、ラ
ンプ電圧の実効値をも高める非常に高い再点弧ピークが
存在した。また再点弧ピークの高さ（大きいシンボル）
はランプ電圧（小さいシンボル）のようにハロゲン化物
の封入量と共に直線的に増大する（図４参照）。

【００６７】ＨｆＪ₄封入物（■で示されている）がそ
の高い蒸気圧に基づいて最も強い電圧勾配を示し、他方
においてＡｌＪ₃（●で示されている）およびＳｎＪ₄
（▲で示されている）は相異なる配量においてもほぼ等
しい挙動を示す。

【００６８】従って、本発明によるランプの作動は、好
ましくは、方形パルスのエッジが、著しい再点弧ピーク
がもはや生じないように、急峻（約１０ないし５０μｓ
ｅｃのオーダー）である方形波ＥＶＧにより行われるべ
きであろう。その場合たとえばＳｎＪ₄配量（１１ｍ
ｇ）ではランプ電圧は９２．８Ｖから７８．０Ｖへ、す
なわち１４．９Ｖだけ低下する（シンボル化して大きい
△として図４に示されている）。ＫＶＧ作動の際にはな
お３２９Ｖの値を有した付属の再点弧ピークはほぼ完全
に消滅する（シンボル化して小さい△として図４中に示
されている）。

【００６９】ランプは放電アークを受け入れた後に最初
は（まだハロゲン化物が気化していないので）約２０Ｖ
のランプ電圧しか有していないので、ＫＶＧにおける電
力は約２５〜３０Ｗに過ぎない。なぜならば、リアクト
ルが電流をほぼ１Ａよりもいくらか多くに制限するから
である。この小さい電力によりランプは、ハロゲン化物
が気化し得ず、またランプが始動相から先へ進めないよ
うな低温にとどまる。従って、ＫＶＧにおける測定のた
めにランプ電流が調節リアクトルにより始動中に短時間
だけ２Ａに高められた。これはハロゲン化物の気化に十
分であり、このことは次いでランプ電圧の上昇を生じさ
せるので、電流は再び減ぜられ得る。

【００７０】非常に良い始動方法が、ランプに十分に高
い電力を与える（“一定電力作動”）電子式給電ユニッ
ト（ＥＶＧ）により実現され得る。ＥＶＧは付加的に、
上記のように、再点弧ピークの発生を防止するという重
要な利点を有する。

【００７１】研究の過程で、電圧勾配形成体としてＨｆ
Ｊ₄のみを配量されたランプは特に点弧させるのが困難
であり、また安定に作動させるのに困難を伴うことが判
明している。この理由から主要な勾配形成体としてＡｌ
Ｊ₃、ＡｌＣｌ₃および（または）ＳｎＪ₄を使用する
のが有利である。

【００７２】別の実施例では出発気体として１５０ｍｂ
ａｒの低温封入圧を有するアルゴンが使用された。さら
に電圧勾配形成体ＡｌＪ₃またはＳｎＪ₄とならんで、
可視スペクトル領域内の放射を強くするため、光形成体
としてＤｙＪ₃またはＴｍＪ ₃（それぞれ０．２７ｍ
ｇ）およびそれぞれＴｌＪ（０．１ｍｇ）およびＮａＪ
（０．４ｍｇ）の添加物が使用された。ＤｙＪ₃は、赤
領域内で一層良好な放射を達成するため、ＡｌＪ₃への
添加物として使用される。それに対してＴｍＪ₃は、青
および緑の領域内の放射を強くするため、ＳｎＪ₄への
添加物として使用される。

【００７３】キセノンの省略にもかかわらずＡｌＪ₃／
ＤｙＪ₃／ＮａＪ／ＴｌＪの系により６４．１Ｖのラン
プ電圧が達成され得た。

【００７４】別の実施例では完全に類似の封入物がセラ
ミックス製放電容器を有するメタルハライドランプに対
して使用された。封入物は電圧勾配形成体としての５ｍ
ｇのＡｌＪ₃および光形成体としてＤｙＪ₃、Ｔｍ
Ｊ₃、ＴｌＪ、ＮａＪから成っている。セラミックス製
放電容器は０．３ｃｍ³の体積および９ｍｍの電極間隔
を有する。５ｋｌｍの非常に高い光束を有する５１．２
Ｖのランプ電圧が得られた。

【００７５】比較的低いランプ電圧は十分に気化したＮ
ａＪに由来する。なぜならば、小さいバーナー体積のな
かに７０Ｗ／０．３ｃｍ³＝２３Ｗ／ｃｍ³の大きい電
力密度が存在しているからである。

【００７６】図５〜８には７０Ｗの電力を有する本発明
によるメタルハライドランプ２０の別の実施例が示され
ている。図５および図６はそれぞれ９０°だけ回転され
た側面図を示し、また図７は上から見た正面図を示す。
図８には図７に相応するランプの断面図が示されてい
る。

【００７７】詳細にはセラミックス製の楕円形の放電容
器２１は両端に長く延びている毛細管状の栓２２を有す
る。保持枠２３はＧ１２形式のセラミックス口金を有す
る片側を押し潰された外側バルブ２５の箔２４ａ、２４
ｂに取付けられている。押し潰し個所に近い貫通部２６
は短い曲げられたリード線２７を介して箔２４ａと接続
されている。押し潰し個所から遠い貫通部２８は二重の
対称性および短いリード線３６を有する導体系を介して
他方の箔２４ｂと接続されている。この導体系は押し潰
し個所に近い貫通部２６の高さでランプ軸線に対して垂
直な平面内を外側バルブの壁の内面近くまで導かれてい
る半円形のアーチ３０から成っている。アーチ３０の両
端にランプ軸線に対して平行にランプの押し潰し個所か
ら遠い端部への戻りリード線として互いに１８０°だけ
ずらされた２つの棒３１が延びている。それらは、ラン
プ軸線を含む平面内に位置し外側バルブの押し潰し個所
から遠い丸められた端２９に接する接続アーチ３２を介
して互いに接続されている。頂点で接続アーチ３２は押
し潰し個所から遠い貫通部２８と溶接されている。これ
はその端部で丸められた端２９の先端における溝３５の
なかに係留されている。

【００７８】二重または多重の対称性（図５〜９）を有
するこのような枠構造により、戻りリード線（３１；３
８）により生じる放電アークへの磁気的影響が減少また
はほぼ除去され得る。なぜならば、放電アークの偏移は
無水銀の封入物の際に特に臨界的であるからである。そ
の理由は、代替物質が高い蒸気圧を有する金属ハロゲン
化物であるから、垂直なアーク発生姿勢の際にただ１つ
の、またそれに応じて非対称な戻りリード線の場合に磁
気的作用に基づいて放電アークの強い偏移を惹起し得る
ことにある。原因は、戻りリード線（３１；３８）から
発生されて、放電アークのなかの反対向きの電流に反発
的に作用する磁界である。このことは放電容器の壁にお
ける強い熱的負荷および不均等な温度分布に通じ、また
最後にはその破壊に通じ得る。３００°よりも大きい温
度差が測定された。

【００７９】電流Ｉの典型的な値は１ないし２Ａであ
る。放電アークを偏移させる力はＩ²とアークの長さに
相当する戻りリード線の有効長さｌとに比例し、また戻
りリード線と放電アークとの間の間隔ｒに反比例する。
即ちＫ∝Ｆ（ｆ）×Ｉ²×（ｌ／ｒ）（１）

【００８０】電流間隔ｌ（９ｍｍ）および間隔ｒ（ここ
では約７ｍｍ）は常にほぼ等しいオーダーを有するの
で、偏移力はこれらの両量の比にほぼ無関係である。そ
れに対して偏移力Ｋは電流Ｉに全く敏感に関係する（二
乗関係）。さらに、式（１）のなかに関数Ｆ（ｆ）とし
てまとめられている封入物ｆの特有の特性も関係する。
これには先ず第一に封入圧が属するが、封入成分の固有
の特殊性も属する。（特にＡｌＪ₃、ＡｌＢｒ₃、Ｈｆ
Ｊ₄およびＨｆＢｒ₄において際立った）無水銀の放電
アークのなかんずく多重に狭窄された（“ぴったり仕立
てられた”）温度プロフィル（ランプ軸線に対して垂直
に見た）により、このアークは有水銀の封入物の際のア
ークと対照的に磁気的に強く影響可能である。このこと
はなかんずく非常にコンパクトな構造を有する小電力の
ランプに対して当てはまる。

【００８１】２つまたは３つの対称な戻りリード線（図
５〜９参照）を使用する際には一方では個々の戻りリー
ド線により生ぜしめられる力が著しく減ぜられ、このこ
とは複数の戻りリード線への電流の分配による。加え
て、２つまたは好ましくは３つの戻りリード線が共同作
用し、また全体としてランプ軸線に向かうセンタリング
作用をする力を発生する。放電アークはこうして垂直な
アーク発生姿勢でランプ軸線上に安定化される。

【００８２】ＵＶ放射による光効果を避けるため、戻り
リード線（３１；３８）が適切な材料（石英ストッキン
グ、セラミックス管）から成るシース３９によりそれ自
体は公知の仕方で覆われていることは有利である。しか
しながら４つよりも多い戻りリード線（四重の対称性）
は著しいシェーディングに通じ、従って特にコスト上の
理由からもあまり適していない。

【００８３】以上の実施例から、戻りリード線はそれら
が合流する点まで可能なかぎり等しい長さであるべきで
あり、また放電アークから等しい間隔を有するべきであ
ることがわかる。戻りリード線のほぼ等しい抵抗によ
り、電流の均等な分配、従ってまた放電アークの高さで
の均等な磁界分布が保証される。こうして初めてランプ
内部の磁界の十分な補償および垂直作動の際のセンタリ
ング作用が行われ得る。

【００８４】水平なアーク発生姿勢では以上の実施例に
相応して、ただ１つの単一の戻りリード線を使用するの
が有利である。水平なアーク発生姿勢における放電アー
クは浮力を受けるので、戻りリード線は放電アークの上
側に配置されるべきであろう。しかし、複数の戻りリー
ド線を使用することも可能である。しかし、これらは正
確に対称である必要はなく、非対称な浮力が考慮に入れ
られ得る。

【００８５】図９には三重の対称性を有するランプの相
応の断面が示されている。３つの戻りリード線３８は式
（１）に相応して磁気的な力を、単一の戻りリード線の
磁気的な力と比較して、１／９に減ずる。それらはセラ
ミックス製放電容器の口金から遠い端部において星状に
金属製貫通部に向けて集まっている。戻りリード線３８
はＵＶ放射から遮蔽するためセラミックス製シース３９
により囲まれている。

【００８６】図５〜９のランプに対する無水銀の封入物
は電圧勾配形成体ＩｎＢｒ（２ｍｇ）およびＴｌＪから
成っており、光形成体として封入物ＭＨＳ８−６（５ｍ
ｇ）を含んでいる（表３参照）。さらに１ｍｇの元素の
インジウムが添加されている。すなわち、元素の金属の
添加は再点弧電圧ピークをさらに減ずることが判明して
いる。電極間隔は９ｍｍである。放電体積は０．３ｃｍ
³である。この系で再点弧ピークに関する挙動が詳細に
試験された。

【００８７】図１０にはランプ電圧（Ｖ）が時間（ミリ
秒ｍｓ）の関数として示されている。その際ランプはそ
れぞれ１２０Ｈｚの周波数において正弦波状の交流電圧
（曲線Ａ）もしくは方形波状の交流電圧（曲線Ｂないし
Ｅ）を与えられた。最初の半波でのランプ電圧の振幅は
約６５Ｖである。

【００８８】基礎値としての約−６５Ｖの最初の半波で
のランプ電圧を基準とする再点弧ピークは正弦波作動
（曲線Ａ）の際の第２の半波の開始時には約＋２８５Ｖ
に達することが示されている。３５０Ｖの全電圧変化の
継続時間は、ランプ電圧が基礎値としての役割をする最
後の半周期のランプ電圧（−６５Ｖ）から上昇する時点
から測って、約１４００μｓである。他方の半波はそれ
に対して正確に鏡面対称に挙動する。

【００８９】方形波作動（曲線ＢないしＥ）の際には一
方では再点弧ピークがはるかに小さく、他方では上昇時
間がはるかに短い。エッジ急峻度を約８００μｓの電圧
変化の継続時間に相応して高めると、再点弧ピークは約
＋１８３Ｖである（曲線Ｂ）。エッジ急峻度を半分の継
続時間（４００μｓ）に選ぶと、再点弧ピークは＋１４
３Ｖに低下する（曲線Ｃ）。さらに継続時間を２２０μ
ｓに短縮すると＋１１５Ｖの再点弧ピークに導く（曲線
Ｄ）。エッジの極端に短い上昇時間（５０μｓ）の際に
は再点弧ピークは＋７５Ｖにしか低下せず（曲線Ｅ）、
従ってまた（＋６５Ｂの無負荷時のランプ電圧を有す
る）後続の方形波パルスの基礎値よりも少し高い。

【００９０】相応の電圧変化率は図１１から計算可能で
あり、そこには再点弧ピーク電圧（Ｖ）が電圧変化の継
続時間（μｓ）の関数として示されている。電圧変化率
の計算にあたっては、それぞれ再点弧ピークの範囲内の
ピーク電圧の示されている測定値に先行の半周期からの
ランプ電圧の（ｘで示されている）基礎値（約−６５
Ｖ）が付加されなければならないことに注意すべきであ
る。曲線Ａによる関係は０．２５Ｖ／μｓの電圧変化率
に相応するが、この値は方形波作動の際には明らかによ
り高い。それは０．３１Ｖ／μｓ（曲線Ｂ）から０．５
２Ｖ／μｓ（曲線Ｃ）へ、次いで０．８２Ｖ／μｓ（曲
線Ｄ）へ上昇する。極端に高いエッジ急峻度では２．８
Ｖ／μｓ（曲線Ｅ）が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックス製放電容器を有するメタ
ルハライドランプの一実施例の正面図である。

【図２】本発明のメタルハライドランプのスペクトルの
一例図である。

【図３】本発明の石英ガラスから成る放電容器を有する
メタルハライドランプの一実施例の概略図である。

【図４】本発明のランプ電圧および再点弧ピーク電圧を
封入量の関数として示すグラフである。

【図５】本発明のセラミックス製放電容器を有するメタ
ルハライドランプの一実施例の正面図である。

【図６】図５に示す実施例の側面図である。

【図７】図５に示す実施例の平面図である。

【図８】図６に示す実施例のＶｄ−Ｖｄ線に沿う断面図
である。

【図９】本発明の三重の対称性を有するランプの実施例
の断面図である。

【図１０】本発明の相異なるエッジ急峻度における再点
弧挙動を示すグラフである。

【図１１】本発明の種々の電圧形態に対する再点弧ピー
ク電圧のグラフである。

【図１２】本発明の種々の封入物の発光効率、演色評価
数およびランプ電圧のグラフである。

【図１３】本発明の２つの封入物の持続挙動のグラフで
ある。

【符号の説明】

１外側バルブ３口金部分電流リード線８箔９、１０貫通部１１端栓１２孔１３ピン１４電極１５電極軸１６らせん１８メタルハライドランプ２１放電容器２３保持枠２５外側バルブ２７電流リード線２８貫通部２９丸められた端３０アーチ３１戻りリード線３２接続アーチ３８戻りリード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ディートリッヒフロムドイツ連邦共和国 83627 ワルンガウアウシュトラーセ７ (72)発明者ディーターラングドイツ連邦共和国 83052 ブルックミュールローゼンシュトラーセ 14 (72)発明者クラウスシュトックワルトドイツ連邦共和国 81543 ミュンヘンゲルハルトシュトラーセ 29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも７５ｌｍ／Ｗの発光効率およ
び少なくとも７５の演色評価数を有する無水銀のメタル
ハライドランプと、交流電圧を媒介する電子式給電ユニ
ットとを含んでいる照明システムであって、ランプが放
電容器を含んでおり、放電容器内に電極が気密に導入さ
れている照明システムにおいて、ランプの電子式給電ユ
ニットが少なくとも０，３Ｖ／μｓ、好ましくは少なく
とも１Ｖ／μｓ、の電圧変化率を有する極性切換の間の
電圧の変化を媒介し、封入物が下記の成分・ランプを点弧するための出発気体としても作用する緩
衝気体、・容易に気化し、主として（５０％以上）好ましくは水
銀の電圧勾配にほぼ相当する少なくとも４５Ｖ／ｃｍの
電圧勾配を発生する役割をする少なくとも金属ハロゲン
化物から成る電圧勾配形成体、・少なくとも金属ハロゲン化物および（または）金属か
ら成る光発生体を含んでいることを特徴とする照明シス
テム。
【請求項２】電圧勾配形成体が特に少なくとも０．５
ｂａｒの作動封入圧を有する金属ヨウ化物および（また
は）金属臭化物であることを特徴とする請求項１記載の
照明システム。
【請求項３】ランプの電子式給電ユニットが方形波電
流を供給することを特徴とする請求項１記載の照明シス
テム。
【請求項４】電子式給電ユニットが作動中の電力を一
定に保つことを特徴とする請求項１記載の照明システ
ム。
【請求項５】極性切換の間の電圧変化の継続時間が、
再点弧ピークが強く抑制されるように短く、この時間が
１０００μｓ以内、好ましくは１００μｓ以内、である
ことを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項６】電圧変化が方形パルスのエッジで実現さ
れることを特徴とする請求項５記載の照明システム。
【請求項７】出発気体が少なくとも１ｍｂａｒの低温
封入圧を有する希ガスまたは希ガスの混合物であること
を特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項８】電圧勾配形成体が下記の金属：Ａｌ、Ｂ
ｉ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｚｒ、Ｚ
ｎ、Ｓｂ、Ｇａの少なくとも１つのハロゲン化物（フッ
化物を除く）であることを特徴とする請求項１記載の照
明システム。
【請求項９】電圧勾配形成体が１ないし２００μｍｏ
ｌ／ｃｍ³の量で放電容器内に存在していることを特徴
とする請求項５記載の照明システム。
【請求項１０】光形成体が下記の金属：Ｎａ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｌ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｔｍの少なくとも１つまたはこれらの金属の化合
物、特にハロゲン化物、であることを特徴とする請求項
１記載の照明システム。
【請求項１１】光形成体が１ないし３０ｍｇ／ｃｍ³
の量で放電容器内に存在していることを特徴とする請求
項１記載の照明システム。
【請求項１２】封入物が電気的なランプ特性を改善す
るため、またアークの温度プロフィルに影響を与えるた
めの付加添加物、特に低い励起‐またはイオン化エネル
ギーを有する金属ハロゲン化物、を含んでいることを特
徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項１３】付加添加物がセシウムおよび場合によ
ってはリチウム（後者は封入物がナトリウムを含んでい
ない場合にのみ）を含んでいることを特徴とする請求項
１２記載の照明システム。
【請求項１４】付加添加物の割合が、光形成体の割合
と比較して、５ないし５０モル％のオーダーであること
を特徴とする請求項１２記載の照明システム。
【請求項１５】封入物が、再点弧ピークを減ずる元素
の金属を（過剰に）特に１ないし１０ｍｇ／ｃｍ³の量
で含んでいることを特徴とする請求項１記載の照明シス
テム。
【請求項１６】封入物が元素のＴａまたはＩｎを含ん
でいることを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項１７】放電容器がセラミックスから成ってい
ることを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項１８】元素の亜鉛が電圧勾配形成体として含
まれていることを特徴とする請求項１記載の照明システ
ム。
【請求項１９】ランプの電力が最大２５０Ｗであるこ
とを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項２０】放電容器が排気された外側バルブによ
り囲まれていることを特徴とする請求項１記載の照明シ
ステム。
【請求項２１】ランプの色温度が２８００Ｋと４６０
０Ｋとの間であることを特徴とする請求項１記載の照明
システム。
【請求項２２】ランプの色温度が約５３００Ｋである
ことを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項２３】少なくとも７５ｌｍ／Ｗの発光効率お
よび少なくとも７５の演色評価数を有し、交流電圧を媒
介し、少なくとも０．３Ｖ／μｓの電圧変化率を有する
極性切換を媒介する電子式給電ユニットに接続された無
水銀のメタルハライドランプであって、ランプが放電容
器を含んでおり、その放電容器内に電極が気密に導入さ
れている無水銀のメタルハライドランプにおいて、封入
物が下記の成分・ランプを点弧するための出発気体としても作用する緩
衝気体、・容易に気化し、主として（５０％以上）水銀のそれに
ほぼ相当する電圧勾配を発生する役割をする少なくとも
金属ハロゲン化物から成る電圧勾配形成体、・少なくとも金属ハロゲン化物および（または）金属か
ら成る光発生体を含んでいることを特徴とする無水銀の
メタルハライドランプ。
【請求項２４】放電容器（２１）が片側を押し潰され
た外側バルブ（２５）中に保持枠（２３）により取付け
られており、保持枠が少なくとも二重の対称性を有する
戻りリード線（３１；３８）を有することを特徴とする
請求項２３記載のメタルハライドランプ。
【請求項２５】ランプが放電容器を含んでおり、放電
容器内に電極が気密に導入されており、放電容器（２
１）が片側を押し潰された外側バルブ（２５）内に保持
枠（２３）により取付けられているメタルハライドラン
プにおいて、保持枠（２３）が、対称に配置されている
少なくとも３つの電流導体（３８）から成る戻り導体シ
ステムを有することを特徴とする無水銀のメタルハライ
ドランプ。