[go: up one dir, main page]

JP2006019054A - Metal halide lamp and lighting device - Google Patents

Metal halide lamp and lighting device Download PDF

Info

Publication number
JP2006019054A
JP2006019054A JP2004193065A JP2004193065A JP2006019054A JP 2006019054 A JP2006019054 A JP 2006019054A JP 2004193065 A JP2004193065 A JP 2004193065A JP 2004193065 A JP2004193065 A JP 2004193065A JP 2006019054 A JP2006019054 A JP 2006019054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal halide
airtight container
halide lamp
lamp
lighting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2004193065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Kamimura
幸三 上村
Nobuhiko Ando
信彦 安藤
Hiromichi Kawashima
弘道 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Harison Toshiba Lighting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp, Harison Toshiba Lighting Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP2004193065A priority Critical patent/JP2006019054A/en
Publication of JP2006019054A publication Critical patent/JP2006019054A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

【課題】
発光のちらつきの発生を抑制する水銀フリーのメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】
メタルハライドランプMHLは、内容積0.5cc以下の透光性気密容器1と;透光性気密容器1内に5mm以下の電極間距離をもって対向して封装された一対の電極1b、1bと;スカンジウム(Sc)、ナトリウム(Na)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物ならびに希ガスを含み水銀(Hg)を本質的に含まないで透光性気密容器内に封入された放電媒体と;を具備し、管壁負荷が60W/cm以上であるとともに、透光性気密容器内の水分をA(ng)とし、矩形波交流電圧が印加されて点灯する際の点灯周波数をf(Hz)としたとき、下式を満足する。
A/√f≦4.5
【選択図】
図1
【Task】
A mercury-free metal halide lamp that suppresses the occurrence of flickering of light emission and an illumination device using the same.
[Solution]
The metal halide lamp MHL includes a translucent airtight container 1 having an internal volume of 0.5 cc or less; a pair of electrodes 1b and 1b sealed in a translucent airtight container 1 with a distance between electrodes of 5 mm or less; and scandium (Sc), a halide of a plurality of metals selected from the group of sodium (Na), indium (In), zinc (Zn) and rare earth metals, and a rare gas containing mercury (Hg). A discharge medium enclosed in a light-tight airtight container; and a tube wall load of 60 W / cm 2 or more, and water in the light-tight airtight container is A (ng), and a rectangular wave AC voltage is The following formula is satisfied when the lighting frequency at the time of lighting when applied is f (Hz).
A / √f ≦ 4.5
[Selection]
FIG.

Description

本発明は、水銀フリーのメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置に関する。   The present invention relates to a mercury-free metal halide lamp and an illumination device using the same.

水銀を本質的に封入しないいわゆる水銀フリーのメタルハライドランプ(以下、便宜上「水銀フリーランプ」という。)は既に知られている(例えば、特許文献1参照。)。水銀フリーランプは、従来のランプ電圧形成用の緩衝物質として封入されている水銀に代えて亜鉛(Zn)などの蒸気圧が比較的高くて可視域に発光しにくい金属のハロゲン化物を封入しているのが一般的である。   A so-called mercury-free metal halide lamp (hereinafter referred to as “mercury-free lamp” for the sake of convenience) that essentially does not enclose mercury is already known (see, for example, Patent Document 1). Mercury-free lamps contain metal halides, such as zinc (Zn), which have a relatively high vapor pressure and do not easily emit light in the visible region, instead of mercury that is sealed as a buffer material for lamp voltage formation. It is common.

水銀フリーランプは、特に環境負荷物質の使用を全廃しようとしている自動車の前照灯用の光源として期待され、開発が行われている。このメタルハライドランプは、水銀入りのメタルハライドランプ(以下、便宜上「水銀入りランプ」という。)に比べて一般にアークが細いことから、放電アークが不安定になりやすいために、発光のちらつきが発生しやすいという課題を伴っている。このため、水銀入りランプの場合には不要であった特別の対策を付加することが必要になる。   Mercury-free lamps are particularly expected and developed as a light source for automotive headlamps that are trying to eliminate the use of environmentally hazardous substances. Since this metal halide lamp is generally thinner than a mercury-containing metal halide lamp (hereinafter referred to as “mercury-containing lamp” for the sake of convenience), the discharge arc is likely to be unstable, and thus flickering of light is likely to occur. It is accompanied by the problem. For this reason, it is necessary to add a special measure that was unnecessary in the case of a lamp containing mercury.

ところで、高圧放電ランプの透光性気密容器の内部に存在する不純物を低減することは、従来から知られている(例えば、特許文献2ないし5などを参照。)。特許文献2は、水銀ランプやメタルハライドランプ製造において、3mAの電流を供給してグロー放電させる際に発光部内に存在する水素、酸素およびそれら化合物の分光スペクトルの最大強度を、希ガスの主発光の分光スペクトル強度の1/1000以下にすることにより、上記不純物を低減して、黒化や失透を抑制し、ランプ寿命を高めようとしている。特許文献3および4においては、水銀入りランプの製造において、プロパン酸素バーナーやプラズマトーチを使用してガラス加工したり、加工後真空中で高温加熱してHOとして放出させたりして、上記不純物を低減して、黒化や失透を抑制し、ランプ寿命を高めようとしている。特許文献5においては、水銀、ハロゲンおよび希ガスを封入する高圧放電ランプの製造において、1200℃、6時間の高温真空熱処理を行っている。
特開平11−238488号公報 特開平11−329350号公報 特開平09−102277号公報 特開平09−102278号公報 特開平02−220328号公報
By the way, it has been conventionally known to reduce impurities existing inside a light-transmitting hermetic container of a high-pressure discharge lamp (see, for example, Patent Documents 2 to 5). In Patent Document 2, the maximum intensity of the spectral spectrum of hydrogen, oxygen, and their compounds existing in the light emitting part when a glow discharge is performed by supplying a current of 3 mA in the manufacture of a mercury lamp or a metal halide lamp, By reducing the spectral spectrum intensity to 1/1000 or less, the impurities are reduced, blackening and devitrification are suppressed, and lamp life is increased. In Patent Documents 3 and 4, in the production of a mercury-containing lamp, glass processing is performed using a propane oxygen burner or a plasma torch, or high-temperature heating is performed in vacuum after processing to release it as H 2 O. Impurities are reduced to suppress blackening and devitrification, and to increase lamp life. In Patent Document 5, high-temperature vacuum heat treatment is performed at 1200 ° C. for 6 hours in the manufacture of a high-pressure discharge lamp enclosing mercury, halogen, and a rare gas.
JP 11-238488 A JP 11-329350 A JP 09-102277 A Japanese Patent Laid-Open No. 09-102278 Japanese Patent Laid-Open No. 02-220328

本発明者は、水銀フリーランプにおいて、透光性気密容器の内部に存在する水分量と矩形波交流電圧が印加されて点灯する際の点灯周波数とが所定条件を満足するように構成することにより、発光のちらつきを効果的に抑制できることを見出した。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。   The inventor has configured the mercury-free lamp so that the amount of moisture present inside the translucent airtight container and the lighting frequency when the rectangular wave AC voltage is applied to light up satisfy a predetermined condition. The present inventors have found that flickering of light emission can be effectively suppressed. The present invention has been made based on this finding.

本発明は、発光のちらつきの発生を抑制する水銀フリーのメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a mercury-free metal halide lamp that suppresses the occurrence of flickering of light emission and an illumination device using the same.

請求項1に係る発明のメタルハライドランプは、内容積0.5cc以下の透光性気密容器と;透光性気密容器内に5mm以下の電極間距離をもって対向して封装された一対の電極と;スカンジウム(Sc)、ナトリウム(Na)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物ならびに希ガスを含み水銀(Hg)を本質的に含まないで透光性気密容器内に封入された放電媒体と;を具備し、管壁負荷が60W/cm以上であるとともに、透光性気密容器内の水分をA(ng)とし、矩形波交流電圧が印加されて点灯する際の点灯周波数をf(Hz)としたとき、下式を満足することを特徴としている。 A metal halide lamp according to a first aspect of the present invention is a translucent airtight container having an internal volume of 0.5 cc or less; a pair of electrodes sealed in a translucent airtight container with an interelectrode distance of 5 mm or less; Contains a plurality of metal halides selected from the group of scandium (Sc), sodium (Na), indium (In), zinc (Zn) and rare earth metals, and contains noble gases and is essentially free of mercury (Hg). A discharge medium enclosed in a translucent airtight container; a tube wall load of 60 W / cm 2 or more, and moisture in the translucent airtight container as A (ng), a rectangular wave AC voltage It is characterized in that the following equation is satisfied, where f (Hz) is the lighting frequency when lighting is applied.

A/√f≦4.5
本発明において、透光性気密容器内の水分A(ng)は、API−MS分析法によるガス分析によって測定することができる。すなわち、透光性気密容器を密閉空間内で200℃に加熱して破壊した際に放出されたガス中の水分系ガスの重量を測定する。得られた検出値は、透光性気密容器の内部に存在する全水分量と相関があるので、金属ハロゲン化物中に取り込まれた水分については検出できないものの透光性気密容器内の水分量を規定する指標とすることができる。
A / √f ≦ 4.5
In the present invention, the moisture A (ng) in the translucent airtight container can be measured by gas analysis using an API-MS analysis method. That is, the weight of the water-based gas in the gas released when the translucent airtight container is broken at 200 ° C. in a sealed space is measured. The obtained detection value has a correlation with the total amount of water present inside the translucent airtight container, so although the moisture contained in the metal halide cannot be detected, the amount of water in the translucent airtight container is It can be used as a prescribed index.

一方、矩形波交流電圧が印加されて点灯する際の点灯周波数は、点灯回路からメタルハライドランプに対して供給される矩形波交流電圧の周波数であり、好ましくは4kHz以下である。なお、本発明において、メタルハライドランプを点灯するのに矩形波電圧を印加する理由は、矩形波電圧は正弦波電圧より発光のちらつきが発生しにくいばかりでなく、点灯回路の回路構成が簡単になるからである。また、矩形波電圧は、完全な矩形波だけでなく、部分的にパルス部分が重畳しているなど部分的に段階状をなしているような波形を含む。   On the other hand, the lighting frequency when the rectangular wave AC voltage is applied for lighting is the frequency of the rectangular wave AC voltage supplied from the lighting circuit to the metal halide lamp, and is preferably 4 kHz or less. In the present invention, the reason why the rectangular wave voltage is applied to light the metal halide lamp is that the rectangular wave voltage is less likely to cause light emission flicker than the sine wave voltage, and the circuit configuration of the lighting circuit is simplified. Because. In addition, the rectangular wave voltage includes not only a complete rectangular wave but also a waveform that is partially stepped, such as a pulse portion partially overlapping.

次に、本発明の作用について説明する。本発明において、発光のちらつきは、上記数式から透光性気密容器の内部の水分に比例し、かつ、矩形波交流電圧が印加されて点灯する際の点灯周波数の1/2乗に反比例することと、前者の後者に対する比が4.5以下のときに発光のちらつきが許容範囲内に抑制されることが理解できる。したがって、ある上記点灯周波数に対して相対的に水分量を低減するか、またはある水分量に対して上記周波数を高くすることにより、発光のちらつきを許容範囲内に抑制することができる。反対に、水分が多くなるか、または上記点灯周波数が低くなると、発光のちらつきが発生しやすくなる。この発光のちらつき発生のメカニズムは以下のように推測される。   Next, the operation of the present invention will be described. In the present invention, the flickering of light emission is proportional to the moisture inside the translucent airtight container from the above formula, and inversely proportional to the 1/2 power of the lighting frequency when the rectangular wave AC voltage is applied to light up. It can be understood that the flickering of the light emission is suppressed within an allowable range when the ratio of the former to the latter is 4.5 or less. Therefore, flickering of light emission can be suppressed within an allowable range by reducing the moisture amount relative to a certain lighting frequency or increasing the frequency relative to a certain moisture amount. On the other hand, when the amount of moisture increases or the lighting frequency decreases, the flickering of light emission is likely to occur. The mechanism of the occurrence of flickering of light emission is estimated as follows.

すなわち、水分が多い場合、放電を阻害する水素(H)、酸素(O)およびOHなどのガスが多く発生するため、放電が不安定になり、物理的に放電アークがうねるため、発光のちらつきとなって見える。また、これらガスにより透光性気密容器内部の放電媒体のそれを含むガスの絶縁破壊電圧が増すため、一対の電極間に流れる交流電流の極性反転時の電流ゼロ期間に一度アークが消滅し、再度逆極性になってから点弧(再点弧)する現象が発生する。この現象は、交流のランダムな周期で発生することが多く、その発生タイミングにより発光のちらつきとして視感される場合がある。また、瞬間的にアークが消滅するので、次に再点弧する際にそれまでとは別の電極位置にアークスポットが形成されて、結果的にアークスポットが移動する現象が起こりやすく、これを原因とする発光のちらつきが発生する。このように水分が多い場合には、いくつかのメカニズムにより発光のちらつきも発生する。 That is, when there is a lot of moisture, a large amount of gas such as hydrogen (H 2 ), oxygen (O 2 ), and OH that inhibits the discharge is generated, so that the discharge becomes unstable and the discharge arc is physically undulated. Looks like flickering. In addition, since the dielectric breakdown voltage of the gas containing that of the discharge medium inside the translucent airtight container is increased by these gases, the arc disappears once in the current zero period when the polarity of the alternating current flowing between the pair of electrodes is reversed, The phenomenon of firing (re-firing) occurs after the polarity is reversed again. This phenomenon often occurs at a random cycle of alternating current, and may be perceived as flickering of light emission depending on the generation timing. In addition, since the arc disappears instantaneously, the next time it is re-ignited, an arc spot is formed at a different electrode position, and as a result, the phenomenon that the arc spot moves easily occurs. Caused flickering of light emission occurs. When there is a lot of moisture in this way, light emission flickers also occur due to several mechanisms.

次に、矩形波交流電圧が印加されてメタルハライドランプが点灯する際の点灯周波数が低い場合、極性反転に関連して発生する上述した発光のちらつきが視感されやすくなる。すなわち、極性反転周期が長いため、発生するちらつきの周期が大きくなって、目が感応し得る周期に近づくためと考えられる。加えて、点灯周波数が低くなると、極性反転時の電流ゼロ期間が長いか、または何らかの要因によりアーク消滅期間が長くなるものと考えられる。   Next, when the lighting frequency when the rectangular wave AC voltage is applied and the metal halide lamp is turned on is low, the above-described flickering of light emission generated in association with the polarity inversion is easily perceived. That is, since the polarity reversal cycle is long, the flicker cycle that occurs is close to the cycle that the eyes can respond to. In addition, when the lighting frequency is low, it is considered that the current zero period at the time of polarity reversal is long or the arc extinction period is long due to some factor.

ところで、本発明において、透光性気密容器の内部に存在する水分の除去は、既知の各種手段を適宜採用してこれを行うことができる。しかしながら、水分を完全に除去することは実際上困難であり、1ng未満は達成できない。最小水分量の1ngの場合において、前記数式のA/√fが0.016より小さいときの上記点灯周波数は4kHzより大きくなる。しかしながら、これより高い周波数では、安価なスイッチング素子を用いて矩形波交流電圧を発生させる場合、後述するスイッチング損失が増大するために、点灯回路を含んだ発光効率が無視できない程度に低下するので、前記数式に下限値を付加して0.016≦A/√f≦4.5とすることが好ましい。   By the way, in this invention, the removal of the water | moisture content which exists in the inside of a translucent airtight container can be performed by employ | adopting various known means suitably. However, it is practically difficult to completely remove moisture and less than 1 ng cannot be achieved. In the case of 1 ng of the minimum water content, the lighting frequency when A / √f in the above formula is smaller than 0.016 is larger than 4 kHz. However, at a frequency higher than this, when a rectangular wave AC voltage is generated using an inexpensive switching element, since the switching loss described later increases, the luminous efficiency including the lighting circuit decreases to a level that cannot be ignored. It is preferable that a lower limit value is added to the formula so that 0.016 ≦ A / √f ≦ 4.5.

次に、本発明において、上述の要件に加えて(1)透光性気密容器の内容積が0.5cc以下、(2)電極間距離が5mm以下、(3)放電媒体の金属ハロゲン化物がスカンジウム(Sc)、ナトリウム(Na)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物であること、(4)放電媒体が本質的に水銀を含まない、ならびに(5)気密容器の単位内表面積当たりのランプ電力すなわち管壁負荷が60(W/cm)以上であることをも、それぞれ要件として規定しているが、その理由は以下のとおりである。すなわち、
(1)透光性気密容器の内容積が0.5cc以下であることは、定格ランプ電力が自動車前照灯用などの小形のメタルハライドランプばかりでなく、例えば液晶プロジェクション用などの比較的定格ランプ電力の大きなメタルハライドランプにおいても本発明が効果的であるからである。なお、液晶プロジェクション用のメタルハライドランプの場合、内容積0.4cc以下、定格ランプ電力80〜150W程度である。
Next, in the present invention, in addition to the above requirements, (1) the inner volume of the translucent airtight container is 0.5 cc or less, (2) the distance between the electrodes is 5 mm or less, and (3) the metal halide of the discharge medium is A halide of a plurality of metals selected from the group of scandium (Sc), sodium (Na), indium (In), zinc (Zn) and rare earth metals, (4) the discharge medium essentially contains mercury And (5) the lamp power per unit inner surface area of the hermetic container, that is, the tube wall load is 60 (W / cm 2 ) or more, is also stipulated as a requirement for the following reasons. It is. That is,
(1) The inner volume of the translucent airtight container being 0.5 cc or less means that the rated lamp power is not only a small metal halide lamp for automobile headlamps but also a relatively rated lamp for liquid crystal projections, for example. This is because the present invention is effective even in a metal halide lamp with high electric power. In the case of a metal halide lamp for liquid crystal projection, the internal volume is 0.4 cc or less and the rated lamp power is about 80 to 150 W.

(2)電極間距離が5mm以下のメタルハライドランプは、前照灯およびプロジェクション用など始動直後からの光束立ち上がりが良好であることが必要な、ないしは好ましい用途に用いられているので、本発明が効果的である。なお、自動車前照灯用のメタルハライドランプとしては電極間距離4.2mmが規格化されている。一方、液晶プロジェクション用としては2mm以下が好適である。   (2) Since the metal halide lamp having an interelectrode distance of 5 mm or less is used for a headlamp or a projection lamp that is required to have a good rise in luminous flux immediately after starting or is used for a preferable application, the present invention is effective. Is. As a metal halide lamp for automobile headlamps, a distance between electrodes of 4.2 mm is standardized. On the other hand, 2 mm or less is suitable for liquid crystal projection.

(3)放電媒体の金属ハロゲン化物が上記グループから選択された複数種であることにより多様な用途に適応するメタルハライドランプを得ることができる。上記グループ中の金属のうち、スカンジウム(Sc)およびナトリウム(Na)は、特にそれらの組み合わせにおいて、白色系の発光を高効率で発生するので、可視光の主発光物質として採用することができる。インジウム(In)および亜鉛(Zn)は、青色系の発光を行うので色度調整用として採用することができる。また、亜鉛は、その蒸気圧が比較的高いので、ランプ電圧形成用として採用することができる。希土類金属は、主として可視光発光および色度調整用として採用することができる。なお、ランプ電圧形成用としてもいくらか作用する。   (3) A metal halide lamp suitable for various applications can be obtained by using a plurality of metal halides selected from the above group as the discharge medium. Among the metals in the above group, scandium (Sc) and sodium (Na) generate white light emission with high efficiency, particularly in the combination thereof, and can be employed as a main light-emitting substance for visible light. Indium (In) and zinc (Zn) emit blue light and can be used for chromaticity adjustment. Moreover, since zinc has a relatively high vapor pressure, it can be used for lamp voltage formation. Rare earth metals can be employed mainly for visible light emission and chromaticity adjustment. In addition, it works somewhat for forming the ramp voltage.

したがって、上記グループの金属ハロゲン化物の複数を適宜選択することにより、前照灯用、プロジェクション用などの小形で高光出力タイプの各種メタルハライドランプを得ることができる。   Accordingly, various metal halide lamps of small and high light output type for headlamps and projections can be obtained by appropriately selecting a plurality of metal halides of the above group.

(4)放電媒体が本質的に水銀を含まない点に関して、水銀(Hg)は、全く含まないのが環境負荷物質削減のために好ましいことであるが、本発明の作用効果に本質的な影響のない程度、換言すれば不純物程度に含んでいても許容される。   (4) With respect to the point that the discharge medium does not essentially contain mercury, it is preferable for mercury (Hg) not to contain any mercury (Hg) in order to reduce environmentally hazardous substances. In other words, it is acceptable even if it is contained to the extent of impurities.

(5)管壁負荷が60(W/cm)以上であるのは、前照灯用、プロジェクション用などの小形で高光出力タイプの各種メタルハライドランプに対して本発明が効果的であることを明確にするためである。 (5) The tube wall load is 60 (W / cm 2 ) or more because the present invention is effective for various metal halide lamps of small and high light output type such as for headlamps and projections. This is for clarity.

請求項2に係る発明の前照灯は、前照灯本体と;前照灯本体に配設された請求項1記載のメタルハライドランプと;メタルハライドランプを点灯する点灯回路と;を具備していることを特徴としている。     According to a second aspect of the present invention, there is provided a headlamp comprising: a headlamp main body; the metal halide lamp according to the first aspect disposed in the headlamp main body; and a lighting circuit for lighting the metal halide lamp. It is characterized by that.

本発明において、前照灯本体とは、前照灯からメタルハライドランプおよび点灯回路を除いた残余の部分をいう。また、点灯回路は、メタルハライドランプを始動し、かつ、点灯開始直後に定格ランプ電力の2倍以上の電力を数秒間連続的に投入し、その後徐々に定格ランプ電力まで低減しながら安定点灯へと移行させるようにメタルハライドランプを制御しながら点灯するように構成することができる。   In the present invention, the headlamp body refers to the remaining part of the headlamp excluding the metal halide lamp and the lighting circuit. In addition, the lighting circuit starts the metal halide lamp, and immediately after the start of lighting, continuously supplies more than twice the rated lamp power for several seconds, and then gradually reduces the rated lamp power to stable lighting. The metal halide lamp can be lit while being controlled so as to be shifted.

請求項1の発明によれば、A/√f≦4.5を満足することにより、発光のちらつき発生が効果的に抑制される水銀フリーのメタルハライドランプを提供することができる。     According to the invention of claim 1, by satisfying A / √f ≦ 4.5, it is possible to provide a mercury-free metal halide lamp in which the occurrence of flickering of light emission is effectively suppressed.

請求項2の発明によれば、請求項1の効果を有する前照灯を提供することができる。     According to invention of Claim 2, the headlamp which has the effect of Claim 1 can be provided.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のメタルハライドランプを実施するための一形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプの全体を示す側面図である。本形態において、メタルハライドランプMHLは、発光管IT、絶縁チューブT、外管OTおよび口金Bを具備している。     FIG. 1 is a side view showing the entirety of a metal halide lamp for an automobile headlamp as an embodiment for carrying out the metal halide lamp of the present invention. In this embodiment, the metal halide lamp MHL includes an arc tube IT, an insulating tube T, an outer tube OT, and a base B.

〔発光管ITについて〕 発光管ITは、透光性気密容器1、一対の電極1b、1b、一対の外部リード線3A、3Bおよび放電媒体備えている。   [About the arc tube IT] The arc tube IT includes a translucent airtight container 1, a pair of electrodes 1b and 1b, a pair of external lead wires 3A and 3B, and a discharge medium.

(透光性気密容器1について) 透光性気密容器1は、耐火性で透光性であるとともに、内容積が0.5cc以下の内部空間1cを形成する包囲部1aを備えている。前照灯用の場合、内容積は好適には0.05cc以下である。そして、内部空間1cは、その形状がほぼ円柱状をなしている。これに対して、透光性気密容器1の包囲部1aの外面は、楕円球状や紡錘状などの回転2次曲面状をなしている。また、包囲部1aの肉厚は、全体に肉厚で、管軸方向の中央部の肉厚が最も大きく、両端方向に順次肉厚が小さくなっている。これにより、透光性気密容器1の伝熱が良好になってその内部空間1cの底面および側部内面に付着している放電媒体の温度上昇が早まるために、光束立ち上がりが早くなるのに効果的に作用する。一方、液晶プロジェクション用の場合の内容積は0.4cc以下である。そして、内部空間1cは、回転楕円状をなしている。包囲部1aの外面は、球体状ないし楕円球体状をなしている。     (Translucent Airtight Container 1) The translucent airtight container 1 is provided with an enclosure 1a that is fireproof and translucent and forms an internal space 1c with an internal volume of 0.5 cc or less. In the case of a headlamp, the internal volume is preferably 0.05 cc or less. And the internal space 1c has comprised the substantially column shape. On the other hand, the outer surface of the surrounding portion 1a of the translucent airtight container 1 has a rotating quadratic curved surface shape such as an elliptical shape or a spindle shape. Further, the wall thickness of the surrounding portion 1a is thick as a whole, the wall thickness in the central portion in the tube axis direction is the largest, and the wall thickness is gradually reduced in both end directions. As a result, the heat transfer of the translucent airtight container 1 is improved, and the temperature rise of the discharge medium adhering to the bottom surface and the side inner surface of the internal space 1c is accelerated. It works in the same way. On the other hand, the internal volume for liquid crystal projection is 0.4 cc or less. The internal space 1c has a spheroid shape. The outer surface of the surrounding portion 1a has a spherical shape or an elliptical spherical shape.

また、透光性気密容器1が「耐火性で透光性である」とは、少なくとも包囲部1aの外部へ発光を導出しようとする部位である導光部分が透光性であって、かつ、メタルハライドランプMHLの通常の作動温度に十分耐える程度の耐熱性を少なくとも備えているという意味である。したがって、透光性気密容器1は、耐火性を備える材料であり、かつ、その所要の導光部分が放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することができれば、どのようなもので作られていてもよい。例えば、透光性セラミックスや石英ガラスなどを用いることができ、前照灯用のメタルハライドランプの場合、好適には直線透過率の高い石英ガラスである。なお、後者の場合、必要に応じて、透光性気密容器1の包囲部1aの内面に耐ハロゲン性または耐ハロゲン化物性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器1の内面を改質することが許容される。   Further, the translucent airtight container 1 is “fireproof and translucent” means that at least a light guide portion that is a portion to emit light to the outside of the surrounding portion 1a is translucent, and This means that it has at least heat resistance sufficient to withstand the normal operating temperature of the metal halide lamp MHL. Accordingly, the translucent airtight container 1 is a material having fire resistance, and any desired light guide portion can emit visible light in a desired wavelength region generated by discharge to the outside. It may be made with. For example, translucent ceramics or quartz glass can be used. In the case of a metal halide lamp for a headlamp, quartz glass having a high linear transmittance is preferable. In the latter case, a halogen-resistant or halide-resistant transparent film is formed on the inner surface of the surrounding portion 1a of the translucent airtight container 1 or the inner surface of the translucent airtight container 1 is formed as necessary. Modification is allowed.

透光性気密容器1が石英ガラスからなる場合、包囲部1aの管軸方向の両端に一対の封止部1a1、1a1を形成することができる。一対の封止部1a1、1a1は、包囲部1aを封止するとともに、後述する電極1bの軸部がここに埋設され、かつ、図示しない点灯回路から電流を電極1bへ気密に導入するのに寄与する手段であり、包囲部1aの両端から一体に延在している。そして、電極1bを封装し、かつ、点灯回路から電流を電極1bへ気密に導入するために、内部に適当な気密封止導通手段、好適には封着金属箔2を気密に埋設している。   When the translucent airtight container 1 is made of quartz glass, a pair of sealing portions 1a1 and 1a1 can be formed at both ends of the surrounding portion 1a in the tube axis direction. The pair of sealing portions 1a1 and 1a1 seal the surrounding portion 1a, and a shaft portion of an electrode 1b described later is embedded therein, and a current is introduced from a lighting circuit (not shown) into the electrode 1b in an airtight manner. It is a means to contribute, and is integrally extended from the both ends of the surrounding part 1a. Then, in order to seal the electrode 1b and to introduce a current from the lighting circuit to the electrode 1b in an airtight manner, an appropriate hermetic sealing conduction means, preferably a sealing metal foil 2 is embedded in an airtight manner. .

なお、封着金属箔2は、封止部1a1の内部に気密に埋設されて封止部1a1が透光性気密容器1の包囲部1aの内部を気密に維持するのに協働しながら電流導通導体として機能するための手段であり、透光性気密容器1が石英ガラスからなる場合の材料としてはモリブデン(Mo)が最適である。モリブデンは、約350℃になると酸化するので、外部側の端部の温度がこれより温度が低くなるように埋設される。封着金属箔2を封止部1a1に埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法などを単独で、または組み合わせて採用することができる。内容積が0.1cc以下の小形でキセノン(Xe)などの希ガスを室温で5気圧以上封入する前照灯などに用いるメタルハライドランプの場合は、後者が好適である。また、液晶プロジェクション用のメタルハライドランプの場合は、減圧封止法が好適である。   In addition, the sealing metal foil 2 is embedded in the inside of the sealing portion 1a1 in an airtight manner, and the sealing portion 1a1 cooperates to maintain the inside of the surrounding portion 1a of the translucent airtight container 1 in an airtight manner. Molybdenum (Mo) is most suitable as a material for functioning as a conductive conductor and for the case where the translucent airtight container 1 is made of quartz glass. Since molybdenum oxidizes at about 350 ° C., it is buried so that the temperature of the outer end is lower. The method for embedding the sealing metal foil 2 in the sealing portion 1a1 is not particularly limited, but for example, a reduced pressure sealing method, a pinch sealing method, or the like can be employed alone or in combination. In the case of a metal halide lamp that is used as a small lamp having an internal volume of 0.1 cc or less and in which a rare gas such as xenon (Xe) is sealed at 5 atm or more at room temperature, the latter is preferable. In the case of a metal halide lamp for liquid crystal projection, a reduced pressure sealing method is suitable.

また、図1において、左方の封止部1a1を形成した後に、封止管1a2が切除されないで封止部1a1の外側端部から一体に延長していて、後述する口金B内へ延在している。   Further, in FIG. 1, after forming the left sealing portion 1a1, the sealing tube 1a2 is integrally extended from the outer end portion of the sealing portion 1a1 without being cut out, and extends into a base B described later. is doing.

(一対の電極1b、1bについて) 一対の電極1b、1bは、透光性気密容器1の包囲部1aの両端内部に離間対向して封装されている。メタルハライドランプMHLの内部空間1cの内容積が0.5cc以下と小形のため、電極間距離は5mm以下であり、前照灯用の場合には規格化されている4.2±0.1mmに設定される。また、一対の電極1b、1bは、その軸部の直径が一般的には0.25〜0.5mm、好適には0.25〜0.35mmの範囲内で適当な値に設定されるのがよい。     (Regarding a pair of electrodes 1b and 1b) The pair of electrodes 1b and 1b are sealed and opposed to the insides of both ends of the surrounding portion 1a of the translucent airtight container 1. Since the internal volume of the internal space 1c of the metal halide lamp MHL is as small as 0.5 cc or less, the distance between the electrodes is 5 mm or less, and it is 4.2 ± 0.1 mm which is standardized for headlamps. Is set. In addition, the pair of electrodes 1b and 1b is set to an appropriate value within a range where the diameter of the shaft portion is generally 0.25 to 0.5 mm, preferably 0.25 to 0.35 mm. Is good.

さらに、一対の電極1b、1bは、タングステン(W)、ドープドタングステン、レニウム(Re)、タングステン−レニウム合金(W−Re)などの耐火金属製の軸部を備え、その軸部の基端が封着金属箔2に溶接されるなどして封止部1a1に埋設され、中間が透光性気密容器1の封止部1a1により緩く支持され、先端が透光性気密容器1の内部空間1cに臨むように内部空間1cの両端に離間対向して配設されている。   Further, the pair of electrodes 1b and 1b includes a shaft portion made of a refractory metal such as tungsten (W), doped tungsten, rhenium (Re), tungsten-rhenium alloy (W-Re), and the base ends of the shaft portions. Is welded to the sealing metal foil 2 and buried in the sealing portion 1a1, the middle is loosely supported by the sealing portion 1a1 of the translucent airtight container 1, and the tip is the inner space of the translucent airtight container 1. The internal space 1c is disposed so as to face and separate from both ends of the internal space 1c.

さらにまた、メタルハライドランプMHLが前照灯用の場合、電極1bの軸部をそのまま先端部までその径が大きくなることなく延長して、切頭円錐形、半球状または半楕円球状にすることにより、放電アークの起点が安定しやすくなる。また、これに加えて先端部に小さな突起が形成されていることにより相乗的に効果が増大する。なお、本形態において、電極1bの先端は、図示を省略しているが、電極軸の直径の1/2の曲率の半球状をなしている。しかし、要すれば電極1bの先端部近傍を軸部より径大の例えばほぼ球状ないし楕円球状にすることもできる。すなわち、ランプの点滅回数が非常に多くなるとともに、また始動時には定常時より大きな電流を流すので、これに対応して電極1b全体を径大にすると、電極軸に接触している透光性気密容器1の構成材料が点滅のたびに熱応力を受けてクラックを生じやすい。そこで、電極1bの先端部近傍に径大部を形成することで、電極1bを点滅に対応させることができるが、軸部は径大になっていないから、クラックを生じにくい。   Furthermore, when the metal halide lamp MHL is used for a headlamp, by extending the shaft portion of the electrode 1b as it is to the tip portion without increasing its diameter, a truncated cone shape, a hemispherical shape or a semi-elliptical spherical shape is obtained. The starting point of the discharge arc is easily stabilized. In addition to this, the effect is synergistically increased by forming a small protrusion at the tip. In the present embodiment, the tip of the electrode 1b has a hemispherical shape with a curvature that is ½ of the diameter of the electrode shaft, although not shown. However, if necessary, the vicinity of the tip of the electrode 1b can be made, for example, substantially spherical or elliptical, having a diameter larger than that of the shaft. That is, the number of times the lamp blinks is very large, and a larger current flows at the time of starting than at the normal time. Therefore, if the diameter of the entire electrode 1b is increased correspondingly, the translucent airtight contact with the electrode shaft is made. Each time the constituent material of the container 1 blinks, it tends to crack due to thermal stress. Therefore, by forming a large diameter portion in the vicinity of the tip portion of the electrode 1b, the electrode 1b can be made to respond to blinking, but since the shaft portion is not large in diameter, cracks are hardly generated.

さらにまた、電極1bは、交流および直流のいずれで作動するように構成してもよい。交流で作動する場合、一対の電極1bは同一構造とする。直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいから、先端部近傍に径大部を形成すれば、放熱面積を大きくすることができるとともに、頻繁な点滅に対応することができる。これに対して、陰極は必ずしも径大部を形成する必要がない。   Furthermore, the electrode 1b may be configured to operate with either alternating current or direct current. When operating with an alternating current, the pair of electrodes 1b have the same structure. When operating with direct current, the temperature of the anode generally increases greatly, so if a large diameter portion is formed in the vicinity of the tip, the heat radiation area can be increased and frequent flashing can be accommodated. On the other hand, the cathode does not necessarily have to have a large diameter portion.

(一対の外部リード線3A、3Bについて) 一対の外部リード線3A、3Bは、その先端が透光性気密容器1の両端の封止部1a1内において封着金属箔2の他端に溶接され、基端側が外部へ導出されている。図1において発光管ITから右方へ導出された外部リード線3Aは、中間部が後述する外管OTに沿って折り返されて後述する口金B内に導入されて図示しない口金端子の一方に接続している。図1において発光管ITから左方へ導出された外部リード線3Bは、封止管1a2内を管軸に沿って延在して口金B内に導入されて口金端子の他方に接続している。     (Regarding a pair of external lead wires 3A and 3B) The pair of external lead wires 3A and 3B are welded to the other end of the sealing metal foil 2 in the sealing portions 1a1 at both ends of the translucent airtight container 1. The base end side is led out to the outside. In FIG. 1, an external lead wire 3A led rightward from the arc tube IT is folded back along an outer tube OT described later and introduced into a base B described later, and connected to one of the terminal terminals not shown. is doing. In FIG. 1, the external lead wire 3B led out from the arc tube IT to the left extends along the tube axis in the sealing tube 1a2 and is introduced into the base B to be connected to the other of the base terminals. .

(放電媒体について) 放電媒体は、金属ハロゲン化物および希ガスを含み、水銀を本質的に含まない。金属ハロゲン化物は、スカンジウム(Sc)、ナトリウム(Na)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物を含んでいる。しかし、放電媒体は、上記グループに属する金属のハロゲン化物のみからなる構成に限定されるものではなく、補助的にグループ以外の金属のハロゲン化物を含有することが許容される。例えば、主発光物質としてタリウム(Tl)のハロゲン化物を添加することにより、発光効率を一層高めることができる。また、亜鉛(Zn)に加えて次のグループからなるランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を添加することができる。すなわち、マグネシウム(Mg)、コバルト(C)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、レニウム(Re)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)のグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を添加することにより、ランプ電圧を所望に調整することができる。上記のグループの金属は、いずれも蒸気圧が高くて可視域に発光しないか、または発光が比較的少ない金属すなわち光束を稼ぐ発光金属としては期待されないが、主としてランプ電圧を形成するのに好適な金属である。     (Discharge Medium) The discharge medium contains a metal halide and a rare gas and essentially does not contain mercury. The metal halide includes a plurality of metal halides selected from the group of scandium (Sc), sodium (Na), indium (In), zinc (Zn), and rare earth metals. However, the discharge medium is not limited to a structure made of only the metal halides belonging to the above group, and it is allowed to contain a halide of a metal other than the group as an auxiliary. For example, the luminous efficiency can be further increased by adding a thallium (Tl) halide as the main light-emitting substance. Further, in addition to zinc (Zn), a metal halide for forming a lamp voltage consisting of the following groups can be added. That is, magnesium (Mg), cobalt (C), chromium (Cr), manganese (Mn), antimony (Sb), rhenium (Re), gallium (Ga), tin (Sn), iron (Fe), aluminum (Al ), Titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf), by adding one or more metal halides selected from the group, the lamp voltage can be adjusted as desired. None of the above metals are expected to be metals that have high vapor pressures and do not emit light in the visible range, or that emit relatively little light, i.e., light-emitting metals that generate luminous flux, but are primarily suitable for forming lamp voltages. It is a metal.

希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)およびキセノン(Xe)などの一種または複数種を用いることができる。また、自動車前照灯用のメタルハライドランプとしては、キセノンを5気圧以上、好ましくは7〜18気圧の範囲で封入するか、あるいは点灯時の内部空間内の圧力が50気圧以上になるように封入することにより、始動直後の発光金属の蒸気圧が低いときに、立ち上がり時の光束としてXeの白色発光を寄与させることができる。   The rare gas acts as a starting gas and a buffer gas, and one or a plurality of kinds such as argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) can be used. As metal halide lamps for automobile headlamps, xenon is sealed at 5 atm or more, preferably 7 to 18 atm, or sealed so that the pressure in the interior space when lighting is 50 atm or more. By doing so, when the vapor pressure of the luminescent metal immediately after the start is low, white light emission of Xe can be contributed as a luminous flux at the time of startup.

さらに、水銀について言及しておく。本発明において、「本質的に水銀を含まない」と
は、水銀(Hg)を全く封入していないだけでなく、気密容器の内容積1cc当たり2mg未満、好ましくは1mg以下の水銀が存在していることを許容するという意味である。しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電ランプのランプ電圧を所要に高くする場合、短アーク形においては気密容器の内容積1cm当たり20〜40mg、さらに場合によっては50mg以上封入していたことからすれば、水銀量が実質的に頗る少ないといえる。
In addition, mention mercury. In the present invention, “essentially free of mercury” means that not only mercury (Hg) is not enclosed, but also there is less than 2 mg, preferably 1 mg or less of mercury per 1 cc of internal volume of the airtight container. It means that it is allowed. However, it is environmentally desirable not to enclose mercury at all. When the lamp voltage of the discharge lamp is increased to a required level with mercury vapor as in the conventional case, the short arc type may contain 20 to 40 mg per 1 cm 3 of the inner volume of the hermetic container, and moreover 50 mg or more in some cases. It can be said that the amount of mercury is substantially low.

ハロゲン化物を構成するハロゲンは、反応性に関してハロゲンの中でヨウ素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、ヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。   As the halogen constituting the halide, iodine is most suitable among the halogens in terms of reactivity, and at least the main light emitting metal is mainly encapsulated as iodide. However, if necessary, different halogen compounds such as iodide and bromide can be used in combination.

〔絶縁チューブTについて〕 絶縁チューブTは、セラミックスからなり、絶縁チューブTは、外部リード線3Aを被覆している。   [Insulating Tube T] The insulating tube T is made of ceramics, and the insulating tube T covers the external lead wire 3A.

〔外管OTについて〕 外管OTは、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に発光管ITの少なくとも主要部を収納する手段である。そして、発光管ITから外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ、発光管ITの透光性気密容器1を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは透光性気密容器1を保温したりする。また、外管OTの内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止してもよいし、外気と同程度または減圧された空気または不活性ガスが封入されていてもよい。さらに、要すれば、外気に連通していてもよい。さらに、外管OTの外面または内面に遮光膜を配設することもできる。   [Outer tube OT] The outer tube OT is made of quartz glass, high silicate glass, or the like, and is a means for housing at least the main part of the arc tube IT therein. Then, UV rays radiated from the arc tube IT to the outside are shielded and mechanically protected, and by touching the translucent airtight container 1 of the arc tube IT with a hand, human fingerprints and fats are attached and devitrification occurs. The light-transmitting airtight container 1 is kept warm. Further, the inside of the outer tube OT may be hermetically sealed with respect to the outside air according to the purpose, or air or an inert gas that has the same or reduced pressure as the outside air may be enclosed. Further, if necessary, it may communicate with the outside air. Further, a light shielding film can be provided on the outer surface or the inner surface of the outer tube OT.

また、図示の形態においては、外管OTを形成する際に、その両端を透光性気密容器1の両端から管軸方向に延在する封止部にガラス溶着させることによって外管OTを透光性気密容器1で支持するように構成することができる。外管OTは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ITを収納していて、両端の縮径部4が放電容器ITの封止部1a1にガラス溶着している。しかし、内部は気密ではなく、外気に連通している。   In the illustrated embodiment, when forming the outer tube OT, both ends of the outer tube OT are glass-welded to sealing portions extending from both ends of the translucent airtight container 1 in the tube axis direction. It can comprise so that it may support with the optical airtight container 1. FIG. The outer tube OT has an ultraviolet ray cutting performance, accommodates the arc tube IT therein, and the reduced diameter portions 4 at both ends are glass-welded to the sealing portion 1a1 of the discharge vessel IT. However, the inside is not airtight but communicates with the outside air.

〔口金Bについて〕 口金Bは、メタルハライドランプMHLを図示しない点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持したりするのに機能する手段であって、図示の形態においては、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ITおよび外管OTを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着されるように構成されている。   [About the base B] The base B is a means that functions to connect the metal halide lamp MHL to a lighting circuit (not shown) or to mechanically support the metal halide lamp MHL. It is standardized for use, and is constructed so that the arc tube IT and the outer tube OT are planted and supported along the central axis, and are detachably mounted on the back of the automobile headlamp. Yes.

次に、実施例を比較例1および比較例2とともに説明する。なお、比較例1は、市販の自動車前照灯用のメタルハライドランプ、比較例2は本発明の構成を備えていない自動車前照灯用の水銀フリーランプである。   Next, examples will be described together with comparative example 1 and comparative example 2. Comparative Example 1 is a commercially available metal halide lamp for automotive headlamps, and Comparative Example 2 is a mercury-free lamp for automotive headlamps that does not have the configuration of the present invention.

透光性気密容器 :内部空間の内容積0.023cc、内径2.6mm、包囲部長さ7.2mm、
包囲部外径6.0mm
電極間距離 :4.2mm
放電媒体 :金属ハロゲン化物ScI3-NaI-ZnI2-InI-CsI、合計0.5mg、希ガスXe11atm
安定時ランプ電圧:44V
安定時ランプ電力:35W
点灯周波数 :330Hz(矩形波交流)
透光性気密容器内水分:50ng(AP-MS法)
A/√f :2.75
ちらつき発生率 :0%
Translucent airtight container: Internal volume of internal space 0.023cc, inner diameter 2.6mm, enclosure length 7.2mm,
Enclosure outer diameter 6.0mm
Distance between electrodes: 4.2mm
Discharge medium: Metal halide ScI 3 -NaI-ZnI 2 -InI-CsI, total 0.5 mg, noble gas Xe11atm
Stable lamp voltage: 44V
Lamp power when stable: 35W
Lighting frequency: 330Hz (rectangular wave AC)
Water content in translucent airtight container: 50ng (AP-MS method)
A / √f: 2.75
Flicker occurrence rate: 0%

透光性気密容器 :内部空間の内容積0.023cc、内径2.6mm、包囲部長さ7.2mm、
包囲部外径6.0mm
電極間距離 :4.2mm
放電媒体 :金属ハロゲン化物ScI3-NaI-ZnI2-InI-CsI、合計0.5mg、希ガスXe11atm
安定時ランプ電圧:44V
安定時ランプ電力:35W
点灯周波数 :330Hz(矩形波交流)
透光性気密容器内水分:20ng(AP-MS法)
A/√f :1.1
ちらつき発生率 :0%
Translucent airtight container: Internal volume of internal space 0.023cc, inner diameter 2.6mm, enclosure length 7.2mm,
Enclosure outer diameter 6.0mm
Distance between electrodes: 4.2mm
Discharge medium: Metal halide ScI 3 -NaI-ZnI 2 -InI-CsI, total 0.5 mg, noble gas Xe11atm
Stable lamp voltage: 44V
Lamp power when stable: 35W
Lighting frequency: 330Hz (rectangular wave AC)
Water in translucent airtight container: 20ng (AP-MS method)
A / √f: 1.1
Flicker occurrence rate: 0%

透光性気密容器 :内部空間の内容積0.15cc、内径6.0mm、包囲部長さ8.0mm、
包囲部外径10mm
電極間距離 :5.0mm
放電媒体 :金属ハロゲン化物ScI3-Na-ZnI2-InBr-CsI、合計3.5mg、希ガスXe12atm
安定時ランプ電圧:50V
安定時ランプ電力:150W
点灯周波数 :1000Hz(矩形波交流)
透光性気密容器内水分:100ng(AP-MS法)
A/√f :3.16
ちらつき発生率 :0%

〔比較例1〕
Translucent airtight container: Internal volume of inner space 0.15cc, inner diameter 6.0mm, enclosure length 8.0mm,
Enclosure outer diameter 10mm
Distance between electrodes: 5.0mm
Discharge medium: Metal halide ScI 3 —Na—ZnI 2 —InBr—CsI, total 3.5 mg, noble gas Xe12atm
Stable lamp voltage: 50V
Lamp power when stable: 150W
Lighting frequency: 1000Hz (rectangular wave AC)
Water content in translucent airtight container: 100ng (AP-MS method)
A / √f: 3.16
Flicker occurrence rate: 0%

[Comparative Example 1]

透光性気密容器 :内部空間の内容積0.023cc、内径2.6mm、包囲部長さ7.0mm、
包囲部外径6.0mm
電極間距離 :4.2mm
放電媒体 :金属ハロゲン化物ScI3-Na-ZnI2-InI-CsI、合計0.5mg、希ガスXe11atm
安定時ランプ電圧:44V
安定時ランプ電力:35W
点灯周波数 :330Hz(矩形波交流)
透光性気密容器内水分:90ng(AP-MS法)
A/√f :4.95
ちらつき発生率 :21%

〔比較例2〕
Translucent airtight container: Internal volume of internal space 0.023cc, inner diameter 2.6mm, enclosure length 7.0mm,
Enclosure outer diameter 6.0mm
Distance between electrodes: 4.2mm
Discharge medium: Metal halide ScI 3 —Na—ZnI 2 —InI—CsI, total 0.5 mg, noble gas Xe11atm
Stable lamp voltage: 44V
Lamp power when stable: 35W
Lighting frequency: 330Hz (rectangular wave AC)
Water in translucent airtight container: 90ng (AP-MS method)
A / √f: 4.95
Flicker occurrence rate: 21%

[Comparative Example 2]

透光性気密容器 :内部空間の内容積0.023cc、内径2.6mm、包囲部長さ7.0mm、
包囲部外径6.0mm
電極間距離 :4.2mm
放電媒体 :金属ハロゲン化物ScI3-Na-ZnI2-InI-CsI、合計0.5mg、希ガスXe11atm
安定時ランプ電圧:44V
安定時ランプ電力:35W
点灯周波数 :100Hz(矩形波交流)
透光性気密容器内水分:50ng(AP-MS法)
A/√f :5.0
ちらつき発生率 :25%

次に、図2および図3を参照してA/√fと発光のちらつき発生率および点灯回路を含んだ発光効率の関係について説明する。
Translucent airtight container: Internal volume of internal space 0.023cc, inner diameter 2.6mm, enclosure length 7.0mm,
Enclosure outer diameter 6.0mm
Distance between electrodes: 4.2mm
Discharge medium: Metal halide ScI 3 —Na—ZnI 2 —InI—CsI, total 0.5 mg, noble gas Xe11atm
Stable lamp voltage: 44V
Lamp power when stable: 35W
Lighting frequency: 100Hz (rectangular wave AC)
Water content in translucent airtight container: 50ng (AP-MS method)
A / √f: 5.0
Flicker occurrence rate: 25%

Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the relationship between A / √f, the flicker occurrence rate of light emission, and the light emission efficiency including the lighting circuit will be described.

図2は、A/√fと発光のちらつき発生率の関係を示すグラフである。図において、横軸はA/√fを、縦軸はちらつき発生率(%)を、それぞれ示す。図から理解できるように、A/√fの値が大きいほどちらつき発生率が大きくなり、A/√fが4.5以下になるとちらつきが殆ど発生しなくなる。     FIG. 2 is a graph showing the relationship between A / √f and the flicker occurrence rate of light emission. In the figure, the horizontal axis represents A / √f, and the vertical axis represents the flicker occurrence rate (%). As can be seen from the figure, the higher the value of A / √f, the higher the occurrence rate of flickering, and the flickering hardly occurs when A / √f is 4.5 or less.

図3は、A/√fと点灯回路を含んだ発光効率の関係を示すグラフである。図において、横軸はA/√fを、縦軸は相対発光効率を、それぞれ示す。なお、ここで「相対発光効率」とは、点灯回路を含んだ総合的な発光効率を示している。図から理解できるように、A/√fの値が小さいほど発光効率が低くなり、A/√fが0.016以下になると、相対発光効率が急激に低下する。     FIG. 3 is a graph showing the relationship between A / √f and the luminous efficiency including the lighting circuit. In the figure, the horizontal axis represents A / √f, and the vertical axis represents relative luminous efficiency. Here, “relative light emission efficiency” indicates total light emission efficiency including a lighting circuit. As can be seen from the figure, the smaller the value of A / √f, the lower the luminous efficiency, and when A / √f is 0.016 or less, the relative luminous efficiency decreases rapidly.

図4および図5は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての自動車前照灯を示し、図4は概念図、図5は点灯回路を示す回路図である。各図において、11は前照灯本体、12は点灯回路、13はメタルハライドランプである。     4 and 5 show an automobile headlamp as an embodiment for carrying out the lighting device of the present invention, FIG. 4 is a conceptual diagram, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a lighting circuit. In each figure, 11 is a headlamp body, 12 is a lighting circuit, and 13 is a metal halide lamp.

前照灯本体11は、容器状をなし、内部に反射鏡11a、前面にレンズ11bおよび図示を省略しているランプソケットなどを備えている。   The headlamp body 11 has a container shape, and includes a reflecting mirror 11a inside, a lens 11b on the front surface, and a lamp socket not shown.

点灯回路12は、図5に示す回路構成を備えていて、主点灯回路12Aおよび始動器12Bを具備している。主点灯回路12Aは後述するように構成され、前照灯本体11に取り付けることができる。   The lighting circuit 12 has the circuit configuration shown in FIG. 5 and includes a main lighting circuit 12A and a starter 12B. The main lighting circuit 12 </ b> A is configured as described later, and can be attached to the headlamp body 11.

メタルハライドランプ13は、図1に示すメタルハライドランプからなる。   The metal halide lamp 13 is a metal halide lamp shown in FIG.

前記主点灯回路12Aは、図5に示すように、直流電源21、昇圧チョッパ22、インバータ23および制御回路24からなり、メタルハライドランプ13を点灯する。直流電源21は、電池電源、整流化直流電源などからなり、直流出力端間に接続された平滑コンデンサC1を有している。昇圧チョッパ22は、直流電源21から供給される直流電圧を所要の電圧まで昇圧し、かつ、平滑化して後述するインバータ23に入力電圧を供給する。なお、符号22aは駆動回路で、昇圧チョッパ22のスイッチング素子を駆動する。インバータ23は、フルブリッジ形インバータからなる。そして、4個のスイッチング素子Q1〜Q4をブリッジ接続し、その対向2辺を構成する一対のスイッチング素子Q1、Q3と他の対向2辺を構成する一対のスイッチング素子Q2、Q4とを交互にスイッチングさせて、その出力端間に矩形波交流電圧を出力する。なお、符号23aは駆動回路で、インバータ23の各スイッチング素子Q1〜Q4を駆動する。制御回路24は、昇圧チョッパ22およびインバータ23を所要に、例えばメタルハライドランプ13が冷却状態のときには、メタルハライドランプ13を始動直後の数秒間定格ランプ電力の約2倍以上、例えば2.5倍程度で点灯し、その徐々に低減させて安定点灯時の定格ランプ電力に移行させるように制御する。   As shown in FIG. 5, the main lighting circuit 12 </ b> A includes a DC power source 21, a step-up chopper 22, an inverter 23, and a control circuit 24, and lights the metal halide lamp 13. The DC power source 21 includes a battery power source, a rectified DC power source, and the like, and has a smoothing capacitor C1 connected between DC output terminals. The step-up chopper 22 boosts the DC voltage supplied from the DC power supply 21 to a required voltage, smoothes it, and supplies the input voltage to the inverter 23 described later. Reference numeral 22a denotes a drive circuit that drives the switching element of the step-up chopper 22. The inverter 23 is a full bridge type inverter. Then, four switching elements Q1 to Q4 are bridge-connected, and a pair of switching elements Q1 and Q3 constituting the opposite two sides and a pair of switching elements Q2 and Q4 constituting the other two opposite sides are alternately switched. Then, a rectangular wave AC voltage is output between the output terminals. Reference numeral 23a denotes a drive circuit that drives the switching elements Q1 to Q4 of the inverter 23. The control circuit 24 requires the step-up chopper 22 and the inverter 23. For example, when the metal halide lamp 13 is in a cooled state, the control circuit 24 is about twice or more, for example, about 2.5 times the rated lamp power for a few seconds immediately after starting the metal halide lamp 13. Control is performed so that the lamp is lit and gradually reduced to shift to the rated lamp power during stable lighting.

始動器12Bは、メタルハライドランプ13の始動時に高電圧パルスを出力してメタルハライドランプ13に印加して、これを瞬時に始動させる。   The starter 12B outputs a high voltage pulse when the metal halide lamp 13 is started, applies it to the metal halide lamp 13, and instantly starts it.

本発明のメタルハライドランプを実施するための一形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプの全体を示す側面図The side view which shows the whole metal halide lamp for motor vehicle headlamps as one form for implementing the metal halide lamp of this invention A/√fと発光のちらつき発生率の関係を示すグラフA graph showing the relationship between A / √f and the flicker occurrence rate of light emission A/√fと点灯回路を含んだ発光効率の関係を示すグラフGraph showing relationship between A / √f and luminous efficiency including lighting circuit 本発明の照明装置を実施するための一形態としての自動車前照灯を示す概念図The conceptual diagram which shows the motor vehicle headlamp as one form for implementing the illuminating device of this invention 同じく点灯回路を示す回路図Circuit diagram showing lighting circuit

符号の説明Explanation of symbols

1…透光性気密容器、1a…包囲部、1a1…封止部、1a2…封止管、1b…電極、1c…内部空間、2…封着金属箔、3A…外部リード線、3B…外部リード線、IT…発光管   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent airtight container, 1a ... Enclosing part, 1a1 ... Sealing part, 1a2 ... Sealing tube, 1b ... Electrode, 1c ... Internal space, 2 ... Sealing metal foil, 3A ... External lead wire, 3B ... External Lead wire, IT ... arc tube

Claims (2)

内容積0.5cc以下の透光性気密容器と;
透光性気密容器内に5mm以下の電極間距離をもって対向して封装された一対の電極と;
スカンジウム(Sc)、ナトリウム(Na)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物ならびに希ガスを含み水銀(Hg)を本質的に含まないで透光性気密容器内に封入された放電媒体と;
を具備し、管壁負荷が60W/cm以上であるとともに、透光性気密容器内の水分をA(ng)とし、矩形波交流電圧が印加されて点灯する際の点灯周波数をf(Hz)としたとき、下式を満足することを特徴とするメタルハライドランプ。
A/√f≦4.5
A translucent airtight container having an internal volume of 0.5 cc or less;
A pair of electrodes sealed opposite to each other with a distance between electrodes of 5 mm or less in a light-transmitting airtight container;
Contains a plurality of metal halides selected from the group of scandium (Sc), sodium (Na), indium (In), zinc (Zn) and rare earth metals, and contains noble gases and is essentially free of mercury (Hg). A discharge medium enclosed in a translucent airtight container;
The tube wall load is 60 W / cm 2 or more, the moisture in the translucent airtight container is A (ng), and the lighting frequency when the rectangular wave AC voltage is applied to light is f (Hz) ), A metal halide lamp characterized by satisfying the following formula.
A / √f ≦ 4.5
照明装置本体と;
照明装置本体に配設された請求項1記載のメタルハライドランプと;
メタルハライドランプに矩形波交流電圧を印加して点灯する点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A lighting device body;
The metal halide lamp according to claim 1, wherein the metal halide lamp is disposed in a lighting device body;
A lighting circuit for lighting by applying a rectangular wave AC voltage to the metal halide lamp;
An illumination device comprising:
JP2004193065A 2004-06-30 2004-06-30 Metal halide lamp and lighting device Abandoned JP2006019054A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004193065A JP2006019054A (en) 2004-06-30 2004-06-30 Metal halide lamp and lighting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004193065A JP2006019054A (en) 2004-06-30 2004-06-30 Metal halide lamp and lighting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006019054A true JP2006019054A (en) 2006-01-19

Family

ID=35793142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004193065A Abandoned JP2006019054A (en) 2004-06-30 2004-06-30 Metal halide lamp and lighting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006019054A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010503949A (en) * 2006-09-12 2010-02-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Lamp with conductor embedded in the envelope of the quartz glass of the lamp
JP2010525505A (en) * 2007-04-19 2010-07-22 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング High pressure discharge lamp and vehicle headlamp with high pressure discharge lamp

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010503949A (en) * 2006-09-12 2010-02-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Lamp with conductor embedded in the envelope of the quartz glass of the lamp
US9953824B2 (en) 2006-09-12 2018-04-24 Lumileds Llc Lamp comprising a conductor embedded in the quartz glass envelope of the lamp
JP2010525505A (en) * 2007-04-19 2010-07-22 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング High pressure discharge lamp and vehicle headlamp with high pressure discharge lamp
US8310156B2 (en) 2007-04-19 2012-11-13 Osram Ag High-pressure discharge lamp and vehicle headlight with high-pressure discharge lamp

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4320379B2 (en) Metal halide lamp and metal halide lamp lighting device
CN100367448C (en) Metal halide lamp, metal halide lamp lighting device, and automobile headlight device
JP4203418B2 (en) High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp lighting device, and automotive headlamp device
JP2005123112A (en) Metal halide lamp and lighting device
JP4401762B2 (en) Metal halide lamp and lighting device
JP2006019053A (en) Metal halide lamps and headlamps
JP2006019054A (en) Metal halide lamp and lighting device
JP4890809B2 (en) Metal halide lamp, metal halide lamp lighting device and headlamp
JP4933850B2 (en) Metal halide lamp and lighting device using the same
JP6331884B2 (en) Discharge lamp and vehicle lamp
EP0908926B1 (en) Metal halide lamp
WO2006003894A1 (en) Metal halidee lamp, lighting device for metal halide lamp and headlight
JP2004220880A (en) High pressure discharge lamps and vehicle headlights
JP2004220879A (en) Metal halide lamps for automobile headlights and headlight devices for automobiles
JP2004253362A (en) High pressure discharge lamp and lighting equipment
JP2006318731A (en) Metal halide discharge lamp and metal halide discharge lamp system
JP2008077891A (en) Metal halide discharge lamp, metal halide discharge lamp lighting device and lighting device
KR20070031929A (en) Metal halide lamps, metal halide lamp lighting and headlights
JP2004206980A (en) Metal halide lamps and headlights for automobiles
WO2009119612A1 (en) High-pressure discharge lamp and lighting device
JP2009259769A (en) High-pressure discharge lamp and lighting device
JP2000285851A (en) Metal halide discharge lamp and lighting system for AC lighting
JP2009231133A (en) High-pressure discharge lamp, and lighting system
JP2005019297A (en) High pressure discharge lamp and lighting device
KR20070031921A (en) Metal halide lamps, metal halide lamp lighting and headlights

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091118

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20091224