JP2008177160A - High pressure discharge lamp and lighting device - Google Patents
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Abstract
【課題】
水銀および水銀代替材料すなわちランプ電圧形成用のハロゲン化物を実質的に封入しないで実用的な電気特性および発光特性を有し、色偏差が少なくて、しかも寿命特性が改善された高圧放電ランプを提供する。
【解決手段】
高圧放電ランプは、内部に放電空間1cを有する透光性気密容器1と、放電空間に臨む一対の電極2、2と、金属ハロゲン化物および希ガスを備え、金属ハロゲン化物は封入されている全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が30質量%以上のツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種のハロゲン化物を含み、希ガスは25℃で3気圧以上のキセノン(Xe)であるイオン化媒体とを具備し、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を透光性気密容器内に実質的に含んでいない。
【選択図】図1【Task】
Providing high-pressure discharge lamps with practical electrical and luminescent properties without substantial encapsulation of mercury and mercury substitute materials, ie, lamp voltage forming halides, with minimal color deviation and improved lifetime characteristics To do.
[Solution]
The high-pressure discharge lamp includes a light-transmitting hermetic container 1 having a discharge space 1c therein, a pair of electrodes 2 and 2 facing the discharge space, a metal halide and a rare gas, and the metal halide is sealed in all. An ionization medium containing at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) with an encapsulation ratio of 30% by mass or more with respect to a metal halide, wherein the rare gas is xenon (Xe) at 3 ° C. or more at 25 ° C. The metal halide for forming the lamp voltage and mercury are substantially not contained in the light-transmitting hermetic container.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、水銀を本質的に含まない高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置に関する。 The present invention relates to a high-pressure discharge lamp essentially free of mercury and a lighting device including the same.
水銀代替材料であるZnI2の封入量を規制した高圧放電ランプは既知である(例えば、特許文献1参照。)。 A high-pressure discharge lamp in which the amount of enclosed ZnI 2 as a mercury substitute material is regulated is known (for example, see Patent Document 1).
また、主発光金属にNa、TlおよびDyのグループから選択された金属を主成分として用い、副成分としてHo、TmおよびInの1種または複数種を封入し、水銀代替材料としてAl、ZnおよびFeなどのハロゲン化物を用いる高圧放電ランプは既知である(特許文献2参照。)。 Further, the main light emitting metal is a metal selected from the group of Na, Tl and Dy as a main component, and one or more of Ho, Tm and In are encapsulated as subcomponents, and Al, Zn and A high-pressure discharge lamp using a halide such as Fe is known (see Patent Document 2).
既知の水銀フリーの高圧放電ランプ(以下、便宜上「水銀フリーランプ」という。)は、発光金属のハロゲン化物に加えてZnI2などランプ電圧形成用としてのいわゆる第2の金属ハロゲン化物を封入している。なお、第2の金属ハロゲン化物を封入しない水銀フリーランプも知られているが、実用的なランプ電圧が得られないか、特殊な点灯態様を要求し実用的でない。 A known mercury-free high-pressure discharge lamp (hereinafter referred to as “mercury-free lamp” for convenience) encloses a so-called second metal halide for forming a lamp voltage, such as ZnI 2 , in addition to a light-emitting metal halide. Yes. A mercury-free lamp that does not enclose the second metal halide is also known, but a practical lamp voltage cannot be obtained or a special lighting mode is required, which is not practical.
ところが、ZnI2などランプ電圧形成用としての第2の金属ハロゲン化物を封入する場合に問題点がある。それは、吸湿性が顕著で、不純物として水分をランプ内に導入する主要因となることである。そのため、ランプ寿命は、ZnI2などの第2の金属ハロゲン化物を減量するほど改善される。 However, there is a problem when a second metal halide for forming a lamp voltage such as ZnI 2 is encapsulated. That is, the hygroscopic property is remarkable and becomes a main factor for introducing moisture into the lamp as an impurity. Therefore, the lamp life is improved as the second metal halide such as ZnI 2 is reduced.
また、ZnI2などの第2のハロゲン化物の封入量が多くなるほどこれらのハロゲン化物と透光性気密容器との反応による白濁が顕著になる傾向があるという問題もある。このため、ZnI2などのいわゆる第2のハロゲン化物の封入量を減量することにより、ランプ寿命が改善される。 Moreover, there is also a problem that as the amount of the second halide such as ZnI 2 increases, white turbidity due to the reaction between these halides and the light-transmitting hermetic container tends to become more prominent. For this reason, the lamp life is improved by reducing the amount of so-called second halide such as ZnI 2 .
さらに、ZnI2などの第2のハロゲン化物は、例えばTmなどの発光金属のハロゲン化物に比べて低融点であるため、これらを混合して一体化したペレットを製造することができないという問題もある。このため、透光性気密容器内に封入するペレットが2種以上になってしまい、製造コストが上昇してしまう。 Furthermore, since the second halide such as ZnI 2 has a lower melting point than that of a luminescent metal halide such as Tm, for example, there is a problem that it is not possible to produce a pellet in which these are mixed together. . For this reason, the pellet enclosed in a translucent airtight container will be 2 or more types, and a manufacturing cost will rise.
本発明者は、ZnI2などのいわゆる第2のハロゲン化物および水銀を用いることなしでも発光金属として既知のツリウム(Tm)またはホルミウム(Ho)のハロゲン化物を透光性気密容器内に封入すると、ランプ電圧が高くなるとともに、色偏差が小さくなることを発見した。本発明は、この発見に基づいてなされたものである。 The present inventor encloses a so-called second halide such as ZnI 2 and a thulium (Tm) or holmium (Ho) halide known as a luminescent metal without using mercury in a light-transmitting airtight container. It has been found that the color deviation decreases as the lamp voltage increases. The present invention has been made based on this discovery.
本発明は、水銀および水銀代替材料すなわちランプ電圧形成用のハロゲン化物を実質的に封入しないで実用的な電気特性および発光特性を有し、色偏差が少なくて、しかも寿命特性が改善された高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置を提供することを目的とする。 The present invention is a high voltage with practical electrical and luminescent properties without substantial encapsulation of mercury and mercury substitute materials, ie, lamp voltage forming halides, with low color deviation and improved lifetime characteristics. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp and an illumination device including the discharge lamp.
本発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間を有する透光性気密容器と;透光性気密容器の放電空間内に放電を生起する放電生起手段と;金属ハロゲン化物および希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物は封入されている全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が30質量%以上のツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種のハロゲン化物を含み、希ガスは25℃で3気圧以上のキセノン(Xe)である透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体と;を具備し、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を透光性気密容器内に実質的に含んでいないことを特徴としている。 The high-pressure discharge lamp of the present invention includes a translucent airtight container having a discharge space therein; discharge generating means for generating discharge in the discharge space of the translucent airtight container; and a metal halide and a rare gas, and The metal halide contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) having an encapsulation ratio of 30% by mass or more with respect to all the metal halides enclosed, and the rare gas is 3 atmospheres or more at 25 ° C. An ionization medium sealed in a light-tight airtight container of xenon (Xe), and containing substantially no metal halide and mercury for forming a lamp voltage in the light-tight airtight container It is characterized by.
〔透光性気密容器について〕 本発明において、透光性気密容器は、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可能な気密容器を意味し、透光性を有していて、ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性の材料であれば、どのようなもので作られていてもよい。例えば、石英ガラスや透光性セラミックスなどを用いることができる。しかし、透光性セラミックスからなる透光性気密容器は、最冷部温度を高く設定して、ランプ電圧を高くするとともに、発光効率を向上させることができるので、本発明においては特に好適である。なお、透光性セラミックスとしては、透光性アルミナ、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)、イットリウム酸化物(YOX)と、多結晶非酸化物、例えばアルミニウム窒化物(AlN)などの多結晶または単結晶のセラミックスなどを用いることができる。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐金属性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器の内面を改質することが許容される。 [Translucent airtight container] In the present invention, the translucent airtight container means an airtight container capable of deriving visible light in a desired wavelength region generated by discharge to the outside, and has translucency. It can be made of any material that is fire resistant enough to withstand the normal operating temperature of the lamp. For example, quartz glass or translucent ceramics can be used. However, a light-transmitting hermetic container made of light-transmitting ceramics is particularly suitable in the present invention because the coldest part temperature can be set high, the lamp voltage can be increased, and the luminous efficiency can be improved. . As the translucent ceramic, translucent alumina, yttrium-aluminum-garnet (YAG), yttrium oxide (YOX), and polycrystalline non-oxide such as aluminum nitride (AlN) or single crystal Crystal ceramics or the like can be used. If necessary, it is allowed to form a halogen-resistant or metal-resistant transparent coating on the inner surface of the hermetic container or to modify the inner surface of the translucent hermetic container.
また、透光性気密容器は、その内部に放電空間を有している。そして、放電空間を包囲するために、透光性気密容器は、包囲部を備えている。包囲部は、その内部が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしている。放電空間の容積は、メタルハライドランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、液晶プロジェクタ用ランプの場合、1.0cc以下にすることができる。自動車前照灯用ランプの場合、0.05cc以下にすることができる。また、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて1cc以上および以下のいずれにすることもできる。 Moreover, the translucent airtight container has a discharge space inside. And in order to enclose discharge space, the translucent airtight container is provided with the enclosing part. The surrounding portion has an appropriate shape, for example, a spherical shape, an elliptical spherical shape, or a substantially cylindrical shape. Various values can be selected as the volume of the discharge space according to the rated lamp power of the metal halide lamp, the distance between the electrodes, and the like. For example, in the case of a liquid crystal projector lamp, it can be 1.0 cc or less. In the case of a vehicle headlamp, it can be 0.05 cc or less. In the case of a general illumination lamp, it can be set to 1 cc or more and any of the following depending on the rated lamp power.
また、包囲部の両端に一対の封止部を備えていることが許容される。一対の封止部は、包囲部を封止するとともに、電極の軸部がここに支持され、かつ点灯回路から電流を電極へ気密に導入するのに寄与する手段であり、一般的には包囲部の両端に配設されている。気密容器の材質が石英ガラスの場合、電極を封装し、かつ点灯回路から電流を電極へ気密に導入するために、好適には封止部の内部に適当な気密封止導通手段として封着金属箔を気密に埋設した構造を採用することができる。なお、封着金属箔は、封止部の内部に埋設されて封止部が透光性気密容器の包囲部の内部を気密に維持するのに封止部と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、透光性気密容器が石英ガラスからなる場合、材料としてはモリブデン(Mo)が最適である。封着金属箔を封止部に埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法およびこれらの組み合わせ法などの中から適宜選択して採用することができる。 Further, it is allowed to have a pair of sealing portions at both ends of the surrounding portion. The pair of sealing portions are means for sealing the surrounding portion and supporting the shaft portion of the electrode here and contributing to airtight introduction of current from the lighting circuit to the electrode. It is arrange | positioned at the both ends of the part. When the material of the hermetic container is quartz glass, it is preferable to seal the metal as an appropriate hermetic sealing conduction means inside the sealing part in order to seal the electrode and introduce the current from the lighting circuit to the electrode in a hermetic manner. A structure in which a foil is embedded in an airtight manner can be employed. Note that the sealing metal foil is embedded in the inside of the sealing portion, and the sealing portion serves as a current conducting conductor in cooperation with the sealing portion in order to keep the inside of the enclosure portion of the translucent airtight container airtight. When the translucent airtight container is made of quartz glass, molybdenum (Mo) is the most suitable material. The method of embedding the sealing metal foil in the sealing portion is not particularly limited, but can be appropriately selected and employed from, for example, a reduced pressure sealing method, a pinch sealing method, and a combination thereof.
一方、透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合の封止手段としては、例えばフリットガラスを透光性セラミックスと導入導体の間に流し込んで封止するフリット封着、フリットガラスに代えて金属を用いる金属封着および透光性セラミックス気密容器の封止予定の開口部を溶融させて電流導入導体に直接または間接的に封着する手段など各種封止手段を所望により適宜選択的に採用することができる。また、透光性気密容器の封止部を所要の比較的低い温度に保持しながら透光性気密容器内に形成される放電空間の最冷部温度を所望の比較的高い温度に維持するために、包囲部に連通する小径筒部を形成することができる。この構造の場合、封止部は小径筒部の端部部分に配設されるとともに、小径筒部内に電極軸を延在させて電極軸と小径筒部の内面との間にキャピラリーと称される僅かな隙間を小径筒部の軸方向に沿って形成する。 On the other hand, as a sealing means when the light-transmitting hermetic container is made of a light-transmitting ceramic, for example, a frit glass is poured between the light-transmitting ceramic and the introduction conductor, and the frit sealing is replaced with a frit glass. Various sealing means such as metal sealing using metal and means for directly or indirectly sealing the current-introducing conductor by melting the opening to be sealed of the translucent ceramic hermetic container are selectively used as required. can do. In order to maintain the lowest temperature of the discharge space formed in the light-transmitting hermetic container at a desired relatively high temperature while maintaining the sealing portion of the light-transmitting hermetic container at a required relatively low temperature. In addition, a small-diameter cylindrical portion communicating with the surrounding portion can be formed. In the case of this structure, the sealing portion is disposed at the end portion of the small diameter cylindrical portion, and is called a capillary between the electrode shaft and the inner surface of the small diameter cylindrical portion by extending the electrode shaft in the small diameter cylindrical portion. A slight gap is formed along the axial direction of the small-diameter cylindrical portion.
〔放電生起手段について〕 放電生起手段は、例えば透光性気密容器に封装されて放電空間に離間して臨むように配設される一対の電極によって形成することができる。この場合の間に形成される電極間距離は、液晶プロジェクタなどの場合、好適には2mm以下であり、0.5mmのものであってもよい。前照灯用としては中心値で4.2mmが規格化されている。一般照明用ランプの場合、小形で電極間距離の小さいものでは6mm以下、中形ないし大形では6mm以上に設定することができる。 [Discharge Generation Unit] The discharge generation unit can be formed, for example, by a pair of electrodes that are sealed in a light-transmitting airtight container and disposed so as to face the discharge space. In the case of a liquid crystal projector or the like, the distance between electrodes formed in this case is preferably 2 mm or less, and may be 0.5 mm. For headlamps, a center value of 4.2 mm is standardized. In the case of a general illumination lamp, it can be set to 6 mm or less for a small lamp with a small distance between electrodes, and to 6 mm or more for a medium or large lamp.
また、電極の構成材としては、耐火性で、導電性の金属、例えば純タングステン(W)、ドープ剤(例えばスカンジウム(Sc)、アルミニウム(Al)、カリウム(K)およびケイ素(Si)などのグループから選択された一種または複数種)を含有するドープドタングステン、酸化トリウムを含有するトリエーテッドタングステン、レニウム(Re)またはタングステン−レニウム(W−Re)合金などを用いて形成することができる。 In addition, as a constituent material of the electrode, a fire-resistant and conductive metal such as pure tungsten (W), a dopant (for example, scandium (Sc), aluminum (Al), potassium (K), and silicon (Si), etc. It can be formed using doped tungsten containing one or more selected from the group, tritium tungsten containing thorium oxide, rhenium (Re), tungsten-rhenium (W-Re) alloy, or the like.
さらに、小形のランプの場合、直棒状の線材や先端部に径大部を形成した線材を電極として用いることができる。中形ないし大形の電極の場合、電極軸の先端部に電極構成材製のコイルを巻回したりすることができる。なお、一対の電極は、交流で作動する場合、同一構造とするが、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、陰極より放熱面積の大きい、したがって主部が太いものを用いることができる。 Further, in the case of a small lamp, a straight rod-shaped wire or a wire having a large diameter portion at the tip can be used as the electrode. In the case of a medium or large electrode, a coil made of an electrode constituent material can be wound around the tip of the electrode shaft. Note that the pair of electrodes have the same structure when operated with alternating current, but when operated with direct current, the anode generally has a large temperature rise, so that the heat radiation area is larger than the cathode, and therefore the main part should be thick. Can do.
また、放電生起手段としては、透光性気密容器内に封装される一対の電極の他に、当該容器の外部に設けられて、誘導結合形放電を生起するいわゆる無電極形や誘電体バリア放電を生起する外部電極形の放電生起手段であってもよい。 In addition to the pair of electrodes sealed in the translucent airtight container, the discharge generating means is a so-called electrodeless type or dielectric barrier discharge that is provided outside the container and generates inductively coupled discharge. It may be an external electrode type discharge generating means for generating
〔イオン化媒体について〕 イオン化媒体は、本発明の特徴的構成部分であり、金属ハロゲン化物および希ガスを含んでいる。 [Ionization Medium] The ionization medium is a characteristic component of the present invention, and contains a metal halide and a rare gas.
(金属ハロゲン化物について) 金属ハロゲン化物は、所定比率のツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種のハロゲン化物を含んでいる。上記所定比率は、透光性気密容器内に封入されている全ハロゲン化物に対して30質量%以上である。したがって、最大で70質量%までその他の金属のハロゲン化物の添加が許容される。なお、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種のハロゲン化物の封入比率が30質量%未満になると、ランプ電圧の上昇が所望の範囲まで高くならない。 (Regarding Metal Halide) The metal halide contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) in a predetermined ratio. The said predetermined ratio is 30 mass% or more with respect to all the halides enclosed in the translucent airtight container. Therefore, addition of halides of other metals up to 70% by mass is allowed. Note that when the enclosure ratio of at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) is less than 30% by mass, the increase in lamp voltage does not increase to a desired range.
また、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物の少なくとも1種の上記封入比率が50質量%以上になれば、より一層高いランプ電圧が得られるので、好適である。 Further, it is preferable that the encapsulating ratio of at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) halides is 50% by mass or more because a higher lamp voltage can be obtained.
ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種のハロゲン化物を形成するハロゲンとしては、適度の反応性を有していることからヨウ素が好適であるが、所望により臭素および塩素のいずれかでもよく、またヨウ素、臭素および塩素のうち所望の二種以上を用いてもよい。さらに、ツリウムは、その発光のピークが視感度曲線のピークに一致するので、発光効率を向上させるのに極めて効果的な発光金属である。また、ホルミウムもツリウムに類似した性質を有している。 As the halogen that forms at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho), iodine is suitable because it has a moderate reactivity, but if desired, either bromine or chlorine can be used. In addition, two or more desired kinds of iodine, bromine and chlorine may be used. Furthermore, thulium is a light-emitting metal that is extremely effective in improving the light-emitting efficiency because its emission peak coincides with the peak of the visibility curve. Holmium also has similar properties to thulium.
なお、上記封入比率が80質量%を超えると、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)以外のその他の金属のハロゲン化物の封入比率が相応して低下し、その結果所望の白色発光が得られなくなるので、白色発光を得る目的に対しては好ましくない。 If the encapsulation ratio exceeds 80% by mass, the encapsulation ratio of halides of metals other than thulium (Tm) and holmium (Ho) is correspondingly reduced, and as a result, desired white light emission cannot be obtained. Therefore, it is not preferable for the purpose of obtaining white light emission.
その他の金属のハロゲン化物は、上記のように白色発光を得る以外に、例えば発光の色度を調整する、または発光効率を高くするなどの目的でツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種に添加して封入することができる。発光効率は、上記封入比率が50〜70質量%の範囲のときに高くなる。 In addition to obtaining white light emission as described above, other metal halides may contain at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) for the purpose of, for example, adjusting the chromaticity of light emission or increasing the light emission efficiency. It can be added to the seed and encapsulated. Luminous efficiency becomes high when the said enclosure ratio is the range of 50-70 mass%.
上記その他の金属のハロゲン化物は、多様な目的で適宜添加することができるので、本発明では特段限定されない。以下、その他の金属のハロゲン化物の主な例について説明する。 The other metal halides can be appropriately added for various purposes, and are not particularly limited in the present invention. Hereinafter, main examples of other metal halides will be described.
1.(アルカリ金属) アルカリ金属は、全ての金属ハロゲン化物に対して60質量%、好ましくは50質量%とすれば、ランプ電圧低下の効果が得られ、さらに30質量%未満程度が最適であるが、発光特性や製造性などの諸条件が許容される場合には3質量%未満の範囲内で封入することによって、ランプ電圧の低下は最小限に抑制される一方、発光効率、ランプ寿命改善および光色調整、特に色偏差改善が可能になる。このような観点から、所要のランプ電圧を確保できる範囲内において、封入が許容される。なお、好ましくは2〜8質量%、より好ましくは3〜7質量%、なお一層好ましくは4〜6質量%である。また、その他のアルカリ金属としては、ナトリウム(Na)、セシウム(Cs)およびリチウム(Li)のグループの一種または複数種を選択的に封入することができる。 1. (Alkali metal) If the alkali metal is 60% by mass, preferably 50% by mass with respect to all metal halides, the effect of reducing the lamp voltage can be obtained, and more preferably less than 30% by mass, When various conditions such as light emission characteristics and manufacturability are allowed, the lamp voltage drop is suppressed to a minimum by enclosing within a range of less than 3% by mass, while the light emission efficiency, lamp life improvement and light are reduced. Color adjustment, especially color deviation improvement, becomes possible. From such a point of view, encapsulation is allowed within a range in which a required lamp voltage can be secured. In addition, Preferably it is 2-8 mass%, More preferably, it is 3-7 mass%, More preferably, it is 4-6 mass%. Further, as other alkali metals, one or a plurality of groups of sodium (Na), cesium (Cs), and lithium (Li) can be selectively encapsulated.
2.(その他の希土類金属のハロゲン化物) ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)以外の希土類金属のハロゲン化物としてプラセオジム(Pr)、セリウム(Ce)およびサマリウム(Sm)からなる希土類金属の一種または複数種のハロゲン化物を副成分として封入することができる。上記希土類金属は、ツリウムハロゲン化物およびホルミウムハロゲン化物に次いで発光金属として有用であり、所定量以下の封入比率で封入することが許容される。すなわち、上記希土類金属は、そのいずれも視感度特性曲線のピーク波長付近で無数の輝線スペクトルを有するため、発光効率向上に寄与することができる。 2. (Other Rare Earth Metal Halides) As a rare earth metal halide other than thulium (Tm) and holmium (Ho), one or more kinds of rare earth metals consisting of praseodymium (Pr), cerium (Ce) and samarium (Sm) Halides can be encapsulated as a minor component. The rare earth metal is useful as a luminescent metal next to thulium halide and holmium halide, and is allowed to be encapsulated at an encapsulation ratio of a predetermined amount or less. That is, any of the rare earth metals has an infinite number of bright line spectra in the vicinity of the peak wavelength of the visibility characteristic curve, and thus can contribute to an improvement in luminous efficiency.
3.(タリウム(Tl)または/およびインジウム(In)のハロゲン化物) タリウム(Tl)または/およびインジウム(In)のハロゲン化物は、所望の演色性および/または色温度などを得るなどの目的で副成分として選択的に封入することが許容される。 3. (Hallium of thallium (Tl) and / or indium (In)) Halide of thallium (Tl) and / or indium (In) is a minor component for the purpose of obtaining desired color rendering properties and / or color temperature. It is acceptable to selectively enclose as.
(希ガスについて) 希ガスは、キセノン(Xe)が室温(25℃)換算で3気圧以上封入される。キセノンの封入圧を上記のように高くする理由は、ランプ電圧の上昇および発光効率の向上が得られるからである。すなわち、本発明においては、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種の上記混合比率での封入によるランプ電圧の上昇と、キセノンの上記封入圧によるランプ電圧の上昇とが共存することで所望の高いランプ電圧を得ることができる。しかし、キセノンの封入圧が3気圧未満になると、ランプ電圧の上昇が所望の程度まで得られなくなる。そして、キセノンの封入圧が5気圧以上になると、さらにランプ電圧上昇の効果が顕著になるので、好適である。しかし、15気圧を超えると、ランプ電圧上昇率が大幅に鈍る。 (Rare Gas) As for the rare gas, xenon (Xe) is sealed at 3 atm or more in terms of room temperature (25 ° C.). The reason why the sealed pressure of xenon is increased as described above is that an increase in lamp voltage and an improvement in luminous efficiency can be obtained. That is, in the present invention, the increase in lamp voltage due to the encapsulation at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) in the above mixing ratio and the increase in lamp voltage due to the above encapsulation pressure of xenon coexist. A desired high lamp voltage can be obtained. However, when the sealed pressure of xenon is less than 3 atmospheres, the lamp voltage cannot be increased to a desired level. When the xenon sealing pressure is 5 atm or more, the effect of increasing the lamp voltage becomes more remarkable, which is preferable. However, if the pressure exceeds 15 atmospheres, the rate of increase in the lamp voltage is greatly reduced.
一方、キセノンの封入圧と発光効率は、正の相関を示すが、3気圧未満になると、所期の発光効率が得られない。また、15気圧を超えると、発光効率の上昇が鈍る。 On the other hand, the enclosed pressure of xenon and the luminous efficiency show a positive correlation, but if the pressure is less than 3 atm, the desired luminous efficiency cannot be obtained. On the other hand, when the pressure exceeds 15 atmospheres, the increase in luminous efficiency is slow.
以上を総合すると、キセノンの封入圧は15気圧以下が好ましい。 In summary, the enclosed pressure of xenon is preferably 15 atm or less.
〔ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀について〕 本発明においては、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を実質的に透光性気密容器の内部に封入しない。従来技術においては、既述のようにランプ電圧を形成するための媒体としてZnI2に代表されるランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物には、イオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属ハロゲン化物が含まれることが多い。なお、イオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属ハロゲン化物としては、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)およびマンガン(Mn)のハロゲン化物などがある。 [Regarding Metal Halide and Mercury for Forming Lamp Voltage] In the present invention, the metal halide and mercury for forming the lamp voltage are not substantially enclosed in the inside of the light-transmitting airtight container. In the prior art, as described above, a metal halide for forming a lamp voltage represented by ZnI 2 as a medium for forming a lamp voltage has an ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less. Often contains metal halides. Examples of metal halides having an ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less include zinc (Zn), aluminum (Al), and manganese (Mn) halides.
本発明の場合、ツリウムハロゲン化物およびホルミウムハロゲン化物の少なくとも1種を所定比率封入し、かつキセノンを3気圧以上封入することで、所望のランプ電圧が形成されるので、上記ハロゲン化物または金属を実質的に封入しない。なお、実質的に封入しないとは、例えば全封入物質の1質量%以下の不純物程度に含む場合は許容されるという意味である。 In the case of the present invention, a desired lamp voltage is formed by encapsulating at least one of thulium halide and holmium halide in a predetermined ratio and enclosing xenon at 3 atmospheres or more. Do not enclose. “Substantially not encapsulating” means that, for example, it is allowed when it is contained in an impurity level of 1% by mass or less of the entire encapsulated substance.
ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物は、前記本発明において透光性気密容器内に封入するハロゲン化物に比較して蒸気圧が高くて、高圧放電ランプにおけるランプ電圧を主として決定する作用がある。なお、「蒸気圧が大きい」とは、点灯中の蒸気圧が高いことを意味するが、水銀のように大きすぎる必要はなく、好ましくは点灯中の気密容器内の圧力は5気圧程度以下である。したがって、上記の条件を備えていれば特定の金属のハロゲン化物に限定されない。 The metal halide for forming the lamp voltage has a higher vapor pressure than the halide enclosed in the light-transmitting hermetic container in the present invention, and has an effect of mainly determining the lamp voltage in the high-pressure discharge lamp. Note that “the vapor pressure is high” means that the vapor pressure during lighting is high, but it is not necessary to be too high like mercury, and preferably the pressure in the airtight container during lighting is about 5 atm or less. is there. Therefore, it is not limited to a specific metal halide as long as the above conditions are satisfied.
また、ランプ電圧形成用のハロゲン化物は、主としてランプ電圧を形成する金属ハロゲン化物により構成され、例えばマグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)、アンチモン(Sb)、ベリリウム(Be)、レニウム(Re)、ガリウム(Ga)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)からなる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主体として用いることができる。そして、その殆どが水銀より蒸気圧が低く、またランプ電圧の調整範囲が水銀より狭い。しかし、必要に応じてこれらを複数種混合して封入することにより、ランプ電圧の調整範囲を拡大することができる。例えば、AlI3が不完全蒸発の状態になっていて、しかも所望のランプ電圧が得られていない場合にAlI3を追加してもランプ電圧は変わらない。 The lamp voltage forming halide is mainly composed of a metal halide that forms a lamp voltage. For example, magnesium (Mg), iron (Fe), cobalt (Co), chromium (Cr), zinc (Zn), From nickel (Ni), manganese (Mn), aluminum (Al), antimony (Sb), beryllium (Be), rhenium (Re), gallium (Ga), titanium (Ti), zirconium (Zr) and hafnium (Hf) One or a plurality of types of metal halides selected from the group can be used as a main component. Most of them have a vapor pressure lower than that of mercury, and the adjustment range of the lamp voltage is narrower than that of mercury. However, the adjustment range of the lamp voltage can be expanded by mixing and enclosing a plurality of these as required. For example, when AlI 3 is in an incompletely evaporated state and a desired lamp voltage is not obtained, the lamp voltage does not change even if AlI 3 is added.
これに対して、AlI3の追加に代えてZnI2を添加すれば、ZnI2の作用により生じる分のランプ電圧が加算されるので、ランプ電圧を増加させることができる。さらに、他のランプ電圧形成用のハロゲン化物を添加すれば、より高いランプ電圧を得ることができる。 On the other hand, if ZnI 2 is added instead of adding AlI 3 , the lamp voltage corresponding to the action of ZnI 2 is added, so that the lamp voltage can be increased. Furthermore, if another halide for forming a lamp voltage is added, a higher lamp voltage can be obtained.
さらに、ランプ電圧形成用のハロゲン化物は、透光性気密容器内に封入される前記ハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい金属のハロゲン化物でもある。「前記ハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい」とは、絶対的な意味で可視光の発光が少ないという意味ではなく、相対的な意味である。なぜなら、確かにFeやNiは、紫外域発光の方が可視域発光より多いが、Ti、AlおよびZnなどは可視域に発光が多い。したがって、これらの可視域発光の多い金属を単独で発光させると、エネルギーが当該金属に集中するので、可視域発光が多い。ランプ電圧形成用ハロゲン化物の中で、鉄(Fe)やニッケル(Ni)は紫外域発光が多いが、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)および亜鉛(Zn)などは単独で発光させた場合には可視光域に発光が多い。しかし、上記チタン(Ti)、アルミニウム(Al)および亜鉛(Zn)といったランプ電圧形成用ハロゲン化物は、発光させるのに必要なエネルギー準位がツリウム(Tm)を始めとする主に発光に寄与するハロゲン化物(発光用ハロゲン化物)を発光させるに必要なエネルギー準位より高い。そのため、両者を一緒に封入して高圧放電ランプを点灯させた場合には、エネルギー準位の低い発光用ハロゲン化物による発光が相対的に支配的となり、ランプ電圧形成用ハロゲン化物による発光は少ない。 Furthermore, the halide for forming the lamp voltage is a metal halide that does not easily emit light in the visible region as compared with the metal of the halide enclosed in the light-transmitting hermetic container. The phrase “difficult to emit light in the visible region compared to the metal of the halide” does not mean that light emission of visible light is small in an absolute sense, but a relative meaning. For sure, Fe and Ni emit more in the ultraviolet region than in the visible region, but Ti, Al, Zn and the like emit more in the visible region. Therefore, when these metals that emit a lot of light in the visible region are caused to emit light alone, energy is concentrated on the metal, so that there is a lot of light in the visible region. Among the lamp voltage forming halides, iron (Fe) and nickel (Ni) emit much in the ultraviolet region, but titanium (Ti), aluminum (Al), zinc (Zn), etc. emit light alone. Emits much light in the visible light range. However, the lamp voltage forming halides such as titanium (Ti), aluminum (Al), and zinc (Zn) described above mainly contribute to light emission such as thulium (Tm) as energy levels necessary for light emission. It is higher than the energy level required for causing the halide (halide for light emission) to emit light. For this reason, when the high pressure discharge lamp is turned on by enclosing both together, light emission by the light emitting halide having a low energy level becomes relatively dominant, and light emission by the lamp voltage forming halide is small.
したがって、後者のハロゲン化物は、可視光の発光が禁止されるものではなく、放電ランプが放射する全可視光に対する割合が小さくて影響が少ないものである。ところが、両ハロゲン化物を混合した状態で併用した高圧放電ランプは、後述のようにランプ特性上不都合があることが本発明者らの実験で明らかになった。 Therefore, the latter halide is not prohibited from emitting visible light, and has a small influence on the total visible light emitted by the discharge lamp and has little influence. However, it has been clarified through experiments by the present inventors that a high-pressure discharge lamp used in a mixed state in which both halides are mixed has disadvantages in lamp characteristics as described later.
〔その他の構成について〕 本発明においては、以下の構成を所望により選択的に付加することができる。 [Other Configurations] In the present invention, the following configurations can be selectively added as desired.
1.(外管) 透光性気密容器、一対の電極および放電媒体を備えた構成部分を発光管として、この発光管を外管の内部に配設することができる。外管は、任意所望の形状および大きさにすることができる。また、外管の内部を外部に対して気密にし、かつ真空ないし減圧状態に保持して発光管の最冷部温度を高めてもよいし、発光管の材質が石英ガラスの場合には外気に連通させてもよい。外気に対して気密にする場合、必要に応じてアルゴン、窒素などの不活性ガスを封入することができる。さらに、外管は、石英ガラス、硬質ガラスや軟質ガラスなどの透光性材料を用いて形成することができる。 1. (Outer tube) The light emitting tube can be disposed inside the outer tube by using a light-transmitting airtight container, a pair of electrodes and a discharge medium as a light emitting tube. The outer tube can be any desired shape and size. Further, the inside of the outer tube may be airtight with respect to the outside, and the coldest part temperature of the arc tube may be increased by keeping it in a vacuum or a reduced pressure state. When the arc tube material is quartz glass, You may make it communicate. When making it airtight with respect to external air, inert gas, such as argon and nitrogen, can be enclosed as needed. Furthermore, the outer tube can be formed using a translucent material such as quartz glass, hard glass, or soft glass.
2.(反射ミラー) 透光性気密容器を反射ミラー内の所定の位置に固定的に配設することができる。なお、反射ミラーには、ガラス基体の内面に赤外線透過・可視光反射形のダイクロイックミラーを形成した物を用いることができる。 2. (Reflection mirror) A translucent airtight container can be fixedly disposed at a predetermined position in the reflection mirror. As the reflection mirror, a glass substrate in which an infrared transmission / visible light reflection type dichroic mirror is formed can be used.
3.(定格ランプ電力) 本発明において、高圧放電ランプの定格ランプ電力は、広範囲の値の中から自由に設定することができ、例えば数kW以下の任意の値に設定することができる。用途においても多様であることを許容し、例えば自動車前照灯用、プロジェクション用、一般照明用などに適している。したがって、定格ランプ電力および用途に応じて適当な形状および大きさの気密容器、適当な値の電極間距離ならびに適当な値の放電媒体の封入量とすることができる。 3. (Rated lamp power) In the present invention, the rated lamp power of the high-pressure discharge lamp can be freely set from a wide range of values, for example, can be set to an arbitrary value of several kW or less. It can be used in various ways and is suitable, for example, for automotive headlamps, projections, and general lighting. Accordingly, an airtight container having an appropriate shape and size, an appropriate distance between electrodes, and an appropriate amount of discharge medium can be provided depending on the rated lamp power and application.
〔本発明の作用について〕 本発明の作用は以下のとおりである。 [Operation of the Present Invention] The operation of the present invention is as follows.
1.実用的な高いランプ電圧が得られる。本発明において、イオン化媒体中のツリウムおよびホルミウムの少なくとも1種は、所定封入比率で封入すると、ランプ電圧を高くすることができる。また、キセノンを所定圧力で封入することにより、ランプ電圧が高くなる。そうして、本発明においては、上記両者のランプ電圧上昇作用によって所望のランプ電圧が得られる。 1. A practical high lamp voltage can be obtained. In the present invention, when at least one of thulium and holmium in the ionization medium is sealed at a predetermined sealing ratio, the lamp voltage can be increased. Moreover, the lamp voltage is increased by enclosing xenon at a predetermined pressure. Thus, in the present invention, a desired lamp voltage can be obtained by the action of increasing both the lamp voltages.
したがって、本発明においては、従来技術におけるようなZnI2などのイオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属ハロゲン化物からなるランプ電圧形成用のハロゲン化物や水銀を封入しなくても所要の実用的なランプ電圧を得ることができる。 Accordingly, in the present invention, the ionization energy such as ZnI 2 as in the prior art is more than 8 eV, and even without melting point enclosing a halide or mercury lamp voltage formation consisting of 500 ° C. or less of the metal halide The required practical lamp voltage can be obtained.
2.実用的な発光特性が得られる。本発明においては、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも1種のハロゲン化物を所定封入比率で封入していることにより、白色系の発光を高効率で発光する。 2. Practical light emission characteristics can be obtained. In the present invention, at least one halide of thulium and holmium is sealed at a predetermined sealing ratio, so that white light emission is emitted with high efficiency.
したがって、本発明においては、所要の実用的な発光効率を得ることができる。 Therefore, in the present invention, the required practical luminous efficiency can be obtained.
3.色偏差が減少する。本発明においては、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも1種のハロゲン化物を所定封入比率で封入し、ランプ電圧形成用のハロゲン化物として例えばZnI2を封入しないことにより、色度図におけるxが増加し、かつyが減少する傾向がある。その結果、プラスの色偏差値が小さくなり、黒体放射ラインに接近する方向に色度が改善される。これに対して、例えば既知の封入物であるScI3−NaI系において、ZnI2を封入しないと、色度図におけるxおよびyがともに増加して、プラスの色偏差値がさらに大きくなってしまうという問題がある。 3. Color deviation is reduced. In the present invention, x in the chromaticity diagram is increased by enclosing at least one halide of thulium and holmium at a predetermined encapsulation ratio, and not encapsulating, for example, ZnI 2 as a lamp voltage forming halide, and There is a tendency for y to decrease. As a result, the positive color deviation value is reduced, and the chromaticity is improved in the direction approaching the black body radiation line. On the other hand, for example, in the ScI 3 -NaI system which is a known inclusion, if ZnI 2 is not encapsulated, both x and y in the chromaticity diagram increase, and the positive color deviation value further increases. There is a problem.
4.ランプ寿命が改善される。
(1)本発明においては、吸湿性の高いランプ電圧形成用のハロゲン化物を封入しないので、不純物の水分が透光性気密容器の内部に持ち込まれなくなる。その結果、ランプ寿命が改善される。
(2)ランプ電圧形成用のハロゲン化物を封入しないことにより、当該ハロゲン化物と透光性気密容器との反応によって生じる白濁が発生しなくなる。その結果、ランプ寿命が改善される。
4). Lamp life is improved.
(1) In the present invention, since the halide for forming the lamp voltage with high hygroscopicity is not enclosed, the moisture of impurities is not brought into the translucent airtight container. As a result, the lamp life is improved.
(2) By not encapsulating the halide for forming the lamp voltage, white turbidity caused by the reaction between the halide and the translucent airtight container is not generated. As a result, the lamp life is improved.
5.製造コストの上昇を回避できる。本発明においては、ランプ電圧形成用のハロゲン化物を封入しないので、ペレット製造上の既述の問題がない。そのため、製造コストの上昇を回避できる。 5. An increase in manufacturing costs can be avoided. In the present invention, since the halide for forming the lamp voltage is not encapsulated, there is no problem described above in the pellet manufacturing. Therefore, an increase in manufacturing cost can be avoided.
本発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体内に配設された請求項1ないし5のいずれか一記載の高圧放電ランプと;高圧放電ランプを点灯する点灯装置と;を具備していることを特徴としている。 An illuminating device of the present invention comprises: an illuminating device main body; a high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 5 disposed in the illuminating device main body; and a lighting device that lights the high-pressure discharge lamp. It is characterized by having.
本発明において、照明装置とは、本発明の高圧放電ランプを光源とする装置を含む概念であり、例えば照明器具、標識灯、表示灯、光化学反応装置などである。また、照明装置本体とは、照明装置から高圧放電ランプを除外した残余の全てをいう。 In the present invention, the lighting device is a concept including a device using the high-pressure discharge lamp of the present invention as a light source, such as a lighting fixture, a marker lamp, an indicator lamp, a photochemical reaction device, and the like. In addition, the lighting device main body refers to all of the remainder excluding the high-pressure discharge lamp from the lighting device.
点灯装置は、高圧放電ランプを付勢して点灯するための点灯回路と、高圧放電ランプを始動して点灯を開始させる高電圧パルス発生装置とにより構成することができる。本発明において、点灯回路としては、既知の各種点灯回路を採用することができる。例えば、フルブリッジ形インバータ回路またはハーフブリッジ形インバータ回路などの好ましくは低周波の矩形波交流電圧を発生する矩形波交流発生回路を主体とする回路構成などを用いることができる。これに加えて、所望により昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどの直流電圧変換回路を電源電圧調整および/またはアクティブフィルタ用としてインバータ回路の直流電源に付設することができる。高電圧パルス発生装置としては、既知の各種高電圧パルス発生装置を採用することができる。例えば、イグナイタなどを用いることができる。 The lighting device can be configured by a lighting circuit for energizing and lighting the high-pressure discharge lamp, and a high-voltage pulse generator for starting the lighting by starting the high-pressure discharge lamp. In the present invention, various known lighting circuits can be employed as the lighting circuit. For example, a circuit configuration such as a full-bridge inverter circuit or a half-bridge inverter circuit, preferably a rectangular wave AC generating circuit that generates a rectangular AC voltage having a low frequency can be used. In addition, a DC voltage conversion circuit such as a step-up chopper or a step-down chopper can be attached to the DC power source of the inverter circuit for power supply voltage adjustment and / or active filter, if desired. Various known high voltage pulse generators can be employed as the high voltage pulse generator. For example, an igniter can be used.
また、高電圧パルス発生装置と高圧放電ランプとの間を接続する接続導体には、絶縁耐力が9kV以上のものを用いるのがよい。本発明の高圧放電ランプは、ランプ電圧形成物質として水銀を封入しないので、始動電圧が相対的に高くなる傾向があり、このため始動時に印加する高電圧パルスを水銀封入の高圧放電ランプに印加するより高い9kV以上にする必要があり、このような高電圧に耐える耐電圧が要求されるからである。 Further, it is preferable to use a connection conductor connecting the high voltage pulse generator and the high pressure discharge lamp having a dielectric strength of 9 kV or more. Since the high-pressure discharge lamp of the present invention does not enclose mercury as a lamp voltage forming substance, the starting voltage tends to be relatively high. For this reason, a high-voltage pulse applied at the start is applied to the mercury-enclosed high-pressure discharge lamp. This is because a higher voltage of 9 kV or higher is required, and a withstand voltage that can withstand such a high voltage is required.
さらに、高電圧パルス発生装置と高圧放電ランプとの間の距離は、最大500mm以下にするのよい。この距離であれば、高電圧パルスの減衰が比較的少なくなる。しかし、高圧放電ランプの定格ランプ電力に比例的に上記距離の最小距離が変化する。すなわち、定格ランプ電力50〜150Wでは60mm、150超〜400Wでは80mm、400超〜1000Wでは130mmが最小距離にするのがよい。これより距離が短いと、高圧放電ランプの熱影響を受けるなどの不都合が生じやすくなる。 Furthermore, the distance between the high-voltage pulse generator and the high-pressure discharge lamp should be a maximum of 500 mm or less. At this distance, the attenuation of the high voltage pulse is relatively small. However, the minimum distance varies in proportion to the rated lamp power of the high-pressure discharge lamp. That is, 60 mm is preferable for the rated lamp power of 50 to 150 W, 80 mm for 150 to 400 W, and 130 mm for 400 to 1000 W. If the distance is shorter than this, inconveniences such as being affected by the heat of the high-pressure discharge lamp tend to occur.
さらにまた、高電圧発生装置と高圧放電ランプとを機械的に結合させると取り扱いの都合がよくなる。その場合の態様の一例として、例えば高圧放電ランプのソケットと高電圧発生回路とを一体化することで両者を機械的に結合する。 Furthermore, the high-voltage generator and the high-pressure discharge lamp are mechanically coupled to facilitate handling. As an example of such a case, for example, a socket of a high-pressure discharge lamp and a high voltage generation circuit are integrated to mechanically couple them.
本発明によれば、水銀および水銀代替材料すなわちランプ電圧形成用のハロゲン化物を実質的に封入しないで実用的な電気特性および発光特性を有し、色偏差が少なくて、寿命特性が改善され、しかもペレット製造上の問題がない高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置を提供することができる。 According to the present invention, it has practical electrical and luminous characteristics without substantially enclosing mercury and mercury substitute materials, that is, halides for forming a lamp voltage, has a small color deviation, and has improved life characteristics, In addition, it is possible to provide a high-pressure discharge lamp that does not have a problem in pellet manufacturing and a lighting device including the same.
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、本発明の高圧放電ランプを実施するための第1の形態を示す断面図である。本形態の高圧放電ランプは、一般照明用や自動車前照灯用など多様な用途に適応し得るメタルハライドランプであり、透光性気密容器1、一対の電極2、2、一対の電流導入導体3、3、一対のシール材4、4およびイオン化媒体からなる。なお、上記各構成要素は、所要に組み立てられ一体化されて発光管ITを構成し、図示を省略している外管内に封装されて、使用に供される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment for carrying out the high-pressure discharge lamp of the present invention. The high-pressure discharge lamp of this embodiment is a metal halide lamp that can be applied to various uses such as for general lighting and automobile headlamps. The translucent hermetic vessel 1, the pair of
透光性気密容器1は、透光性セラミックス、例えば透光性多結晶アルミナセラミックスからなる。そして、包囲部1aおよび一対の小径筒状部1b、1bを備えていて、一体成形された構造をなしている。包囲部1aは、俵形をなし、中間の円筒部とその両端に連続する一対の半球部からなる。小径筒状部1bは、細長いパイプ状をなしていて、先端が包囲部1aの半球部の中央部に連通している。
The translucent airtight container 1 is made of translucent ceramics, for example, translucent polycrystalline alumina ceramics. And it is provided with the
電極2は、ドープドタングステンの棒状体からなり、先端が透光性セラミックス気密容器1の包囲部1aの内部に臨み、基端が電流導入導体3の先端に突合せ溶接され、中間部が小径筒状部1bの内部に周囲に僅かな隙間であるキャピラリーを形成しながら挿通している。
The
電流導入導体3は、直列に接続した封着性部分3aおよび耐ハロゲン性部分3bを備えている。封着性部分3aは、二オブの棒状体からなり、後述するシール材4と協働して透光性気密容器1を封止しているとともに、基端が透光性気密容器1の外部に露出している。耐ハロゲン性部分3bは、モリブデンの棒状体からなり、その基端が封着性部分3aの先端に突合せ溶接されて透光性気密容器1の小径筒部1bの内部に挿入されている。また、その先端部に電極2の基端が溶接されている。
The
シール材4は、フリットガラスすなわちセラミックスコンパウンドの溶融固化体からなり、小径筒状部1b内に進入して、小径筒状部1b内に位置する電流導入導体3の封着性部分3aと小径筒状部1b内面との間の隙間に充填されるとともに、封着性部分3aの表面が透光性気密容器1内に露出しないように包囲している。
The sealing material 4 is made of a frit glass, that is, a melted and solidified body of a ceramic compound, and enters the small-diameter
イオン化媒体は、金属ハロゲン化物および希ガスからなる。 The ionization medium is composed of a metal halide and a rare gas.
金属ハロゲン化物は、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも1種のハロゲン化物を全ハロゲン化物に対して30質量%以上の割合で含んでいる。また、イオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属ハロゲン化物または金属を含んでいない。 The metal halide contains at least one halide of thulium and holmium in a proportion of 30% by mass or more based on the total halide. Further, it does not contain a metal halide or metal having an ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less.
希ガスは、室温換算(25℃)で3気圧以上のキセノンからなる。 The rare gas is made of xenon at 3 atmospheres or more in terms of room temperature (25 ° C.).
実施例1は、図1に示すメタルハライドランプである。 Example 1 is a metal halide lamp shown in FIG.
透光性気密容器 :一体成形、包囲部長8mm、最大内径2.9mm、肉厚0.5mm、全長34mm
一対の電極 :電極間距離4.2mm
イオン化媒体 :TmI3−NaI(75:25質量%)=2mg、Xe13気圧、
電気特性 :ランプ電圧55V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率97 lm/W
色偏差duv. :0.0030
Translucent airtight container: Integrated molding, enclosure length 8mm, maximum inner diameter 2.9mm, wall thickness 0.5mm, total length 34mm
Pair of electrodes: Distance between electrodes 4.2mm
Ionization medium: TmI 3 -NaI (75: 25% by mass) = 2 mg, Xe13 atm,
Electrical characteristics: Lamp voltage 55V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 97 lm / W
Color deviation duv .: 0.0030
イオン化媒体 :HoI3−NaI(75:25質量%)=2mg、Xe13気圧
その他は実施例1と同じ。
Ionization medium: HoI 3 —NaI (75: 25% by mass) = 2 mg, Xe13 atm Other than that of Example 1.
電気特性 :ランプ電圧52V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率94 lm/W
色偏差duv. :0.0020
[比較例1]
イオン化媒体 :TmI3−NaI(75:25質量%)=1mg、ZnI2=1mg、Xe 13気圧
その他は実施例1と同じ。
Electrical characteristics: Lamp voltage 52V, lamp power 30W
Luminous characteristics: Luminous efficiency 94 lm / W
Color deviation duv .: 0.0020
[Comparative Example 1]
Ionization medium: TmI 3 —NaI (75: 25% by mass) = 1 mg, ZnI 2 = 1 mg, Xe 13 atm Other than that of Example 1.
電気特性 :ランプ電圧70V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率100 lm/W
色偏差duv. :0.0070
Electrical characteristics: Lamp voltage 70V, lamp power 30W
Luminous characteristics:
Color deviation duv .: 0.0070
イオン化媒体 :TmI3−NaI(75:25質量%)=2mg、Xe5気圧、
その他は実施例1と同じ。
Ionization medium: TmI 3 -NaI (75: 25% by mass) = 2 mg, Xe5 atm,
Others are the same as Example 1.
電気特性 :ランプ電圧40V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率87 lm/W
色偏差duv. :0.0050
Electrical characteristics: Lamp voltage 40V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 87 lm / W
Color deviation duv .: 0.0050
イオン化媒体 :TmI3−NaI−TlI(40:40:20質量%)=2mg、Xe13気圧、
電気特性 :ランプ電圧45V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率97 lm/W
色偏差duv. :0.0080
上記実施例1および2は、比較例1と比較するとイオン化媒体にZnI2を含んでいない点で共通しているが、ランプ電圧については比較例1に及ばないものの、十分実用に供し得る範囲内である。また、発光効率については比較例1とほぼ同等であるといえる。さらに、色偏差については、比較例に比較して極めて良好であり、特にホルミウムハロゲン化物を封入する実施例2の場合、色偏差が頗る小さい。
Ionization medium: TmI 3 -NaI-TlI (40: 40: 20% by mass) = 2 mg, Xe13 atm,
Electrical characteristics: Lamp voltage 45V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 97 lm / W
Color deviation duv .: 0.0080
Examples 1 and 2 are common in that the ionization medium does not contain ZnI 2 as compared with Comparative Example 1, but the lamp voltage does not reach that of Comparative Example 1, but is within a range that can be sufficiently put into practical use. It is. Further, it can be said that the luminous efficiency is almost the same as that of Comparative Example 1. Further, the color deviation is very good as compared with the comparative example. In particular, in the case of Example 2 in which holmium halide is encapsulated, the color deviation is much smaller.
上記実施例3は、実施例1と比較するとキセノンの封入圧が5気圧に低下していて、ランプ電圧、発光効率がともに実施例1のそれより低いものの、実用に供し得る範囲内である。また、色偏差については、実施例1のそれより大きいものの、比較例1に比較すれば明らかに小さい。 In Example 3, the xenon sealing pressure is reduced to 5 atm compared to Example 1, and both the lamp voltage and the light emission efficiency are lower than those of Example 1, but are within a practical range. Further, although the color deviation is larger than that of the first embodiment, it is clearly smaller than that of the first comparative example.
上記実施例4は、実施例1と比較すると、ハロゲン化物にTlIを追加している点で異なり、ランプ電圧、発光効率がともにやや低いが、十分実用的な範囲内である。しかし、色偏差については比較例1に比べてやや劣る。 Example 4 is different from Example 1 in that TlI is added to the halide. Both the lamp voltage and the light emission efficiency are somewhat low, but are within a sufficiently practical range. However, the color deviation is slightly inferior to that of Comparative Example 1.
図2は、ツリウムハロゲン化物の封入比率とランプ電圧および発光効率との関係を示すグラフである。図において、横軸はツリウムハロゲン化物の全ハロゲン化物に対する封入比率(質量%)を、縦軸は右側がランプ電圧(V)、左側が発光効率lm/Wを、それぞれ示す。また、図中の曲線は、測定点が■はランプ電圧を、◆は発光効率を、それぞれ示す。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the inclusion ratio of thulium halide, lamp voltage, and luminous efficiency. In the figure, the horizontal axis represents the encapsulation ratio (mass%) of thulium halide to all halides, the vertical axis represents the lamp voltage (V) on the right side, and the luminous efficiency lm / W on the left side. Further, in the curves in the figure, the measurement point ■ indicates the lamp voltage, and ◆ indicates the luminous efficiency.
図から理解できるように、ランプ電圧については、ツリウムハロゲン化物の封入比率が30%以上であれば、実用的なランプ電圧が得られる。これに対して、30%未満ではランプ電圧が低くて実用的でなくなる。 As can be understood from the figure, with respect to the lamp voltage, a practical lamp voltage can be obtained if the encapsulation ratio of thulium halide is 30% or more. On the other hand, if it is less than 30%, the lamp voltage is too low to be practical.
また、発光効率については、ツリウムハロゲン化物の封入比率が30%以上であれば、高くて実用的な発光効率が得られる。これに対して、上記封入比率が30%未満になると、発光効率が急激に低下してしまい、実用的でなくなる。 In addition, the luminous efficiency is high and practical luminous efficiency can be obtained if the inclusion ratio of thulium halide is 30% or more. On the other hand, when the encapsulation ratio is less than 30%, the light emission efficiency is drastically decreased, which is not practical.
図3は、キセノンの封入圧とランプ電圧および発光効率との関係を示すグラフである。図において、横軸はキセノンの封入圧(気圧)を、縦軸は右側がランプ電圧(V)、左側が発光効率lm/Wを、それぞれ示す。また、図中の曲線は、測定点が■はランプ電圧を、◆は発光効率を、それぞれ示す。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sealed pressure of xenon, the lamp voltage, and the luminous efficiency. In the figure, the horizontal axis represents the enclosed pressure (atmospheric pressure) of xenon, the vertical axis represents the lamp voltage (V) on the right side, and the luminous efficiency lm / W on the left side. Further, in the curves in the figure, the measurement point ■ indicates the lamp voltage, and ◆ indicates the luminous efficiency.
図から理解できるように、ランプ電圧については、キセノンの封入圧が3気圧以上であれば、実用的なランプ電圧が得られる。これに対して、3気圧未満ではランプ電圧が急激に低くなり、実用的なランプ電圧が得られない。 As can be understood from the figure, with regard to the lamp voltage, a practical lamp voltage can be obtained if the enclosed pressure of xenon is 3 atm or more. On the other hand, if the pressure is less than 3 atm, the lamp voltage decreases rapidly and a practical lamp voltage cannot be obtained.
また、発光効率については、キセノンの封入圧が3気圧以上であれば、発光効率が高くなり、実用的な発光効率が得られる。これに対して、上記封入比率が3気圧未満になると、発光効率が急激に低下してしまい、所要のランプ電圧が得られないので、実用的でなくなる。 Regarding the luminous efficiency, if the enclosed pressure of xenon is 3 atm or higher, the luminous efficiency becomes high and practical luminous efficiency can be obtained. On the other hand, when the sealing ratio is less than 3 atm, the luminous efficiency is drastically lowered, and a required lamp voltage cannot be obtained, which is not practical.
図4は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態を示す正面図である。図において、図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本形態は、定格ランプ電力100W形のメタルハライドランプであり、発光管ITが外管OT内に収納されている。なお、図中、SGはシュラウドガラス、SFは発光管支持部材、Gはゲッタ、Bは口金である。 FIG. 4 is a front view showing a second embodiment for carrying out the high-pressure discharge lamp of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. This embodiment is a metal halide lamp with a rated lamp power of 100 W, and the arc tube IT is accommodated in the outer tube OT. In the figure, SG is shroud glass, SF is an arc tube support member, G is a getter, and B is a base.
外管OTは、硬質ガラスからなるT形バルブを用いている。そして、内部に発光管IT、シュラウドガラスSGおよび発光管支持部材SFなどの部材を所定の位置に収納している。また、外管OTは、図において下部に位置するネック部にフレアステム5を封着して備えている。フレアステム5は、一対の内部導入線6a、6bを外管OT内へ気密に突出させて備えている。
The outer tube OT uses a T-shaped bulb made of hard glass. Then, members such as the arc tube IT, the shroud glass SG, and the arc tube support member SF are housed in predetermined positions. Further, the outer tube OT is provided with a
発光管ITは、図1に示すものと同様な構成である。そして、上部の電流導入導体3が後述する接続片10に溶接されて支持されるとともに、発光管支持部材SFを介して内部導入線6aに接続している。また、発光管ITは、その下部の電流導入導体3が、接続導体7に溶接されて支持されているとともに、接続導体7を介して内部導入線6bに接続している。
The arc tube IT has the same configuration as that shown in FIG. The upper
シュラウドガラスSGは、石英ガラス製の円筒体からなり、発光管ITの周囲を離間状態にして包囲するとともに、後述のように発光管支持部材SFに支持されている。 The shroud glass SG is formed of a quartz glass cylindrical body, surrounds the arc tube IT in a separated state, and is supported by the arc tube support member SF as described later.
発光管支持部材SFは、支持枠8、一対の支持プレート9、9および接続片10からなる。支持枠8は、ステンレス鋼棒を縦長の変形コ字形に屈曲してなり、内部導入線6aに接続している。一対の支持プレート9、9は、ステンレス鋼板をほぼ円盤状に形成してなり、支持枠8に固定されている。また、一対の支持プレート9、9の中央部には通孔が形成されており、透光性気密容器1の一対の小径筒部1b、1bを上記通孔に挿通させることにより、発光管ITを外管OTの管軸位置に定置しているとともに、発光管ITをその管軸方向に支持している。接続片10は、支持枠8の上部に溶接されていて、発光管ITの図において上方の電流導入導体3に接続している。1対の支持プレート9、9は、シュラウドガラスSGの上下端面に嵌合してそれらの間にシュラウドガラスSGを挟持するとともに、発光管支持部材SFに固定されている。したがって、シュラウドガラスSGは、1対の支持プレート9、9を介して発光管支持部材SFに支持されている。
The arc tube support member SF includes a
ゲッタGは、発光管支持部材SFの図において上部に支持されているパフォーマンスゲッタである。 The getter G is a performance getter supported at the upper part in the figure of the arc tube support member SF.
口金Bは、E26形ねじ口金からなり、外管OTのネック部に装着されていて、外管OTを気密に介して一対の内部導入線6a、6bに接続している。
The base B is made of an E26 type screw base, is attached to the neck portion of the outer tube OT, and is connected to the pair of internal lead-in
実施例5は、図4に示すメタルハライドランプである。
透光性気密容器 :一体成形、包囲部長18mm、最大内径10mm、肉厚0.7mm、全長40mm
一対の電極 :電極間距離10mm
イオン化媒体 :TmI3−NaI(75:25質量%)=4mg、Xe13気圧、
電気特性 :ランプ電圧70V、ランプ電力100W
発光特性 :発光効率97 lm/W
色偏差duv. :0.0030
実施例5によれば、イオン化媒体が実施例1と同じであるが、ランプ電圧は70Vになる。
Example 5 is a metal halide lamp shown in FIG.
Translucent airtight container: Integrated molding, enclosure length 18mm, maximum inner diameter 10mm, wall thickness 0.7mm, total length 40mm
Pair of electrodes: 10 mm distance between electrodes
Ionization medium: TmI 3 —NaI (75: 25% by mass) = 4 mg, Xe13 atm,
Electrical characteristics: Lamp voltage 70V, lamp power 100W
Luminous properties: Luminous efficiency 97 lm / W
Color deviation duv .: 0.0030
According to Example 5, the ionization medium is the same as Example 1, but the lamp voltage is 70V.
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天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a ceiling-embedded downlight as an embodiment for carrying out the lighting device of the present invention.
図において、11は高圧放電ランプ、12は照明器具本体である。 In the figure, 11 is a high-pressure discharge lamp, and 12 is a lighting fixture body.
高圧放電ランプ11は、図4に示す本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態におけるのと同じである。
The high
照明器具本体12は、天井埋込形ダウンライトを構成するもので、基体12a、反射板12bを具備している。基体12aは、天井に埋め込まれるために、下端に天井当接縁12a1を備えている。反射板12bは、基体12aに支持されているとともに、高圧放電ランプ11の発光中心がそのほぼ焦点に位置するように包囲している。
The luminaire
高圧放電ランプ11を点灯させるための高圧放電ランプ点灯装置(図示を省略している。)は、これを照明器具本体12に配設したり、照明器具本体12に隣接する位置または遠隔した位置に別置きとしたりすることができる。
A high-pressure discharge lamp lighting device (not shown) for lighting the high-
1…透光性気密容器、1a…包囲部、1b…小径筒部、1c…放電空間、2…電極、3…電流導入導体、3a…封着性部分、3b…耐ハロゲン性部分、4…シール材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent airtight container, 1a ... Enclosing part, 1b ... Small diameter cylinder part, 1c ... Discharge space, 2 ... Electrode, 3 ... Current introduction conductor, 3a ... Sealing part, 3b ... Halogen-resistant part, 4 ... Sealing material
Claims (6)
透光性気密容器の放電空間内に放電を生起する放電生起手段と;
金属ハロゲン化物および希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物は封入されている全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が30質量%以上のツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも1種のハロゲン化物を含み、希ガスは25℃で3気圧以上のキセノン(Xe)である透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体と;
を具備し、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を透光性気密容器内に実質的に含んでいないことを特徴とする高圧放電ランプ。 A translucent airtight container having a discharge space therein;
A discharge generating means for generating a discharge in the discharge space of the translucent airtight container;
The metal halide contains a metal halide and a rare gas, and the metal halide contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) having an encapsulation ratio of 30% by mass or more with respect to all the metal halides enclosed. A noble gas is xenon (Xe) of 3 atm or more at 25 ° C., and an ionization medium enclosed in a translucent airtight container;
A high-pressure discharge lamp comprising: a metal halide for forming a lamp voltage and mercury substantially not contained in a light-transmitting hermetic container.
照明装置本体内に配設された請求項1ないし5のいずれか一記載の高圧放電ランプと;
高圧放電ランプを点灯する点灯装置と;
を具備していることを特徴とする照明装置。 A lighting device body;
A high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 5 disposed in a lighting device body;
A lighting device for lighting the high-pressure discharge lamp;
An illumination device comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2007323477A JP2008177160A (en) | 2006-12-18 | 2007-12-14 | High pressure discharge lamp and lighting device |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2006340062 | 2006-12-18 | ||
| JP2007323477A JP2008177160A (en) | 2006-12-18 | 2007-12-14 | High pressure discharge lamp and lighting device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008177160A true JP2008177160A (en) | 2008-07-31 |
Family
ID=39704011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007323477A Withdrawn JP2008177160A (en) | 2006-12-18 | 2007-12-14 | High pressure discharge lamp and lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008177160A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119612A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | 東芝ライテック株式会社 | High-pressure discharge lamp and lighting device |
| WO2014097779A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | 岩崎電気株式会社 | Ceramic metal halide lamp |
| JP2015191743A (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 岩崎電気株式会社 | Microwave electrodeless lamp and light irradiation device using the same |
-
2007
- 2007-12-14 JP JP2007323477A patent/JP2008177160A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119612A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | 東芝ライテック株式会社 | High-pressure discharge lamp and lighting device |
| WO2014097779A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | 岩崎電気株式会社 | Ceramic metal halide lamp |
| JP2015191743A (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 岩崎電気株式会社 | Microwave electrodeless lamp and light irradiation device using the same |
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