JP2006510180A

JP2006510180A - 高圧放電ランプ

Info

Publication number: JP2006510180A
Application number: JP2004560059A
Authority: JP
Inventors: シェーラークラウス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2006-03-23
Also published as: WO2004055861A3; KR20050088385A; EP1576645B1; EP1576645A2; AU2003302952A1; CN1726579A; DE60312890T2; CN100426448C; ATE358328T1; WO2004055861A2; DE60312890D1; ES2285272T3; US20070052363A1

Abstract

放電空間を有する少なくとも１つの放電容器（２）と、この放電空間中に延在する２つの電極と、放電空間中にあり、少なくとも不活性ガス及び適切なハロゲン化金属混合物を含むガス充填剤と、放電容器（２）に取付けられ、光吸収材料がドープされている基礎材料を有する外管（３）とを具える高圧放電ランプ（１）において、この高圧放電ランプ（１）は、主として４００〜５５０ｎｍの波長領域の光を反射する少なくとも１つの干渉フィルタ（６）を有し、この干渉フィルタは外管（３）の外面の少なくとも一部に直接配置されており、外管（３）には、５５０ｎｍより短い波長の光を吸収する材料がドープされている。

Description

本発明は、放電空間を有する少なくとも１つの放電容器と、この放電空間中に延在する２つの電極と、この放電空間中にあり、少なくとも不活性ガス及び適切なハロゲン化金属混合物を含むガス充填剤と、放電容器に取付けられ、光吸収材料がドープされている基礎材料を有する外管とを具える高圧放電ランプに関するものである。

外管を有するこの高圧放電ランプは一般的な照明目的に用いるのが好適である。この高圧放電ランプは自動車のような車両のヘッドランプとして使用するのに特に適している。

従来技術

内管及び外管を有するこの種の放電ランプは、欧州特許出願公開第0 964 431 号明細書から既知である。この欧州特許出願公開明細書中に開示されている放電ランプは、１対の電極が設けられた発光領域を有するアーク管と、この発光領域を包囲している外管であって、前記アーク管に少なくとも一部融着されている当該外管とを有しており、この外管は、主成分として二酸化ケイ素（SiＯ₂）を有しており、これに加えてホウ素を有している。

米国特許第5,248,638 号明細書には、人間の目に見うる、黄色味の多いの光を放出する自動車用照明に用いられる耐熱ガラスが開示されている。この耐熱ガラスは、クロム又はその酸化物、特にCr₂Ｏ₃と、この耐熱ガラス中のクロムを安定させる作用のある酸化亜鉛とを含んでいる。

しかし、クロムの酸化物を用いる場合、ドープするクロムの量を増大させるにつれ、このような放電ランプにより放出される光のルーメン出力が著しく低減される欠点がある。

国際公開パンフレットWO 01/24224の明細書には、光吸収特性を有するハロゲンランプが開示されている。この点に関して、このランプは、光吸収手段と、ランプ管の外面上に配置されている干渉フィルタとを有しており、この光吸収手段は、機能的な理由から、ランプ管と干渉フィルタとの間に配置する必要がある。双方とも特に５７０〜６２０ｎｍの波長範囲で作用する光吸収手段及び干渉フィルタを組み合わせて用いることにより、放出される可視光には、多量の琥珀色の光が含まれるようになる。

この解決方法を高圧放電ランプの放電容器に適用することはできない。特に点灯温度が高温になるこの種のランプに対してはそうである。

従来技術による放電ランプには、ＣＩＥ１９３１の色度図による放出光の色点がＥＣＥＲ９９によるいわゆる「フロントフォグ」範囲に存在しないという欠点がある。さらに、従来技術による放電ランプでは、しばしば光の出力（ルーメン／ワット）が小さいものとなり、耐用時間が極めて短くなってしまう。

本発明の目的は、放出光の色温度が３０００Ｋより低く、放出光の色点がＥＣＥＲ９９による「フロントフォグ」の範囲内にあり、少なくとも６０ルーメン／ワットの光出力を呈し、且つ寿命特性が向上した高圧放電ランプを提供することにある。

本発明によれば黄色の光の場合に、色の特性値が以下の境界値により規定される範囲内に存在するようにする必要がある。
赤色に関し：ｙ＞０．１３８＋０．５８０ｘ
緑色に関し：ｙ＜１．２９ｘ−０．１００
白色に関し：ｙ＞−ｘ＋０．９４０且つｙ＞０．４４０
スペクトル軌跡に関し：ｙ＜−ｘ＋０．９９２

本明細書中で「フロントフォグ」の用語を用いる場合、この用語は、ＣＩＥ１９３１に対応する色度図の黄色範囲に応じた黄色を意味するものと理解されたい。

本発明の目的は、主として４００〜５５０ｎｍの波長領域の光を反射するようになっており、且つ外管の外面上の少なくとも一部に直接配置されている少なくとも１つの干渉フィルタを有し、外管には、５５０ｎｍより低い波長の光を吸収する材料がドープされている高圧放電ランプにより達成される。

本発明によるイオン化ガス充填剤は、少なくとも不活性ガス及び０ｍｇ〜１０ｍｇの範囲の水銀とを有する。

「フロントフォグ」の範囲における色温度をより低くすることにより、特に霧のような悪天候の条件下における自動車の運転手の視界を改善することができる。本発明による高圧放電ランプにより放出される可視黄色光は、人間の目の自然な感応性により良く適合しているため、このような状況に関連する過大なストレス及びそれに付随する疲労が防止される。その結果、特に交通上の安全性が高まる。

さらに、本発明による高圧放電ランプによれば、良好な光出力（ルーメン／ワット）も得ることができる。例えば、このような高圧放電ランプにより放出される光の出力は、少なくとも６０ルーメン／ワット、好ましくは７０ルーメン／ワット以上である。その上、本発明による高圧放電ランプによれば、８０ルーメン／ワット以上の光出力も達成することができる。

本発明による高圧放電ランプの有利な例は、請求項２〜１０の記載から明らかとなる。

外管の基礎材料は、主としてSiＯ₂から構成し、且つCr、Zn、Fe、Sb若しくはTiか、又は０．７％以下の量とするのが好ましい酸化Cr、１．０％以下の量とするのが好ましい酸化Zn、Al₂Ｏ₃とするのが好ましい酸化Al、酸化Fe、酸化Sb若しくは酸化Tiか、又はこれらの任意の混合物を含むようにするのが好ましい。クロム又は酸化クロムの追加は、ＵＶ保護という点でも有利である。

或いは又、外管の基礎材料が、少なくとも０．０２４〜０．５％のCr₂Ｏ₃と、０．０３４〜１．０％のZnＯと、ガラスを安定させるための０．０３〜１．０％の範囲のAl₂Ｏ₃とを有するようにするのが好ましい。

好適例によれば、２つの端部を有しそのうちの少なくとも一方が放電容器に取付けられている外管上で、少なくともこの管状外管に放電容器を取付けるのに用いられる領域の表面には光吸収手段及び干渉フィルタの双方又はいずれか一方が設けられないようにする。これにより、大規模な製造工程において高圧放電ランプをより効率的に製造しうるようになる。

上述した例の更なる変形として、６００〜８００ｎｍの波長範囲に関して、外管の材料の光透過率が６０％より大きく、干渉フィルタの光透過率が９０％より大きくなるようにするのが好ましい。これにより、充分な光度を有する所望の黄色光を得ることができる。

干渉フィルタの効率的な製造及び機能という観点から、干渉フィルタ全体の厚さは、８００〜２８００ｎｍの範囲にあるようにするのが好ましい。

干渉フィルタは、通常は多層構造を有し、この多層構造は、高屈折率の層と低屈折率の層とが交互に重なるようにする。この点について、低屈折率の層は、主としてSiＯ₂を有するようにするのが有利であり、高屈折率の層は、SiＯ₂より屈折率の高い材料を有するようにする。この高屈折率の層は、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、窒化ケイ素及び酸化ジルコニウム（ZrＯ₂）よりなる群から選択した材料、極めて好ましくは酸化ジルコニウム（ZrＯ₂）から構成するか、又はこれら任意の材料の混合物から構成するのが好ましい。

本発明の目的は、請求項１〜１０に記載された少なくとも高圧放電ランプを有する自動車用の照明装置を提供することによっても達成される。

本発明による高圧放電ランプは、一般的な照明目的に使用しうるものである。特に、この高圧放電ランプは、例えば、飛行機、自動車、オートバイ等のような輸送手段の光源として使用することができる。本発明による高圧放電ランプは、特に自動車のようなモータービークルのヘッドライト照明に用いるのが特に好ましい。

本発明の上述の及び他の観点を、以下に記載する実施例を参照した説明から明らかなものとする。
図１には、「フロントフォグ（front fog）」光に対する標準規格ＥＣＥＲ９９に対応する本発明によるスペクトル領域を平面として示してある。この平面内には、「相関色温度」とも称される色温度、この場合にはそれぞれ３０００Ｋ及び２５００Ｋとした等しい色温度とした２本のラインが部分的に存在している。図１に示されるように、本発明による高圧ランプの色位置は、黒体放射のライン（Black body line）よりも上方に位置している。

図２は、放電容器２と外管３とを有する高圧放電ランプを示す。この放電容器２は、それ自体一般的なもので、主として石英ガラスから形成されている。この放電容器２は、イオン化混合ガスが封入された放電空間を有し、このイオン化混合ガスは、少なくとも４０〜８０重量％のNaＩ、０〜４０重量％のScＩ及び０〜６０重量％のＴＩを含むハロゲン化金属混合物と、不活性ガスとを少なくとも有する。放電空間中には、電気接点をそれぞれ具える２つの電極が通常のように配置されている。外管３には、５５０ｎｍより短い波長の光を吸収する材料、すなわち少なくとも０．０２４〜０．５％のCr₂Ｏ₃、０．０３４〜１．０％のAl₂Ｏ₃及びZnＯを有する材料がドープされている。放電容器２は、外管３の下端部４に取付けられており、少なくとも放電容器２を外管３に取付けるのに用いられる表面領域には、光吸収手段及び干渉フィルタの双方又はいずれか一方が存在しないようにする。ほぼ４００〜５５０ｎｍの波長範囲の光を反射する多層干渉フィルタ６が、外管３の外面に直接設けられており、外管３の外面の少なくとも大部分が、この干渉フィルタ６により被覆されるようになっている。この干渉フィルタ６は多層構造になるように構成されており、この多層構造は、高屈折率の層と低屈折率の層とが交互に重なったものとなっている。低屈折率を有する層は、主としてSiＯ₂から構成されており、高屈折率を有する層は、SiＯ₂より屈折率が高く且つ９００℃付近の温度範囲で安定な材料である酸化ジルコニウム（ZrＯ₂）から構成されている。個々の層は、いわゆるＰＶＤ処理のような一般的な薄膜処理により形成されている。

ランプを自動車のフロントヘッドライトに着脱自在に装着しうるように、このランプは一般的な口金５を有する。

本発明によるこのような高圧放電ランプを有する自動車用の照明装置は、約８６ルーメン／ワットの光出力を得ることができる。ＣＩＥ１９３１の色度図中の色位置は、２つの座標の値により充分に特定することができる。すなわちＸは約０．４８でありＹは約０．４８である。本発明による高圧放電ランプの耐用時間は少なくとも１５００時間である。

図１は、ＣＩＥ１９３１の色度図を示す線図である。図２は、放電容器と外管とを有する一般的な高圧放電ランプを示す線図である。

Claims

少なくとも、
放電空間を有する放電容器と、
この放電空間中に延在する２つの電極と、
この放電空間中にあり、少なくとも不活性ガス及び適切なハロゲン化金属混合物を有するガス充填剤と、
前記放電容器に取付けられ、光吸収材料がドープされている基礎材料を有する外管と
を具える高圧放電ランプにおいて、
この高圧放電ランプが、主として４００〜５５０ｎｍの波長範囲の光を反射する少なくとも１つの干渉フィルタを有し、この干渉フィルタは前記外管の外面上の少なくとも一部に直接配置されており、前記外管には、５５０ｎｍより短い波長の光を吸収する材料がドープされていることを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記外管の基礎材料が、主としてSiＯ₂から構成され、且つCr、Zn、Fe、Sb若しくはTiか、又はクロムを３価のCr(III) 若しくは主として６価のCr(VI)とし０．７％以下の量とするのが好ましい酸化Cr、１．０％の量とするのが好ましい酸化Zn、Al₂Ｏ₃とするのが好ましい酸化Al、酸化Fe、酸化Sb若しくは酸化Tiか、又はこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記外管の基礎材料が、少なくとも０．０２４〜０．５％の量のCr₂Ｏ₃と、０．０３４〜１．０％の量のZnＯと、Al₂Ｏ₃とを有することを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
外管の少なくとも一端が前記放電容器に取付けられており、少なくとも、前記外管に前記放電容器を取付けるのに用いられる表面領域には、光吸収手段及び干渉フィルタの双方又はいずれか一方が設けられていないことを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
６００〜８００ｎｍの波長範囲に関して、前記外管の材料の光透過率が６０％より大きく、前記干渉フィルタの光透過率が９０％より大きいことを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記干渉フィルタの全層厚が、８００〜２８００ｎｍの範囲にあることを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記干渉フィルタが、複数の層から構成されており、これら層の構造は、主としてSiＯ₂から構成されているのが好ましい低屈折率の層と、SiＯ₂より屈折率が高く且つZrＯ₂とするのが好ましい材料から構成されている高屈折率の層とが交互に重なるようになっていることを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項７に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記高屈折率の層が、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、窒化ケイ素及び酸化ジルコニウム（ZrＯ₂）からなる群から選択されている材料、極めて好ましくは酸化ジルコニウム（ZrＯ₂）から構成されているか、又はこれらの任意の組み合わせの混合物から構成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記ハロゲン化金属混合物が、４０〜８０重量％のNaＩ、０〜４０重量％のScＩ及び０〜６０重量％のＴＩを有することを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記高圧放電ランプにより放出される光のルーメン出力が、少なくとも７０ルーメン／ワットであるのが好ましく少なくとも８０ルーメン／ワットであるのが特に好ましい少なくとも６０ルーメン／ワットであることを特徴とする高圧放電ランプ。
請求項１〜１０のいずれか一項に記載された少なくとも高圧放電ランプを有する自動車用照明装置。