JPH07153428A - Metal halide lamp - Google Patents
Metal halide lampInfo
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- JPH07153428A JPH07153428A JP32130993A JP32130993A JPH07153428A JP H07153428 A JPH07153428 A JP H07153428A JP 32130993 A JP32130993 A JP 32130993A JP 32130993 A JP32130993 A JP 32130993A JP H07153428 A JPH07153428 A JP H07153428A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、色温度を改良したメタ
ルハライドランプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal halide lamp having an improved color temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種ランプの色温度４０００〜５０００
Ｋの範囲の光源色は、青過ぎることもなく、黄色過ぎる
こともない自然な白色である。従って、このような色温
度を有するランプは一般照明の用途には好ましい。とこ
ろで、添加物としてディスプロシウムとタリウムのハロ
ゲン化物を発光管に封入したメタルハライドランプは、
高効率、高演色性の特徴を有するので、屋内照明等への
用途並びに需要が増大しつつある。とりわけ、上記２種
類の金属のハロゲン化物に加えてセシウムのハロゲン化
物を封入したメタルハライドランプは、発光効率が７０
〜８０lm／Ｗと高く、また、平均演色評価数（Ｒａ）が
９２〜９６と良好な演色性を備え、ランプ特性も安定し
ているので、近年、その需要が拡大している。しかしな
がら、上記の封入物を有するメタルハライドランプは色
温度が５０００〜６０００Ｋと高く、青白い感じの光源
色となることが大きな欠点となっている。2. Description of the Related Art Color temperatures of various lamps 4000 to 5000
The light source color in the K range is a natural white that is neither too blue nor too yellow. Therefore, a lamp having such a color temperature is preferable for general lighting applications. By the way, the metal halide lamp in which the halide of dysprosium and thallium as an additive is enclosed in the arc tube is
Since it has the characteristics of high efficiency and high color rendering properties, its use and demand for indoor lighting are increasing. In particular, a metal halide lamp containing a cesium halide in addition to the above two kinds of metal halides has a luminous efficiency of 70.
It is as high as -80 lm / W, has a good color rendering property with an average color rendering index (Ra) of 92 to 96, and has stable lamp characteristics. Therefore, its demand is expanding in recent years. However, the metal halide lamp having the above-mentioned enclosed material has a high color temperature of 5000 to 6000 K, which is a major drawback in that the light source color is bluish.
【０００３】そこで、かかるメタルハライドランプにつ
いて、その発光効率と演色性を低下させずに色温度を低
下させる試みがこれまでにいくつかなされている。その
第一は、ランプの発光分布そのものを変化させる方法
で、例えば壁面負荷を高くして金属ハロゲン化物の蒸気
圧を高めることによって赤外領域の発光を増加させ、色
温度を低下させるものである。しかし、単に壁面負荷を
増大する方法では、発光管の部分的な管壁温度上昇など
が生じ、ランプ寿命の短縮化を招く欠点がある。Therefore, with respect to such a metal halide lamp, some attempts have been made so far to lower the color temperature without lowering the luminous efficiency and the color rendering property. The first is a method of changing the light emission distribution itself of the lamp, for example, by increasing the wall load and increasing the vapor pressure of the metal halide to increase the light emission in the infrared region and lower the color temperature. . However, the method of simply increasing the load on the wall surface has a drawback that the temperature of the wall of the arc tube partially rises and the life of the lamp is shortened.
【０００４】そこで、光干渉膜を適用したメタルハライ
ドランプが提案されている。このメタルハライドランプ
は、発光管、発光管を囲繞する円筒状ガラス管、外管等
の部材の表面に光干渉膜を形成して構成され、発光管か
らの光の透過光の分光分布を変化させることによって色
温度を低下させている。この光干渉膜の分光透過特性
は、３５０〜１０００nmの範囲の所定の波長領域で所定
の透過率（反射率）を有するように設計される。また、
この光干渉膜を構成する膜物質としては通常、酸化チタ
ン（ＴｉＯ2）、二酸化硅素（ＳｉＯ2）等の誘電体物質
の薄膜が用いられている。Therefore, a metal halide lamp using an optical interference film has been proposed. This metal halide lamp is configured by forming an optical interference film on the surface of a member such as an arc tube, a cylindrical glass tube surrounding the arc tube, and an outer tube, and changes the spectral distribution of light transmitted through the arc tube. This lowers the color temperature. The spectral transmission characteristics of this optical interference film are designed to have a predetermined transmittance (reflectance) in a predetermined wavelength region in the range of 350 to 1000 nm. Also,
A thin film of a dielectric substance such as titanium oxide (TiO 2 ) or silicon dioxide (SiO 2 ) is usually used as a film substance forming this optical interference film.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記した光干渉膜を適
用したメタルハライドランプには、発光管内部の過度の
温度上昇をもたらすことがなく、発光管への影響を最小
限にとどめて色温度を低下させることができる利点があ
る。しかし、この種のランプは、光干渉膜の分光透過特
性と膜物質の種類が綿密に限定されていなかったので、
所期の目的が達成されない事態が発生するという問題が
ある。The metal halide lamp to which the above-mentioned light interference film is applied does not cause an excessive temperature rise inside the arc tube and minimizes the influence on the arc tube to reduce the color temperature. There is an advantage that can be reduced. However, in this type of lamp, since the spectral transmission characteristics of the light interference film and the type of film material were not carefully limited,
There is a problem that the intended purpose may not be achieved.
【０００６】まず光干渉膜の分光透過特性について説明
すると、次の通りである。ここで、屈折率２．１５の高
屈折率層を第１層とし、屈折率１．４６の低屈折率層を
第２層とする２層膜より成る光干渉膜を例にとる。そし
て、この光干渉膜を適用したメタルハライドランプを従
来の提案に基づいて構成し、その際の色温度変換効果を
比較検討することとする。この検討において、内部にデ
ィスプロシウム、タリウム及びセシウムの沃化物と水銀
とアルゴンガスとを封入した石英製発光管と、該発光管
を内蔵する外管とを具備するメタルハライドランプを３
本用意し、上記光干渉膜を各ランプの発光管外表面に形
成する。これらメタルハライドランプは、光干渉膜が形
成されていない状態では、いずれも図２において破線で
示す分光放射照度特性と同じ特性を有しており、その色
温度は３本とも５５００Ｋである。なお、膜形成箇所と
して発光管外表面を選んだのは、この箇所が、発光部に
接していて光の入射角が膜のどの部分でもほぼ０度で同
じであるとみなすことができ、光の放射方向による色温
度の差違が、発光管を囲繞する透光性部材の表面に比べ
て相当に小さい箇所だからである。First, the spectral transmission characteristics of the optical interference film will be described below. Here, an optical interference film composed of a two-layer film having a high refractive index layer having a refractive index of 2.15 as a first layer and a low refractive index layer having a refractive index of 1.46 as a second layer is taken as an example. Then, a metal halide lamp to which this light interference film is applied is constructed based on the conventional proposal, and the color temperature conversion effect at that time is compared and examined. In this study, a metal halide lamp including a quartz arc tube in which iodides of dysprosium, thallium, and cesium, mercury and argon gas are enclosed, and an outer tube containing the arc tube is provided.
First prepared, the light interference film is formed on the outer surface of the arc tube of each lamp. Each of these metal halide lamps has the same spectral irradiance characteristic as shown by the broken line in FIG. 2 in the state where the light interference film is not formed, and the color temperature of all three of them is 5500K. The outer surface of the arc tube was selected as the film formation site because it can be considered that this site is in contact with the light emitting part and that the incident angle of light is almost 0 degrees at any part of the film. This is because the difference in color temperature depending on the radiation direction is significantly smaller than the surface of the translucent member that surrounds the arc tube.
【０００７】さて、前記従来のメタルハライドランプに
おいては、光干渉膜の分光透過特性に綿密な限定がない
ので、該光干渉膜の膜構成、例えば各層の膜厚をある程
度任意に選ぶことができる。そこで、前記２層膜におい
て、図３の分光透過特性を有する場合の各層の膜厚を基
準にして、例えばこれよりも各層とも膜厚が２０〜３０
％薄いもの及び各層とも膜厚が２０〜３０％厚いもの、
合計３通りの膜構成を選択した。後の２者の膜の分光透
過特性はそれぞれ図７及び図８に示す通りである。In the conventional metal halide lamp, since the spectral transmission characteristics of the light interference film are not strictly limited, the film structure of the light interference film, for example, the film thickness of each layer can be arbitrarily selected to some extent. Therefore, in the above-mentioned two-layer film, the film thickness of each layer in the case of having the spectral transmission characteristics of FIG.
% Thin and each layer has a thickness of 20 to 30%,
A total of three membrane configurations were selected. The spectral transmission characteristics of the latter two films are as shown in FIGS. 7 and 8, respectively.
【０００８】これら３種類の２層膜を適用したメタルハ
ライドランプの各々について、その色温度を測定したと
ころ、膜厚の基準とした図３の特性を有する２層膜の場
合は４８５０Ｋで、６５０Ｋ色温度が低下したのに対
し、各層とも膜厚が２０〜３０％薄い場合は色温度がほ
とんど変化せず、又、各層とも膜厚が２０〜３０％厚い
場合は６０８０Ｋで、逆に色温度が約６００Ｋ増加して
いた。これら３種類の２層膜の分光透過特性上の違い
は、大局的にみて、図３、図７及び図８の比較からわか
るように、分光透過率曲線の谷（その深さは透過率で表
わすと、約７０％）の位置が、図３の場合を基準にして
短波長側と長波長側にそれぞれ約１００nm移動している
だけである。しかし、上述の色温度測定結果は、この１
００nm程度の位置の違いが色温度には６００〜１２００
Ｋ程度の違いとなって影響を与えるのみならず、色温度
低下の目的に逆行する効果も招きかねないことを示して
いる。以上のことから、メタルハライドランプの色温度
を目標の数値だけ低下させるには、適用する光干渉膜の
膜構成（特に各層の膜厚）を所定範囲内に制御して、膜
の分光透過特性をある程度狭い範囲に限定する必要があ
ることがわかる。When the color temperature of each of the metal halide lamps to which these three kinds of two-layer films are applied was measured, it was 4850K and 650K colors in the case of the two-layer film having the characteristics shown in FIG. While the temperature decreased, the color temperature hardly changed when the film thickness of each layer was 20 to 30% thin, and the color temperature was 6080K when the film thickness of each layer was 20 to 30% thick. It increased by about 600K. The difference in the spectral transmission characteristics of these three types of two-layer films is, as a whole, seen from the comparison of FIGS. 3, 7, and 8, where the valley of the spectral transmission curve (the depth of which is the transmittance The position of about 70%) is only moved by about 100 nm on the short wavelength side and on the long wavelength side with respect to the case of FIG. However, the above-mentioned color temperature measurement result is
The difference in the position of about 00 nm is 600 to 1200 in the color temperature.
It shows that not only the difference of about K has an influence, but also the effect of countering the purpose of decreasing the color temperature may be brought about. From the above, in order to reduce the color temperature of the metal halide lamp by a target value, the film composition (especially the film thickness of each layer) of the applied optical interference film is controlled within a predetermined range, and the spectral transmission characteristics of the film are controlled. It turns out that it is necessary to limit the range to a certain extent.
【０００９】次に、光干渉膜を構成する膜物質の種類に
ついて説明する。一般に、高屈折率物質として酸化チタ
ン（ＴｉＯ2）が多用され、これと、低屈折率物質とし
ての二酸化硅素（ＳｉＯ2）とを組み合わせて、例えば
この両者の薄層の交互積層により光干渉膜が構成されて
いる。しかし、ＴｉＯ2は６００℃前後の高温下におい
て黄色を呈するという物性を有するため、動作中に通常
表面温度が７００〜８００℃ないしそれ以上の高温とな
るメタルハライドランプの発光管外表面にＴｉＯ2薄層
を含む光干渉膜を適用した場合は、発光管本来の光源色
に黄色成分が付加されて黄色っぽい光となり、演色性が
低下するという弊害がある。又、色温度についても、Ｔ
ｉＯ2薄層を含まない膜構成の光干渉膜を適用した場合
に比べて、少なくとも２００〜３００Ｋ低下し、所望の
色温度よりも下がり過ぎる場合も生じるという問題があ
る。Next, the types of film substances that make up the optical interference film will be described. In general, titanium oxide (TiO 2 ) is often used as a high refractive index material, and this is combined with silicon dioxide (SiO 2 ) as a low refractive index material, for example, an optical interference film by alternately laminating thin layers of both materials. Is configured. However, since TiO 2 has a physical property of exhibiting a yellow color at a high temperature of around 600 ° C., a TiO 2 thin film is formed on the outer surface of the arc tube of a metal halide lamp, which normally has a surface temperature of 700 to 800 ° C. or higher during operation. When a light interference film including layers is applied, a yellow component is added to the original light source color of the arc tube to give a yellowish light, and the color rendering is deteriorated. Also, regarding the color temperature, T
Compared to the case where the optical interference film having a film structure not including the iO 2 thin layer is applied, there is a problem that the temperature drops by at least 200 to 300K and may fall below a desired color temperature.
【００１０】高温時に黄色を呈する物質としてはこの他
に、窒化硅素（ＳｉＮx）等があり、これらの物質を含
む光干渉膜を適用した場合にも同様の問題を生じてい
る。従って、高温時に黄色を呈する物質はメタルハライ
ドランプの色温度補正のために適用する光干渉膜の膜物
質としては好ましくない。以上述べたように、光干渉膜
を適用して色温度を補正する従来のメタルハライドラン
プにおいては、光干渉膜の分光透過特性と膜物質の種類
に綿密な限定がないので、所望の色温度低下の効果が必
ずしも十分には保証されていない。Other substances that exhibit a yellow color at high temperatures include silicon nitride (SiNx) and the like, and similar problems occur when an optical interference film containing these substances is applied. Therefore, a substance that exhibits a yellow color at a high temperature is not preferable as a film substance of an optical interference film applied for color temperature correction of a metal halide lamp. As described above, in the conventional metal halide lamp in which the color temperature is corrected by applying the light interference film, since the spectral transmission characteristics of the light interference film and the kind of the film substance are not carefully limited, it is possible to reduce the desired color temperature. The effect of is not always fully guaranteed.
【００１１】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、高い発光効率と優れた演色性を有する
と共に、ランプ本来の色温度を補正して４０００〜５０
００Ｋの色温度を有する白色光を与えるように調整した
メタルハライドランプ、特にディスプロシウム−タリウ
ム−セシウム系のメタルハライドランプを提供すること
を目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a high luminous efficiency and an excellent color rendering property, and corrects the original color temperature of the lamp to obtain a value of 4000 to 50.
It is an object of the present invention to provide a metal halide lamp adjusted to give white light having a color temperature of 00K, particularly a dysprosium-thallium-cesium-based metal halide lamp.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係るメタルハラ
イドランプは、少なくともディスプロシウム、タリウム
及びセシウムの沃化物と水銀と希ガスとを封入した発光
管の外表面に多層光干渉膜を形成し、該発光管を内蔵す
る外管とを具備してなるメタルハライドランプにおい
て、前記多層光干渉膜の光透過率が波長３８０nm及び５
８０nmにおいて８０％以上、波長４８０nmにおいて８０
％以下であり、かつ３５０〜５５０nmの波長領域におい
て膜の分光透過率曲線が谷状の窪みを一つだけ形成し、
その窪みの深さが光透過率で表わして６０％を超え８０
％以下とすることにより、発光管の色温度を４０００〜
５０００Ｋとすることを特徴とする。又、前記多層光干
渉膜はＴａ2Ｏ5−ＳｉＯ2、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2及びＮｂ2
Ｏ5−ＳｉＯ2の膜物質の組合わせよりなる群れから選ば
れる少なくとも１種から構成される。A metal halide lamp according to the present invention has a multilayer optical interference film formed on the outer surface of an arc tube in which at least iodide of dysprosium, thallium and cesium, mercury and a rare gas are enclosed. A metal halide lamp comprising an outer tube containing the arc tube, wherein the light transmittance of the multilayer optical interference film is 380 nm and 5
80% or more at 80 nm, 80 at wavelength 480 nm
% Or less, and the spectral transmittance curve of the film forms only one valley-shaped depression in the wavelength region of 350 to 550 nm,
The depth of the dent is more than 60% as expressed by the light transmittance and 80
% Or less, the color temperature of the arc tube becomes 4,000 to
It is characterized by being set to 5000K. Further, the multilayer optical interference film Ta 2 O 5 -SiO 2, ZrO 2 -SiO 2 and Nb 2
It is composed of at least one selected from the group consisting of a combination of O 5 —SiO 2 film materials.
【００１３】[0013]
【作用】多層光干渉膜をディスプロシウム−タリウム−
セシウム系のメタルハライドランプに適用する本発明に
係るランプにおいては、発光管外表面に設ける光干渉膜
の分光透過特性を上記のように限定したので、色温度を
下げ過ぎて黄色っぽい光にしたり、逆に上昇させ過ぎて
青っぽい光にしたりする不都合を生じることがなく、メ
タルハライドランプの本来の色温度に対して５００〜１
０００Ｋの色温度低下が常にもたらされ、色温度が４０
００〜５０００Ｋで自然な白色の光を得ることができ
る。又、多層光干渉膜を構成する膜物質を上記のように
限定したので、膜が高温下で黄色を呈することがなく、
従って、該光干渉膜がランプの光を黄色っぽい光に変質
させ演色性を悪化させたり、色温度を必要以上に低下さ
せたりすることが生じない。[Function] A multilayer optical interference film is formed with dysprosium-thallium-
In the lamp according to the present invention applied to a cesium-based metal halide lamp, since the spectral transmission characteristics of the light interference film provided on the outer surface of the arc tube are limited as described above, the color temperature is lowered too much to give yellowish light, On the contrary, there is no inconvenience that the light is bluish when it is raised too much, and it is 500 to 1 against the original color temperature of the metal halide lamp.
Color temperature drop of 000K is always brought, and color temperature is 40
A natural white light can be obtained at 00 to 5000K. In addition, since the film materials forming the multilayer optical interference film are limited as described above, the film does not exhibit a yellow color at high temperatures,
Therefore, the light interference film does not deteriorate the color rendering property by deteriorating the light of the lamp into a yellowish light or lowering the color temperature more than necessary.
【００１４】[0014]
【実施例】本発明の第１の実施例のメタルハライドラン
プを図面を用いて説明する。図１は第１実施例のメタル
ハライドランプの一部切欠概略図である。１は発光管
で、石英製であり、両端に電極２及び３を有し、内部に
沃化ディスプロシウム（ＤｙＩ3）、沃化タリウム（Ｔ
ｌＩ）及び沃化セシウム（ＣｓＩ）と水銀とアルゴンガ
スとを封入したもので、定格電力１５０Ｗである。又、
発光管１の端部の外表面には、例えば酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2）等の微粒子からなる保温膜４及び５を形成
している。そして、保温膜４及び５ではさまれた発光管
１の外表面には多層光干渉膜６を設けている。７及び８
はリード線である。９は外管であって、発光管１等を内
蔵している。ランプの他の構成要件の説明は省略する。
こうして、メタルハライドランプ１０が構成される。多
層光干渉膜６は２層膜であって、その膜構成は表１の通
りである。 （以下余白）DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A metal halide lamp according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway schematic view of the metal halide lamp of the first embodiment. Reference numeral 1 denotes an arc tube, which is made of quartz, has electrodes 2 and 3 at both ends, and has dysprosium iodide (DyI 3 ) and thallium iodide (T
II) and cesium iodide (CsI), mercury and argon gas are enclosed, and the rated power is 150W. or,
On the outer surface of the end portion of the arc tube 1, heat insulating films 4 and 5 made of fine particles such as zirconium oxide (ZrO 2 ) are formed. Then, a multilayer optical interference film 6 is provided on the outer surface of the arc tube 1 sandwiched between the heat insulating films 4 and 5. 7 and 8
Is a lead wire. Reference numeral 9 denotes an outer tube, which contains the arc tube 1 and the like. The description of other constituent elements of the lamp is omitted.
Thus, the metal halide lamp 10 is constructed. The multilayer optical interference film 6 is a two-layer film, and the film structure is as shown in Table 1. (Below margin)
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】次に、実験結果について説明する。各層の
膜形成は既知の方法を用いて行なった。例えば、減圧Ｃ
ＶＤ法を用いる場合は、発光管をそのまま反応室に入
れ、タンタルアルコキシドと酸素とを材料として温度、
圧力等の成膜条件を所定の条件にして第１層のＴａ2Ｏ5
層を形成し、次いで、硅素アルコキシドと酸素とを材料
として同様にして第２層のＳｉＯ2層を形成した。Next, the experimental results will be described. The film formation of each layer was performed using a known method. For example, reduced pressure C
When the VD method is used, the arc tube is placed in the reaction chamber as it is, and the tantalum alkoxide and oxygen are used as materials for temperature and
When the film forming conditions such as pressure are set to predetermined conditions, the first layer of Ta 2 O 5 is
A layer was formed, and then a second SiO 2 layer was formed in the same manner using silicon alkoxide and oxygen as materials.
【００１７】まず、光干渉膜６の色温度変換効果を調べ
るため、発光管１の外表面に光干渉膜６が形成されてい
ない以外は図１のメタルハライドランプ１０と同じラン
プを作製し光干渉膜６がない状態でのランプ特性を調べ
た。その結果、分光放射照度は図２において破線で示す
通りであり、波長４２０nm付近のディスプロシウム原子
による発光ピークと波長５３５nm付近のタリウム原子に
よる発光ピークを有するディスプロシウム−タリウム系
に特有の分光分布を示していた。又、そのランプの色温
度は、５５３０Ｋであった。First, in order to investigate the color temperature conversion effect of the light interference film 6, the same lamp as the metal halide lamp 10 shown in FIG. 1 was manufactured except that the light interference film 6 was not formed on the outer surface of the arc tube 1. The lamp characteristics without film 6 were investigated. As a result, the spectral irradiance is as shown by the broken line in FIG. 2, and the spectral characteristic of the dysprosium-thallium system having an emission peak due to a dysprosium atom near a wavelength of 420 nm and an emission peak due to a thallium atom near a wavelength of 535 nm. It showed a distribution. The color temperature of the lamp was 5530K.
【００１８】次に、上記ランプを破壊し発光管１のみを
取り出し、前記のように例えば減圧ＣＶＤ法により発光
管１の外表面に光干渉膜６（２層膜）を形成した後、再
び、ランプを組立て、図１のメタルハライドランプ１０
を完成させ、その後同ランプ１０の特性を調べたとこ
ろ、分光放射照度は図２において実線で示すように、ほ
ぼ５５０nmの波長を境にしてこれより短波長側の放射照
度成分が光干渉膜６がない状態（第２図の破線）と比べ
て全体的に減少しており、一方、約５５０nmより長波長
側の成分が幾分増加していた。又、メタルハライドラン
プ１０の色温度は４８５０Ｋであって、光干渉膜６がな
い状態のときよりも色温度が６８０Ｋ低下していた。Next, the lamp is destroyed and only the arc tube 1 is taken out, and the light interference film 6 (two-layer film) is formed on the outer surface of the arc tube 1 by the low pressure CVD method as described above, and then again. Assembling the lamp, the metal halide lamp 10 of Figure 1
After that, the characteristics of the lamp 10 were investigated, and the spectral irradiance, as shown by the solid line in FIG. 2, has a irradiance component on the shorter wavelength side of the light interference film 6 at a wavelength of about 550 nm as a boundary. Compared to the state without (no broken line in FIG. 2), the total amount decreased, while the component on the longer wavelength side of about 550 nm increased somewhat. The color temperature of the metal halide lamp 10 was 4850K, which was 680K lower than that when the light interference film 6 was not provided.
【００１９】光干渉膜６（２層膜）の分光透過特性は次
のようにして調べた。すなわち、上記発光管１の外表面
への光干渉膜６の形成の際に、同時に、発光管１とほぼ
同じ形状を有し、しかも発光管１と近い位置に配置した
別の発光管の外表面に光干渉膜６を形成しておき、この
発光管を破壊して得た破片の表面の膜の分光透過率を測
定した。その結果、図３に示す分光透過特性を得た。図
３からわかるように、光干渉膜６の分光透過率曲線は、
波長約４６０nmを中心とし深さが光透過率約７１％であ
る谷状の窪みを有している。The spectral transmission characteristics of the light interference film 6 (two-layer film) were examined as follows. That is, when the light interference film 6 is formed on the outer surface of the arc tube 1, at the same time, the outer surface of another arc tube having substantially the same shape as that of the arc tube 1 and located near the arc tube 1 is formed. The optical interference film 6 was formed on the surface, and the spectral transmittance of the film on the surface of the fragment obtained by breaking this arc tube was measured. As a result, the spectral transmission characteristic shown in FIG. 3 was obtained. As can be seen from FIG. 3, the spectral transmittance curve of the optical interference film 6 is
It has a valley-shaped depression having a light transmittance of about 71% with a wavelength of about 460 nm as the center.
【００２０】更に、発光管外表面に適用する光干渉膜に
ついて、その各層の膜厚及び屈折率を変化させて膜の分
光透過率曲線の形態を変えるという種々の検討を重ねた
ところ、該光干渉膜の分光透過率曲線の形態がランプの
色温度の変換に大きな影響を及ぼすことが判明した。上
記光干渉膜６（２層膜）の場合について説明すると、膜
の分光透過率曲線（図３）の谷状の窪みの位置、形状及
び深さが大きく影響していて、これらの因子によって色
温度が変化していた。ところで、理論計算上、この谷状
の窪みの位置、形状及び深さは、膜を構成する各層の屈
折率と膜厚によって変化することが知られている。しか
し、実験によれば、膜の分光透過率曲線が、図３に示す
形態を有する場合だけでなくて「膜の光透過率が波長３
８０nm及び５８０nmにおいて８０％以上、波長４８０nm
において８０％以下であり、かつ３５０〜５５０nmの波
長領域において膜の分光透過率曲線が谷状の窪みを一つ
だけ形成し、その窪みの深さが光透過率で表わすと６０
％を超え８０％以下である」という分光透過特性の条件
を満たす場合には共通して上記光干渉膜６と同様の効果
があって、いずれも５００〜７００Ｋ色温度が低下して
いた。逆に、この条件外のときは、色温度の低下は５０
０Ｋ未満であるか、又は色温度が増加する結果となっ
た。なお、２層膜で実現可能な色温度低下の度合いは最
大７００Ｋ程度である。Further, with respect to the light interference film applied to the outer surface of the arc tube, various examinations were repeated by changing the film thickness and refractive index of each layer to change the form of the spectral transmittance curve of the film. It has been found that the shape of the spectral transmission curve of the interference film has a great influence on the conversion of the color temperature of the lamp. The case of the light interference film 6 (two-layer film) will be described. The position, shape, and depth of the valley-shaped depression of the spectral transmittance curve (FIG. 3) of the film have a great influence, and the color is affected by these factors. The temperature was changing. By the way, it is known from theoretical calculation that the position, shape, and depth of the valley-shaped depression vary depending on the refractive index and the film thickness of each layer constituting the film. However, according to the experiment, it is not only the case where the spectral transmittance curve of the film has the form shown in FIG.
80% or more at 80 nm and 580 nm, wavelength 480 nm
Is 80% or less, and the spectral transmittance curve of the film forms only one valley-shaped depression in the wavelength region of 350 to 550 nm, and the depth of the depression is 60%
%, And 80% or less ”, the same effect as that of the optical interference film 6 is commonly provided, and the color temperature is lowered in the range of 500 to 700K. On the contrary, when the temperature is out of this range, the decrease in color temperature is 50.
It was below 0K or resulted in an increase in color temperature. The degree of color temperature reduction that can be realized with the two-layer film is about 700K at maximum.
【００２１】ところで、上記の分光透過特性条件を満た
すような２層膜の膜構成（各層の屈折率及び膜厚）の組
合せは無数にある。そこで、本発明では所望の効果を得
るための条件として、膜構成の側を限定するのではな
く、膜の分光透過特性の側を限定している。ちなみに、
上記の分光透過特性条件を満たすような２層膜の膜構成
の範囲を膜厚（光学膜厚で表示）について概略的に表現
すると、第１層目がｎｄ＝３３０〜４００nmで、第２層
目がｎｄ＝２００〜２５０nmのときである。又、屈折率
については、光学薄膜の分野で通常用いられる屈折率で
あれば同様の効果があり、高屈折率層については概ね
２．１０〜２．３０、低屈折率層については概ね１．３
５〜１．４７の範囲にあればよい。なお、２層膜におい
ては高屈折率層の屈折率の増加は谷状の窪みの深さを深
くするが、色温度低下の効果にはあまり大きく寄与しな
い。By the way, there are innumerable combinations of film configurations (refractive index and film thickness of each layer) of the two-layer film which satisfy the above-mentioned spectral transmission characteristic conditions. Therefore, in the present invention, the condition for obtaining the desired effect is not limited to the film structure side but to the film spectral transmission property side. By the way,
When the range of the film constitution of the two-layer film that satisfies the above-mentioned spectral transmission characteristics is roughly expressed in terms of film thickness (expressed by optical film thickness), the first layer is nd = 330 to 400 nm, and the second layer is This is when the eyes have nd = 200 to 250 nm. Regarding the refractive index, the same effect can be obtained as long as it is a refractive index usually used in the field of optical thin films. For the high refractive index layer, about 2.10 to 2.30, and for the low refractive index layer, about 1. Three
It may be in the range of 5 to 1.47. In the two-layer film, the increase in the refractive index of the high refractive index layer deepens the depth of the valley-shaped depression, but does not significantly contribute to the effect of decreasing the color temperature.
【００２２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例のメタルハライドランプの構成要件
は、光干渉膜を除いては前記の第１の実施例と同じであ
る。第２の実施例における光干渉膜は４層膜であって、
その膜構成は表２の通りである。 （以下余白）Next, a second embodiment of the present invention will be described. The constituents of the metal halide lamp of the second embodiment are the same as those of the first embodiment except for the light interference film. The optical interference film in the second embodiment is a four-layer film,
The film structure is shown in Table 2. (Below margin)
【００２３】[0023]
【表２】 [Table 2]
【００２４】又、該４層膜の形成は前記の第１の実施例
と同様の膜形成方法にて行なった。更に、該４層膜の膜
特性並びにランプに対する色温度変換効果も、前記の第
１の実施例と同様にして調査した。該４層膜の分光透過
特性は図４に示す通りである。又、第２の実施例のメタ
ルハライドランプの色温度は、４層膜を形成しない状態
のときは５３００Ｋであったが、膜形成後には４４５０
Ｋとなり、該４層膜によって８５０Ｋの色温度低下がも
たらされた。該４層膜の色温度低下効果は前記２層膜よ
りも大きいが、これは、波長４７０nm付近を中心とする
分光透過率曲線の谷状の窪みの深さが４層膜の場合、２
層膜よりも大きいことが寄与していると考えられる。The four-layer film was formed by the same film forming method as in the first embodiment. Further, the film characteristics of the four-layer film and the color temperature conversion effect on the lamp were also examined in the same manner as in the first embodiment. The spectral transmission characteristics of the four-layer film are as shown in FIG. The color temperature of the metal halide lamp of the second embodiment was 5300K when the four-layer film was not formed, but it was 4450K after the film was formed.
K, and the four-layer film caused a color temperature reduction of 850K. The color temperature lowering effect of the four-layer film is larger than that of the two-layer film, but when the depth of the valley-shaped depression of the spectral transmittance curve centered around the wavelength of 470 nm is four-layer film, it is 2
It is considered that the contribution is that it is larger than the layer film.
【００２５】このように、色温度低下効果は、適用する
光干渉膜の層数によっても影響を受け、層数が多いほど
効果が大きいという概略の傾向はある。しかし、そうで
ない場合も数多くあり、単なる層数の増加に加えて保温
効果が付加されることにより色温度が所望の値よりも下
がり過ぎたり、あるいは効果が層数の少ないものとほと
んど差がないケースがあったり、様々である。しかしな
がら、光干渉膜が前記の分光透過特性条件を満たす場合
は、層数の如何にかかわらず同様の効果があり、常に５
００〜１０００Ｋの色温度低下を得ることができる。そ
こで、本発明では、光干渉膜の層数は限定せず、膜の分
光透過特性の方を限定する。ちなみに層数は２〜６層と
するのが好ましいし、奇数層数であってもよい。又、屈
折率１．６〜１．７程度の中間屈折率を含む膜構成であ
ってもよい。As described above, the color temperature lowering effect is also influenced by the number of layers of the applied light interference film, and there is a general tendency that the larger the number of layers, the greater the effect. However, there are many cases where this is not the case, and the color temperature drops too much below the desired value due to the addition of a heat-retaining effect in addition to simply increasing the number of layers, or the effect is almost the same as that with a small number of layers. There are various cases and so on. However, when the optical interference film satisfies the above-mentioned spectral transmission characteristics, the same effect is obtained regardless of the number of layers, and it is always 5
A color temperature reduction of 00 to 1000K can be obtained. Therefore, in the present invention, the number of layers of the optical interference film is not limited, but the spectral transmission characteristic of the film is limited. By the way, the number of layers is preferably 2 to 6, and may be an odd number. Further, it may have a film structure including an intermediate refractive index of about 1.6 to 1.7.
【００２６】上記の２つの実施例においては、分光透過
率曲線の谷状の窪みがいずれも典型的なＶ字谷の形態を
とっていたが、窪みの形態としてはこの他に、図５に示
す分光透過率曲線の例のように、副次的な窪みを有する
谷であってもその副次的な谷が１つの谷の構成要素とな
っている場合には上記実施例と同様の効果がある。逆
に、図６に示す分光透過率曲線の例のように、３５０〜
５５０nmの波長領域に２つ以上の独立した谷状の窪みが
ある場合には、色温度低下の効果が概ね２００Ｋ以下と
小さく、所期の目的が達成されない。In the above-mentioned two examples, the valley-shaped depressions of the spectral transmittance curve were all in the form of a typical V-shaped valley. As in the example of the spectral transmittance curve shown, even in the case of a valley having a secondary depression, if the secondary valley is a constituent element of one valley, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained. There is. On the contrary, as in the example of the spectral transmittance curve shown in FIG.
When there are two or more independent valley-shaped depressions in the wavelength region of 550 nm, the effect of reducing the color temperature is as small as about 200 K or less, and the intended purpose is not achieved.
【００２７】上記実施例においては、光干渉膜を構成す
る膜物質の組み合わせはいずれも、Ｔａ2Ｏ5−ＳｉＯ2
であったが、他にＺｒＯ2−ＳｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5−ＳｉＯ
2等の組合せであっても同じ効果があり、いずれも高温
下で黄色を呈することがない。又、光干渉膜はこれら３
者の組合せを混成して構成してもよい。なお、光干渉膜
の膜構成に中間屈折率層が必要ならば、高温下で黄色を
呈さない物質、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）
（屈折率１．６５）等の薄層を用いてもよい。更に、本
発明では、メタルハライドランプの構成要件（発光管内
封入物の化学式、発光管の定格電力、保温膜の有無等）
が前記実施例の場合だけに限定される訳ではない。In the above embodiments, the combinations of the film substances that form the optical interference film are Ta 2 O 5 —SiO 2
However, in addition, ZrO 2 —SiO 2 , Nb 2 O 5 —SiO
Even the combination of two or the like has the same effect, and neither of them exhibits yellow under high temperature. In addition, the optical interference film has these 3
The combination of persons may be mixed. If an intermediate refractive index layer is required for the film structure of the light interference film, a substance that does not exhibit a yellow color at high temperature, such as aluminum oxide (Al 2 O 3 )
A thin layer having a refractive index of 1.65 may be used. Furthermore, in the present invention, the constituent requirements of the metal halide lamp (chemical formula of the substance enclosed in the arc tube, rated power of the arc tube, presence or absence of a heat insulating film, etc.)
Is not limited to the above embodiment.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るメタルハライドランプは、発光管外表面に設ける
多層光干渉膜の分光透過特性を前記のように限定してい
るので、ディスプロシウム−タリウム−セシウム系のメ
タルハライドランプ本来の色温度に対して常に５００〜
１０００Ｋの色温度低下がもたらされ、色温度が４００
０〜５０００Ｋで自然な白色光を得ることができるとい
う特有の効果がある。又、多層光干渉膜を構成する膜物
質を前記のように限定することにより、膜が高温下で黄
色を呈することがなく、演色性を悪化させたり、色温度
を必要以上に低下させたりする弊害を生じないという特
有の効果がある。As is apparent from the above description, in the metal halide lamp according to the present invention, the spectral transmission characteristics of the multilayer optical interference film provided on the outer surface of the arc tube are limited as described above. -Thallium-Cesium-based metal halide lamp is always 500 to the original color temperature.
Color temperature drop of 1000K is brought to 400
There is a unique effect that natural white light can be obtained at 0 to 5000K. Further, by limiting the film material constituting the multilayer optical interference film as described above, the film does not exhibit yellow color at high temperature, and the color rendering property is deteriorated or the color temperature is lowered more than necessary. There is a unique effect that no harm is caused.
【図１】本発明の一実施例のメタルハライドランプの一
部切欠概略図である。FIG. 1 is a partially cutaway schematic view of a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention.
【図２】メタルハライドランプの分光放射照度を示す図
であり、実線は本発明の一実施例のメタルハライドラン
プの分光放射照度を示し、破線は発光管外表面に多層光
干渉膜を形成していない状態のときのメタルハライドラ
ンプの分光放射照度の例を示す。FIG. 2 is a diagram showing the spectral irradiance of a metal halide lamp, the solid line shows the spectral irradiance of the metal halide lamp of one embodiment of the present invention, and the broken line does not form a multilayer optical interference film on the outer surface of the arc tube. An example of the spectral irradiance of the metal halide lamp in the state is shown.
【図３】本発明の一実施例のメタルハライドランプに適
用した多層光干渉膜の分光透過特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a spectral transmission characteristic of a multilayer optical interference film applied to a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例のメタルハライドランプに
適用した多層光干渉膜の分光透過特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a spectral transmission characteristic of a multilayer optical interference film applied to a metal halide lamp of another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の他の実施例のメタルハライドランプに
適用した多層光干渉膜の分光透過特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a spectral transmission characteristic of a multilayer optical interference film applied to a metal halide lamp according to another embodiment of the present invention.
【図６】比較例のメタルハライドランプに適用した多層
光干渉膜の分光透過特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a spectral transmission characteristic of a multilayer optical interference film applied to a metal halide lamp of a comparative example.
【図７】比較例のメタルハライドランプに適用した多層
光干渉膜の分光透過特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing spectral transmission characteristics of a multilayer optical interference film applied to a metal halide lamp of a comparative example.
【図８】比較例のメタルハライドランプに適用した多層
光干渉膜の分光透過特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing spectral transmission characteristics of a multilayer optical interference film applied to a metal halide lamp of a comparative example.
１ 発光管 ２，３ 電極 ４，５ 保温膜 ６ 多層光干渉膜 ７，８ リード線 ９ 外管 １０ メタルハライドランプ 1 arc tube 2,3 electrode 4,5 heat insulating film 6 multilayer optical interference film 7,8 lead wire 9 outer tube 10 metal halide lamp
Claims (2)
及びセシウムの沃化物と、水銀と、希ガスとを封入した
発光管の外表面に多層光干渉膜を形成し、該発光管を内
蔵する外管とを具備してなるメタルハライドランプにお
いて、前記多層光干渉膜の光透過率が波長３８０nm及び
５８０nmにおいて８０％以上、波長４８０nmにおいて８
０％以下であり、かつ３５０〜５５０nmの波長領域にお
いて膜の分光透過率曲線が谷状の窪みを一つだけ形成
し、その窪みの深さが光透過率で表わして６０％を超え
８０％以下とすることにより、発光管の色温度を４００
０〜５０００Ｋとすることを特徴とするメタルハライド
ランプ。1. An outer tube containing at least dysprosium, thallium and cesium iodide, mercury, and a rare gas, wherein a multi-layered optical interference film is formed on the outer surface of the arc tube and the arc tube is incorporated. In a metal halide lamp comprising: a multi-layer optical interference film having a light transmittance of 80% or more at wavelengths of 380 nm and 580 nm and 8% at a wavelength of 480 nm.
0% or less, and in the wavelength region of 350 to 550 nm, the spectral transmittance curve of the film forms only one valley-shaped depression, and the depth of the depression is expressed as light transmittance and exceeds 60% to 80%. By setting the following, the color temperature of the arc tube is set to 400
A metal halide lamp characterized by 0 to 5000K.
Ｏ2、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2及びＮｂ2Ｏ5−ＳｉＯ2の膜物質
の組合わせよりなる群れから選ばれる少なくとも１種か
ら構成されていることを特徴とする請求項１項記載のメ
タルハライドランプ。2. The multilayer optical interference film is Ta 2 O 5 —Si.
The metal halide lamp according to claim 1, wherein the metal halide lamp comprises at least one selected from the group consisting of a combination of O 2 , ZrO 2 —SiO 2 and Nb 2 O 5 —SiO 2 film substances.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32130993A JPH07153428A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Metal halide lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32130993A JPH07153428A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Metal halide lamp |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153428A true JPH07153428A (en) | 1995-06-16 |
Family
ID=18131147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32130993A Pending JPH07153428A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Metal halide lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07153428A (en) |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP32130993A patent/JPH07153428A/en active Pending
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