WO2006046704A1

WO2006046704A1 - メタルハライドランプおよび照明装置

Info

Publication number: WO2006046704A1
Application number: PCT/JP2005/019910
Authority: WO
Inventors: Takahito Kashiwagi; Masazumi Ishida; Mikio Matsuda; Kozo Uemura
Original assignee: Toshiba Lighting & Technology Corporation
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-05-04
Also published as: JPWO2006046704A1; US20080001543A1; EP1806766A1

Abstract

　水銀を封入しないにもかかわらず水銀入りのメタルハライドランプと電気特性が同等で、発光特性がほぼ同等ないし優れているメタルハライドランプおよび照明装置を提供する。　メタルハライドランプＭＨＬは、気密容器１と、一対の電極２と、第１のハロゲン化物、第２のハロゲン化物および希ガスを含み、第１のハロゲン化物は主として発光金属のハロゲン化物であり、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物中で最大封入比率のツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物を含み、かつ、アルカリ金属ハロゲン化物が多くても１０質量％未満であり、第２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からなり、かつ、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して５～２０質量％であり、水銀を本質的に含まないで構成されていて気密容器内に封入された放電媒体とを具備している。

Description

明細書

メタルハライドランプおよび照明装置

技術分野

[0001] 本発明は、水銀を本質的に含まないメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置に関する。

背景技術

[0002] 内部に一対の電極を有する発光部と、発光部の両端部に細管部をそれぞれ有するセラミック材料力もなる発光管を備え、発光管の内部には封入物として、ハロゲンィ匕ジイスプロシゥム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、および、ハロゲン化セリゥムのうち少なくとも一種と、ハロゲンィ匕ナトリウムとを含む金属ハロゲンィ匕物が封入された低ワットタイプのメタルノヽライドランプであって、発光部内における電極間距離を Le (mm)および発光部の中央部の管内径を φ i(mm)としたとき、発光管形状パラメータ LeZ (H値が 0.45〜0.65の範囲を満足していることにより、特定の点灯方向による発光色変動を抑制でき、ランプ寿命特性を向上させ、点灯方向自由形で高効率 '長寿命のメタルノヽライドランプを得ることは既知である（特許文献 1参照)。

[0003] また、水銀を本質的に含まな、メタルハライドランプは既知である（例えば、特許文献 2参照。 ) ₀特許文献 2に記載されたメタルノ、ライドランプは、水銀に代えて相対的に蒸気圧が大きくて、かつ第 1のハロゲンィ匕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ィヒ物を第 2のハロゲンィヒ物として主たる可視域発光を行う金属のハロゲン化物を第 1のハロゲンィ匕物ととともに封入している。

[0004] また、特許文献 2中には、実施形態 1として電極間距離 4mm、第 1のハロゲンィ匕物力 ¾ゥ化ジスプロシウム（Dyl ) lmgおよびヨウ化ネオジム（Ndl ) lmgを、希ガスがァ

3 3

ルゴン (Ar) 500Torrを、それぞれ封入していて、入力電力 150Wで点灯する液晶プロジェクタ用のメタルハライドランプが記載されて、る。この実施形態にぉ、ては、第 2のハロゲンィ匕物として例えばヨウ化亜鉛 (Znl ) 8mgを封入した場合、ランプ電圧

2

73 V、発光効率 681mZW、色温度 9160Kである。

[0005] さらに、特許文献 2中には、実施形態 8として電極間距離 30mm、第 1のハロゲンィ匕物が臭化ジスプロシウム（DyBr )、臭化ホルミウム（HoBr )および臭化ツリウム (Tm

3 3

Br )のそれぞれ 4mgを、希ガスがアルゴン (Ar) lOOTorrを、それぞれ封入していて

3

、入力電力 2kWで点灯するメタルノヽライドランプが記載されている。この実施形態においては、第 2のハロゲンィ匕物として例えばヨウ化亜鉛 (Znl ) 30mgを封入した場合

2

のランプ電圧 112V、発光効率 921mZW、色温度 5340K、平均演色評価数 Ra73 である。

[0006] 一方、色温度 3500K程度のウォームホワイトや 3900〜4200Kの-ユートラルホヮイトの光色を実現するためにナトリウム (Na)を用いると、ナトリウムはそのイオン半径力 S小さいために容易に拡散してしまうので問題があるとして、第 1のグループの金属ハロゲン化物が沸点 1000°C以上で、少なくともジスプロシウム（Dy)およびカルシゥム（Ca)を用いることが知られて、る（特許文献 3参照。）。

[0007] 特許文献 1：特開 2003— 272560号公報

特許文献 2：特開平 11― 238488号公報

特許文献 3：特開 2001— 076670号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 特許文献 1に記載された発明は、緩衝ガスとして水銀を封入する必要があり、環境負荷物質を使用するのは好ましくない。

[0009] 特許文献 2に記載された発明によれば、環境負荷の大きな水銀を使用しないで水銀を封入した従来のメタルノヽライドランプとほぼ同様な電気特性および発光特性を有するメタルノヽライドランプが得られた。しかし、水銀を本質的に使用しないで、従来以上の発光効率を有するメタルハライドランプの出現が期待されて、る。

[0010] 白色系の発光を高効率で発生する物質としてナトリウムが用いられているが、ナトリゥムの D線は、波長 589nmであり、視感度曲線のピーク波長の 555nmから離れているので、さらなる効率向上を図る必要がある。

[0011] 一方、メタルノヽライドランプにおいて、発光効率を高めるためには、上述のように発光金属にナトリウムを用いる方法の他に、発光管の最冷部温度を上昇させる方法が一般的に知られている。 [0012] ところが、発光管を構成する気密容器の耐熱性やナトリウムの反応性などさまざまな規制を受けるために、上記のような手段だけでは大幅な発光効率の向上が困難である。カロえて、水銀を封入しないメタルノヽライドランプ (以下。便宜上「水銀フリーランプ」という。）の場合、ナトリウムは、発光効率に寄与するものの電極間の電位傾度、した力てランプ電圧の点では低下要因となる。放電媒体がナトリウムを多く含む場合、ランプ電圧が低くなるので、所望のランプ電力を投入するためにはランプ電流を増加させる必要がある。その結果、電極軸径を大きくするなど電極や気密容器の設計が困難になるばかりか、安定器の設計も困難になるという問題がある。

[0013] ところで、特許文献 2の場合、従来のメタルノヽライドランプとほぼ同様な電気特性および発光特性を有するメタルノヽライドランプが得られるものの発光効率が水銀入りのメタルハライドランプと同等程度である。

[0014] また、特許文献 3の場合、ジスプロシウムおよびカルシウムを用いることを必須として V、るため、演色評価数 R9は高!、ものの発光効率は 601mZWと極めて低!、。

[0015] 本発明は、水銀を封入しないにもかかわらず水銀入りのメタルノヽライドランプと電気特性が同等で、発光特性がほぼ同等なヽし優れて!/ヽるメタルノヽライドランプを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0016] 本発明の第 1の態様において、メタルノヽライドランプは、内部に放電空間を有する透光性の気密容器と;気密容器に封装されて放電空間に臨む一対の電極と；第 1のハロゲンィ匕物、第 2のハロゲンィ匕物および希ガスを含み、第 1のハロゲンィ匕物は主として発光金属のハロゲンィ匕物であり、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物中で最大封入比率のツリウム (Tm)ハロゲン化物を含み、かつ、アルカリ金属ハロゲンィ匕物が多くても 10質量％未満であり、第 2のハロゲンィ匕物は主としてランプ電圧を形成する金属ハロゲンィ匕物カゝらなり、かつ、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して 5〜20質量％であり、水銀を本質的に含まな!/、で構成されてヽて気密容器内に封入された放電媒体と；を具備して!/ヽることを特徴としている。

[0017] 〔気密容器について〕本発明において、気密容器が透光性であるとは、放電によつて発生した所望波長域の可視光を外部に導出することを意味する。気密容器は、透光性を有して、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。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)、イットリウム酸ィ匕物 (YOX)と、多結晶非酸化物、例えばアルミニウム窒化物 (A1N)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、気密容器の内面を改質することが許容される。

[0018] また、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、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、メタルノヽ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、 0. Ice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 lcc以上および以下のいずれにすることもできる。

[0019] 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、点灯回路力も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ている。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、気密容器が石英ガラス力もなる場合、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力も適宜選択して採用することができる。

[0020] 一方、気密容器が透光性セラミックス力なる場合の封止手段としては、例えばフリット材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ゃフリツト材に代えて金属を用いる金属封着などを用いることができる。また、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ヤビラリー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。

[0021] 〔一対の電極について〕本発明において、一対の電極は、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。

[0022] 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 (A1)、カリウム (K)およびケィ素（ Si)などのグループカゝ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ダステン、酸ィ匕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)またはタンダステン一レニウム (W— Re)合金などを用いて形成することができる。

[0023] さらに、小形のランプの場合、直棒状の線材ゃ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卷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。

[0024] 〔放電媒体について〕放電媒体は、本発明の第 1の態様における特徴的構成部分であり、第 1および第 2のハロゲン化物および希ガスを含んで構成されている。

[0025] (第 1のハロゲンィ匕物）第 1のハロゲンィ匕物は、少なくとも主成分としてツリウム（ Tm)ハロゲンィ匕物を含み、アルカリ金属ハロゲンィ匕物を所定量以下とする。また、第 1のハロゲン化物は、主として可視光の発光に寄与する金属のハロゲン化物により構成される。

[0026] ツリウム (Tm)ハロゲンィ匕物は、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して最大封入比率として封入されているものとする。また、ツリウムハロゲン化物は、後述する第 2のハロゲンィ匕物との共存下において、それ自体電極間の電位傾度、したがってランプ電圧を高くする作用を有していて、水銀フリーランプとして好適な発光金属のハロゲン化物である。ツリウムハロゲン化物のハロゲンとしては、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力所望により臭素および塩素のいずれかでもよぐまたヨウ素、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。

[0027] アルカリ金属のハロゲンィ匕物は、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して 10質量％未満 (0%を含む。）の範囲内で封入することが許容される。アルカリ金属の封入比率が 10質量％以上になると、ランプ電圧が低下しやすくなるので、ランプ電圧の形成の観点からは好ましくない。し力しながら、アルカリ金属の封入比率が 10質量％未満であれば、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場合には、上記の範囲内であれば封入が許容される。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。

[0028] また、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。なお、ナトリウム (Na) は、主として発光効率向上に寄与する。セシウム (Cs)は、放電アーク温度の適正化による寿命特性の向上に寄与する。リチウム (Li)は、赤色演色性の改善に寄与する

[0029] また、第 1のハロゲンィ匕物は、所望により以下の金属ハロゲン化物を封入することができる。

(1)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ィ匕物

上記希土類金属は、ツリウムハロゲンィ匕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)タリウム (T1)または Zおよびインジウム（In)のハロゲン化物

上記ハロゲン化物は、所望の演色性および Z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。

[0030] (第 2のハロゲンィ匕物）第 2のハロゲンィ匕物は、第 1のハロゲンィ匕物に比較して蒸気圧が高くて、メタルハライド放電ランプにおけるランプ電圧を主として決定している。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ぐ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ィ匕物に限定されない。

[0031] また、第 2のハロゲンィ匕物は、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)、コノレト（Co)、クロム（Cr)、亜鉛 ( Zn)、ニッケル (Ni)、マンガン（Mn)、アルミニウム（A1)、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-ゥム（Hf)力もなるグループ力選択された一種または複数種の金属のハロゲンィ匕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ぐ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、 Allが不完

3 全蒸発の状態になって、て、し力も所望のランプ電圧が得られて、な、場合に All

3 を追加してもランプ電圧は変わらな、。

[0032] これに対して、 Allの追加に代えて Znlを添加すれば、 Znlの作用により生じる分

3 2 2

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、他の第 2のハロゲンィ匕物を添加すれば、より高いランプ電圧を得ることができる。

[0033] さらに、第 2のハロゲンィ匕物は、第 1のハロゲンィ匕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ィ匕物でもある。「第 1のハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにく、」とは、絶対的な意味で可視光の発光が少な、と、う意味ではなぐ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、 A1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。しかし、第 2のハロゲン化物の金属が第 1のハロゲンィ匕物の金属よりエネルギー準位が高いために発光しにくいのであれば、第 1および第 2のハロゲンィ匕物が共存している状態では、エネルギーが第 1のハロゲンィ匕物の発光に集中するので、第 2のハロゲン化物の金属の発光は少なくなる。

[0034] したがって、第 2のハロゲンィ匕物は、可視光の発光が禁止されるものではなぐ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。

[0035] さらにまた、第 2のハロゲンィ匕物は、その封入比率が気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して 5〜20質量％でなければならない。封入比率が 5 質量％未満になると、ランプ電圧の形成が不十分になる。また、 20質量％を超えると、ランプ電圧の形成は問題がないが、発光効率の低下が顕著になる。

[0036] (希ガス）希ガスは、主として緩衝ガスおよび始動ガスとして作用する。そして、ネオン（Ne)、ァノレゴン（Ar)、キセノン（Xe)およびクリプトン（Kr)などのグノレープの一種を単独で、または複数種を混合して封入することができる。希ガスの封入圧力は、メタルノヽライドランプの用途に応じて適宜設定することができる。

[0037] 希ガスの中でもキセノンは、その原子量が他の希ガスより大きいため、熱伝導率が相対的に小さいので、これを 1気圧以上、好適には 5気圧以上封入することにより、点灯直後のランプ電圧形成に寄与するとともに、ハロゲン化物の蒸気圧が低い段階で白色の可視光発光を行い、光束立ち上がりに寄与するので、前照灯用のメタルハライドランプの場合に効果的である。この場合、キセノンの好ましい封入圧は、 6気圧以上、より好適には 8〜16気圧の範囲である。このため、点灯直後からの光束立ち上がりと自動車前照灯用の HID光源としての白色発光の規格を満足することができる。

[0038] (水銀）本発明において、水銀 (Hg)は、全く含まないのが環境負荷物質削減のために好ま U、ことである力不純物程度に含んで!/、ても許容される。 [0039] 〔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。

[0040] 1. (外管）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、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てもよいし、外気に連通させてもよい。前者の場合、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。

[0041] 2. (反射ミラー）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ダイクロイツクミラーを形成した物を用いることができる。

[0042] 〔本発明の第 1の態様における作用について〕本発明の第 1の態様において、放電媒体は、気密容器に封入される全ての金属ハロゲン化物のうちで最大封入比率として封入されているツリウム (Tm)のハロゲン化物を含んでいることにより、メタルハライドランプの発光は、ツリウムの発光が支配的になる。ツリウムの発光は、？見感度曲線のピーク波長の 555nm付近で多くの輝線スペクトルを有しているので、全体として高い発光効率が得られる。

[0043] また、ツリウムは、そのイオンィ匕ポテンシャルがナトリウムなどアルカリ金属に比較して高ぐツリウムハロゲンィ匕物の封入がランプ電圧低下要因にならないば力りでなぐ驚くべきことに第 2のハロゲンィ匕物との共存下においては、封入量に比例してランプ電圧を高くする作用のあることを本発明者は見出した。ランプ電圧が高くなれば、所要のランプ電力を投入するに当たりランプ電流の増加を回避しやすくなるので、電極や気密容器の設計が容易になる。

[0044] さらに、本発明の第 1の態様において、メタルノヽライド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、プロジェクシヨン用、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。

[0045] 本発明の第 2の態様において、メタルノヽライドランプは、内部に放電空間を有する耐火性で透光性の気密容器と;気密容器に封装されて放電空間に臨む一対の電極と；第 1のハロゲンィ匕物、第 2のハロゲンィ匕物および希ガスを含み、第 1のハロゲンィ匕物は主として発光金属のハロゲンィ匕物であり、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲンィ匕物中で最大封入比率のツリウム (Tm)ハロゲン化物を含み、第 2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ィ匕物力なり、かつ、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲンィ匕物に対して 5〜20質量％であり、全ての金属ハロゲン化物を形成する金属のイオン化ポテンシャルが 5. 4eV以上であり、水銀を本質的に含まないで構成され、気密容器内に封入された放電媒体と;を具備して、ることを特徴として!/、る。

[0046] 本発明の第 2の態様は、第 1および第 2の金属ハロゲン化物を、そのイオン化ポテンシャルの値により選択して封入するように構成することを規定したもので、本態様において気密容器の内部にハロゲンィ匕物として封入し得る金属のイオンィ匕ポテンシャル (eV)を金属元素記号の後にある括弧の中に示す。

(1)第 1のハロゲン化物の金属： Tm (6. 18)、 Pr(5. 42)、 Ce (5. 47)、 Sm (5. 63) 、 In(5. 786)、 T1(6. 108)

(2)第 2のハロゲンィ匕物の金属： Mg (7. 644)、 Fe (7. 87)、 Co (7. 864)、 Cr (6. 7 65)、 Zn(9. 394)、 Ni(7. 635)、 Mn (7. 432)、 A1 (5. 986)、 Sb (8. 642)、 Bi (7 . 287) , Re (9. 323) , Ga (5. 999)、 Ti (6. 84) , Zr (6. 837)、

Hf (7)

これに対して、 Na (イオン化ポテンシャル 5. 14eV) , Li(5. 392)などのアルカリ金属は、そのイオンィ匕ポテンシャルが 5. 4eV未満であり、封入量が多くなるほどランプ電圧が低下する。したがって、本態様においては、アルカリ金属は、実質的に含まないようにするものとする。

[0047] 本発明の第 3の態様において、メタルノヽライドランプは、第 1または第 2の態様のメタルノヽライドランプにおいて、放電媒体は、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲンィ匕物に対するツリウム (Tm)ハロゲン化物の封入比率 H (質量％)が下式を満足することを特徴として、る。

[0048] 30 <H く 90

Tm

本発明の第 3の態様は、本発明の目的を達成するために一般的に採用し得るッリゥムハロゲン化物の全ノヽロゲン化物に対する封入比率 H の範囲を規定して、る。

Tm

封入比率 H が 30質量％未満になると、本発明の効果が少なくなる。また、 90質量

Tm

範囲を超えると、発光効率は問題がないものの、色温度や色度の所望値を得に《なる。なお、好適には 50〜80質量％の範囲である。封入比率 H 力 ¾0質量％を超え

Tm

ると、発光効率およびランプ電圧形成は問題がないものの、ペレツトイ匕が困難になり、製造コストが上昇する。

[0049] 本発明の第 4の態様において、メタルノヽライドランプは、第 1ないし第 3の態様のいずれか一のメタルノヽライドランプにおいて、放電媒体は、第 1のハロゲンィ匕物がプラセオジム (Pr)、セリウム (Ce)およびサマリウム（Sm)のグループ力も選択された希土類金属の一種または複数種のハロゲンィ匕物を含み、ツリウム (Tm)ハロゲンィ匕物をカロえた希土類金属ハロゲンィ匕物の全ハロゲンィ匕物に対する封入比率が 50質量％以上であることを特徴としている。

[0050] 本発明の第 4の態様は、ツリウム (Tm)ハロゲン化物以外に封入が許容される希土類金属ハロゲン化物およびそれらを封入する場合の好適な封入比率範囲を規定している。すなわち、プラセオジム（Pr)、セリウム（Ce)およびサマリウム（Sm)のグループの金属は、そのいずれも視感度曲線のピーク近傍に輝線スペクトルを有しており、ツリウムハロゲン化物の一部をこれらの金属のハロゲン化物に代える力、またはッリウムハロゲン化物にカ卩えて添加するものである。すなわち、上記希土類金属ハロゲンィ匕物は、ツリウムハロゲンィ匕物に対する副成分として封入することができる。

[0051] 上記グループ中に含まれる希土類金属ハロゲン化物の一般的に採用し得る封入比率範囲は、ツリウム (Tm)ハロゲンィ匕物を含む希土類金属ハロゲンィ匕物全体がランプに封入される全ての金属ハロゲンィ匕物に対して 50質量％以上となっているのが本発明の目的を満足するうえで好ましい。

[0052] 本発明の第 5の態様において、メタルノヽライドランプは、第 1ないし第 4の態様のいずれか一のメタルハライドランプにおいて、放電媒体は、第 1のハロゲンィ匕物がタリゥム（Tl)ハロゲン化物およびインジウム（In)ハロゲン化物の少なくとも一種を含んで!/ヽることを特徴としている。

[0053] タリウム (T1)ハロゲン化物は、波長 535nmに輝線を有するタリウムの緑色成分を発光中に加えることができる。本態様の場合、一般的に採用し得るタリウムハロゲンィ匕物の封入比率範囲は、封入される全ての金属ハロゲン化物に対して 30質量％未満である。タリウムハロゲンィ匕物の封入比率範囲が 30質量％以上になると、発光効率の低下が顕著になる。なお、好適には 15質量％未満の範囲で封入するのがよい。

[0054] また、インジウム（In)ハロゲン化物を添加することにより、ハロゲン化物の発光中に青色成分を増加させることができるとともに、ランプ電圧形成にも寄与する。

の改善に寄与する。

[0055] 本発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体に配設された本のメタルノ、ライドランプと;メタルノ、ライドランプを点灯する点灯装置と；を具備して、ることを特徴としている。

[0056] 本発明において、照明装置は、メタルノヽライドランプを光源とする全ての装置を含む概念である。例えば、屋外用および屋内用の各種照明器具、自動車前照灯、画像または映像投射装置、標識灯、信号灯、表示灯、化学反応装置、検査装置などである。

[0057] 照明装置本体は、照明装置からメタルハライドランプおよび点灯回路を除いた残余の部分をいう。

[0058] 点灯装置は、電子化点灯装置を用いることにより、メタルノヽライドランプの制御が容易になるので好ましい。また、点灯装置は、照明装置本体に配設するだけでなぐ照明装置本体力離間した位置に配置されるのであってもよい。

発明の効果

[0059] 本発明によれば、ツリウムハロゲンィ匕物を最大封入比率で封入しているとともに、第 2のハロゲンィ匕物を封入していることにより、ツリウムの発光が支配的になって高発光効率になるのに加えて、ランプ電圧を高くすることができ、水銀を封入しないにもかかわらず水銀入りのメタルノヽライドランプと同等の電気特性を有するとともに、水銀入りのメタルノヽライドランプとほぼ同等ないし優れた発光効率を有するメタルノヽライドランプおよびこれを用いた照明装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0060] [図 1]本発明のメタルノヽライドランプを実施するための第 1の形態を示す正面図

[図 2]封入する金属ハロゲンィ匕物の種類および封入比率をパラメータとする電位傾度と発光効率との関係を示すグラフ

[図 3]本発明のメタルノヽライドランプを実施するための第 2の形態を示す正面図

[図 4]図 3に示す第 2の形態の透光性セラミックス発光管を封止する際の手順を示す工程図

[図 5]透光性セラミックス製気密容器の封止装置の第 1の形態を示す概念図

[図 6]透光性セラミックス製気密容器の封止装置の第 2の形態を示す概念図

[図 7]透光性セラミックス製気密容器の封止装置の第 3の形態を示す概念図

[図 8]透光性セラミックス製気密容器の封止の第 1の形態を示す概念的正面図および平面図

[図 9]透光性セラミックス製気密容器の封止の第 2の形態を示す概念的正面図および平面図

[図 10]透光性セラミックス製気密容器の封止の第 3の形態を示す概念的正面図 [図 11]透光性セラミックス製気密容器の封止の第 4の形態を示す概念的一部断面正面図

符号の説明

[0061] 1…気密容器、 la…包囲部、…封止部、 lb…電極、 lc…放電空間、 2…封着金属箔、 3Α、 3Β· ··外部リード線、 Β· ··口金、 IT…発光管、 MHL…メタルノヽライドランプ、 ΟΤ· ··外管、 T…絶縁チューブ

発明を実施するための最良の形態

[0062] 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。

[0063] 図 1は、本発明のメタルノヽライドランプを実施するための第 1の形態を示す正面図である。本形態は、本発明の一適用例としての自動車前照灯用のメタルノ、ライドランプであり、図においてメタルノヽライドランプ MHLは、発光管 IT、絶縁チューブ Τ、外管 ΟΤおよび口金 Βからなり、水平点灯される。 [0064] 発光管 ITは、気密容器 1、一対の電極 2、 2、封着金属箔 3、一対の外部リード線 4 A、 4Bおよび放電媒体力なる。

[0065] 気密容器 1は、石英ガラスからなり、包囲部 laおよび一対の封止部 lb、 lbを備えている。包囲部 laは、中空で外形が紡錘形状に成形されてなり、その両端に一対の細長い封止部 lalがー体に形成されているとともに、内部に細長いほぼ円柱状の放電空間 lcが形成されている。放電空間 lcの内容積は、 0. Ice以下である。なお、図において、左方の封止部 lbを形成した後、封止管 Idが切断されないで封止部 lbの端部から一体に延長していて、口金 B内へ延在している。

[0066] 一対の電極 2、 2は、ドープドタングステン線力なり、軸方向の先端部、中間部および基端部にわたり軸部の直径が同じで、かつ、先端部および中間部の一部が放電空間 lc内に露出している。また、電極 2の基端部が封止部 lbに埋設された後述する封着金属箔 3に溶接されるとともに、中間部が封止部 lbに緩く支持されることによつて気密容器 1の所定の位置に配設されて!/ヽる。

[0067] 封着金属箔 3は、モリブデン箔からなり、気密容器 1の封止部 lb内に気密に埋設されている。

[0068] 放電媒体は、金属ハロゲンィ匕物および希ガス力もなる。

[0069] 金属ハロゲン化物は、第 1のハロゲン化物、主としてランプ電圧を形成するのに寄与する第 2のハロゲン化物および希ガスを含んでいる。

[0070] 第 1のハロゲンィ匕物は、主として所望の発光を行うのに寄与し、少なくともツリウム (T m)ハロゲンィ匕物を気密容器 1内に封入される全ての金属ハロゲンィ匕物に対して最大封入比率で含んでいるものとする。また、所望によりツリウム以外の希土類元素金属ハロゲン化物、タリウム（T1)、インジウム（In)、および Zまたはアルカリ金属ハロゲン化物などが適量封入される。

[0071] 第 2のハロゲンィ匕物は、蒸気圧が相対的に大きくて、第 1のハロゲンィ匕物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ある。可視域に発光しにくいとは、ランプ全体の発光色に与える影響が僅かで、第 1のハロゲンィ匕物との共存下において、第 2のハロゲンィ匕物を構成する金属による可視光放射が少ないことを意味する。例えば、下記グループの中力選択された一種または複数種の金属のハロゲンィ匕物からなる。また、第 2のハロゲンィ匕物は、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（A1)、ァンチモン（Sb)、ビスマス（Bi)、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。

[0072] 希ガスは、例えばネオン (Ne)、アルゴン (Ar)、キセノン (Xe)およびクリプトン (Kr) など力選択されている。

[0073] 一対の外部リード線 4A、 4Bは、その先端が気密容器 1の両端の封止部 lb内において封着金属箔 3の他端に溶接され、基端側が外部へ導出されている。図において放電容器 ITから右方へ導出された外部リード線 4Aは、中間部が後述する外管 OT に沿って折り返されて後述する口金 B内に導入されて口金 Bの外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子 tlに接続している。また、図において放電容器 ITから左方へ導出された外部リード線 4Bは、管軸に沿って延在して口金 B内に導出されて図示されて!ヽなヽ中央に配設されたピン状をなす他方の口金端子に接続してヽる。

[0074] 外管 OTは、紫外線カット性能を備えており、内部に放電容器 ITを収納していて、両端の縮径部 5 (図では右方の一端のみが示されている。 )が放電容器 ITの封止部 lbにガラス溶着している。しかし、外管 OTの内部は気密ではなぐ外気に連通している。

[0075] 絶縁チューブ Tは、セラミックスのチューブからなり、外部リード線 4Aを被覆して、る

[0076] 口金 Bは、自動車前照灯用として規格ィ匕されてヽるもので、放電容器 ITおよび外管 OTを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着される。また、装着時に電源側のランプソケット（図示しない。）と接続し得るように筒状部の外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子 tlと、筒状部の内部に形成された一端開放の凹部内において中央で軸方向に突出して配設されたピン状をなす他方の口金端子とを備えて構成されて!ヽる。

実施例 1

[0077] 実施例 1は、図 1に示す自動車前照灯用のメタルノ、ライドランプである。

[0078] 気密容器 1：最大外径 6. 5mm、球体長 6. 5mm、最大内径 2. 4mm、内容積 0. 025cc

一対の電極：ドープドタングステン製、軸径 0. 3mm、全長 10mm、

電極間距離 4. 2mm

放電媒体： Znl (12. 1) Inl (3. 1)— T1I (12. 1)—

2

Tml (64. 2)— Lil (8. 5) =0. 7mgゝ

3

0内の数字は封入比率

(質量％)、Xel3気圧

電気特性：ランプ電圧 66. 7V、ランプ電流 0. 584A、ランプ電力 38. 9W 発光特性：全光束 39831m、発光効率 102. 41m/W,色温度 4827K、平均演色評価数 Ra85. 9

[比較例 1]

放電媒体： HgO. 2mg-ScI (16. 67)— Nal (83. 33)

3

=0. 3mg、（）内の数字は封入比率 (質量％)、Xe5気圧

その他の仕様は実施例 1と同じ。

電気特性：ランプ電圧 85. 0V、ランプ電流 0. 412A、ランプ電力 35. 0W 発光特性：全光束 35501m、発光効率 101. 41m/W,色温度 4200K、平均演色評価数 Ra65. 0 上記の比較例 1は、その仕様ならびに電気特性および発光特性カゝら理解できるように、現行の水銀を封入する自動車前照灯用のメタルハライドランプに相当している。

[0080] これに対して、実施例 1によれば、電気特性は、ランプ電圧が既知の水銀フリーランプよりは比較例に近くて概ね同等であり、発光特性は全光束および平均演色評価数 Raが明らかに優れている。また、発光効率はやや高ぐ色温度が昼白色（5000K) に近い値である。

実施例 2

[0081] 放電媒体： Znl (13. 8)— Inl (3. 4)— T1I (13. 8)—

2

Tml (69. 0) =0. 5mg、（）内の数字は封入比率 (質量％)、 Xel3気圧

その他の仕様は実施例 1と同じ。

電気特性：ランプ電圧 78. OV、ランプ電流 0. 500A、ランプ電力 38. 9W 発光特性：全光束 38411m、発光効率 98. 71mZW、色温度 5158K、平均演色評価数 Ra81. 0 実施例 2によれば、電気特性が比較例 1とほぼ同等であり、発光特性は全光束および平均演色評価数 Raが明らかに優れている。また、発光効率はやや低いが概ね同等であり、色温度が昼白色（5000K)に近い値である。

実施例 3

[0083] 放電媒体： Znl (10. 8)— T1I (10. 8)— Tml (60. 1)

2 3

Prl (18. 3) =0. 6mg

3 、（）内の数字は封入比率 (質量％)、

Xel3気圧

その他の仕様は実施例 1と同じ。

[0084] 電気特性：ランプ電圧 78. OV、ランプ電流 0. 500A、ランプ電力 38. 9W

発光特性：全光束 34461m、発光効率 88. 61mZW、色温度 5158K、平均演色評価数 Ra81. 0 実施例 3によれば、電気特性が比較例とほぼ同等であり、発光特性は平均演色評価数 Raが明らかに優れている。また、全光束がほぼ同等であり、発光効率が低ぐ色温度が昼白色（5000K)に近い値である。

実施例 4

気密容器 1 :最大外径 6. Omm、球体長 6. 5mm、最大内径 2. 4mm、

内容積 0. 025cc

放電媒体： Znl (13. 0) -ΤΠ (7. 0)— Tml (72. 0)—

2 3

Nal (8. 0) =0. 8mg、（）内の数字は封入比率 (質量％)、

Xel3気圧

その他の仕様は実施例 1と同じ。電気特性：ランプ電圧 75V、ランプ電流 0. 8A、ランプ電力 50W

発光特性：全光束 50001m、発光効率 1001mZW、色温度 4200K、

平均演色評価数 Ra81、色偏差 0. 0045

[比較例 2]

放電媒体： HgO. 2mg-ScI (16. 67)— Nal (83. 33)

3

=0. 7mg、（）内の数字は封入比率 (質量％)、Xe5気圧

その他の仕様は比較例 1と同じ。

[0087] 電気特性：ランプ電圧 85. 0V、ランプ電流 0. 71A、ランプ電力 50W

発光特性：全光束 55001m、発光効率 11 llm/W,色温度 4300K、

平均演色評価数 Ra65. 0

実施例 4によれば、電気特性および発光特性が比較例 2とほぼ同等である。

[0088] 次に、封入する金属ハロゲン化物の種類および封入比率を変化させたときに、ランプ電圧と発光効率とがどのような影響を受けるかについて調査した結果を図 2に基づいて説明する。

[0089] 図 2は、封入する金属ハロゲン化物の種類および封入比率をパラメータとする電位傾度と発光効率との関係を示すグラフである。図において、横軸は電位傾度 (VZ mm)を、縦軸は効率 (lmZW)を、それぞれ示す。なお、上記効率は発光効率を意味する。図中の各曲線は以下のとおりである。いずれの曲線も、実施例 1におけるのと基本的に同様な仕様にぉヽて、放電媒体をそれぞれ変更して製作したメタルハライドランプを用いて測定して得たデータに基づ、て作成したものである。

[0090] 曲線「Tm比率 1」および「Tm比率 2」：実施例 1において、ツリウムハロゲン化物（T ml )の封入比率を変化させたもので、前者はランプ電力 35Wで点灯した場合、後者

3

は同じく 49Wで点灯させた場合である。ツリウムハロゲンィ匕物の封入比率は、記号參力 0. 0質量％、記号▲が 60. 0質量％、記号園が 74質量％である。

[0091] 曲線「希土類元素金属種」：封入質量比率が希土類金属ハロゲンィ匕物 25%、インジゥムハロゲン化物 InI3%、ヨウ化亜鉛 Znl 40%、タリウムハロゲン化物 T1I32%で

3

あり、希土類金属ハロゲン化物としてツリウム (Tm)ハロゲン化物、プラセオジムに!：）ハロゲン化物、セリウム（Ce)ハロゲン化物およびネオジム（Nd)ハロゲン化物を封入したそれぞれの場合である。記号參がツリウム (Tm)、記号♦がセリウム (Ce)、記号園がネオジム、記号▲がプラセオジムである。

[0092] 曲線「ランプ電圧形成用金属比率」：封入質量比率がツリウムハロゲンィ匕物 25%、インジウムハロゲン化物 3%、ヨウ化亜鉛 Znl 33. 3、 50. 0および 60. 0%ならびに

3

タリウムハロゲンィ匕物 T1I残部である。なお、ヨウ化亜鉛 Znlの封入質量比率は、記号

3

參が 33. 3%、記号▲が 50. 0%、記号園が 60. 0%である。

[0093] 曲線「アルカリ金属比率」：封入質量比率がツリウムハロゲンィ匕物 25%、インジウムハロゲン化物 3%、ヨウ化亜鉛 Znl 33%およびタリウムハロゲン化物 T1I39%に対し

3

て、ナトリウムハロゲンィ匕物を添カ卩し、かつナトリウムハロゲンィ匕物の封入質量比率を

11. 7%、 33. 7%および 50. 7%に変化した場合である。なお、ヨウ化ナトリウム (Na I)の封入質量比率は、記号參が 50. 7%、記号▲が 33. %、記号園が 11. 7%である。

[0094] 図 2から次のことが分かる。すなわち、曲線「Tm比率 1」および「Tm比率 2」カも理解できるように、ツリウムハロゲン化物の封入質量比率が大きくなるにしたがって電位傾度および効率の数値が大きくなる。また、最冷部温度が高いほど電位傾度および効率の数値が大きくなる。

[0095] 曲線「希土類元素金属種」からは、ツリウムハロゲンィ匕物の方がその他の希土類金属ハロゲンィ匕物より電位傾度および効率の数値が大きくなる。また、 p_r、 Nd、 Ce、 T mの順に上記数値が大きくなる。

[0096] 曲線「ランプ電圧形成用金属比率」からは、ヨウ化亜鉛 (Znl )の封入質量比率が

3

大きくなるほど電位傾度は大きくなるが、一方で効率の数値が小さくなる。

[0097] 曲線「アルカリ金属比率」からは、ヨウ化ナトリウム (Nal)の封入質量比率が大きくなるほど発光効率は高くなるが、電位傾度は低下する。

[0098] 図 3は、本発明のメタルノヽライド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。本形態は、本発明の一適用例としての一般照明用として実施をすることができるメタルノヽライドランプであり、透光性気密容器 1、一対の電極 2、 2、一対の外部リード線 4、 4、一対の封止剤 6、 6および放電媒体からなる。上記透光性気密容器 1、一対の電極 2、 2、一対の外部リード線 4、 4、一対の封止剤 6、 6および放電媒体は、一体化されて透光性セラミックス発光管 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。

[0099] 透光性気密容器 1は、透光性アルミナセラミックス力なる透光性セラミックス製であり、包囲部 laおよび一対の細長い筒状部 1 、 1 を備えていて、以下に示す複数の構成部分の焼き嵌め構造により形成されている。包囲部 laは、俵形をなし、中間の円筒部 lalとその両端に連続する一対の半球部 la2、 la2からなる。筒状部 lb ま、細長いパイプ状をなしていて、先端が包囲部 laの半球部 la2の中央部に連通している。なお、図中の 1点鎖線は管軸位置を示す中心軸線である。発光管 ITの一例を示せば、気密容器 1は、全長 35mmで、包囲部 laの外径 6mm、内径 5mm、筒状部 1 の外径 1. 7mm、内径 0. 7mmである。電極 2は、軸部の外径 0. 3mm、外部リード線 4の外径 0. 65mmである。

[0100] 電極 2は、ドープドタングステンの棒状体力もなり、先端が気密容器 1の包囲部 laの内部に臨み、基端が外部リード線 4の先端に突合せ溶接され、中間部が筒状部 1 の内部に周囲に僅かな隙間であるキヤビラリーラリーを形成しながら挿通している。

[0101] 外部リード線 4は、ニオブの棒状体からなり、先端部が筒状部 1 の端部内部に挿入し、基端部が外部へ導出されている。

[0102] 封止剤 5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力もなり、筒状部 1 内に進入して外部リード線 4の先端部および電極 2の基端部の一部を被覆している。

[0103] 放電媒体は、第 1の実施の形態におけるのと同様であるが、点灯中余剰のハロゲン化物 Hが液相となってキヤビラリーラリー内部の図の位置に滞留する。なお、最冷部

G

Pは、余剰のハロゲンィ匕物 Hの放電空間 lc側の先端部に形成される。

T G

[0104] 図 4は、図 3に示す第 2の形態の透光性セラミックス発光管を封止する際の手順を示す工程図である。

[0105] 封止工程は、図において左端の工程 (a)から右端の工程 (e)に向けて進行する。

[0106] 工程 (a)は、未封止の気密容器 1であり、図において上側に位置する筒状部 Γの点線円で囲んだ部分を最初に封止する。 [0107] 工程 (b)において、電極マウント Mを筒状部 Γ力所定の位置まで挿入する。な

Ε

お、電極マウント Μは、電極 2および外部リード線 4を予め溶接してなり、外部リード

Ε

線 4の所定位置にはストッパー sを形成してある。すなわち、ストッパー sが筒状部 lb' の端面に当接した位置が所定の挿入位置となる。

[0108] 工程 (c)において、電極マウント M の外部リード線 4の上から予めドーナッツ状に

E

成形したフリットガラス粉体 HGを挿入する。

[0109] 工程 (d)にお、て、フリットガラス粉体 HGを含む封止予定部を例えばレーザービームなどを用いて加熱する。

[0110] 工程）において、フリットガラス粉体 Gが溶融すると、ガラスフリットが筒状部 1 の端面から内部に進入し、外部リード線 4の挿入部分を包囲する。その後、冷却すれば透光性セラミックス発光管の IT封止が終了する。

[0111] 次に、図 5ないし図 7を参照して透光性セラミックス発光管 ITの封止装置の構成例について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分である。

[0112] 図 5は、透光性セラミックス製気密容器の封止装置の第 1の形態を示す概念図である。図において、 11は封着チャンノ、 12はドライボックス、 13は YAGレーザ、 14は光ファイノく、 15はレーザヘッド、 16は排気系、 17は封入ガス系、 ITは透光性セラミツタス発光管である。なお、レーザビーム源 13として YAGレーザを用いることにより、気密容器 1の加熱が容易になり、良好な封止を行うことができる。

[0113] 図 6は、透光性セラミックス製気密容器の封止装置の第 2の形態を示す概念図である。本形態において、封着チャンバ 11は、その内部に xyステージを備えている。また、封着チャンバ 11とドライボックス 12との間に扉が配設されて！/、る。

[0114] 図 7は、透光性セラミックス製気密容器の封止装置の第 3の形態を示す概念図である。本形態において、封着チャンバ 11は、透光性セラミックス製気密容器 ITの封止部のみを局部的に包囲するとともに、封着チャンバ 11、レーザヘッド 15、排気系 16 および封入ガス系 17をドライボックス 12内に収納して!/、る。

[0115] 次に、透光性セラミックス製気密容器の封止の態様について説明する。なお、図において、図 3と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。

[0116] 図 8は、透光性セラミックス製気密容器の封止の第 1の形態を示す概念的正面図である。本形態においては、気密容器 1の筒状部 lb こおける封止予定部 21およびフリットガラス粉体 G以外の部分が不所望に加熱されるのを回避するために、筒状部 1 の封止予定部 21に隣接する部分を円筒状の吸熱部材 22で包囲しながらレーザビーム 23で加熱する。

[0117] 吸熱部材 22は、封止予定部 21の加熱時に吸熱するので、レーザビームが照射されない封止予定部 21に隣接する筒状部 1 の領域も一緒に加熱されて温度上昇する。その結果、フリットガラスが筒状部 1 の内部に進入しやすくなり、良好な封止部を形成することができる。

[0118] なお、レーザビーム 23は、焦点 P1に向かって収束する。そして、レーザビーム 23 の焦点位置 P1を図において上下方向へ可変にして、焦点距離 dlを可調整とすることで、デフォーカス距離 d2を変化させると、封止予定部 21の加熱程度を可調整にしている。なお、図中、符号 13はレーザヘッドである。

[0119] 図 9は、透光性セラミックス製気密容器の封止の第 2の形態を示す概念的正面図および平面図である。本形態においては、円筒状をなす吸熱部材 22の下部の周囲に 90° 間隔の突起 pを有している点で図 8に示す第 1の形態と異なる。

[0120] 図 10は、透光性セラミックス製気密容器の封止の第 3の形態を示す概念的正面図および平面図である。本形態においては、吸熱部材 22は、切頭円錐形状をなして V、て、吸熱部材 22の下方に位置する透光性セラミックス製気密容器の部分に対する遮熱を容易、かつ、確実にして、当該部分の不所望な温度上昇を防止する。

[0121] 図 11、透光性セラミックス製気密容器の封止の第 4形態を示す概念的一部断面正面図である。本形態において、吸熱部材 22は、図 8と同様に円筒形状をなしている力透光性セラミックス製気密容器の包囲部 1 aと筒状部 1 との境界部に遮熱部材 23を嵌合させて封止を行う。これにより、遮熱部材 23の下方に位置する透光性セラミックス製気密容器の包囲部 laに対するレーザビームの照射を遮熱部材 23により遮断するように構成している。なお、遮熱部材 23は、遮熱性の材質のドーナッツ状をなした円盤力もなり、中心部に筒状部 1 に緩く挿入するための通孔 23aを有して、る。

[0122] このため、封止時に透光性セラミックス製気密容器の包囲部 laの不所望な加熱が行われなくなる。

産業上の利用可能性

車両の前照灯用だけでなぐその他一般照明用など種々の用途にも適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 内部に放電空間を有する透光性の気密容器と；

気密容器に封装されて放電空間に臨む一対の電極と；

第 1のハロゲンィ匕物、第 2のハロゲンィ匕物および希ガスを含み、第 1のハロゲン化物は主として発光金属のハロゲンィ匕物であり、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物中で最大封入比率のツリウム (Tm)ハロゲン化物を含み、かつ、アルカリ金属ハロゲンィ匕物が 10質量％未満であり、第 2のハロゲンィ匕物は主としてランプ電圧を形成する金属ハロゲンィ匕物カゝらなり、かつ、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して 5〜20質量％であり、水銀を本質的に含まな!/、で構成されて!/ヽて気密容器内に封入された放電媒体と；

を具備していることを特徴とするメタルノヽライドランプ。

[2] 放電媒体は、アルカリ金属ハロゲンィ匕物がナトリウム (Na)、セシウム (Cs)およびリチウム (Li)のグループ力選択された一種または複数種のハロゲンィ匕物を主体として含んでいることを特徴とする請求項 1記載のメタルノヽライドランプ。

[3] 内部に放電空間を有する透光性の気密容器と；

気密容器に封装されて放電空間に臨む一対の電極と；

第 1のハロゲンィ匕物、第 2のハロゲンィ匕物および希ガスを含み、第 1のハロゲン化物は主として発光金属のハロゲンィ匕物であり、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲンィヒ物中で最大封入比率のツリウム (Tm)ハロゲン化物を含み、第 2のハロゲンィ匕物は主としてランプ電圧を形成する金属ハロゲンィ匕物力もなり、かつ、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲンィ匕物に対して 5〜20質量％であり、全ての金属ハロゲン化物を形成する金属のイオン化ポテンシャルが 5. 4eV以上であり、水銀を本質的に含まな!/、で構成され、気密容器内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴とするメタルノヽライドランプ。

[4] 放電媒体は、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対するッリゥム (Tm)ハロゲン化物の封入比率 H (質量％)が下式を満足することを特徴とする

Tm

請求項 1な!、し 3の!、ずれか一記載のメタルハライドランプ。

30<H < 90

[5] 放電媒体は、第 1のハロゲンィ匕物がプラセオジム（Pr)、セリウム（Ce)およびサマリゥム（Sm)のグループ力選択された希土類金属の一種または複数種のハロゲンィ匕物を含み、ツリウム (Tm)ハロゲンィ匕物をカ卩えた希土類金属ハロゲンィ匕物の全ノヽロゲン化物に対する封入比率が 50質量％以上であることを特徴とする請求項 1ないし 4 の！、ずれか一記載のメタルハライドランプ。

[6] 放電媒体は、第 1のハロゲンィ匕物がタリウム (T1)ハロゲン化物およびインジウム (In) ハロゲンィ匕物の少なくとも一種を含んで、ることを特徴とする請求項 1な、し 5の、ずれか一記載のメタルハライドランプ。

[7] 照明装置本体と；

照明装置本体に配設された請求項 1な、し 6の、ずれか一記載のメタルノ、ライドランプと；

メタルハライド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。