(57)【要約】【課題】高彩度高演色形高圧ナトリウムランプのように、生鮮食品の照明に好適なセラミックメタルハライドランプを提供する。【解決手段】始動用希ガス、水銀、及び、添加物が封入され透光性セラミックによって形成された発光管と、前記発光管を収納する透光性外管と、を有するセラミックメタルハライドランプの製造方法において、可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを、紫青色系、緑色系、黄色系及び橙赤色系の４つの波長領域に分割する波長領域分割ステップと、前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量を設定する添加物設定ステップと、を含む。【選択図】図５
2014032875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動用希ガス、水銀、及び、添加物が封入され透光性セラミックによって形成された発光管と、前記発光管を収納する透光性外管と、を有するセラミックメタルハライドランプの製造方法において、
可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを、波長３８０〜４９０ｎｍの紫青色系の第１波長領域と、波長４９０〜５７０ｎｍの緑色系の第２波長領域と、波長５７０〜５９０ｎｍの黄色系の第３波長領域と、波長５９０〜７８０ｎｍの橙赤色系の第４波長領域とに分割する波長領域分割ステップと、
前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量を設定する添加物設定ステップと、
を含むセラミックメタルハライドランプの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のセラミックメタルハライドランプの製造方法において、
前記添加物設定ステップにおいて、
前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±１：１８±３：６±１：７０±５（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量を設定することを特徴とするセラミックメタルハライドランプの製造方法。
【請求項３】
始動用希ガス、水銀、及び、添加物が封入され透光性セラミックによって形成された発光管と、前記発光管を収納する透光性外管と、を有するセラミックメタルハライドランプにおいて、
可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを、波長３８０〜４９０ｎｍの紫青色系の第１波長領域と、波長４９０〜５７０ｎｍの緑色系の第２波長領域と、波長５７０〜５９０ｎｍの黄色系の第３波長領域と、波長５９０〜７８０ｎｍの橙赤色系の第４波長領域とに分割し、前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量が設定されていることを特徴とするセラミックメタルハライドランプ。
【請求項４】
請求項３記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±１：１８±３：６±１：７１±５（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量が設定されていることを特徴とするセラミックメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度放電ランプに関し、特に、セラミックメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電ランプ（以下、ＨＩＤランプという。）は、高効率であり経済性に優れているため広く用いられている。ＨＩＤランプは、発光管に封入する添加物の種類に応じて、水銀ランプ、メタルハライドランプ、及び、高圧ナトリウムランプの３種類に大きく分けられる。一般に高圧ナトリウムランプは長寿命且つ高発光効率であるが、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプは、寿命及び発光効率が一般の高圧ナトリウムランプより劣るものの赤系統の色を鮮やかに見せるための光源として知られている。近年、石英ガラス製の発光管の代わりにセラミック（透光性アルミナ：PCA）製の発光管を用いるセラミックメタルハライドランプが広く使用されている。セラミックメタルハライドランプのランプ寿命及び発光効率は、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプのランプ寿命及び発光効率よりも優れていると言われている。
【０００３】
しかしながら、生鮮食品の照明には、通常、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプが用いられている。
【０００４】
高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの場合、相関色温度は２５００Ｋ程度であるが、セラミックメタルハライドランプの場合、相関色温度は比較的高く、２５００Ｋ程度を達成することは困難である。
【０００５】
特開2004-288617号公報（特許4279122号公報）には、相関色温度が２０００〜４５００Ｋとなるセラミックメタルハライドランプ、特開2003-187744号公報及び特開2009-520323号公報には、色温度が２５００〜４５００Ｋとなるセラミックメタルハライドランプ、特開2007-53004号公報、及び、特開2011-154847号公報には、色温度が２８００〜３７００Ｋとなるセラミックメタルハライドランプが、それぞれ記載されている。しかしながら、これらの特許文献には、相関色温度を２５００Ｋ程度まで下げるための具体的な技術が開示されていないが、赤系統の被照射物を色鮮やかに見せるための具体的な技術も開示されていない。
【０００６】
照明の条件として波長スペクトル分布も重要である。特開2009-87602号公報及び特開2012-113883号公報には、植物工場において、効率的な生育を行うために、３色の波長領域のエネルギー強度の割合を所定の値に調整するために発光管の添加物を設定することが記載されている。
【特許文献１】特開2004-288617号公報（特許4279122号公報）
【特許文献２】特開2003-1877444号公報（特許4262968号公報）
【特許文献３】特開2009-520329号公報
【特許文献４】特開2007-53004号公報
【特許文献５】特開2011-154847号公報
【特許文献６】特開2010-3488号公報
【特許文献７】特開2009-87602号公報
【特許文献８】特開2012-113883号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の技術では、セラミックメタルハライドランプにおいて、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプのように、赤系統の被照射物を色鮮やかに見せるための手法が確立していない。
【０００８】
本発明の目的は、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプのように、赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明に好適なセラミックメタルハライドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、始動用希ガス、水銀、及び、添加物が封入され透光性セラミックによって形成された発光管と、前記発光管を収納する透光性外管と、を有するセラミックメタルハライドランプの製造方法において、
可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを、波長３８０〜４９０ｎｍの紫青色系の第１波長領域と、波長４９０〜５７０ｎｍの緑色系の第２波長領域と、波長５７０〜５９０ｎｍの黄色系の第３波長領域と、波長５９０〜７８０ｎｍの橙赤色系の第４波長領域とに分割する波長領域分割ステップと、
前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量を設定する添加物設定ステップと、を含む。
【００１０】
本実施形態によると、前記添加物設定ステップにおいて、前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±１：１８±３：６±１：７０±５（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量を設定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によると、始動用希ガス、水銀、及び、添加物が封入され透光性セラミックによって形成された発光管と、前記発光管を収納する透光性外管と、を有するセラミックメタルハライドランプにおいて、可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを、波長３８０〜４９０ｎｍの紫青色系の第１波長領域と、波長４９０〜５７０ｎｍの緑色系の第２波長領域と、波長５７０〜５９０ｎｍの黄色系の第３波長領域と、波長５９０〜７８０ｎｍの橙赤色系の第４波長領域とに分割し、前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量が設定されていることを特徴とする。
【００１２】
本実施形態によると、前記４つの波長領域毎に計算した前記発光管からの光のエネルギー強度の積算値の比が、６±１：１８±３：６±１：７０±５（但し合計値は１００）、となるように、前記添加物の組成と添加量が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプのように、赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明に好適なセラミックメタルハライドランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの発光管の例を説明する図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの例を説明する図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの例を説明する図である。
【図４】図４は、高圧ナトリウムランプと従来のセラミックメタルハライドランプの波長スペクトルの例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプと従来のセラミックメタルハライドランプの波長スペクトルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るセラミックメタルハライドランプの実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同一の要素に対しては同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００１６】
図１を参照して本発明に係るセラミックメタルハライドランプの発光管の例を説明する。発光管２は、発光部３と、その両端に延びるキャピラリ４Ａ、４Ｂを有する。発光部３とキャピラリ４Ａ、４Ｂは、アルミナなど透光性セラミックの粉末を圧縮して一体成形することにより形成される。キャピラリ４Ａ、４Ｂの両端には、電極アセンブリ６Ａ、６Ｂが、それぞれ挿通されている。キャピラリ４Ａ、４Ｂの両端は、電気絶縁性を有するフリットガラスによって気密にシールされる。それによって、電極アセンブリ６Ａ、６Ｂは、キャピラリ４Ａ、４Ｂ内の定位置に固定される。電極アセンブリ６Ａ、６Ｂの内端に設けられた電極５Ａ、５Ｂは、発光部３内の定位置に配置される。キャピラリ４Ａ、４Ｂの両端から、電力供給リード７Ａ、７Ｂが突出している。
【００１７】
発光部３の内部には、アルゴン及び水銀に加えて、添加物が封入されている。添加物には、アルカリ金属のヨウ化物、アルカリ土類金属のヨウ化物、希土類金属のヨウ化物、等の発光物質が含まれる。発光部３に封入される添加物については後に詳細に説明する。
【００１８】
発光管２の内側寸法として、有効長さＬと有効内径Ｄを定義する。有効長さＬは、円筒形発光管においては両端面間の距離であり、図１のように発光部とキャピラリが連続的に成形されている発光管においては直管状のキャピラリ４Ａ、４Ｂと発光管３の間の遷移曲面Ｌ１、Ｌ１の外端間の距離で定義される。有効内径Ｄは、円筒形以外の発光管にあっては、電極５Ａ、５Ｂ間中央部の最大内径で定義される。発光管２の有効長さをＬ、有効内径をＤとし、両者の比Ｌ／Ｄをアスペクト比と称することとする。
【００１９】
発光部３の各部の温度は、発光管の壁面負荷、透光性外管内のガス圧力、発光管材質及び発光管のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）によって決まり、特に壁面負荷に大きく依存する。壁面負荷は、ランプ電力を発光部３の全内面積で除した値で定義される。本実施形態では、発光部３は、壁面負荷が２０〜３０Ｗ／ｃｍ2（定格出力３５〜４００Ｗ）となるように設計されている。こうして本実施形態では、発光部の内壁面を構成する材料と希土類金属ヨウ化物の化学反応速度を低く抑えることができ、ランプを長寿命化することができる。
【００２０】
図２を参照して本発明に係るセラミックメタルハライドランプの例を説明する。本例のセラミックメタルハライドランプ１は、発光管２と、発光部３を囲むように配置された円筒状の透光性スリーブ１８と、片端に口金１２が設けられた外球１３とを有する。発光管２の構造は図１を参照して説明した。
【００２１】
口金１２のステム１４に、２本の支柱１５、１６が装着されている。支柱には、２つのサポートディスク１７Ａ、１７Ｂが所定間隔にて装着されている。また、ディスク１７Ａ、１７Ｂに円筒状の透光性スリーブ１８が固定されている。ディスク１７Ｂにゲッタ２０が装着されている。キャピラリ４Ａ、４Ｂの両端から、電力供給リード７Ａ、７Ｂが突出している。電力供給リード７Ａ、７Ｂの先端は、直接、又は、ニッケル線１９Ａ、１９Ｂを介して、それぞれ、支柱１５、１６に溶接される。こうして、発光管２の電極５Ａ、５Ｂは、電力供給リード７Ａ、７Ｂ及び支柱１５、１６を介して、口金１２に電気的に接続される。
【００２２】
図３を参照して本発明に係るセラミックメタルハライドランプの例を説明する。本例のセラミックメタルハライドランプ１は、発光管２と外球１３を有する。発光管２の構造は図１を参照して説明した。外球１３の一端に、外球チップオフ部１３Ａが形成され、他端に、ピンチシール部１３Ｂが形成されている。ピンチシール部１３Ｂの端部には口金１２が装着されている。口金１２には外部端子９Ａ、９Ｂが装着されている。
【００２３】
ピンチシール部１３Ｂには、２本の支柱１５、１６が固定されている。キャピラリ４Ａ、４Ｂの両端から、電力供給リード７Ａ、７Ｂが突出している。電力供給リード７Ａ、７Ｂの先端は、それぞれ、支柱１５、１６に溶接される。支柱１５にゲッタ２０が装着されている。支柱１５、１６は、ピンチシール部１３Ｂにて、金属箔８Ａ、８Ｂを介して外部端子９Ａ、９Ｂに電気的に接続されている。
【００２４】
こうして、発光管２の電極５Ａ、５Ｂは、電力供給リード７Ａ、７Ｂ、及び、支柱１５、１６、及び、金属箔８Ａ、８Ｂを介して、外部端子９Ａ、９Ｂに電気的に接続される。
【００２５】
本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプは、図２及び図３に示す例のほか、凹面状の反射鏡を備えた反射型セラミックメタルハライドランプであってもよい。
【００２６】
本願の発明者は、生鮮食品の照明に、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプが好んで用いられている理由を検討した。その理由として、相関色温度CCT、演色指数CRI、および波長スペクトル分布など、様々な要因が考えられるが、波長スペクトル分布に着目した。
【００２７】
図４は、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプ（図中の「NH」）と従来のセラミックメタルハライドランプ（図中の「CMH（従来）」）の波長スペクトルの例を示す。縦軸はエネルギー［％］、横軸は波長［ｎｍ］である。実線の曲線は高彩度高演色形高圧ナトリウムランプ(NH)の波長スペクトル、破線の曲線は従来のセラミックメタルハライドランプ(CMH)の波長スペクトルを示す。図示のように、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの場合、従来のセラミックメタルハライドランプと比較して、波長６００ｎｍ以上の赤色系の波長成分のエネルギー値が大きいが、波長５８０ｎｍ付近の波長が無い。従って、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプは、赤系統の色を鮮やかに見せたい野菜、パン、肉等の生鮮食品の照明に不適当であると思われる。しかしながら、上述のように、実際には、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプは生鮮食品の照明に好んで使用されている。その理由は、図４に示す高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの波長スペクトルでは判らない。
【００２８】
本願の発明者らは高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの波長スペクトルを参考に試行錯誤を重ねた結果、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプと同程度に赤系統の色を鮮やかに見せることができるセラミックメタルハライドランプを試作することができた。
【００２９】
表１は、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプ(NH)、従来のセラミックメタルハライドランプ(CMH)、及び、試作したセラミックメタルハライドランプ(CMH)の演色評価数の測定結果を示す。尚、試作したセラミックメタルハライドランプ(CMH)は本実施形態の１例であるため、表１では本実施形態のセラミックメタルハライドランプ(CMH)としている。
【００３０】
【表１】
2014032875.tif 000003
【００３１】
表１の第１列は演色評価数の記号、第２列は演色評価数の名称、第３列は高彩度高演色形高圧ナトリウムランプ（NH）の演色評価数の測定結果、第４列は従来のセラミックメタルハライドランプ（CMH）の演色評価数の測定結果、第５列は本実施形態によるセラミックメタルハライドランプ（CMH）の演色評価数の測定結果、を示す。
【００３２】
演色評価数は、ＪＩＳで定める基準光で見たときの色とのずれを表す。演色評価数が１００であれば、基準光で見たときの色とのずれが無い状態を示す。演色評価数が１００に近いほど、色ずれが小さいことを示す。表１に示すように、従来の及び本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの各種の演色評価数は、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの場合と比較すると、十分に高い。更に、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの各種の演色評価数は、従来のセラミックメタルハライドランプと比較すると、より高くなっている。
【００３３】
試作した本実施形態のセラミックメタルハライドランプについて以下の考察を行なうことにより本発明を完成することができた。
【００３４】
図５は、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプと従来のセラミックメタルハライドランプの波長スペクトルの例を示す。縦軸はエネルギー［％］、横軸は波長［ｎｍ］である。実線の曲線は本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの波長スペクトル、破線の曲線は従来のセラミックメタルハライドランプの波長スペクトルを示す。
【００３５】
図示のように、従来のセラミックメタルハライドランプの場合、波長６３０ｎｍ以上の赤色系の波長成分のエネルギーが小さいが、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの場合、波長６８０ｎｍ付近で波長ピークを有する。しかしながら、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの場合、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの場合のように、波長５８０ｎｍ付近の波長の欠落は無い。本実施形態によるセラミックメタルハライドランプは、生鮮食品の照明に好適であることが判明しているが、その理由は、図５に示す波長スペクトルでは判らない。
【００３６】
そこで、本願の発明者は、可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを６つの波長領域に分割し、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプ（NH）、従来のセラミックメタルハライドランプ（CMH）、及び、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプ（CMH）について、各波長領域のエネルギー強度の積算値（相対値）を求めた。これを表２に表す。尚、エネルギー強度の積算値は波形の下側の面積に対応する。
【００３７】
【表２】
2014032875.tif 000004
【００３８】
表２の第１列は６つの波長領域、第２列は各波長領域の色、第３列は各波長領域の波長の上限と下限、第４列は高彩度高演色形高圧ナトリウムランプ（NH）の場合の各波長領域のエネルギー強度の積算値、第５列は従来のセラミックメタルハライドランプ（CMH）の場合の各波長領域のエネルギー強度の積算値、第６列は本実施形態によるセラミックメタルハライドランプ（CMH）の場合の各波長領域のエネルギー強度の積算値を示す。尚、第４、第５及び第６列の積算値は相対値である。
【００３９】
第１波長領域は波長３８０〜４３０nmの紫色系を表し、第２波長領域は波長４３０〜４９０nmの青色系を表し、第３波長領域は波長４９０〜５７０nmの緑色系を表し、第４波長領域は波長５７０〜５９０nmの黄色系を表し、第５波長領域は波長５９０〜６２０nmの橙色系を表し、第６波長領域は波長６２０〜７８０ｎｍの赤色系を表す。
【００４０】
表２では、従来のセラミックメタルハライドランプの場合のエネルギー強度の比は、高圧ナトリウムランプの場合のエネルギー強度の比とは大きく異なる。本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの場合のエネルギー強度の比も、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプの場合のエネルギー強度の比とは異なる。従って、表２からは、従来のセラミックメタルハライドランプが、赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明に好適でない理由を説明できたとしても、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプが、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプと同様に、生鮮食品の照明に好適である理由を説明できない。
【００４１】
次に、本願の発明者は、可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを４つの波長領域に分割し、高圧ナトリウムランプ（NH）、従来のセラミックメタルハライドランプ（CMH）、及び、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプ（CMH）について、各波長領域のエネルギー強度の積算値（相対値）を求めた。これを表３に表す。
【００４２】
表３において、第１波長領域は波長３８０〜４９０ｎｍまでの紫青色系を表し、第２波長領域は波長４９０〜５７０ｎｍまでの緑色系を表し、第３波長領域は波長５７０〜５９０ｎｍまでの黄色系を表し、第４波長領域は波長５９０〜７８０ｎｍまでの橙赤色系を表す。
【００４３】
【表３】
2014032875.tif 000005
【００４４】
表３では、従来のセラミックメタルハライドランプの場合のエネルギー強度の比は、高圧ナトリウムランプの場合のエネルギー強度の比とは大きく異なる。しかしながら、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプの場合のエネルギー強度の比は、高圧ナトリウムランプの場合のエネルギー強度の比に略一致する。
【００４５】
従って、表３からは、従来のセラミックメタルハライドランプが、高彩度高演色高圧ナトリウムランプとは異なる印象を与える理由を説明できるし、同時に、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプが、高彩度高演色高圧ナトリウムランプと同様に、赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明に好適である理由を説明できる。
【００４６】
表３に示すように、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプでは、４つの波長領域におけるエネルギー強度の比は、６：１９：６：６９である。一方、高彩度高演色形高圧ナトリウムランプでは、４つの波長領域におけるエネルギー強度の比は、５：１７：５：７３である。従って、４つの波長領域におけるエネルギー強度の比が、少なくとも、５〜６：１７〜１９：５〜６：６９〜７３（但し合計値が１００）となる場合には、生鮮食品の照明に好適であると言える。
【００４７】
そこで本願の発明者は、赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明に好適であるための条件として、４つの波長領域におけるエネルギー強度の積算値の比の許容範囲を実際に測定した。本実施形態によるセラミックメタルハライドランプにおいて、４つの波長領域におけるエネルギー強度の積算値の比を変化させて、それぞれ、野菜、パン、肉等の生鮮食品の照明に使用した。それに対して、「鮮やか」と答えた人の人数を計数した。回答者は、１８〜６４歳までの男女５０人である。その結果、次のような知見を得た。
【００４８】
４つの波長領域におけるエネルギー強度の比が、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計が１００）のとき、９０％以上の人が、生鮮食品の色が「鮮やか」と答えた。４つの波長領域におけるエネルギー強度の比が、６±１：１８±３：６±１：７０±５（但し合計が１００）のとき、９６％以上の人が、生鮮食品の色が「鮮やか」と答えた。
【００４９】
従って、本実施形態によるセラミックメタルハライドランプによると、４つの波長領域におけるエネルギー強度の比は、６±３：１８±５：６±３：７０±１１（但し合計が１００）であり、好ましくは、６±１：１８±３：６±１：７０±５（但し合計が１００）である。
【００５０】
波長スペクトルの解析から、更に次の知見が得られる。可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを６つの波長領域に分割し各波長領域のエネルギー強度の積算値の比を求めると、ランプの波長スペクトルの特性の詳細を得ることができるが、そのランプが赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明として好適であるか否かを判定することはできない。しかしながら、可視光の波長領域３８０〜７８０ｎｍを４つの波長領域に分割し各波長領域のエネルギー強度の積算値の比を求めると、そのランプが赤系統の色を鮮やかに見せたい生鮮食品の照明として好適であるか否かを判定することができる。
【００５１】
表４は、本願の発明者が行った実験に使用したセラミックメタルハライドランプの発光管の添加物の組成を示す。ここでは、相関色温度２５００Ｋ且つ色度偏差Duvが±２以内である５種のセラミックメタルハライドランプの例を示す。
【００５２】
【表４】
2014032875.tif 000006
【００５３】
表４において、M(TmI3)、M(HoI3)、M(TlI)、M(NaI)、M(CaI2)、及び、M(LiI)は、それぞれ、ヨウ化ツリウムTmI3、ヨウ化ホルミウムHoI3、ヨウ化タリウムTlI、ヨウ化ナトリウムNaI、ヨウ化カルシウムCaI2及びヨウ化リチウムLiIのモル比率(百分率)を表す。本願の発明者が行った実験では、発光管の添加物は、ヨウ化タリウムTlI、ヨウ化ナトリウムNaI、ヨウ化カルシウムCaI2及びヨウ化リチウムLiIを含む。ナトリウムNaは橙色系、カルシウムCaは赤色系、リチウムLiは真紅色系に寄与する。ヨウ化ナトリウムNaI、ヨウ化カルシウムCaI2及びヨウ化リチウムLiIをそれぞれ所定のモル比率にて添加することにより、所望の相関色温度が得られる。
【００５４】
ヨウ化タリウムTlIを添加することにより、発光効率が上がるが、色度偏差Duvが大きくなる方向にずれる。しかしながら、本実施形態では、ヨウ化カルシウムCaI2を添加することにより、色度偏差Duvの増加を抑えている。
【００５５】
更に、添加物は、希土類金属ヨウ化物ReI3として、ヨウ化ツリウムTmI3を含み、更に、ヨウ化ホルミウムHoI3を含んでもよい。ヨウ化ツリウムTmI3、及び、ヨウ化ホルミウムHoI3を添加することにより、それぞれ発光効率が向上する。
【００５６】
表４から次の知見が得られる。本実施形態によると、発光管の添加物は、ヨウ化ナトリウムNaI、ヨウ化カルシウムCaI2及びヨウ化リチウムLiIを含み、これらのモル比率は次のように表される。
【００５７】
３０ｍｏｌ％＜M(NaI)＜７０ｍｏｌ％                                式１
１０ｍｏｌ％＜M(CaI2)＜４０ｍｏｌ％                                式２
１０ｍｏｌ％＜M(LiI)＜３０ｍｏｌ％                                式３
更に、ヨウ化ナトリウムのモル比率、ヨウ化カルシウムのモル比率、及び、ヨウ化リチウムのモル比率の合計を、M(NaI+ CaI2+ LiI)とすると、この値は、次の式を満たす。
【００５８】
５０ｍｏｌ％＜M(NaI+CaI2+LiI)＜９６ｍｏｌ％                      式４
本願の発明者は、添加物に占めるヨウ化ナトリウム量に着目して以下のようなパラメータを選択した。
【００５９】
希土類金属のヨウ化物の添加量をG(ReI3)、アルカリ金属のヨウ化物の添加量をG(AI)、アルカリ土類金属のヨウ化物の添加量をG(AeI2)と表すこととする。ヨウ化タリウムの添加量をG(TlI)、添加物の総量をG(total)と表すこととする。添加物の総量G(total)は次の式によって表される。
【００６０】
G(total)＝G(ReI3)＋G(AI)＋G(AeI2)＋G(TlI)                        式５
ここで、G(total)、G(ReI3)、G(AI)、G(AeI2)、及び、G(TlI)は、発光管容積１ｃｍ3当たりの質量であり、単位は[mg/cm3]である。
【００６１】
添加物の全モル数に対するヨウ化ナトリウムのモル比率をM(NaI)[mol%]、希土類金属のヨウ化物のモル比率とヨウ化タリウムのモル比率の和をM(ReI3+TlI)[mol%]と表すこととする。このモル比率の和M(ReI3+TlI)に対するヨウ化ナトリウムのモル比率M(NaI)の比をαとする。αは次の式によって表される。
【００６２】
α= M(NaI)/M(ReI3 +TlI)                                      式６
表５の数値は、表４に示した添加物について、式６によって表されるαの値、希土類金属ヨウ化物のモル比率とヨウ化タリウムのモル比率の和M(ReI3 +TlI)、式５によって表される発光管容積１cm3当たりの添加物の総量G(total)、発光管容積１cm3当たりの希土類金属ヨウ化物の添加量G(ReI3)を計算した結果を示す。希土類金属ヨウ化物ReI3は、表４に示すように、ヨウ化ツリウムTmI3とヨウ化ホルミウムHoI3である。
【００６３】
【表５】
2014032875.tif 000007
【００６４】
表６はこれらの５種のセラミックメタルハライドランプについて、相関色温度CCT、色度偏差Duv、平均演色評価数Ra、及び、発光効率ηを測定した結果を示す。平均演色評価数Raはいずれも９０より大きく、発光効率はいずれも７５lm/Wより大きかった。
【００６５】
【表６】
2014032875.tif 000008
【００６６】
以上、本発明に係るセラミックメタルハライドランプについて説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００６７】
１…セラミックメタルハライドランプ、  ２…発光管、  ４Ａ、４Ｂ…キャピラリ、  ５Ａ、５Ｂ…電極、  ６Ａ、６Ｂ…電極アセンブリ、  ７Ａ、７Ｂ…電力供給リード、  ８Ａ、８Ｂ…金属箔、  ９Ａ、９Ｂ…外部端子、  １２…口金、  １３…外球、  １４…ステム、  １５、１６…支柱、  １７Ａ、１７Ｂ…サポートディスク、  １８…透光性スリーブ、  １９Ａ、１９Ｂ…ニッケル線、  ２０…ゲッタ、  １３Ａ…外球チップオフ部、  １３Ｂ…ピンチシール部
【図１】
2014032875.tif 000009
【図２】
2014032875.tif 000010
【図３】
2014032875.tif 000011
【図４】
2014032875.tif 000012
【図５】
2014032875.tif 000013