(57)【要約】【課題】  発光金属材料やその封入割合およびｘ−ｙ色度を規制することによって、ランプ点灯方向に起因する効率、相関色温度、演色性や寿命などの種々の発光特性の変動を低減して、ランプ品種を減らすことが可能な高圧放電ランプおよびこの放電ランプを装着した照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】  放電空間を形成する放電容器１の両端に電極構体２Ａ，２Ｂを有するとともに上記放電容器１内にＮａ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｔｍを主体とする金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体を封入した発光管１Ａと、内部にこの発光管１Ａを配設した外管５とを備え、ランプ寿命中の全点灯方向でのｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）上における色度偏差（ｄｕｖ．）が、−０．００６〜＋０．０１０、好ましくは−０．００３〜＋０．００７の範囲にある高圧放電ランプＬ１およびこの放電ランプＬ１を装着した照明装置８である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径が小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続され小径筒状部内に延在しているとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極構体、上記放電容器内に封入されたＮａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔｍのハロゲン化物が総封入量の９０重量％以上である金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とからなる発光管と;
内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と;
この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを具備した高圧放電ランプにおいて、
ランプ寿命中の全点灯方向でのｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）上における色度偏差（ｄｕｖ．）が、−０．００６〜＋０．０１０、好ましくは−０．００３〜＋０．００７の範囲にあることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径が小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続され小径筒状部内に延在しているとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極構体、上記放電容器内に封入されたＮａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔｍのハロゲン化物が総封入量の９０重量％以上である金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とからなる発光管と;
内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と;
この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを具備した高圧放電ランプにおいて、
発光管内に封入された金属ハロゲン化物量Ｍ（ｍｇ）と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積Ｖ（ｍｍ3 ）との関係Ｍ／Ｖが０．２以上で、かつ、管壁負荷が１２〜３５Ｗ／ｃｍ2 であることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項３】
ランプ点灯時に、発光管端部の小径筒状部の放電空間側に臨む内端から小径筒状部全長の１／２の範囲内に金属ハロゲン化物が存在していることを特徴とする請求項２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
相関色温度が３５００〜５０００Ｋ、平均演色評価数（Ｒａ）が７５〜９０で、かつ、効率が９０〜１２０Ｌｍ／Ｗの放射光を放射することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
定格電力が１０〜１０００Ｗで動作し、垂直点灯時と水平点灯時の色温度変動値が５００Ｋ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
照明装置本体と;
この照明装置本体に設けられた請求項１ないし５のいずれか一に記載の高圧放電ランプと;
この高圧放電ランプを点灯させる点灯回路手段と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性セラミックス放電容器からなる発光管内に金属ハロゲン化物を封入した高圧放電ランプおよびこの放電ランプの照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプ、たとえばメタルハライドランプは、道路、広場や競技場などの広域照明用をはじめ店舗や車両などの照明用の他、オーバヘッドプロジェクタや液晶プロジェクタなどの光学機器用の光源として広く使用されている。
【０００３】
メタルハライドランプは、発光管内に電極構体および金属ハロゲン化物、水銀および希ガスなどからなる放電媒体を封入した放電ランプであって、封入金属原子のスペクトル線や金属ハロゲン化物の分子スペクトルの発光を利用して、水銀ランプなどに比べて高い発光効率、相関色温度や演色性を得ることができるランプである。
【０００４】
このメタルハライドランプの発光金属としては、Ｈｇの他にＮａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｌｉ、Ｃｓなどの金属あるいはＤｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｓｃ、Ｎｄ、Ｃｅなどの希土類金属がヨウ素や臭素などのハロゲン化物として発光管内に封入され、高い発光特性を呈するよう構成している。
【０００５】
しかし、たとえば高い発光効率が得られても演色性が低いとか、逆に演色性は高いが効率が低いとかあるいはランプの点灯方向によって効率が異なるなど、一つのランプで効率、相関色温度、演色性および寿命などの複数の特性に優れた数値を呈する放電ランプがなかなか見出せなかった。
【０００６】
そして、近時、上記金属ハロゲン化物との反応が石英ガラスより少なく耐蝕性および耐熱性に優れた透光性セラミックス製の材料からなる小形化した発光管容器が開発されたことで、さらに、高い効率、相関色温度、演色性や長寿命が得られるメタルハライドランプが出現している。
【０００７】
また、金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプの用途も拡大し、様々な方向で点灯されることも多くなってたが、点灯方向によってはランプの種類を変えなければ、ランプの特性が大きく変化して効率の低下や照射面に射ろむらを生じたり、ランプの立ち消えや短寿命などの不具合を招くことがあった。
【０００８】
たとえば、透光性セラミックス容器からなる発光管内に、希土類金属ハロゲン化物とハロゲン化ナトリウムを含む金属ハロゲン化物を、ハロゲン化ナトリウムが希土類金属ハロゲン化物に対し重量比で１０〜１００％となる量添加して封入（ＤｙＩ3 ５５Wt％：ＮａＩ３０Wt％：ＴｌＩ１５Wt％）した高圧放電ランプで、発光効率が９６Ｌｍ／Ｗ、色温度が４１００Ｋ（３５００〜５０００Ｋ）、演色性も平均演色評価数（Ｒａ）が９５という高い発光特性を呈するとともに垂直点灯と水平点灯での立ち消え電圧の差が小さくなることが特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特許第３２９３４９９号公報（第３頁段落［００１１］、第４頁段落［００２５］）  しかし、この特許文献１に準拠してランプを試作しその特性を測定したところ、文献１に実施例として記載されている定格電力と相違する電力のランプによっては、所望の発光特性が得られないものがあった。
【０００９】
一方、この特許文献１に記載の高圧放電ランプでは、ランプ構造に対する寸法や封入金属ハロゲン化物の蒸発を決定するための温度（最冷点）を決定するための寸法などの記載がないため、選択する希土類ハロゲン化物の種類によっては、記載の特性が得られない懸念がある。
【００１０】
また、透光性セラミックス容器からなる発光管内に、セリウムハロゲン化物（２０〜６９wt％）、ナトリウムハロゲン化物（３０〜７９wt％）、タリウムハロゲン化物およびインジウムハロゲン化物（ＴｌとＩｎのハロゲン化物の合計量が１〜２０wt％）を組み合わせて封入（全体で１００wt％）したメタルハライドランプで、高い発光効率（１１７Ｌｍ／Ｗ以上）と光束維持率の低下抑制がはかれることが特許文献２に記載されている。
【特許文献２】特開２００３−１６９９８号公報（第１頁［特許請求の範囲］、第３頁段落［００２１］、第３頁段落［００２４］、第４頁段落［００２５］）  しかし、この特許文献２に準拠し試作したランプは、高い発光効率および光束維持率を呈するが、ランプの発光色が著しく緑色となってしまうとともに平均演色評価数が７５以下となってしまい、店舗用や屋外照明用といった用途には不向きであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明者らは、諸種の発光金属材料やその割合、封入量などについて選択や確認を行い、ランプの点灯方向に制限されず種々の発光特性において優れた特性が得られることを見出した。
【００１２】
本発明は、発光金属材料やその封入割合およびｘ−ｙ色度を規制することによって、ランプ点灯方向に起因する効率、相関色温度、演色性や寿命などの種々の発光特性の変動を低減して、点灯方向（用途）毎にランプ品種を揃えるなどの必要のない白色発光をなすメタルハライドランプなどの高圧放電ランプおよびこの放電ランプを装着した照明装置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】
【００１３】
請求項１の発明の高圧放電ランプは、放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径が小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続され小径筒状部内に延在しているとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極構体、上記放電容器内に封入されたＮａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔｍのハロゲン化物が総封入量の９０重量％以上である金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とからなる発光管と、内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と、この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを具備した高圧放電ランプにおいて、ランプ寿命中の全点灯方向でのｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）上における色度偏差（ｄｕｖ．）が、−０．００６〜＋０．０１０、好ましくは−０．００３〜＋０．００７の範囲にあることを特徴としている。
【００１４】
この発明の高圧放電ランプは、発光金属材料として青色領域（４５０ｎｍ付近）に発光ピークを呈するＩｎと、青緑色領域（４５０〜５３０ｎｍ付近）に多数の発光ピークを呈するＴｍと、緑色領域（５３５ｎｍ付近）に発光ピークを呈するＴｌと、赤色領域（５９０ｎｍ付近）に発光ピークを呈するＮａとの４種類を主成分とするハロゲン化物を封入している。
【００１５】
すなわち、上記発光金属の封入により可視領域に連続した発光スペクトルが得られるとともに、Ｉｎは青色発光により光色の調整の作用をなし、また、Ｔｌは光色の調整と効率を高める作用をなし、また、Ｎａは効率を高め立ち消え電圧を低下し点灯方向変動特性を改善する作用をなし、さらに、Ｔｍは演色性を高める作用を奏する。
【００１６】
このＮａ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｔｍのハロゲン化物が、金属ハロゲン化物総封入量の９０重量％以上の量封入されていれば、ランプの寿命中は点灯方向にかかわらず放射する分光分布に大きな影響を及ぼさないで所望の発光特性が得られる。
【００１７】
すなわち、上記金属ハロゲン化物および封入割合であれば、ランプの寿命中、点灯方向により変化するランプ電圧に左右されず、ランプの色特性、特に色度はｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）上における色度偏差（ｄｕｖ．）が、−０．００６〜＋０．０１０、好ましくは−０．００３〜＋０．００７の範囲にあることにより、ランプの点灯方向にかかわらず寿命中において安定した色特性が得られる。
【００１８】
なお、本発明中でいうランプの寿命中とは、点灯初期から定格寿命に至る全ての期間を指す。
【００１９】
そして、一般的にハロゲン化Ｎａおよび希土類ハロゲン化物を封入したランプの場合は、点灯方向を垂直から水平方向に変化させると、発光管温度が上昇するため赤色領域での発光が広がり、相関色温度が低下して色度偏差（ｄｕｖ．）は負の方向に推移するが、本発明のランプは、ハロゲン化Ｔｍとハロゲン化Ｉｎとを組合わせた効果よりその色度はｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）の黒体放射軌跡（Ｂｒａｃｋ  Ｂｏｄｙ  Ｌｉｎｅ−Ｂ．Ｂ．Ｌ）上に沿って推移する。
【００２０】
また、ランプの発光特性は、これまで垂直点灯用ランプの場合は、垂直に点灯したとき（Ｂａｓｅ  Ｕｐ−ＢＵ、Ｂａｓｅ  Ｄｏｗｎ−ＢＤ）が最も特性が良好であり、水平に点灯したとき（Ｂａｓｅ  Ｈｏｒｉｚｏｎ−ＢＨ）が最も特性が悪くなり、傾斜点灯時の発光特性は垂直（ＢＵ）点灯時と水平（ＢＨ）点灯時との中間にあることが多かった。
【００２１】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００２２】
発光管の放電容器を形成する材料としては、サファイヤ、アルミニウム酸化物（アルミナ)、イットリウム−アルミニウム−ガーネットの酸化物（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）やアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などのセラミックスからなる透光性、耐熱性やハロゲン化物からの耐蝕性が高いものを用いることができる。
【００２３】
放電容器の形状は、長円形、球形や円筒形あるいはこれら形状の複合体などの中央部分が膨出した両端に一体または一体的に膨出部より小径の筒状部が設けられたものからなり、この小径筒状部の開口部を気密に閉塞して封止部が形成してある。この封止部は、小径筒状部の外端開口部側を金属製、セラミックス製やサーメット製などの栓体あるいは耐熱性接着剤などの充填剤で閉塞するなどの手段で形成できる。
【００２４】
また、上記の透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に放出できる程度の光透過性を有し、透明に限らず、光拡散性であってもよい。また、容器端部の小径筒状部など放電による放射を主としていない部分は、遮光性であってもよい。
【００２５】
さらに、本発明において、ランプの定格によっても異なり制限されるものではないが、放電容器の放電空間を形成する長円形、球形や円筒形などをなす膨出部の最大内径は４〜３０ｍｍ程度、内部の全長は３０〜９０ｍｍ程度、内容積は０．０２〜５．０ｃｃ、好ましくは０．２〜４．５ｃｃ程度のものを用いることができる。
【００２６】
一対の電極構体は、容器内において対峙するよう電極軸が放電容器両端の小径筒状部内を挿通して封装されており、材料としてはタングステンＷまたはドープドタングステンを用いている。電極構体先端の電極部は、表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じて上記材料からなるコイルを巻装することができる。
【００２７】
また、電極構体基端の電極軸部は、放電容器に対して電極を所定の位置に固定するとともに、外部から電流を導入するために機能し、その基端部は導入導体の先端に溶接などによって固定することで電気的および機械的に支持されている。
【００２８】
また、導入導体は、セラミックス製放電容器の小径筒状部内を気密に封止する接着剤（シール剤）中を貫通したり、小径筒状部の開口部を気密閉塞する栓体の内外に接続や栓体を貫通して固着され、小径筒状部の端部から外部に導出した部分は発光管を支持するのに利用される。
【００２９】
この導入導体の材料としては、ニオブＮｂ、タンタルＴａ、チタンＴｉ、ジルコニウムＺｒ、ハフニウムＨｆやバナジウムＶなどの封着性金属を用いて、棒状体、パイプ状体やコイル状体などに形成されている。そして、その選択はセラミックス放電容器の材料の熱膨張係数などに応じ適宜選ぶことができる。
【００３０】
放電媒体は、発光金属としてナトリウムＮａ、タリウムＴｌ、インジウムＩｎ、ツリウムＴｍを主成分としたハロゲン化物および必要に応じアマルガムを含む水銀Ｈｇが封入される。また、このＮａ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｔｍのハロゲン化物は、好ましくは金属ハロゲン化物総封入量の９０重量％以上の量封入される。また、上記ハロゲン化物に、セリウムＣｅ、プラセオジムＰｒの少なくとも一種のハロゲン化物を金属ハロゲン化物総封入量の１０重量％以下添加することにより、さらに発光効率を高めることができ、これが１０重量％を超えると緑色化が強い発光色となる現象を生じ好ましくない。また、その他の金属のハロゲン化物が少量添加されるのは構わない。
【００３１】
また、封入された金属ハロゲン化物の総封入量の４０重量％以上がＴｍ、ＴｍとＣｅ、ＴｍとＰｒやＴｍとＣｅとＰｒなどの希土類金属のハロゲン化物であれば、白色、かつ、発光効率の高い放射光を発することができ、総封入量の４０重量％未満の場合は、色温度が３５００Ｋ以下と低くなるおそれがある。また、この希土類金属のハロゲン化物の封入量が多すぎると、放電容器が希土類金属と反応して光束維持率の低下を招くなどのことを考慮すると、希土類金属ハロゲン化物の封入割合は４０〜７０重量％程度が好ましかった。
【００３２】
また、封入された金属ハロゲン化物の総封入量の２０重量％以上がＴｍハロゲン化物であれば、４５０〜５３０ｎｍの青緑色領域のスペクトルを呈し、発光効率を高めるなどの作用を奏する。このＴｍハロゲン化物の封入量は、放電容器が希土類金属と反応して光束維持率の低下を招くなどのことを考慮すると、Ｔｍの封入割合は２０〜７０重量％程度が好ましかった。
【００３３】
また、発光管内に封入されたＴｍのハロゲン化物（ＴｍＸ）に対するＩｎのハロゲン化物（ＩｎＸ）の重量比率（ＩｎＸ／ＴｍＸ）が、０＜ＩｎＸ／ＴｍＸ≦０．１５と、ハロゲン化インジウムを適量とすることにより色温度の調整作用を奏し、あわせナトリウムのスペクトルによる効率の向上および色温度の調整ならびに希土類金属の連続スペクトルによる高い演色性とが得られる。このハロゲン化インジウムは少量でも存在していれば上記作用を奏するが、ハロゲン化ツリウムに対し１５重量％（０．１５）を超えると、青色領域でのスペクトルが強くなり過ぎ発光効率を低下させ、発光色が青緑色となる現象が生じる不具合があり、この発光効率の低下と色ずれを考慮すると１〜１３重量％程度が好ましい。
【００３４】
さらに、発光管内に封入されたＴｍのハロゲン化物（ＴｍＸ）に対するＩｎのハロゲン化物（ＩｎＸ）の重量比率（ＩｎＸ／ＴｍＸ）が、０＜ＩｎＸ／ＴｍＸ≦０．１５で、かつ、Ｔｌのハロゲン化物（ＴｌＸ）に対するＩｎのハロゲン化物（ＩｎＸ）の重量比率（ＩｎＸ／ＴｌＸ）が０．０５＜ＩｎＸ／ＴｌＸ≦０．５とするとよい。
【００３５】
上記ＴｍとＩｎとのハロゲン化物の重量比率を規制したと同様な作用を奏するとともにハロゲン化タリウムに対するハロゲン化インジウムが５重量％（０．０５）未満であると、タリウムの発光スペクトルが強くなり、ランプ光色が緑色になるなどの不具合があり、また、５０重量％（０．５）を超えると、発光効率の低下を生じる不具合がある。
【００３６】
なお、上記ハロゲン化物のＸは、よう素Ｉ、臭素Ｂｒ、塩素Ｃｌまたはフッ素Ｆを指す。
【００３７】
また、ハロゲンとしては、よう素Ｉ、臭素Ｂｒ、塩素Ｃｌまたはフッ素Ｆのいずれか一種または複数種を用いることができる。また、金属ハロゲン化物の封入量は、容器内容積１ｃｃ当たり２〜２０ｍｇ程度であるが、発光特性あるいはランプ電力や放電容器の内容積などに応じて決められる。
【００３８】
また、始動および緩衝ガスとしてアルゴンＡｒやネオンＮｅなどの希ガスが８ｋＰａ〜８０ｋＰａ（パスカル）程度封入され、点灯中約５００ｋＰａ程度以上の圧力を呈する。なお、この希ガスの封入圧力が８ｋＰａ未満であると、パッシェン曲線にもあるように放電開始が困難になり、また、８０ｋＰａを超えると始動電圧が高くなって、口金の耐圧を超えてしまう。
【００３９】
外管は、石英ガラス、ほうけい酸ガラスなどの硬質ガラスや半硬質ガラスなどのガラスあるいはセラミックスからなる透光性および耐熱性を有する材料で形成されたＡ形、ＡＰ形、Ｂ形、ＢＴ形、ＥＤ形、Ｒ形、Ｔ形などをなし、端部の開口部から上記発光管を保持したマウントを入れ、この開口部をバーナで加熱し溶融閉塞してマウントを封止した封止部が形成されている。なお、上記封止部は、Ｔ（直管）形などの外管の場合は両端に形成されていてもよい。
【００４０】
また、外管内は真空雰囲気であっても、窒素Ｎ2 やアルゴンＡｒなどの希ガスが封入されていてもよい。
【００４１】
給電部材は、１本の単独材料で形成できればよいが、封止部内に封止られる部分はガラスとの気密性やなじみがよい材料を要することから、外管内の給電線部分、封止部の封着部材部分、外管外に導出した外部リード部分など複数の材料を接続して構成するのが妥当で、材料、寸度などの形態は発光管の品種、電力、重量、外管材料などに合わせ適宜選べばよい。
【００４２】
また、端部に小径筒状部を有する放電容器の場合、内部に配設された電極軸と対向する小径筒状部の外面側にコイル状部を巻装し、このコイル状部を内部の電極軸と反対電位側に接続してランプ始動時の補助電極とすることにより、ランプの始動を容易にすることができる。
【００４３】
また、上記給電部材の外管内給電線部分は、モリブデンＭｏやタングステンＷなどの金属材料からなり、発光管両端の導入導体に電気的に接続して給電を行うとともに発光管や中管を管軸に沿って配設保持する支持部材を兼ねている。
【００４４】
さらに、外管内の給電線などに、外管内を清浄にするジルコニウムＺｒ−アルミニウムＡｌ合金などのゲッタを設けておくことは構わない。
【００４５】
さらにまた、必須の部材ではないが発光管を囲繞して容器と同様なセラミックスあるいは石英ガラスや硬質ガラスからなる耐熱透光性の材料からなる中管を設けることができる。この中管により、発光管の保温が行え発光金属を容易に作用させて高効率化や高演色化など発光特性の向上がはかれるとともに万一の発光管容器破損時の防護をなす。
【００４６】
請求項２の発明の高圧放電ランプは、放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径が小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続され小径筒状部内に延在しているとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極構体、上記放電容器内に封入されたＮａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔｍのハロゲン化物が総封入量の９０重量％以上である金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とからなる発光管と、内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と、この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを具備した高圧放電ランプにおいて、発光管内に封入された金属ハロゲン化物量Ｍ（ｍｇ）と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積Ｖ（ｍｍ3 ）との関係Ｍ／Ｖが０．２以上で、かつ、管壁負荷が１２〜３５Ｗ／ｃｍ2 であることを特徴としている。
【００４７】
上記金属ハロゲン化物の封入量Ｍ（ｍｇ）と、発光管端部の小径筒状部内の空間体積Ｖ（ｍｍ3 ）との関係Ｍ／Ｖは、小径筒状部内の空間（小径筒状部と導入導体との隙間）内への金属ハロゲン化物の充填率が等価的に置換え示されたもので、Ｍ／Ｖの値が小さいということは、金属ハロゲン化物の封入量Ｍが少ないか、小径筒状部内の空間体積Ｖが大きいということで、空間に対する金属ハロゲン化物が少なく金属ハロゲン化物の移動が起こり易く最冷部温度が大きく変化し、それに伴ってランプの色特性変化も大きくなるなどの不具合を生じる虞があり、Ｍ／Ｖ値の最低は０．２程度である。
【００４８】
また、Ｍ／Ｖの値が逆に大きいということは、金属ハロゲン化物の封入量Ｍが多すぎるか、小径筒状部内の空間体積Ｖが小さいということで、空間に対する金属ハロゲン化物の封入量Ｍが多い場合は、Ｈ2 Ｏなどの不純物の持込み量が大きくなることから始動電圧が高くなったり容器に黒化を招き光束を早期に低下するなどの不具合があり、Ｍ／Ｖの値はばらつきなどを考慮すると最大は５．０程度が好ましい。
【００４９】
また、管壁負荷（放電空間部分の単位内表面積（ｃｍ2 ）当たりのランプ電力（Ｗ））については、比較的高負荷の１２〜３５Ｗ／ｃｍ2 程度の範囲のランプで上記のような結果が得られた。
【００５０】
また、放電空間を形成する膨出部の両端に小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器は、この小径筒状部（最冷部分）が熱抵抗を低減して発光管の温度分布の均一化がはかれる。
【００５１】
そして、本発明は、封入される金属ハロゲン化物および管壁負荷（１２〜３５Ｗ／ｃｍ2 ）が上記規制範囲であれば、Ｍ／Ｖの制御により所望の発光特性が得られた。これは、アルミナなどのセラミックス製の放電容器からなる発光管は、石英ガラスに比べ熱伝導率が高いため、ランプ動作中の発光管温度分布が均一となり、金属ハロゲン化物の封入量Ｍと小径筒状部内の空間体積Ｖの比の制御が間接的に最冷部温度を制御していることによるためと推定される。
【００５２】
請求項３の発明の高圧放電ランプは、ランプ点灯時に、発光管端部の小径筒状部の放電空間側に臨む内端から小径筒状部全長の１／２の範囲内に金属ハロゲン化物が存在していることを特徴としている。
【００５３】
ランプの点灯方向が変わると金属ハロゲン化物が移動して、最冷部温度が変化し相関色温度および平均演色評価数などの色特性に影響を及ぼすが、発光管端部の小径筒状部の放電空間側に臨む内端側に視感で金属ハロゲン化物の存在が確認できる封入量であれば、ランプ点灯時に点灯方向を問わず安定した色特性を呈する。
【００５４】
請求項４の発明の高圧放電ランプは、相関色温度が３５００〜５０００Ｋ、平均演色評価数（Ｒａ）が７５〜９０で、かつ、効率が９０〜１２０Ｌｍ／Ｗの放射光を放射することを特徴としている。
【００５５】
上記請求項１ないし３のいずれか一に記載した構成とすることにより、高い効率、相関色温度および平均演色評価数を呈するバランスのとれた高圧放電ランプが得られる。
【００５６】
請求項５の発明の高圧放電ランプは、定格電力が１０〜１０００Ｗで動作し、垂直点灯時と水平点灯時の色温度変動値が５００Ｋ以下であることを特徴としてる。
【００５７】
金属ハロゲン化物を封入した放電ランプは、点灯姿勢により最冷部温度が変わりハロゲン化物の蒸気圧が変化して効率や色温度などの発光特性や電気特性も変動するが上記請求項１ないし４に記載の構成とすることにより、ランプの相関色温度変動を５００Ｋ以下に抑制できる。
【００５８】
この相関色温度変動を５００Ｋ以下に規制した理由は、５００Ｋを超える温度差は視感によっても明暗差が分かることによる。
【００５９】
ランプの定格電力を１０〜１０００Ｗとした理由は、従来ランプでは点灯方向が限られるが、本発明の構成とすることにより点灯方向を制限することなく発光特性が高められる。また、定格電力が１０〜１０００Ｗとは、定格が１０〜１０００Ｗ級のランプのことで、±の裕度を有する。
【００６０】
請求項６の発明の照明装置は、照明装置本体と、この照明装置本体に設けられた請求項１ないし５のいずれか一に記載の高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを点灯させる点灯回路手段とを具備していることを特徴としている。
【００６１】
照明装置本体とは、上記照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路手段を除いた残余の部分をいう。また、この高圧放電ランプの点灯回路手段は問はないが、たとえば点灯周波数が１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの矩形波で点灯することができる。この場合に１００Ｈｚ未満の周波数の点灯では、点灯時にアークに揺らぎが発生する。また、１ｋＨｚを超える周波数の点灯では、音響共鳴現象によるアークの揺れが発生するとともに点灯経過に伴う光束の低下、すなわち光束維持率の低下が大きい。
【００６２】
また、この場合、２次開放電圧が１５０〜４００Ｖで点灯され、１５０Ｖ未満の始動ではでは、グロー放電からアーク放電に移行できないという不具合があり、４００Ｖを超える点灯では電極への印加電圧が高すぎるため発光管に黒化を生じるという不具合がある。
【００６３】
なお、本発明において、照明装置は、高圧放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念である。たとえば、電球形高圧放電ランプ装置、照明器具、移動体用前照灯、光ファイバー用光源装置、画像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用することができる。
【発明の効果】
【００６４】
請求項１ないし５の発明によれば、発光金属をＮａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｔｍのハロゲン化物を主成分として所定量封入したことにより、電力、効率、相関色温度、平均演色評価数（演色性）や寿命などの種々の発光特性や電気特性が、ランプの点灯姿勢にかかわらず変化量が小さく安定した白色発光をなすメタルハライドランプなどの高圧放電ランプを提供することができた。
【００６５】
因みに、上記実施例のランプでは、垂直点灯時から水平点灯時との間（傾斜点灯を含む）における最大変化量は、垂直（ＢＵ）点灯時を基準としたときに電力が±１５％以内、効率が±１５％以内、平均演色評価数が１０ポイント未満、色度偏差（ｄｕｖ．）が０．０１５０未満と、従来ランプに比べ特性変化量を縮減できた。
【００６６】
したがって、点灯姿勢によるランプの制約を緩和することができ、同一品種ランプによる用途拡大がはかれ、ランプ品種を減らすことが可能となって生産性を向上することができた。
【００６７】
また、請求項６の発明によれば、上記請求項１ないし５のいずれか一に記載の高圧放電ランプを備えているので、諸発光特性や電気特性に優れた照明器具などの照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す概略正面図、図２は図１中の発光管部分を示す拡大縦断正面図である。
【００６９】
図において、高圧放電ランプＬ１は、発光管１Ａ、この発光管１Ａを囲繞する中管３、この発光管１Ａと中管３を支持するとともに給電をなす一対の給電部材４Ａ，４Ｂを内部に収容した外管５およびこの外管５の端部に設けられた口金６を主体として構成されている。
【００７０】
発光管１Ａは、略球状をなしている膨出部１１の両端に連続的な曲面によって繋った小径筒状部１２ａ，１２ｂを一体成形した透光性セラミックスからなる放電容器１を備え、この放電容器１の小径筒状部１２ａ，１２ｂの先端内を貫通して、電極構体２Ａ，２Ｂに接続したＮｂからなる線状の導入導体２３ａ，２３ｂがガラス接着剤１３，１３により気密に封止られた上下対称構造をしている。
【００７１】
また、上記各電極構体２Ａ，２Ｂは、小径筒状部１２ａ，１２ｂ内に位置して上記導入導体２３ａ，２３ｂにモリブデン線を巻回したコイル状部２５ａ，２５ｂを介し互いに突合せ溶接し、先端側を膨出部１１に臨ませたタングステン線からなる電極軸２１およびこの電極軸２１の先端にタングステン細線を巻装したコイル状電極２２から構成されている。
【００７２】
なお、このとき小径筒状部１２ａ，１２ｂ内を貫通する電極軸２１と小径筒状部１２ａ，１２ｂ内壁面との隙間は０．１ｍｍ以下となっていて、隙間が大きい場合は、電極軸２１にモリブデンなどの細線からなるコイルを巻装して隙間を小さくしてもよく、このコイルの外側面が小径筒状部１２ａ，１２ｂの内面と接触していてもよい。また、上記電極軸２１の先端のコイル状電極２２は必須のものではなく、電極軸２１の先端が電極作用を行うものであってもよい。
【００７３】
また、この発光管１Ａの放電容器１内には、放電媒体としてアルゴンなどを含む始動および緩衝ガスならびに発光金属としての金属ハロゲン化物と水銀とが封入されている。
【００７４】
この金属ハロゲン化物は、よう化ナトリウムＮａＩ、よう化タリウムＴｌＩ、よう化インジウムＩｎＩおよびよう化ツリウムＴｍＩ3 を、たとえば重量比（wt％）で３０：１５：５：５０で形成したものである。
【００７５】
また、外管５は石英ガラスなどで形成された一端（図において上側）側が閉塞されたＢＴ形をなし、他端（下部）側の開口部から上記発光管１Ａを保持したマウントを入れ、この開口部をバーナで加熱しマウントのステム４ｓを溶着して閉塞した封止部５１が形成してある。また、外管５内は封止部５１形成後に排気管（図示しない。）を介し排気された真空雰囲気あるいは窒素Ｎ2 やアルゴンＡｒなどが封入された希ガス雰囲気にしてある。
【００７６】
一対の給電部材４Ａ，４Ｂは、上記マウントのステム４ｓに気密封着された封着線から延出した内部リード線４１ａ，４１ｂの一端側に接続され外管５内に延在するモリブデン線（棒状や板材）などからなる給電線４２ａ，４２ｂ部分と、他端側に接続され外管５外に延在するモリブデン線などからなる外部リード（図示しない。）部分と、この一方の給電線４２ａに設けられた上記発光管１Ａや中管３の支持部材４３ａ，４３ｂとで構成されている。
【００７７】
上記一方の給電線４２ａは略Ｖ字形に形成した先端側が離間して並行するよう折曲され、延伸したその先端部がＢＴ形をなす外管５の頂部内壁と弾性的に当接するよう配設されている。また、この並行する給電線４２ａの中間部には金属板やセラミックス板などを円盤状や帯状などに成形した、ここでは円盤状の支持部材４３ａ，４３ｂが間隔を隔て直接に溶接などの手段で接続したり、固定部材４４，…を介し取り着けられ、給電線４２ａ、４２ａ間を強固に保持した構成をなしている。
【００７８】
そして、発光管１Ａは放電容器１の小径筒状部１２ａ，１２ｂが、離間した円盤状の支持部材４３ａ，４３ｂの中央に形成した透孔内に挿入して支持されるとともに支持部材４３ａ，４３ｂ間に中管３がこの発光管１Ａを囲繞した状態で固定部材４４，…などを介し配設固定されている。
【００７９】
また、一方の給電線４２ａに接続した支持部材４３ａと導入導体２３ａとが導電線４５を介し接続してあり、また、略Ｌ字形に折曲げ延伸した他方の給電線４２ｂは先端部に接続した導電線４６を介し導入導体２３ｂと接続してある。
【００８０】
したがって、この給電部材４Ａ，４Ｂの外管５内に延在する給電線４２ａ，４２ｂ部分は、発光管１Ａ両端の導入導体２３ａ，２３ｂと電気的に接続して給電を行うとともに発光管１Ａを管軸に沿って配設保持している。
【００８１】
そして、この外管５の封止部５１には、品種や用途に応じて口金６が被冠して設けられるとともに口金６の端子部に外部リード線が接続され放電ランプＬ１が完成する。
【００８２】
この放電ランプＬ１は、口金６部がソケットに装着され、図示しない１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの矩形波点灯回路装置から通電されると、口金６、給電部材４Ａ，４Ｂを介し発光管１Ａの導入導体２３ａ，２３ｂを経て電極構体２Ａ，２Ｂに電圧が印加され先端のコイル状電極２２，２２間で放電を生起し、安定した点灯が行える。
【００８３】
そして、このメタルハライドランプＬ１は、封入した金属ハロゲン化物がＮａＩ、ＴｌＩ、ＩｎＩおよびＴｍＩ3 であって、ＮａＩは主として赤色領域に、ＴｌＩは主として緑色領域に、ＩｎＩは主として青色領域に、ＴｍＩ3 は主として青緑色領域に放射スペクトルを有し、発光効率が９０〜１３０Ｌｍ／Ｗ、相関色温度が３５００〜５０００Ｋ、平均演色評価数（Ｒａ）が７５〜９０と発光効率を低下させることなく、演色性を高め、かつ、白色の放射光を発するなど種々の発光特性において優れた値を示す品質の高い高圧放電ランプＬ１である。
【００８４】
なお、本発明者等が確認したところ、上記発光金属のうちＴｍＩ3 に対するＩｎＩの重量比率ＩｎＩ／ＴｍＩ3 を０〜０．１５と規制することにより、発光効率を低下させることなく、演色性を高め、かつ、白色の放射光を発する高圧放電ランプＬ１を提供できることが分かった。
【００８５】
また、上記ＴｍＩ3 に対するＩｎＩの重量比率ＩｎＩ／ＴｍＩ3 を規制するとともに、ＴｌＩ3 に対するＩｎＩの重量比率ＩｎＩ／ＴｌＩ3 を０．０５〜０．５とすることによって、色度座標における黒体放射軌跡（ＢＢＬ）に極めて近い座標に位置する赤、緑、青色のバランスのとれた優れた白色光を放射する高圧放電ランプＬ１を提供できることが分った。
【００８６】
上記実施の形態の高圧放電ランプＬ１では、発光管１Ａが略球状をなした膨出部１１の両端に連続的な曲面によって繋った小径筒状部１２ａ（１２ｂ）を一体成形した図３（ａ）に示す構造の放電容器１であったが、発光管を形成する放電容器１は、図３（ｂ），（ｃ）に示すような小径筒状部１２ａ（１２ｂ）を一体的に形成した構造であってもよい。
【００８７】
図３（ａ）〜（ｃ）は、諸種構造をした発光管の一端部側（他端部側も対称構造であるので省略する。）を示す模式的な縦断正面図で、図中図２と同一部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８８】
この図３（ｂ），（ｃ）に示す発光管１Ｂ，１Ｃは、膨出部１１と小径筒状部１２ａ（１２ｂ）とが透光性セラミックス材料で別体成形され、膨出部１１両端の開口部１１ａ内に小径筒状部１２ａ（１２ｂ）が介挿されガラス接着剤１４により気密に封止られた、通常、焼き嵌め方式と呼ばれる封止がなされている。なお、この図（ｂ）と（ｃ）との相違点は小径筒状部１２ａ（１２ｂ）の封止位置が異なっている。
【００８９】
以下に、本発明の実施例を比較例（従来）とともに説明する。
【実施例１】
【００９０】
図１および図２と同構成の高圧放電ランプであって、実施例１は発光管１Ａが図３（ａ）に示すものと同構造の一体成形方式の放電容器１である。
【実施例２】
【００９１】
実施例２は発光管１Ａが図３（ｂ）に示すものと同構成の焼き嵌め方式の放電容器１を備えており、以下の仕様でランプを試作し諸特性について測定した。
【００９２】
ランプは定格電力が２５０Ｗ、定格寿命が１２０００時間、発光管１Ａが透光性アルミナセラミックス製で、全長約６０ｍｍ、膨出部１１の外径約１６．６ｍｍ、内径約１４．０ｍｍで内容積約１．５ｃｃ、小径筒状部１２ａ，１２ｂの外径約３．０ｍｍ、内径約１．２ｍｍ、全長Ａ約２０ｍｍで、この発光管１Ａの容器１は中管６でほぼ全体を囲ってある。
【００９３】
電極構体２Ａ，２Ｂは、タングステンからなる電極軸２１の外径約０．６ｍｍ、長さ約８ｍｍで、コイル状電極２２は外径約０．２ｍｍのタングステン線を密ピッチで約３ターン巻回され、両者の電極間距離約１５ｍｍである。
【００９４】
導入導体２３ａ，２３ｂは、Ｎｂから形成され、外径が約０．９ｍｍ、長さが約１２ｍｍ、モリブデン線を巻回したコイル状部２５ａ，２５ｂは、外径が約０．９ｍｍ、長さが約１２ｍｍである。
【００９５】
放電媒体としては、始動および緩衝ガスとしてアルゴンを約５３ｋＰａと、ＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ−ＴｍＩ3 のハロゲン化物が約３０wt％−約１５wt％−約５wt％−約５０wt％の割合で約１０ｍｇおよび水銀Ｈｇ約１３ｍｇとが封入してある。
【００９６】
また、外管５は硬質ガラスからなるＢＴ形で、最大部外径約１１６ｍｍ、最大部内径約１１４ｍｍ（肉厚約１．０ｍｍ）、全長約２５０ｍｍ（口金６を含む全長は約２５０ｍｍ）である。
【００９７】
また、上記放電ランプＬ１（実施例１，２）の比較用として、ハロゲン化物を除く定格、寸法や材料など他の構成を同じとした放電ランプを試作した。表１において、比較例１は上述した特許文献１に係わると同様な金属ハロゲン化物で、よう化ナトリウムＮａＩ−よう化タリウムＴｌＩ−よう化ディスプロシウムＤｙＩ3 を約３０wt％−約１５wt％−約５５wt％の割合で封入したランプ、また、比較例２は公知のランプが用いているハロゲン化物で、よう化ナトリウムＮａＩ−よう化タリウムＴｌＩ−よう化セリウムＣｅＩ3 を約３０wt％−約１５wt％−約５５wt％の割合で封入したランプ、また、比較例３はよう化ナトリウムＮａＩ−よう化タリウムＴｌＩ−よう化ツリウムＴｍＩ3 を約３０wt％−約１５wt％−約５５wt％の割合で封入したランプ、比較例４はよう化ナトリウムＮａＩ−よう化タリウムＴｌＩ−よう化ディスプロシウムＤｙＩ3 −よう化ホロミウムＨｏＩ−よう化ツリウムＴｍＩ3 を約３０wt％−約１０wt％−約２０wt％−約２０wt％−約２０wt％の割合で封入したランプである。
【００９８】
表１は上述および後述する本発明に関わる各種ランプを実施例１ないし実施例４とし、また、表２は上述および後述する比較用とした現行各種ランプを比較例１ないし４とした、各例毎に各１０本のランプの１００時間点灯後の垂直（ＢＵ）点灯時と水平（ＢＨ）点灯時との諸発光特性を測定した平均値である。
【表１】
2004288606.tif 000003
【表２】
2004288606.tif 000004
表１および表２から明らかなように、本発明の実施例１および実施例２のランプは、効率、相関色温度、色度偏差（ｄ．ｕ．ｖ）および平均演色評価数（演色性：Ｒａ）などの発光特性が目標とする範囲内に入り、また、寿命中の変化を含めて垂直（ＢＵ）点灯から傾斜点灯、水平（ＢＨ）点灯、傾斜点灯、垂直（ＢＤ）点灯などのどのような点灯方向においても発光特性の変化量が小さく、一般照明用として好適な白色光を放射できる。
【００９９】
これに対し、比較例１のＤｙＩ3 を封入したランプは、効率および平均演色評価数（演色性：Ｒａ）の値は高いが、この平均演色評価数（演色性：Ｒａ）が９０を超えると、発光分布の赤色領域で、ハロゲン化ナトリウムや希土類ハロゲン化物の発光が増え、比視感度曲線からのずれが大きくなり、結果として発光効率が低くなってしまうなどの不具合がある。
【０１００】
また、比較例２のＣｅＩ3 を封入したランプは、約１２０Ｌｍ／Ｗの高効率となるが、平均演色評価数（演色性：Ｒａ）が約７０と低いとともに色度偏差（ｄｕｖ．）が高くなることから、著しい緑色発光となり一般照明用ランプとしては不向きである。
【０１０１】
また、比較例３のＴｍＩ3 を封入したランプは、効率は向上し、比較例２に比較して、演色性は高くなるが緑色の発光となるために色度偏差（ｄｕｖ．）が黒体放射軌跡から大きく外れてしまう。そこで、比較例３のランプにＩｎＩを添加した実施例１や２のランプでは、発光色が緑色となることなく色度偏差（ｄｕｖ．）が改善されたランプとなった。
【０１０２】
さらに、比較例４のＤｙＩ3 、ＨｏＩ、ＴｍＩ3 を封入したランプは、演色性は高くなるが効率が低下し、また、色度偏差（ｄｕｖ．）が比較例２ほどは大きくないものの正の方向に推移している。しかし、寿命中に色度偏差（ｄｕｖ．）は負の方向に大きく移動することから人間の目には大きな色変化を伴い、違和感を感じる。
【０１０３】
なお、実施例１，２の定格電力２５０Ｗに比べて、電力が約１．４倍の定格電力４００Ｗの同種放電ランプを試作した。このランプの諸特性を実施例３としてある。また、表中には特に寿命についてのデータが記述されていないが、実施例も比較例もほぼ同等であったので省略してある。
【実施例３】
【０１０４】
実施例１と同型の定格電力が４００Ｗのランプについて試作し、諸特性について測定した。
【０１０５】
発光管１Ａは透光性アルミナセラミックス製で、全長約８０ｍｍ、膨出部１１の外径約２２ｍｍ、内径約２０ｍｍで内容積約４．０ｃｃ、小径筒状部１２ａ，１２ｂの外径約２．０ｍｍ、内径約１．６ｍｍである。
【０１０６】
電極構体２Ａ，２Ｂは、タングステンからなる電極軸２１の外径約１．０ｍｍ、長さ約８ｍｍで、コイル状電極２２は外径約０．３ｍｍのタングステン線を密ピッチで約３ターン巻回され、両者の電極間距離は約２０ｍｍである。
【０１０７】
導入導体２３ａ，２３ｂは、Ｎｂから形成され、外径が約１．５ｍｍ、長さが約１５ｍｍ、モリブデン線を巻回したコイル状部２５ａ，２５ｂは、外径が約１．４ｍｍ、長さが約１８ｍｍである。
【０１０８】
放電媒体としては、始動およびバッファガスとしてアルゴンを約５３ｋＰａと、ＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ−ＴｍＩ3 のハロゲン化物が約３０wt％−約１５wt％−約５wt％−約５０wt％の割合で約１５ｍｇおよび水銀Ｈｇ約３５ｍｇとが封入してある。
【０１０９】
また、外管５は石英ガラスからなるＢＴ形で、最大部外径約１１６ｍｍ、最大部内径約１１４ｍｍ（肉厚約１．０ｍｍ）、全長約３００ｍｍで、この発光管１Ａの容器１は中管６でほぼ全体を囲ってある。
【０１１０】
そして、この実施例３のランプにおいても表１中に示すように、効率、相関色温度、色度偏差（ｄｕｖ．）および平均演色評価数（演色性：Ｒａ）などの発光特性が目標とする範囲内に入り、一般照明用として好適な白色光を放射できた。
【０１１１】
また、本発明は、封入される金属ハロゲン化物がＮａＩ、ＴｌＩ、ＩｎＩおよびＴｍＩ3 であって、上記実施例１に対しＩｎＩが添加され上記物質のうちＴｍＩ3 に対するＩｎＩの重量比率ＩｎＩ／ＴｍＩ3 を５wt％／５０wt％＝０．１とするとともにＴｌＩに対するＩｎＩの重量比率ＩｎＩ／ＴｌＩを５wt％／１５wt％＝０．３３とすることによって、ランプの点灯方向による相関色温度を５００Ｋ以下と抑制することができた。
【０１１２】
すなわち、上記実施例１，２の効果のほか、放電ランプは点灯方向が垂直状態と水平状態とでは最冷部温度が変わり、ハロゲン化物の蒸気圧が変化して効率や色温度などの発光特性や電気特性も変わるが、本発明ではランプの色温度変動を５００Ｋ以下に抑制できた。
【実施例４】
【０１１３】
実施例３と同型の定格電力が４００Ｗのランプについて試作を行い諸特性について測定した。
【０１１４】
発光管１Ａ、電極２Ａ，２Ｂ、導入導体２３ａ，２３ｂおよび外管５の構造や寸法は上記実施例３と同じであるが、発光管１Ａ内に封入した放電媒体としての金属ハロゲン化物の組成が実施例１〜３とは異なっている。
【０１１５】
すなわち、この実施例４のランプＬ１は、ＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ−ＴｍＩ3 のハロゲン化物に、さらにＣｅまたはＰｒの少なくとも一種の、ここではＰｒＩ3 を含むハロゲン化物が封入されている。
【０１１６】
このＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ−ＴｍＩ3 −ＰｒＩ3 からなるハロゲン化物の重量割合は約２９wt％−約１０wt％−約２wt％−約４０wt％−約１９wt％の割合で約１５ｍｇが封入してある。
【０１１７】
そして、この実施例４のランプにおいても表１中に示すように、効率、相関色温度、色度偏差（ｄｕｖ．）および平均演色評価数（演色性：Ｒａ）などの発光特性が目標とする範囲内に入り、一般照明用として好適な白色光を放射できた。
【０１１８】
この実施例４のランプは、ＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ−ＴｍＩ3 のハロゲン化物に約１９wt％のＰｒＩ3 を添加してあり、ＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ−ＴｍＩ3 のみを封入したランプに比べて、さらに高い発光効率を得ることができた。
【０１１９】
なお、ハロゲン化物は上記ＰｒＩ3 に変えてＣｅＩ3 を添加してもあるいはＰｒＩ3 、ＣｅＩ3 の両者を合わせて２０wt％未満添加しても、上述したと同様な作用効果が得られた。
【０１２０】
そして、本発明に関わる上記実施例１〜４の高圧放電ランプＬ１は、図４に示すように、垂直（ＢＵ）点灯時と水平（ＢＨ）点灯時の色度をｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）上にプロットすると、全てのランプＬ１の色度偏差（ｄｕｖ．）が−０．００５０〜＋０．０１００の範囲に存在する。
【０１２１】
一般的にハロゲン化ナトリウムを封入したランプの場合は、点灯方向を垂直から水平方向に変化させると、発光管温度が上昇するためナトリウムの発光が広がり、相関色温度が低下して色度偏差（ｄｕｖ．）は負の方向に推移するが、本発明のランプＬ１は、ハロゲン化ツリウムとハロゲン化インジウムとを組合わせた効果よりその色度偏差（ｄｕｖ．）は−０．００５０〜＋０．０１００の範囲に存在する。
【０１２２】
また、表３は、上記実施例１〜４および比較例１〜４のランプの垂直（ＢＵ）点灯時と水平（ＢＨ）点灯時の相関色温度（ＣＣＴ（Ｋ））と色度偏差（ｄｕｖ．）を対比させたものである。また、図４は表１、２に基づき作成したグラフで、横軸に色度座標ｘを、縦軸に色度座標ｙを対比させた色度図である。
【０１２３】
図４中、○印は実施例、□印は比較例で数字はそれぞれの例番号、空白印は垂直（ＢＵ）点灯時、また、黒色印は水平（ＢＨ）点灯時の色度で同一ランプ間を直線で結んである。
【表３】
2004288606.tif 000005
この表１，２および図４から明らかなように本発明の実施例の高圧放電ランプは、相関色温度（ＣＣＴ）が３５００〜５０００Ｋで、色度偏差（ｄｕｖ．）が、−０．００５０〜＋０．０１０の範囲内にあり、点灯方向による偏差の小さい安定した色度などの色特性が得られる効果を奏する。これに対し、比較用とした高圧放電ランプは、色度偏差（ｄｕｖ．）が、−０．００５０〜＋０．０１０の範囲内にあるが、その色度偏差（ｄｕｖ．）が大きかった。
【０１２４】
また、発光管１Ａ内に封入する金属ハロゲン化物の量Ｍ（ｍｇ）と、発光管１Ａ端部の少なくとも一方の小径筒状部１２ａ，１２ｂ内の空間体積Ｖ（ｍｍ3 ）との関係Ｍ／Ｖおよび管壁負荷（放電空間部分の単位内表面積（ｃｍ2 ）当たりのランプ電力（Ｗ））を規制することによって色特性の変化抑制の作用効果を奏することが分かった。
【０１２５】
すなわち、上記金属ハロゲン化物の封入量Ｍ（ｍｇ）と、発光管１Ａ端部の小径筒状部１２ａ，１２ｂ内の空間体積Ｖ（ｍｍ3 ）との関係Ｍ／Ｖは、小径筒状部１２ａ，１２ｂ内の空間（小径筒状部１２ａ，１２ｂと導入導体２３ａ，２３ｂとの隙間）内への金属ハロゲン化物の充填率が等価的に置換え示されたもので、Ｍ／Ｖの値が小さいということは、金属ハロゲン化物の封入量Ｍが少ないか、小径筒状部１２ａ，１２ｂ内の空間体積Ｖが大きいということで、空間に対する金属ハロゲン化物が少なく金属ハロゲン化物の移動が起こり易く最冷部温度が大きく変化し、それに伴ってランプの色特性変化も大きくなるなどの不具合を生じる虞があり、Ｍ／Ｖ値の最低は０．２程度である。
【０１２６】
また、Ｍ／Ｖの値が逆に大きいということは、金属ハロゲン化物の封入量Ｍが多すぎるか、小径筒状部１２ａ，１２ｂ内の空間体積Ｖが小さいということで、空間に対する金属ハロゲン化物の封入量Ｍが多い場合は、Ｈ2 Ｏなどの不純物の持込み量が大きくなることから始動電圧が高くなったり容器に黒化を招き光束を早期に低下するなどの不具合があり、Ｍ／Ｖの値はばらつきなどを考慮すると０．２〜５．０程度の範囲が好ましかった。
【０１２７】
また、管壁負荷（放電空間部分の単位内表面積（ｃｍ2 ）当たりのランプ電力（Ｗ））については、１２〜３５Ｗ／ｃｍ2 程度の範囲で上記のような結果が得られた。
【０１２８】
したがって、金属ハロゲン化物の封入量Ｍ（ｍｇ）と、少なくとも一方の小径筒状部内の空間体積Ｖ（ｍｍ3 ）との関係Ｍ／Ｖが０．２以上で、かつ、管壁負荷（ｃｍ2 ）当たりのランプ電力（Ｗ）を１２〜３５Ｗ／ｃｍ2 とすることによって、上記の作用効果を奏する。
【０１２９】
また、図示構成の発光管１Ａ端部に小径筒状部１２ａ，１２ｂを備えた高圧放電ランプＬ１は、ランプ点灯時に、小径筒状部１２ａ，１２ｂの放電空間側に臨む内端から小径筒状部１２ａ，１２ｂ全長の１／２の範囲内に金属ハロゲン化物が存在していると満足のいく発光特性が得られることが分かった。
【０１３０】
すなわち、ランプＬ１の点灯方向が変わると金属ハロゲン化物が移動して、最冷部温度が変化し相関色温度および平均演色評価数などの色特性に影響を及ぼすが、発光管１Ａ端部の小径筒状部１２ａ，１２ｂの放電空間側に臨む内端側から小径筒状部１２ａ，１２ｂ全長の１／２の範囲内に液相の金属ハロゲン化物の存在が確認できれば、ランプＬ１点灯時に点灯方向を問わず安定した色特性を呈する。
【０１３１】
しかも、この金属ハロゲン化物の存在は遮光体などを介し視感で判別で容易に確認ができる。なお、この小径筒状部１２ａ，１２ｂ内に金属ハロゲン化物が見当らないということは、封入量が不足していることを示し、所望の発光特性が得られない場合がある。
【０１３２】
なお、上記図３（ａ）〜（ｃ）に示す構造の発光管１Ａ〜１Ｃの場合の、小径筒状部１２ａ（１２ｂ）の放電容器１側に臨む内端から１／２の範囲とは、小径筒状部１２ａ（１２ｂ）の全長Ａを２等分したＡ／２を指し、この小径筒状部１２ａ（１２ｂ）のＡ／２内に金属ハロゲン化物の存在が認められればよい。
【０１３３】
図５および６は、本発明に関わる上記実施例１のランプＬ１と、従来の比較例３のランプとを用い、垂直（ＢＵ）点灯５．５時間−消灯０．５時間のサイクルを繰り返し、寿命経過に伴う相関色温度（Ｋ）の変化（図６）および色度偏差（ｄｕｖ．）の変化（図７）を測定したグラフである。
【０１３４】
図５は、横軸に寿命（時間）が、縦軸に相関色温度（Ｋ）が対比してあり、また、図６は、横軸に寿命（時間）が、縦軸に色度偏差（ｄｕｖ．）が対比してある。
【０１３５】
図から明らかなように、色温度（Ｋ）の変化は、本発明に関わる実施例１のランプＬ１が、比較例３のランプに対し寿命中に亘り約２００Ｋ程度低いがほぼ同じ維持特性を示した。
【０１３６】
また、色度偏差（ｄｕｖ．）は本発明に関わる実施例１のランプＬ１が、寿命経過に伴っても色度偏差が小さいのに対して、比較例３のランプは寿命経過とともに色度偏差が大きく変化し、本発明に関わる実施例１のランプＬ１は相関色温度および色度偏差などの色特性に優れていることが確認できた。
【０１３７】
図７および図８は本発明の高圧放電ランプＬ２，Ｌ３の他の実施の形態を示す正面図で、図中上述した図１および図２に示す放電ランプＬ１と同一部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１３８】
図７に示す高圧放電ランプＬ２は、ランプ定格電力が２８０〜４４０Ｗたとえば４００Ｗで、図２に示す発光管１Ａを収容する外管５がＢＴ形をなし、図１と同様に一端側の封止部（図示しない。）にマウントのステム４ｓが封止され、発光管１Ａはこのステム４ｓに設けられた一対の給電部材４Ａ，４Ｂの給電線４２ａ，４２ｂに接続支持されている。
【０１３９】
さらに詳述すると上記外管５は、熱膨張係数が３５×１０-7／℃〜６０×１０-7／℃程度で、歪み点が５００℃以下の硬質ガラスからなる最大外径が約６５ｍｍ、全長が約２５０ｍｍに形成され、内部に図２と同形の透光性セラミックス製の最大外径が約２２ｍｍ、全長が約８０ｍｍの放電容器１を有する発光管１Ａが収容されている。なお、発光管１Ａを囲繞して設けられた中管３は必須のものではないが、設ける場合は発光管１Ａの外面より２ｍｍ以上の間隙を隔て配設するのが好ましい。
【０１４０】
本発明は、このように外管５形状が変わった構造の場合でも、諸発光特性は上記実施の形態のランプＬ１と同等で同様な作用効果を呈する。また、この実施例のランプＬ２は所望の発光特性が得られる他、器具内点灯において外管５の表面温度を低下でき、ランプＬ２自体およびこのランプＬ２を収容する照明器具などのコンパクト化がはかれる利点がある。
【０１４１】
また、図８に示す高圧放電ランプＬ３は、図２に示す発光管１Ａを収容する外管５が石英ガラスからなるＴ（直管）形をなし、両端に発光管１Ａから導出した導入導体２３ａ，２３ｂと接続したモリブデン箔５２，５２が気密封止された圧潰封止部５１，５１を備えた構造をなし、諸発光特性は上記実施の形態のランプＬ１と同様な作用効果を呈する。
【０１４２】
図９は、たとえば上記高圧放電ランプＬ１が用いられた本発明に係わる照明装置８を示す一部断面正面図である。この照明装置８は天井９１に埋め込み設置される埋込形照明装置で、天井９１側に取り付けられる器具（装置）本体９２を有し、この器具（装置）本体９２内に設けられたソケット９３に上記高圧放電ランプＬ１の口金６が装着される。また、この器具（装置）本体９２内にはランプＬ１の放射光を下方に反射させる反射鏡９４が配設され、この反射鏡９４の開口側を覆ってガラスなどからなるカバー部材やレンズなどからなる制光体９５が配設されている。
【０１４３】
そして、上記高圧放電ランプＬ１は、器具（装置）本体９２やあるいはこの本体９２とは別置された安定器などを有する点灯装置と電気的に接続され、この点灯装置からの給電により点灯することができる。
【０１４４】
なお、本発明は上記実施の形態に限らず、たとえばランプ電力が１０〜１０００Ｗ級の放電ランプにおいて、上記実施の形態と同様な作用効果が得られた。また、上記実施の形態では発光管１Ａ〜１Ｃ端部の閉塞構造を上記図３（ａ）〜（ｃ）に示したが、図３の接着剤を用いた形態に限らず、図示しないがキャップ状物や栓状体で閉塞したり焼き絞りなどの方式で閉塞してあってもよい。
【０１４５】
また、ハロゲン化物のハロゲン元素としてよう素Ｉを用いたが、本発明は臭素Ｂｒ、塩素Ｃｌやフッ素Ｆなど他のハロゲン元素であっても良く、また、複数種のハロゲン元素からなるものであっても差支えない。
【０１４６】
また、照明装置も上記実施の形態に限らず、他の構造や用途をなすものであってもよく、点灯方式も矩形波点灯回路装置を用いるものに限らず、チョークコイル式やトランス式などの磁気励起式の安定器を用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の高圧放電ランプの実施形態を示す概略正面図である。
【図２】図１中の発光管部分を示す拡大断面正面図である。
【図３】図（ａ）〜（ｃ）は、諸種構造をした発光管の一端部側を模式的に示す縦断正面図である。
【図４】本発明の高圧放電ランプの点灯方向による色度を対比させたｘ−ｙ色度座標（ＣＩＥ  １９３１）のグラフで、横軸にｘ色度を、縦軸にｙ色度を対比させてある。
【図５】本発明に関わる上記実施例１のランプＬ１と、従来の比較例３のランプとを用い、点灯−消灯のサイクルを繰り返し、寿命経過に伴う相関色温度（Ｋ）の変化を測定したグラフである。
【図６】本発明に関わる上記実施例１のランプＬ１と、従来の比較例３のランプとを用い、点灯−消灯のサイクルを繰り返し、寿命経過に伴う色度偏差（ｄｕｖ．）の変化を測定したグラフである。
【図７】本発明の高圧放電ランプの他の実施形態を示す概略正面図である。
【図８】本発明の高圧放電ランプの他の実施形態を示す概略正面図である。
【図９】本発明の照明装置の実施形態を示す一部断面正面図である。
【符号の説明】
【０１４８】
Ｌ１〜Ｌ３：高圧放電ランプ（メタルハライドランプ）、
１Ａ〜１Ｄ：発光管、    １：放電容器、    １１：膨出部、    １２ａ，１２ｂ：小径筒状部、    ２Ａ，２Ｂ：電極構体、    ２３ａ，２３ｂ：導入導体、  ４Ａ，４Ｂ：給電部材、    ８：照明装置、    ８２：器具（装置）本体、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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