(57)【要約】  ランプは放電を支持する充填物を含んでおり、この充填物はハロゲン化セシウム、ハロゲン化インジウムとハロゲン化タリウムの１種、場合によりハロゲン化ガドリニウム、並びにハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ツリウム、及びハロゲン化ネオジムから選択される希土類ハロゲン化物成分を含んでいる。ジャケットなしで約２Ｗ／ｍｍ２を超えるアークウォールローディングで作動するとき、このランプは作動中７０００Ｋ〜１４０００Ｋの色温度及び少なくとも７０の演色評価指数を有し得る。【選択図】    図１
2010509733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器、
放電容器中に伸延する電極、及び
放電容器内に密封された放電を支持する充填物
を含んでなるランプであって、
前記充填物が、
水銀、
不活性ガス、並びに
ハロゲン化セシウム、
ハロゲン化インジウム及びハロゲン化タリウムの少なくとも１種、及び、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ネオジム及びハロゲン化ツリウムの少なくとも１種を含む希土類ハロゲン化物成分、及び
場合により、ハロゲン化ガドリニウム
を含んでなるハロゲン化物成分
を含んでなり、
ジャケットなしで少なくとも２ワット／ｍｍ２のアークウォールローディングで作動中ランプが７０００Ｋ〜１４０００Ｋの色温度及び少なくとも７０の演色評価指数（Ｒａ）を有する、前記ランプ。
【請求項２】
放電容器がジャケットをもたない、請求項１記載のランプ。
【請求項３】
ハロゲン化物成分がガドリニウムを含んでおり、次式を満足する、請求項１又は２に記載のランプ。
【数１】
2010509733.tif 000015
式中、Ｇｄ＝充填物中のハロゲン化ガドリニウムのモル数、
Ｙ＝Ｉｎ＋Ｔｌ、ここで、Ｉｎ＝充填物中のハロゲン化インジウムのモル数、Ｔｌ＝充填物中のハロゲン化タリウムのモル数、
ＰＡＲＣはアークウォールローディング（Ｗ／ｍｍ２）であり、
Σ＝充填物中の金属ハロゲン化物の総モル数、
Ｒ≧０．１ｍｍ２／Ｗ。
【請求項４】
以下の（ａ）〜（ｃ）の少なくとも１つを満たす、請求項３記載のランプ。
（ａ）Ｇｄ≧２Ｙ、Ｉｎ＞Ｔｌ、Ｒ＝０．１、
（ｂ）Ｇｄ≦１．８Ｙ、Ｉｎ＞Ｔｌ、Ｒ＝０．１５、
（ｃ）Ｇｄ≦２Ｙ、Ｉｎ＜Ｔｌ、Ｒ＝０．１５。
【請求項５】
Ｇｄ＝０及びＴｌ＝０の少なくとも１つを満たす、請求項４記載のランプ。
【請求項６】
ＰＡＲＣ≧３Ｗ／ｍｍ２である、請求項３記載のランプ。
【請求項７】
Ｒ≧０．１３ｍｍ２／Ｗである、請求項３記載のランプ。
【請求項８】
希土類ハロゲン化物成分がガドリニウム及びネオジムの少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項９】
希土類ハロゲン化物成分がジスプロシウム及びネオジムの少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項１０】
希土類ハロゲン化物成分がガドリニウム、ジスプロシウム、及びネオジムを含む、請求項９記載のランプ。
【請求項１１】
充填物が、
０．１２〜０．５μｍｏｌ／ｃｍ３のハロゲン化セシウム、
０．３０〜２．０μｍｏｌ／ｃｍ３のハロゲン化ガドリニウム、
合計０．１〜１．６μｍｏｌ／ｃｍ３のハロゲン化インジウム及びハロゲン化タリウムの少なくとも１種、
合計０．３〜１．５μｍｏｌ／ｃｍ３のジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムから選択される少なくとも１種の希土類ハロゲン化物、
合計で０．２μｍｏｌ／ｃｍ３未満の、セシウム、ガドリニウム、タリウム、インジウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、水銀、及びネオジム以外のハロゲン化物
を含んでなる、請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項１２】
作動中色温度が少なくとも７５００Ｋである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項１３】
作動中色温度が少なくとも９０００Ｋである、請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項１４】
充填物が実質的にタリウムを含まない、請求項１３記載のランプ。
【請求項１５】
充填物が、ジスプロシウム、セシウム、ガドリニウム、タリウム、インジウム、及びネオジムのハロゲン化物以外のハロゲン化物を１０モルパーセント未満含む、請求項１又は２記載のランプ。
【請求項１６】
次式を満たす、請求項１又は２記載のランプ。
【数２】
2010509733.tif 000016
式中、Ｒｅ＝ジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムのハロゲン化物、並びにこれらの組合せからなる群から選択される、充填物中の希土類ハロゲン化物のモル数、
Ｇｄ＝充填物中のハロゲン化ガドリニウムのモル数、
Ｉｎ＝充填物中のハロゲン化インジウムのモル数、
Ｔｌ＝充填物中のハロゲン化タリウムのモル数。
【請求項１７】
充填物中のハロゲン化物成分が以下のモル比を満たす、請求項１又は２記載のランプ。
【数３】
2010509733.tif 000017
ここで、Ｃｓ＝充填物中のハロゲン化セシウムのモル数。
【請求項１８】
放電容器、
放電容器中に伸延する電極、及び
放電容器内に密封された放電を支持する充填物
を含んでなるランプであって、
前記充填物が、
水銀、
不活性ガス、並びに
ハロゲン化セシウム、ハロゲン化ガドリニウム、ハロゲン化インジウム及びハロゲン化タリウムの少なくとも１種、及び、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ツリウム及びハロゲン化ネオジムから選択される少なくとも１種の希土類ハロゲン化物を含むハロゲン化物成分
を含んでなり、次式を満たす、前記ランプ。
【数４】
2010509733.tif 000018
式中、Ｒｅ＝ジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムのハロゲン化物、並びにこれらの組合せからなる群から選択される充填物中の希土類ハロゲン化物のモル数、
Ｇｄ＝充填物中のハロゲン化ガドリニウムのモル数、
Ｉｎ＝充填物中のハロゲン化インジウムのモル数、
Ｔｌ＝充填物中のハロゲン化タリウムのモル数。
【請求項１９】
充填物中のハロゲン化物成分が以下のモル比を満たす、請求項１８記載のランプ。
【数５】
2010509733.tif 000019
ここで、Ｃｓ＝充填物中のハロゲン化セシウムのモル数。
【請求項２０】
充填物が、
０．１２〜０．５μｍ／ｃｍ３のハロゲン化セシウム、
０．３０〜２．０μｍ／ｃｍ３のハロゲン化ガドリニウム、
合計０．１〜１．６μｍ／ｃｍ３の、インジウム及びハロゲン化タリウムの少なくとも１種、
合計０．３〜１．５μｍ／ｃｍ３の、ジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムのハロゲン化物から選択される少なくとも１種の希土類ハロゲン化物、並びに
合計で０．２μｍ／ｃｍ３未満の、セシウム、ガドリニウム、タリウム、インジウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、水銀及びネオジム以外のハロゲン化物
を含む、請求項１８記載のランプ。
【請求項２１】
充填物が、
０．１２〜０．２５μｍ／ｃｍ３のハロゲン化セシウム、
０．３μｍ／ｃｍ３未満のハロゲン化ガドリニウム、
合計で０．８〜４．５μｍ／ｃｍ３の、ハロゲン化インジウム及びハロゲン化タリウムの少なくとも１種、
合計で０．３０〜０．８μｍ／ｃｍ３の、ジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムのハロゲン化物から選択される少なくとも１種の希土類ハロゲン化物、
合計で０．２μｍ／ｃｍ３未満の、セシウム、ガドリニウム、タリウム、インジウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、水銀及びネオジム以外のハロゲン化物
を含む、請求項１８記載のランプ。
【請求項２２】
充填物が、セシウム、ガドリニウム、タリウム、インジウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、水銀、及びネオジムのハロゲン化物以外のハロゲン化物を１０モルパーセント未満含む、請求項１８記載のランプ。
【請求項２３】
請求項１記載のランプを作動させる方法であって、電気的出力をランプに供給して少なくとも２ワット／ｍｍ２のアークウォールローディングを提供することを含んでなり、それによりランプが７０００Ｋ〜１４０００Ｋの色温度及び少なくとも７０の演色評価指数（Ｒａ）を有する、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、高密度放電ランプ（ＨＩＤ）に関し、さらに特定的には、高い色温度及び高い演色評価指数を有するメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは通例、ガスの混合物で満たされ、かつ保護エンベロープにより包囲された石英、多結晶性アルミナ（ＰＣＡ）、又は単結晶アルミナ（サファイア）のアーク放電容器を有している。この充填物は、例えば、ナトリウム並びにスカンジウム、インジウム、ジスプロシウム、ネオジム、プラセオジム、及びセリウムなどの希土類元素のような発光性元素をハロゲン化物の形態で水銀と共に含み、また一般にクリプトン、アルゴン又はキセノンのような不活性ガスを含んでいる。メタルハライドランプは、例えば、米国特許第４６４７８１４号、同第５９２９５６３号、同第５９６５９８４号及び同第５２２０２４４号に開示されている。外側のジャケット又はエンベロープを有するこの種のランプは比較的に高い色温度で形成されているが、ジャケットのないアーク管（この場合、放電チャンバーが大気と直接接触する）は一般にずっと低い色温度を有する。
【０００３】
娯楽産業では、光の効率的な収集と集束（集光）を可能にして、Ｇｏｂｏｓの投射、色パターン、及びムービングライトのような多重効果を生じることができる輝かしいコンパクトな白色光源が望まれている。しかし、高いウォールローディング(high wall loading)における色温度は一般に低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４６４７８１４号
【特許文献２】米国特許第５９２９５６３号
【特許文献３】米国特許第５９６５９８４号
【特許文献４】米国特許第５２２０２４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ジャケットなしで、高い色温度、良好な演色、高いウォールローディングで作動することができるランプに対するニーズが残されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの局面において、ランプは放電容器を含んでいる。電極がその放電容器中に伸延している。放電を支持する充填物が放電容器内に密封されている。この充填物は、水銀、不活性ガス、並びに、ハロゲン化セシウム、ハロゲン化インジウムとハロゲン化タリウムの少なくとも１種、場合によりハロゲン化ガドリニウム、及びハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ツリウム、及びハロゲン化ネオジムの少なくとも１種を含む希土類ハロゲン化物成分を含むハロゲン化物成分を含んでいる。このランプは、ジャケットなしで少なくとも２ワット／ｍｍ２のアークウォールローディングで作動中、７０００Ｋ〜１４０００Ｋの色温度と少なくとも７０の演色評価指数（Ｒａ）を有する。
【０００７】
別の局面において、ランプは放電容器を含んでいる。電極がその放電容器中に伸延している。放電を支持する充填物が放電容器内に密封されている。この充填物は水銀、不活性ガス、及びハロゲン化物成分を含んでいる。このハロゲン化物成分は、ハロゲン化セシウム、ハロゲン化インジウムとハロゲン化タリウムの少なくとも１種、ハロゲン化ガドリニウム、並びに、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ツリウム、及びハロゲン化ネオジムから選択される少なくとも１種の希土類ハロゲン化物を含んでおり、またこの充填物は次式を満たす。
【０００８】
【数１】
2010509733.tif 000003
式中、Ｒｅ＝充填物中のジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムのハロゲン化物、並びにこれらの組合せからなる群から選択される希土類ハロゲン化物のモル数、Ｇｄ＝充填物中のハロゲン化ガドリニウムのモル数、Ｉｎ＝充填物中のハロゲン化インジウムのモル数、Ｔｌ＝充填物中のハロゲン化タリウムのモル数である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、代表的な実施形態によるランプの概略断面図である。
【図２】図２は、図１のランプの放電容器の拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
代表的な実施形態の局面は、水銀、キセノン又はアルゴンのような希ガス、並びにセシウムのハロゲン化物、インジウムとタリウムの少なくとも１種のハロゲン化物、並びにガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、及びネオジムからなる群から選択される希土類のハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物（ＲｅＸ）成分からなる放電を支持する充填物を収容する放電容器を含むランプに関する。一般に、ガドリニウムとネオジムの少なくとも１種が充填物中に存在する。１つの実施形態において、下記式１が満たされるように充填物の組成を調整することによって、代表的なランプは、外側ジャケットをもたないコンパクトな放電容器で、相関色温度（ＣＣＴ）が少なくとも約７０００Ｋ、演色評価指数が少なくとも６５、効率が少なくとも５５ルーメン／ワット（ｌｍ／Ｗ）であることができる。ここで、放電容器の外面は自由（大気）空気と接触している。
【００１１】
【数２】
2010509733.tif 000004
式中、Ｇｄ＝充填物中のハロゲン化ガドリニウムのモル数、Ｙ＝Ｉｎ＋Ｔｌ、ここでＩｎ＝充填物中のハロゲン化インジウムのモル数、Ｔｌ＝充填物中のハロゲン化タリウムのモル数であり、ＰARCはＷ／ｍｍ２単位のアークウォールローディングであり、Σ＝充填物中の金属ハロゲン化物の総モル数、Ｒ≧０．１ｍｍ２／Ｗである。かかるランプは、これらの有利な特性を保持しながら、極めて高いアークウォールローディング、例えば２Ｗ／ｍｍ２より高いアークウォールローディングで作動することができる。
【００１２】
１つの実施形態において、Ｇｄのモル数がＩｎとＴｌの総モル数を超え（例えば、Ｇｄ＝２Ｙ、又はＹ＝０）、かつＩｎのモル数がＴｌのモル数を超える（例えば、Ｉｎ＝Ｔｌ、又はＴｌ＝０）場合、式１のＲの値は０．１０以上、例えば少なくとも０．１２になり得る。これは、例えば、式１が満たされ、かつタリウムが存在しないであり得る。
【００１３】
別の実施形態において、Ｇｄのモル数がＩｎとＴｌの総モル数を超え（例えば、Ｇｄ＝２Ｙ、又はＹ＝０）、かつＴｌのモル数がＩｎのモル数を超える（例えば、Ｔｌ＝Ｉｎ、又はＩｎ＝０）場合、式１のＲの値は０．１５以上、例えば少なくとも０．１８であり得る。これは、例えば、インジウムが存在する場合であり得る。
【００１４】
別の実施形態において、Ｇｄのモル数がＩｎとＴｌの総モル数未満であり（例えば、Ｙ＝１．８Ｇｄ、又はＧｄ＝０）、かつＩｎのモル数がＴｌのモル数を超える場合（例えば、Ｉｎ＝２Ｔｌ、又はＴｌ＝０）、式１のＲの値は０．１５以上であり得る。これは、例えば、式１が満たされ、ガドリニウムもタリウムも存在せず、かつＲが約０．１５〜０．２２である場合であり得る。
【００１５】
１つの実施形態において、充填物は以下のモル比を満たす。
【００１６】
【数３】
2010509733.tif 000005
ここで、Ｒｅ＝ジスプロシウム、ネオジム、ホルミウム、及びツリウムのハロゲン化物、並びにこれらの組合せからなる群から選択される充填物中の希土類ハロゲン化物のモル数、Ｇｄ＝充填物中のハロゲン化ガドリニウムのモル数、Ｉｎ＝充填物中のハロゲン化インジウムのモル数、Ｔｌ＝充填物中のハロゲン化タリウムのモル数である。
【００１７】
１つの具体的な実施形態において、充填物は以下のモル比を満足する。
【００１８】
【数４】
2010509733.tif 000006
別の具体的な実施形態において、充填物はさらに以下のモル比を満足する。
【００１９】
【数５】
2010509733.tif 000007
ここで、Ｃｓ＝充填物中のハロゲン化セシウムのモル数である。
【００２０】
ガドリニウムをかなりの量で含み、式２を満足するランプの代表的な充填物を次に挙げる。
【００２１】
【表１】
2010509733.tif 000008
この例で、ジスプロシウム、ホルミウム及びツリウムのハロゲン化物の総濃度は０〜約０．８、例えば、少なくとも０．２μｍｏｌ／ｃｍ３の範囲でよい。ハロゲン化ネオジムは０〜約１．０μｍｏｌ／ｃｍ３、例えば、少なくとも０．１５μｍｏｌ／ｃｍ３の範囲でよい。ハロゲン化水銀は０〜約１．０ｕｍｏｌ．ｃｃ、例えば、約０．６ｕｍｏｌ／ｃｃの範囲でよい。
【００２２】
式２を満足し、充填物中にハロゲン化ガドリニウムを殆ど又は全く含まないランプの別の代表的な充填物を次に挙げる。
【００２３】
【表２】
2010509733.tif 000009
この実施形態で、存在する場合ハロゲン化ジスプロシウムは、０．２〜０．４μｍｏｌ／ｃｍ３の範囲であり得る。存在する場合ハロゲン化ネオジムは０．１〜０．５μｍｏｌ／ｃｍ３の範囲であり得る。
【００２４】
アークウォールローディングＰARCは、電極間で測定したときの放電容器の内部の単位面積当たりのランプ出力であり、すなわち次式で表される。
【００２５】
【数６】
2010509733.tif 000010
ここで、ＰＬＡＭＰはランプ出力（ワット）であり、ｒＬＡＭＰは放電容器の半径であり、ａｒｃＧＡＰは電極間の距離である。ｒＬＡＭＰとａｒｃＧＡＰをｍｍで表すと、ＰＡＲＣはＷ／ｍｍ２で表される。ＰＡＲＣは少なくとも２Ｗ／ｍｍ２、例えば、約３Ｗ／ｍｍ２以上でよい。アークウォールローディングは少なくとも３．２Ｗ／ｍｍ２でよく、幾つかの実施形態では、約５Ｗ／ｍｍ２まで、又はそれ以上であり得る。１つの具体的な実施形態において、ＰＡＲＣは約４．５未満である。アークウォールローディングの計算について、放電容器は電極間で湾曲していることがあるが、（平均のｒ値に対応するｒ値を有する）円柱としてアークウォールローディングの計算をすることができる。
【００２６】
１つの実施形態において、ランプは５ｃｍ３未満、例えば約３ｃｍ３以下の内容積を有するコンパクトなランプである。
【００２７】
相関色温度（ＣＣＴ）は、黒体輻射の色度（色）が光源の色度と最も良く合うときのその黒体輻射のケルビン温度（Ｋ）で表される絶対温度として定義される。ＣＣＴは国際照明委員会（ＣＩＥ）１９６０色空間の色座標（μ、ν）の位置から評価することができる。この温度が上昇すると、色の見えは黄色から青色にシフトする。この点からいって、ＣＣＴ等級は光源がいかに「暖かい」か又は「冷たい」かの指標である。この数が大きければ大きいほど、それだけランプは冷たい。この数が小さければ小さいほど、それだけランプは暖かい。ＣＣＴは、幾つかの実施形態において少なくとも９０００Ｋ又は１００００Ｋであることができ、約１４０００Ｋまでであることができる。この温度より高いと、光は過度に青みがかった色合いを有する可能性があり、これは多くの用途にとって望ましくない。
【００２８】
ランプの効率は、光束を総放射フラックスで割った値であり、ルーメン／ワットの単位で表される。これは、ランプに供給されるエネルギーがどの程度可視光に変換されるかの尺度である。この効率は、幾つかの実施形態において少なくとも８０ｌｍ／Ｗであることができ、約９０ｌｍ／Ｗまで、又はそれ以上であることができる。
【００２９】
演色評価指数（ＣＲＩ）は、標準に対して個々の色を示すランプの能力の指標である。この値は、ランプのスペクトル分布を同じ色温度の標準（通例黒体）と比較して導かれる。標準色タイルに照射するのに使用される場合、光源の演色を定義する１４の特有の演色指数（Ｒｉ、ここで、ｉ＝１〜１４）がある。一般的な演色評価指数（Ｒａ）は、スケール０〜１００上に表される最初の８つの特有の演色指数（不飽和色に対応する）の平均である。特に断らない限り、本明細書中で演色はＲａによって表される。演色評価指数は少なくとも６５であることができ、幾つかの実施形態においては少なくとも７０、特定の実施形態においては少なくとも７５であることができる。幾つかの実施形態において、演色評価指数は約９０まで、又はそれ以上、他の実施形態においては約８５までであり得る。
【００３０】
電極間の単位壁面積（ｍｍ２）当たり、アーク出力の１ワットにつき、ガドリニウム＋インジウム及びタリウムの、充填物中の金属ハロゲン化物の総モル数に対する最小モル比を表すＲの値は少なくとも０．１Ｗ／ｍｍ２、例えば少なくとも０．１５であることができ、幾つかの実施形態においては少なくとも０．２０、又は少なくとも０．２５であることができる。Ｒは約０．５０以下までであることができ、幾つかの実施形態においては０．３０未満であることができる。
【００３１】
代表的なランプは高いＣＣＴとＲａをもっている。小さいアークギャップ及び透明な放電容器と組み合わせた本充填物により、慣用のランプより良好な演色、より高い輝度、より良好な光制御、及びより均一なビームを提供することによって、系の性能が改良される。少なくとも９０００Ｋといった高いＣＣＴは、匹敵する出力又はルーメン出力を有するより低いＣＣＴのランプより白色で、かつより輝かしく感知される。このため、このランプは、ムービィングヘッドライトのような娯楽用照明として望ましい。
【００３２】
図１と２を参照して、上記特性を提供する代表的な電球１０は両頭(double-ended)ハロゲン管のような光源１２を含んでいる。この管１２は光透過性の放電容器又はエンベロープ１４を含んでおり、これは通例石英、溶融シリカ、又はアルミノケイ酸塩のような透明なガラス質材料から形成されている。代表的な放電容器１４は単一の部品として形成された高温耐性で光透過性の材料から形成されている。放電容器１４は内部チャンバー１６を画定する。放電容器１４は適宜ＵＶ又は赤外反射性コーティングで被覆されていてもよい。代表的なランプ１０は高密度放電（ＨＩＤ）ランプであり得、これは少なくとも約２５０Ｗ、例えば少なくとも約４００Ｗ又は少なくとも７００Ｗ、１つの実施形態においては少なくとも約１０００Ｗ、例えば約４ｋＷまで、又はそれ以上のワット量で作動する。
【００３３】
チャンバー１６内には、通例水銀、キセノン又はクリプトンのような不活性ガス、及びハロゲン化物成分を含むハロゲン充填物が密閉されている。このハロゲン化物成分については以下でさらに詳細に説明する。一対の内部電極１８、２０がランプの軸と同軸でチャンバーの両端からチャンバー１６中に伸延し、ランプの作動中放電を支持するための間隔ａｒｃＧＡＰのギャップ２２を画定している。このａｒｃＧＡＰは例えば約３ｍｍ〜約５ｃｍ、例えば約３ｍｍ〜約１ｃｍ、１つの実施形態においては約４ｍｍであり得る。
【００３４】
内部電極１８、２０は主としてタングステンのような導電性材料から形成することができる。電極表面積は電流密度に関して最適化することができる。内部電極１８、２０はピンチゾーンにおいてフォイルコネクター２８、３０により外部コネクター２４、２６と電気的に接続されている。図示した外部コネクター２４、２６は、図２に示したように出力源との電気的接続のために放電容器１４のそれぞれの端部においてベース（図示してない）まで外方に伸延しており、又は図１に示したようにシングルエンドベース３２と接続していてもよい。コネクター２４、２６はピン又は管の形状でよく、主としてモリブデン若しくはニオブ又はこれらの合金のような導電性材料で形成することができる。
【００３５】
ランプの組み立て中、例えば、フォイルコネクター２８、３０の領域でガラス質材料を挟んで(pinching)シールを形成することにより、ガラス質放電容器材料を密封する。
【００３６】
図示したランプ放電容器１４は、球状の中央部分４０と、この球状の中央部分からランプ１０の長手方向軸に沿って外方に伸延する対向した幹部分脚部４２、４４を含んでいる。その他のランプ構成も考えられる。例えば、ランプ放電容器１４は実質的に一定の断面直径を有していてもよい。フォイルコネクター２８、３０は細くなった幹部分４２、４４に位置している。フォイルコネクター２８、３０はその端部において溶接、蝋付け、又はその他の方法でそれぞれの外部コネクター２４、２６及び内部電極１８、２０に接続することができる。場合により、脚部４２、４４上の艶消し面５０がピンチ領域の温度を下げる。
【００３７】
ランプは反射性ハウジングのような固定物(fixture)内に装着してもよい。このハウジングは大気に開放されていてもよいし、又はランプ用のジャケットを設けるべくレンズ若しくはカバーによって密閉されていてもよい。
【００３８】
本充填物はジャケットを必要とすることなく所望のＣＣＴ及びＣＲＩ特性を提供する。このため、ランプは高い効率を有することができる。このランプは、劇場やコンサートの照明（反射器の使用に関わらない）のような用途に、またムード若しくは雰囲気を作り出すため、又は静的であれ動的であれ映像の投影に可視光線を使用する他の用途に適している。本発明により達成される高い色温度の結果、ユーザーにより感知される輝度が、より低い色温度を除いて同一の性能を有する製品で見られるものより高くなる。
【００３９】
充填物中のハロゲン化物は臭化物、ヨウ化物、又はこれらの組合せでよい。このハロゲン化物成分は、ガドリニウム、ジスプロシウム、及びネオジムから選択される少なくとも１種の希土類ハロゲン化物を含み得、１つの実施形態においてはこれら３種の希土類ハロゲン化物の少なくとも２種を含む。１つの実施形態においては、ジスプロシウムが充填物中に存在する。ホルミウム、及び／又はツリウムのハロゲン化物も、例えばジスプロシウムの一部分の代わりとして充填物中に存在し得る。従って、ジスプロシウムがハロゲン化物として挙げられている場合、特に断らない限りこれらの元素も包含される。Ｄｙ、Ｈｏ、及びＴｍは類似の発光スペクトルを有するので、これらはカラーポイント（ＣＣｘ、ＣＣｙ、ＣＣＴ）又はＣＲＩを殆ど変化させることなくほぼ１：１の比で互いに置き換えることができる。例えば、充填物はガドリニウム、ジスプロシウム、及び場合によりネオジムを含んでいてもよいし、又は希土類がジスプロシウム及びネオジムからなりガドリニウムを含まなくてもよい。希土類ハロゲン化物は合計して、充填物中のハロゲン化物の少なくとも１０ｍｏｌ％、１つの実施形態においては少なくとも４０ｍｏｌ％であり得、また充填物中のハロゲン化物の約８５ｍｏｌ％まで、例えば約７５ｍｏｌ％未満であることができる。１つの実施形態において、ハロゲン化ガドリニウムとハロゲン化ネオジムは合わせて充填物の少なくとも４ｍｏｌ％であり、幾つかの実施形態においては少なくとも２５ｍｏｌ％又は少なくとも３０％である。ハロゲン化ガドリニウムとハロゲン化ネオジムは合計して、充填物中のハロゲン化物の約６５ｍｏｌ％までであり得る。ハロゲン化ジスプロシウムとハロゲン化ネオジムは合計して、充填物中のハロゲン化物の約５５ｍｏｌ％までであり得る。
【００４０】
ハロゲン化物成分は場合によりハロゲン化セシウムを含んでいる。存在する場合、ハロゲン化セシウムは充填物中の全ハロゲン化物の少なくとも約３ｍｏｌ％、また１つの実施形態において約１５ｍｏｌ％未満のモル濃度であり得る。幾つかの実施形態において、ハロゲン化セシウムは充填物中のハロゲン化物の少なくとも約１０ｍｏｌ％を構成する。
【００４１】
ハロゲン化物成分はハロゲン化インジウムとハロゲン化タリウムの１種以上を、充填物中の全ハロゲン化物の少なくとも約１５ｍｏｌ％、また１つの実施形態において約８５ｍｏｌ％未満の合計モル濃度で含んでいる。幾つかの実施形態において、ハロゲン化ガドリニウムが少なくとも約１０ｍｏｌ％である場合、ハロゲン化インジウムとハロゲン化タリウムの合計は約５０％未満である。
【００４２】
ハロゲン化物成分は場合によりハロゲン化水銀を含んでいる。存在する場合、ハロゲン化水銀は充填物中の全ハロゲン化物の少なくとも約３ｍｏｌ％、また１つの実施形態において約２０ｍｏｌ％未満のモル濃度であり得る。幾つかの実施形態において、ハロゲン化水銀は充填物中のハロゲン化物の少なくとも約１０ｍｏｌ％を構成する。
【００４３】
モルパーセント（ハロゲン化物のモル数を充填物中のハロゲン化物の総モル数で割った値）として表して、充填物は次表の成分を含み得る。
【００４４】
【表３】
2010509733.tif 000011
第１の代表的な実施形態において、充填物はジスプロシウム（例えば、ジスプロシウム、ツリウム及びホルミウムの１種以上）、ガドリニウム、セシウム及びインジウムのハロゲン化物を含む。他のハロゲン化物（ハロゲン化水銀は含まない）は合計で充填物の１０ｍｏｌ％未満、例えば約５％未満、１つの実施形態においては約０％となり得る。この実施形態において、ハロゲン化ジスプロシウム対ハロゲン化ガドリニウムのモル比は約１．８：３〜約２．４：３、例えば約２：３であり得る。ハロゲン化ジスプロシウム対ハロゲン化セシウムのモル比は少なくとも２：１であり得る。ハロゲン化ジスプロシウム対ハロゲン化インジウムのモル比は約１．５：１〜約２．５：１、例えば約２：１であり得る。Ｄｙ：Ｇｄ：Ｃｓ：Ｉｎのモル比は約２：３：１：１であり得、すなわち、２モルのＤｙ（又は代わりにＨｏ若しくはＴｍ）毎に、約３モルのＧｄ、約１モルのＣｓ、及び約１ｍｏｌのＩｎが存在する。例えば、ジスプロシウム、ガドリニウム、セシウム及びインジウムをそれぞれ約０．３５、０．４４、０．２０、及び０．１６μｍｏｌ／ｃｍ３の濃度で含む充填物が提供され得る（ここで、例えば、これらの各濃度は±１５％以下、例えば１０％未満、又は５％未満変化し得る）。
【００４５】
この実施形態に従って形成されるジャケットのないランプは、例えば約７００Ｗを超える消費電力で、少なくとも７０００ＫのＣＣＴ、少なくとも６５の演色、及び少なくとも８０ｌｍ／Ｗの効率を有し得る。
【００４６】
第２の代表的な実施形態において、充填物はジスプロシウム（例えば、ジスプロシウム、ツリウム及びホルミウムの１種以上）、ガドリニウム、セシウム及びタリウムのハロゲン化物を含む。他のハロゲン化物は合計で充填物の１０ｍｏｌ％未満、例えば約５％未満、１つの実施形態においては約０％になり得る。この実施形態において、ジスプロシウム対ガドリニウムのモル比は約０．８：２〜約１．２：２、例えば１：２であり得、ジスプロシウム対セシウムの比は少なくとも２：１であり得、ジスプロシウム対タリウムの比は約０．９：１〜約１．２：１、例えば約１：１であり得る。例えば、ジスプロシウム、ガドリニウム、セシウム、及びタリウムをそれぞれ約０．３１、０．５９、０．１５、及び０．２７μｍｏｌ／ｃｍ３の濃度で含む充填物が提供され得る（ここで、例えば、これらの各濃度は±１５％以下、例えば１０％未満、又は５％未満変化し得る）。この実施形態に従って形成されるジャケットのないランプは少なくとも７５００ＫのＣＣＴ、少なくとも８０の演色評価指数、及び少なくとも７０ｌｍ／Ｗの効率を有し得る。
【００４７】
第３の代表的な実施形態において、ハロゲン化物充填物はジスプロシウム（例えば、ジスプロシウム、ツリウム及びホルミウムの１種以上）、ネオジム、ガドリニウム、セシウム及びインジウムのハロゲン化物を含む。他のハロゲン化物（水銀以外）は合計で充填物の１０ｍｏｌ％未満、例えば約５％未満となり得る。この実施形態において、ジスプロシウム対ネオジムのモル比は約２．６：２〜約３．４：２、例えば約３：２であり得、ジスプロシウム対ガドリニウムの比は約０．８：１〜１．２：１、例えば約１：１、ジスプロシウム対セシウムの比は少なくとも３：２、そしてジスプロシウム対インジウムの比は約０．８：１〜約１．５：１、例えば約１：１であり得る。例えば、ジスプロシウム、ネオジム、ガドリニウム、セシウム及びインジウムをそれぞれ約０．７、０．５、０．７、０．５、及び１．５μｍｏｌ／ｃｍ３の濃度で含む充填物が提供される（例えば、これらの濃度は各々が±１５％以下、例えば１０％未満、又は５％未満変化し得る）。この実施形態に従って形成されるジャケットのないランプは少なくとも９０００ＫのＣＣＴ、少なくとも７５の演色評価指数、及び少なくとも５５ｌｍ／Ｗの効率、並びに少なくとも４００Ｗの消費電力を有し得る。この実施形態において、アークギャップは約４ｍｍであり得る。これは、備品(fixture)による効率的な光収集のための輝かしい源を生成する。
【００４８】
第４の代表的な実施形態において、充填物はジスプロシウム（例えば、ジスプロシウム、ツリウム及びホルミウムの１種以上）、ネオジム、セシウム及びインジウムのハロゲン化物を含む。他のハロゲン化物（水銀以外）は合計で充填物の１０ｍｏｌ％未満、例えば約５％未満、１つの実施形態においては約０％になり得る。この実施形態において、ジスプロシウム対ネオジムのモル比は約２．６：２〜約３．４：２、例えば約３：２、ジスプロシウム対セシウムの比は少なくとも３：２、そしてジスプロシウム対インジウムの比は約０．８：４〜約１．４：４、例えば約１：４であり得る。例えば、ジスプロシウム、ネオジム、セシウム、及びインジウムをそれぞれ約０．２５、０．１７、０．１６、及び１．０３μｍｏｌ／ｃｍ３の濃度で含む充填物が提供され得る（例えば、ここで、これらの濃度の各々は±１５％以下、例えば１０％未満、又は５％未満だけ変化し得る）。この実施形態に従って形成されるジャケットのないランプは少なくとも７０００ＫのＣＣＴ、少なくとも７０の演色評価指数、及び少なくとも７０ｌｍ／Ｗの効率を有し得る。
【００４９】
第５の代表的な実施形態において、充填物はジスプロシウム（例えば、ジスプロシウム、ツリウム及びホルミウムの１種以上）、ネオジム、セシウム及びインジウムのハロゲン化物を含む。他のハロゲン化物（水銀以外）は合計で充填物の１０ｍｏｌ％未満、例えば約５％未満、１つの実施形態においては約０％になり得る。この実施形態において、ジスプロシウム対ネオジムのモル比は約２．７：５〜約３．３：５、例えば約３：５、ジスプロシウム対セシウムの比は少なくとも３：２、ジスプロシウム対インジウムの比は約１：１５〜約１：２０、例えば約１：１９であり得る。例えば、ジスプロシウム、ネオジム、セシウム、及びインジウムをそれぞれ約０．１６、０．２９、０．１１、及び３．０８μｍｏｌ／ｃｍ３の濃度で含む充填物が提供され得る（ここで、例えば、これらの濃度は各々が±１５％以下、例えば１０％未満、又は５％未満で変化し得る）。この実施形態に従って形成されるジャケットのないランプは少なくとも９０００ＫのＣＣＴ、少なくとも８０の演色評価指数、及び少なくとも５５ｌｍ／Ｗの効率を有し得る。
【００５０】
１つの実施形態において、充填物はハロゲン化ハフニウムを実質的に含まない（約１ｍｏｌ％未満、例えば０．１ｍｏｌ％未満）。１つの実施形態において、充填物はハロゲン化ニッケルを実質的に含まない（約１ｍｏｌ％未満、例えば０．１ｍｏｌ％未満）。
【００５１】
作動の際には、例えば電極を電子バラストのような適切なバラストを介して出力源に接続することによって、電極間に電圧を印加する。電極間に放電が創成され、ランプから可視光が放出される。その後すぐに安定な作動が得られ、この時点でＣＲＩ、ＣＣＴ、及び効率の安定な測定を行うことができる。
【実施例】
【００５２】
本発明の範囲を限定することなく、以下の実施例により、代表的な実施形態に従って配合された充填組成物の特性を実証する。
【００５３】
実施例
アークギャップ３〜７ｍｍで図１に示すように構成された放電容器を有するランプを形成した。アーク管の内容積は０．７０〜２．５７ｃｃであった。このランプに、水銀１６〜６５（ｍｇ）、表１及び２に実施例１〜８として示すハロゲン化物成分（全て臭化物）からなる充填物を充填し、さらに圧力５０〜２００トルでＡｒを満たし、挟んで密封した。いずれにランプも外側ジャケットはもっていなかった。表１と２に次式を満たすＲの値を示す。
【００５４】
【数７】
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また、これらの表には、ランプを定格出力で作動させながら積分球による標準的な測光技術を用いて得られたＣＣＴ、Ｒａ、及び発光効率値も示す。ランプ出力は４００〜１２００Ｗの範囲であった。ランプは測定する前に少なくとも約１５分暖機作動させた。
【００５５】
【表４】
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【００５６】
【表５】
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好ましい実施形態を参照して本発明を説明した。明らかに、以上の詳細な説明を読んで理解すると修正と変更に想到するであろう。本発明はかかる修正と変更の全てを包含するものと了解されたい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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