(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密容器と；
気密容器に封着された一対の電極と；
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、かつ、本質的に水銀を含まない構成で気密容器内に封入され、第１のハロゲン化物はナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主体とし、第２のハロゲン化物は点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、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い金属のハロゲン化物で、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Ａｌ、アンチモンＳｂ、レニウムＲｅおよびガリウムＧａからなるグループから選択された一種または複数種で気密容器内容積１ｃｃ当たり１．５ｍｇ超のハロゲン化物を主体とし、希ガスはキセノンの封入圧力が１気圧以上である放電媒体と；
を具備し、点灯により生じる光の放射が日本工業規格ＪＩＳ  Ｄ  ５５００-1984において規定されている白の色度の範囲に入り、かつ、３５Ｗで点灯したときの全光束が少なくとも２５２０ｌｍであることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
請求項１記載のメタルハライドランプと；
メタルハライドランプを点灯する電子化点灯装置と；
を具備していることを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項３】
請求項１記載のメタルハライドランプと；
メタルハライドランプの点灯直後に定格ランプ電流の少なくとも３倍の電流をメタルハライドランプに供給し、時間の経過に伴い電流を低減するように構成されている点灯回路と；
を具備していることを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水銀を本質的に封入していないメタルハライドランプ、これを備えたメタルハライドランプ点灯装置および照明装置に関する。
【従来の技術】
相対向する一対の電極を備えた発光管内に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入したメタルハライドランプは、比較的高効率で、高演色性であるため、広く使用されている。メタルハライドランプには、周知のように短アーク形と長アーク形とがある。
【０００２】
短アーク形メタルハライドランプは、ランプの発光を集光してスクリーンに投射する液晶プロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタなどの投光用、ダウンライト、スポットライトなどの店舗照明用などにおいて用いられている。また、投光用においては、近時自動車の前照灯用として、小形で短アーク形のメタルハライドランプがハロゲン電球に代わって使用されだしている。自動車の前照灯用としてのメタルハライドランプの仕様については、たとえば特開平２−７３４７号公報に記載されているが、約２〜１５ｍｇの水銀の封入が不可欠とされている。
【０００３】
ところで、水銀の封入を必要としないメタルハライドランプに対するニーズがあり、これに応えるものとしてたとえば特開平３−１１２０４５号公報に記載の発明がなされている。この発明は、水銀に代えてヘリウムまたはネオンを１００〜３００Torrの圧力で封入することにより、所要のランプ電圧を得ようとするもので、さらにこれらの希ガスは原子半径が小さいことから、石英ガラスでは透過してしまうので、気密容器を透光性セラミックスで形成するという構成である。
【０００４】
しかし、現在実用化されているメタルハライドランプは、所望のランプ電圧を得て電気特性を維持するために、水銀を必須としている。すなわち、たとえばランプ電圧が低いと、所望のランプ入力を得るためには、ランプ電流を大きくしなければならない。この場合には、点灯回路、照明器具および配線など関連設備の電流容量の増加および発生熱の増加が問題となる。また、ランプ電流が大きいと、電極損失の増加を伴い、ランプ効率が低下するという問題もある。すなわち、メタルハライドランプの電極降下電圧はランプにおいて一定であるから、ランプ電圧が低いと、これを補って同一のランプ電力を投入するためにランプ電流を大きくする必要があるので、電極損失がランプ電流に比例して増加し、ランプ効率が低下してしまう。したがって、一般に放電ランプにおいては、ランプ電圧は、アークが立ち消えしない範囲でランプの入力電圧になるべく近く、すなわちなるべく高く設定する方が有利である。
【０００５】
次に、ランプ電圧について考察しながら水銀封入を必要としていた理由を説明する。
【０００６】
図１５は、メタルハライドランプにおけるランプ電圧を説明するための概念図である。図において、１は気密容器、２、２は電極、３、３はリード線である。
【０００７】
ランプ電圧Ｖｌは、メタルハライドランプの点灯状態において、リード線３、３間に現れる電圧である。電極２、２間の距離Ｌを電極間距離という。
【０００８】
ランプ電圧Ｖｌは、数式１により表すことができる。
【０００９】
【数１】
Ｖｌ＝Ｅ×Ｌ＋Ｖｄ
ここで、Ｅは電極間のプラズマの電位傾度、Ｖｄは電極降下電圧である。
【００１０】
プラズマの電位傾度Ｅは、数式２により表すことができる。
【００１１】
【数２】
Ｅ＝Ｉ／２π∫σｒ dr
ここで、Ｉはランプ電流、σはプラズマの電気伝導度であり、温度Ｔの関数である。ｒは中心から任意の位置までの径方向の距離である。
【００１２】
メタルハライドランプの点灯中に放電空間内に物質Ａが存在すると仮定すると、物質Ａの温度Ｔにおける電気伝導度σは数式３により表すことができる。
【００１３】
【数３】
σ＝Ｃ・ＮＥ／（Ｔ１／２・（ＮＡ・Ｑ））
ここで、Ｃは定数、ＮＥは電子密度、ＮＡは物質の密度、Ｑは電子の物質Ａに対する衝突断面積である。
【００１４】
ランプ電圧Ｖｌは、数式１から電位傾度Ｅが大きいほど、また電極間距離Ｌが大きいほど、大きくなることが分かる。また、電位傾度Ｅは、数式２から電気伝導度σが小さいほど、ランプ電流Ｉが大きいほど、大きくなることが分かる。さらに、電気伝導度σは、数式３からＮＥが小さいほど、ＮＡやＱが大きいほど小さくなることが分かる。
【００１５】
したがって、電極間距離Ｌおよびランプ電流Ｉが一定の場合、ランプ電圧Ｖｌが大きくなる物質Ａの条件は、イオン化しにくく（ＮＥを小さく抑えられる。）、ランプ中の密度が大きく（ＮＡを大きくできる。）、電子との衝突断面積Ｑが大きいことである。
【００１６】
そうして、水銀は、蒸気圧が極めて大きく（３６１℃で１気圧）、イオン化しにくく、電子との衝突断面積が大きい物質である。そこで、ランプのサイズに応じて水銀の封入量を調節することにより、所望のランプ電圧を容易に得ることができる。
【００１７】
上述の説明から、従来のメタルハライドランプにおいて水銀を用いることにより、所望のランプ電圧を容易に得ることができるという理由が理解できるであろう。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、メタルハライドランプの場合、小形で電極間距離Ｌが短いほど所要のランプ電圧を確保するために、水銀の蒸気圧を高くする必要がある。たとえば、発光管の内容積が１ｃｃ以下の小形で短アーク形のメタルハライドランプにおいてさえも、点灯中の水銀蒸気圧が２０気圧以上にもなる。自動車などの移動体の前照灯用で定格ランプ電力が１００Ｗ以下のメタルハライドランプは、電極間距離が小さくて管壁負荷が大きいという特徴がある。このため、水銀を封入する従来のメタルハライドランプの場合には、上述のように所要のランプ電圧を得るために水銀蒸気圧が２０気圧以上の高圧になり、これに伴って気密容器が相対的に破損しやすい。
【００１８】
また、光束立上り特性を向上させる必要からキセノンを高圧で封入するので、点灯中キセノンは３５気圧程度にもなる。このため、始動ガスを絶縁破壊して始動させるのに高電圧で、しかも、パワーの大きな始動用のパルス電圧を印加する必要がある。瞬時再始動時には、さらに高い始動用のパルス電圧が必要となるから、点灯回路、照明器具および配線の絶縁耐力のグレードを見合う高さにする必要があり、したがって、高価になる。
【００１９】
さらに、キセノンの高圧封入と、高い始動用パルス電圧の印加および点灯直後に大電流を流し、徐々に電流を低減させる点灯回路手段の採用とにより、光束立上り特性の問題は解決したが、色度立上り特性が悪い。すなわち、最初キセノンが発光し、次に水銀が発光する。この水銀の発光は１０〜２０秒後まで続く。水銀の発光は、演色性が悪く、必要な白の色度範囲にも入らない。
【００２０】
以下、メタルハライドランプにおいて、水銀を封入することによる問題と、従来技術における水銀を封入しない場合の問題とに分けて整理する。
１．水銀を封入することによる問題
（１）環境負荷物質の問題
現在、環境問題は、地球的規模で非常にクローズアップされており、照明分野においても、環境に悪影響を与える環境負荷物質である水銀をランプから減少し、さらには廃絶することは、非常に重要な課題であると考えられている。
【００２１】
したがって、従来のメタルハライドランプの最大の問題点は、水銀を封入していることである。
【００２２】
（２）始動時における色度特性の立上りの問題
自動車の前照灯用で短アーク形のメタルハライドランプの場合、光束の瞬時立上りが要求される。このために、従来のメタルハライドランプにおいては、始動ガスとしてキセノンを高圧で封入し、さらに点灯初期に大電流を流し、時間の経過とともに電流を絞っていく点灯方式が採用されている。このようにして瞬時立上りは可能であるが、スイッチオン時に水銀が急速に蒸発して、エネルギーを奪ってしまうので、発光金属の蒸気圧の立上りが遅くなるために、水銀発光の強い状態が１０〜２０秒後まで続く。水銀発光は、色特性的に劣るので、演色性も悪く、また色度も白の範囲に入らない。このように、色度特性の立上り特性が甚だ悪い。したがって、所期の色度特性の発光になるまでに時間が長くかかる。
【００２３】
（３）調光に適さない問題
発光管の温度が変化すると、発光の色温度が大きく変化し、これに伴い演色性も変化する。以下、図１６を参照してこの問題を説明する。
【００２４】
図１６は、従来のプロジェクション用で短アーク形のメタルハライドランプの発光スペクトル分布を示すグラフである。図において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は相対放射パワー（％）を、それぞれ示す。
【００２５】
この従来の短アーク形のメタルハライドランプは、希ガスとしてアルゴン５００Torr、ハロゲン化物としてヨウ化ジスプロシウムＤｙＩ３を１ｍｇおよびヨウ化ネオジムＮｄＩ３を１ｍｇ、ならびに水銀１３ｍｇ、をそれぞれ封入している。発光スペクトルは、ジスプロシウムＤｙおよびネオジムＮｄによる連続発光と、それぞれ矢印の上に記号を付した元素による主な輝線スペクトルとからなり、水銀による輝線スペクトルが大きなパワーを有していることが分かる。
【００２６】
ところで、各発光金属による発光量は、そのランプ内の蒸気圧に比例的に変化する。発光金属のハロゲン化物の蒸気圧は、水銀のそれに比較すると、著しく低いため、発光管の温度が変わると、発光金属は、そのハロゲン化物の蒸発量が変わってランプ内の蒸気圧が変化するから、発光量が変化する。
【００２７】
これに対して、水銀の蒸気圧は非常に高いので、発光管の温度が変化してもそれほど変化しないから、水銀の強い輝線スペクトルによる発光量は変化が少ない。したがって、発光管への入力電力が少なくなると、相対的に水銀による発光が支配的になるために、発光の色温度が低くなるとともに、演色性が低下する。このことは、水銀を封入する従来のメタルハライドランプは、調光に適さないことを意味する。
【００２８】
自動車用の前照灯の場合、欧米において採用されている日中の点灯（デイライト）のためには、調光が必要になるが、水銀を封入する従来のメタルハライドランプを光源として用いる場合には、色特性が著しく低下してしまう。
【００２９】
（４）特性のばらつきが大きい問題
水銀を封入したメタルハライドランプは、個々のランプの寸法ばらつきに伴い発光管の温度がばらつくため、同一入力でも特性のばらつきが発生しやすい。また、長期寿命中の発光管黒化などによる最冷部温度の上昇によっても特性が変化しやすい。
【００３０】
（５）瞬時再始動が困難な問題
前照灯用のメタルハライドランプにおいては、前述したように光束立上りを速くするために、高圧のキセノンを封入しており、キセノンは点灯中３５気圧程度になる。このように点灯中の水銀蒸気圧およびキセノン蒸気圧が非常に高くなっているので、再始動させるためには、非常に高くてパワーの大きいパルス電圧を印加しなければならない。これにより、点灯回路が高価になるのみでなく、点灯回路、ランプおよびこれらを収納する器具を高電圧に対して高いグレードの絶縁を施す必要がある。
【００３１】
また、小形で短アーク形のメタルハライドランプにおいては、電極間距離が小さいので、所要のランプ電圧を得るために水銀蒸気圧を高く設定しており、水銀蒸気圧は、点灯中２０気圧以上になる。
【００３２】
（６）発光管が破裂しやすい問題
上述したように、点灯時の水銀蒸気圧が高いため、初期歪ないし長期点灯中に歪が増大することにより、発光管が破裂しやすい。この問題はランプの信頼性を著しく低下させる。
【００３３】
（７）照射面における照度が低い問題
前照灯用のメタルハライドランプの場合、離間位置の照射面を明るく照明するに際して、ランプの発光が如何にロスなく光学系を経由して照射面に到達するかが重要である。本発明により判明したことであるが、ロスを少なくして照射面の照度を向上するには、アークが細く絞られていると効果的である。アークが絞られているということは、アーク温度の分布が急峻になっているということである。
【００３４】
ところが、水銀の発光は、後述するように、吸収があって光学的に厚く、中温ないし低温部分で発光の吸収によりエネルギーを吸収して温度が上昇するため、アーク温度の分布は放物線状に広がり、したがってアークを絞ることができない。
【００３５】
これに対して、発光金属としてスカンジウムや希土類金属を用いて、その発光を非常に多くすると、水銀が存在していても、アークを絞ることができることは知られている。しかし、水銀の点灯圧力が高いため、対流が激しくなり、アークの不安定が生じて実用に供し得ない。
２．水銀を封入しない従来技術の問題
前述した水銀を封入しないメタルハライドランプにおいては、点灯中ヘリウムまたはネオンが著しく高い圧力になるので、これに耐えるようにすれば、確かに水銀を封入しないメタルハライドランプを得ることができる。したがって、水銀を封入しないメタルハライドランプが得られるという点においては、多いに評価できる。
【００３６】
（１）気密容器の破裂に対する問題
しかしながら、上記のような点灯中高い圧力になるメタルハライドランプを、従来の水銀を封入するメタルハライドランプと同様な構造で実現することにはかなりの困難がある。たとえば、小形のメタルハライドランプにおいて、所要のランプ電圧が５０〜６０Ｖである場合、点灯中ヘリウムまたはネオンの圧力は１５０気圧を超えるであろうから、従来一般に使用されているような気密容器では、破裂に対する高い信頼性を得ることができない。
【００３７】
（２）熱損失が高い問題
また、水銀を封入しないでメタルハライドランプを構成すると、ランプ電圧の他に熱損失が大きくなるという問題がある。すなわち、水銀が封入されている場合、水銀は放電空間の中温ないし低温領域で自己吸収を起こし、中温ないし低温領域はエネルギーを得るため温度が上昇し、これに伴い全体のエネルギーバランスから高温領域の温度が低下する。
【００３８】
図１７は、メタルハライドランプにおいて、水銀が封入されていない場合および水銀が封入されている場合のアーク温度分布を模式的に説明するグラフである。図において、横軸は発光管の半径方向の位置を、縦軸はアーク温度（Ｋ）を、それぞれ示す。また、曲線Ａは水銀が封入されていない場合のアーク温度分布を、曲線Ｂは水銀が封入されている場合のアーク温度分布を、それぞれ示す。
【００３９】
図の両曲線ＡおよびＢを対比して明らかなように、水銀が封入されていない場合のアーク温度分布は、水銀が封入されている場合に較べて急峻すなわち温度勾配が大きい。発光管から失われる熱損失は、当業者に周知のように封入する希ガスの重さや封入圧も関係するが、温度勾配に比例するので、水銀が封入されていない場合の方が熱損失は大きい。このことは、水銀を封入していないメタルハライドランプは、熱損失が大きいために、水銀を封入しているメタルハライドランプより発光効率が劣ることを意味する。
【００４０】
本発明は、環境負荷の大きい水銀を本質的には用いないで、水銀を封入したものとほぼ同等の電気特性および発光特性を有するメタルハライドランプ、これを備えたメタルハライドランプ点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【００４１】
また、本発明は、水銀を本質的には用いないにもかかわらず無理なくランプ電圧を高めることができて、高いランプ効率が得られるメタルハライドランプ、これを備えたメタルハライドランプ点灯装置および照明装置を提供することを他の目的とする。
【００４２】
さらに、本発明は、白色の発光を行うメタルハライドランプ、これを備えたメタルハライドランプ点灯装置および照明装置を提供することを他の目的とする。
【００４３】
さらにまた、本発明は、気密容器が破裂しにくいメタルハライドランプ、これを備えたメタルハライドランプ点灯装置および照明装置を提供することを他の目的とする。
【００４４】
さらにまた、本発明は、始動電圧が比較的低くて始動や瞬時再始動が容易なメタルハライドランプ、これを備えたメタルハライドランプ点灯装置および照明装置を提供することを他の目的とする。
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明のメタルハライドランプは、気密容器と；気密容器に封着された一対の電極と；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、かつ、本質的に水銀を含まない構成で気密容器内に封入され、第１のハロゲン化物はナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主体とし、第２のハロゲン化物は点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、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い金属のハロゲン化物で、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Ａｌ、アンチモンＳｂ、レニウムＲｅおよびガリウムＧａからなるグループから選択された一種または複数種で気密容器内容積１ｃｃ当たり１．５ｍｇ超のハロゲン化物を主体とし、希ガスはキセノンの封入圧力が１気圧以上である放電媒体と；
を具備し、点灯により生じる光の放射が日本工業規格ＪＩＳ  Ｄ  ５５００-1984において規定されている白の色度の範囲に入り、かつ、３５Ｗで点灯したときの全光束が少なくとも２５２０ｌｍであることを特徴としている。
【００４５】
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。
【００４６】
＜気密容器について＞    本発明において、気密容器は、耐火性で透光性でなければならない。気密容器が「耐火性で透光性」であるとは、放電ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性を備える材料であり、かつ、放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することができれば、どのようなもので作られていてもよい。たとえば、石英ガラスや透光性アルミナ、ＹＡＧなどのセラミックスまたはこれらの単結晶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。
【００４７】
また、気密容器は、移動体の前照灯の場合、好適にはいずれも最大径部分が内径３〜１０ｍｍ、外径が５〜１３ｍｍである。
【００４８】
＜一対の電極について＞    一対の電極は、気密容器の内部に離間対向して封装されている。電極間距離は、液晶プロジェクタなどの投射用や自動車などの移動体の前照灯などに用いる小形で短アーク形の場合、６ｍｍ以下、好ましくは１〜５ｍｍである。液晶プロジェクタなどの投射用において最適には１〜３ｍｍである。なお、電極間距離は、電極の先端で計測する。
【００４９】
また、本発明のメタルハライドランプは、交流および直流のいずれで点灯するように構成してもよい。したがって、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。
【００５０】
＜放電媒体について＞    本発明において、放電媒体は、前述したように本質的に第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んでいる。
【００５１】
（第１のハロゲン化物について）    第１のハロゲン化物は、ナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主体すなわち主成分として含む。第１のハロゲン化物としては、所望により希土類金属を選択的に含めることができる。上記の第１のハロゲン化物を構成する金属は、主として白色発光に寄与するが、第１のハロゲン化物は一般に後述する第２のハロゲン化物より点灯中の蒸気圧が必ずしも相対的に高くない。
【００５２】
（第２のハロゲン化物について）    第２のハロゲン化物は、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Ａｌ、アンチモンＳｂ、レニウムＲｅおよびガリウムＧａからなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を主体とする。これらのハロゲン化物は、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、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い金属のハロゲン化物で、ランプ電圧を維持するのに効果的に作用する。
【００５３】
なお、第２のハロゲン化物の蒸気圧は、水銀のように大きすぎる必要はなく、５気圧以下程度であれば、所要の電気特性を得ることができる。
【００５４】
また、上記の第２のハロゲン化物の金属は、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いという共通する特徴がある。なお、「可視域に発光しにくい」とは、絶対的な意味で可視光の発光が少ないということではなく、第１のハロゲン化物に対する相対的な意味である。なぜなら、確かに鉄ＦｅやニッケルＮｉは、紫外域発光の方が可視域発光より多いが、アルミニウムＡｌおよび亜鉛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、可視域発光が多くなる。しかし、第２のハロゲン化物の金属が第１のハロゲン化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のハロゲン化物が共存している状態では、エネルギーが第１のハロゲン化物の金属の発光に集中するので、第２のハロゲン化物を構成する金属の発光は少なくなる。したがって、これらの金属も本発明における第２のハロゲン化物として適当である。なお、第２のハロゲン化物の金属は、可視光の発光が禁止されるものではなく、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ければ、許容される。
【００５５】
さらに、第２のハロゲン化物は、上記のグループの中でも、鉄Ｆｅ、亜鉛Ｚｎ、マンガンＭｎ、アルミニウムＡｌおよびガリウムＧａからなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物が特に好適である。しかし、これらのハロゲン化物は、主成分として用いられて好適であるが、マグネシウムＭｇ、コバルトＣｏ、クロムＣｒ、ニッケルＮｉ、アンチモンＳｂおよびレニウムＲｅのグループから選択された一種または複数種のハロゲン化物を副成分として添加することにより、さらにランプ電圧を高くすることができる。
【００５６】
表１は、本発明において用いることが許容される第２のハロゲン化物を１気圧になる温度とともに、例示している。なお、これらの値は文献などによって多少異なり、したがって表１の温度値はおおよその値と理解すべきである。
【００５７】
【表１】
Ｎｏ．    第２のハロゲン化物    １気圧になる温度（℃）
１            ＡｌＩ3                  ４２２
２            ＦｅＩ2                  ８２７
３            ＺｎＩ2                  ７２７
４            ＳｂＩ3                  ４２７
５            ＭｎＩ2                  ８２７
６            ＣｒＩ2                  ８２７
７            ＧａＩ3                  ３４９
８            ＲｅＩ3                  ６２７
９            ＭｇＩ2                  ９２７
１０            ＣｏＩ2                  ８２７
１１            ＮｉＩ2                  ７４７
表１に示すハロゲン化物は、その殆どが水銀より蒸気圧が低く、またランプ電圧の調整範囲が水銀より狭いが、上述したように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。たとえば、ＡｌＩ３が不完全蒸発の状態になっていて、しかも、所望のランプ電圧が得られていない場合には、ＡｌＩ３を追加してもランプ電圧は変わらない。これに対して、ＡｌＩ３の追加に代えてＺｎＩ２を添加すれば、ＺｎＩ２の作用により生じる分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のハロゲン化物を添加すれば、より高いランプ電圧を得ることができる。
【００５８】
さらにまた、本発明において第２のハロゲン化物は、気密容器の内容積１ｃｃ当たり１．５ｍｇ超封入されている。なお、たとえば前照灯用などの小形のメタルハライドランプとして好適には１．５ｍｇ超〜２００ｍｇ／ｃｃである。
【００５９】
（ハロゲンについて）    第１および第２のハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、ヨウ素が反応性において最適であり、臭素、塩素、フッ素の順に反応性が強くなっていくが、要すれば以上のいずれを用いてもよい。また、たとえばヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。
【００６０】
（希ガスについて）    希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用するガスであり、気密容器に封入されている。希ガスは、封入圧が１気圧以上のキセノンである。これにより、メタルハライドランプの始動時の光束立上り特性を向上させることができる。なお、好適には１５気圧以下、より好適には１０気圧以下である。
【００６１】
＜白の色度範囲について＞    メタルハライドランプの点灯により生じる光の色度が日本工業規格ＪＩＳ  Ｄ  ５５００−１９８４において規定されている白の色度の範囲に入る。上記規格は、自動車用ランプ類の規格を定めていて、その中で白の色度範囲を規定している。したがって、本発明のメタルハライドランプは、上記の色度範囲を満足することを要件としていることによって、前照灯などの自動車用としてＪＩＳ規格に適合する色度の白の発光色を有するランプが得られる。
【００６２】
＜全光束について＞    本発明は、メタルハライドランプを３５Ｗで点灯したときに全光束が少なくとも２５２０ｌｍであることを要件とする。この要件は、水銀を本質的に封入しないメタルハライドランプにおける全光束の下限値を規定するものである。なお、この下限値は、後述する実施例に記載されているところから明らかである。上記の全光束は、ランプ効率に換算すると、７２ｌｍ／Ｗであり、ランプ効率がこの下限値以上であれば、水銀を封入する従来の前照灯用のメタルハライドランプのランプ効率８９ｌｍ／Ｗにほぼ比較し得る程度であるといえる。
【００６３】
＜水銀について＞    本発明において、「本質的に水銀が封入されていない」とは、水銀が封入されていても気密容器の内容積１ｃｃ当たり０．３ｍｇ未満（好ましくは０．２ｍｇ以下）であるという意味である。しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことであるから、上記定義は水銀を全く封入していない状態を含む。従来のように水銀蒸気によって放電ランプの電気特性を維持する場合には、短アーク形においては気密容器の内容積１ｃｃ当たり２０ｍｇ以上、また長アーク形においては同じく５ｍｇ以上封入していたことからすれば、本発明は水銀を本質的に含まないといえる。
【００６４】
＜その他の構成について＞    本発明の必須構成要件ではないが、必要に応じて以下の構成を付加することができる。
１．外管について
外管は、その内部に発光管を収納する。外管を用いることにより、気密容器を機械的保護することができる。なお、要すれば、下記のように外管の内部を真空にすることができる。ここで、発光管は、気密容器、一対の電極および放電媒体により構成される。
２．保温手段について
保温手段は、発光管から発生した熱の損失を少なくするとともに、その結果、第２のハロゲン化物の蒸気圧を比較的少ない熱量でなるべく高い値に維持する手段であり、発光管から発生した熱の損失を少なくすることができるのであれば、どのような構成であってもよいが、たとえば以下のような構成であることが許容される。
【００６５】
上記発光管を内部に収納する外管を配設するとともに、その外管内を真空にすることにより、発光管からの発生熱の対流および伝導による熱損失が低減して放電媒体が保温される。この場合、外管の具体的な構造、形状および構成材料は問わない。なお、外管内が真空であるとは、外管内が１０−４Torr以下の圧力であることをいう。
【００６６】
また、発光管から外部に放射される熱線を反射して発光管へ戻すとともに、可視光を透過する熱線反射・可視光透過膜を備えることにより、放射による熱損失を低減して放電媒体を保温することができる。熱反射・可視光透過膜は、発光管と外管との間に配設した石英ガラスなどからなる円筒体や外管の内面、外面または内外両面に形成するか、発光管の外面に形成することができる。
【００６７】
さらに、上記の各手段を適宜組み合わせて実施することができるのはいうまでもない。
【００６８】
そうして、発光管から発生する熱の損失を少なくする保温手段を備えているので、発光管の内部で放電により発生した熱の損失が少ないから、発光管の熱損失が低減して発光効率が向上する。
３．ランプ電力について
ランプ電力は、前照灯、液晶プロジェクタなどの用途の場合、１００Ｗ以下にするのがよい。
４．紫外線除去手段について
紫外線除去手段は、メタルハライドランプから外部へ導出される光から紫外線を実質的に除去する手段である。なお、「紫外線を実質的に除去する」とは、実用上紫外線の量が許容される範囲にまで除去されていることを意味するもので、紫外線が完全に１００％カットされていなければならないものではない。
【００６９】
また、紫外線除去手段は、紫外線が実質的に除去されていれば、どのような構造であってもよい。たとえば、紫外線カット性能を有する組成のガラス材料からなる外管内に発光管を収納する。なお、外管内は外気と連通していてもよいし、気密で、しかも、内部を真空にしてあってもよい。
【００７０】
さらに、気密容器の内面または気密容器自体に紫外線除去性能を付与してもよい。気密容器の内面または外面の材料組織を紫外線遮断性の組織に置換したり紫外線遮断性の透光性材料の膜を被着させたりすることにより、紫外線遮断性能を付与できる。
【００７１】
さらにまた、発光管の外側に紫外線遮断性の筒体を配設することができる。
【００７２】
そうして、紫外線除去手段により外部へ導出される紫外線が実質的に除去されるので、照明装置たとえば前照灯が紫外線によって劣化するのを防止するとともに、人の眼を紫外線の照射から防止する。
【００７３】
＜本発明の作用について＞    以上の説明から明らかなように、本発明においては、ナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主体とする第１のハロゲン化物に加えて、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、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い前記所定の金属のハロゲン化物からなる第２のハロゲン化物を従来の水銀に代えて気密容器内容積１ｃｃ当たり１．５ｍｇ超封入し、かつ、キセノンを１気圧以上の圧力で封入している。その結果、本発明において、水銀を封入したメタルハライドランプのとほぼ同等まで高くなる。ランプ電圧は、第２のハロゲン化物により形成される。そして、ランプ電圧の値は、主として第２のハロゲン化物の蒸発量で決まる。第２のハロゲン化物が不完全蒸発の場合、その蒸発量は、第２のハロゲン化物の蒸気圧で決まる。ハロゲン化物の蒸気圧は、放電空間の最冷部温度で決まる。また、第２のハロゲン化物は、その点灯中の蒸気圧が水銀のそれよりは低いが、第１のハロゲン化物よりは明らかに高いので、ランプ電圧は、所要値に維持される。
【００７４】
したがって、本発明のメタルハライドランプにおいては、水銀を本質的に封入していないにもかかわらず所望に作動し、水銀を封入した従来技術とほぼ同等の電気特性および発光特性を得ることができる。すなわち、発光色がＪＩＳに規格化された白の色度範囲を満足し、しかも発光効率が高くて全光束が多い。なお、上記において「ほぼ」とは、従来技術に比較して実用可能な範囲内で多少劣るような差があることを許容するという意味である。この程度のことは、メタルハライドランプが電子化されている点灯装置によって点灯されることを考慮すれば、実用上全く差し支えない範囲である。しかし、前述したように所望により気密容器に保温手段を適用することにより、さらにランプ電圧を高くすることもできる。
【００７５】
また、本発明においては、水銀を封入した従来技術における前述した種々の問題を改善することができる。
【００７６】
以下、本発明により奏する作用効果を列挙して整理する。
１．白色の発光が得られる。
【００７７】
第１のハロゲン化物がナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主体としていて、しかも、水銀を本質的に封入していないので、点灯により生じる光の色度が日本工業規格ＪＩＳ  Ｄ  ５５００−１９８４において規定されている白の色度の範囲に入る白色の発光が得られる。白色光は、用途が広い。
２．光束立上り特性が良好である。
【００７８】
キセノンを１気圧以上の圧力で封入していることにより、始動時の光束立上り特性が良好になる。このことは、自動車などの移動体の前照灯において極めて重要である。
３．水銀を封入したものとほぼ比較し得る程度のランプ効率が得られる。なお、本発明の構成に加えて気密容器を保温したり、セシウムＣｓのハロゲン化物を放電媒体に添加したりすることにより、水銀を封入したものより高いランプ効率を得ることもできる。
【００７９】
すなわち、本発明によれば、後述する各実施例に示されているところを表２にまとめて示したように、７２ｌｍ／Ｗ以上の発光効率、換言すれば３５Ｗで点灯したときに全光束が少なくとも２５２０ｌｍを有するので、水銀を封入したものとほぼ比較し得る程度のメタルハライドランプを得ることができる。なお、表２は、本発明の後述する各実施例のランプ効率を光束値に換算して、その最低値および最高値を、水銀を封入する従来例に相当する比較例の光束値と対比しながら示している。
【００８０】
【表２】
実施例No.  掲載表  各ランプの最低値（lm）  最高値（lm）  比較例（lm）
１          ３      ２５２０              ２７３０      ２８００
２          ６      ２７３０              ２８３５      ３０４５
３        １０      ３１５０              ３２９０      ３１１５
４        １１      ２７６５              ２８７０        −
５        １２      ３２２０              ３２９０      ３０１０
６        １５      ２６２５                −          ２８００
表２から理解できるように、本発明においては、水銀を封入した従来のメタルハライドランプに比較し得る程度のランプ効率を得ることができるばかりか、保温手段を配設したり、セシウムＣｓのハロゲン化物を添加したりするなどの構成を付加することによって従来のものより優れたランプ効率を得ることも可能である。
４．水銀を封入したものとほぼ同等のランプ電圧を確保することができる。
【００８１】
前記特定金属のグループから選択された金属のハロゲン化物を主体とする第２のハロゲン化物を封入することにより、水銀を本質的には用いないにもかかわらず無理なくランプ電圧を高めることができる。これに伴いランプ電流を比較的小さくして、所要のランプ電力を投入できる。
５．気密容器が破裂しにくい。
【００８２】
点灯中の蒸気圧が極端に高くならないので、水銀封入時の６０％程度に低減させることが容易であるため、気密容器の点灯中の破裂が少なくなる。
６．始動電圧が比較的低くて始動や瞬時再始動が容易である。
【００８３】
第２のハロゲン化物の蒸気圧が、水銀に較べると、殆どの場合、明らかに低いので、始動電圧が低くなるとともに、瞬時再始動が容易になる。このため、始動や再始動のために印加する始動パルス電圧の波高値を低減することができるので、点灯回路、イグナイタ、配線および照明器具の絶縁耐力を低くして安価にすることができる。
７．反射鏡を用いた光学系において、高い集光効率が得られる。
【００８４】
本発明のメタルハライドランプは、反射鏡を用いた光学系と組み合わせると、驚くべきことに極めて高い集光効率が得られることが分かった。その理由は、水銀に代えて第２のハロゲン化物を封入すると、図２３に示すようにアークが絞られることが効果的に作用している。
【００８５】
このため、本発明のメタルハライドランプをたとえば前照灯の光源として用いると、照射面照度を著しく向上させることができる。
８．調光が可能になる。
【００８６】
ランプへの入力が変化した場合でも、発光の色温度および演色性の変化が少ないので、調光が可能となる。したがって、日中の点灯（デイライト）が可能になる。
９．形状および寸法などのばらつきに対する発光色のばらつきが少ない。
【００８７】
発光管の形状および寸法などのばらつきに対するランプ特性の変化が少ないので、発光色のばらつきが少ない。
１０．直流点灯するのに好適である。
【００８８】
水銀を封入する従来のメタルハライドランプを直流点灯すると、発光金属のたとえばナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃは正にイオン化されるので、陰極側に吸引され、陽極側は陰極側に比較して発光金属の濃度が小さくなる。一方、水銀も多少陰極側に吸引されるが、元々水銀の量は圧倒的に多いので、陽極側にも十分な量の水銀が存在する。その結果、陰極側は発光金属が十分発光するが、陽極側は発光金属の発光が著しく弱くなり、水銀の発光が主となる。このため、電極間に著しい色分離を来すので、実用に適さない。したがって、色分離を問題にする応用分野においては、水銀を封入するメタルハライドランプは、専ら交流点灯により使用されている。
【００８９】
これに対して、本発明おいては、水銀を本質的に封入しない代わりに第２のハロゲン化物を封入することにより、直流点灯であっても、電極間の色温度の差は小さく、十分に実用できる。これは第２のハロゲン化物は、可視域に発光しにくいので、第１のハロゲン化物の金属が陽極側でも強く発光するからである。
【００９０】
請求項２の発明のメタルハライドランプ点灯装置は、請求項１記載のメタルハライドランプと；メタルハライドランプを点灯する電子化点灯装置と；を具備していることを特徴としている。
【００９１】
本発明は、請求項１に規定するメタルハライドランプを点灯するための点灯装置が電子化されたメタルハライドランプ点灯装置である。
【００９２】
請求項３の発明のメタルハライドランプ点灯装置は、請求項１記載のメタルハライドランプと；メタルハライドランプの点灯直後に定格ランプ電流の少なくとも３倍の電流をメタルハライドランプに供給し、時間の経過に伴い電流を低減するように構成されている点灯回路と；を具備していることを特徴としている。
【００９３】
本発明は、自動車の前照灯用として要求される光束立上り特性を満足するメタルハライドランプ点灯装置を規定している。すなわち、点灯回路がメタルハライドランプの点灯直後に上記のように大きな電流をメタルハライドランプに供給するように構成されていることで、メタルハライドランプに水銀が封入されていないにもかかわらず、光束立上りを早くするとともに、メタルハライドランプのランプ電圧を高く維持するともに、水銀を封入した従来のメタルハライドランプと比較し得る程度のランプ効率を得ることができる。
【００９４】
点灯回路は、交流動作および直流動作のいずれでもよい。
【００９５】
請求項４の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１記載のメタルハライドランプと；を具備していることを特徴としている。
【００９６】
本発明は、請求項１記載のメタルハライドランプを何らかの照明目的のために使用する装置の全てに適応するものである。短アーク形の場合には、特に反射鏡およびまたはレンズなどの光学系と組み合わせて用いる照明装置、たとえば液晶プロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタ、自動車などの移動体の前照灯、光ファイバー照明装置、スポットライトなどの店舗用照明器具などに好適である。
【００９７】
また、長アーク形の場合には、一般照明用の各種照明器具たとえばダウンライト、天井直付け灯、道路用照明器具、トンネル用照明器具および投光器など、さらには表示装置などに用いることができる。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００９８】
＜本発明のメタルハライドランプの実施の形態について＞
図１は、本発明のメタルハライドランプの第１の実施の形態を示す中央断面正面図である。図において、１は気密容器、２は電極、３は封着金属箔、４は外部リード線である。本実施の形態は、前照灯用として好適な小形で、短アーク形のメタルハライドランプである。
【００９９】
気密容器１は、石英ガラス製で、回転楕円面形状に成形してなり、楕円の長軸方向の両端に一対の細長い封止部１ａ、１ａを一体に備えている。
【０１００】
電極２は、電極軸２ａおよび電極軸２ａの先端部を気密容器１内へ少し突出させている。電極軸２ａの基部は、封止部１ａ内において、封着金属箔３の一端に溶接されている。なお、電極２の先端には電極コイルを装着していない。
【０１０１】
封着金属箔３は、モリブデン箔からなり、封止部１ａ内に気密に埋設されるとともに、他端に外部リード線４が溶接されている。
【０１０２】
気密容器１内には、放電媒体として、希ガス、第１のハロゲン化物および第２のハロゲン化物が封入されている。
【０１０３】
上記気密容器１、一対の電極２、２および放電媒体は、発光管ＩＢを構成する。
【実施例１】
【０１０４】
実施例１は、図１に示す本発明のメタルハライドランプの第１の実施の形態に示す構造において、主な仕様が次のとおりである。
【０１０５】
気密容器１：内径４ｍｍ、内容積が０．０５ｃｃ
電極間距離：４．２ｍｍ
放電媒体  ：
希ガス            ＝キセノン１気圧
第１のハロゲン化物＝ヨウ化スカンジウムＳｃＩ３０．１４ｍｇ
＋ヨウ化ナトリウムＮａＩ０．８６ｍｇ
第２のハロゲン化物＝表３に示すハロゲン化物１ｍｇ
実施例１のメタルハライドランプについて、入力電力３５Ｗ一定で点灯して、ランプ電圧、発光効率、平均演色評価数（以下、「演色性」という。）Ｒａおよび色温度を、以下に示す比較例のそれとともに測定した結果を併せて表３に示す。なお、比較例は、第２のハロゲン化物に代えて水銀１ｍｇを封入した以外は実施例１と同一仕様である。
【０１０６】
【表３】
ランプ    第２のハロゲン化物    ランプ電圧    発光効率    演色性    色温度
（V）      （lm/W）    （Ra）    （K）
１（比較例）    −                 ８３      ８０      ６３        ４１２０Ｋ
２          ＡｌＩ3              ６２      ７８        ６５      ３８６０Ｋ
３          ＦｅＩ2              ７０      ７３        ７１      ４２１０Ｋ
４          ＺｎＩ2              ７５      ７８        ６５      ３８３０Ｋ
５          ＳｂＩ3              ６３      ７５        ６６      ３７９０Ｋ
６          ＭｎＩ2              ５５      ７２        ６８      ３９５０Ｋ
７          ＣｒＩ2              ５８      ７４        ６５      ３８６０Ｋ
８          ＧａＩ3              ５９      ７６        ６６      ３７６０Ｋ
９          ＲｅＩ3              ６１      ７８        ６４      ３８４０Ｋ
表３から明らかなように、実施例１においては、ランプ電圧が５０Ｖ以上で、発光効率は従来例より若干低いが、演色性が向上する傾向が見られた。
【０１０７】
以上から、実施例１は、定常時の特性が比較例１とほぼ同等であると評価できる。
【０１０８】
次に、表３における実施例１中のランプ３とランプ１（比較例）とについて、入力電力１５Ｗ、２０Ｗ、２５Ｗおよび３０Ｗで点灯したときの演色性および色温度を測定した結果を表４に示す。
【０１０９】
【表４】
ランプ                      １５Ｗ        ２０Ｗ        ２５Ｗ      ３０Ｗ
１（比較例）  演色性（Ra）      ４０          ４５          ５８        ６１
色温度（K）     ５６４０      ４９７０      ４６３０    ４３５０
３      演色性（Ra）        ６３          ６４          ６６        ６９
色温度（K）     ４５３０      ４４４０      ４３１０    ４２４０
表３および表４を比較対照して明らかなように、ランプ１の比較例では３５Ｗ（表２参照）から１５Ｗまで入力を変化させた場合、色温度が１５２０Ｋ変化し、演色性は２３変化した。これでは変化が大きすぎて、実際上調光できない。
【０１１０】
これに対して、実施例１においては、色温度の変化は３２０Ｋ、演色性の変化はわずかに８であり、十分調光が可能である。
【０１１１】
次に、実施例１において、再始動について評価した結果を表５に示す。
【０１１２】
なお、ランプ１０として、キセノンＸｅを１００Torr封入した以外はランプ３と同一仕様の比較例を製作して、これについても再始動電圧を測定した結果を示す。
【０１１３】
【表５】
ランプ                  再始動電圧（ｋＶ）
１（比較例）              １４
３                          ７
１０                          ３
表５に示すように、実施例１においては、再始動電圧が比較例に比較して半分になる。特に希ガスの封入圧を低くして、光束立上り特性を重視しないランプ１０においては、著しい改善が見られた。
【０１１４】
図２は、実施例１において、キセノンＸｅの封入圧に対する光束立上り時間の関係を示すグラフである。図において、横軸はＸｅ封入圧（気圧）を、縦軸は光束立上り時間（秒）を、それぞれ示す。
【０１１５】
図から明かなように、封入圧が１気圧以上になると、光束立上り時間が著しく短縮されるが、１気圧未満では著しく長い。
【０１１６】
図３は、実施例１において、第２のハロゲン化物としてヨウ化鉄ＦｅＩ２を用いた場合の封入量に対するランプ電圧の関係を示すグラフである。図において、横軸はＦｅＩ２の封入量（ｍｇ／ｃｃ）を、縦軸はランプ電圧（Ｖ）を、それぞれ示す。
【０１１７】
図によれば、気密容器の内容積１ｃｃ当たり０．０５ｍｇ以上であれば、ランプ電圧が２０Ｖを超え、また１ｍｇ以上であれば、ランプ電圧が３０Ｖを超えることが分かる。なお、図示していないが、気密容器の内容積１ｃｃ当たり２００ｍｇ以上では未蒸発のＦｅＩ２が光を吸収するために発光効率が低下する。
【０１１８】
図４は、本発明のメタルハライドランプの第２の実施の形態を示す正面図である。本実施の形態は、図１に示すのと同様な小形の短アーク形のメタルハライドランプからなる発光管ＩＢを図１７に示す移動体の前照灯に装着するように構成したものである。図において、ＯＢは外管、Ｂは口金、ＩＴは絶縁チューブである。
【０１１９】
外管ＯＴは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ＩＢを収納していて、両端が封止部１ａに固定されているが、気密ではなく、外気に連通している。一方の封止部１ａが口金Ｂに植立されている。他端から導出された外部リード線４は外管ＯＢに平行に延在して口金Ｂ内に導入され、図示しない端子に接続されている。
【０１２０】
絶縁チューブＩＴは、外部リード線４を被覆する。
【実施例２】
【０１２１】
図１に示す本発明のメタルハライドランプの第１の実施の形態に示す構造および実施例１と同サイズにおいて、放電媒体として以下のものを封入した。
【０１２２】
第１のハロゲン化物＝ヨウ化スカンジウムＳｃＩ３０．１４ｍｇ
＋ヨウ化ナトリウムＮａＩ０．７ｍｇ
第２のハロゲン化物＝表１６に示すハロゲン化物０．４ｍｇ
希ガス            ＝キセノン５気圧
また、比較例として、さらに水銀を１ｍｇ封入したものを製作した。
【０１２３】
そうして、実施例２および比較例について、ランプ入力３５Ｗ一定で点灯して、ランプ電圧、発光効率、演色性（平均演色評価数）Ｒａおよび色温度を測定した結果を表６に示す。
【０１２４】
【表６】
ランプ      第２のハロゲン化物    ランプ電圧    発光効率      演色性    色温度
（V）      （lm/W）      （Ra）      （K）
１（比較例）    −               ８３          ８７          ６３    ４１２０
２            ＡｌＩ3            ６５          ８１          ６８    ３９６０
３            ＦｅＩ2            ７０          ７９          ７１    ４２１０
４            ＺｎＩ2            ７５          ８１          ６５    ３８３０
５            ＭｎＩ2            ６６          ８１          ６５    ４２３０
６            ＧａＩ3            ７６          ７８          ６５    ４３３０
比較例のランプ電圧は、水銀の封入量で決まるが、実施例２では第２のハロゲン化物の蒸発量で決まる。したがって、発光管の保温を良好にしておくことにより、所要のランプ電圧を容易に得ることができる。表６から理解できるように、実施例２において、ランプ電圧は、従来例より低めになるが、５０Ｖ以上であり、この種の小形のメタルハライドランプは、電子化された点灯回路を用いて点灯するので、実用的に問題ない。特性面では、発光効率は少し劣るが、可視域に少し添加金属（アルミニウムＡｌなど）の発光があるので、演色性は向上する傾向がある。
【０１２５】
図５は、実施例２における表６のランプ２および比較例であるランプ１における色度立上り特性を示す色度図である。この色度図中の枠で囲んだ部分は、日本工業規格ＪＩＳ  Ｄ  ５５００-1984において自動車用ランプ類の解説の中で説明されている白の色度範囲を示している。そして、図中曲線Ｅは、実施例２の色度立上り特性を示す。曲線Ｆは、比較例の色度立上り特性を示す。各曲線の測定点の近くに付与した数字は、点灯開始後の経過時間（秒）を示している。これらの測定は、各ランプを電源投入直後に２．６Ａのランプ電流を流し、その後徐々に電流を絞って３５Ｗの定格ランプ電力に定電力制御するように設定した点灯回路を用いて点灯して行った。
【０１２６】
図から明らかなように、実施例２においては、点灯後０．５秒以内に発光が白色範囲に入るのに対して、比較例では１８秒後に白色範囲に入った。
【０１２７】
次に、表６におけるランプ２および１をランプ入力１５Ｗ、２０Ｗ、２５Ｗおよび３０Ｗで点灯したときの平均演色評価数Ｒａおよび色温度（Ｋ）を測定した結果を表７に示す。
【０１２８】
【表７】
ランプ        項目        １５Ｗ        ２０Ｗ      ２５Ｗ      ３０Ｗ
１（比較例）  Ｒａ           ４０          ４５        ５８        ６１
色温度（K）  ５６４０      ４９７０    ４６３０    ４３５０
２          Ｒａ           ６３          ６４        ６５        ６６
色温度（K）  ４２８０      ４２２０    ４１１０    ４０４０
表７において、ランプ１（比較例）は、水銀の蒸気圧が高いので、ランプ入力１５Ｗに低減しても水銀は全て蒸発している。このため、ランプ入力が少なくなるにしたがって水銀の発光が支配的になってきて色温度が上昇し、反対に演色性が低下していくので、比較例は実用的な意味で調光には向かないことが理解できるであろう。
【０１２９】
これに対して、ランプ２（実施例２）は、演色性および色温度とも変化が少なく、十分調光に適していることを理解できる。
【０１３０】
さらに、実施例２の瞬時再始動（ホットリスタート）の際の再始動電圧を測定した結果を表８に示す。測定は、ランプを３０分間点灯して消灯し、１０秒後に再始動させたときの再始動電圧を測定した。なお、消灯時間が長くなると、電極温度が低下して始動しにくくなる。一方、発光管ＩＢ内の水銀や金属ハロゲン化物の蒸気圧は消灯時間が長くなると、低下して始動しやすくなる。これらの相反する傾向の結果、再始動は消灯時間が１０秒程度が最も始動しにくい。
【０１３１】
【表８】
ランプ      第２のハロゲン化物        再始動電圧（ｋＶ）
１（比較例）     −                    １５．２
２              ＡｌＩ3                  ８．７
３              ＦｅＩ2                  ９．１
４              ＺｎＩ2                  ９．６
５              ＭｎＩ2                  ９．３
６              ＧａＩ3                  ８．３
ランプ１（比較例）は、水銀蒸気圧がまだ高いため、始動電圧が高い。
【０１３２】
これに対して、ランプ２〜６（実施例２）は、定常点灯中においては第２の金属ハロゲン化物の金属蒸気圧が水銀のそれより明らかに低い。それでも消灯後１０秒は、金属ハロゲン化物の金属蒸気圧と水銀との蒸気圧差が最も少なくなっているときである。このことは、実施例２は、再始動特性が水銀を封入する比較例に比べてすこぶる良好であることを示している。
【０１３３】
次に、実施例２のメタルハライドランプを直流点灯した場合の電極付近の色特性を測定した結果を表９に示す。なお、これはランプを入力３５Ｗで点灯したときにスクリーンに投影して、陽極付近と陰極付近との色温度（Ｋ）を測定して求めたものである。
【０１３４】
【表９】
ランプ      第２のハロゲン化物    陽極側色温度（K）    陰極側色温度（K）
１（比較例）     −                ５３３０            ３７２０
２              ＡｌＩ3            ４２１０            ３８４０
３              ＦｅＩ2            ４４２０            ４０１０
４              ＺｎＩ2            ４０８０            ３６５０
５              ＭｎＩ2            ４４５０            ４０６０
６              ＧａＩ3            ４５３０            ４１３０
ランプ１（比較例）は、陽極側と陰極側との色温度の差が大きい。このような色温度差を前照灯の設計でカバーするのは無理である。
【０１３５】
これに対して、ランプ２〜６（実施例２）は、色温度差が小さいので、十分実用に適している。
【実施例３】
【０１３６】
実施例３は、図４に示す本発明のメタルハライドランプの第２の実施の形態に示す構造に加えて、外管ＯＢの両端をそれぞれ発光管ＩＢの封止部１ａ、１ａに気密に封着し、内部を真空にした構成を備えている。その他の構成は、放電媒体を含めて実施例１と同一である。なお、比較例は、実施例２における比較例と同一仕様で、かつ、図４において、外管ＯＢ内を真空にした。
【０１３７】
そうして、実施例３および比較例について、ランプ電圧（Ｖ）、発光効率（ｌｍ／Ｗ）、演色性（平均演色評価数）Ｒａおよび色温度（Ｋ）を測定した結果を表２０に示す。
【０１３８】
【表１０】
ランプ    第２のハロゲン化物    ランプ電圧      発光効率      演色性      色温度
（V）        （lm/W）      （Ra）      （K）
１（比較例）    −             ８４          ８９          ６３      ４０１０
２            ＡｌＩ3          ７０          ９４          ６８      ３８９０
３            ＦｅＩ2          ７６          ９１          ７３      ４１２０
４            ＺｎＩ2          ８１          ９１          ６８      ３７２０
５            ＭｎＩ2          ７１          ９２          ６７      ４１１０
６            ＧａＩ3          ８０          ９０          ６５      ４３３０
実施例３においては、外管ＯＢ内を真空にしたことにより、ランプ電圧が高くなるとともに、発光効率が飛躍的に向上する。これに対して、比較例では若干改善される程度であった。
【実施例４】
【０１３９】
実施例４は、図１に示すメタルハライドランプと同じ構造および実施例１と同サイズにおいて、放電媒体を以下のとおり封入した。
【０１４０】
第１のハロゲン化物＝ヨウ化スカンジウムＳｃＩ３０．１４ｍｇ
＋ヨウ化ナトリウムＮａＩ０．７ｍｇ
第２のハロゲン化物＝ヨウ化亜鉛ＺｎＩ２０．４ｍｇおよび表１０に示す
添加ハロゲン化物０．１ｍｇ
希ガス            ＝キセノン５気圧
そうして、実施例４について、ランプ電圧（Ｖ）、発光効率（ｌｍ／Ｗ）、演色性（平均演色評価数）Ｒａおよび色温度（Ｋ）を測定した結果を表１１に示す。
【０１４１】
【表１１】
ランプ  添加ハロゲン化物    ランプ電圧      発光効率      演色性        色温度
（V）        （lm/W）      （Ra）        （K）
１        ＭｇＩ2            ８８          ８１          ６５        ３８９０
２        ＮｉＩ2            ９１          ８０          ６６        ３９９０
３        ＣｏＩ2            ８８          ８２          ６７        ４０２０
４        ＣｒＩ2            ９６          ８２          ６４        ４１１０
５        ＳｂＩ3            ８３          ７９          ６６        ３８１０
６        ＲｅＩ2            ８６          ８０          ６６        ３９６０
第２のハロゲン化物は、一般に水銀より蒸気圧が低いが、同一圧力では水銀よりランプ電圧形成に大きく貢献する。
【０１４２】
しかし、水銀は、蒸気圧が常に高いので、移動体の前照灯用などの定格ランプ電力が１００Ｗ以下のような負荷が小さい小形のメタルハライドランプにおいては、水銀は完全に蒸発する。このため、水銀の封入量によりランプ電圧を調節することができる。
【０１４３】
これに対して、第２のハロゲン化物を水銀に代えて封入する場合には、封入したハロゲン化物が不完全蒸発の段階で蒸気圧が飽和してしまうため、ランプ電圧はそれ以上増加しない。
【０１４４】
しかしながら、実施例４のように第２のハロゲン化物を複数種封入することでランプ電圧をさらに上昇させることができる。すなわち、第２のハロゲン化物のうち一方のハロゲン化物が飽和したとき、添加した第２のハロゲン化物の蒸発がランプ電圧の増加に貢献する。したがって、第２のハロゲン化物は、一種のときより複数種混合したときの方がランプ電圧を高くすることができる。
【実施例５】
【０１４５】
本実施例は、図１に示すメタルハライドランプと同じ構造および実施例１と同サイズにおいて、放電媒体を以下のとおり封入した。
【０１４６】
第１のハロゲン化物＝ヨウ化スカンジウムＳｃＩ３０．１４ｍｇ
＋ヨウ化ナトリウムＮａＩ０．７ｍｇ
第２のハロゲン化物＝表１１に示すハロゲン化物０．４ｍｇ
第３のハロゲン化物＝ヨウ化セシウムＣｓＩ０．１ｍｇ
希ガス            ＝キセノン５気圧
また、比較例として、第２のハロゲン化物に代えて水銀１ｍｇを封入した以外は実施例５と同一仕様のメタルハライドランプを製作した。
【０１４７】
そうして、実施例５および比較例について、ランプ入力３５Ｗ一定で点灯して、ランプ電圧（Ｖ）、発光効率（ｌｍ／Ｗ）、演色性（平均演色評価数）Ｒａおよび色温度（Ｋ）を測定した結果を表１２に示す。
【０１４８】
【表１２】
ランプ    第２のハロゲン化物    ランプ電圧    発光効率    演色性      色温度
（V）      （lm/W）    （Ra）      （K）
１（比較例）    −             ８３          ８６        ６３      ４１４０
２            ＡｌＩ3          ６３          ９３        ６８      ３９４０
３            ＦｅＩ2          ６８          ９２        ７０      ４１８０
４            ＺｎＩ2          ７３          ９４        ６６      ３８００
５            ＭｎＩ2          ６５          ９４        ６５      ４２００
６            ＧａＩ3          ７５          ９２        ６５      ４３１０
実施例５においては、ヨウ化セシウムＣｓＩを第３のハロゲン化物として添加したことにより、演色性Ｒａおよび色温度は殆ど変わらないが、アークの温度分布が平坦化されるために、熱損失が低下して発光効率が向上する。しかし、水銀を封入した比較例においては、第３のハロゲン化物を添加しても効率向上は見られない。
【０１４９】
また、実施例５は、発光効率の低い水銀の発光がないことにより、発光効率は比較例より高くなる。
【０１５０】
次に、ランプ３において、第３のハロゲン化物であるヨウ化セシウムＣｓＩの封入量を変化させた場合の発光効率（ｌｍ／Ｗ）を表１３に示す。
【０１５１】
【表１３】
ＣｓＩ封入量（ｍｇ）          発光効率（ｌｍ／Ｗ）
０．００５                        ８３
０．０１                          ８５
０．０５                          ８８
０．１                            ９２
０．３                            ９１
０．５                            ９０
１．０                            ８９
２．０                            ８４
２．５                            ７９
表１３から理解できるように、ＣｓＩの添加は０．０１ｍｇから効果がある。しかし、添加量が多すぎると、発光金属の蒸気圧を低くしてしまい効率低下をきたす。
【０１５２】
さらに、実施例５および比較例について前述の実施例４におけるのと同一条件で瞬時再始動（ホットリスタート）の際の再始動電圧を測定した結果を表１４に示す。
【０１５３】
【表１４】
ランプ          第２のハロゲン化物          再始動電圧（ｋＶ）
１（比較例）          −                       １５．２
２                  ＡｌＩ3                      ９．２
３                  ＦｅＩ2                      ９．６
４                  ＺｎＩ2                    １０．１
５                  ＭｎＩ2                      ９．８
６                  ＧａＩ3                      ８．９
実施例５においては、水銀を封入している比較例より格段と再始動電圧が低いが、第３のハロゲン化物であるヨウ化セシウムＣｓＩを封入しない場合に較べると、若干再始動電圧が高くなる傾向がある。しかし、実用的には全く問題はない。
【０１５４】
図６は、本発明のメタルハライドランプの第３の実施の形態を示す正面図である。図において、図１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。本実施の形態は、移動体の前照灯用として好適なものである点で共通しているが、直流点灯するように構成している点で異なる。
【０１５５】
すなわち、図中、２Ｋは陰極、２Ａは陽極である。
【０１５６】
気密容器１は、楕円球状をなし、両端に長さ３０ｍｍの封止部１ａを備えている。
【０１５７】
陰極２Ｋは、タングステン棒からなる。その基端部は、封止部１ａ内に埋設されたモリブデン箔３の一端に溶接されている。
【０１５８】
陽極２Ａは、タングステン棒からなる。その基端部は、上記と同様のモリブデン箔３の一端に溶接されている。
【０１５９】
外部リード線４は、導体からなり、モリブデン箔３の他端に溶接されている。
【０１６０】
上記構造のメタルハライドランプを製造するには、まず気密容器１の両端に封止部１ａを形成するための封止管を接合したものを用意する。
【０１６１】
次に、陰極２Ｋ、モリブデン箔３および外部リード線４の接続組立体を一方の封止管の中に挿入した後、酸水素バーナーを用いて封止管を加熱溶融し、ピンチシールにより封止して陰極２Ｋを気密容器１に封着する。
【０１６２】
その後、窒素ガス雰囲気中で他方の封止管から第１および第２のハロゲン化物を気密容器１中に封入し、さらに陽極２Ａ、モリブデン箔３および外部リード線４の接続組立体を封止管内に挿入し、所定の電極間距離に設定する。
【０１６３】
さらに、これらの組立体を封止管を介して排気系に装着して気密容器１内を排気し、続いてキセノンを２気圧導入した後、気密容器１を冷却しながら他方の封止管を酸水素バーナーで加熱溶融してからピンチシールにより陽極２Ａを気密容器１に封着してメタルハライド放電ランプを完成する。放電媒体のうち、ハロゲン化物として実施例６のものを封入した。
【実施例６】
【０１６４】
本実施例は、図６に示すメタルハライドランプと同じ構造において、主な仕様を以下のとおりとした。
【０１６５】
気密容器１：内径４ｍｍ、長さ７ｍｍ
陰極２Ｋ  ：直径０．４ｍｍ、長さ６ｍｍのトリウム入り
陽極２Ａ  ：直径０．８ｍｍ、長さ６ｍｍ
電極間距離：４．２ｍｍ
外部リード線４は、直径０．５ｍｍ、長さ２５ｍｍの導体
放電媒体  ：
第１のハロゲン化物＝ヨウ化スカンジウムＳｃＩ３０．１７ｍｇ
＋ヨウ化ナトリウムＮａＩ０．８３ｍｇ
第２のハロゲン化物＝（ランプ２）ＺｎＩ２０．４ｍｇ
＝（ランプ３）ＡｌＩ３０．２ｍｇ
＝（ランプ４）ＦｅＩ２０．４ｍｇ
希ガス            ＝Ｘｅ２気圧
なお、比較例（ランプ１）として、第２のハロゲン化物に代えて水銀１ｍｇを封入した以外は実施例６と同一仕様のメタルハライドランプを製作した。
【０１６６】
そうして、ランプ２（実施例６）およびランプ１（比較例）について、ランプ入力を定格３５Ｗに対して２０Ｗ、２５Ｗ、３０Ｗおよび３５Ｗで点灯したときの発光効率（ｌｍ／Ｗ）、演色性（平均演色評価数）Ｒａおよび色温度（Ｋ）を測定した結果を表１５に示す。
【０１６７】
【表１５】
ランプ      ランプ電力        発光効率        演色性        色温度
（W）          （lm/W）        （Ra）        （K）
１（比較例）２０                            ４５          ４９７０
３５              ８０          ６５          ４１００
２          ２０                            ６４          ４４００
２５                            ６６          ４３１０
３０                            ６９          ４２４０
３５              ７５          ７０          ４１９０
図７は、実施例６におけるランプ２の色度立上り特性を比較例のそれとともに示す色度図である。図において、曲線Ｇは実施例６の光束立上り特性を示す。曲線Ｈは比較例の光束立上り特性を示す。
【０１６８】
実施例６の色度は、点灯初期から白色領域にある。これに対して、比較例の色度は、白色領域に入るまで約１分間を要した。
【０１６９】
次に、実施例６の各ランプについて定格ランプ電力の２０％増しである４２Ｗで６０分間点灯して１５秒消灯の点滅試験を行って気密容器の破裂の有無を調査した結果、いずれも１０００時間経過では破裂したものはなかった。
【０１７０】
さらに、消灯２秒後の瞬時再始動に必要な再始動電圧の測定とを行った結果を表１６に示す。
【０１７１】
【表１６】
ランプ                          再始動電圧（ｋＶ）
１                                  １２
２                                    ５
３                                    ４
４                                    ４．３
図８は、図６に示す本発明のメタルハライドランプの第３の実施の形態において、希ガスの封入圧力を変化させた場合の光束立上り時間との関係を示すグラフである。図において、横軸はキセノン封入圧力（気圧）を、縦軸は光束立ち上がり時間（秒）を、それぞれ示す。
【０１７２】
図からキセノンの封入圧力が１気圧以上になると、急激に光束立上り時間が短縮して、実用可能になることが分かった。
【０１７３】
図９は、実施例６のランプ２において、第２のハロゲン化物としてＺｎＩ２の封入量（ｍｇ／ｃｃ）を変化させた場合のランプ電圧（Ｖ）の関係を示すグラフである。図からＺｎＩ２を１ｍｇ／ｃｃ以上封入すれば、電子化点灯回路を用いて点灯する場合のランプ電圧の要望値である３０Ｖ以上にできることを理解できる。
【実施例７】
【０１７４】
本実施例は、図１に示すのと基本的に同様な構造であるが、後述する本発明の照明装置の第２の実施の形態に用いるのに好適なように構成されたメタルハライドランプである。
【０１７５】
電極間距離：２ｍｍ
定格ランプ電力：８０Ｗ
放電媒体  ：
第１のハロゲン化物＝ヨウ化スカンジウムＳｃＩ３０．３ｍｇ
＋ヨウ化ナトリウムＮａＩ１．５ｍｇ
第２のハロゲン化物
(ランプ２)＝ＺｎＩ２１ｍｇ＋ＡｌＩ３１ｍｇ＋ＭｎＩ２１ｍｇ
(ランプ３)＝ＺｎＩ２２ｍｇ＋ＧａＩ３１ｍｇ＋ＣｒＩ２１ｍｇ
希ガス            ＝キセノン５気圧
また、比較例として第２のハロゲン化物に代えて水銀１５ｍｇを封入した他は実施例７と同一仕様のメタルハライドランプを製作した。
【０１７６】
そうして、実施例７および比較例を定格８０Ｗ一定で点灯してランプ電圧（Ｖ）、発光効率（ｌｍ／Ｗ）、演色性（平均演色評価数）Ｒａおよび色温度（Ｋ）を測定した結果を表１７に示す。
【０１７７】
【表１７】
ランプ    ランプ電圧（V）    発光効率（lm/W）    演色性（Ra）    色温度（K）
１（比較例）  ６３              ９４              ６３            ４０２０
２            ５８              ８８              ６８            ３９２０
３            ６２              ８９              ６９            ４１１０
表１７から理解できるように、実施例７においては、水銀を封入する比較例とほぼ同等の特性が得られる。また、後述する本発明の照明装置の第２の実施の形態に好適であるが、この照明装置中のシステムにおいては、入力を変えて調光する必要が増すので、その点で調光が可能であることは極めて有用である。
【０１７８】
＜本発明のメタルハライドランプ点灯装置の実施の形態について＞
図１０は、本発明のメタルハライドランプ点灯装置の第１の実施の形態を示す回路図である。本実施の形態は、メタルハライドランプを直流点灯するように構成したものである。図において、７１は直流電源、７２はチョッパ、７３は制御手段、７４はランプ電流検出手段、７５はランプ電圧検出手段、７６は始動手段、７７はメタルハライドランプである。
【０１７９】
直流電源７１は、バッテリーまたは整流化直流電源が用いられる。自動車などの移動体の場合には、一般的にバッテリーが用いられる。しかし、交流を整流する整流化直流電源であってもよい。必要に応じて電解コンデンサ７１ａを並列接続して平滑化を行う。
【０１８０】
チョッパ７２は、直流電圧を所要値の電圧に変換するとともに、メタルハライドランプ７７を所要に制御する。直流電源電圧が低い場合には、昇圧チョッパを用い、反対に高い場合には降圧チョッパを用いる。
【０１８１】
制御手段７３は、チョッパ７２を制御する。たとえば、点灯直後にはメタルハライドランプ７７に定格ランプ電流の３倍以上のランプ電流をチョッパ７２から流し、その後時間の経過とともに徐々にランプ電流を絞っていき、やがて定格ランプ電流にするように制御する。
【０１８２】
ランプ電流検出手段７４は、ランプと直列に挿入されてランプ電流を検出して制御手段７３に制御入力する。
【０１８３】
ランプ電圧検出手段７５は、ランプと並列的に接続されてランプ電圧を検出して制御手段７３に制御入力する。
【０１８４】
制御手段７３は、ランプ電流とランプ電圧との検出信号が帰還入力されることにより、定電力制御信号を発生して、チョッパ７２を定電力制御する。また、制御手段７３は、時間的な制御パターンが予め組み込まれたマイコンが内蔵されていて、点灯直後には定格ランプ電流の３倍以上のランプ電流をメタルハライドランプ７７に流し、時間の経過とともにランプ電流を絞るようにチョッパ７２を制御するように構成されている。
【０１８５】
始動手段７６は、始動時に２０ｋＶのパルス電圧をメタルハライドランプ６７に供給できるように構成されている。
【０１８６】
そうして、本実施の形態のメタルハライドランプ点灯装置によると、直流点灯しながら点灯直後から所要の光束を発生する。これにより、自動車などの移動体用の前照灯として必要な電源投入後１秒後に定格に対して光束２５％、４秒後に光束８０％の点灯を実現することができる。
【０１８７】
本実施の形態の場合、直流−交流変換回路が不要になるため、交流点灯に比較して約３０％コスト低減が可能である。また、重量で１５％軽減できる。これに伴い点灯回路が安価になる。
【０１８８】
図１１は、本発明のメタルハライドランプ点灯装置の第２の実施の形態を示す回路図である。図において、図１０と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。本実施の形態は、メタルハライドランプを交流点灯するように構成した点で異なる。
【０１８９】
７８は交流変換手段である。この交流変換手段７８は、フルブリッジインバータからなる。すなわち、一対のスイッチング手段７８ａ、７８ａの直列回路の一対をチョッパ７２の出力端間に並列接続してブリッジ回路を構成し、発振器７８ｂの発振出力を４個のスイッチング手段７８ａの対角方向のスイッチング手段に交互に供給してブリッジ回路の出力端間に高周波交流を発生するものである。
【０１９０】
そして、高周波交流によってメタルハライドランプ７７が点灯されるようになっている。
【０１９１】
この交流点灯形式の構成においても、図１０と同様な制御が行われるようになっている。
【０１９２】
＜本発明の照明装置の実施の形態について＞
図１２は、本発明の照明装置の第１の実施の形態としての自動車などの移動体用の前照灯を示す斜視図である。図において、３１は反射鏡、３２は前面カバーである。
【０１９３】
反射鏡３１は、プラスチックスの成形によって異形の回転放物面に形成され、頂部背面から図４に示すメタルハライドランプ（図示しない。）を着脱するように構成されている。
【０１９４】
前面カバー３２は、透明性のプラスチックスの成形によりプリズムまたはレンズを一体に形成していて、反射鏡の前面開口に気密に装着される。
【０１９５】
図１３および図１４は、本発明の照明装置の第２の実施の形態としての移動体用の前照灯を示し、図１３は概念図、図１４は光分配器の部分の概念図である。各図において、８１は点灯回路、８２は光分配器、８３は主幹光ファイバー、８４は光シャッター８５は個別光ファイバー、８６は灯器である。
【０１９６】
点灯回路８１は、図１０または図１１に示す点灯回路のいずれをも用いることができる。
【０１９７】
光分配器８２は、ケース８２ａ、集光反射面８２ｂ、メタルハライドランプ８２ｃおよび光コネクタ８２ｄを備えている。そして、メタルハライドランプ８２ｃから発生した光を光コネクタ８２ｄの部分から主幹光ファイバー８３に分配する。
【０１９８】
主幹光ファイバー８３は、光分配器８２から分配された光を光シャッター８４に伝送する。
【０１９９】
光シャッター８４は、個別ファイバー８５を介して各灯器８６に選択的に伝送する。
【０２００】
灯器８６は、ハイビーム灯器８６ａ、ロービーム灯器８６ｂおよびフォグ灯器８６ｃが１組となり、その２組が自動車などの移動体の前部両側に配設される。
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、放電媒体がナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主体とする第１のハロゲン化物と、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、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い金属のハロゲン化物で、前記特定の金属の気密容器内容積１ｃｃ当たり１．５ｍｇ超のハロゲン化物を主体とする第２のハロゲン化物と、１気圧以上の圧力で封入されたキセノンとを含み、本質的に水銀を含まない放電媒体とを具備し、ＪＩＳ規格に適合する白の色度範囲を満足し、かつ、３５Ｗ点灯で少なくとも２５２０ｌｍの白色光を発生することにより、環境負荷の大きい水銀を本質的には用いないにもかかわらず、所望のランプ電圧を維持するとともに発光効率が高くて全光束が多くなり、水銀を封入したものとほぼ同等の電気特性および発光特性を有し、しかも白色の発光を行うので、自動車前照灯用として好適なメタルハライドランプを提供することができる。
【０２０１】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果を有する点灯装置が電子化されたメタルハライドランプ点灯装置を提供することができる。
【０２０２】
請求項３の発明によれば、請求項１の効果を有する自動車前照灯用として好適なメタルハライドランプ点灯装置を提供することができる。
【０２０３】
請求項４の発明によれば、請求項１の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメタルハライドランプの第１の実施の形態を示す中央断面正面図
【図２】実施例１において、キセノンＸｅの封入圧に対する光束立上り時間の関係を示すグラフ
【図３】実施例１において、第２のハロゲン化物としてヨウ化鉄ＦｅＩ２を用いた場合の封入量に対するランプ電圧の関係を示すグラフ
【図４】本発明のメタルハライドランプの第２の実施の形態を示す正面図
【図５】実施例２における表６のランプ２および比較例であるランプ１における色度立上り特性を示す色度図
【図６】本発明のメタルハライドランプの第３の実施の形態を示す正面図
【図７】実施例６におけるランプ２の色度立上り特性を比較例のそれとともに示す色度図
【図８】図６に示す本発明のメタルハライドランプの第３の実施の形態において、希ガスの封入圧力を変化させた場合の光束立上り時間との関係を示すグラフ
【図９】実施例６のランプ２において、第２のハロゲン化物としてＺｎＩ２の封入量（ｍｇ／ｃｃ）を変化させた場合のランプ電圧（Ｖ）の関係を示すグラフ
【図１０】本発明のメタルハライドランプ点灯装置の第１の実施の形態を示す回路図
【図１１】本発明のメタルハライドランプ点灯装置の第２の実施形態を示す回路図
【図１２】本発明の照明装置の第１の実施の形態としての自動車用などの移動体用の前照灯を示す斜視図
【図１３】本発明の照明装置の第２の実施の形態としての移動体用の前照灯を示す概念図
【図１４】同じく光分配器の部分を示す概念図
【図１５】メタルハライドランプにおけるランプ電圧を説明するための概念図
【図１６】従来のプロジェクション用で短アーク形のメタルハライドランプの発光スペクトル分布を示すグラフ
【図１７】メタルハライドランプにおいて、水銀が封入されていない場合および水銀が封入されている場合のアーク温度分布を模式的に説明するグラフ
【符号の説明】
１…気密容器、１ａ…封止部、２…電極、２ａ…電極軸、３…封着金属箔、４…外部リード線、ＩＢ…発光管
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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