高圧放電ランプ及び照明器具
【課題】色の見え方、演色性が良好であり、明るさの低下を抑制しつつ、色温度を例えば色温度３２００〜３７００Ｋ等に調整すること課題とする。
【解決手段】発光管２と；この発光管２を覆うように設けられた透光性の保護管３と；６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する金属酸化物からなる粒子を主体として、前記保護管３の外面に形成され，光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％である光カット膜４と；を具備することを特徴とする高圧放電ランプ１。
【解決手段】発光管２と；この発光管２を覆うように設けられた透光性の保護管３と；６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する金属酸化物からなる粒子を主体として、前記保護管３の外面に形成され，光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％である光カット膜４と；を具備することを特徴とする高圧放電ランプ１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定波長域の光をカットする光カット膜または可視光選択吸収性被膜を備えた高圧放電ランプ及びこの放電灯を備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、紫外線カット膜を設けた高圧放電ランプ及び該ランプを利用した照明器具は、紫外線及び一部青色光を必要としない被照射物等の損傷防止や紙・布等の劣化防止、低誘虫用など照明に主として利用されている。
【０００３】
例えば、紫外線をカットするための膜材料には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系材料が主に使用されている。ここで、紫外線をカットするために使用されているＺｎＯ系被膜は、５０％カット波長が約３８０ｎｍ以下であるが、紫外線による劣化防止の効果を向上させるためにはより長波長側の光をカットすることが望ましい。このため、例えばＢｉまたはＩｎをドープしたＺｎＯ系材料を用いた紫外線カット膜が提案されている。
【０００４】
従来、高演色性，低色温度性に優れたメタルハライドランプとして、可視光反射特性を調整した誘電体膜を発光管に施した色温度変換膜付メタルハライドランプが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、従来、特に高い演色性を有し、容易に色温度を自由に設定可能なメタルハライドランプとして、発光管から放射される光のうち特定の波長の光出力を所定の割合で低減する被膜を形成したメタルハライドランプが知られている（例えば、特許文献２）。
更に、従来、光学特性としてのランプの光の色温度を改良したメタルハライドランプ（例えば、特許文献３）、あるいは色特性の優れた高効率、高演色型のメタルハライドランプ（例えば、特許文献４）が知られている。
【０００６】
更には、下記の特許文献５，６が知られている。
特許文献５：この文献５には、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（ＤｙＩ:５５ｗｔ％，ＮａＩ:３０ｗｔ％，ＴｌＩ：１５ｗｔ％）した高圧放電ランプで、発光効率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共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記載されている。
【０００７】
特許文献６：この文献６には、透光性セラミックス容器からなる発光管内に、セリウム化物（２０〜６９％）、ナトリウムハロゲン化物（３０〜７９ｗｔ％）、タリウムハロゲン化物及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記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２０８７０３号公報
【特許文献２】特開平５−３６３８０号公報
【特許文献３】特許第３３１２６７０号公報
【特許文献４】特許第３６０３４７５号公報
【特許文献５】特許第３２９３４９９号公報
【特許文献６】特開２００３−１６９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ＺｎＯ微粒子材料またはＩｎドープＺｎＯ系の材料を用いて紫外線カット膜を形成すれば、変退色を抑制することが可能であるが、この紫外線カット膜のカット波長（透過率５０％以下となる長波長側の上限波長）は約３８０ｎｍであり、長波長側へシフトするように調整しても４００〜４２５ｎｍが限界である。しかしながら、昆虫の誘虫性や紙繊維などの変退色の波長依存性は可視域の５００ｎｍ付近まであるため、紙繊維等の変退色、昆虫の誘引の低減、抑制の効果は十分とはいえない。一方、可視域の５００ｎｍ付近以下を黄色顔料などでカットした電球または蛍光ランプからなる低誘虫ランプが実現されているが、演色性、見え方の点で不充分であり、また大光量が必要な照明用途では使用できない。
【０００９】
また、特許文献５においては、同文献５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５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。さらに、文献５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】
特許文献６においては、同文献６に準拠して試作したランプは、高い発光効率及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。
【００１１】
本発明は、こうした問題点に鑑みなされたもので、色の見え方、演色性が良好であり、明るさの低下を抑制しつつ、色温度を例えば色温度３２００〜３７００Ｋ等に調整することが可能な高圧放電ランプ及び照明器具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】
【００１２】
請求項１記載の高圧放電ランプは、発光管と；この発光管を覆うように設けられた透光性の保護管と；６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する金属複合酸化物からなる粒子を主体として、前記保護管の外面または内面に形成され，光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％である光カット膜と；を具備することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記金属酸化物からなる粒子としては、Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ系複合酸化物のいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換したものが挙げられる。また、前記金属酸化物からなる粒子としては、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を含むものが挙げられる。また、光カット膜の前記金属酸化物からなる粒子としては、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子および平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子を含んでなる場合が挙げられる。更に、金属酸化物からなる粒子としては、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏ，Ｚｒ−Ｖ−Ｏ，Ｓｎ−Ｖ−Ｏ,Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏのいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換した金属複合酸化物粒子が挙げられる。
【００１４】
本発明において、高圧放電ランプにおいて使用される光カット膜としては、インジウムがドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）粒子とを混合したものを主体とした光カット膜である場合が挙げられる。ここで、ＺｎＯ粒子の粒径は５０〜５００ｎｍが好ましく、１００〜２００ｎｍが更に好ましい。また、光カット膜の膜厚は０．３μｍ〜２μｍが好ましい。
【００１５】
本発明において、光カット膜の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比は、０．７〜０．９の範囲であることが好ましい。透過率比をこうした範囲に設定することにより、色温度を３２００〜３７００の範囲で制御し、色温度３２００〜３７００Ｋで平均演色評価数Ｒａが９３以上、特殊演色係数Ｒ９が７０以上で光束を大きく落とすことなく、色温度を変化させ、高演色で色温度３２００〜３７００Ｋの放電ランプが得られる。
【００１６】
また、光カット膜にはＳｉ化合物を用いるのが好ましい。このＳｉ化合物は、シリコーン樹脂またはその変性物からなることが好ましい。これにより、膜耐熱性４００〜６００℃以上で膜強度の強固な被膜が得られる。
【００１７】
更に、前記高圧放電ランプにおいて、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以下であると、点灯方向による色温度の変化が少なくなるので好ましい。
【００１８】
本発明において、発光管には、ナトリウム（Ｎａ）およびタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物とが金属ハロゲン化物の総封入量比で９０質量％以上封入されている場合が挙げられる。
【００１９】
請求項１０記載の照明器具は、器具本体と、この器具本体に配設された請求項１乃至４いずれか一記載の高圧放電ランプとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の高圧放電ランプによれば、波長６００ｎｍ以下の光を吸収する金属酸化物粒子を主体とした光カット膜が保護管の内表面または外表面に形成されているので、高温で点灯される発光管の周囲に設けられた熱的劣化に強い光カット膜の光学特性が波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％となり、発光管の放射光を所望の色調に変化させることができる。また、色温度を低減するが、青のカットを最適化することにより、見え方、演色性を低減せずに色温度を低くして、明るさをほとんど低下させず現行と同等の良好な高圧放電ランプが得られる。
【００２１】
請求項２，３記載の高圧放電ランプによれば、金属酸化物からなる粒子を上述したものにすることにより、請求項１記載の高圧放電ランプと同様な効果が得られる。
【００２２】
請求項４記載の高圧放電ランプによれば、光カット膜が、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子と平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子からなることにより、光束を大きく落とすことなく、色温度を変化させ、高演色で色温度３２００〜３７００Ｋの放電ランプが得られる。
【００２３】
請求項５記載の高圧放電ランプによれば、光カット膜の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比を０．７〜０．９の範囲内とすることにより、色温度を３２００〜３７００Ｋの範囲で制御できる。
【００２４】
請求項６記載の高圧放電ランプによれば、金属酸化物からなる粒子を上述したものにすることにより、請求項１記載の高圧放電ランプと同様な効果が得られる。
【００２５】
請求項７記載の照明器具によれば、インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子が添加された光カット膜とすることにより、昆虫の誘引の低減の他、紙繊維などの変退色、皮膚、目の損傷などの原因となる紫外光をカットしそれらを抑制することができる。
【００２６】
請求項８記載の高圧放電ランプによれば、光カット膜の膜厚が０．３μｍ〜２μｍであり、インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子の平均粒径が１００ｎｍ〜２００ｎｍとすることによって、更に高い透過率と誘虫性を低減する効果が高いランプ又は照明器具を得ることができる。
【００２７】
請求項９記載の高圧放電ランプによれば、発光管にはナトリウム（Ｎａ）およびタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物とが金属ハロゲン化物の総封入量比で９０質量％以上封入されていることにより、光束を大きく落とすことなく、高演色性を維持しながら色温度を３２００〜３７００Ｋに調整した放電ランプが得られる。
【００２８】
請求項１０記載の照明器具によれば、請求項１乃至９記載の高圧放電ランプを備えているので、種々の発光特性や電気特性に優れた照明器具が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の高圧放電ランプにおいて、光カット膜は保護管の外面または内面に形成される。ここで、光カット膜は、波長５００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物からなる粒子を主体とした膜で、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が１５〜４０％のもの、あるいは６００ｎｍ以下を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物からなる粒子を主体とし、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が３０〜５０％であるものを用いる。また、光カット膜としては、波長５００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物粒子と波長６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物粒子とを混合したものを主体とし、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％で、黒体放射からの偏差ｄｕｖが＋０．００１〜−０．００１であるものを用いる。
【００３０】
本発明において、前記光カット膜として、膜厚を０．３μｍ〜２μｍ、インジウムドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｉｎ）粒子の平均粒径が１００ｎｍ〜２００ｎｍである紫外線カット膜を用いることによって、さらに高い紫外線カット率と誘虫性を低減する効果が高いランプ又は照明器具を得ることができる。
【００３１】
次に、本発明の具体的な実施形態について説明する。但し、本発明は下記に述べるものに限定されない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る高圧放電ランプの一例を示す。
図中の符番１は高圧放電ランプとしてのメタルハライドランプであり、セラミック製の発光管２を備えている。この発光管２の周囲には、発光管２を保護する透明な保護管としての内管３が設けられている。内管３には、発光管２と導通する給電手段としてのＥ形口金９が取り付けられている。内管３の外表面には所定の波長の光をカットする光カット膜４が形成されている。光カット膜４は、例えばインジウムがドープされた酸化亜鉛粒子と波長６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上は透過する金属酸化物粒子を主体し、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％（好ましくは３０〜５０％）である。
【００３２】
発光管２は、発光部５と、この発光部５の軸方向に互いに反対方向に延出する細管部６ａ，６ｂとを備えている。発光部５は、気密に封止されていて内部に放電空間（図示せず）が形成されており、この放電空間には細管部６ａ，６ｂから導入された一対の電極（図示せず）が対向して配置されている。細管部６ａ，６ｂには、夫々先端部に各電極が接合された給電体７ａ，７ｂが配設され、ガラスフリット等で封着されている。発光管２内には、所定のハロゲン金属や希ガス（必要に応じて水銀が追加される）等からなる放電媒体が封入されている。給電体７ａ，７ｂには、夫々電力給電線８ａ，８ｂが電気的に接続されている。内管４内の口金側には、電力給電線８ａ，８ｂを封着するピンチシール部１０が形成されている。内管４は、下端部が開口した透明な筒状の外管１１によって囲まれている。外管１１の下端部は、外管かしめ用金属リング１２によってセラミック製ホルダー１３に固定されている。なお、図中の符番１４は内管４のピンチシール部１０を挟持して支持する保護管支持片であり、セラミック製ホルダー１３と一体化している。
【００３３】
第１の実施形態において、光カット膜は次のようにして形成する。
即ち、まず、光カット材料としてのＩｎドープＺｎＯ（Ｉｎ：Ｚｎ＝５：９５、平均粒径１５０ｎｍ）粒子を、例えば水溶液中の酢酸亜鉛と塩化インジウムを加水分解後乾燥し、熱処理して製造する。この光カット材料のインジウムドープ量は、Ｚｎに対して２．５〜２０質量％である。この光カット材料としてのＩｎドープＺｎＯ粒子にＦｅ２Ｏ３（平均粒径約６０ｎｍ）を重量比で９７：３の割合で混合し、この混合粒子をジエチレングリコールモノエチルエーテルなどの有機溶媒に分散させ、有機シリコン化合物からなるバインダーを混合してＩｎドープＺｎＯ粒子および複合酸化物粒子１０〜２０質量％の範囲となるように所望の濃度の分散液を調整する。次に、この分散液を内管３の外表面に塗布し、光カット材料膜を０．３〜２μｍの範囲、例えば１μｍで形成する。つづいて、この塗膜を１８０〜２５０℃で３０分間熱処理して、光カット膜４形成する。
【００３４】
第１の実施形態によれば、ＺｎＯ：Ｉｎ粉体では５０％カット波長は約４２５ｎｍ前後、Ｆｅ２Ｏ３は約６００ｎｍから吸収が発生し同約５５０ｎｍであり、この組成を最適化し長波長側まで紫外光をカットしより紙繊維等の色変色、昆虫の誘引、皮膚、目の損傷等を低減できる。また、色温度を低減するが青のカットを最適化することにより、見え方、演色性を低減させず、現行と同等の良好な高圧放電ランプが得られる。
【００３５】
インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子を用いずに波長６００ｎｍ以下の光を吸収し、それ以上を略透過するＦｅ２Ｏ３・Ｆｅ系複合酸化物等からなる金属酸化物粒子を主体として光カット膜を形成した場合については、波長４００ｎｍ以下のカット率は低くなるものの、４００ｎｍ以上の光カット率等の光学特性については上記実施形態と略同等であった。
【００３６】
一方、リフレクタタイプの現行の膜無しランプ（従来例）、第１の実施形態のような紫外光カット膜が形成されたセラミックメタルハライドランプ（本発明）について、夫々色温度（ＴＣＰ）、色偏差（Ｄｕｖ．）、平均演色評価数（Ｒａ）及び特殊演色性評価係数（Ｒ９〜Ｒ１５）を調べたところ、下記表１に示す結果が得られた。表１より、本発明のランプの場合は、光カット膜無しランプに対して４５０ｎｍの光のカット率が０．２５あるとともに、色温度も低く、種々の光学特性に優れた数値を呈するランプであることが確認できた。なお、表１において、ｘ，ｙは色温度等から求める色度座標を示す。また、光量比は全光量を１．０００とし、０．８５０とは光量が８５％まで低下していることを示す。
【表１】
【００３７】
内管に光カット膜を形成していない以外は第１の実施形態と同等の比較例ランプ、及び第１の実施形態の光カット膜をコートしたランプについて、波長に対する相対放射エネルギー特性を調べたところ、図２に示す結果が得られた。なお、図２において、曲線ａは比較例ランプ、曲線ｂは第１の実施形態の光カット膜付きランプの場合を示す。図２では、約６５０ｎｍから長波長側ではカット作用に差がないため、光カットの有無ではほとんど同じ放射エネルギー特性を示している。図２より、曲線ｂの場合、曲線ａと比べ、波長４５０ｎｍ付近で相対放射エネルギーが小さく抑えられていることが明らかである。図２の場合には、波長４５０ｎｍにおける光のカット率は３０％である。
【００３８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る照明器具を示す概略断面図である。
図中の符番２１は、第１の実施形態と同様な光学特性を有する前記光カット膜４を前面カバーガラス２２に用いた照明器具を示す。高圧放電ランプ１は、外管バルブ２３に光カット膜が設けられていないメタルハライドランプである。高圧放電ランプ１は、照明器具２１に収容して使用される。照明器具２１、下面が開放された反射体２５を有し、この反射体２５の天井面にはソケット２６を備えている。高圧放電ランプ１は、その口金を上記ソケット２６に螺合することにより照明器具２１に取り付けられている。光カット膜４は、第１の実施形態と同様な方法によりカバーガラス２２に形成される。
【００３９】
第２の実施形態の照明器具によれば、光色変化などがなく紫外線及び一部青色光を必要としない被照射物等の損傷防止や紙、布等の劣化防止、低誘虫用として最適な照明器具が得られる。
【００４０】
（第３の実施形態）
図４（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る高圧放電ランプの一例を示す。但し、図４（Ａ）は高圧放電ランプの全体図、図４(Ｂ）は図４（Ａ）の高圧放電ランプの一構成である弾性保持部材の平面図を示す。
【００４１】
図中の符番３１は高圧放電ランプとしてのメタルハライドランプであり、セラミック製の発光管３２を備えている。この発光管３２の周囲には、発光管３２を保護する透明な保護管としての内管３３が設けられている。この内管３３には、発光管３２と導通する給電手段としてのＥ形口金３４が取り付けられている。内管３３の周囲には、透光性の外管３５が設けられている。外管３５の下端部は、金属製の帯状のリング３６によりセラミック製ホルダー３７に固定されている。
【００４２】
内管３３の頂部には、排気チップとしての突起３３ａが設けられている。この突起３３には、弾性保持部材４５が取付けられている。弾性保持部材４５は、円環板状の本体部の周縁の４箇所から下方に支持片４５ａが延出されており、これらの支持片４５ａの先端部が外管３５の内面に弾性的に当接している。そして、前記弾性保持部材４５が内管３３の外面と外管３５の内面との間に弾性的に挟持されていることにより、外管３５の脱落が防止される。
【００４３】
外管３５の外面には、光カット膜３８が形成されている。ここで、光カット膜３８は、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子と平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子とバインダーとして添加されるＳｉ化合物からなる。Ｓｉ化合物は、シリコーン樹脂又はその変性物からなる。
【００４４】
発光管３２は、発光部３９と、この発光部３９の軸方向に互いに反対方向に延出する細管部４０ａ，４０ｂとを備えて、内部に放電空間を形成している。発光部３９は、上下に２分割された半球状の発光体を中央のラインＬで接合して構成されている。発光管３２内には、水銀（Ｈｇ）の他，金属ハロゲン化物及び始動ガスを含む放電媒体が封入されている。金属ハロゲン化物には、ナトリウム（Ｎａ），タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈｏ），ツリウム（Ｔｍ）およびリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物が総封入量９０重量％以上封入されている。
【００４５】
この金属ハロゲン化物としては、沃化物系，臭化物系のハロゲン化物が好ましいが、塩化物やふっ化物であってもよい。金属ハロゲン化物の封入量は、５〜２０ｍｇ、好ましくは８〜１５ｍｇであるが、この封入量は発光管３２の形態により調整される。金属ハロゲン化物の封入質量比率の一例を以下に示す（但し、括弧内は質量百分率）。即ち、一例は、Ｎａ（２０〜６０）−Ｔｌ（５〜３０）−Ｔｍ（３０〜６０）−Ｈｏ（０〜２０）−Ｌｉ（０〜２０），Ｎａ（３０〜５０）−Ｔｌ（５〜２０）−Ｄｙ（２０〜５０）−Ｈｏ（０〜２０）−Ｌｉ（０〜２０）である。
【００４６】
放電空間には、細管部４０ａ，４０ｂから導入された一対の電極（図示せず）が対向して配置されている。細管部４０ａ，４０ｂには、夫々先端部に各電極が接合された給電体４１ａ，４１ｂが配設され、ガラスフリット等で封着されている。給電体４１ａ，４１ｂには、夫々電力給電線４２ａ，４２ｂが電気的に接続されている。内管３３内の口金側には、電力給電線４２ａ，４２ｂを封着するピンチシール部４３が形成されている。
【００４７】
光カット膜３８は、次のようにして外管３５の外面に形成する。まず、ＩＰＡなどを主成分とする溶剤にα−Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯの粒子を分散させ、それにＳｉ系バインダーを混合する。α−Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯの粒子は波長４００〜５００ｎｍの光の吸収効率が高く、分散性も優れていることから所望の光カット特性を備えた光学薄膜を形成するのに有利である。α−Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯの分散量は、光カット膜３８の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比が０．７〜０．９の範囲内で３２００〜３７００Ｋの色温度になるように調整する。次に、この溶液に外管３５となるバルブを浸漬し、一定速度で引き上げ溶液を外管３５に塗布し、乾燥させた後、１５０〜３００℃で所定の時間熱処理を行って前記光カット膜３８を形成する。
【００４８】
第３の実施形態に係る高圧放電ランプによれば、外管３５の外面に光カット膜３８を形成した構成にすることにより、４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比（＝０．８４）の場合、図５及び下記表２のようになった。本実施形態の高圧放電ランプは、ナトリウム（Ｎａ），タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とともに希土類金属のハロゲン化物を組合わせた高効率と高演色の発光特性を有しており、これに光カット効果に優れた光カット膜を形成することによって色温度を所望に変化させて、高演色で色温度３２００〜３７００Ｋの放電ランプが得ることができる。なお、図５において、曲線ａは比較例ランプ、曲線ｂは第３の実施形態の光カット膜付きランプの場合を示す。
【表２】
【００４９】
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５０】
具体的には、第３の実施形態においては、光カット被膜を外管の外面に形成した場合について述べたが、発光管の外面に形成してもよいし、あるいは両方の外面に形成してもよい。なお、外管の外面に形成する場合は、光カット膜を形成する作業性の点で優れる。また、図４の高圧放電ランプを用いて図３のような照明器具を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図２】図２は、従来及び本発明の第２の実施形態の高圧放電ランプによる相対エネルギー分布と波長との関係を示す特性図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る照明器具の説明図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図５】図５は、従来及び本発明の第３の実施形態の高圧放電ランプによる相対エネルギー分布と波長との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，３１…高圧放電ランプ、２，３２…発光管、３，３３…保護管としての内管、４，３８…光カット膜、５，３９…発光部、６ａ，６ｂ，４０ａ，４０ｂ…細管部、７ａ，７ｂ，４１ａ，４１ｂ…給電体、８ａ，８ｂ，４２ａ，４２ｂ…電力給電線、９，４３…ピンチシール部、１１ａ，１１ｂ…端子、２１…照明器具、２２…前面カバーガラス、２５…反射体、２６…ソケット、４５…弾性保持部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定波長域の光をカットする光カット膜または可視光選択吸収性被膜を備えた高圧放電ランプ及びこの放電灯を備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、紫外線カット膜を設けた高圧放電ランプ及び該ランプを利用した照明器具は、紫外線及び一部青色光を必要としない被照射物等の損傷防止や紙・布等の劣化防止、低誘虫用など照明に主として利用されている。
【０００３】
例えば、紫外線をカットするための膜材料には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系材料が主に使用されている。ここで、紫外線をカットするために使用されているＺｎＯ系被膜は、５０％カット波長が約３８０ｎｍ以下であるが、紫外線による劣化防止の効果を向上させるためにはより長波長側の光をカットすることが望ましい。このため、例えばＢｉまたはＩｎをドープしたＺｎＯ系材料を用いた紫外線カット膜が提案されている。
【０００４】
従来、高演色性，低色温度性に優れたメタルハライドランプとして、可視光反射特性を調整した誘電体膜を発光管に施した色温度変換膜付メタルハライドランプが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、従来、特に高い演色性を有し、容易に色温度を自由に設定可能なメタルハライドランプとして、発光管から放射される光のうち特定の波長の光出力を所定の割合で低減する被膜を形成したメタルハライドランプが知られている（例えば、特許文献２）。
更に、従来、光学特性としてのランプの光の色温度を改良したメタルハライドランプ（例えば、特許文献３）、あるいは色特性の優れた高効率、高演色型のメタルハライドランプ（例えば、特許文献４）が知られている。
【０００６】
更には、下記の特許文献５，６が知られている。
特許文献５：この文献５には、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（ＤｙＩ:５５ｗｔ％，ＮａＩ:３０ｗｔ％，ＴｌＩ：１５ｗｔ％）した高圧放電ランプで、発光効率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共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記載されている。
【０００７】
特許文献６：この文献６には、透光性セラミックス容器からなる発光管内に、セリウム化物（２０〜６９％）、ナトリウムハロゲン化物（３０〜７９ｗｔ％）、タリウムハロゲン化物及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記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２０８７０３号公報
【特許文献２】特開平５−３６３８０号公報
【特許文献３】特許第３３１２６７０号公報
【特許文献４】特許第３６０３４７５号公報
【特許文献５】特許第３２９３４９９号公報
【特許文献６】特開２００３−１６９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ＺｎＯ微粒子材料またはＩｎドープＺｎＯ系の材料を用いて紫外線カット膜を形成すれば、変退色を抑制することが可能であるが、この紫外線カット膜のカット波長（透過率５０％以下となる長波長側の上限波長）は約３８０ｎｍであり、長波長側へシフトするように調整しても４００〜４２５ｎｍが限界である。しかしながら、昆虫の誘虫性や紙繊維などの変退色の波長依存性は可視域の５００ｎｍ付近まであるため、紙繊維等の変退色、昆虫の誘引の低減、抑制の効果は十分とはいえない。一方、可視域の５００ｎｍ付近以下を黄色顔料などでカットした電球または蛍光ランプからなる低誘虫ランプが実現されているが、演色性、見え方の点で不充分であり、また大光量が必要な照明用途では使用できない。
【０００９】
また、特許文献５においては、同文献５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５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。さらに、文献５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】
特許文献６においては、同文献６に準拠して試作したランプは、高い発光効率及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。
【００１１】
本発明は、こうした問題点に鑑みなされたもので、色の見え方、演色性が良好であり、明るさの低下を抑制しつつ、色温度を例えば色温度３２００〜３７００Ｋ等に調整することが可能な高圧放電ランプ及び照明器具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】
【００１２】
請求項１記載の高圧放電ランプは、発光管と；この発光管を覆うように設けられた透光性の保護管と；６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する金属複合酸化物からなる粒子を主体として、前記保護管の外面または内面に形成され，光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％である光カット膜と；を具備することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記金属酸化物からなる粒子としては、Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ系複合酸化物のいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換したものが挙げられる。また、前記金属酸化物からなる粒子としては、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を含むものが挙げられる。また、光カット膜の前記金属酸化物からなる粒子としては、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子および平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子を含んでなる場合が挙げられる。更に、金属酸化物からなる粒子としては、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏ，Ｚｒ−Ｖ−Ｏ，Ｓｎ−Ｖ−Ｏ,Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏのいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換した金属複合酸化物粒子が挙げられる。
【００１４】
本発明において、高圧放電ランプにおいて使用される光カット膜としては、インジウムがドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）粒子とを混合したものを主体とした光カット膜である場合が挙げられる。ここで、ＺｎＯ粒子の粒径は５０〜５００ｎｍが好ましく、１００〜２００ｎｍが更に好ましい。また、光カット膜の膜厚は０．３μｍ〜２μｍが好ましい。
【００１５】
本発明において、光カット膜の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比は、０．７〜０．９の範囲であることが好ましい。透過率比をこうした範囲に設定することにより、色温度を３２００〜３７００の範囲で制御し、色温度３２００〜３７００Ｋで平均演色評価数Ｒａが９３以上、特殊演色係数Ｒ９が７０以上で光束を大きく落とすことなく、色温度を変化させ、高演色で色温度３２００〜３７００Ｋの放電ランプが得られる。
【００１６】
また、光カット膜にはＳｉ化合物を用いるのが好ましい。このＳｉ化合物は、シリコーン樹脂またはその変性物からなることが好ましい。これにより、膜耐熱性４００〜６００℃以上で膜強度の強固な被膜が得られる。
【００１７】
更に、前記高圧放電ランプにおいて、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以下であると、点灯方向による色温度の変化が少なくなるので好ましい。
【００１８】
本発明において、発光管には、ナトリウム（Ｎａ）およびタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物とが金属ハロゲン化物の総封入量比で９０質量％以上封入されている場合が挙げられる。
【００１９】
請求項１０記載の照明器具は、器具本体と、この器具本体に配設された請求項１乃至４いずれか一記載の高圧放電ランプとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の高圧放電ランプによれば、波長６００ｎｍ以下の光を吸収する金属酸化物粒子を主体とした光カット膜が保護管の内表面または外表面に形成されているので、高温で点灯される発光管の周囲に設けられた熱的劣化に強い光カット膜の光学特性が波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％となり、発光管の放射光を所望の色調に変化させることができる。また、色温度を低減するが、青のカットを最適化することにより、見え方、演色性を低減せずに色温度を低くして、明るさをほとんど低下させず現行と同等の良好な高圧放電ランプが得られる。
【００２１】
請求項２，３記載の高圧放電ランプによれば、金属酸化物からなる粒子を上述したものにすることにより、請求項１記載の高圧放電ランプと同様な効果が得られる。
【００２２】
請求項４記載の高圧放電ランプによれば、光カット膜が、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子と平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子からなることにより、光束を大きく落とすことなく、色温度を変化させ、高演色で色温度３２００〜３７００Ｋの放電ランプが得られる。
【００２３】
請求項５記載の高圧放電ランプによれば、光カット膜の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比を０．７〜０．９の範囲内とすることにより、色温度を３２００〜３７００Ｋの範囲で制御できる。
【００２４】
請求項６記載の高圧放電ランプによれば、金属酸化物からなる粒子を上述したものにすることにより、請求項１記載の高圧放電ランプと同様な効果が得られる。
【００２５】
請求項７記載の照明器具によれば、インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子が添加された光カット膜とすることにより、昆虫の誘引の低減の他、紙繊維などの変退色、皮膚、目の損傷などの原因となる紫外光をカットしそれらを抑制することができる。
【００２６】
請求項８記載の高圧放電ランプによれば、光カット膜の膜厚が０．３μｍ〜２μｍであり、インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子の平均粒径が１００ｎｍ〜２００ｎｍとすることによって、更に高い透過率と誘虫性を低減する効果が高いランプ又は照明器具を得ることができる。
【００２７】
請求項９記載の高圧放電ランプによれば、発光管にはナトリウム（Ｎａ）およびタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物とが金属ハロゲン化物の総封入量比で９０質量％以上封入されていることにより、光束を大きく落とすことなく、高演色性を維持しながら色温度を３２００〜３７００Ｋに調整した放電ランプが得られる。
【００２８】
請求項１０記載の照明器具によれば、請求項１乃至９記載の高圧放電ランプを備えているので、種々の発光特性や電気特性に優れた照明器具が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の高圧放電ランプにおいて、光カット膜は保護管の外面または内面に形成される。ここで、光カット膜は、波長５００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物からなる粒子を主体とした膜で、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が１５〜４０％のもの、あるいは６００ｎｍ以下を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物からなる粒子を主体とし、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が３０〜５０％であるものを用いる。また、光カット膜としては、波長５００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物粒子と波長６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する複合酸化物粒子とを混合したものを主体とし、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％で、黒体放射からの偏差ｄｕｖが＋０．００１〜−０．００１であるものを用いる。
【００３０】
本発明において、前記光カット膜として、膜厚を０．３μｍ〜２μｍ、インジウムドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｉｎ）粒子の平均粒径が１００ｎｍ〜２００ｎｍである紫外線カット膜を用いることによって、さらに高い紫外線カット率と誘虫性を低減する効果が高いランプ又は照明器具を得ることができる。
【００３１】
次に、本発明の具体的な実施形態について説明する。但し、本発明は下記に述べるものに限定されない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る高圧放電ランプの一例を示す。
図中の符番１は高圧放電ランプとしてのメタルハライドランプであり、セラミック製の発光管２を備えている。この発光管２の周囲には、発光管２を保護する透明な保護管としての内管３が設けられている。内管３には、発光管２と導通する給電手段としてのＥ形口金９が取り付けられている。内管３の外表面には所定の波長の光をカットする光カット膜４が形成されている。光カット膜４は、例えばインジウムがドープされた酸化亜鉛粒子と波長６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上は透過する金属酸化物粒子を主体し、光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％（好ましくは３０〜５０％）である。
【００３２】
発光管２は、発光部５と、この発光部５の軸方向に互いに反対方向に延出する細管部６ａ，６ｂとを備えている。発光部５は、気密に封止されていて内部に放電空間（図示せず）が形成されており、この放電空間には細管部６ａ，６ｂから導入された一対の電極（図示せず）が対向して配置されている。細管部６ａ，６ｂには、夫々先端部に各電極が接合された給電体７ａ，７ｂが配設され、ガラスフリット等で封着されている。発光管２内には、所定のハロゲン金属や希ガス（必要に応じて水銀が追加される）等からなる放電媒体が封入されている。給電体７ａ，７ｂには、夫々電力給電線８ａ，８ｂが電気的に接続されている。内管４内の口金側には、電力給電線８ａ，８ｂを封着するピンチシール部１０が形成されている。内管４は、下端部が開口した透明な筒状の外管１１によって囲まれている。外管１１の下端部は、外管かしめ用金属リング１２によってセラミック製ホルダー１３に固定されている。なお、図中の符番１４は内管４のピンチシール部１０を挟持して支持する保護管支持片であり、セラミック製ホルダー１３と一体化している。
【００３３】
第１の実施形態において、光カット膜は次のようにして形成する。
即ち、まず、光カット材料としてのＩｎドープＺｎＯ（Ｉｎ：Ｚｎ＝５：９５、平均粒径１５０ｎｍ）粒子を、例えば水溶液中の酢酸亜鉛と塩化インジウムを加水分解後乾燥し、熱処理して製造する。この光カット材料のインジウムドープ量は、Ｚｎに対して２．５〜２０質量％である。この光カット材料としてのＩｎドープＺｎＯ粒子にＦｅ２Ｏ３（平均粒径約６０ｎｍ）を重量比で９７：３の割合で混合し、この混合粒子をジエチレングリコールモノエチルエーテルなどの有機溶媒に分散させ、有機シリコン化合物からなるバインダーを混合してＩｎドープＺｎＯ粒子および複合酸化物粒子１０〜２０質量％の範囲となるように所望の濃度の分散液を調整する。次に、この分散液を内管３の外表面に塗布し、光カット材料膜を０．３〜２μｍの範囲、例えば１μｍで形成する。つづいて、この塗膜を１８０〜２５０℃で３０分間熱処理して、光カット膜４形成する。
【００３４】
第１の実施形態によれば、ＺｎＯ：Ｉｎ粉体では５０％カット波長は約４２５ｎｍ前後、Ｆｅ２Ｏ３は約６００ｎｍから吸収が発生し同約５５０ｎｍであり、この組成を最適化し長波長側まで紫外光をカットしより紙繊維等の色変色、昆虫の誘引、皮膚、目の損傷等を低減できる。また、色温度を低減するが青のカットを最適化することにより、見え方、演色性を低減させず、現行と同等の良好な高圧放電ランプが得られる。
【００３５】
インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子を用いずに波長６００ｎｍ以下の光を吸収し、それ以上を略透過するＦｅ２Ｏ３・Ｆｅ系複合酸化物等からなる金属酸化物粒子を主体として光カット膜を形成した場合については、波長４００ｎｍ以下のカット率は低くなるものの、４００ｎｍ以上の光カット率等の光学特性については上記実施形態と略同等であった。
【００３６】
一方、リフレクタタイプの現行の膜無しランプ（従来例）、第１の実施形態のような紫外光カット膜が形成されたセラミックメタルハライドランプ（本発明）について、夫々色温度（ＴＣＰ）、色偏差（Ｄｕｖ．）、平均演色評価数（Ｒａ）及び特殊演色性評価係数（Ｒ９〜Ｒ１５）を調べたところ、下記表１に示す結果が得られた。表１より、本発明のランプの場合は、光カット膜無しランプに対して４５０ｎｍの光のカット率が０．２５あるとともに、色温度も低く、種々の光学特性に優れた数値を呈するランプであることが確認できた。なお、表１において、ｘ，ｙは色温度等から求める色度座標を示す。また、光量比は全光量を１．０００とし、０．８５０とは光量が８５％まで低下していることを示す。
【表１】
【００３７】
内管に光カット膜を形成していない以外は第１の実施形態と同等の比較例ランプ、及び第１の実施形態の光カット膜をコートしたランプについて、波長に対する相対放射エネルギー特性を調べたところ、図２に示す結果が得られた。なお、図２において、曲線ａは比較例ランプ、曲線ｂは第１の実施形態の光カット膜付きランプの場合を示す。図２では、約６５０ｎｍから長波長側ではカット作用に差がないため、光カットの有無ではほとんど同じ放射エネルギー特性を示している。図２より、曲線ｂの場合、曲線ａと比べ、波長４５０ｎｍ付近で相対放射エネルギーが小さく抑えられていることが明らかである。図２の場合には、波長４５０ｎｍにおける光のカット率は３０％である。
【００３８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る照明器具を示す概略断面図である。
図中の符番２１は、第１の実施形態と同様な光学特性を有する前記光カット膜４を前面カバーガラス２２に用いた照明器具を示す。高圧放電ランプ１は、外管バルブ２３に光カット膜が設けられていないメタルハライドランプである。高圧放電ランプ１は、照明器具２１に収容して使用される。照明器具２１、下面が開放された反射体２５を有し、この反射体２５の天井面にはソケット２６を備えている。高圧放電ランプ１は、その口金を上記ソケット２６に螺合することにより照明器具２１に取り付けられている。光カット膜４は、第１の実施形態と同様な方法によりカバーガラス２２に形成される。
【００３９】
第２の実施形態の照明器具によれば、光色変化などがなく紫外線及び一部青色光を必要としない被照射物等の損傷防止や紙、布等の劣化防止、低誘虫用として最適な照明器具が得られる。
【００４０】
（第３の実施形態）
図４（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る高圧放電ランプの一例を示す。但し、図４（Ａ）は高圧放電ランプの全体図、図４(Ｂ）は図４（Ａ）の高圧放電ランプの一構成である弾性保持部材の平面図を示す。
【００４１】
図中の符番３１は高圧放電ランプとしてのメタルハライドランプであり、セラミック製の発光管３２を備えている。この発光管３２の周囲には、発光管３２を保護する透明な保護管としての内管３３が設けられている。この内管３３には、発光管３２と導通する給電手段としてのＥ形口金３４が取り付けられている。内管３３の周囲には、透光性の外管３５が設けられている。外管３５の下端部は、金属製の帯状のリング３６によりセラミック製ホルダー３７に固定されている。
【００４２】
内管３３の頂部には、排気チップとしての突起３３ａが設けられている。この突起３３には、弾性保持部材４５が取付けられている。弾性保持部材４５は、円環板状の本体部の周縁の４箇所から下方に支持片４５ａが延出されており、これらの支持片４５ａの先端部が外管３５の内面に弾性的に当接している。そして、前記弾性保持部材４５が内管３３の外面と外管３５の内面との間に弾性的に挟持されていることにより、外管３５の脱落が防止される。
【００４３】
外管３５の外面には、光カット膜３８が形成されている。ここで、光カット膜３８は、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子と平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子とバインダーとして添加されるＳｉ化合物からなる。Ｓｉ化合物は、シリコーン樹脂又はその変性物からなる。
【００４４】
発光管３２は、発光部３９と、この発光部３９の軸方向に互いに反対方向に延出する細管部４０ａ，４０ｂとを備えて、内部に放電空間を形成している。発光部３９は、上下に２分割された半球状の発光体を中央のラインＬで接合して構成されている。発光管３２内には、水銀（Ｈｇ）の他，金属ハロゲン化物及び始動ガスを含む放電媒体が封入されている。金属ハロゲン化物には、ナトリウム（Ｎａ），タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈｏ），ツリウム（Ｔｍ）およびリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物が総封入量９０重量％以上封入されている。
【００４５】
この金属ハロゲン化物としては、沃化物系，臭化物系のハロゲン化物が好ましいが、塩化物やふっ化物であってもよい。金属ハロゲン化物の封入量は、５〜２０ｍｇ、好ましくは８〜１５ｍｇであるが、この封入量は発光管３２の形態により調整される。金属ハロゲン化物の封入質量比率の一例を以下に示す（但し、括弧内は質量百分率）。即ち、一例は、Ｎａ（２０〜６０）−Ｔｌ（５〜３０）−Ｔｍ（３０〜６０）−Ｈｏ（０〜２０）−Ｌｉ（０〜２０），Ｎａ（３０〜５０）−Ｔｌ（５〜２０）−Ｄｙ（２０〜５０）−Ｈｏ（０〜２０）−Ｌｉ（０〜２０）である。
【００４６】
放電空間には、細管部４０ａ，４０ｂから導入された一対の電極（図示せず）が対向して配置されている。細管部４０ａ，４０ｂには、夫々先端部に各電極が接合された給電体４１ａ，４１ｂが配設され、ガラスフリット等で封着されている。給電体４１ａ，４１ｂには、夫々電力給電線４２ａ，４２ｂが電気的に接続されている。内管３３内の口金側には、電力給電線４２ａ，４２ｂを封着するピンチシール部４３が形成されている。
【００４７】
光カット膜３８は、次のようにして外管３５の外面に形成する。まず、ＩＰＡなどを主成分とする溶剤にα−Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯの粒子を分散させ、それにＳｉ系バインダーを混合する。α−Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯの粒子は波長４００〜５００ｎｍの光の吸収効率が高く、分散性も優れていることから所望の光カット特性を備えた光学薄膜を形成するのに有利である。α−Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯの分散量は、光カット膜３８の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比が０．７〜０．９の範囲内で３２００〜３７００Ｋの色温度になるように調整する。次に、この溶液に外管３５となるバルブを浸漬し、一定速度で引き上げ溶液を外管３５に塗布し、乾燥させた後、１５０〜３００℃で所定の時間熱処理を行って前記光カット膜３８を形成する。
【００４８】
第３の実施形態に係る高圧放電ランプによれば、外管３５の外面に光カット膜３８を形成した構成にすることにより、４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比（＝０．８４）の場合、図５及び下記表２のようになった。本実施形態の高圧放電ランプは、ナトリウム（Ｎａ），タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とともに希土類金属のハロゲン化物を組合わせた高効率と高演色の発光特性を有しており、これに光カット効果に優れた光カット膜を形成することによって色温度を所望に変化させて、高演色で色温度３２００〜３７００Ｋの放電ランプが得ることができる。なお、図５において、曲線ａは比較例ランプ、曲線ｂは第３の実施形態の光カット膜付きランプの場合を示す。
【表２】
【００４９】
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５０】
具体的には、第３の実施形態においては、光カット被膜を外管の外面に形成した場合について述べたが、発光管の外面に形成してもよいし、あるいは両方の外面に形成してもよい。なお、外管の外面に形成する場合は、光カット膜を形成する作業性の点で優れる。また、図４の高圧放電ランプを用いて図３のような照明器具を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図２】図２は、従来及び本発明の第２の実施形態の高圧放電ランプによる相対エネルギー分布と波長との関係を示す特性図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る照明器具の説明図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図５】図５は、従来及び本発明の第３の実施形態の高圧放電ランプによる相対エネルギー分布と波長との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，３１…高圧放電ランプ、２，３２…発光管、３，３３…保護管としての内管、４，３８…光カット膜、５，３９…発光部、６ａ，６ｂ，４０ａ，４０ｂ…細管部、７ａ，７ｂ，４１ａ，４１ｂ…給電体、８ａ，８ｂ，４２ａ，４２ｂ…電力給電線、９，４３…ピンチシール部、１１ａ，１１ｂ…端子、２１…照明器具、２２…前面カバーガラス、２５…反射体、２６…ソケット、４５…弾性保持部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と；
この発光管を覆うように設けられた透光性の保護管と；
６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する金属複合酸化物からなる粒子を主体として、前記保護管の外面または内面に形成され，光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％である光カット膜と；
を具備することを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記金属酸化物からなる粒子が、Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ系複合酸化物のいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換したものであることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記金属酸化物からなる粒子が、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を含むことを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
光カット膜の前記金属酸化物からなる粒子が、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子および平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子を含んでなることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記光カット膜の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比が０．７〜０．９の範囲内であることを特徴とする請求項４記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
前記金属酸化物からなる粒子が、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏ，Ｚｒ−Ｖ−Ｏ，Ｓｎ−Ｖ−Ｏ,Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏのいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換した金属複合酸化物粒子であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
前記光カット膜は、インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子が添加されていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項８】
前記光カット膜の膜厚が０．３μｍ〜２μｍであり、前記インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子の平均粒径が５０ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の高圧放電ランプ。
【請求項９】
発光管にはナトリウム（Ｎａ）およびタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物とが金属ハロゲン化物の総封入量比で９０質量％以上封入されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項１０】
器具本体と；
この器具本体に配設された請求項１乃至９いずれか一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；
を具備することを特徴とする照明器具。
【請求項１】
発光管と；
この発光管を覆うように設けられた透光性の保護管と；
６００ｎｍ以下の光を吸収しそれ以上を透過する金属複合酸化物からなる粒子を主体として、前記保護管の外面または内面に形成され，光学特性として波長４５０ｎｍの光のカット率が２０〜５０％である光カット膜と；
を具備することを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記金属酸化物からなる粒子が、Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ系複合酸化物のいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換したものであることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記金属酸化物からなる粒子が、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を含むことを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
光カット膜の前記金属酸化物からなる粒子が、平均粒子径３０〜１００ｎｍの球状六方晶α−Ｆｅ２Ｏ３粒子および平均粒子径３０〜１００ｎｍの多面体六方晶ＺｎＯ粒子を含んでなることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記光カット膜の４５０ｎｍ／５５０ｎｍの透過率比が０．７〜０．９の範囲内であることを特徴とする請求項４記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
前記金属酸化物からなる粒子が、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏ，Ｚｒ−Ｖ−Ｏ，Ｓｎ−Ｖ−Ｏ,Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ−Ｏのいずれか、あるいはその組成の一部を他の元素に置換した金属複合酸化物粒子であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
前記光カット膜は、インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子が添加されていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項８】
前記光カット膜の膜厚が０．３μｍ〜２μｍであり、前記インジウムがドープされた酸化亜鉛粒子の平均粒径が５０ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の高圧放電ランプ。
【請求項９】
発光管にはナトリウム（Ｎａ）およびタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物とジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも一種のハロゲン化物とが金属ハロゲン化物の総封入量比で９０質量％以上封入されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項１０】
器具本体と；
この器具本体に配設された請求項１乃至９いずれか一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；
を具備することを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１５２１７１（Ｐ２００９−１５２１７１Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６５０１７（Ｐ２００８−１６５０１７）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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