高輝度ガス放電ランプ
本発明の高輝度ガス放電ランプ（１）は：放電チャンバ（２）内に充填ガスを封止する放電容器（５、５’）を含み、及び前記放電チャンバ（２）内に突き出た電極（３、３’、４、４’）の組、及び前記充填ガスが、ナトリウムのハロゲン化物、及び場合によりヨウ化スカンジウムを少なくとも３０重量％及びテルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を少なくとも５重量％の比率で含む、ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度ガス放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電ランプにおいて、２つの電極間に形成される電気アークが強く明るい光りを生成する。該ランプは、しばしば「ＨＩＤ」ランプと参照される。従来技術におけるＨＩＤランプにおいては、放電チャンバは、ほとんどがキセノン及びハロゲン化物−通常ヨウ化ナトリウム及びヨウ化スカンジウム−及びひとつ又はそれ以上の他の金属塩で前記ランプの操作の際に蒸発する金属塩を含む。自動車用ヘッドランプへ適用する場合、ＨＩＤランプは他のタイプのランプに比べていくつかの利点を有する。例えば、金属ハロゲン化物キセノンランプの光出力は、比較され得るタングステン−ハロゲンランプに比べてより大きい。また、ＨＩＤランプは、フィラメントランプに比べて非常に長寿命である。これらの利点は他の利点とともに、ＨＩＤランプを特に自動車用ヘッドランプへの応用に適するものとしている。
【０００３】
色温度に加えて、該ランプの他の特徴、例えば操作電圧、ランプドライバ特性、寸法等は、国ごとに適切な規制で特定されている。例えばヨーロッパではＥＣＥ−Ｒ９９により特定される。ここで「ＥＣＥ」は、「ヨーロッパ経済委員会」の略である。これらの規制で特定されるランプは、しばしばそれらの指定用語で参照される。例えば「Ｄ１」、「Ｄ４」などである。例えばＥＣＥ−Ｒ９９は、自動車用ガス放電ヘッドランプによる光束が少なくとも２７５０ｌｍであることを要求する。しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）の分野における継続的な開発は最終的には自動車用ヘッドライトへの広い適用を可能とするであろう。ＬＥＤは５０００Ｋよりも大きい色温度を容易に達成できることから、自動車用ヘッドライトを管理する規則もそれに合わせるようになるであろうと予測されている。
【０００４】
自動車用ランプのカラーポイント又は色温度は安全性の点で決定的なものである。まず、乗用車のヘッドランプは、ドライバのために道路を十分照明するものでなければならない。さらに、他のドライバが該乗用車のヘッドランプからの潜在的に危険なまぶしい光りにさらされるべきでないということである。さらに、該ヘッドランプから生成される光りの色が重要である。というのは、光りの色は、ドライバによる光ビーム上の物体の区別、さらにそれを色の違いとして区別する能力に影響を与えるからである。
【０００５】
自動車用ヘッドライトの色は、均一性を保証するため及び従ってまたドライバの安全を促進するために、ある基準を満たさなければならない。該基準のひとつはＳＡＥシステムであり、アメリカ合衆国で自動車用ヘッドライトの色を定義するために自動車技術協会（ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）により開発されたものであり、当業者には知られた基準である。いくつかの研究により次のことが示されている。即ち、自動車用ヘッドライトの色温度は４０００Ｋよりもずっと高いものであるべきであるということ、及び前記ＡＳＥシステムを用いてグラフ化される該色温度のＸ及びＹ座標は、黒体ライン（理想黒体に対応する点の位置）に近いものであるべきということである。自動車用ヘッドライトのかかる色温度特性は色の識別を改善し、さらに暗中での物体の識別を改善し従って夜間運転の安全性を増加する。これは次の理由により。たとえ同じ強さであっても、より高い色温度を持つ光−例えば青から白色−は、より低い色温度、例えば黄色色彩を持つ光よりも人間の眼にはより明るく認識されるからである。これらの要求は、上で説明した高効率のキセノンＨＩＤランプを求める顧客に、より高い色温度を持つキセノンＨＩＤランプへの要求を増加させている。
【０００６】
しかし青色ライトを生成するランプの設計はかならずしも単純なものではない。というのは、等しい条件下では、青色生成ランプによる光フラックスは黄色生成ランプよりも低いからである。この理由で、色温度が４０００Ｋよりも高くかつ同時に光フラックスを受け入れ可能なレベルを持つ明るい白色ライトを提供することは困難である。従来技術において、Ｄ１及びＤ２（水銀系）ランプは、高い色温度を達成することを試みられたが光出力が３０％まで低下することが観察され、かかるランプの効率は不満足なものである。他のＤ３及びＤ４ランプ（水銀フリー）は、規制の要求をほんに僅か満たす光出力を達成するだけである。例えば光出力はわずか３２００＋／−４５００ｌｍである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、高色温度と同様に高光フラックスを持つ改良された高輝度放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、請求項１による高輝度ガス放電ランプにより達成される。
【０００９】
本発明による高輝度ガス放電ランプは、放電チャンバ内に充填ガスを封止する放電容器を含み、さらに前記放電チャンバへ伸びる一組の電極を含み、前記充填ガスが、ナトリウムハロゲン化物を含むハロゲン化物組成物を含み、場合により前記充填ガスがヨウ化スカンジウムを全体に対して少なくとも３０重量％及びテルビウム及び／又はガドリニウハロゲン化物を全体に対して少なくとも５重量％含む。ここで、ハロゲン化物又は「金属塩」について特定される重量％は、前記ハロゲン化物組成物中の前記ハロゲン化物又は金属塩の重量％である。明らかに、ひとつのランプの実施態様において、前記ハロゲン化物組成物中のナトリウムハロゲン化物及び（場合により）ヨウ化スカンジウムの合計比率が３０重量％の場合、テルビウム及び／又はガドリニウムハロゲン化物の比率は最大７０重量％となる。
【００１０】
本発明によるランプを用いた実験では、光出力をほとんど低下させることなく非常に好ましい色温度を達成することができることが示された。例えば、６０００Ｋ領域の色温度が、非常に黒体ラインに近いＳＡＥ座標を持って得ることができる。さらに、本発明によるランプの好ましい性能−高色温度及び高出力−が、ランプ寿命に亘って観察された。従って、簡単なかつ経済的な解決手段で、本発明のランプは、特に高い光出力を低供し、かつ製造上コスト効果的である。
【００１１】
本発明のランプの他の明らかな利点は、記載された充填ガスにより、ワット当たりの非常に高レベルの光出力（即ち高効率）が、自動車用応用に要求される青色領域にある色温度を持って、達成されることである。例えばヨウ化テルビウム（ＴｂＩ３）などのテルビウムハロゲン化物及び／又は例えばヨウ化ガドリニウム（ＧｄＩ３）などのガドリニウムハロゲン化物の添加により、色温度を非常に増加させ、ランプ効率をこの高レベルに到達させる。
【００１２】
有利なことに、本発明によるランプは、従来技術のＤ１〜Ｄ４ヘッドランプに代えて、すでにある電子回路やフィッティングを交換することなく使用することができるということであり、始めに説明した顧客の要求に合致するものである。
【００１３】
従属請求項及び以下の記載は、本発明の特に好ましい実施態様及び構成につき開示する。
【００１４】
以下では、色温度、操作電圧、光出力などの適切な開始ランプパラメータが、ＥＣＥ規制による１５時間ランプエイジングに適用する。この理由は、これらのパラメータが、かかるランプの最初の１５時間（これが「エイジング」時間とみなされる）の操作の後に得られるからである。さらに、以下において、金属のハロゲン化物としてハロゲン化物を特定することなく参照される場合には、全ての適切なハロゲン化物は使用可能であり、例えば臭化物、ヨウ化物などが挙げられるが、本発明を限定するものではない。
【００１５】
望ましい色温度は、本発明によるランプにより達成され、充填ガスの種々の成分の相対量を適切に選択することで達成される。従って、本発明によるランプの充填ガスのハロゲン化物組成物は、テルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を上で説明したように、少なくとも５重量％の率で含む。このレベルにより色温度が５０００Ｋとなる。ランプの高効率を維持しながら色温度をさらに増加するために、本発明のランプの充填ガスはより好ましくは少なくとも５０重量％のテルビウム及び／又はガドリニウムハロゲン化物を含む。
前記充填ガス中のハロゲン化物組成物中にヨウ化スカンジウムを含むことなく、ランプの光出力が、前記放電チャンバが前記放電容器内に設けられている、前記ランプの外側チャンバ内の充填の適切な選択により保証され得る。例えば前記外部チャンバ充填ガスはキセノンを含む。
【００１６】
充填ガスのハロゲン化物組成物中にヨウ化スカンジウムを含むにより、ワット当たりの光出力の好ましいレベルを達成することができる。ヨウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムとの結合比率は上で説明したように、ランプの高効率を保証する。明らかに、これらの金属塩の相対比率は要求に応じて調節することができる。ヨウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムのほぼ等しい比率により、ランプの色出力は僅かな変更の対象となり、カラーポイントのＸ座標を黒体ラインに近くに位置させることができる。一方で、ヨウ化ナトリウムの相対比率を増加させるとヨウ化スカンジウムの相対比率が減少し、ランプの寿命維持を長くするように作用する。即ち、ランプは、より長い寿命に亘って相対的に一定の光出力を提供することができる。従って、本発明のより好ましい実施態様において、ハロゲン化物組成物中のヨウ化ナトリウムの比率は、少なくとも２０重量％及び多くとも６０重量％であり、ハロゲン化物組成物中のヨウ化スカンジウムの比率は少なくとも２０重量％であり多くとも４０重量％である。
【００１７】
本発明によるランプのすでに説明した実施態様において、高色温度及び高光フラックスが、ヨウ化亜鉛の添加なしで達成された。従って、高色温度及び高効率のランプを経済的に好ましく実施することができる。ランプの操作性能をさらに改良するために、操作中に前記アンプ電圧を上げるために充填ガスのハロゲン化物組成物中にヨウ化亜鉛をある量添加することができる。ヨウ化亜鉛の適切な量は例えば、０．２重量％と５．０重量％の間である。
【００１８】
上で説明したように、自動車用応用においてヘッドライトの色温度がＳＡＥ表現において黒体ラインの近くに位置することは非常に望ましく、これは当業者に知られたことである。充填ガスの金属塩の比率を適切に選択することにより、カラーポイントがＸ−Ｙ座標が、黒体ラインの上又は非常に近くに在る色温度を得ることができる。従って、本発明による特に好ましい実施態様において、ランプのハロゲン化物組成物はまた、ヨウ化インジウム（ＩｎＩ）を少なくとも０．２重量％また多くとも５．０重量％の比率で含む。所定に範囲でヨウ化インジウムを加えることにより、カラーポイントのＹ座標を低下させ、ランプのカラーポイントが本発明によるランプの寿命に亘り、６０００Ｋの範囲での高色温度を維持させる。カラーポイントを維持するということは、カラーポイントのＸ及びＹ座標がランプの寿命に亘り大きくは変化しないことを意味する。
【００１９】
ひとつ又はそれ以上の追加の希土類又は遷移金属の塩を少量追加することで、さらに色温度の「微調整」が可能となる。従って、本発明のさらなる実施態様では、ハロゲン化物組成物は好ましくは、ホルミウムのハロゲン化物及び／又はディスプロシウムのハロゲン化物を、全ハロゲン化物組成物の５重量％から１６重量％の間の比率で含む。さらに、ハロゲン化物組成物は、好ましくはまた、ガリウム、ランタン、ネオジニウム、サマリウム、ツリウム、バナジウム及びイットリウムを含む希土類及び遷移金属の群のひとつ又はそれ以上のハロゲン化物を１０重量％まで含む。この群の好ましいハロゲン化ブユの例は、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）、ヨウ化サマリウム（ＳｍＩ３）又は臭化サマリウム（ＳｍＢｒ３）、ヨウ化ネオジニウム（ＮｄＩ３）、臭化イットリウム（ＹＢｒ３）などが挙げられる。これらのハロゲン化物添加物のひとつ又はそれ以上はまた、そのイオン化状態においてガス相発光体として有利に作用する。ホルミウムハロゲン化物及び／又はディスプロシウムハロゲン化物と上で説明した好ましい群からの場合によるハロゲン化物添加物の組み合わされた比率は３５重量％を超えない。
【００２０】
高圧ガス放電ランプの物理的構成、操作の際の条件及びランプ内の充填ガス圧力は、ランプの性能及び光出力に影響するさらなるパラメータである。従って、本発明のさらなる好ましい実施態様では、ランプの構成パラメータ及び上で説明されたハロゲン化物組成物を用いる充填ガスの組成物は、開始操作電圧が少なくとも３８Ｖで多くとも５５Ｖで在る操作される際に色温度がＳＡＥ場で５５００Ｋから７０００Ｋの範囲となるように選択される。
【００２１】
今日の自動車用ヘッドライト応用のために、３５Ｗ既定のランプは通常使用される。従って本発明によるランプは好ましくは名目電力３５Ｗである。このランプの物理的構成特性は、好ましくは、ランプの放電チャンバ容量が少なくとも１５μｌ及び多くとも３０μｌであり、放電チャンバの内部直径は好ましくは２．２ｍｍと２．６ｍｍの間、より好ましくは２．４ｍｍであり、放電チャンバの外側直径が好ましくは５．９ｍｍ及び６．３ｍｍの間であり、より好ましくは６．１ｍｍである。かかるランプにおいて、ランプの充填ガスのハロゲン化物組成物は好ましくは、少なくとも１００μｇ及び多くとも４００μｇの間の合計重量を持つ。
【００２２】
しかし、本発明によるランプは３５Ｗ品に限定されない。構成上のパラメータの適切な選択により、前記ランプは例えば２５Ｗランプとして実現できる。該ランプにおいては、放電チャンバの容量は少なくとも１０μｌ及び多くとも２５μｌであり、内部直径が好ましくは２．００ｍｍと２．４ｍｍの間の範囲を持ち、より好ましくは２．２ｍｍである。また外部直径は４．５ｍｍと６．１ｍｍの間の範囲であり、より好ましくは５．５ｍｍである。この低電力実施品においては、充填ガスのハロゲン化物組成物は好ましくは、少なくとも５０μｇ、多くとも３００μｇの範囲の合計量である。
【００２３】
電極の選択はＨＩＤランプの放電アークの安定性による。安定なアークの維持は前記電極の幾何学的形状、特に電極の直径に大きく依存する。というのは電極の厚さは、操作中での電極の温度を制御し、これにより、前記バラストパラメータによる電極の通電性と電極焼け（ｂｕｒｎ ｂａｃｋ）を決定する。本発明によるランプのピンチ領域内の電極の直径は、従って好ましくは、少なくとも２００μｍで、多くとも３２０μｍ、電極のチップの直径は好ましくは少なくとも２００μｍで多くとも３６０μｍである。電極はチップからピンチまで均一な直径の単純な棒状として実施されてもよく、またピンチ部分より広いチップとして実施されてもよい。明らかに、これらの寸法は、点灯する前の電極の初期寸法へ適用する。
【００２４】
当業者には知られていることであるが、ここで説明されるタイプのＨＩＤランプの電極は前記放電チャンバへ逆側から飛び出ており、従って、前記電極のチップは小さなギャップで分離されている。本発明のランプにおいて、電極チップは好ましくは、少なくとも３ｍｍで多くとも５ｍｍの実距離で離れている。該電極チップ間の光学的分離、即ち該内部チャンバのガラスを通過して見える分離であり、実際の分離より大きく見える。３．６ｍｍの電極分離は例えば、４．２ｍｍの光学的分離に対応する。
【００２５】
ＨＩＤランプの電極は一般的に、タングステンでできている。というのはタングステンは非常に高融点を示すからであり、これは当業者に知られている。トリウムを含むタングステン電極（トリウムタングステン電極といわれる）は、純粋なタングステン電極に比べてその融点よりも低い温度で操作され、従って該電極は操作中に変形することがない。しかし、トリウムは健康上又は環境上のリスクがある。トリウムは低レベルの放射活性物質であり、呼吸や食事摂取を避けるなどの扱い上の注意が要求される。従って、この物質を使用することは環境の点から望ましいことではない。従って、本発明の発明によるランプの電極においては、好ましくはトリウム不含タングステン電極（即ち、トリウムを含まないタングステン電極）の使用が好ましい。
【００２６】
ＨＩＤランプの放電チャンバは一般的には、石英ガラスで作られる。光出力の要求−例えば光はできるだけ点に近い形状であるべきなど−は、放電チャンバは小さいものでなければならない、ということである。しかし、小さな寸法の放電容器は、操作の際に達する高温度の結果として損傷を受ける恐れがある。従って、本発明の特に好ましい実施態様では、該放電容器は、例えば酸化アルミニウムなどの適切なセラミックス材料で形成される。
【００２７】
すでに説明したように、ここで記載のタイプのＨＩＤランプは好ましくは、前記放電容器が内側に設けられる追加の外部チャンバを含む。この外部チャンバはまた、充填ガスを含み、該ガス組成物は、上で説明したように、光出力に対し好ましい影響を与えるように選択され得る。この外部チャンバは透明石英ガラスであってよく、又は発光色に影響を与えるように取り扱われることができる。従って、本発明のさらなる実施態様においては、該ランプの放電チャンバは石英ガラスの外部チャンバの内側に設けられる。該外部チャンバは、例えば酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）などのネオジム化合物及び／又は例えばコバルトアルミナート（ＣｏＡｌ２Ｏ４）などのコバルト化合物で処理される。これらの化合物の効果は、操作中にランプにより発光される黄色光を吸収することである。例えば酸化ネオジムは５８０ｎｍ波長付近に強い吸収帯をもち、この色の光は、外部チャンバ壁を通じて通過することはない。外部チャンバの処置は従って、外部チャンバが作られる石英ガラスに適切な実際のドーピングすることか、外部チャンバの表面にコーティングを適用することを含む。
【００２８】
本発明の他の目的及び特徴は、添付の図を参照しつつ以下の詳細な説明から明らかとなる。しかし理解されるべきは、図面は本発明を説明するためだけであり、本発明を限定するためではないということである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第一の実施態様による放電ランプの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第二の実施態様による放電ランプの断面図である。
【図３】図３は、本発明によるＤ４Ｓランプの１５時間初期放電後のカラーポイントのＳＡＥ図を示す。
【００３０】
図中、類似の参照番号は類所の対象物を参照する。図中対象物は寸法通りに記載されているわけではない。
【００３１】
図１において、本発明の実施態様による石英ガラスガス放電ランプ１の断面が示される。本質的に、ランプ１は、石英ガラス外部チャンバ６と、これに囲まれる放電容器５を含み、該放電容器は充填ガスを含む放電チャンバを含む。２つの電極３、４が前記放電チャンバ２へ前記ランプ１の逆側から飛び出ている。製造の際には、前記放電容器５の前記石英ガラスは電極３、４の回りでピンチされて前記放電チャンバ２内に充填ガスを封止する。前記放電チャンバ２の容量（容積）は、該内部直径Ｄｉｎｎｅｒ及び放電容器５の該物質直径Ｄｏｕｔｅｒにより決まる。前記内部及び外部直径Ｄｉｎｎｅｒ、Ｄｏｕｔｅｒは最も広い部分で測定される。
【００３２】
電極３，４は本質的にタングステン棒（トリウム含有はトリウム含含有）であり、放電チャンバ２に飛び出ており、お互いに距離Ｅｓｅｐだけ離れている。この距離は、Ｒ９９規制による光学分離４．２ｍｍに対応する。本発明によるランプの電極は、ベースからトップまで均一な厚さの単純な棒として実施され得る。しかし、電極の厚さは電極の異なる部分で種々の変更がなされることができる。従って、例えば、電極はそのチップ部ではより厚く、ベース部ではより薄いなどである。図で示される実施態様においては、電極３、４は外部直径が３００μｍまで示され（この直径値は点灯前の初期値である）、ピンチ領域への距離に飛び出している。電極３、４は外部リードワイヤ３１、４１と、モリブデンホイル３０、４０で前記ピンチ領域内で結合されている。
【００３３】
図２は、本発明によるランプの放電容器５’の他の実施態様を示す。この例では、セラミックス材料、例えば酸化アルミニウムを用いて実施されている。放電容器５’のこの実施態様での寸法は、図１で示されているものとは異なっていてよい。というのは、セラミックス材料の異なる温度挙動及び該セラミックス放電容器５’が製造され得る製造方法によるからである。例えば、石英ガラス放電容器は、一般的に、熱い間に溶融ガラスから一体形状として形成されるが、図に示されるセラミックス放電容器５’はいくつかの部分から成る。例えばボディ５０及びエンドプラグ５１などである。この例では、電極３’、４’はセラミックスエンドプラグを通じて連続していることが示されるが、ひとつ又はそれ以上のばらばらの区分を含むものであってよい。
【００３４】
明確にする目的で、上図は本発明のために適切な部分のみを示す。ベース部分およびバラスト部分は、前記電極間の電圧を制御するために前記ランプには必要であるけれど、ここでは示されていない。前記ランプ１のスイッチが入れられると、前記バラスとイグナイタが急激に数千ボルトのイグニッション電圧を放電アークを開始させるために電極３、４、３’、４’間にパルス付与する。アークの熱により充填ガス中の金属塩が蒸発する。高光強度のアークが形成されると、バラスが該電力を制御し、電極３、４，３’、４’間の電圧が操作レベルに落ち着くようにする。この例では約３８Ｖ及び５５Ｖの間の範囲である。
【００３５】
ＨＩＤランプ１では潜在的に損傷を与える紫外光がアークにより生成されることから、放電容器５、５’はこの放射線を吸収するために、ドープされた石英ガラスシールド又は周辺部で囲まれる。この外部チャンバ６は、ガラス自体を例えば酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）でドープすることで処理されることができる。また例えばコバルトアルミネート（ＣｏＡｌ２Ｏ４）によるコーティングを適用することで処理することができる。この処理は、黄色光が吸収されることを保証し、ランプ１により発光する光の「青色性」を更に改良する。通過する光は集められ、ＨＩＤ用光学系を用いて分配される。ＨＩＤ用光学系は図示されていないが、ヘッドランプ構成において光出力をできるだけ利用できることを保証するために、例えば反射系及び平行化などが挙げられる。これらの及び他の追加のコンポーネントは当業者に知られたものであり、ここで詳細に説明する必要はない。
【００３６】
図３は、観測されるカラーポイントのＸ及びＹ座標をプロットしたＳＡＥグラフを示す。黒実線は、「レグルメント」又は色温度の許容範囲の限界を示し、破線ＢＢＬは黒体ラインを表す。３つの関連する色温度曲線が点線で与えられている。Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３はそれぞれ４０００Ｋ、５０００Ｋ及び６０００Ｋに対応する。カラーポイントＣＰｒｅｆは従来技術Ｄ４参照ランプに対応し、充填ガスのハロゲン化物組成物において、５２重量％ＮａＩ、３７．８重量％ＳｃＩ３、０．２重量％のＩｎＩ，１０重量％のＺｎＩ２を含む。このランプは、カラーポイントＣＰｒｅｆで４２００Ｋに過ぎない。さらに、図から見られるように、このランプで達成できるカラーポイントＣＰｒｅｆは上の許容範囲境界に近く従って満足できるものではない。カラーポイントＣＰ１は本発明による第一のランプに対応するものであり、充填ガス中に、３３重量％ＮａＩ，２４重量％ＳｃＩ３、及び４３重量％ＧｄＩ３を含む。このランプは、満足できる色温度５７００Ｋを持ち、カラーポイントＣＰ１は黒体ラインに近い。本発明による第二のランプに対応するカラーポイントＣＰ２は充填ガス中に、２６重量％ＮａＩ，２３重量％ＳｃＩ３及び５１重量％ＴｂＩ３を含み、色温度はさらに高く５８００Ｋを持つ。カラーポイントＣＰ２はまた、黒体ラインに近く、従って、色温度及び光束について満足する値を示す。ここで記載された前記第一の及び前記第二の実施態様は満足できる光出力である２８５０ｌｍ及び２８００ｌｍをそれぞれ示し、約８０ｌｍ／Ｗである。これらは、高色温度に到達することを試みる従来技術のランプと比べて非常に好ましいものである。というのは従来品では光出力は約７０ｌｍ／Ｗに過ぎずかつ満足できる維持に到達することができていないからである。６０００Ｋに近いより高い色温度を持つランプの実施態様は、カラーポイントＣＰ３により示され、本発明の第三の実施態様に応じるものであり、充填ガス中に、３１重量％ＮａＩ、３７重量％ＧｄＩ３、１６重量％ＤｙＩ２及び１６重量％ＨｏＩ３を含む。このランプは特に高い色温度（６１４０Ｋ）を示し、相殺する外部バルブ充填物を要求することなく全体的な光束（２３００ｌｍ）を生成する。
【００３７】
本発明は好ましい実施態様及び種々の変更実施態様に基づいて開示されたが、種々の追加の変更及び変法が、本発明の範囲から離れることなく含まれることは理解されるべきである。明確化のためにさらに理解されるべきことは、本出願を通じて、「ひとつの」なる用語は複数を除外するものではなく、「含む」なる用語は他のステップ又はエレメントを除外するものではない、ということである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度ガス放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電ランプにおいて、２つの電極間に形成される電気アークが強く明るい光りを生成する。該ランプは、しばしば「ＨＩＤ」ランプと参照される。従来技術におけるＨＩＤランプにおいては、放電チャンバは、ほとんどがキセノン及びハロゲン化物−通常ヨウ化ナトリウム及びヨウ化スカンジウム−及びひとつ又はそれ以上の他の金属塩で前記ランプの操作の際に蒸発する金属塩を含む。自動車用ヘッドランプへ適用する場合、ＨＩＤランプは他のタイプのランプに比べていくつかの利点を有する。例えば、金属ハロゲン化物キセノンランプの光出力は、比較され得るタングステン−ハロゲンランプに比べてより大きい。また、ＨＩＤランプは、フィラメントランプに比べて非常に長寿命である。これらの利点は他の利点とともに、ＨＩＤランプを特に自動車用ヘッドランプへの応用に適するものとしている。
【０００３】
色温度に加えて、該ランプの他の特徴、例えば操作電圧、ランプドライバ特性、寸法等は、国ごとに適切な規制で特定されている。例えばヨーロッパではＥＣＥ−Ｒ９９により特定される。ここで「ＥＣＥ」は、「ヨーロッパ経済委員会」の略である。これらの規制で特定されるランプは、しばしばそれらの指定用語で参照される。例えば「Ｄ１」、「Ｄ４」などである。例えばＥＣＥ−Ｒ９９は、自動車用ガス放電ヘッドランプによる光束が少なくとも２７５０ｌｍであることを要求する。しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）の分野における継続的な開発は最終的には自動車用ヘッドライトへの広い適用を可能とするであろう。ＬＥＤは５０００Ｋよりも大きい色温度を容易に達成できることから、自動車用ヘッドライトを管理する規則もそれに合わせるようになるであろうと予測されている。
【０００４】
自動車用ランプのカラーポイント又は色温度は安全性の点で決定的なものである。まず、乗用車のヘッドランプは、ドライバのために道路を十分照明するものでなければならない。さらに、他のドライバが該乗用車のヘッドランプからの潜在的に危険なまぶしい光りにさらされるべきでないということである。さらに、該ヘッドランプから生成される光りの色が重要である。というのは、光りの色は、ドライバによる光ビーム上の物体の区別、さらにそれを色の違いとして区別する能力に影響を与えるからである。
【０００５】
自動車用ヘッドライトの色は、均一性を保証するため及び従ってまたドライバの安全を促進するために、ある基準を満たさなければならない。該基準のひとつはＳＡＥシステムであり、アメリカ合衆国で自動車用ヘッドライトの色を定義するために自動車技術協会（ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）により開発されたものであり、当業者には知られた基準である。いくつかの研究により次のことが示されている。即ち、自動車用ヘッドライトの色温度は４０００Ｋよりもずっと高いものであるべきであるということ、及び前記ＡＳＥシステムを用いてグラフ化される該色温度のＸ及びＹ座標は、黒体ライン（理想黒体に対応する点の位置）に近いものであるべきということである。自動車用ヘッドライトのかかる色温度特性は色の識別を改善し、さらに暗中での物体の識別を改善し従って夜間運転の安全性を増加する。これは次の理由により。たとえ同じ強さであっても、より高い色温度を持つ光−例えば青から白色−は、より低い色温度、例えば黄色色彩を持つ光よりも人間の眼にはより明るく認識されるからである。これらの要求は、上で説明した高効率のキセノンＨＩＤランプを求める顧客に、より高い色温度を持つキセノンＨＩＤランプへの要求を増加させている。
【０００６】
しかし青色ライトを生成するランプの設計はかならずしも単純なものではない。というのは、等しい条件下では、青色生成ランプによる光フラックスは黄色生成ランプよりも低いからである。この理由で、色温度が４０００Ｋよりも高くかつ同時に光フラックスを受け入れ可能なレベルを持つ明るい白色ライトを提供することは困難である。従来技術において、Ｄ１及びＤ２（水銀系）ランプは、高い色温度を達成することを試みられたが光出力が３０％まで低下することが観察され、かかるランプの効率は不満足なものである。他のＤ３及びＤ４ランプ（水銀フリー）は、規制の要求をほんに僅か満たす光出力を達成するだけである。例えば光出力はわずか３２００＋／−４５００ｌｍである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、高色温度と同様に高光フラックスを持つ改良された高輝度放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、請求項１による高輝度ガス放電ランプにより達成される。
【０００９】
本発明による高輝度ガス放電ランプは、放電チャンバ内に充填ガスを封止する放電容器を含み、さらに前記放電チャンバへ伸びる一組の電極を含み、前記充填ガスが、ナトリウムハロゲン化物を含むハロゲン化物組成物を含み、場合により前記充填ガスがヨウ化スカンジウムを全体に対して少なくとも３０重量％及びテルビウム及び／又はガドリニウハロゲン化物を全体に対して少なくとも５重量％含む。ここで、ハロゲン化物又は「金属塩」について特定される重量％は、前記ハロゲン化物組成物中の前記ハロゲン化物又は金属塩の重量％である。明らかに、ひとつのランプの実施態様において、前記ハロゲン化物組成物中のナトリウムハロゲン化物及び（場合により）ヨウ化スカンジウムの合計比率が３０重量％の場合、テルビウム及び／又はガドリニウムハロゲン化物の比率は最大７０重量％となる。
【００１０】
本発明によるランプを用いた実験では、光出力をほとんど低下させることなく非常に好ましい色温度を達成することができることが示された。例えば、６０００Ｋ領域の色温度が、非常に黒体ラインに近いＳＡＥ座標を持って得ることができる。さらに、本発明によるランプの好ましい性能−高色温度及び高出力−が、ランプ寿命に亘って観察された。従って、簡単なかつ経済的な解決手段で、本発明のランプは、特に高い光出力を低供し、かつ製造上コスト効果的である。
【００１１】
本発明のランプの他の明らかな利点は、記載された充填ガスにより、ワット当たりの非常に高レベルの光出力（即ち高効率）が、自動車用応用に要求される青色領域にある色温度を持って、達成されることである。例えばヨウ化テルビウム（ＴｂＩ３）などのテルビウムハロゲン化物及び／又は例えばヨウ化ガドリニウム（ＧｄＩ３）などのガドリニウムハロゲン化物の添加により、色温度を非常に増加させ、ランプ効率をこの高レベルに到達させる。
【００１２】
有利なことに、本発明によるランプは、従来技術のＤ１〜Ｄ４ヘッドランプに代えて、すでにある電子回路やフィッティングを交換することなく使用することができるということであり、始めに説明した顧客の要求に合致するものである。
【００１３】
従属請求項及び以下の記載は、本発明の特に好ましい実施態様及び構成につき開示する。
【００１４】
以下では、色温度、操作電圧、光出力などの適切な開始ランプパラメータが、ＥＣＥ規制による１５時間ランプエイジングに適用する。この理由は、これらのパラメータが、かかるランプの最初の１５時間（これが「エイジング」時間とみなされる）の操作の後に得られるからである。さらに、以下において、金属のハロゲン化物としてハロゲン化物を特定することなく参照される場合には、全ての適切なハロゲン化物は使用可能であり、例えば臭化物、ヨウ化物などが挙げられるが、本発明を限定するものではない。
【００１５】
望ましい色温度は、本発明によるランプにより達成され、充填ガスの種々の成分の相対量を適切に選択することで達成される。従って、本発明によるランプの充填ガスのハロゲン化物組成物は、テルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を上で説明したように、少なくとも５重量％の率で含む。このレベルにより色温度が５０００Ｋとなる。ランプの高効率を維持しながら色温度をさらに増加するために、本発明のランプの充填ガスはより好ましくは少なくとも５０重量％のテルビウム及び／又はガドリニウムハロゲン化物を含む。
前記充填ガス中のハロゲン化物組成物中にヨウ化スカンジウムを含むことなく、ランプの光出力が、前記放電チャンバが前記放電容器内に設けられている、前記ランプの外側チャンバ内の充填の適切な選択により保証され得る。例えば前記外部チャンバ充填ガスはキセノンを含む。
【００１６】
充填ガスのハロゲン化物組成物中にヨウ化スカンジウムを含むにより、ワット当たりの光出力の好ましいレベルを達成することができる。ヨウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムとの結合比率は上で説明したように、ランプの高効率を保証する。明らかに、これらの金属塩の相対比率は要求に応じて調節することができる。ヨウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムのほぼ等しい比率により、ランプの色出力は僅かな変更の対象となり、カラーポイントのＸ座標を黒体ラインに近くに位置させることができる。一方で、ヨウ化ナトリウムの相対比率を増加させるとヨウ化スカンジウムの相対比率が減少し、ランプの寿命維持を長くするように作用する。即ち、ランプは、より長い寿命に亘って相対的に一定の光出力を提供することができる。従って、本発明のより好ましい実施態様において、ハロゲン化物組成物中のヨウ化ナトリウムの比率は、少なくとも２０重量％及び多くとも６０重量％であり、ハロゲン化物組成物中のヨウ化スカンジウムの比率は少なくとも２０重量％であり多くとも４０重量％である。
【００１７】
本発明によるランプのすでに説明した実施態様において、高色温度及び高光フラックスが、ヨウ化亜鉛の添加なしで達成された。従って、高色温度及び高効率のランプを経済的に好ましく実施することができる。ランプの操作性能をさらに改良するために、操作中に前記アンプ電圧を上げるために充填ガスのハロゲン化物組成物中にヨウ化亜鉛をある量添加することができる。ヨウ化亜鉛の適切な量は例えば、０．２重量％と５．０重量％の間である。
【００１８】
上で説明したように、自動車用応用においてヘッドライトの色温度がＳＡＥ表現において黒体ラインの近くに位置することは非常に望ましく、これは当業者に知られたことである。充填ガスの金属塩の比率を適切に選択することにより、カラーポイントがＸ−Ｙ座標が、黒体ラインの上又は非常に近くに在る色温度を得ることができる。従って、本発明による特に好ましい実施態様において、ランプのハロゲン化物組成物はまた、ヨウ化インジウム（ＩｎＩ）を少なくとも０．２重量％また多くとも５．０重量％の比率で含む。所定に範囲でヨウ化インジウムを加えることにより、カラーポイントのＹ座標を低下させ、ランプのカラーポイントが本発明によるランプの寿命に亘り、６０００Ｋの範囲での高色温度を維持させる。カラーポイントを維持するということは、カラーポイントのＸ及びＹ座標がランプの寿命に亘り大きくは変化しないことを意味する。
【００１９】
ひとつ又はそれ以上の追加の希土類又は遷移金属の塩を少量追加することで、さらに色温度の「微調整」が可能となる。従って、本発明のさらなる実施態様では、ハロゲン化物組成物は好ましくは、ホルミウムのハロゲン化物及び／又はディスプロシウムのハロゲン化物を、全ハロゲン化物組成物の５重量％から１６重量％の間の比率で含む。さらに、ハロゲン化物組成物は、好ましくはまた、ガリウム、ランタン、ネオジニウム、サマリウム、ツリウム、バナジウム及びイットリウムを含む希土類及び遷移金属の群のひとつ又はそれ以上のハロゲン化物を１０重量％まで含む。この群の好ましいハロゲン化ブユの例は、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）、ヨウ化サマリウム（ＳｍＩ３）又は臭化サマリウム（ＳｍＢｒ３）、ヨウ化ネオジニウム（ＮｄＩ３）、臭化イットリウム（ＹＢｒ３）などが挙げられる。これらのハロゲン化物添加物のひとつ又はそれ以上はまた、そのイオン化状態においてガス相発光体として有利に作用する。ホルミウムハロゲン化物及び／又はディスプロシウムハロゲン化物と上で説明した好ましい群からの場合によるハロゲン化物添加物の組み合わされた比率は３５重量％を超えない。
【００２０】
高圧ガス放電ランプの物理的構成、操作の際の条件及びランプ内の充填ガス圧力は、ランプの性能及び光出力に影響するさらなるパラメータである。従って、本発明のさらなる好ましい実施態様では、ランプの構成パラメータ及び上で説明されたハロゲン化物組成物を用いる充填ガスの組成物は、開始操作電圧が少なくとも３８Ｖで多くとも５５Ｖで在る操作される際に色温度がＳＡＥ場で５５００Ｋから７０００Ｋの範囲となるように選択される。
【００２１】
今日の自動車用ヘッドライト応用のために、３５Ｗ既定のランプは通常使用される。従って本発明によるランプは好ましくは名目電力３５Ｗである。このランプの物理的構成特性は、好ましくは、ランプの放電チャンバ容量が少なくとも１５μｌ及び多くとも３０μｌであり、放電チャンバの内部直径は好ましくは２．２ｍｍと２．６ｍｍの間、より好ましくは２．４ｍｍであり、放電チャンバの外側直径が好ましくは５．９ｍｍ及び６．３ｍｍの間であり、より好ましくは６．１ｍｍである。かかるランプにおいて、ランプの充填ガスのハロゲン化物組成物は好ましくは、少なくとも１００μｇ及び多くとも４００μｇの間の合計重量を持つ。
【００２２】
しかし、本発明によるランプは３５Ｗ品に限定されない。構成上のパラメータの適切な選択により、前記ランプは例えば２５Ｗランプとして実現できる。該ランプにおいては、放電チャンバの容量は少なくとも１０μｌ及び多くとも２５μｌであり、内部直径が好ましくは２．００ｍｍと２．４ｍｍの間の範囲を持ち、より好ましくは２．２ｍｍである。また外部直径は４．５ｍｍと６．１ｍｍの間の範囲であり、より好ましくは５．５ｍｍである。この低電力実施品においては、充填ガスのハロゲン化物組成物は好ましくは、少なくとも５０μｇ、多くとも３００μｇの範囲の合計量である。
【００２３】
電極の選択はＨＩＤランプの放電アークの安定性による。安定なアークの維持は前記電極の幾何学的形状、特に電極の直径に大きく依存する。というのは電極の厚さは、操作中での電極の温度を制御し、これにより、前記バラストパラメータによる電極の通電性と電極焼け（ｂｕｒｎ ｂａｃｋ）を決定する。本発明によるランプのピンチ領域内の電極の直径は、従って好ましくは、少なくとも２００μｍで、多くとも３２０μｍ、電極のチップの直径は好ましくは少なくとも２００μｍで多くとも３６０μｍである。電極はチップからピンチまで均一な直径の単純な棒状として実施されてもよく、またピンチ部分より広いチップとして実施されてもよい。明らかに、これらの寸法は、点灯する前の電極の初期寸法へ適用する。
【００２４】
当業者には知られていることであるが、ここで説明されるタイプのＨＩＤランプの電極は前記放電チャンバへ逆側から飛び出ており、従って、前記電極のチップは小さなギャップで分離されている。本発明のランプにおいて、電極チップは好ましくは、少なくとも３ｍｍで多くとも５ｍｍの実距離で離れている。該電極チップ間の光学的分離、即ち該内部チャンバのガラスを通過して見える分離であり、実際の分離より大きく見える。３．６ｍｍの電極分離は例えば、４．２ｍｍの光学的分離に対応する。
【００２５】
ＨＩＤランプの電極は一般的に、タングステンでできている。というのはタングステンは非常に高融点を示すからであり、これは当業者に知られている。トリウムを含むタングステン電極（トリウムタングステン電極といわれる）は、純粋なタングステン電極に比べてその融点よりも低い温度で操作され、従って該電極は操作中に変形することがない。しかし、トリウムは健康上又は環境上のリスクがある。トリウムは低レベルの放射活性物質であり、呼吸や食事摂取を避けるなどの扱い上の注意が要求される。従って、この物質を使用することは環境の点から望ましいことではない。従って、本発明の発明によるランプの電極においては、好ましくはトリウム不含タングステン電極（即ち、トリウムを含まないタングステン電極）の使用が好ましい。
【００２６】
ＨＩＤランプの放電チャンバは一般的には、石英ガラスで作られる。光出力の要求−例えば光はできるだけ点に近い形状であるべきなど−は、放電チャンバは小さいものでなければならない、ということである。しかし、小さな寸法の放電容器は、操作の際に達する高温度の結果として損傷を受ける恐れがある。従って、本発明の特に好ましい実施態様では、該放電容器は、例えば酸化アルミニウムなどの適切なセラミックス材料で形成される。
【００２７】
すでに説明したように、ここで記載のタイプのＨＩＤランプは好ましくは、前記放電容器が内側に設けられる追加の外部チャンバを含む。この外部チャンバはまた、充填ガスを含み、該ガス組成物は、上で説明したように、光出力に対し好ましい影響を与えるように選択され得る。この外部チャンバは透明石英ガラスであってよく、又は発光色に影響を与えるように取り扱われることができる。従って、本発明のさらなる実施態様においては、該ランプの放電チャンバは石英ガラスの外部チャンバの内側に設けられる。該外部チャンバは、例えば酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）などのネオジム化合物及び／又は例えばコバルトアルミナート（ＣｏＡｌ２Ｏ４）などのコバルト化合物で処理される。これらの化合物の効果は、操作中にランプにより発光される黄色光を吸収することである。例えば酸化ネオジムは５８０ｎｍ波長付近に強い吸収帯をもち、この色の光は、外部チャンバ壁を通じて通過することはない。外部チャンバの処置は従って、外部チャンバが作られる石英ガラスに適切な実際のドーピングすることか、外部チャンバの表面にコーティングを適用することを含む。
【００２８】
本発明の他の目的及び特徴は、添付の図を参照しつつ以下の詳細な説明から明らかとなる。しかし理解されるべきは、図面は本発明を説明するためだけであり、本発明を限定するためではないということである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第一の実施態様による放電ランプの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第二の実施態様による放電ランプの断面図である。
【図３】図３は、本発明によるＤ４Ｓランプの１５時間初期放電後のカラーポイントのＳＡＥ図を示す。
【００３０】
図中、類似の参照番号は類所の対象物を参照する。図中対象物は寸法通りに記載されているわけではない。
【００３１】
図１において、本発明の実施態様による石英ガラスガス放電ランプ１の断面が示される。本質的に、ランプ１は、石英ガラス外部チャンバ６と、これに囲まれる放電容器５を含み、該放電容器は充填ガスを含む放電チャンバを含む。２つの電極３、４が前記放電チャンバ２へ前記ランプ１の逆側から飛び出ている。製造の際には、前記放電容器５の前記石英ガラスは電極３、４の回りでピンチされて前記放電チャンバ２内に充填ガスを封止する。前記放電チャンバ２の容量（容積）は、該内部直径Ｄｉｎｎｅｒ及び放電容器５の該物質直径Ｄｏｕｔｅｒにより決まる。前記内部及び外部直径Ｄｉｎｎｅｒ、Ｄｏｕｔｅｒは最も広い部分で測定される。
【００３２】
電極３，４は本質的にタングステン棒（トリウム含有はトリウム含含有）であり、放電チャンバ２に飛び出ており、お互いに距離Ｅｓｅｐだけ離れている。この距離は、Ｒ９９規制による光学分離４．２ｍｍに対応する。本発明によるランプの電極は、ベースからトップまで均一な厚さの単純な棒として実施され得る。しかし、電極の厚さは電極の異なる部分で種々の変更がなされることができる。従って、例えば、電極はそのチップ部ではより厚く、ベース部ではより薄いなどである。図で示される実施態様においては、電極３、４は外部直径が３００μｍまで示され（この直径値は点灯前の初期値である）、ピンチ領域への距離に飛び出している。電極３、４は外部リードワイヤ３１、４１と、モリブデンホイル３０、４０で前記ピンチ領域内で結合されている。
【００３３】
図２は、本発明によるランプの放電容器５’の他の実施態様を示す。この例では、セラミックス材料、例えば酸化アルミニウムを用いて実施されている。放電容器５’のこの実施態様での寸法は、図１で示されているものとは異なっていてよい。というのは、セラミックス材料の異なる温度挙動及び該セラミックス放電容器５’が製造され得る製造方法によるからである。例えば、石英ガラス放電容器は、一般的に、熱い間に溶融ガラスから一体形状として形成されるが、図に示されるセラミックス放電容器５’はいくつかの部分から成る。例えばボディ５０及びエンドプラグ５１などである。この例では、電極３’、４’はセラミックスエンドプラグを通じて連続していることが示されるが、ひとつ又はそれ以上のばらばらの区分を含むものであってよい。
【００３４】
明確にする目的で、上図は本発明のために適切な部分のみを示す。ベース部分およびバラスト部分は、前記電極間の電圧を制御するために前記ランプには必要であるけれど、ここでは示されていない。前記ランプ１のスイッチが入れられると、前記バラスとイグナイタが急激に数千ボルトのイグニッション電圧を放電アークを開始させるために電極３、４、３’、４’間にパルス付与する。アークの熱により充填ガス中の金属塩が蒸発する。高光強度のアークが形成されると、バラスが該電力を制御し、電極３、４，３’、４’間の電圧が操作レベルに落ち着くようにする。この例では約３８Ｖ及び５５Ｖの間の範囲である。
【００３５】
ＨＩＤランプ１では潜在的に損傷を与える紫外光がアークにより生成されることから、放電容器５、５’はこの放射線を吸収するために、ドープされた石英ガラスシールド又は周辺部で囲まれる。この外部チャンバ６は、ガラス自体を例えば酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）でドープすることで処理されることができる。また例えばコバルトアルミネート（ＣｏＡｌ２Ｏ４）によるコーティングを適用することで処理することができる。この処理は、黄色光が吸収されることを保証し、ランプ１により発光する光の「青色性」を更に改良する。通過する光は集められ、ＨＩＤ用光学系を用いて分配される。ＨＩＤ用光学系は図示されていないが、ヘッドランプ構成において光出力をできるだけ利用できることを保証するために、例えば反射系及び平行化などが挙げられる。これらの及び他の追加のコンポーネントは当業者に知られたものであり、ここで詳細に説明する必要はない。
【００３６】
図３は、観測されるカラーポイントのＸ及びＹ座標をプロットしたＳＡＥグラフを示す。黒実線は、「レグルメント」又は色温度の許容範囲の限界を示し、破線ＢＢＬは黒体ラインを表す。３つの関連する色温度曲線が点線で与えられている。Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３はそれぞれ４０００Ｋ、５０００Ｋ及び６０００Ｋに対応する。カラーポイントＣＰｒｅｆは従来技術Ｄ４参照ランプに対応し、充填ガスのハロゲン化物組成物において、５２重量％ＮａＩ、３７．８重量％ＳｃＩ３、０．２重量％のＩｎＩ，１０重量％のＺｎＩ２を含む。このランプは、カラーポイントＣＰｒｅｆで４２００Ｋに過ぎない。さらに、図から見られるように、このランプで達成できるカラーポイントＣＰｒｅｆは上の許容範囲境界に近く従って満足できるものではない。カラーポイントＣＰ１は本発明による第一のランプに対応するものであり、充填ガス中に、３３重量％ＮａＩ，２４重量％ＳｃＩ３、及び４３重量％ＧｄＩ３を含む。このランプは、満足できる色温度５７００Ｋを持ち、カラーポイントＣＰ１は黒体ラインに近い。本発明による第二のランプに対応するカラーポイントＣＰ２は充填ガス中に、２６重量％ＮａＩ，２３重量％ＳｃＩ３及び５１重量％ＴｂＩ３を含み、色温度はさらに高く５８００Ｋを持つ。カラーポイントＣＰ２はまた、黒体ラインに近く、従って、色温度及び光束について満足する値を示す。ここで記載された前記第一の及び前記第二の実施態様は満足できる光出力である２８５０ｌｍ及び２８００ｌｍをそれぞれ示し、約８０ｌｍ／Ｗである。これらは、高色温度に到達することを試みる従来技術のランプと比べて非常に好ましいものである。というのは従来品では光出力は約７０ｌｍ／Ｗに過ぎずかつ満足できる維持に到達することができていないからである。６０００Ｋに近いより高い色温度を持つランプの実施態様は、カラーポイントＣＰ３により示され、本発明の第三の実施態様に応じるものであり、充填ガス中に、３１重量％ＮａＩ、３７重量％ＧｄＩ３、１６重量％ＤｙＩ２及び１６重量％ＨｏＩ３を含む。このランプは特に高い色温度（６１４０Ｋ）を示し、相殺する外部バルブ充填物を要求することなく全体的な光束（２３００ｌｍ）を生成する。
【００３７】
本発明は好ましい実施態様及び種々の変更実施態様に基づいて開示されたが、種々の追加の変更及び変法が、本発明の範囲から離れることなく含まれることは理解されるべきである。明確化のためにさらに理解されるべきことは、本出願を通じて、「ひとつの」なる用語は複数を除外するものではなく、「含む」なる用語は他のステップ又はエレメントを除外するものではない、ということである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度ガス放電ランプであり、前記ランプが：
放電チャンバ内に充填ガスを封止する放電容器を含み、及び前記放電チャンバ内に突き出た電極の組、及び前記充填ガスが、ナトリウムのハロゲン化物、及び場合によりヨウ化スカンジウムを少なくとも３０重量％及びテルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を少なくとも５重量％の比率で含む、ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載のランプであり、前記ハロゲン化物組成物が、テルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を少なくとも１０重量％の比率で含む、ランプ。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のランプであり、前記ナトリウムのハロゲン化物がヨウ化ナトリウムを含み、前記ハロゲン化組成物中にヨウ化ナトリウム及び場合によりヨウ化スカンジウムを少なくとも４０重量％含む、ランプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプであり、前記ハロゲン化物組成物中のヨウ化ナトリウムの比率が少なくとも２０重量％であり、多くとも６０重量％である、ヨウ化スカンジウムの比率が少なくとも２０重量％であり、多くとも４０重量％である、ランプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプであり、前記ハロゲン化物組成物が、インジウムのハロゲン化物を、少なくとも０．２重量％含む、ランプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプであり、前記ハロゲン化組成物が、ヨウ化ホルミウム及び／又はヨウ化ディスプロシウム、及び／又はガリウム、ランタン、ネオジミウム、サマリウム、ツリウム、バナジウム及びイットリウムを含む希土類金属の群からひとつ又はそれ以上のハロゲン化物添加物を、合計多くとも３５重量％含む、ランプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプであり、前記ランプの構成パラメータ及び充填ガスの組成物が、少なくとも３８Ｖ多くとも５５Ｖの初期操作電圧で操作する際に、前記ランプにより、色温度が４０００Ｋから１００００Ｋの範囲が達成されるように選択される、ランプ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のランプであり、前記充填ガスが、非操作状態で、少なくとも１２バール及び多くとも１７バールの圧力下でキセノンガスを含む、ランプ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプであり、名目電力が３５Ｗ、前記ランプの放電チャンバの容量が１５μｌより大きいか等しく、かつ３０μｌより小さいか等しく、前記放電チャンバの内部直径が少なくとも２．２ｍｍであり多くとも２．６ｍｍであり、前記放電チャンバの外部直径が少なくとも５．９ｍｍであり多くとも６．３ｍｍであり、さらに前記ランプの前記充填ガスのハロゲン化物組成物が合計少なくとも１００μｇ及び多くとも４００μｇである、ランプ。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプであり、名目電力が２５Ｗ、前記ランプの放電チャンバの容量が１０μｌより大きいか等しく、かつ２５μｌより小さいか等しく、前記放電チャンバの内部直径が少なくとも２．０ｍｍであり多くとも２．４ｍｍであり、前記放電チャンバの外部直径が少なくとも４．５ｍｍであり多くとも６．１ｍｍであり、さらに前記ランプの前記充填ガスのハロゲン化物組成物が合計少なくとも５０μｇ及び多くとも３００μｇである、ランプ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のランプであり、前記電極が、前記放電チャンバの対向する端部に設けられ、前記電極の直径が前記ランプのピンチ領域では少なくとも２００μｍで多くとも３２０μｍであり、前記電極のチップ領域では直径が少なくとも２００μｍで多くとも３６０μｍである、ランプ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のランプであり、前記電極のチップが、少なくとも３ｍｍ、多くとも５ｍｍ離れている、ランプ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のランプであり、前記放電容器が、少なくとも部分的にセラミックス材料で形成される、ランプ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のランプであり、前記ランプの放電容器が、石英ガラス外部チャンバ内に設けられ、前記外部チャンバはネオジニウム及び／又はコバルト化合物で処理される、ランプ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のランプであり、前記充填ガスが、水銀不含有である、ランプ。
【請求項１】
高輝度ガス放電ランプであり、前記ランプが：
放電チャンバ内に充填ガスを封止する放電容器を含み、及び前記放電チャンバ内に突き出た電極の組、及び前記充填ガスが、ナトリウムのハロゲン化物、及び場合によりヨウ化スカンジウムを少なくとも３０重量％及びテルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を少なくとも５重量％の比率で含む、ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載のランプであり、前記ハロゲン化物組成物が、テルビウム及び／又はガドリニウムのハロゲン化物を少なくとも１０重量％の比率で含む、ランプ。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のランプであり、前記ナトリウムのハロゲン化物がヨウ化ナトリウムを含み、前記ハロゲン化組成物中にヨウ化ナトリウム及び場合によりヨウ化スカンジウムを少なくとも４０重量％含む、ランプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプであり、前記ハロゲン化物組成物中のヨウ化ナトリウムの比率が少なくとも２０重量％であり、多くとも６０重量％である、ヨウ化スカンジウムの比率が少なくとも２０重量％であり、多くとも４０重量％である、ランプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプであり、前記ハロゲン化物組成物が、インジウムのハロゲン化物を、少なくとも０．２重量％含む、ランプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプであり、前記ハロゲン化組成物が、ヨウ化ホルミウム及び／又はヨウ化ディスプロシウム、及び／又はガリウム、ランタン、ネオジミウム、サマリウム、ツリウム、バナジウム及びイットリウムを含む希土類金属の群からひとつ又はそれ以上のハロゲン化物添加物を、合計多くとも３５重量％含む、ランプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプであり、前記ランプの構成パラメータ及び充填ガスの組成物が、少なくとも３８Ｖ多くとも５５Ｖの初期操作電圧で操作する際に、前記ランプにより、色温度が４０００Ｋから１００００Ｋの範囲が達成されるように選択される、ランプ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のランプであり、前記充填ガスが、非操作状態で、少なくとも１２バール及び多くとも１７バールの圧力下でキセノンガスを含む、ランプ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプであり、名目電力が３５Ｗ、前記ランプの放電チャンバの容量が１５μｌより大きいか等しく、かつ３０μｌより小さいか等しく、前記放電チャンバの内部直径が少なくとも２．２ｍｍであり多くとも２．６ｍｍであり、前記放電チャンバの外部直径が少なくとも５．９ｍｍであり多くとも６．３ｍｍであり、さらに前記ランプの前記充填ガスのハロゲン化物組成物が合計少なくとも１００μｇ及び多くとも４００μｇである、ランプ。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプであり、名目電力が２５Ｗ、前記ランプの放電チャンバの容量が１０μｌより大きいか等しく、かつ２５μｌより小さいか等しく、前記放電チャンバの内部直径が少なくとも２．０ｍｍであり多くとも２．４ｍｍであり、前記放電チャンバの外部直径が少なくとも４．５ｍｍであり多くとも６．１ｍｍであり、さらに前記ランプの前記充填ガスのハロゲン化物組成物が合計少なくとも５０μｇ及び多くとも３００μｇである、ランプ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のランプであり、前記電極が、前記放電チャンバの対向する端部に設けられ、前記電極の直径が前記ランプのピンチ領域では少なくとも２００μｍで多くとも３２０μｍであり、前記電極のチップ領域では直径が少なくとも２００μｍで多くとも３６０μｍである、ランプ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のランプであり、前記電極のチップが、少なくとも３ｍｍ、多くとも５ｍｍ離れている、ランプ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のランプであり、前記放電容器が、少なくとも部分的にセラミックス材料で形成される、ランプ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のランプであり、前記ランプの放電容器が、石英ガラス外部チャンバ内に設けられ、前記外部チャンバはネオジニウム及び／又はコバルト化合物で処理される、ランプ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のランプであり、前記充填ガスが、水銀不含有である、ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５１８８８１（Ｐ２０１２−５１８８８１Ａ）
【公表日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５０６８７（Ｐ２０１１−５５０６８７）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０７０２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９７７３２
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０７０２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９７７３２
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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