JPH1145683A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調光点灯による色温度の変化を抑制する。 【解決手段】 発光管１ａ内部に希ガスと金属ハロゲン
化物が封入されてなる複数の発光部と、この複数の発光
部への入力電力を制御する制御部２ｃとを備えてなる照
明装置において、複数の発光部を、入力電力を減少させ
ると色温度が上昇する第１の発光部１ｃと、入力電力を
減少させると色温度が低下する第２の発光部１ｄとを含
んで構成させた。また、第１の発光部１ｃの発光管１ａ
内部には水銀を封入し、第２の発光部１ｄの発光管１ａ
内部に封入される金属ハロゲン化物を、ナトリウムまた
はセルシウムのハロゲン化物のうちの少なくとも１つ
と、スカンジウム、ユーロピウムまたはルテシウムのハ
ロゲン化物のうちの少なくとも１つとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置に関し、
特に、発光管内部の空間に希ガスと金属ハロゲン化物が
封入された複数の発光部を備え、それらが制御部により
調光制御可能とされた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発光管の内部空間に希ガスと金属ハロゲ
ン化物が封入されてなるメタルハライドランプは、高輝
度、高効率、高演色性という特長を持つことから、非常
に幅広い用途に用いられている。しかし、このランプを
用いた照明装置で、ランプの色特性を変化させずに光出
力を自由に変化させる調光点灯は、以下の理由から実現
されていない。

【０００３】一般的なメタルハライドランプは、ランプ
を始動させるための希ガス（常温で気体）と、ランプ電
圧を維持するバッファーガスの役割を果たす水銀と、所
望の光を発する金属ハロゲン化物が、発光部である発光
管内に封入されている。

【０００４】ところで、金属ハロゲン化物の発光量は金
属の蒸気圧に依存する。また、封入された水銀（Ｈｇ）
や金属ハロゲン化物（例えばＮａＩやＣｓＩ等）は、図
５に示すように、温度に対する蒸気圧特性が全て異なる
ために、それぞれの金属の蒸発量は最冷点温度の変化に
より大きく影響を受ける。従って、発光量は最冷点温度
の影響を受ける。そこで、メタルハライドランプにおい
ては、定格出力時の最冷点温度に合わせて封入比率など
のランプ設計を行い、所望の発光色が得られるような発
光バランスを得ている。

【０００５】このようにして設計されたメタルハライド
ランプにおいては、入力電力を増減させると、最冷点温
度がそれに伴って上下し、上述のように各金属の発光ス
ペクトルが、それぞれ変動するためにバランスが崩れて
しまい、光色が大幅に変化してしまう。例えば、アルゴ
ン、水銀、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウムを封
入したランプにおいて、定格電力である２５０Ｗで点灯
した場合の色温度は４０００Ｋで、このときの発光スペ
クトルは図６に示す特性となる。このランプを定格出力
の３０％減の１７５Ｗで点灯させると色温度は５４００
Ｋとなり、このときの発光スペクトルは図７に示す特性
となる。

【０００６】このように、入力電力を下げると最冷点温
度が下がり、ナトリウム、スカンジウムの発光は大幅に
弱まる。それに対して水銀は、多少最冷点温度が下がっ
ても蒸気圧が高いために発光は弱まらず、金属ハロゲン
化物との相対比率が高まるために光色に対する影響はか
えって増大する。水銀は主に青領域に発光を持っている
ので、ランプからの放射光は白色から青っぽい白色に変
化し、先に挙げた値のように光色に大きな変化が生じて
しまう。

【０００７】このように、従来のメタルハライドランプ
を用いた照明装置では、メタルハライドランプの入力電
力を変えると光色が変化してしまうために、光色を一定
とした調光を行うことは不可能であった。

【０００８】この欠点を改良したメタルハライドランプ
としては、例えば特開平６−８４４９６号公報に開示さ
れたランプがある。このメタルハライドランプは、封入
物質として金属ハロゲン化物と希ガスを封入することを
特徴としている。水銀を封入していないため、入力電力
を下げることにより、最冷点温度が低下しても発光スペ
クトルのバランスの崩れが小さく、発光色の変化を低く
抑えることができるとされているが、実施例に示された
ランプでは、調光比５０％で色温度に４００Ｋの変化が
生じている。

【０００９】メタルハライドランプを対象とした区分で
はないが、蛍光ランプの光源色の分け方に、電球色、温
白色、白色、昼白色、昼光色という区分の仕方がある
（ＪＩＳ Ｚ ９１１２）。この分け方は、人間が知覚
する光色感と厳密に合うように定められたものではない
が、照明業界で一般的に使用されており、色変化の判断
基準の一つになると考える。この判断基準から考える
と、上述の実施例における色温度の変化は、３７００Ｋ
から４１００Ｋへの変化であって、温白色から白色への
変化にあたる。この色変化幅は、人間の感覚で色の違い
を十分に感知できる量であり、水銀を封入したランプに
比べると効果はあるものの、その調光性能は十分ではな
いと考える。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされもので、その目的とするところは、発光
管内に希ガスと金属ハロゲン化物が封入されてなるメタ
ルハライドランプを用いた照明装置において、光色をほ
とんど変化させることなく発光量を可変できる、つま
り、調光点灯による色温度の変化を抑制した照明装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１記載の発明にあっては、発光管内部
に希ガスと金属ハロゲン化物が封入されてなる複数の発
光部と、この複数の発光部への入力電力を制御する制御
部とを備えてなる照明装置において、前記複数の発光部
を、入力電力を減少させると色温度が上昇する第１の発
光部と、入力電力を減少させると色温度が低下する第２
の発光部とを含んで構成したことを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の照明装置において、前記第１及び第２の発光部の
うち第１の発光部の発光管内部にのみ水銀を封入すると
共に、前記第２の発光部の発光管内部に封入される金属
ハロゲン化物を、ナトリウムまたはセルシウムのハロゲ
ン化物のうちの少なくとも１つと、スカンジウム、ユー
ロピウムまたはルテシウムのハロゲン化物のうちの少な
くとも１つとしたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は、本発明の照明装
置の第１の実施の形態を示すものであり、この照明装置
は、図１の模式図に示すように、複数である２本のラン
プ１と、点灯装置２、及び器具３とを備えて構成されて
いる。

【００１４】２本のランプ１は、それぞれ石英ガラス等
の透光性材料で形成された発光管１ａが、石英ガラスや
硬質ガラス等の透光性材料で閉空間を確保するように形
成された外管１ｂ内に収められて構成されている。この
２本のランプ１は、発光管１ａの内部に少なくとも金属
ハロゲン化物と希ガスが封入されてなるメタルハライド
ランプであって、発光管１ａへの封入物により、一方が
入力電力を減少させると色温度が上昇する第１の発光部
１ｃとされ、他方が入力電力を減少させると色温度が低
下する第２の発光部１ｄとされている。また、発光管１
ａと外管１ｂの間の閉空間は、真空または低圧のガスが
封入されており、ランプ動作中には、外部の空気と発光
管１ａとを温度的に略絶縁し、発光管１ａの冷却を制限
するようにされている。

【００１５】入力電力を減少させると色温度が上昇する
一方のランプ１（ランプＡ）の第１の発光部１ｃである
発光管１ａの内部には、発光物質である金属ハロゲン化
物として、例えば１６mgの沃化ナトリウムと４mgの沃化
スカンジウム、希ガスとして例えばアルゴン、及びバッ
ファーガスとして水銀が所定量封入されている。このよ
うに構成された一方のランプ１（ランプＡ）を、入力電
力を変化させて調光点灯させた時の色温度変化の測定結
果を表１に示すと、このランプ１の１７５Ｗ入力時の全
光束は、２５０Ｗ入力時の全光束の５２％であり、入力
電力を２５０Ｗから１７５Ｗに減少させると色温度は約
８００Ｋ上昇する。

【００１６】入力電力を減少させると色温度が低下する
他方のランプ１（ランプＢ）の第２の発光部１ｄである
発光管１ａの内部には、発光物質である金属ハロゲン化
物として、例えば１６mgの沃化ナトリウムと４mgの沃化
スカンジウム、希ガスとして例えば２００Torrのキセノ
ンが封入されている。つまり、第２の発光部１ｄの発光
管１ａ内部には、水銀は封入されていないのである。こ
のように構成されたランプ１（ランプＢ）を、入力電力
を変化させて調光点灯させた時の色温度変化の測定結果
を表１に示すと、このランプ１の１７５Ｗ入力時の全光
束は、２５０Ｗ入力時の全光束の３２％であり、入力電
力を２５０Ｗから１７５Ｗに減少させると色温度は約８
００Ｋ以上低下する。

【００１７】点灯装置２は、ランプＡとランプＢの２本
のランプ１を点灯させるための点灯回路２ａ、２ｂと、
それらの制御部２ｃとで構成されており、制御部２ｃに
より２本のランプ１が調光点灯可能となるようにされて
いる。また、器具３は、入力電力を減少させると色温度
が上昇する第１の発光部１ｃを有する一方のランプ１
と、入力電力を減少させると色温度が低下する第２の発
光部１ｄを有する他方のランプ１の２種類のランプ１が
装着されるようにされている。

【００１８】このように構成した照明装置の２本のラン
プ１（ランプＡ＋ランプＢ）を、２５０Ｗから１７５Ｗ
まで各ランプ１への入力電力を変化させて色温度変化を
測定すると、表１に示すように２５０Ｗから１７５Ｗま
での色温度変化幅は１１０Ｋに抑制することができた。
また、このとき、入力電力が２５０Ｗのときの発光スペ
クトル図を図２に、また、入力電力が１７５Ｗのときの
発光スペクトル図を図３に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】このように構成されているため、本実施の
形態における照明装置においては、２本のランプ１の発
光部である第１の発光部１ｃと第２の発光部１ｄとを、
制御部２ｃにより制御させて入力電力を減少させて点灯
させると、つまり、光出力を減少させるように調光点灯
させると、水銀が封入された第１の発光部１ｃを有する
一方のランプ１は色温度が上昇し、第２の発光部１ｄを
有する他方のランプ１の色温度が低下して、互いの色温
度変化を相殺することになる。このため、光色をほとん
ど変化させることなく入力電力を変化させて発光量を可
変でき、つまり、調光点灯による色温度の変化を大幅に
抑制することができ、したがって、光色がほとんど変化
しない実用的な調光点灯が可能となる。

【００２１】本発明の照明装置の第２の実施の形態も、
模式図的には第１の実施の形態と同様の構成を有してお
り、第１の実施の形態と異なる点は、第２の発光部１ｄ
を構成する他方のランプ１（ランプＣ）の発光管１ａ内
部への封入物であり、他は前記第１の実施の形態と同様
に構成されている。

【００２２】第２の発光部１ｄを構成する他方のランプ
１（ランプＣ）の発光管１ａ内部への封入物は、発光物
質である金属ハロゲン化物として、例えば１６mgの沃化
ナトリウムと４mgの沃化ルテシウム、希ガスとして例え
ば２００Torrのキセノンが封入されている。この他方の
ランプ１（ランプＣ）を、２５０Ｗから１７５Ｗまで入
力電力を変化させて点灯させたときの色温度変化を表２
に示す。なお、第１の発光部１ｃは、第１の実施の形態
における一方のランプ１（ランプＡ）を使用している。
このように構成した照明装置の２本のランプ１（ランプ
Ａ＋ランプＣ）を、２５０Ｗから１７５Ｗまで各ランプ
１への入力電力を変化させて色温度変化を測定すると、
表２に示すように２５０Ｗから１７５Ｗまでの色温度変
化幅は１６９Ｋに抑制することができた。このように構
成しても、前記第１の実施の形態と略同様の効果を奏す
る。

【００２３】

【表２】

【００２４】本発明の照明装置の第３の実施の形態も、
模式図的には第１の実施の形態と同様の構成を有してお
り、第１の実施の形態と異なる点は、第２の発光部１ｄ
を構成する他方のランプ１（ランプＤ）の発光管１ａ内
部への封入物であり、他は前記第１の実施の形態と同様
に構成されている。

【００２５】第２の発光部１ｄを構成する他方のランプ
１（ランプＤ）の発光管１ａ内部への封入物は、発光物
質である金属ハロゲン化物として、例えば１６mgの沃化
ナトリウムと４mgの沃化ユーロピウム、希ガスとして例
えば２００Torrのキセノンが封入されている。この他方
のランプ１（ランプＤ）を、２５０Ｗから１７５Ｗまで
入力電力を変化させて点灯させたときの色温度変化を表
３に示す。なお、第１の発光部１ｃは、第１の実施の形
態における一方のランプ１（ランプＡ）を使用してい
る。このように構成した照明装置の２本のランプ１（ラ
ンプＡ＋ランプＤ）を、２５０Ｗから１７５Ｗまで各ラ
ンプ１への入力電力を変化させて色温度変化を測定する
と、表３に示すように２５０Ｗから１７５Ｗまでの色温
度変化幅は１８７Ｋに抑制することができた。このよう
に構成しても、前記第１の実施の形態と略同様の効果を
奏する。

【００２６】

【表３】

【００２７】本発明の照明装置の第４の実施の形態も、
模式図的には第１の実施の形態と同様の構成を有してお
り、第１の実施の形態と異なる点は、第２の発光部１ｄ
を構成する他方のランプ１（ランプＥ）の発光管１ａ内
部への封入物であり、他は前記第１の実施の形態と同様
に構成されている。

【００２８】第２の発光部１ｄを構成する他方のランプ
１（ランプＥ）の発光管１ａ内部への封入物は、発光物
質である金属ハロゲン化物として、例えば１６mgの沃化
セシウムと４mgの沃化スカンジウム、希ガスとして例え
ば２００Torrのキセノンが封入されている。この他方の
ランプ１（ランプＥ）を、２５０Ｗから１７５Ｗまで入
力電力を変化させて点灯させたときの色温度変化を表４
に示す。なお、第１の発光部１ｃは、第１の実施の形態
における一方のランプ１（ランプＡ）を使用している。
このように構成した照明装置の２本のランプ１（ランプ
Ａ＋ランプＥ）を、２５０Ｗから１７５Ｗまで各ランプ
１への入力電力を変化させて色温度変化を測定すると、
表４に示すように２５０Ｗから１７５Ｗまでの色温度変
化幅は１９４Ｋに抑制することができた。このように構
成しても、前記第１の実施の形態と略同様の効果を奏す
る。

【００２９】

【表４】

【００３０】本願発明者等は、本実施の形態における他
方のランプ１（ランプＥ）の発光管１ａ内部への封入物
を、沃化スカンジウムに代えて沃化ユーロピウムまたは
沃化ルテシウムとしたランプを試作し一方のランプ１
（ランプＡ）と組み合わせて同様の色温度変化を測定し
た結果、本実施の形態と略同様の効果が得られることも
確認した。

【００３１】なお、前記各実施の形態においては、発光
管１ａの内部に封入される金属ハロゲン化物や希ガスを
封入量をも含めて具体的に例示して説明を行ったが、金
属ハロゲン化物や希ガスの種類、及びその封入量は例示
されたものに限定されるものではない。また、前記各実
施の形態においては、ランプ１を第１の発光部１ｃを有
するランプ１と、第２の発光部１ｄを有するランプ１の
２本としたものを例示したが、本発明はこれに限らず、
例えば、図４に示すように、第１の発光部と第２の発光
部が１つの外管内に設けられたようなランプであっても
よく、また、複数のランプ１も、第１の発光部と第２の
発光部の組み合わせを含むものであれば２本以上の何本
のランプを用いたものであっても良い。さらには、上述
したランプは、発光管内に電極を有しない無電極メタル
ハライドランプであっても同様の効果が得られることは
勿論である。

【００３２】

【発明の効果】このように構成されているため本発明
は、制御部により制御させて発光部を調光点灯させる
と、つまり、発光部への入力電力を減少させて発光量を
減少させて点灯させると、第１の発光部は色温度が上昇
し、第２の発光部は色温度が低下して、互いの色温度変
化を相殺することになる。このため、光色をほとんど変
化させることなく入力電力を変化させて発光量を可変で
き、調光点灯による色温度の変化を大幅に抑制すること
ができ、したがって、光色がほとんど変化しない実用的
な調光点灯が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置第１の実施の形態を示す模式
図である。

【図２】同上の発光スペクトル図を示すもので、入力電
力が２５０Ｗのときのものである。

【図３】同上の発光スペクトル図を示すもので、入力電
力が１７５Ｗのときのものである。

【図４】同上のランプの異なる例を示す模式図である。

【図５】メタルハライドランプに用いられる発光物質の
蒸気圧特性図である。

【図６】従来の水銀が封入されたメタルハライドランプ
の発光スペクトル図を示すもので、入力電力が２５０Ｗ
のときのものである。

【図７】同上の発光スペクトル図を示すもので、入力電
力が１７５Ｗのときのものである。

【符号の説明】

１ａ 発光管 １ｃ 第１の発光部 １ｄ 第２の発光部 ２ｃ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 拓磨 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管内部に希ガスと金属ハロゲン化物
   が封入されてなる複数の発光部と、この複数の発光部へ
   の入力電力を制御する制御部とを備えてなる照明装置に
   おいて、前記複数の発光部を、入力電力を減少させると
   色温度が上昇する第１の発光部と、入力電力を減少させ
   ると色温度が低下する第２の発光部とを含んで構成した
   ことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の発光部のうち第１の
   発光部の発光管内部にのみ水銀を封入すると共に、前記
   第２の発光部の発光管内部に封入される金属ハロゲン化
   物を、ナトリウムまたはセルシウムのハロゲン化物のう
   ちの少なくとも１つと、スカンジウム、ユーロピウムま
   たはルテシウムのハロゲン化物のうちの少なくとも１つ
   としたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。