JP4805476B2

JP4805476B2 - High color rendering metal halide lamp

Info

Publication number: JP4805476B2
Application number: JP2001152137A
Authority: JP
Inventors: 和俊黒澤; 尚天野
Original assignee: iwasakidenki; Aqua Design Amano Co Ltd
Current assignee: iwasakidenki; Aqua Design Amano Co Ltd
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: JP2002343301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水槽照明用光源として使用される高演色メタルハライドランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水槽内の水草照明用光源としては、蛍光灯が使用されていたが、蛍光灯は光束が低く、水面を照らしても、照射光は水槽上部のところで乱反射してしまい、水槽中央部から下部への照射が十分にできなかった。近年、光束が１２０００ｌｍ、色温度が５２００Ｋ、平均演色評価数(Ｒａ)が８０、黒体放射（ＢＢＬ）の上に沿った図６に示す分光分布特性を有する一般照明用のメタルハライドランプが使用されている。このランプは、水深１ｍの水槽でも照射光は十分に水槽下部まで行き届くようになり、従来の蛍光灯では再現出来なかった水面のゆらぎも演出出来るようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記一般照明用のメタルハライドランプでは、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の被照射物を効果的に演出する照明は得られなかった。また、色温度が７０００Ｋ以上のメタルハライドランプは、図７に示すような分光分布になっていて、光束が７０００ｌｍと低いうえ、特殊演色評価数(Ｒ₁₄)が８４と低く、平均演色評価数(Ｒａ)も８５となっているため演色性が悪く、水槽内の水草及び水草以外の被照射物、例えば熱帯魚等の美しい色彩を鮮やかに効果的に演出する事ができないという問題があった。
【０００４】
本発明者等は、水槽内の視認性を確認する実験の結果、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の被照射物を効果的に演出する照明を得るには、色温度が７０００Ｋ〜８０００Ｋ、黒体放射（ＢＢＬ）からのずれ（ＤＵＶ）が＋０．０１５〜＋０．０２０、平均演色評価数(Ｒａ)が９０以上必要であることを見出した。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、光束が十分にあり、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の被照射物を効果的に演出することができる高演色メタルハライドランプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項１は、両端部に電極を備えた発光管内に、始動用希ガスと、水銀と、2種類のハロゲン化物の混晶体を封入し、前記発光管内の2種類のハロゲン化物（ハロゲンをXと記載する）の混晶体は、DyX，CsX，NdXで構成されるa群と、TlX，InXで構成されるｂ群であり、a群とb群とのモル比が、1.8≦a群/b群≦3.0の範囲で封入することにより、色温度を7000K〜8000K、黒体放射（BBL）からのずれ（DUV）を＋0.015〜＋0.020、平均演色評価数（Ra）を90以上としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、前記混晶体b群の封入量は0.3mg〜0.5mgとしたことを特徴とする。また、請求項３は、前記混晶体のモル比を1.8≦a群/b群≦3.0と規定することにより、色度座標（x，y）が（0.300，0.350），（0.286，0.334），（0.302，0.342），（0.288，0.326）の4頂点で囲まれた範囲となることを特徴とする。
【０００８】
請求項１と請求項２または３記載の発明によれば、ランプ電力に関係なく、光束が十分にあり、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の熱帯魚等の美しい色彩の被照射物を効果的に演出できる水槽用照明光源である高演色メタルハライドランプが得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図によって説明する。図１は、本発明の一実施例を示すランプ電力が１５０Ｗの高演色メタルハライドランプの概略構成図である。内容積２ｃｃの石英製発光管１の両端には一対の電極２が封止されている。同発光管１内には、ＤｙＩ₃、ＣｓＩ、ＮｄＩ₃のヨウ化物の混晶体ａ群が２．９７μｍｏｌとＴｌＩ、ＩｎＩのヨウ化物の混晶体ｂ群が１．３１μｍｏｌ、水銀が７ｍｇ、アルゴンガスが６６５０Ｐａ封入されている。
【００１０】
そして発光管１の両端は、モリブデン製のＵ字形補助材３によって保持され、発光管１とともに、石英製外管４内に組み込まれる。石英製外管４の両端には、セラミックス製の口金５が取り付けられている。６は保温膜、７はジルコニウムとアルミニウムの混晶体ゲッタ−である。
【００１１】
図２および図３は、Ｄｙ-Ｎｄ系の高演色メタルハライドランプにＴｌＩ、ＩｎＩで構成されるヨウ化物の混晶体ｂ群を封入した際の黒体放射（ＢＢＬ）からのずれ（ＤＵＶ）および平均演色評価数(Ｒａ)を測定した結果である。図２および図３から、黒体放射（ＢＢＬ）からのずれ（ＤＵＶ）を＋０．０１５〜＋０．０２０、平均演色評価数（Ｒａ）を９０以上にするためには、ヨウ化物の混晶体ｂ群の封入量は、０．３ｍｇ〜０．５ｍｇ(０．９９μｍｏｌ〜１．６５μｍｏｌ)でなければならないことがわかる。
【００１２】
図４は水槽用照明の色温度範囲を示す図である。発光管１内にＤｙＩ₃、ＣｓＩ、ＮｄＩ₃で構成されるヨウ化物の混晶体ａ群と、ＴｌＩ、ＩｎＩで構成されるヨウ化物の混晶体ｂ群とのモル比を、１．８≦ａ群／ｂ群≦３．０の範囲で封入すれば、色度座標(ｘ,ｙ)が(０.３００,０.３５０)、 (０.２８６,０.３３４) 、(０.３０２,０.３４２) 、(０.２８８,０.３２６)の４頂点で囲まれた図中Ｂの範囲内に入り、色温度が７０００Ｋ〜８０００Ｋ、黒体放射（ＢＢＬ）からのずれ（ＤＵＶ）が＋０．０１５〜＋０．０２０になる。また、平均演色評価数（Ｒａ）は９０以上になる。Ｂの範囲内であれば、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の熱帯魚等の美しい色彩の被照射物を効果的に演出できる。
【００１３】
図中Ａ点は、従来の一般照明用メタルハライドランプである。色度座標(ｘ,ｙ)が(０.３３３,０.３４４)で、色温度が５４７５Ｋ、黒体放射（ＢＢＬ）からのずれ（ＤＵＶ）は＋０．００１とずれ幅が小さいが、赤色が濃くなり、平均演色評価数(Ｒａ)が８０と低くなって演色性が悪くなっている。このため、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の熱帯魚等の美しい色彩の被照射物を効果的に演出できない。
【００１４】
そして図中Ｃ点は、色度座標(ｘ,ｙ)が(０.２６６,０.２５８)で、色温度が１６０００Ｋ、黒体放射（ＢＢＬ）からのずれ（ＤＵＶ）は−０．００６のメタルハライドランプであり、青色が濃くなって緑色が薄くなり、平均演色評価数(Ｒａ)が８５なので、水槽内の水草を鮮やかに再現しかつ、水草以外の熱帯魚等の美しい色彩の被照射物を効果的に演出できない。
【００１５】
発光管１内にＤｙＩ₃、ＣｓＩ、ＮｄＩ₃で構成されるヨウ化物の混晶体ａ群と、ＴｌＩ、ＩｎＩで構成されるヨウ化物の混晶体ｂ群とのモル比を、１．８≦ａ群／ｂ群≦３．０とすることによって、可視光の全波長帯域に発光するＤｙが活性化され、色温度が７０００Ｋ〜８０００Ｋで、平均演色評価数(Ｒａ)との相関が高い特殊演色評価数Ｒ_９(赤)、Ｒ₁₁(緑)、Ｒ₁ _２(青)、が大きくなり、平均演色評価数(Ｒａ)が９０以上のランプが得られる。
【００１６】
図５は、前記一実施例のランプ電力が１５０Wの高演色メタルハライドランプの分光分布特性図であり、光束が１２０００ｌｍ、色温度が７０４４K、Ｒaが９０、黒体軌跡(BBL)からのずれ(DUV)が＋０．０１６となっている。従来ランプの図６と図７の分光分布と比較すると、図５の方が可視光の全波長域帯にわたって発光していることがわかる。なお、本実施例ではハロゲン化物をヨウ化物で記載したが、ハロゲン化物は臭化物やその他であっても、同様の特性が得られた。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水槽内の水草及び熱帯魚等の美しい色彩を鮮やかに再現することができ、自然な観賞に適した水槽用照明光源となる高演色メタルハライドランプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高演色メタルハライドランプの一実施例を示す概略構成図である。
【図２】Ｄｙ-Ｎｄ系メタルハライドランプにヨウ化物の混晶体ｂ群を封入した際のＤＵＶを測定した図である。
【図３】Ｄｙ-Ｎｄ系メタルハライドランプにヨウ化物の混晶体ｂ群を封入した際のＲａを測定した図である。
【図４】水槽用照明の色度範囲を示す図である。
【図５】本発明の一実施例である高演色メタルハライドランプの分光分布特性図である。
【図６】一般照明用のメタルハライドランプの分光分布特性図である。
【図７】色温度が１００００Ｋのメタルハライドランプの分光分布特性図である。
【符号の説明】
１発光管
２電極
３Ｕ字形補助材
４外管
５口金
６保温膜
７ゲッター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high color rendering metal halide lamp used as a light source for aquarium illumination.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, fluorescent lamps have been used as light sources for aquatic plants in the aquarium, but the fluorescent lamp has a low luminous flux, and even when it illuminates the water surface, the irradiating light is diffusely reflected at the top of the aquarium. The lower part could not be irradiated sufficiently. In recent years, a metal halide lamp for general illumination having a spectral distribution characteristic shown in FIG. 6 along a black body radiation (BBL) having a luminous flux of 12000 lm, a color temperature of 5200 K, an average color rendering index (Ra) of 80, and a black body radiation (BBL) has been used. ing. With this lamp, the irradiation light can reach the lower part of the water tank even in a 1m deep water tank, and the water surface fluctuation that could not be reproduced with conventional fluorescent lamps can be produced.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the metal halide lamp for general illumination, illumination that can reproduce the aquatic plants in the aquarium vividly and effectively produce the irradiated object other than the aquatic plants cannot be obtained. Further, the metal halide lamp having a color temperature of 7000 K or higher has a spectral distribution as shown in FIG. 7, the luminous flux is as low as 7000 lm, the special color rendering index (R ₁₄ ) is as low as 84, and the average color rendering index ( Since Ra) is also 85, the color rendering properties are poor, and there is a problem in that beautiful colors such as aquatic plants in the aquarium and irradiated objects other than aquatic plants such as tropical fish cannot be produced vividly and effectively.
[0004]
As a result of an experiment for confirming the visibility in the aquarium, the present inventors have vividly reproduced the aquatic plants in the aquarium, and in order to obtain illumination that effectively produces an irradiated object other than aquatic plants, the color temperature is It has been found that 7000 K to 8000 K, deviation from black body radiation (BBL) (DUV) is +0.015 to +0.020, and average color rendering index (Ra) is 90 or more.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, has a sufficient luminous flux, vividly reproduces the aquatic plants in the aquarium, and can effectively produce irradiated objects other than the aquatic plants. The object is to provide a high color rendering metal halide lamp.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, according to claim 1, a starting rare gas, mercury, and a mixed crystal of two types of halides are sealed in an arc tube provided with electrodes at both ends, and 2 in the arc tube. The mixed crystal of types of halides (where halogen is described as X) is a group consisting of DyX, CsX, and NdX and a group b consisting of TlX and InX. By enclosing in the range of 1.8 ≦ a group / b group ≦ 3.0, the color temperature is 7000K to 8000K, the deviation from black body radiation (BBL) (DUV) is +0.015 to +0.020, the average color rendering The evaluation number (Ra) is set to 90 or more .
[0007]
A second aspect of the present invention is characterized in that the amount of the mixed crystal body b group is 0.3 mg to 0.5 mg. Further, in the present invention, the molar ratio of the mixed crystal is defined as 1.8 ≦ a group / b group ≦ 3.0, so that the chromaticity coordinates (x, y) are (0.300, 0.350), (0.286, 0.334), It is characterized by a range surrounded by four vertices (0.302, 0.342) and (0.288, 0.326).
[0008]
According to the invention described in claim 1 and claim 2 or 3 , regardless of the lamp power, there is sufficient luminous flux, vivid reproduction of aquatic plants in the aquarium, and irradiation of beautiful colors such as tropical fish other than aquatic plants A high color rendering metal halide lamp, which is an aquarium illumination light source that can effectively produce objects, is obtained.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a high color rendering metal halide lamp having a lamp power of 150 W according to an embodiment of the present invention. A pair of electrodes 2 are sealed at both ends of a quartz arc tube 1 having an internal volume of 2 cc. In the arc tube 1, a mixed crystal a group of iodides of DyI ₃ , CsI and NdI ₃ is 2.97 μmol and a mixed crystal body b group of iodides of TlI and InI is 1.31 μmol, mercury is 7 mg, argon gas Is sealed in 6650 Pa.
[0010]
Both ends of the arc tube 1 are held by a U-shaped auxiliary material 3 made of molybdenum, and are incorporated into the quartz outer tube 4 together with the arc tube 1. Ceramic bases 5 are attached to both ends of the quartz outer tube 4. 6 is a heat retaining film, and 7 is a mixed crystal getter of zirconium and aluminum.
[0011]
2 and 3 show deviation (DUV) and average from black body radiation (BBL) when a mixed crystal body b of iodide composed of TlI and InI is sealed in a Dy-Nd high color rendering metal halide lamp. It is the result of measuring the color rendering index (Ra). From FIG. 2 and FIG. 3, in order to make the deviation (DUV) from black body radiation (BBL) to +0.015 to +0.020 and the average color rendering index (Ra) to 90 or more, a mixed crystal b of iodide b It can be seen that the encapsulated amount of the group should be 0.3 mg to 0.5 mg (0.99 μmol to 1.65 μmol).
[0012]
FIG. 4 is a diagram showing the color temperature range of the aquarium illumination. The molar ratio of the iodide mixed crystal group a composed of DyI ₃ , CsI, and NdI ₃ and the iodide mixed crystal body b group composed of TlI and InI in the arc tube 1 is set to 1.8 ≦ a When encapsulating in the range of group / b group ≦ 3.0, the chromaticity coordinates (x, y) are (0.300, 0.350), (0.286, 0.334), (0.3302, 0). .342) and (0.288, 0.326) are within the range of B in the figure, the color temperature is 7000K to 8000K, and the deviation (DUV) from black body radiation (BBL) is +0 .015 to +0.020. The average color rendering index (Ra) is 90 or more. If it is in the range of B, the aquatic plants in the aquarium can be reproduced vividly, and an object to be illuminated with beautiful colors such as tropical fish other than aquatic plants can be effectively produced.
[0013]
A point in the figure is a conventional metal halide lamp for general illumination. The chromaticity coordinate (x, y) is (0.333, 0.344), the color temperature is 5475K, the deviation (DUV) from the black body radiation (BBL) is +0.001, the deviation width is small, but the red color It becomes darker and the average color rendering index (Ra) is as low as 80, resulting in poor color rendering. For this reason, the aquatic plants in the aquarium can be reproduced vividly, and an object to be irradiated with beautiful colors such as tropical fish other than the aquatic plants cannot be effectively produced.
[0014]
The point C in the figure has a chromaticity coordinate (x, y) of (0.266, 0.258), a color temperature of 16000K, and a deviation (DUV) from black body radiation (BBL) of -0.006. It is a metal halide lamp, and the blue color becomes dark and the green color becomes light, and the average color rendering index (Ra) is 85, so that the aquatic plants in the aquarium can be reproduced vividly, and beautiful colored objects such as tropical fish other than aquatic plants can be illuminated. Can not produce effectively.
[0015]
The molar ratio of the iodide mixed crystal group a composed of DyI ₃ , CsI, and NdI ₃ and the iodide mixed crystal body b group composed of TlI and InI in the arc tube 1 is set to 1.8 ≦ a By making the group / b group ≦ 3.0, Dy emitted in the entire wavelength band of visible light is activated, the color temperature is 7000K to 8000K, and the special color rendering having a high correlation with the average color rendering index (Ra) ratings R _{9 (red),} R ₁₁ (green), R ₁ _{2 (blue),} is increased, color rendering index (Ra) is 90 or more lamps are obtained.
[0016]
FIG. 5 is a spectral distribution characteristic diagram of the high color rendering metal halide lamp having a lamp power of 150 W according to the embodiment. The luminous flux is 12000 lm, the color temperature is 7044 K, Ra is 90, and the deviation from the black body locus (BBL) (DUV). ) Is +0.016. 6 and 7 of the conventional lamp, it can be seen that FIG. 5 emits light over the entire wavelength band of visible light. In this example, the halide was described as iodide, but similar characteristics were obtained even if the halide was bromide or other.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, beautiful colors such as aquatic plants and tropical fish in the aquarium can be vividly reproduced, and a high color rendering metal halide lamp serving as an aquarium illumination light source suitable for natural viewing can be obtained. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a high color rendering metal halide lamp according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram of DUV measured when a mixed crystal body b of iodide is sealed in a Dy—Nd-based metal halide lamp.
FIG. 3 is a graph showing Ra measured when a mixed crystal body b of iodide is sealed in a Dy—Nd-based metal halide lamp.
FIG. 4 is a diagram showing a chromaticity range of aquarium illumination.
FIG. 5 is a spectral distribution characteristic diagram of a high color rendering metal halide lamp according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a spectral distribution characteristic diagram of a metal halide lamp for general illumination.
FIG. 7 is a spectral distribution characteristic diagram of a metal halide lamp having a color temperature of 10,000K.
[Explanation of symbols]
1 arc tube 2 electrode 3 U-shaped auxiliary material 4 outer tube 5 base 6 heat insulating film 7 getter

Claims

In the arc tube equipped with electrodes at both ends, a mixed rare gas of starting rare gas, mercury, and two types of halides are sealed, and two types of halides in the arc tube (halogen is described as X) The mixed crystal is a group composed of DyX, CsX, NdX and a group b composed of TlX, InX, and the molar ratio of the group a to the group b is 1.8 ≦ a group / b group ≦ 3.0. By enclosing in a range, the color temperature is set to 7000K to 8000K, the deviation from black body radiation (BBL) (DUV) is set to +0.015 to +0.020, and the average color rendering index (Ra) is set to 90 or more. High color rendering metal halide lamp.

The high color rendering metal halide lamp according to claim 1, wherein the amount of the mixed crystal body b group is 0.3 mg to 0.5 mg.

By defining the molar ratio of the mixed crystal as 1.8 ≦ a group / b group ≦ 3.0, the chromaticity coordinates (x, y) are (0.300, 0.350), (0.286, 0.334), (0.302, 0.342), ( 3. The high color rendering metal halide lamp according to claim 1, wherein the high color rendering metal halide lamp has a range surrounded by four vertices of 0.288 and 0.326).