JP4805476B2 - 高演色メタルハライドランプ - Google Patents
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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Ｒ９(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
３ Ｕ字形補助材
４ 外管
５ 口金
６ 保温膜
７ ゲッター
【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Ｒ９(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
３ Ｕ字形補助材
４ 外管
５ 口金
６ 保温膜
７ ゲッター
Claims (3)
- 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高演色メタルハライドランプ。
- 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請求項１記載の高演色メタルハライドランプ。
- 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請求項１または２記載の高演色メタルハライドランプ。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001152137A Expired - Fee Related JP4805476B2 (ja) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | 高演色メタルハライドランプ |
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- 2001-05-22 JP JP2001152137A patent/JP4805476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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