以往，作为在汽车前灯等中使用的光源，有金属卤化物灯。以往 的一般金属卤化物灯具有在发光管内密封入稀有气体(气体)、汞(液 体)和金属卤化物(固体)的三种物质的结构。具体地说，例如如图 12所示，具有在大致球形形状的发光管101中封入填充物102的结构。 由石英构成的透光性容器形成上述发光管101。利用各个密封部分 103、103密封该发光管101的两端。在发光管101的内部，设有一对 钨制的电极104、104。通过在各个密封部分103、103内气密密封的 钼箔105、105，将该电极104、104与由钼构成的外部引线106、106 连接。该金属卤化物灯的主要尺寸可如下设定。
发光管的内容积：1.7cc
电极间距离    ：约16mm
此外，填充物107的成分如下。
Hg(汞)        ：21.5mg(12.6mg/cc)
TlI(碘化铊)   ：0.27mg(0.16mg/cc)
InI(碘化铟)   ：0.04mg(0.021mg/cc)
NaI(碘化钠)   ：1.9mg(1.14mg/cc)
Xe(氙)        ：12kPa(常温)
将上述结构的灯通电，如果控制电流使灯功率固定在100W，那么 通过电极104、104之间的放电，可发射约6200(lm)的光通量。此 时，所有的汞、TlI等金属卤化物的一部分蒸发，同时在电极104、104 的前端部分之间产生约100V的电压降(工作电压)。
其中，主要为了容易起动(放电开始)，同时使起动后的光输出 变大，而封入上述稀有气体(Xe)。为了获得稳定点火时适当的光输 出，封入金属卤化物(TlI等)。
此外，由于灯在适当的状态下工作，所以为了获得必要的充分高 的电极间电压(工作电压)而密封入汞。更详细地说，例如，如在特 开平6-13047等中披露的，由上述汞产生的工作电压的上升作用可如 下表示。
Vla＝20+k(比例常数)×nHg0.56×L
其中，
Vla为工作电压(V)
nHg为发光管平均单位容积的汞密度(mg/cc)
L为电极间距离(mm)。
就是说，工作电压与电极间距离和汞原子密度的约1/2次方的乘 积成正比。再有，上述常数‘20’是电极附近的电压和因稀有气体及 金属卤化物产生的电压之和。其中，在未密封入汞的情况下，由于工 作电压大幅度下降(由于nHg＝0，所以工作电压变为20V左右)，所 以为了能够按与密封入汞情况相同的功率工作，就必须增加电流(工 作电压为100V的情况下增加5倍，约5A)，因此，对电极的热负荷增 大，因电极飞溅产生的发光管的黑化显著，灯的光通量维持率变低。 具体地说，例如在数十小时左右发光管就变黑，达到寿命。
因此，在一般的灯中，调节汞量，使工作电压例如可升高至70～100V 左右，并减小和抑制灯的电流，降低对电极的热负荷(焦耳损失)。 由此，可以获得寿命达到数千小时(例如，约6000小时)的灯。
但是，与具有上述使工作电压升高效果的方面相反，汞有以下缺 点。
首先，由于导致灯的发光效率下降，所以难以获得明亮的灯。这 是因为在所有元素中汞对稀有气体有高激励电压，与作为金属卤化物 添加的其它金属元素相比，不容易发射光的缘故。从图13所示的所述 金属卤化物灯的光谱分布中也可明白这一情况。就是说，灯发射的光 有多个线光谱，其主要的波长有In产生的410.1nm和451.1nm，Tl 产生的535.0nm，和Na产生的589.0nm和589.6nm，由于汞基本上不 产生发光，所以几乎观测不到由汞产生的发光。另一方面，在上述灯 中未密封入汞的情况下，可获得约70(lm/W)高的发光效率(所有光 通量约7000(lm))。
此外，在制造时，由于必须有注入液体汞的工艺，所以制造成本 容易增加。
而且，近年来，考虑到对地球环境的影响，期望有不包含汞的金 属卤化物灯。
因此，为了不密封入汞使工作电压上升，在例如特开平6-84496 号公报中披露了提高设定Xe的封入压力的技术。更详细地说，其中主 要记载了：在发光管内，仅含有ScI3、NaI等金属碘化物和稀有气体， 在不包含汞的金属卤化物灯中，在灯的电极间距离为L(mm)，封入的 稀有气体为Xe的情况下，在常温下Xe的封入压力为P(气压)时，按
P×L≥40
进行设定，可以使工作电压达到50V以上。
因此，本发明者们试制了有与所述图12相同的形状，主要尺寸和 填充物的成分按以下设定的灯，并测定了工作电压。
发光管的内容积：0.025cc
电极间距离    ：约4mm
此外，填充物107的成分如下。
ScI3(碘化钪)  ：0.04mg
NaI(碘化钠)   ：0.21mg
(ScI3与NaI之和0.25mg)
Xe(氙)        ：10atm(常温)
这种情况下，由于P×L＝40，所以满足上述条件。但是，在把该灯 用35W的灯功率点火时，工作电压为35V，未达到上述公报中所述的 50V。因此，仍然因灯电流大的原因造成电极飞溅，将电极材料附着在 发光管的内壁上，产生管壁的黑化，使灯的发射光通量早期减少。就 是说，为了获得50V以上的工作电压，满足P×L≥40条件的最小Xe压 力(10atm)并不充分，按照本发明者们的推断，必须设定远大于10atm 的超过25atm左右的压力。
但是，象上述那样提高Xe的封入压力，会产生以下的新课题。
就是说，由于Xe电离电压约高12eV，在超过25atm压力下为了 在灯点火开始时产生放电，就必须施加相当高的起动电压。具体地说， 一般地，在按7～10atm左右的压力封入Xe的灯中，为了确实产生放电， 必须有30kV以上的起动电压，而在封入压力超过25atm的情况下，则 需要比其高得多的起动电压。因此，导致产生起动电压的点火电路的 复杂化和大型化，以及制造成本增大等。
此外，与其它填充物相比，由于Xe的激励电位高，所以如果高压 封入Xe，也会导致发光效率的下降。
而且，在封入压力象上述那样高的情况下(点火时的发光管内压 力进一步升高)，发生发光管的破裂和填充物质漏泄的可能性增大。
因此，在以往的金属卤化物灯中，存在难以既不封入汞，同时又 不使发光管的内压过高，减小和抑制电流以便使灯的工作电压升高， 使灯寿命延长的问题。
此外，由于没有汞的发光，所以以往的不包含汞的金属卤化物灯 来自在发射光中色度点的CIE1960uv色度图上的黑体轨迹的色度偏差 (DUV)为0.011，在作为白色的汽车前灯使用的情况下，存在超出日 本电灯工业协会规格的用于汽车前灯的HID光源(JEL 215)所示规格 的问题。

本发明的目的在于解决上述课题，提供一种在不密封汞的同时， 也不使发光管的内压过高，并可获得高的灯工作电压和灯长寿命的无 汞金属卤化物灯。
根据本发明的一种无汞金属卤化物灯，该灯在发光管内，封入： 稀有气体，Sc的卤化物，Na的卤化物，和YI3，其特征在于，所述YI3 的封入量是每单位发光管内体积0.8～12mg/cc。
另外，为了实现上述目的，本发明提供一种无汞金属卤化物灯， 该灯在发光管内，至少封入：
稀有气体，
Sc(钪)和其卤化物的至少其中之一，
Na(钠)和其卤化物的至少其中之一，和
金属和其卤化物的至少其中之一，
其特征在于，所述金属在金属单体中的电离电压为5～10eV，并且， 所述金属或其卤化物在灯点火时的温度下的蒸汽压在1Pa以上。具体 地说，作为所述金属或其卤化物，例如可以使用Y(钇)、In(铟)、 或它们的卤化物。
通过封入上述金属或其卤化物，由于可以不必在高压力下封入稀 有气体，可以使灯的工作电压提高，可以使灯中流动的电流减少，所 以可减轻对电极的热负荷，可抑制因电极飞溅产生的发光管的黑化， 可以获得长寿命的灯。
再有，在添加未满足上述条件的物质，即添加金属单体中的电离 电压在5eV以下的物质，例如添加CsI(碘化铯：电离电压3.9eV)的 情况下，工作电压会下降。这是由于电离电压低使大量电子供给电弧 的结果使灯电流增大，因而工作电压下降的缘故。此外，在添加金属 单体中的电离电压为10eV以上的物质，例如添加Hg(汞)的情况下， 灯的效率会下降。此外，在封入灯点火时的温度下的蒸汽压为1Pa以 下的物质，例如封入BaI2(碘化钡)的情况下，不能获得工作电压的 上升效果。
此外，本发明的特征在于，按所述灯的发射光中的色度点在 CIE1931xy色度图上满足
x≥0.310
x≤0.500
y≤0.150+0.640x
y≤0.440
y≥0.050+0.750x
y≥0.382(但是x≥0.44)
的条件来设定所述各填充物的量和额定功率。具体地说，例如， 作为所述金属卤化物，在封入平均单位发光管内容积0.8mg/cc以上、 12mg/cc以下的YI3的同时，可以把额定功率设定在25W以上、55W以 下。此外，本发明的特征在于，设定所述各填充物的量和额定功率， 以便使来自所述灯发射光中色度点的CIE1960uv色度图上的黑体轨迹 的色度偏差达到-0.025以上、0.01以下。具体地说，其特征在于，例 如，
所述Sc的卤化物为ScI3，
所述Na的卤化物为NaI，
同时
A＝ScI3的封入重量/(ScI3的封入重量+NaI的封入重量)
B＝额定功率/电极间距离(W/mm)时，按 -0.025≤D＝-0.066+0.05A+0.008B+0.007A2-0.0009AB-0.0003B2≤0.01
来设定所述ScI3的封入量、NaI的封入量和所述灯的额定功率。
通过这样的设定，可以获得发特别高的白色感高的光的灯，例如 可以用作汽车前灯等。
此外，本发明的特征在于设定所述各填充物的量和额定功率，以 便所述灯的发射光的光通量达到约1100(lm)以上，最好达到约2750 (lm)以上。具体地说，其特征在于，例如，
所述Sc的卤化物为ScI3，
所述Na的卤化物为NaI，
同时
A＝ScI3的封入重量/(ScI3的封入重量+NaI的封入重量)
C＝灯功率(W)时，按
1100≤D＝-4054+2759A+182C-1628A2+18AC-0.7C2
来设定所述ScI3的封入量、NaI的封入量和所述灯的额定功率。
由此，可以获得发射特别大光通量光的灯，例如可以用作汽车前 灯等。
此外，为了实现上述目的，本发明提供一种无汞金属卤化物灯， 该灯在发光管内，至少封入：
稀有气体，
In(铟)和其卤化物的至少其中之一，
Tl(铊)和其卤化物的至少其中之一，和
Na(钠)和其卤化物的至少其中之一，
其特征在于，所述In或其卤化物的封入量为在所述灯的发射光的 光谱分布中按410nm附近和451nm附近的波长产生吸收光谱的量，
所述Tl或其卤化物的封入量为在所述灯的发射光的光谱分布中按 535nm附近的波长产生吸收光谱的量，
所述Na或其卤化物的封入量为在所述灯的发射光的光谱分布中按 589nm附近的波长产生吸收光谱的量。
就是说，本发明者们发现，越是产生上述的吸收光谱，即通过封 入根据以往公知的封入量不能预计的大量In等，越是可大幅度地使灯 的工作电压上升，从而完成了本发明。因此，由于不必在高压力下封 入稀有气体，就可以提高灯的工作电压，使灯中流动的电流减少，所 以可减轻对电极的热负荷，抑制因电极飞溅产生的发光管的黑化，可 以获得长寿命的灯。
具体地说，所述密封量可以这样设定，例如把所述In或其卤化物 的封入量设定为平均单位发光管内容积4mg/cc以上、12mg/cc以下， 把所述Tl或其卤化物的封入量设定为平均单位发光管内容积2mg/cc 以上、16mg/cc以下，而把所述Na或其卤化物的封入量设定为平均单 位发光管内容积4mg/cc以上、12mg/cc以下等。
此外，本发明的特征在于，按所述灯的发射光中的色度点在 CIE1931xy色度图上满足
x≥0.310
x≤0.500
y≤0.150+0.640x
y≤0.440
y≥0.050+0.750x
y≥0.382(但是x≥0.44)
的条件来设定所述各填充物的量和额定功率。
通过这样的设定，可以获得发白色感高的光的灯，例如可以用作 汽车前灯等。
此外，其特征在于所述灯的额定功率设定在25W以上、55W以下。
由此，可以获得发射特别大光通量光的灯，例如可以用作汽车前 灯等。
此外，本发明的特征在于，作为所述稀有气体，把Xe在室温下按 100kPa以上、2500kPa以下进行封入。
通过按这样的压力进行封入，不容易发生发光管的破裂和填充物 质的漏泄，并且可以获得象上述那样的工作电压低的无汞金属卤化物 灯。
附图说明
图1是表示实施例1～4的无汞金属卤化物灯结构的剖面图。
图2是表示实施例1的无汞金属卤化物灯的发射光的色度点的说 明图。
图3是表示在把实施例1的无汞金属卤化物灯的YI3的封入量进行 各种设定情况下的发射光的色度点的说明图。
图4是表示实施例2的无汞金属卤化物灯的发射光的色度点的说 明图。
图5是表示实施例3的无汞金属卤化物灯的ScI3重量比、单位功 率和DUV的关系的说明图。
图6是表示实施例3的无汞金属卤化物灯的发射光的色度点的DUV 处于-0.025～0.01区域的说明图。
图7是表示实施例3的无汞金属卤化物灯的ScI3重量比、灯功率 和光通量大小的关系的说明图。
图8是表示实施例3的无汞金属卤化物灯的发射光的光通量大小 处于2750(lm)以上区域的说明图。
图9是表示实施例4的无汞金属卤化物灯的光谱分布的说明图。
图10是表示实施例4的无汞金属卤化物灯的发射光的色度点的说 明图。
图11是表示实施例4的无汞金属卤化物灯的灯功率与发射光光通 量大小的关系的说明图。
图12是表示以往的金属卤化物灯结构的剖面图。
图13是表示以往的金属卤化物灯的光谱分布的说明图。

(实施例1)
如图1所示，在大致球形形状的发光管201中封入填充物202构 成实施例1的无汞金属卤化物灯。上述发光管201由石英构成的透光 性容器形成。由各密封部分203、203密封该发光管201的两端。在发 光管201的内部，设有一对钨制的电极204、204。该电极204、204 通过在各密封部分203、203内气密密封的钼箔205、205与由钼构成 的外部引线206、206连接。该灯的主要尺寸如下设定。
发光管的内容积：约0.025cc
电极间距离    ：约4mm
此外，填充物202的成分如下。
ScI3(碘化钪)  ：约0.04mg
NaI(碘化钠)   ：约0.21mg
(ScI3与NaI之和约0.25mg，
ScI3/(ScI3+NaI)＝约0.16)
YI3(碘化钇)   ：约0.1mg
Xe(氙)        ：约700kPa(常温)
上述Xe具有作为起动气体的作用。此外，YI3中包含的Y(钇)单 体中的电离电压为6.4eV。
使上述结构的灯保持在水平方向，如果控制电流使灯功率固定至 45W，那么灯的两端电压(工作电压)就为35V。就是说，与在不含YI3 的灯(Xe为700kPa)情况下是28V的情况不同，可以使工作电压上升 7V。于是，通过提高工作电压，可以减小和抑制相同灯功率点火情况 下的灯电流。因此，由于可减轻电极204、204的热负荷(热损失)， 防止过度的温度上升，所以可抑制发光管201的黑化现象，光通量维 持率良好，灯的寿命延长。
再有，如上所述，为了在填充物202中不包含汞，并使工作电压 上升，并不限于YI3，也可以使用金属单体中的电离电压为5～10eV， 灯点火时的温度下蒸汽压在1Pa以上的材料。其中，Y的单体中的电离 电压为如上所述的6.4eV。此外，可以如下求出灯点火时的温度下的蒸 汽压。就是说，在上述灯的实例中，点火时的发光管201外面的最冷 点温度在发光管201的下部约为700℃。因此，如果考虑石英的热传导 系数，那么可把发光管201内面的温度推断为约800℃，而在该温度下 的YI3的蒸汽压约为1Pa。
此外，上述灯的光通量约为4700(lm)。就是说，例如作为汽车 前灯，相对于约1100(lm)的一般使用的金属卤化物灯的光通量来说， 可获得充分大的光通量。因此，满足作为汽车前灯使用的光通量条件。
下面，说明上述灯的颜色特性。
图2表示在CIE1931xy色度图上绘出的上述灯的发射光的色度点 的图。在该图中，用实线围成的区域P是按日本电灯工业协会规格的 汽车前灯使用的HID光源(JEL 215)规定的白色光源的色度范围，该 范围可按下式表示。
x≥0.310
x≤0.500
y≤0.150+0.640x
y≤0.440
y≥0.050+0.750x
y≥0.382(但是x≥0.44)
由图可知，本实施例的灯满足汽车前灯使用的白色光源的色度。
上述色度根据YI3的添加量和灯功率有所不同。因此，对于把YI3 的添加量进行不同设定的灯来说，图3表示与图2同样绘出的45W的 灯功率下点火情况的色度的图。就是说，如果YI3的添加量增多，那么 在蓝区域中产生丰富发光的Y的发光影响就变大，而色度中的x和y 的值则变小。因此，由该图可知，YI3的添加量在平均单位发光管内容 积0.8～12mg/cc(发光管内容积为0.025cc情况下为0.02～0.3mg)的 范围内，可获得上述规格中白色光源的色度。此外，在把灯功率进行 各种变化时，在25～55W的情况下，可得到同样的色度。
(实施例2)
作为实施例2的无汞金属卤化物灯，说明代替上述实施例1灯中 的YI3，使用InI(碘化铟)的实例。就是说，作为该灯填充物中的金 属卤化物，包含约0.04mg的ScI3、约0.21mg的NaI和约0.2mg的InI。 其它填充物和灯的形状与实施例1相同。
与实施例1同样，把上述灯在例如200Hz的矩形波电流、45W的 灯功率下点火时，工作电压为55V。就是说，相对于如上所述的不包含 YI3也不包含InI灯情况下的28V来说，可以使工作电压上升27V。因 此，与实施例1的灯相比，可以进一步延长灯的寿命。
此外，上述灯的光通量约为3600(lm)。就是说，作为汽车前灯， 如果与一般使用的金属卤化物灯(约1100(lm))相比，那么可获得 充分大的光通量，因而满足作为汽车前灯使用的光通量条件。
其中，上述InI中含有的I(铟)单体中的电离电压为5.8eV。此 外，与实施例1同样，发光管的内面温度可推断为约800℃，该温度下 的InI蒸汽压约为2kPa。
此外，图4表示与图2同样绘出的上述灯的发射光的色度点的图。 由该图可确认，本实施例的灯也满足用于汽车前灯的白色光源的色 度。
(实施例3)
作为实施例3的无汞金属卤化物灯，说明把填充物中的ScI3和NaI 的比例进行各种设定的实例。就是说，作为该灯填充物中的金属卤化 物，含有0.4mg的YI3，而ScI3和NaI之和为0.25mg(金属卤化物合 计为0.65mg)。其中，把相对于ScI3和NaI之和的ScI3的重量比(该 值越大，ScI3的封入量越大。以下，称为‘ScI3重量比’)设定为0.016、 0.75、或1(不含NaI)。其它填充物和灯的形状与实施例1相同。
如下(表1)表示把上述灯在35W的灯功率下点火时的工作电压。 再有，在该表中，还记载有实施例1的灯和不含有YI3的灯的工作电压。
(表1)
                       灯功率：35(W)     ScI3的封入重量   0.16   0.75   1     ScI3的封入重量+NaI的封入重量     工     作     电     压     YI3：0.4(mg)     (实施例3)   39(V)   44(V)   44(V)     YI3：0.1(mg)     (实施例1)   35(V)   /   /     不含YI3     (比较例)   25～28   (V)   36(V)   40(V)
由该表可知，与ScI3重量比无关，与不含YI3的灯相比，可以获 得更高的工作电压。再有，在该表中，仅示出了灯功率为35W的情况， 但在其它灯功率下也可以获得同样的工作电压上升效果。但是，灯的 颜色特性和光通量的大小根据ScI3重量比和灯功率而有所不同。因 此，以下说明获得高白色感和大光通量的条件。
首先，说明上述灯的颜色特性。
把按上述各种ScI3重量比设定的灯在20～55W的灯功率下点火，求 出来自各自情况下发射光中色度点的CIE1960uv色度图上的黑体轨迹 的色度偏差(来自黑体轨迹的偏差，以下称为‘DUV’)。根据该结果， 以ScI3重量比为横轴，平均单位电极间距离的灯功率(灯功率/电极间 距离：以下称为‘单位功率’)为纵轴绘图时，就如图5所示。在该 图中，曲线的位置表示实际的发光条件，在各曲线位置上，带有在其 发光条件下的DUV。此外，在把ScI3重量比、单位功率和DUV三个参 数按最小平方法用2次式近似时，对应于发光条件的DUV可如下表示。
D＝-0.066+0.05A+0.008B+0.007A2-0.0009AB-0.0003B2
其中，
A为ScI3重量比(ScI3/(ScI3+NaI))
B为单位功率(灯功率/电极间距离)(W/mm)
D为DUV。
因此，也求出DUV达到每个0.005的预定值的发光条件，用曲线 连接图5中上述发光条件的坐标位置，绘制DUV的等高线。此外，在 图6中，用斜线表示DUV在-0.025以上、0.01以下的区域Q。该区域 Q是日本电灯工业协会规格的汽车前灯使用的HID光源(JEL 215)规 定的白色光源的DUV范围。就是说，通过按 -0.025≤D＝-0.066+0.05A+0.008B+0.007A2-0.0009AB-0.0003B2≤0.01
设定发光条件，可满足汽车前灯使用的白色光源的DUV，可以获得 作为汽车前灯使用的白色光源的灯。
下面，说明上述灯的光通量大小。
与上述颜色特性的情况同样，把按各种ScI3重量比设定的灯用 400Hz的矩形波电流在20～55W的灯功率下点火，测定各自情况下的光 通量大小。根据该结果，以ScI3重量比为横轴，灯功率为纵轴绘图时， 就如图7所示。在该图中，曲线的位置表示实际的发光条件，在各曲 线中，附带其发光条件下的光通量大小。此外，在把ScI3重量比、灯 功率和光通量大小这三个参数按最小平方法用2次式近似时，对应于 发光条件的光通量大小可如下表示。
E＝-4054+2759A+182C-1628A2+18AC-0.7C2
其中，
A为ScI3重量比(ScI3/(ScI3+NaI))
C为灯功率(W)
E为光通量的大小(lm)。
因此，还求出光通量大小每达到1000(lm)的预定值的发光条件， 用曲线连接图7中上述发光条件的坐标位置，绘制光通量大小的等高 线。此外，在图8中，用斜线表示光通量大小在2750(lm)以上的区 域R。该区域R是日本电灯工业协会规格的汽车前灯使用的HID光源 (JEL 215)规定的通常金属卤化物灯光通量大小的范围。就是说，通 过按
1100≤-4054+2759A+182C-1628A2+18AC-0.7C2
设定发光条件，比以往的卤素灯更明亮。最好通过把上式右边的 值设定在2750以上，作为汽车前灯使用的白色光源，有在使用通常的 金属卤化物灯情况下必须达到的同等光通量以上的光通量，获得作为 汽车前灯的白色光源使用的灯。
(实施例4)
下面，说明使工作电压上升的无汞金属卤化物灯的其他实例。除 电极间距离约为4.2mm以外，该灯与实施例1的灯有相同的形状。
此外，填充物的成分如下。
InI(碘化铟)：约0.2mg(8.0mg/cc)
TlI(碘化铊)：约0.2mg(8.0mg/cc)
NaI(碘化钠)：约0.2mg(8.0mg/cc)
Xe(氙)     ：约700kPa(常温)
(上述括号内表示平均单位发光管内容积的封入量)。
在使上述灯在45W的灯功率下点火时，工作电压为55V。这样，由 于工作电压提高，经过数百小时以上，未发生发光管的黑化，可以保 持明亮的发光。此外，如图9所示，此时的光谱分布与以往的灯完全 不同。
如上所述，如以往的灯那样，不封入汞也能获得高工作电压的原 因在于封入大量卤化物的缘故。就是说，为了获得上述那样高的工作 电压，在发光分布中，
在由于In(铟)，产生波长410.1nm、451.1nm附近的吸收光谱，
由于Tl(铊)，产生波长535.0nm附近的吸收光谱，和
由于Na(钠)，产生波长589.0nm、589.6nm附近的吸收光谱
的产生程度上，也可以封入In、Tl和Na的卤化物。
更具体地说，为了使这些卤化物大量地蒸发，按平均单位发光管 内容积可以封入
In的卤化物为约0.2mg/cc以上
Tl的卤化物为约1mg/cc以上
Na的卤化物为约2mg/cc以上。
下面，说明上述灯的颜色特性。
与实施例1同样，图10表示在CIE1931xy色度图上绘制上述灯在 按35～45W的灯功率点火情况下的发射光的色度点的图。由该图可知， 本实施例的灯满足日本电灯工业协会规格的汽车前灯使用的HID光源 (JEL 215)规定的白色光源的色度。
再有，用于满足上述规格色度的In、Tl和Na的卤化物的封入量 可按平均单位发光管内容积设定为：
In的卤化物为约4～12mg/cc
Tl的卤化物为约2～16mg/cc
Na的卤化物为约4～12mg/cc。
由此，在10～60W左右的灯功率下可以充分满足上述规格的色度。
下面，说明上述灯的发光效率。
上述灯的发光效率为约70(lm/w)，就是说，在45W的灯功率下 有3150(lm)的全光通量。其中，例如，一般作为汽车前灯使用的卤 化物灯在55W的额定功率下有约1100(lm)的全光通量。因此，如图 11所示，本实施例的灯即使在25W的额定功率下也可以获得比上述以 往的卤素灯大的光通量。此外，如果设定更大的额定功率，那么可获 得更大的光通量，可以获得更明亮的汽车前灯。就是说，如果设定例 如25～55W左右的额定功率，那么可获得如图10所示的还考虑色度的 最适合汽车前灯使用的光源的灯。再有，在作为汽车前灯使用的情况 下，一般来说，可以把额定功率设定在不超过以往卤素灯的消耗功率 的55W以下。
再有，在上述实施例1～3中，在填充物中示出了包含YI3或InI 的实例，但并不限于此，作为金属或金属卤化物，如果金属单体中的 电离电压为5～10eV，在灯点火时的温度下的蒸汽压在1Pa以上，那么 同样可获得工作电压的上升效果。具体地说，例如可以包含YBr3(溴 化钇)、InI3(三碘化铟)、SbI3(碘化锑)、InBr(溴化铟)、TlI (碘化铊)等。此外，也可以包括它们的多种组合。
此外，在上述各实施例中，作为卤化物的卤素，说明了采用I(碘) 的实例，但即使在采用Br(溴)和Cl(氯)等其它卤素，或它们的组 合例如YI3和YBr3、NaI和TlI和InBr等情况下，也可以获得同样的 效果。
此外，在上述各实施例中，为了使灯的起动容易，示出了常温下 封入700kPa的Xe的实例，但稀有气体的种类和压力并不限于上述实 例。就是说，除Rn(氡)外，由于Xe在稀有气体中有最高的沸点，具 有适合容易进行高压封入的优点，此外，还考虑到特别适合汽车前灯 的使用，但是并不限于此，使用其它稀有气体例如Ar(氩)气等也可 以获得工作电压的上升效果。另一方面，封入压力也不限于上述说明， 如果考虑起动时光通量的增大特性，那么可以在约100kPa以上的高 压，此外，如果考虑到灯的破坏强度，那么可以在25kPa以下。
此外，在上述各实施例中，作为填充物的封入量和封入比以及灯 功率，示出了在汽车前灯中按获得必要的色度和光通量进行设定的实 例，但是并不限于此。就是说，在上述情况下，可获得特别高的白色 感和大的光通量，但即使封入量和封入比、灯功率不在这些范围内， 也可以获得良好的白色感和比较大的光通量，此外，由于可获得工作 电压的上升效果，所以可以作为汽车前灯以外的灯使用。
而且，有关灯的形状和大小等，也不限于上述实例。
工业上的利用可能性
如以上说明，按照本发明，在发光管内，由于封入稀有气体、Sc 或其卤化物、Na或其卤化物、金属单体中的电离电压为5～10eV并且 灯点火时的温度下蒸汽压为1Pa以上的金属或其卤化物，无汞金属卤 化物灯可以提高灯的工作电压，减少灯中流动的电流，所以具有可减 轻对电极的热负荷，抑制因电极飞溅产生的发光管的黑化，获得长寿 命灯的效果。
此外，在发光管内，在封入In或其卤化物、Tl或其卤化物、Na 或其卤化物的同时，还通过把In或其卤化物、Tl或其卤化物、Na或 其卤化物的封入量按在各自发射光的光谱分布中，410nm附近和451nm 附近、535nm附近、或589nm附近的波长时产生的吸收光谱的量来设 定，从而提高了灯的工作电压，具有可以获得长寿命灯的效果。
而且，上述稀有气体为Xe，通过在室温下按100kPa以上、2500kPa 以下的封入压进行封入，可以使发光管的破裂和填充物质的漏泄不易 发生。
因此，本发明可用于一般照明和汽车前灯等领域中。