(57)【要約】【課題】連続使用に伴う発光管の強度および透過光の低下を防止して、長期的な信頼性をより確実に得ることのできる放電ランプ及びその製造方法、光源装置、プロジェクタを提供する。【解決手段】本発明の放電ランプ３は、発光管１１の内面１１１Ａ１に、金属酸化物を主成分とする第１の保護膜１８Ａと、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜１８Ｂと、がこの順で形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の内面に、金属酸化物を主成分とする第１の保護膜と、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜と、がこの順で形成されている
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記第１の保護膜が、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、及びセリウム酸化物から選ばれる１種または２種以上に金属酸化物を主成分とする
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記第１の保護膜が、前記金属酸化物および微粒子を焼成してなる薄膜である
ことを特徴とする請求項１または２記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記第２の保護膜が、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物の微粒子を焼成してなる薄膜である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記第１の保護膜の膜厚が、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、前記第２の保護膜の膜厚が０．２μｍ以上２μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項６】
金属酸化物を含む液体材料を発光管の内面に塗布する工程と、
塗布された前記液体材料を加熱して前記発光管の内面に金属酸化物を主成分とする第１の保護膜を形成する工程と、
前記第１の保護膜上に、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項７】
前記液体材料が、前記金属酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料である
ことを特徴とする請求項６記載の放電ランプの製造方法。
【請求項８】
前記第２の保護膜を形成する工程が、
ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を前記第１の保護膜上に塗布する工程と、
塗布された前記液体材料を焼成して前記発光管の内面にホウ素窒化物を主成分とする前記第２の保護膜を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする請求項６または７記載の放電ランプの製造方法。
【請求項９】
前記第２の保護膜を形成する工程が、
ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を前記第１の保護膜上に塗布する工程と、
塗布された前記液体材料を窒素および触媒の存在下で焼成することで、前記発光管の内面にホウ素窒化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする請求項６または７記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか一項に記載の放電ランプを備えた
ことを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光源装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ及びその製造方法、光源装置、プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターは、映像投写装置として会議でのプレゼンテーション用や家庭におけるホームシアター用など各方面に利用されている。このようなプロジェクターに使用される光源装置としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、及び高圧水銀ランプなどの電極を有する放電式ランプが主に用いられている。
【０００３】
しかしながら、このような放電式ランプは、点灯中に高温になるために、発光管の材質として用いられている石英ガラスの結晶化による失透現象により、透過光が減少したり、発光管自体の強度が低下してしまうなどの問題があった。これらの問題を解決する方法として、発光管の内面に被膜をする方法が開示されている。例えば、特許文献１に示すように発光管の内面にイットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）膜を成膜したり、あるいはハフニウム酸化物（ＨｆＯ２）膜を成膜することで石英結晶化の抑制を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７００７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、イットリウム酸化物膜は厚くすると光の透過性が低くなるという問題がある。また、耐熱性が低く、点灯中に高温にさらされると焼結する場合がある。また、ハフニウム酸化物膜は酸素を透過（吸収）しやすいことから、点灯時間が長くなることで失透を招くおそれがある。このため、これら単層膜のみでは十分な失透抑制効果が得られるとは言えず、更なる改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、放電時の熱による失透（結晶化）を抑制することによって、透過光の低下および発光管強度の低下を防止して、長期的な信頼性を得ることのできる放電ランプ及びその製造方法、光源装置、プロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放電ランプは、上記課題を解決するために、発光管の内面に、金属酸化物を主成分とする第１の保護膜と、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜と、がこの順で形成されている。
【０００８】
本願発明では、発光管の内面を覆う金属酸化物を主成分とする第１の保護膜上に、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜が形成されている。ホウ素窒化物またはホウ素酸化物は、透光性が高いだけでなく、化学的な安定性及び耐熱性に非常に優れていることから、ランプ使用時に高温にさらされたとしても変質しにくい。また、第１の保護膜では抑えきれない酸素の透過を遮断することが可能なため、発光管の失透を効果的且つ長期的に抑制し得る。これにより、放電ランプの寿命を大幅に改善することが可能である。
【０００９】
また、第１の保護膜が、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、及びセリウム酸化物から選ばれる１種または２種以上に金属酸化物を主成分とすることが好ましい。
本願発明によれば、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物およびセリウム酸化物は融点が高く溶融しにくい。また、すでに結晶質であるためその構造は安定しており、耐熱性が高い。
【００１０】
また、第１の保護膜が、金属酸化物および微粒子を焼成してなる薄膜であることが好ましい。
本願発明によれば、発光管の内面に均一な膜厚の第１の保護膜を形成することが可能である。
【００１１】
また、第２の保護膜が、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物の微粒子を焼成してなる薄膜であることが好ましい。
本願発明によれば、第１の保護膜上に均一な膜厚の第２の保護膜を成膜することが可能となる。
【００１２】
また、第１の保護膜の膜厚が、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、第２の保護膜の膜厚が０．２μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。
本願発明によれば、膜割れなども生じず、高い失透抑制効果が期待できるので、長時間発光光率を高く維持することが可能となる。
【００１３】
本発明の放電ランプの製造方法は、上記課題を解決するために、金属酸化物を含む液体材料を発光管の内面に塗布する工程と、塗布された液体材料を加熱して発光管の内面に金属酸化物を主成分とする第１の保護膜を形成する工程と、第１の保護膜上に、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有する。
【００１４】
本願発明によれば、発光管の内面に均一な膜厚の第１の保護膜を形成することができる。また、化学的安定性及び耐熱性に優れた第２の保護膜を第１の保護膜上に形成することによって、第１の保護膜を保護することができるので発光管の失透を効果的に抑制し得る。これにより、放電ランプの寿命を大幅に改善することが可能である。
【００１５】
また、液体材料が、金属酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料であることが好ましい。
本願発明によれば、溶媒中に金属酸化物の微粒子を分散または溶解させてなる液体材料を用いることにより、発光管の内面に密着した第１の保護膜を形成することができる。
【００１６】
また、第２の保護膜を形成する工程が、ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を第１の保護膜上に塗布する工程と、塗布された液体材料を焼成して発光管の内面にホウ素窒化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有することが好ましい。
本願発明によれば、ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を塗布するため、ホウ素酸化物の微粒子の凝集を防いで分散性を高めることにより、第１の保護膜の表面に均一な膜厚で第２の保護膜を形成することができる。また、発光管（第１の保護膜）に対する密着性が良好な第２の保護膜を形成することができる。
【００１７】
また、第２の保護膜を形成する工程が、ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を第１の保護膜上に塗布する工程と、塗布された液体材料を窒素および触媒の存在下で焼成することで、発光管の内面にホウ素窒化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有することが好ましい。
【００１８】
本願発明によれば、ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を、窒素および触媒の存在下で焼成することによりホウ素酸化物と窒素及び触媒とを反応させるので、第１の保護膜上に均一な膜厚で第２の保護膜を形成することができる。また、発光管（第１の保護膜）に対する密着性が良好な第２の保護膜を形成することができる。
【００１９】
本発明の光源装置は、先に記載の放電ランプを備えたことを特徴とする。
本発明よれば、失透抑制効果が高く長寿命な放電ランプを備えることによって、高輝度発光が長期的に得られる高信頼性の光源装置が得られる。
【００２０】
本発明のプロジェクタは、先に記載の光源装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、高輝度発光が長期的に得られる光源装置を備えることによって、視認性が良好で高品位なプロジェクタとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である光源装置の全体構成を示す平面図。
【図２】本発明の一実施形態である放電ランプの概略構成を示す断面図。
【図３】石英ガラスの失透状態を示す図。
【図４】ＨｆＯ２膜を有した石英ガラスの失透状態を示す図。
【図５】ＺｒＯ２膜を有した石英ガラスの失透状態を示す図。
【図６】ＢＮ膜を有した石英ガラスの失透状態を示す図。
【図７】ＨｆＯ２膜及びＢＮ膜をそれぞれ有した石英ガラスの光透過率を示すグラフ。
【図８】プロジェクタの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態である光源装置の全体構成を示す平面図、図２は、放電ランプの概略構成を示す断面図である。
本実施形態の光源装置１は、後述するプロジェクタに好適に採用されるもので、リフレクタ１２と、リフレクタ１２の内部に配置される放電ランプ３と、を有している。放電ランプ３は、石英ガラス（ＳｉＯ２）から構成される発光管１１と、発光管１１内に配置された一対の電極１１２，１１２とを有し、発光管１１内には発光物質が封入されている。
【００２３】
発光管１１は、中央部が球状に膨出した膨出部１１１Ａと、膨出部１１１Ａの両側に延在する封止部１１１Ｂ、１１１Ｂと、からなり、膨出部１１１Ａの内部に発光物質を充填した発光領域１４（発光ガスを封入した封入空間）が形成されている。発光領域１４の内径は例えば、略１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。
【００２４】
封止部１１１Ｂ、１１１Ｂには、それぞれ棒状の電極１１２，１１２が互いの端部を離間させた状態で配置されている。電極１１２、１１２は導電性材料であって、特に、熱膨張係数が小さく耐熱性が高い材料、具体的にはタングステンが適している。
【００２５】
なお、電極１１２、１１２の先端が発光管１１の発光領域１４に侵入する場合は、内部に充填するガスの種類にもよるが、ガスとの反応により電極材料の金属が腐食することが考えられるので、その場合は耐食膜などを備えることが望ましい。
【００２６】
封止部１１１Ｂ、１１１Ｂの内部には、一対の電極１１２，１１２と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１１Ｂ１が挿入され、ガラス材料等で封止されている。この金属箔１１１Ｂ１には、さらに電極引き出し線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、放電ランプ３の外部まで延出している。
【００２７】
発光領域１４内に充填される発光物質としては、水銀、希ガスおよびハロゲン化合物で構成される。ここで、水銀は、例えば０．１５ｍｇ／ｍｍ３〜０．３２ｍｇ／ｍｍ３の封入量であり、１５０ｂａｒ〜１９０ｂａｒの蒸気圧で封入されることが好ましい。
また、希ガスは、発光部における発光を補助するために用いられるものであり、特に限定されないが、常用されるアルゴンガス、キセノンガス等を用いることができる。
さらにハロゲン化化合物は、塩素、臭素、および沃素のうちのいずれかのハロゲンを用いることができ、特に臭素を用いることが好ましい。
【００２８】
図１，２に示すように、本実施形態の発光管１１には、膨出部１１１Ａの内面１１１Ａ１に発光管１１の失透を抑制するための失透抑制膜１８が設けられている。
失透抑制膜１８は、金属酸化物を主成分とする第１の保護膜１８Ａと、ホウ素窒化物（ＢＮ）またはホウ素酸化物（Ｂ２Ｏ３）を主成分とする第２の保護膜１８Ｂとが内面１１１Ａ１上にこの順で成膜されてなる二層膜であって、膨出部１１１Ａの内面１１１Ａ１全体を覆っている。
【００２９】
第１の保護膜１８Ａは、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ２）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、およびセリウム酸化物（ＣｅＯ２）のうちの１種類あるいは２種類以上を主成分とする薄膜からなるものである。これらの材料は耐熱性を有するため、ランプ使用温度で結晶化しにくく島状になりにくいという効果を有している。
【００３０】
第２の保護膜１８Ｂは、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物の微粒子を焼成してなる薄膜からなるもので、光透過性が高く、耐熱性にも優れている。つまり、ＢＮやＢ２Ｏ３を主成分とする第２の保護膜１８Ｂは化学的に安定した構造であり、長時間高温にさらされたとしても変質しにくい。また、酸素の透過を遮断することができるため、第１の保護膜１８Ａの酸化が防止され、ひいては放電によって高温とされた充填物質と発光管１１の内面１１１Ａ１との反応を阻止することが可能となる。
【００３１】
第１の保護膜１８Ａ及び第２の保護膜１８Ｂからなる積層膜を失透抑制膜１８として用いることで、第１の保護膜１８Ａが発光管１１の結晶化を抑制しつつ、第２の保護膜１８Ｂによって下層の第１の保護膜１８Ａを保護することによって失透抑制膜１８の膜状態を良好に維持することができ、発光管１１の失透を長期的に抑制し得る。
【００３２】
失透抑制膜１８の膜厚は、発光管１１内に封入される発光物質などによっても異なってくるが、例えば、第１の保護膜１８Ａの膜厚が、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、第２の保護膜の膜厚が０．２μｍ以上２μｍ以下とされている。
【００３３】
第１の保護膜１８Ａの膜厚が０．１μｍ未満の場合には失透抑制効果があまり期待できない。また、膜厚が１μｍを超える場合には透光性が低下してしまうおそれがある。一方、第２の保護膜１８Ｂは、透光性が高いので比較的厚くしても構わない。
【００３４】
リフレクタ１２は、放電ランプ３の封止部１１１Ｂが挿通される首状部１２１およびこの首状部１２１から拡がる曲面状の反射部１２２を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、中央に挿入孔１２３が形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１１Ｂが配置される。
反射部１２２は、曲面状のガラス内面に金属薄膜を蒸着形成して構成され、この反射部１２２の反射面は、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとされる。
【００３５】
放電ランプ３は、この反射部１２２の内部に配置され、膨出部１１１Ａの内の電極１１２，１１２間の発光中心が反射部１２２の曲面の焦点位置Ｌ１となるように配置される。
【００３６】
そして、放電ランプ３を点灯すると、図１に示されるように、膨出部１１１Ａから放射された光束は、反射部１２２の反射面で反射して、平行光となる。
【００３７】
このようなリフレクタ１２に放電ランプ３を固定する際には、放電ランプ３の封止部１１１Ｂをリフレクタ１２の挿入孔１２３に挿入し、挿入孔１２３内部にシリカ、アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。
【００３８】
副反射鏡１３は、膨出部１１１Ａの発光領域１４の光束射出方向前側を覆う反射部材であり、その反射面は、発光領域１４の球面（発光管１１の内面１１１Ａ１）に倣う凹曲面状に形成され、反射面はリフレクタ１２と同様にコールドミラーとされている。
ここで、副反射鏡１３は、膨出部１１１Ａの発光領域１４の光束射出方向前側の略半分以上、１／３以下の範囲を覆うことが好ましい。
【００３９】
上述した放電ランプ３において、封止部１１１Ｂから外側に延出するリード線１１３に電圧を印加すると、電極１１２，１１２間で放電が生じて発光部１５が発光する。そして、放電ランプ３の膨出部１１１Ａから前方側に射出された光束の一部は、この副反射鏡１３の反射面にて反射され、膨出部１１１Ａに再度戻る。そして、この戻り光の一部が膨出部１１１Ａの発光領域１４に封入された封入物にエネルギーを吸収されるとともに、その他の戻り光がリフレクタ１２側に向けて進み、リフレクタ１２の反射部１２２から射出される。
【００４０】
このように本実施形態の光源装置１は、発光管１１の内面１１１Ａ１に、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ２）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、およびセリウム酸化物（ＣｅＯ２）のうちの１種類あるいは２種類以上を主成分とする第１の保護膜１８Ａと、ホウ素窒化物（ＢＮ）またはホウ素酸化物（Ｂ２Ｏ３）を主成分とする第２の保護膜１８Ｂとをこの順で成膜された積層膜からなる失透抑制膜１８を備えている。
ホウ素窒化物またはホウ素酸化物は、透光性が高いだけでなく、化学的な安定性に優れており、さらに耐熱性も高い。このため、放電ランプ３の連続点灯によって発光管１１の内面１１１Ａ１が長時間高温にさらされたとしても、ひび割れ等を生じさせることなくその膜状態を維持することができるので、発光管１１の失透を長期的に抑制することが可能である。
【００４１】
さらに、第２の保護膜１８Ｂは、第１の保護膜１８Ａでは抑えきれない酸素の透過を遮断することが可能である。酸素は発光管１１の失透を加速させる要因になるため、酸素の透過を遮断することでより確実に発光管１１の失透を抑えることができるようになる。
【００４２】
また、発光管１１の内面１１１Ａ１上に、第１の保護膜１８Ａを介して第２の保護膜１８Ｂを形成することによって、発光管１１に対する第２の保護膜１８Ｂの密着性を確保することができるので、内面１１１Ａ１上から剥離したりするのを防止することができる。これにより、発光管１１と発光物質との反応等を阻止して失透が効果的に抑制され、高輝度発光を長時間維持することができる。
【００４３】
以上述べたように、発光管１１の内面１１１Ａ１に透明セラミックス薄膜と、ＢＮあるいはＢ２Ｏ３との被膜を多層に形成することにより、発光管１１内に封入されている発光物質（金属ハロゲン物質）や電極材料（タングステン）と発光管１１（石英ガラス、高珪酸ガラスなど）との反応を阻止し、発光管１１の変質、変色及び失透現象が生じるのを防止することができる。特に、２層目に形成したＢＮあるいはＢ２Ｏ３からなる第２の保護膜１８Ｂは、化学的に安定しておりかつ耐熱性も非常に優れていることから、発光管１１の内面１１１Ａ１をこの第２の保護膜１８Ｂで被覆することによって放電ランプ３の寿命を大幅に改善することができる。
【００４４】
次に、先に記載した構成の光源装置の製造方法について説明する。以下の説明では、本願発明の特徴部分である失透抑制膜の形成工程について詳しく説明し、他の工程については従来と同様であるため説明を省略する。
【００４５】
（第１の保護膜形成工程）
ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、およびＣｅＯ２のうちの１種類あるいは２種類以上の透明な微粒子を分散媒に分散または溶解させてなる液体材料を発光管１１の内面１１１Ａ１に塗布する。塗布した液体材料を乾燥させた後、所定の温度で焼成することにより第１の保護膜１８Ａを形成する。
【００４６】
（第２の保護膜形成工程）
第２の保護膜１８Ｂがホウ素酸化物（Ｂ２Ｏ３）からなる場合、Ｂ２Ｏ３微粒子を分散媒に分散または溶解させてなる液体材料を第１の保護膜１８Ａ上に塗布する。続けて、塗布された液体材料を乾燥させた後、所定の温度で焼成することによって第１の保護膜１８Ａ上にＢ２Ｏ３からなる第２の保護膜１８Ｂを形成する。
【００４７】
第２の保護膜１８Ｂがホウ素窒化物（ＢＮ）からなる場合は、Ｂ２Ｏ３微粒子を分散媒に分散または溶解させてなる液体材料を第１の保護膜１８Ａ上に塗布する。続けて、塗布された液体材料を窒素及びリン酸カルシウムからなる触媒の存在下で焼成することによってＢＮからなる第２の保護膜１８Ｂを形成する。
【００４８】
あるいは、Ｂ２Ｏ３微粒子とリン酸カルシウムとを混合させたものを第１の保護膜１８Ａ上に塗布し、窒素雰囲気中でＢ２Ｏ３とリン酸カルシウムとを反応焼成させることによってＢＮからなる第２の保護膜１８Ｂを形成してもよい。
【００４９】
以上の製造方法により、ＢＮ微粒子を分散媒に分散（溶解）させてなる液体材料を用いることで、ＢＮ微粒子の凝集を防いで分散性を高めることができ、第１の保護膜１８Ａの表面に均一な膜厚で第２の保護膜１８Ｂを形成することができる。
また、ホウ素酸化物とリン酸カルシウムとを窒素雰囲気中で反応焼成することにより、第１の保護膜１８Ａ上に均一な膜厚で第２の保護膜１８Ｂを形成することができる。
【００５０】
また、第１の保護膜１８Ａによって、発光管１１に対するＢＮ膜あるいはＢ２Ｏ３膜（第２の保護膜１８Ｂ）の密着性が高められて、失透抑制膜の剥離等を防止できる。
【００５１】
（耐失透性評価）
次に、表面にＨｆＯ２膜、ＺｒＯ２膜、ＢＮ膜をそれぞれ有した複数の石英ガラス材と、表面に何も成膜されていない石英ガラス材における各耐失透性評価を行った。図３〜図６に各石英ガラス材を１３００℃で５０時間加熱した後の様子を示す。
【００５２】
図３に示すように、表面がむき出しの石英ガラス材には比較的大きくて不均一な結晶の核が略全体に多数発生した。加熱温度が高いほど結晶成長の速度は速くなるが、その速度は周囲の雰囲気中の不純物によって影響を受け、不純物が多い場合には失透の加速スピードが大きく変化することがある。このため、石英ガラスがむき出しの場合には早期に失透してしまう。
また、図４及び図５に示すようにＨｆＯ２膜及びＺｒＯ２膜を有した石英ガラス材は放電時の熱によって変質してしまっている。
これに対して、図６に示すようにＢＮ膜を有した石英ガラス材は長時間高温にさらされた後でも全く変質していない。
【００５３】
以上の結果から、ＢＮ膜の高い耐熱性を確認することができた。これにより、ＢＮ膜を設けることによってＨｆＯ２膜及びＺｒＯ２膜の単層膜では得られない、長期的な失透抑制効果が得られることが判明した。したがって、石英ガラスからなる発光管の表面をＢＮ膜で覆うことによって発光管内に封入した高温の発光物質と石英ガラスとの反応が防止されて、発光管の失透が長期的に抑えられることとなる。また、点灯時の発熱による石英ガラス（ＳｉＯ２）の蒸発も抑えられるので発光管内部に酸素が分離生成されることもなく、失透が加速されてしまうのを阻止することも可能となる。
【００５４】
図７に、ＨｆＯ２膜及びＢＮ膜をそれぞれ有した石英ガラスの光透過率について示す。縦軸に透過率（％）を示し、横軸に波長（ｎｍ）を示す。
ＨｆＯ２膜を有する石英ガラスの場合、紫外領域で透過率８０％、赤外領域で透過率９０％となっており、高い波長領域において高い透過率を示している。一方、ＢＮ膜を有する石英ガラスの光透過率は、紫外領域、可視領域、赤外領域のいずれにおいても透過率が９０％以上となっている。これにより、ＨｆＯ２膜に比べてＢＮ膜は広い波長領域において高い光透過特性を有していることが分かる。
【００５５】
（プロジェクタ）
次に、上記実施形態の光源装置を用いたプロジェクタについて説明する。
図８は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、上記した本発明の光源装置１を備えたランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル（光変調部）１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。
【００５６】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４（投射部）を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００５７】
プロジェクタ１１００は、上述した実施形態の光源装置１を備えている。光源装置１は失透が長期的に抑制されるものであるため高輝度な照明光を長期に亘って照射することが可能である。このため、プロジェクタ１１００は、長寿命化され、表示品位が高く信頼性の高い投写像を得ることができる。また、小型な光源装置１を備えたことにより、全体が小型化されかつ軽量なプロジェクタを得ることができる。
【００５８】
また、上記実施形態でのプロジェクタ１１００は、光変調部として液晶パネルを用いている。しかし、これに限らず、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを使用しても良い。なお、マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）（登録商標）を用いることができる。なお、マイクロミラー型光変調装置を用いた場合には、入射偏光板や射出偏光板などは不要とすることができ、偏光変換素子も不要とすることができる。
【００５９】
上記実施形態での光源装置１は、透過型液晶方式のプロジェクタ１１００に用いられている。しかし、これに限らず、反射型液晶方式であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式などを採用したプロジェクタに用いられても同様の効果を奏することが可能である。
【００６０】
先の実施形態での光変調部は、液晶パネルを３枚使用する３板方式であっても、液晶パネルを１枚使用する単板方式を用いても良い。なお、単板方式を用いた場合には、照明光学系の色分離光学系や色合成光学系などは不要とすることができる。
【００６１】
また、光源装置１は、外部に設置される投射面に光学像の投射を行うフロントタイプのプロジェクタに適用している。しかし、これに限らず、プロジェクタの内部にスクリーンを有して、そのスクリーンに光学像を投射するリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
例えば、先の実施形態における光源装置１では、マイクロ波電源やＡＣ電源を採用することが可能である。
【００６４】
また、先の実施形態での光源装置１は、プロジェクタの光源として適用している。しかし、これに限らず、小型軽量の光源装置は、他の光学機器に適用しても良い。また、航空、船舶、車輌などの照明機器や、屋内照明機器などへも好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…光源装置、３…放電ランプ、１１…発光管、１８Ａ…第１の保護膜、１８Ｂ…第２の保護膜、１１１Ａ１…内面、１１００…プロジェクタ
【図１】
2010198976.tif 000003
【図２】
2010198976.tif 000004
【図７】
2010198976.tif 000005
【図８】
2010198976.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010198976.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月30日(2009.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の内面に、金属酸化物を主成分とする第１の保護膜と、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜と、がこの順で形成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記第１の保護膜が、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、及びセリウム酸化物から選ばれる１種または２種以上の金属酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記第１の保護膜が、前記金属酸化物の微粒子を焼成してなる薄膜であることを特徴とする請求項１または２記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記第２の保護膜が、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物の微粒子を焼成してなる薄膜であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記第１の保護膜の膜厚が、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、前記第２の保護膜の膜厚が０．２μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項６】
金属酸化物を含む液体材料を発光管の内面に塗布する工程と、
塗布された前記液体材料を加熱して前記発光管の内面に金属酸化物を主成分とする第１の保護膜を形成する工程と、
前記第１の保護膜上に、ホウ素窒化物またはホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項７】
前記液体材料が、前記金属酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料であることを特徴とする請求項６記載の放電ランプの製造方法。
【請求項８】
前記第２の保護膜を形成する工程が、
ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を前記第１の保護膜上に塗布する工程と、
塗布された前記液体材料を焼成して前記発光管の内面にホウ素酸化物を主成分とする前記第２の保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項６または７記載の放電ランプの製造方法。
【請求項９】
前記第２の保護膜を形成する工程が、
ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を前記第１の保護膜上に塗布する工程と、
塗布された前記液体材料を窒素および触媒の存在下で焼成することで、前記発光管の内面にホウ素窒化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項６または７記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか一項に記載の放電ランプを備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光源装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、第１の保護膜が、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、及びセリウム酸化物から選ばれる１種または２種以上の金属酸化物を主成分とすることが好ましい。
本願発明によれば、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物およびセリウム酸化物は融点が高く溶融しにくい。また、すでに結晶質であるためその構造は安定しており、耐熱性が高い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、第１の保護膜が、金属酸化物の微粒子を焼成してなる薄膜であることが好ましい。
本願発明によれば、発光管の内面に均一な膜厚の第１の保護膜を形成することが可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、第１の保護膜の膜厚が、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、第２の保護膜の膜厚が０．２μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。
本願発明によれば、膜割れなども生じず、高い失透抑制効果が期待できるので、長時間発光効率を高く維持することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、第２の保護膜を形成する工程が、ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を第１の保護膜上に塗布する工程と、塗布された液体材料を焼成して発光管の内面にホウ素酸化物を主成分とする第２の保護膜を形成する工程と、を有することが好ましい。
本願発明によれば、ホウ素酸化物の微粒子を媒体に分散または溶解させてなる液体材料を塗布するため、ホウ素酸化物の微粒子の凝集を防いで分散性を高めることにより、第１の保護膜の表面に均一な膜厚で第２の保護膜を形成することができる。また、発光管（第１の保護膜）に対する密着性が良好な第２の保護膜を形成することができる。