(57)【要約】【課題】水銀を使用しなくても、ランプ電流を低下させることができると共に、液晶デバイスを通過した後の光のバランスに合うように、放電ランプの発光スペクトルを最適化することが可能になる高圧放電ランプを提供する。【解決手段】耐火性で透明性の気密容器と、気密容器に封着された電極と、発光物質と希ガスが封入された高圧放電ランプであり、発光物質として、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化イットリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ルテチウム、ハロゲン化エリビウム、ハロゲン化テルビウムから選ばれる１種類以上の第１のハロゲン化物と、第１のハロゲン化物よりのも蒸気圧の高い第２のハロゲン化物が添加されており、かつ希ガスを１５気圧以上３０気圧以下の圧力で封入した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性で透明性の気密容器と、前記気密容器に封着された電極と、前記気密容器内に封入された発光物質と希ガスとを有する高圧放電ランプにおいて、
前記発光物質としてハロゲン化物が用いられ、
前記ハロゲン化物が、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化イットリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ルテチウム、ハロゲン化エリビウム、ハロゲン化テルビウムから選ばれる１種類以上の第１のハロゲン化物に対して、前記第１のハロゲン化物よりも蒸気圧の高い金属ハロゲン化物から成る第２のハロゲン化物が添加されており、
かつ前記希ガスが１５気圧以上３０気圧以下の圧力で封入されている
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記第２のハロゲン化物の添加量が、１ｍｇ／ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記希ガスがキセノンであることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記第１のハロゲン化物が、ヨウ化ディスプロシウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ルテチウム、ヨウ化エリビウム、ヨウ化テルビウムから選ばれる１種類以上であることを特徴とする、請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記第２のハロゲン化物が、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化スズ、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化亜鉛、ハロゲン化アルミニウムから選ばれる１種類以上であることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタや、自動車用照明灯等に搭載される、メタルハライドランプ等の高圧放電ランプに係わる。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプは、比較的高効率で、高演色性であるため、広く使用されている。また、高圧放電ランプは、封入物の違いにより、メタルハライドランプや水銀ランプなど、数種類に分けることができる。
【０００３】
メタルハライドランプは、主に液晶プロジェクタ用、又は、自動車の前照灯用などの用途により、使用される放電ランプの発光材料が異なる。
プロジェクタ用の放電ランプの発光材料には、水銀とヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）、又は、水銀とヨウ化ネオジウム（ＮｄＩ３）が主に使用されている。
自動車の前照灯用の放電ランプの発光材料には、水銀とヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、又は、水銀とヨウ化スカンジウム（ＳｃＩ３）が主に使用されている。
【０００４】
従来のメタルハライドランプに水銀が使用されているのは、水銀の発光スペクトルを利用するという目的もあるが、主として、ランプ電圧を高くするという目的のために使用されている。
ランプ電圧を高くするのは、ランプ電圧が低いと、所望のランプ入力を得るために必要となるランプ電流が大きくなるためである。
ランプ電流が大きいと、点灯回路の電流容量の増大や、発熱量の増加が問題となり、さらにメタルハライドランプの発光効率が低下するという問題がある。また、メタルハライドランプの電極の消耗が大きくなり、ランプの寿命が短くなるという問題が発生する。
【０００５】
超高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）に使用されている発光材料は、水銀のみである。
水銀が使用されている理由は、水銀を使用することにより、水銀の発光スペクトルを使用できるためと、ランプ電圧を高くすることができるためである。
ランプ電圧を高くする理由は、メタルハライドランプと同様に、ランプ電圧が低いと、所望のランプ入力を得るために必要となるランプ電流が大きくなるためである。
ランプ電流が大きいと、点灯回路の電流容量の増大や、発熱量の増加が問題となり、さらに水銀ランプの発光効率が低下するという問題がある。また、水銀ランプの電極の消耗が大きくなり、ランプの寿命が短くなるという問題が発生する。
【０００６】
しかし、上述のメタルハライドランプ及びＵＨＰに、発光材料として使用している水銀は、環境に悪影響を与える環境負荷物質であるため、廃絶することが求められている。
特に、ＲｏＨＳ指令により、ＥＵ加盟国内において水銀等の対象物質が含まれた電子・電気機器を上市することはできなくなるなど、水銀は全廃することが求められている。
【０００７】
また、上述のメタルハライドランプ及びＵＨＰは、水銀を使用しているため、点灯中にランプ内の水銀原子の温度と密度が非常に高くなっている。このため、上記の放電ランプでは、スイッチを入れてから発光管内の温度が上昇し、発光管内が水銀の蒸発によって所定の圧力に達するまで数分間を要し、始動時の光束の立ち上がりが遅くなってしまう。
【０００８】
また、上述のメタルハライドランプ及びＵＨＰは、点灯中に水銀が蒸発して、すべて蒸気になっているため、発光管内は５０〜２００気圧の高圧になっている。このため、一旦消灯した後に再始動させるためには、非常に高電圧のパルス電圧を印加する必要があるため、瞬時に再点灯することが難くなっている。 
【０００９】
そこで、発光スペクトルを得るための第１のハロゲン化物を使用し、さらに、水銀の代わりにランプ電圧を高くする材料として蒸気圧の高い第２のハロゲン化物を使用するメタルハライドランプが提案されている。
例えば、発光金属としてＮａ、Ｌｉ、Ｓｃ及び希土類等の発光金属からなる第１のハロゲン化物と、蒸気圧が相対的に高く第１のハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい金属からなる第２のハロゲン化物とを使用した放電ランプが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２３８４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の特許文献１に記載された構成の放電ランプにおいては、始動用及び緩衝用のガスとして、アルゴン等の希ガスを封入している。
しかしながら、この希ガスの封入圧力が小さいと、ランプ電流を充分に低減することができない。
特許文献１では、多数挙げられている具体例において、希ガスの封入圧力は最大でも５気圧となっており、この程度の圧力では、ランプ電流をある程度大きくする必要がある。
【００１２】
上述した問題の解決のために、本発明においては、水銀を使用しなくても、ランプ電流を低下させることができると共に、液晶デバイスを通過した後の光のバランスに合うように、放電ランプの発光スペクトルを最適化することが可能になる高圧放電ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の高圧放電ランプは、耐火性で透明性の気密容器と、気密容器に封着された電極と、発光物質と希ガスが封入された高圧放電ランプであり、発光物質として、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化イットリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ルテチウム、ハロゲン化エリビウム、ハロゲン化テルビウムから選ばれる１種類以上の第１のハロゲン化物と、第１のハロゲン化物よりも蒸気圧の高い金属ハロゲン化物から成る第２のハロゲン化物が添加されており、かつ希ガスを１５気圧以上３０気圧以下の圧力で封入したことを特徴とする。
【００１４】
上述の本発明の高圧放電ランプの構成によれば、発光物質のハロゲン化物が、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化イットリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ルテチウム、ハロゲン化エリビウム、ハロゲン化テルビウムから選ばれる１種類以上の第１のハロゲン化物に対して、この第１のハロゲン化物よりも蒸気圧の高い金属ハロゲン化物から成る第２のハロゲン化物が添加され、希ガスが１５気圧以上３０気圧以下の圧力で封入されている。
第１のハロゲン化物のみでは、放電ランプの発光スペクトルが可視光領域の短波長側（紫色領域や青色領域）に偏ってしまうが、第１のハロゲン化物よりも蒸気圧の高い金属ハロゲン化物から成る第２のハロゲン化物が添加されていることにより、放電ランプの光のスペクトル分布を長波長側（赤色領域）にシフトさせることができる。
また、希ガスが１５気圧以上３０気圧以下の圧力で封入されていることにより、ランプ電圧を上げることができるため、ランプ電流を充分に低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上述の本発明によれば、水銀を使用しないため、環境に大きな影響を与えることがない。
また、本発明によれば、第２のハロゲン化物の添加によって放電ランプの光のスペクトル分布を長波長側（赤色領域）にシフトさせることができるため、液晶デバイスを通過した後の光のバランスに合うように、放電ランプの光のバランスを最適化することが可能になる。
これにより、光の利用効率を向上し、液晶デバイスを通過した後に高い輝度を得ることが可能になる。
さらに、本発明によれば、ランプ電流を充分に低減することができるため、発光効率を向上して、放電ランプを長寿命化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明の具体的な実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要について説明する。
本発明の放電ランプは、気密容器、電極、ハロゲン化物及び希ガスによって構成される。そして、電極を気密容器に封着すると共に、ハロゲン化物及び希ガスを気密容器内に封入して放電ランプを構成する。
【００１７】
気密容器は、耐火性で透明性を有する構成とする。そして、放電ランプの通常の作動温度に充分耐える材料であり、かつ放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することができれば、どのようなもので作られていてもよい。例えば、石英ガラスや透光性アルミナ、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等の透光性セラミックスやこれらの単結晶等を用いることができる。
さらに、気密容器の内面に耐ハロゲン性や耐金属性の透明性被膜を形成する等、気密容器の内面を改質した構造としても良い。
【００１８】
電極は、交流および直流のいずれで点灯するように構成してもよく、交流で作動させる場合には、陽極と陰極を同一構造とするが、直流で作動させる場合には、一般的に陽極は温度上昇が激しいため、陰極より放熱面積の大きいものを用いることが好ましい。
【００１９】
発光物質であるハロゲン化物は、放電媒体となる。使用するハロゲン化物として好ましくは、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化イットリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ルテチウム、ハロゲン化エリビウム、ハロゲン化テルビウムであり、さらに好ましくは、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）、ヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）、ヨウ化イットリウム（ＹＩ３）、ヨウ化ホルミウム（ＨｏＩ３）、ヨウ化ルテチウム（ＬｕＩ３）、ヨウ化エリビウム（ＥｒＩ３）、ヨウ化テルビウム（ＴｂＩ３）である。
【００２０】
上記のハロゲン化物は、所望の発光をさせることができる金属のハロゲン化物であり、例えば可視光または紫外線等を発生する金属のハロゲン化物である。
【００２１】
本発明においては、放電媒体として、上記のハロゲン化物（第１のハロゲン化物）に加えて、蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）を加える。
蒸気圧の高い金属ハロゲン化物を加えることにより、発光スペクトルが短波長側から長波長側にシフトするため、発光スペクトルの分布が均一になるように調整することが可能になる。
【００２２】
また、本発明においては、気密容器に封止される希ガスの圧力を１５気圧以上３０気圧以下とする。
希ガスの圧力を１５気圧以上３０気圧以下とすることにより、ランプ電流を充分に低減することができる。
希ガスの圧力が１５気圧未満であると、比較的大きいランプ電流が必要になるので好ましくない。
希ガスの圧力が３０気圧を超えると、圧力の増大に対するランプ電流の低減の効果が飽和すると共に、気密容器の破裂の可能性が高まるため、好ましくない。
【００２３】
より好ましくは、蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）の添加量を１ｍｇ／ｃｃ以下、即ち気密容器の内部容積１ｃｃ当たり１ｍｇ以下と少量にする。
蒸気圧の高い第２のハロゲン化物を多く添加した場合には、ランプ電圧を上昇させることができる利点を有するが、発光スペクトルが長波長側に移行してしまい、ランプの色温度が低下してしまう。つまり、発光スペクトルがＲｅｄ側に移行してしまうため、Ｂｌｕｅ側の光量が減少してしまう。
従って、このように発光スペクトルが長波長側に移行した放電ランプをプロジェクタに使用した場合には、所望の色温度に設定しようとするとＢｌｕｅの光量が足りなくなるため、光量の多いＧｒｅｅｎ及びＲｅｄの光量をＢｌｕｅの光量に合わせて減光して調整する必要がある。このため、液晶デバイスを通過した後の光量が低くなってしまい、スクリーンに投影される輝度が低下してしまう。
第２のハロゲン化物の添加量を１ｍｇ／ｃｃと少量にすることにより、短波長側の光量と長波長側の光量を均一にすることが可能になり、放電ランプの光のバランスを、液晶デバイスを通過した後のバランスに近づけることができ、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
そして、本発明のハロゲン化物を使用したメタルハライドランプと、従来使用されている超高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）とを比較すると、本発明のハロゲン化物を使用したメタルハライドランプの方が、より均一な発光スペクトルの分布を得ることができる。
従って、プロジェクタ等に、本発明のハロゲン化物を使用したメタルハライドランプを使用した場合は、水銀を使用した従来のランプよりも、液晶デバイスを通過した後の光のバランスに近い発光をすることができる。
【００２５】
本発明において、蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）とは、点灯中の蒸気圧が、発光物質としてのハロゲン化物に対し、相対的に蒸気圧の大きい金属ハロゲン化物である。
第２のハロゲン化物として好ましくは、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化スズ、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化亜鉛、ハロゲン化アルミニウムであり、さらに好ましくは、ヨウ化ガリウム（ＧａＩ３）、ヨウ化インジウム（ＩｎＩ，ＩｎＩ３）、ヨウ化スズ（ＳｎＩ２，ＳｎＩ４）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、ヨウ化亜鉛（ＺｎＩ２）、ヨウ化アルミニウム（ＡｌＩ３）である。
【００２６】
本発明の発光物質としてのハロゲン化物（第１のハロゲン化物）、及び蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）を構成するハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素等のいずれのハロゲンにおいても効果を得ることができる。しかし、ハロゲンの反応性はフッ素が一番強く、以下塩素、臭素、ヨウ素の順に反応性が弱くなるが、本発明においては、ヨウ素の反応性が最も適当である。なお、本発明においては、異なるハロゲンを併用することも可能であり、例えば、ヨウ化物と臭化物のような異なるハロゲン化物を併用することも可能である。
【００２７】
本発明において、希ガスは、始動ガス及び緩衝ガスとして作用するもので、気密容器を透過しない物であれば、特に限定されない。なお、ネオンは石英ガラスを透過しやすいので、気密容器の材質を選ばない理由から、アルゴン、クリプトン、又はキセノンが好ましく、さらに好ましくは、封入圧力を高くすることによってランプ電流を抑えることができるため、キセノンが好ましい。
希ガスの封入圧力を高くすることにより、メタルハライドランプの光束の立ち上がり特性を向上させることができる。光束の立ち上がり特性が良好であることは、どのような使用目的であっても好都合であり、特に自動車などの前照灯や、液晶プロジェクタなどにおいて特に有用である。
【００２８】
続いて、本発明の具体的な実施の形態を説明する。
本発明の放電ランプの一実施の形態として、メタルハライドランプの概略構成図を図１に示す。
このメタルハライドランプ２２０は、例えば石英管から成る気密容器２０８に、一対の電極２０１，２０２を封着すると共に、ハロゲン化物及び希ガスを気密容器２０８内に封止して成る。
気密容器２０８は、中央の発光部２０８ａと、その両側の封止部２０８ｂ，２０８ｃとから成る。発光部２０８ａは、内部に空間を有する、球体形状もしくは回転楕円体形状であり、その内部の空間にハロゲン化物及び希ガスが封入される。両端の封止部２０８ｂ，２０８ｃは、発光部２０８ａ内に封入する物質が外部へ漏れないように封止するように構成される。また、封止部２０８ｂ，２０８ｃには、金属箔２０９が封止されている。
一対の電極２０１，２０２は、それぞれリード線２０３の先端に取り付けられ、発光部２０８ａ内に封止されている。リード線２０３は金属箔２０９の一端に取り付けられ、金属箔２０９の他端にはリード線２０４が取り付けられている。リード線２０４は気密容器２０８の封止部２０８ｂ，２０８ｃよりも外に導出されている。これら電極２０１，２０２、リード線２０３、金属箔２０９、リード線２０４は、組み立てられて一体の電極構体２１４となっている。金属箔２０９とその両端に接続されたリード線２０３及び２０４の一部が、気密容器２０８の封止部２０８ｂ，２０８ｃによって封止されている。
【００２９】
本実施の形態のメタルハライドランプ２２０では、特に気密容器２０８に封止されたハロゲン化物が、前述した第１のハロゲン化物に、蒸気圧の高い第２のハロゲン化物が添加された構成とする。
また、気密容器２０８に封止された希ガスの圧力が、１５気圧以上３０気圧以下である構成とする。
第１のハロゲン化物としては、前述した、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化イットリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ルテチウム、ハロゲン化エリビウム、ハロゲン化テルビウムから選ばれる１種類以上、より好ましくはヨウ化ディスプロシウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ルテチウム、ヨウ化エリビウム、ヨウ化テルビウムから選ばれる１種類以上を用いる。
第２のハロゲン化物としては、前述した、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化スズ、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化亜鉛、ハロゲン化アルミニウムから選ばれる１種類以上、より好ましくは、ヨウ化ガリウム、ヨウ化インジウム、ヨウ化スズ、ヨウ化タリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウムから選ばれる１種類以上を用いる。
希ガスとしては、好ましくは、アルゴン、クリプトン、キセノン、から選ばれるガスを用い、特に好ましくはキセノンを用いる。
【００３０】
さらに、好ましくは、第２のハロゲン化物の添加量を、１ｍｇ／ｃｃ以下、即ち気密容器２０８の内部容積（発光部２０８ａの内容積）１ｃｃ当たり１ｍｇ以下と、少量とする。
【００３１】
本実施の形態のメタルハライドランプ２２０は、図１に示す状態でそのまま使用することも可能であるが、例えばプロジェクタ等に使用する場合には、図２に示すように、メタルハライドランプ（発光管）２２０にリフレクタ（反射鏡）２２１を取り付けるとよい。
図２に示す構成では、メタルハライドランプ（発光管）２２０の気密容器２０８の一方の封止部２０８ｂに、内部に鏡面２２２を有するリフレクタ（反射鏡）２２１が取り付けられている。
リフレクタ（反射鏡）２２１が取り付けられていることにより、発光部２０８ａからの光が、鏡面２２２で反射されて、図中右側に効率良く放射させることができる。
【００３２】
本実施の形態のメタルハライドランプ２２０は、以下のようにして製造することができる。
まず、図３Ａに示すように、気密容器２０８の下側の封止部２０８ｂから、電極２０１・リード線２０３・金属箔２０９・リード線２０４から成る電極構体２１４を挿入する。
また、気密容器２０８の上の封止部２０８ｃ側から、真空排気を行なう。
次に、図３Ｂに示すように、ＣＯ２レーザーや酸素水素混合ガスバーナー等の加熱手段２１５により、気密容器の下側の封止部２０８ｂを軟化させて、シュリンクシールや、軟化した石英を機械的にシールするピンチシール等によって封止する。
次に、図３Ｃに示すように、下側が封止された気密容器２０８内に、始動ガスや緩衝ガスとして希ガス２１６を封入する。このときの希ガス２１６の気密容器２０８内での圧力は、封止部２０８ｃを封止した後、室温で１５気圧以上３０気圧以下となるようにする。
続いて、発光物質である第１のハロゲン化物２１７及び蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）２１８を、気密容器２０８の発光部２０８ａ内に入れる。
次に、気密容器２０８の上側の封止部２０８ｃから、電極２０２・リード線２０３・金属箔２０９・リード線２０４から成る電極構体２１４を挿入する。このとき、２つの電極２０１，２０２の間隔２１９を０．５〜４．５ｍｍ等の所望の間隔に調整する。
その後、シュリンクシール、ピンチシール等により、気密容器２０８の上側の封止部２０８ｃを封止する。このようにして、図３Ｄに示すように、図１に示した本実施の形態のメタルハライドランプ２２０を製造することができる。
【００３３】
なお、図２に示したように、リフレクタ２２１を設ける場合には、この後、メタルハライドランプ（発光管）２２０の一方の封止部２０８ｂにリフレクタ２２１を取り付けて、発光管２２０とリフレクタ２２１とを位置あわせして固着する。
【００３４】
上述の本実施の形態のメタルハライドランプ２２０の構成によれば、水銀を使用していないため、環境に悪影響を与えることがない。
また、気密容器２０８に封止されたハロゲン化物が、第１のハロゲン化物に、蒸気圧の高い第２のハロゲン化物が添加された構成であることにより、第１のハロゲン化物のみでは、発光スペクトルが可視光領域の短波長側（紫色領域や青色領域）に偏ってしまっていたのが、スペクトル分布を長波長側（赤色領域）にシフトさせることができる。
これにより、液晶デバイスを通過した後の光のバランスに合うように、放電ランプの光のバランスを最適化することが可能になり、光の利用効率を向上して、液晶デバイスを通過した後に高い輝度を得ることが可能になる。
【００３５】
また、本実施の形態のメタルハライドランプ２２０の構成によれば、気密容器２０８に封止された希ガスの圧力が１５気圧以上３０気圧以下であることにより、ランプ電流を充分に低減することができる。
これにより、発光効率を向上して、メタルハライドランプ２２０を長寿命化することができる。
【００３６】
さらに、本実施の形態のメタルハライドランプ２２０において、第２のハロゲン化物の添加量を１ｍｇ／ｃｃとすることにより、発光スペクトルの低波長側へのシフト量を適度に抑えて、短波長側の光量と長波長側の光量を均一にすることが可能になり、放電ランプの光のバランスを、液晶デバイスを通過した後のバランスに近づけることができ、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００３７】
（実施例）
以下に、本発明を実施例により説明する。
メタルハライドランプ２２０の気密容器２０８としては、石英管を用いた。石英管は、洗浄、アニール処理を行った後、電極構体２１４を石英管２０８の一方の封止部２０８ｂに挿入した。
次に、管内を排気しながら、酸素水素混合ガスバーナーによって石英を軟化させてシュリンクシールを行った。
次に、片側が封止された石英管内に、始動ガス及び緩衝ガス用の希ガス２１６としてキセノン（Ｘｅ）を封入した。この時のキセノンの容器内での圧力を１５気圧とした。
次に、発光物質としてのハロゲン化物２１７及び蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）２１８を封入した。
次に、石英管の他方の封止部２０８ｃにも電極構体２１４を挿入した。この時の電極の間隔２１９を１．０〜２．５ｍｍに調整した。さらに、気密容器２０８の発光部２０８ａの内容積が０．９ｃｍ３となるように、石英管の他方の封止部２０８ｃにシュリンクシールを行い、メタルハライドランプ２２０の試料を作製した。
【００３８】
（測定・評価）
本発明のメタルハライドランプをＴＶ用プロジェクタとして使用する場合、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅそれぞれの光量を調整して、ホワイトバランスを合わせる必要がある。  プロジェクタ用のランプの場合、白色光をダイクロミラー等で、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、及びＢｌｕｅのそれぞれの波長に分光して、液晶デバイス等を通過した後に、分光した光を再び１つに戻している。この時、ダイクロミラー等を設計することにより、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、及びＢｌｕｅとして使用する光の波長の範囲を選択することができる。
そこで、各色の波長領域を、Ｂｌｕｅとして使用する波長領域を４３０〜５０９ｎｍとし、Ｇｒｅｅｎとして使用する波長領域を５１０〜５７９ｎｍとし、Ｒｅｄとして使用する領域を６００ｎｍ〜７００ｎｍとして、この各色の波長をもとに、各試料のメタルハライドランプの入力１００Ｗでの発光スペクトルを測定し、さらに、光束（ｌｍ）と色温度（Ｋ）を測定した。
また、各試料のメタルハライドランプの光を、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させるシミュレーションを行い、液晶デバイスを通過した後の各色の光の利用率（％）、液晶デバイスを通過した後の光束（ｌｍ）を測定した。
【００３９】
（試料１）
発光物質として、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）３ｍｇ、及び、希ガスとして、キセノン（Ｘｅ）１５気圧を封入して、上述の製造方法によりメタルハライドランプ２２０を作製し、試料１とした。この試料１のメタルハライドランプ２２０の入力１００Ｗでのスペクトル分布を図４に示す。
図４のスペクトル分布では、４００〜４５０ｎｍにかけて強い発光強度を示している。また、４５０〜７００ｎｍにかけて、なだらかな連続発光がみられる。しかし、その強度は長波長側になるにつれて弱くなっていく傾向にある。また、上記のメタルハライドランプの光束は４２００（ｌｍ）、色温度は３６０００Ｋとなり、非常に青い光となっている。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが７０％、Ｇｒｅｅｎが８０％、Ｒｅｄが１００％となり、液晶デバイス通過後の光束は２９００（ｌｍ）となった。
【００４０】
（試料２）
発光物質として、ヨウ化ホルミウム（ＨｏＩ３）３ｍｇを封入する他は試料１と同様にして、メタルハライドランプ２２０を作製し、試料２とした。この試料２のメタルハライドランプ２２０の入力１００Ｗでのスペクトル分布を図５に示す。
図５のスペクトル分布では、４００〜４５０ｎｍにかけて強い発光強度を示している。また、４５０〜７００ｎｍにかけて、なだらかな連続発光がみられる。しかし、その強度は長波長側になるにつれて弱くなっていく傾向にある。即ち、試料１と同様の傾向となった。また、上記のメタルハライドランプの光束は２９００（ｌｍ）、色温度は１４０００Ｋとなり、非常に青い光となっている。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが８０％、Ｇｒｅｅｎが８０％、Ｒｅｄが１００％となり、液晶デバイス通過後の光束は２１００（ｌｍ）となった。
【００４１】
（試料３）
発光物質として、ヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）３ｍｇを封入する他は試料１と同様にして、メタルハライドランプ２２０を作製し、試料３とした。この試料３のメタルハライドランプ２２０の入力１００Ｗでのスペクトル分布を図６に示す。
図６のスペクトル分布では、４００〜６００ｎｍにかけていくつかの特有な輝線があるものの全体的に均一なスペクトルとなっている。また、４００〜４３０ｎｍにかけて強い発光強度を示している。しかし、その強度は長波長側になるにつれて弱くなっていく傾向にある。即ち、試料１と同様の傾向となった。また、上記のメタルハライドランプの光束は４９００（ｌｍ）、色温度は８６００Ｋとなっている。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが８０％、Ｇｒｅｅｎが６０％、Ｒｅｄが１００％となり、液晶デバイス通過後の光束は２８００（ｌｍ）となった。
【００４２】
（試料４；実施例１）
発光物質として、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）３ｍｇ、蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）として、ヨウ化インジウム（ＩｎＩ）０．５ｍｇ、及び、希ガスとして、キセノン（Ｘｅ）１５気圧を封入して、上述の製造方法によりメタルハライドランプ２２０を作製し、試料４とした。この試料４のメタルハライドランプ２２０の入力１００Ｗでのスペクトル分布を図７に示す。
図７のスペクトル分布では、試料１において４００〜４５０ｎｍにかけてあった、強い発光が抑えられている。逆に４５０ｎｍ〜７００ｎｍにかけて、連続スペクトルが増加している。これらは、第２のハロゲン化物としてヨウ化インジウムを封入した効果である。また、上記のメタルハライドランプの光束は６８００（ｌｍ）、色温度は５４００Ｋである。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが１００％、Ｇｒｅｅｎが８０％、Ｒｅｄが７０％となり、液晶デバイス通過後の光束は４５００（ｌｍ）となった。
【００４３】
（試料５；実施例２）
発光物質として、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）３ｍｇ、第２のハロゲン化物として、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）０．５ｍｇを封入する他は試料４と同様にして、メタルハライドランプ２２０を作製し、試料５とした。この試料５のメタルハライドランプ２２０の入力１００Ｗでのスペクトル分布を図８に示す。
図８のスペクトル分布では、試料１において４００〜４５０ｎｍにかけてあった、強い発光が抑えられている。逆に４５０ｎｍ〜７００ｎｍにかけて、連続スペクトルが増加している。これらは、第２のハロゲン化物としてヨウ化タリウムを封入した効果である。また、上記のメタルハライドランプの光束は６７００（ｌｍ）、色温度は７１００Ｋである。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが１００％、Ｇｒｅｅｎが６５％、Ｒｅｄが９０％となり、液晶デバイス通過後の光束は４３００（ｌｍ）となった。
【００４４】
（試料６；実施例３）
発光物質として、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）３ｍｇ、第２のハロゲン化物として、ヨウ化亜鉛（ＺｎＩ２）０．５ｍｇを封入する他は試料４と同様にして、メタルハライドランプ２２０を作製し、試料６とした。この試料６のメタルハライドランプ２２０メタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布を図９に示す。
図９のスペクトル分布では、試料１において４００〜４５０ｎｍにかけてあった、強い発光が抑えられている。逆に４５０ｎｍ〜７００ｎｍにかけて、連続スペクトルが増加している。これらは、第２のハロゲン化物としてヨウ化亜鉛を封入した効果である。また、上記のメタルハライドランプの光束は５２００（ｌｍ）、色温度は７１００Ｋである。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが１００％、Ｇｒｅｅｎが１００％、Ｒｅｄが８０％となり、液晶デバイス通過後の光束は４１００（ｌｍ）となった。
【００４５】
（試料７；実施例４）
発光物質としてのハロゲン化物として、ヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）３ｍｇ、第２のハロゲン化物として、ヨウ化ガリウム（ＧａＩ３）０．５ｍｇを封入する他は試料４と同様にして、メタルハライドランプ２２０を作製し、試料７とした。この試料７のメタルハライドランプ２２０メタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布を図１０に示す。
図１０のスペクトル分布では、試料１において４００〜４５０ｎｍにかけてあった、強い発光が抑えられている。逆に４５０ｎｍ〜７００ｎｍにかけて、連続スペクトルが増加している。これらは、第２のハロゲン化物としてヨウ化ガリウムを封入した効果である。また、上記のメタルハライドランプの光束は６５００（ｌｍ）、色温度は６８００Ｋである。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが１００％、Ｇｒｅｅｎが７０％、Ｒｅｄが９０％となり、液晶デバイス通過後の光束は４２００（ｌｍ）となった。
【００４６】
（比較例）
従来、ＴＶ用プロジェクタに使用されている１００Ｗの超高圧水銀ランプの発光スペクトル分布を、図１２に示す。
図１２の発光スペクトルは、３５０〜４５０ｎｍにかけて数個の大きなピークを持ち、５５０〜６００ｎｍにかけても数個の大きなピークを持ち、６００ｎｍ以上では、大きなピークは見られない。また、上記の超高圧水銀ランプの光束は、７１００（ｌｍ）であり、色温度は、８７００Ｋである。
次に、液晶デバイスを通過した後の色温度が１００００Ｋになるように、得られたスペクトルの中で光量の一番少ない色に合わせて、光量の多い色を均等に減少させたときの光の利用率は、Ｂｌｕｅが７０％、Ｇｒｅｅｎが６０％、Ｒｅｄが１００％となり、液晶デバイスを通過した後の光束は４０００（ｌｍ）となった。
【００４７】
以上の結果から、比較例の超高圧水銀ランプの液晶デバイスを通過した後の光は、実際には超高圧水銀ランプの光の５６％しか利用できていないのに比べ、発光スペクトルのバランスが良くなったため、液晶デバイスを通過した後の光の利用率、光束ともに向上したことが分かる。
【００４８】
さらに、発光物質としてハロゲン化物を使用し、蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）を添加した実施例１〜４（試料４〜７）のメタルハライドランプは、短波長側に多く発光する光を、長波長側にシフトさせることができる。従って、第２のハロゲン化物を添加することで、メタルハライドランプの光が均一化し、液晶デバイスを通過した後の光の利用効率を増加することができる。
【００４９】
（希ガスの封入圧力とランプ電流との関係）
発光物質として、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）３ｍｇを使用し、上述の各試料と同様の方法によってメタルハライドランプを作製した。この時、キセノンの容器内での圧力を１０気圧、１５気圧、２０気圧、２５気圧、３０気圧と変更してメタルハライドランプを作製した。
作製したメタルハライドランプのキセノンの容器内での圧力とランプ電流の関係を図９に示す。
【００５０】
図９に示すように、キセノン封入圧力を高くすることによりランプ電流を低くすることができる。特に１５気圧以上３０気圧以下とすることにより、ランプ電流が３．５Ａ以下と低くなる。
従って、ランプ電流が小さくなることにより、点灯回路の電流容量や、発熱量が増加せず、メタルハライドランプの発光効率が向上する。また、メタルハライドランプの電極の消耗が少なくなるため、ランプを長寿命化することができる。
【００５１】
また、図４〜図６より、ヨウ化ディスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ツリウムが同様の傾向のスペクトル分布を有しており、図７〜図９より、ヨウ化ディスプロシウムに、ヨウ化インジウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化亜鉛のいずれかを添加した場合も、同様の傾向のスペクトル分布を有している。さらに、図１０より、ヨウ化ツリウムにヨウ化ガリウムを添加した場合も、図７〜図９と同様の傾向のスペクトル分布を有している。
従って、第１のハロゲン化物と第２のハロゲン化物の組み合わせを、これらの任意の組み合わせとしても、同様に、光を均一化し、光の利用率を増加させることが可能になる。
【００５２】
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のメタルハライドランプの構成図である。
【図２】図１のメタルハライドランプにリフレクタを取り付けた構成を示す図である。
【図３】Ａ〜Ｄ  本発明のメタルハライドランプの製造方法を示す製造工程図である。
【図４】試料１のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図５】試料２のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図６】試料３のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図７】試料４のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図８】試料５のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図９】試料６のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図１０】試料７のメタルハライドランプの入力１００Ｗでのスペクトル分布である。
【図１１】キセノンの封入圧力とランプ電流との関係を示す図である。
【図１２】１００Ｗの超高圧水銀ランプのスペクトル分布である。
【符号の説明】
【００５４】
２０１，２０２  電極、２０３  リード線、２０８  気密容器、２０８ａ  発光部、２０８ｂ，２０８ｃ  封止部、２０９  金属箔、２１４  電極構体、２１５  加熱手段、２１６  希ガス、２１７  発光物質（第１のハロゲン化物）、２１８  蒸気圧の高い金属ハロゲン化物（第２のハロゲン化物）、２１９  電極の間隔、２２０  メタルハライドランプ、２２１  リフレクタ、２２２  鏡面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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