メタルハライドランプとは
メタルハライドランプ（英語: Metal halide lamp）とは、水銀と金属ハロゲン化物の混合蒸気中の放電を利用したランプのことで、高輝度放電ランプ（HIDランプ）の一種になります。HIDランプには、水銀ランプや高圧ナトリウムランプがありますが、メタルハライドランプは、高い演色性や高い発光効率をもつ特長があります。
なお、水銀に関する「水俣条約」により、2021年以降の水銀ランプの製造、輸出、輸入が禁止になりましたが、メタルハライドランプは、規制対象外になります。そのため、水銀ランプからメタルハライドランプへの置き換えが進んでいます。
メタルハライドランプの使用用途
メタルハライドランプをはじめとするHIDランプは、蛍光灯など一般家庭で用いられるランプと比べて、非常に明るいという特長があります。その中でもメタルハライドランプは、他のHIDランプと比べて発光効率が高く演色性が良いという特長があります。そのため、スポーツ施設、商業施設、展示場、道路など、屋内外の各種施設の照明として用いられています。また、プロジェクタなどの光学機器の光源にも用いられています。
一方で、点灯や再点灯に時間がかかることから、非常灯などに使用することはできません。また、寿命の面からも、近年はLEDに置き換えられることも多くなってきています。
メタルハライドランプの原理
メタルハライドランプは、水銀に金属ハロゲン化物を添加したものを石英ガラス管やセラミックス管などに封入した構造をしています。その中でアーク放電を起こし、金属ハロゲン化物を蒸発させ、さらに高い蒸気圧で金属原子とハロゲン原子に解離させます。その金属原子と電子が衝突することによって、金属固有の波長で発光することを利用しています。金属ハロゲン化物として、ヨウ化ナトリウムやヨウ化スカンジウムといったヨウ化化合物が用いられることが多く、その化合物材料や混合比を最適化することで、演色性を良くしたり、発光効率を高くすることができます。
メタルハライドランプを点灯させ維持するには細かい制御を行う必要があります。点灯開始時には、放電を起こすために、イグナイタを用いて高電圧のパルス波を発生させます。点灯後は、ランプの光を一定に保つために、安定器を用いて周囲温度の変化や経時劣化によらずに一定の電圧と電流を維持するように制御します。
参考文献
https://www.ushio.co.jp/jp/technology/lightedge/199811/100185.html
https://www.jlma.or.jp/tisiki/pdf/guide_hid.pdf
https://electric-facilities.jp/denki3/hid.html