JP2005523564A - 色補正フィルタを有する放電ランプ - Google Patents

Abstract

本発明は、放電容器（５）、２つの電極（７，８）、キャップ（２）、外管（１１）及び放電容器内の金属ハロゲン化物からなる充填物を有している放電ランプに関する。この種の放電ランプは特に自動車のヘッドライト系用の光源として用いられる。特に自動車ヘッドライトの反射器の如き光学結像系の用途用に、ランプからのビームの色の品質を容易に改善するために、特に放電ランプの外管に金属ハロゲン化物の色に対して相補的な色の光学補正フィルタ（１３）を部分的に塗布する。一般的な種類の放電ランプでは、ランプが点灯して時に気体状態にならない充填物中の塩類の部分（１５）が、発生されるビームを着色する。放電容器内の黄色がかった縮合物（１５）はビームに黄色がかった彩色領域を生ぜしめる。外管に補正フィルタを部分的に塗布することにより、このフィルタが適切な補色のものである場合に、ビーム中の不所望な彩色を補正することができる。

Description

本発明は放電容器、２つの電極、キャップ、外管及び放電容器内の金属ハロゲン化物からなる充填物を有している放電ランプに関する。

斯種のランプは、特に自動車のヘッドライト系用の光源として用いられており、その理由は放電ランプの光学特性が有利な範囲の特性（例えば、明るくなるような）を呈するからである。放電容器内の充填物は放電プラズマを永久に再生し、また斯種のランプは、その光の色及び効率を制御するために充填物中に或る割合の金属ハロゲン化物（塩割合）を必要とする。ランプが点灯している間に、充填物中のこの塩割合によって黄色がかった縮合物が形成され、この縮合物は一般に放電容器の底部に位置付けられる。ランプの像をヘッドライトの光学系によって再生すると、この黄色がかった領域がヘッドライトのビームにも現れる。黄色がかった領域は通常、道路上におけるビームの前方部分に位置する。

一般的な種類のキャップ付き高圧放電ランプは、例えば米国特許第５，６４６，４７１号から既知である。このランプは外管によって囲まれた放電容器を有している。適切に設計したキャップはランプを特に自動車用のランプとして使用するのに好適にする。キャップ内に配置した接点は給電導体を介して、放電容器内に突出している対応する電極に接続される。放電容器のネック状の端部はキャップ内の所定の位置に固定され、また同じくネック状をしている放電容器の反対側の第２端部は自由に配置される。放電容器の各端部に密封配置するそれぞれの電極の内側部分は、放電容器内に突出し、且つ封止部におけるモリブデン箔を介して電極の外側部分に接続される。電極の遊端は外管の外側に沿って延在する給電導体を介してキャップ内の対応する接点に接続される。この給電導体には小さな絶縁性のセラミックパイプが設けられている。この場合における外管の目的は、放電容器における温度差を低減させることにあり、これにより同じ電力消費量のままで高い光束を得ることができる。外管のおかげで、外管を持たないランプに比べて光束を低減することなく放電容器の最大温度を低くすることもできる。外管は少なくともその所定領域を覆う光吸収被膜によって囲むことができる。この領域の長手方向の延長部は所定の角度範囲によって規定される。光吸収被膜は，キャップ内の所定箇所に固定されると共に遊端の反対側に位置するランプの第１端部に配置される。このように設計された光源は、放出光を楕円形のミラーで集めて、その光の像を漂遊光用のマスクと一緒に投映レンズによって道路上に形成する所謂投映ヘッドライトに使用するのに非常に適している。光源を所謂反射装置を有するヘッドライトに使用できるようにするために、外管の側面にも放電アークに沿って帯状の被膜を被着しており、これは斯種の光学系では、漂遊光に対するマスクの機能を果たす。被膜の帯の幅は、外管上における帯の対応するエッジ間の所定の角度によって設定される。被膜及びその大きさの決め方の意図は、ランプを自動車のヘッドライトにて点灯させる際に、そのランプによって放出される漂遊光により生じるまぶしい光をなくすことにある。このため、用立てるものは当面の箇所における光を全面的に阻止する吸収フィルタである。従って、このランプでは塩の充填物も黄色がかった縮合物を出現させ、これはランプの点灯時に像を光学系により光ビーム中に黄色がかった領域として形成する

ドイツ国の公開広報DE100 12 827 A1の出願には、例えば自動車のメインのヘッドライトにて作動させるアーク放電ランプが記載されている。このランプは石英のような光透過材料製のアーク放電管、及び間に第１中空部を有する第１端部と第２端部を備えている。電極は各第１及び第２端部内に閉じ込められている。各電極は外部の部分と、モリブデン箔製の中間の部分と、内部の部分とからなり、外内の部分はタングステン又はタングステン合金により形成される。前記出願は明細書の後ろで、アーク放電ランプの充填物に含まれているハロゲン化金属塩が堆積される箇所の問題に注目している。特に、低出力の（１００Ｗまでの）ランプをメインのヘッドライトの用途に用いる場合に、添加物の変化によって生じる厄介な色の帯が発生する。この問題は、ランプを反射器と組み合わせる場合にさらに深刻になる。前記出願によれば、ランプにアーク放電管の一方の端部に形成される第２中空部を設け、この第２中空部を第１中空部からずらして、その第１中空部に接続している。第２中空部は独特な冷却スポットをなし、これは蒸発されない添加剤用の容器として作用する。ランプが点灯している時には、第２中空部は溜めとして作用し、これは未蒸発状態の過剰ハロゲン金属を収容する。この溜めは必要とされない物質を除去し、従って、このような不必要な物質がランプの光学特性に悪影響を及ぼしたり、色の帯を発生したりすることができなくなる。

このようなランプでは、放電容器の製造過程をかなり変え、且つ拡張しなければならないことからして、第２中空部の形成にコスト及び労力を要する。これは生産をより複雑化し、しかも不良放電容器を有するランプを生産しがちになる。

〔発明の開示〕
〔発明が解決しようとする課題〕
従って、本発明の目的は、より良い演色性を容易に与えることができ、特に反射器のような光学結像系における用途に対する放電ランプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、放電ランプの外管に金属ハロゲン化物の色に対して相補的な色の光学補正フィルタを部分的に塗布することで達成される。通常のタイプの放電ランプでは、ランプが作動し点灯している時に気体状態にならないガス充填物中の塩類の割合によって着色が発生する。放電容器内の黄色がかった縮合物は放電アークからの光に当たって、黄色がかった彩色領域を出現させる。外管に補正フィルタを部分的に塗布することによって、そのフィルタが適切な補色のものである場合には、生成される光ビームにおける不所望な彩色を補正することができる。フィルタを外管に塗布することにより、着色領域はアークの像が光学系によって形成される前に補正される。補正フィルタを部分的にのみ塗布する理由は、完全に塗布するのとは対照的に、発生される光がフィルタにてろ波され、且つ吸収されるのをできるだけ少なくするためである。ランプの明るさ及び発光効率は僅かながら低下する。補正フィルタは、例えば機能的な理由のために、充填物の組成比率を変える場合に、塩の割合の色に適するように容易に調整することができる。被膜の大きさも、塩縮合物の大きさ及び量の関数として同じように調整することができる。

他の請求項では、本発明の教えの範疇にある本発明によるランプの好適実施例及び特に自動車のヘッドライトとして使用する本発明によるランプを有する照明装置を特定している。

この場合、ランプをはめ込んで作動させる際に、外管の底部領域となる、外管の領域に補正フィルタを塗布すれば特に有利である。一般に、点灯中に気体にならない充填物中の塩類の部分が放電容器の底部領域に堆積する。従って、補正フィルタも黄色がかった縮合物の位置に隣接する外管の底部領域に塗布する。作動中、ランプは一般に水平位置に取付けられる。この場合、補正フィルタは外管の底部半円筒部分に塗布する。

本発明によるランプの他の好適例では、補正フィルタを干渉フィルタで構成する。補正フィルタとして干渉フィルタを使用するのが特に有利なことは、干渉フィルタの層を選択することによりフィルタの色を極めて正確に設定し得ることにある。これは、関連技術が完全に習得されたもので、しかも一般に石英製の外管に容易に塗布することができることからして、容易に行うことができる。

本発明によるランプの他の例では、補正フィルタを吸収フィルタで構成する。吸収フィルタを用いることにより、知覚色をフィルタ色の青の方へとシフトさせることさえもできる。技術的な実施は、例えば外管内に取付けられるバーナーをちょっと浸す浸漬法を用いることによって達成することができる。

さらに、色シフト目的のための追加の光学フィルタを設け、これによりランプからの全体的な知覚色を変えることができる。特に補正フィルタに整合させる色シフトフィルタは、知覚色を例えば青又は黄色配色の方へとシフトすることができる。この種の配色は特に自動車に用いられて、光や、特殊な観察条件の品質を改善する。

ランプの好適例では、取付けられ、且つ点灯しているランプにおける外管で、内部に金属ハロゲン化物の非気体部分が位置付けられる放電容器の箇所に隣接する外管の領域に前記補正フィルタを塗布する。部分的な補正フィルタを非気体部分及びアークと整列させることにより、ランプによって発生されるビームの色再生を不必要な程度にまで変更することなく正確な補正が得られる。この場合に、部分的な補正フィルタは、少なくともビーム中の黄色がかった彩色を補正する範囲をカバーしなければならない。従って、フィルタの最少サイズは縮合物及びアークの位置と大きさに依存する。ランプを反射器のような光学結像系に用いる際には、アークの像を形成することによって発生されるビーム中の着色領域が補正されるように、部分補正フィルタを最適化することができる。補正フィルタはこの場合には特別な光学系に対して調整される。

補正フィルタを形成する被膜は、既知の技法である浸漬法よって有利に、しかも簡単に塗布され、またそのような被膜は容易に処理することができ、ランプの外管用に用いることができる。

本発明のこれら及び他の要点は、以後説明する実施例を参照して明らかとなり、解明されるであろう。

〔発明を実施するための最良な形態〕
図１に側面図にて示した放電ランプ１は、所謂ＭＰＸＬランプ（マイクロパワーキセノンランプ）と通常称されている自動車のヘッドライト用の高圧放電ランプである。ランプ１は、自動車のヘッドライトにこのランプ１を取付けるのに用いられるキャップ２を有している。この目的のために、キャップ２には、ランプ１をつかみ、且つヘッドライト内で整列位置を占め得るようにランプ１を着座させることができるソケット及び整列マーク（図示せず）を設けている。明瞭化のために、キャップ２に配置する外部給電用の接点も図示してない。

キャップ２内には、第１ネック状端部４と、放電容器５と、第２ネック状端部６とを備えている石英製のバーナー３が取付けられる。このバーナー３はその第１ネック状端部にてキャップ２内に固定される。放電容器を密閉して封じ込めるネック状端部４，６内にはそれぞれの電極７，８が閉じ込められる。電極７，８は、放電容器５内に突出するタングステンワイヤからなる内側部分８１と、密封封止箇所におけるモリブデン箔の中央部分８２と、接点形成用のタングステンワイヤからなる外側部分８３とを備えている。キャップ２とは反対側の端部における電極８の外側部分８３は帰線９によってキャップ２内の接点に接続される。帰線９はセラミックパイプで絶縁することができるが、これは図１には示してない。放電アーク１０は、ランプ１が点灯している際に、放電容器５内にて電極７，８の２つの内側部分間に発生する。

キャップ２に強固に接続したスリーブ１２によって外管１１はキャップ２に取付けられる。外管１１をスリーブ１２内に取付ける方法は既知であるため、図面の明瞭化のために詳しくは示してない。外管１１は石英で構成され、これには空気が充填される。外管１１の底部領域には青の補正フィルタ１３を被着する。このフィルタ１３は、円筒状の外管１１の上にキャップ２から外管１１の端部まで長手方向に延在させる。補正フィルタ１３は、外管１１の円筒状表面の外周上に、外管をほぼ両側に等しく分けたほぼ１７０°の角度範囲にわたって延在させる。

ランプ１が点灯する時に、放電容器５内の充填物が電極７，８による励起のために気体状態にある場合には、放電容器５によって形成される放電チャンバー１４内に放電プラズマが形成される。充填物中の塩類の必ずしもすべての量が気体状態になるとは限らないため、黄色がかった縮合物１５が出現し、これが放電チャンバー１４の底部に堆積する。放電アーク１０によって発生される光は縮合物１５によって変色され、この結果、ビームに黄色がかった彩色領域が存在することになる。縮合物１５によって生じる彩色は、ランプ１を取付けるヘッドライトに属する反射器か、投影システムによって放電アークの像を形成する前に補正フィルタ１３によって補正されるようにする。従って、本発明によるランプ１を用いることにより、ヘッドライトによって発生されるものは道路上にて最早黄色がかった彩色箇所のないビームとなる。

図示の実施例では、円筒状外管１１の円筒表面におけるほぼ１７０°の角度範囲をカバーする底部領域に補正フィルタ１３を被着した。本発明のコンセプトの範疇で容易に想到し得る他の実施例では、補正フィルタ１３が１７０°よりももっと大きいか、又は小さな角度範囲をカバーするか、或いは長さをもっと短くすることができる。このようにして、ヘッドライトが適えるべき特別な諸要求を満たすことができる。しかしながら、補正フィルタの大きさは、結像ビームにおける黄色がかった彩色を完全に補正するのに少なくとも十分な大きさとしなければならない。従って、補正フィルタ１３の形状はヘッドライトにおける所定の結像系に適えるか、又はヘッドライト製造業者の要求に適えるべく調整するのがよい。

自動車のヘッドライトに使用するキャップ付き放電ランプの側面図である。

Claims (8)

1. 放電容器、２つの電極、キャップ、外管及び放電容器内の金属ハロゲン化物からなる充填物を有している放電ランプにおいて、前記外管に前記金属ハロゲン化物の色に対して相補的な色の光学補正フィルタを部分的に塗布したことを特徴とする放電ランプ。
2. ランプを取付け、且つ点灯している際に、前記外管の底部領域となる外管の領域に前記補正フィルタを塗布したことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記補正フィルタが干渉フィルタを構成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
4. 前記補正フィルタが吸収フィルタを構成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
5. 色シフト目的用に追加の光学フィルタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
6. 取付けられ、且つ点灯しているランプにおける外管で、内部に金属ハロゲン化物の非気体部分が位置付けられる放電容器の箇所に隣接する外管の領域に前記補正フィルタを塗布したことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
7. 前記補正フィルタを形成する被膜を浸漬法によって塗布したことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
8. 請求項１に記載の放電ランプを有する、特に自動車のヘッドライト用の照明装置。
   
   

Images