JP2010541142A - 部分的なコーティング部を備えた高圧放電ランプならびに該高圧放電ランプを備えた車両ヘッドライト - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの放電容器（２）と、放電容器（２）の放電空間（４）内に延在する２つの電極（１８，２０）とを有し、これら２つの電極（１８，２０）間には高圧放電ランプ（１）の駆動時に光を発する放電アーク（５０）が生じる、殊に車両ヘッドライト用の高圧放電ランプ（１）に関する。高圧放電ランプ（１）においては、ランプの周囲面（４０）上に電極（１８，２０）の少なくとも一方の放電空間側の端部セクション（４２）の領域において、発せられる光の輝度および色温度を変化させる部分的なコーティング部（４４）が被着されている。さらに本発明は、少なくとも１つのこの種の高圧放電ランプを備えた車両ヘッドライトに関する。

Description

本発明は、少なくとも１つの放電容器と、この放電容器の放電空間内に延在する２つの電極とを有し、これら２つの電極間には高圧放電ランプの駆動時に光を発するアークが生じる、殊に車両ヘッドライト用の高圧放電ランプに関する。さらに本発明は、少なくとも１つのこの種の高圧放電ランプが設けられている車両ヘッドライトにも関する。

この種の高圧放電ランプは例えばインターネットドメインwww.osram.deにおいて製品名「XENARC^(R)」に示されている。これらの従来の放電ランプは、イオン化可能な充填物で充填されており、また２つの電極が延在している放電空間を境界付ける放電容器を有する。２つの電極はエネルギ供給のために放電容器から突出した給電部と接続されており、またランプの駆動時に光を発する放電アークを生じさせるガス放電を形成する。

点火特性を改善するために、例えばDE 10 2004 043 636 A1からは、導電性で光透過性の層が少なくとも部分的なコーティング部として放電容器の表面に被着されている高圧放電ランプが公知である。このコーティング部は電極と共に、また場合によっては給電部と共にコンデンサを形成し、その間に位置する放電容器のガラスおよび放電容器内の充填ガスがこのコンデンサの誘電体を形成する。これによって、殊に点火パルスの高周波成分を用いて、放電容器内では電極とコーティング部との間の誘電的に妨害された放電が生じる。この誘電的に妨害された放電は、放電空間内に多数の自由キャリアを生成し、高圧放電ランプの２つの電極間の電気的な降伏を実現する、もしくはそのために必要な点火電圧を著しく低減する。

この種の高圧放電ランプにおける欠点は、放電アークの色温度および輝度が放電アークの長さにわたり不均一に生じていることにより、殊にこの種の高圧放電ランプが自動車ヘッドライトにおいて使用される場合にはランプから発せられる光が他の道路使用者を幻惑させる虞があることである。殊に、過度に高い色温度を有する、この種のランプの放電空間内のいわゆるホットスポットが対向車両の幻惑を生じさせる可能性がある。

発明の開示
本発明が基礎となる課題は、従来の解決手段に比べて改善された輝度効果が実現されている、少なくとも１つのこの種の高圧放電ランプを備えた高圧放電ランプおよび車両ヘッドライトを提供することである。

この課題は、少なくとも１つの放電容器と、放電容器の放電空間内に延在する２つの電極とを有し、２つの電極間には高圧放電ランプの駆動時に光を発する放電アークが生じ、ランプの周囲面上に電極の少なくとも一方の放電空間側の端部セクションの領域において、発せられる光の輝度および色温度を変化させる部分的なコーティング部が被着されている、高圧放電ランプによって解決される。さらにこの課題は、少なくとも１つのこの種の高圧放電ランプを備えた車両ヘッドライトによって解決される。本発明の殊に有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

少なくとも１つの電極の放電空間側の端部セクションの領域における高圧放電ランプの本発明によるコーティング部に基づき、ランプの色および輝度がより均一になり、他の道路使用者、例えば対向車両のドライバがもはや眩惑されない、または少なくとも余り眩惑されないことが達成される。何故ならば、輝度ならびに色温度がこの種の部分コーティング部によって変更されるからである。さらに、この種の部分コーティング部によって実際の発光体の幾何学を非常に正確に調整することができる。これによって、例えばヘッドライトのリフレクタ幾何学をさらに良好に高圧放電ランプに適合させることができるので、改善された輝度効果が達成される。本発明の殊に有利な実施例によれば、部分的なコーティング部が発せられる光の輝度および色温度を低減させるコーティングとして構成されている。

本発明の有利な実施形態において、ランプの放電容器は安全性の理由から、少なくとも部分的に外管によって包囲されている。コーティング部を外管の外周面および／または放電容器の外周面上に被着させることができる。外管の外周面上に被着されているコーティング部は、放電容器上に被着されているコーティング部に比べて熱的な負荷が低減されている。放電容器の外周面上にコーティング部を被着することは、このコーティング部が機械的な損傷から保護されており、また外管と放電容器との間の空間に存在するガス充填物、殊に不活性ガスによるコーティング部の不所望な反応を回避できるという利点を有する。しかしながら本発明は、外管を備えたタイプのランプに限定されるものではなく、むしろ外管を備えておらず、放電容器上に被着されているコーティング部を備えた高圧放電ランプを構成することもできる。

有利には、２つの電極の放電空間側の端部セクションの領域内において、外管および／または放電容器の周囲面上にはそれぞれ１つのコーティング部が被着されている。高圧放電ランプの本発明による実施形態においては、コーティング部が少なくとも、外管および／または放電容器の外周セクションに被着されている。

コーティング部がリング状に外管および／または放電容器の周囲に延在する場合には殊に有利であることが分かった。コーティング部は、非常に明るく高い色温度を有する白色のホットスポットのリング状の遮蔽部を形成するので、ランプの色温度および輝度はより均一になる。

本発明による高圧放電ランプの実施形態においては、コーティング部が間隔を置いて電極の端部セクションを包囲するように、コーティング部が外管または放電容器上に被着されている。コーティング部がそれぞれ電極の放電空間側の端部セクションの手前において約０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ、有利には０．５ｍｍの間隔を置いた位置から出発して被着されており、放電容器の端部セクションの方向に向かって延在している。有利には、各コーティング部は少なくとも放電空間から高圧放電ランプの放電容器内の電極のヒューズシールにまで延在している。

本発明の択一的な実施例においては、コーティング部が電極の一方の端部から出発して外管または放電容器上にそれぞれ被着されており、また放電容器の端部セクションの方向に延在している。このヴァリエーションにおいては、電極の端部の領域において放射されるビームの少なくとも一部がコーティング部によって捕捉されないので、非常に高い輝度が達成される。

コーティング部の位置および幾何学を制御するために、コーティング部は例えばマスク技術またはスクリーン技術により被着される。

本発明によるコーティング部は有利には少なくとも１つの吸収フィルタ、干渉フィルタおよび／またはこの種のフィルタの組合せを有する。コーティング部の構成に応じて、放電アークから発せられる光の吸収または部分的な吸収が達成される。干渉フィルタ装置によって、眩惑を惹起する不所望な波長領域の光を放電ランプの放射スペクトルからフィルタリングすることができる。

本発明による実施形態においては、コーティング部が真空コーティング法によって外管および／または放電容器上に被着されている。真空コーティング法においては、規定の層厚および高い付着性を有するコーティング部が達成される。ここで有利には、真空コーティングプロセスは連続的に実施され、すなわち真空チャンバの中間換気を行うことなく実施され、これによってコーティング部の汚染は生じないので、高圧放電ランプのコーティング部の品質はさらに改善されている。輝度効果の所望の改善を達成するために、コーティング部の光学的な特性を使用される材料、層幾何学および層厚によって簡単に調整することができる。コーティング部を１つまたは複数の材料から構成することができる。

本発明の殊に有利な実施例においては、コーティング部がＰＶＤスパッタリング技術またはＣＶＤ技術により被着されている。例えば反応性ＰＶＤスパッタリングプロセスが使用される。

殊に、車両ヘッドライトに使用される高圧放電ランプにおいては、外管ないし放電容器の外周面のコーティングされていないセクションが有利には、ＥＣＥ規格に従い必要とされる照明強度を達成するためには十分に高い輝度を有する。

以下では、本発明を有利な実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明による高圧放電ランプの概略図である。 放電アークを有する放電空間の領域における図１の高圧放電ランプの概略図である。

本発明を以下では、例えば車両ヘッドライトにおいて使用されるような高圧放電ランプに基づいて説明する。しかしながら本発明による高圧放電ランプは、この形式のランプに限定されるものではない。

図１は、石英ガラスから成る放電容器２（バーナ）を備えた高圧放電ランプ１の概略図を示す。放電容器２は放電空間４の境界をなし、また直径上に配置されシールされている端部セクション６，８を有し、これらの端部セクション６，８内には気密に電流を流すためのモリブデンフィルム１０がそれぞれ１つずつ埋め込まれている。モリブデンフィルム１０は第１の狭隘側１２においてドープされたモリブデンから成る外部給電部１４，１６と接続されている。放電容器２の放電空間４内には直径上に配置されている２つの電極１８，２０が突出しており、これら２つの電極１８，２０はドープされたタングステンから成り、またモリブデンフィルム１０の第２の狭隘側２２とそれぞれ接続されている。これら２つの電極間にはランプの駆動中に光を発するガス放電が生じる。放電容器２の放電空間４内にはイオン化可能な充填物が封入されており、この充填物は高純度のキセノンガスおよび複数の金属ハロゲン化物から成る。放電容器２は外管２４によって包囲されており、この外管２４は紫外線放射を吸収するドーパントを有する石英ガラスから成る。さらに高圧放電ランプ１は、放電容器２および外管２４を支持するランプソケット２６を有する。ランプソケット２６は、図示されていないランプホルダ内に収容するための絶縁性プラスチックから成る部分的に円筒状のソケットケーシング２８を有する。このソケットケーシング２８はランプ側において、このソケットケーシング２８に外管２４を固定するための固定リング３２を備えた固定セクション３０を有する。放電容器２においてソケット側とは反対側に位置する外部給電部１４は、絶縁スリーブ３４によって包囲されている電流帰還部３６を介して、ランプソケット２６の電気的な接続リング３８と接続されており、他方ではソケット側の外部給電部１６は高圧放電ランプ１の図示されていない内部接触ピンと接続されている。

外管２４の外周面４０には、各電極１８，２０の放電空間側の端部セクション４２の領域において、発せられる光の輝度および色温度を変化させる、殊に低下させる部分的なコーティング部４４が被着されている。コーティング部４４はそれぞれ、これらのコーティング部４４が間隔を置いて電極１８，２０の端部セクション４２を包囲し、且つ放電容器２内の電極６，８のヒューズシール４８にまで延びるように、ほぼリング状に外管２４上に被着されている。高圧放電ランプ１の本発明によるコーティング部４４に基づき、ランプの色および輝度をより均一にすることができ、また他の道路使用者、例えば対向車両のドライバがもはや眩惑されない、または少なくとも余り眩惑されないことが達成される。何故ならば、輝度ならびに色温度がこの種の部分コーティング部４４によって低減されるからである。さらに、この種の部分コーティング部４４によって実際の発光体の幾何学を非常に正確に調整することができる。これによって、例えばヘッドライトのリフレクタ幾何学をさらに良好に高圧放電ランプ１に適合させることができるので、改善された輝度効果が達成される。外管２４の外周面４０上にコーティング部４４が被着されることにより、放電容器２上にコーティング部が被着される場合に比べて熱的な負荷は低減される。外管２４の外周面４０のコーティングされていないセクション４６は、ＥＣＥによって道路照明のために要求される照明強度を達成するためには十分に高い輝度を有する。

本発明の図示されていない実施例においては、コーティング部４４が放電容器２上に被着されている。放電容器２の外周面上にコーティング部４４を被着することは、このコーティング部４４が機械的な損傷から保護されており、また外管と放電容器との間の空間に存在するガス充填物、殊に不活性ガスによるコーティング部の不所望な反応を回避できるという利点を有する。さらにはコーティング部４４を電極１８，２０の一方の端部から出発して外管２４または放電容器２上にそれぞれ被着させ、放電容器２の端部セクション６，８の方向に延在させることができる。

コーティング部４４は少なくとも１つの吸収フィルタ、干渉フィルタおよび／またはこの種のフィルタの組み合わせを有し、図示されている実施例においては真空コーティング法によって外管２４上に被着されている。コーティング部４４の位置および幾何学を制御するために、コーティング部４４は例えばマスク技術またはスクリーン技術により被着される。真空コーティング法においては、規定の層厚および高い付着性を有するコーティング部が達成される。ここで有利には、真空コーティングプロセスは連続的に実施され、すなわち真空チャンバの中間換気を行うことなく実施され、これによってコーティング部の汚染は生じないので、高圧放電ランプ１のコーティング部の品質はさらに改善されている。輝度効果の所望の改善を達成するために、コーティング部４４の光学的な特性を使用される材料、層幾何学および層厚によって簡単に調整することができる。コーティング部を種々の材料から構成することができる。例えば、コーティング部をＰＶＤスパッタリング技術またはＣＶＤ技術により被着させることができる。

概略的に示されている放電アーク５０を有する放電空間４の領域における図１の高圧放電ランプ１の拡大図を示す図２によれば、この図示されている実施例におけるコーティング部４４はそれぞれ、電極１８，２０の放電空間側の端部セクション４２の手前において約０．２〜１．２ｍｍ、有利には０．５ｍｍの間隔Ｘを置いた位置から出発して、放電容器２の端部セクション６，８の方向に向かって延在している（図１を参照されたい）。コーティング部４４は電極１８，２０の縁部領域において生じる、非常に明るく高い色温度を有する白色のホットスポット５２のリング状の遮蔽部を形成するので、ランプの色温度および輝度はより均一になる。図示されている本発明の実施例において光アーク長Ｌは約５ｍｍである。幅Ｔを有する放電アーク５０の中心領域５４は最大輝度の少なくとも約５０％の輝度を有する。幅Ｔを有する放電アーク５０のセクション５６は最大輝度の少なくとも約２０％の輝度を示し、輝度の中心５８は基準軸６０から間隔Ｒを置いている。

本発明による高圧放電ランプ１は外管２４を備えたランプに限定されるものではなく、むしろ外管２４を備えておらず、放電容器２上に被着されているコーティング部４４を備えた高圧放電ランプを実施することもできる。さらに、コーティング部４４の幾何学も前述の実施例に限定されるものではない。殊に、コーティング部４４を外管２４または放電容器２の１つまたは複数の周囲セクションにのみ被着させることができる。

少なくとも１つの放電容器２と、放電容器２の放電空間４内に延在する２つの電極１８，２０とを有し、これら２つの電極１８，２０間には高圧放電ランプ１の駆動時に光を発する放電アーク５０が生じる、殊に車両ヘッドライト用の高圧放電ランプ１が開示されており、この高圧放電ランプ１では、ランプの周囲面４０上に電極１８，２０の少なくとも一方の放電空間側の端部セクション４２の領域において、発せられる光の輝度および色温度を変化させる部分的なコーティング部４４が被着されている。さらに、少なくとも１つのこの種の高圧放電ランプを備えた車両ヘッドライトが開示されている。

１ 高圧放電ランプ、 ２ 放電容器、 ４ 放電空間、 ６，８，４２ 端部セクション、 １０ モリブデンフィルム、 １２，２２ 狭隘側、 １４，１６ 給電部、 １８，２０ 電極、 ２４ 外管、 ２６ ランプソケット、 ２８ ソケットケーシング、 ３０ 固定セクション、 ３２ 固定リング、 ３４ 絶縁スリーブ、 ３６ 電流帰還部、 ３８ 接続リング、 ４０ 外周面、 ４４ コーティング部、 ４６，５６ セクション、 ５０ 放電アーク、 ５２ ホットスポット、 ５４ 領域、 ５８ 中心、 ６０ 基準軸

Claims (19)

1. 少なくとも１つの放電容器（２）と、該放電容器（２）の放電空間（４）内に延在する２つの電極（１８，２０）とを有し、該２つの電極（１８，２０）間には高圧放電ランプ（１）の駆動時に光を発する放電アーク（５０）が生じる、殊に車両ヘッドライト用の高圧放電ランプ（１）において、
   高圧放電ランプの周囲面（４０）上に前記２つの電極（１８，２０）の少なくとも一方の放電空間側の端部セクション（４２）の領域において、発せられる前記光の輝度および色温度を変化させる部分的なコーティング部（４４）が被着されていることを特徴とする、高圧放電ランプ。
2. 前記コーティング部（４４）は発せられる前記光の輝度および色温度を低減させる、請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 前記放電容器（２）は少なくとも部分的に外管（２４）によって包囲されている、請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
4. 前記コーティング部（４４）は前記周囲面上、殊に外管（２４）の外周面上に被着されている、請求項３記載の高圧放電ランプ。
5. 前記コーティング部（４４）は前記放電容器（２）の外周面上に被着されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
6. 前記２つの電極（１８，２０）の前記放電空間側の端部セクション（４２）の領域にはそれぞれ１つのコーティング部（４４）が被着されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
7. 少なくとも１つの前記コーティング部（４４）は少なくとも前記外管（２４）または前記放電容器（２）の周囲面に延在している、請求項１から６までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
8. 少なくとも１つの前記コーティング部（４４）はほぼリング状に前記外管（２４）または前記放電容器（２）の周囲に延在している、請求項１から７までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
9. 少なくとも１つの前記コーティング部（４４）は間隔を置いて前記電極（１８，２０）の端部セクション（４２）を包囲する、請求項１から８までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
10. 前記コーティング部（４４）は、前記電極（１８，２０）の前記放電空間側の端部セクション（４２）の手前側から出発して被着されており、前記放電容器（２）の端部セクション（６，８）の方向に延在している、請求項１から９までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
11. 前記コーティング部（４４）は、前記電極（１８，２０）の前記放電空間側の端部セクション（４２）の手前において約０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ、有利には０．５ｍｍの間隔を置いた位置から出発して被着されており、前記放電容器（２）の端部セクション（６，８）の方向に延在している、請求項１０記載の高圧放電ランプ。
12. 前記コーティング部（４４）は前記電極（１８，２０）の一方の端部から出発して前記放電容器（２）にそれぞれ被着されており、前記放電容器（２）の端部セクション（６，８）の方向に延在している、請求項１から９までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
13. 前記コーティング部（４４）は前記放電空間（４）から少なくとも前記電極（１８，２０）のヒューズシール（４８）まで延在している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
14. 前記コーティング部（４４）は少なくとも１つの吸収フィルタ、干渉フィルタおよび／またはこの種のフィルタの組合せを有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
15. 前記コーティング部（４４）は真空コーティング法によって被着されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
16. 前記コーティング部（４４）はＰＶＤスパッタリング技術またはＣＶＤ技術によって被着されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
17. 前記コーティング部（４４）はマスク技術またはスクリーン技術によって被着されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
18. 前記外管（２４）または前記放電容器（２）の周囲面のコーティングされていないセクション（４６）は、ＥＣＥ規格に従い必要とされる照明強度を実現する輝度を有する、請求項１から１７までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
19. 請求項１から１８までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ（１）を少なくとも１つ備えていることを特徴とする車両ヘッドライト。

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