KR100555602B1 - 유전적으로 방해된 방전을 위한 조도 조정 가능한 방전 램프, 그러한 램프를 동작시키기 위한 방법, 그러한 램프를 구비하는 라이팅 시스템, 그러한 램프를 이용하는 정보 표시 장치, 및 그러한 라이팅 시스템을 구비하는 정보 디스플레이 장치 - Google Patents

유전적으로 방해된 방전을 위한 조도 조정 가능한 방전 램프, 그러한 램프를 동작시키기 위한 방법, 그러한 램프를 구비하는 라이팅 시스템, 그러한 램프를 이용하는 정보 표시 장치, 및 그러한 라이팅 시스템을 구비하는 정보 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라 유전적으로 방해된 방전을 위한 방전 램프 내에서 방전 거리는 3mm미만까지 짧아지며, 이에 의해 시작되는 펄스 유효 전력의 데드 타임은 대략적으로 50ms보다 큰 시간까지 증가되어, 방전 램프의 조도 조정특성이 향상된다.

Description

유전적으로 방해된 방전을 위한 조도 조정 가능한 방전 램프, 그러한 램프를 동작시키기 위한 방법, 그러한 램프를 구비하는 라이팅 시스템, 그러한 램프를 이용하는 정보 표시 장치, 및 그러한 라이팅 시스템을 구비하는 정보 디스플레이 장치 {DIMMABLE DISCHARGE LAMP FOR DIELECTRICALLY IMPEDED DISCHARGES, METHODS FOR OPERATING THIS LAMP, A LIGHTING SYSTEM HAVING THIS LAMP, AN INFORMATION-INDICATING DEVICE USING THIS LAMP, AN INFORMATION DISPLAY DEVICE HAVING THIS LIGHTING SYSTEM}
본 발명은 유전적으로 방해된 방전(dielectrically impeded discharge)을 위해 설계된 방전 램프에 관한 것이다. 이러한 목적을 위해 방전 램프는 방전 매질로 채워진 방전관 및 적어도 하나의 애노드(anode) 및 적어도 하나의 캐소드(cathode)를 가지는 전극 장치를 포함한다. 방전 램프가 유전적으로 방해된 방전을 위해 설계되기 때문에 유전체층이 적어도 캐소드와 방전 매질 사이에 위치된다. 이에 의해, 애노드 및 캐소드는 그들 사이에 유전적으로 방해된 방전이 이루어질 수 있는 방전간격을 형성한다.
애노드 및 캐소드라는 용어는 방전램프가 단지 단극성(unipolar) 작동에만 적합할 것이라고 이해되어서는 안된다. 그것은 또한 양극성(bipolar) 전원을 위해 설계될 수 있으며, 이러한 경우에 적어도 전기적으로는 애노드와 캐소드 사이에 어떠한 차도 존재하지 않는다. 결론적으로 본 명세서에서는, 상기 두 개의 전극 그룹 중 하나로 언급된 것은 두 개의 전극 그룹을 위한 양극성 전원의 경우에도 적용된다.
본 명세서에서 고려된 방전 램프는 많은 유망한 응용 분야를 가진다. 중요한 예는 평면 영상 시스템, 특히 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이팅(backlighting)이다.
추가적인 예는 신호용 장치 및 신호 램프 자체의 백라이팅 또는 라이팅이다. 상기 두 개의 최종 예와 관련하여, 여기서 인용된 유럽특허 제 0 926 705 A1호의 명세서 내용이 참조된다. 또한 평판 디스플레이 스크린의 백라이팅과 관련하여 국제특허 제 O98/43277호가 참조되고, 그의 명세서 내용도 역시 인용된다.
유전적으로 방해된 방전을 위한 방전 램프는 매우 다양한 크기 및 형상으로 설계될 수 있으며, 제조동안 수은 함유물로 충전한 고전적인 방전 램프의 전형적인 단점을 회피하여 상대적으로 높은 효율을 이룰 수 있기 때문에, 상기 유전적으로 방해된 방전 램프는 많은 다양한 기술 분야에서 사용할 유망한 후보가 된다.
빛의 수율(light yield), 광속(luminous flux), 휘도(luminance), 휘도의 등질성 등과 같은 파라미터를 최대화하는 목적을 위해 많은 기술적 시도가 수행되었다.
종래 기술과 관련하여 1996년 6월 28일자 일본의 1996년 No. 6의 특허 초록 및 관련된 일본 특허 제 08031387 A호가 특히 참조문으로 인용된다. 이 종래 기술은 유전적으로 방해된 방전을 위해 설계된 방전램프를 설명하고 있는데, 작은 방전간격을 가진 영역이 기동전압(starting voltage)을 감소시키기 위해 제공된다. 하나의 전형적인 실시예에 있어서, 이러한 작은 방전간격은 2mm이다. 그러나 작동 동안에, 방전은 더 큰 방전간격의 영역에서 전체 방전 램프를 빛나게 한다.
본 발명의 목적은 사용 가능성이 더 확장되도록 유전적으로 방해된 방전을 이용한 방전 램프를 향상시키는 기술적인 문제에 기초된 것이고, 방전 램프의 작동 방법을 설명하기 위한 것이다.
상기 문제는 청구항 1항의 방전 램프와 청구항 10항의 방법에 의해 본 발명에 따라 해결된다.
청구항 19항의 라이팅 시스템과 청구항 20항 및 청구항 21항의 디스플레이 장치도 역시 해결수단이 된다.
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우선, 본 발명은 처음에 요구되는 품질에 덧붙여 또는 대신하여 중요한 응용범위가 있다는 발견으로부터 출발하는데, 그것은 매우 낮은 광속을 가진 방전램프를 작동시키는 것이 가능하도록 하는 것이다. 이러한 목적을 위해 본 발명의 경우, 램프가 매우 낮은 공급 전력의 주입을 허용하도록 램프의 특성을 향상시키는 것이 필요했다. 이것은 전극들 사이의 방전간격이 특별히 작게 선택된다는 점에 의해 본 발명에 따라 가능하다. 본 발명에 따라, 애노드와 캐소드 사이의 이러한 방전간격은 3mm 또는 그 미만, 바람직하게 2mm, 1.5mm, 1mm, 0.8mm 또는 그 이하이며, 특히 0.6mm 이하가 바람직하다.
이런 작은 방전간격을 가지는 전극 쌍이 방전 램프 내에서 배타적으로 발생할 필요는 없다는 것이 여기에서는 중요하다. 필요하다면, 단지 본 발명에 따른 작은 방전간격만을 가지고서 램프를 작동시키는 것이 가능하기 때문에, 원한다면 동일한 방전 램프 내에 더 큰 방전간격을 사용하는 것도 전적으로 가능하다.
짧은 방전간격의 실질적인 장점은 국부적으로 바람직하지 않은 높은 전류 밀도를 생성하지 않고, 펄스 전원(pulsed power supply)의 개별적인 유효-전력(active-power) 펄스들 사이에서 매우 긴 데드 타임(dead time)을 허용한다는 것이다.
우선, 펄스 유효 전력 주입으로서 작동하는 방법과 관련하여 국제 특허 제 94/23442호 및 독일 특허 제 43 11 197.1호가 참조되었고, 그 명세서 내용이 여기에 인용되어 있다.
이러한 작동 방법에 있어서, 방전이 방전 램프에서 빛을 내지 않는 동안인 데드 타임은 방전 램프에 유효 전력이 인가되는 각각의 펄스 사이에서 발생한다. 유효 전력의 펄스가 주입되는 동안, 방전은 반드시 연속적으로 빛을 낼 것을 요구하지는 않는데, 이는 유효 전력의 주입이 종료된 후에 방전이 바로 종료될 필요는 거의 없기 때문이다. 여하튼, 방전이 없는 특정 데드 타임은 램프의 작동 동안에 방전 점화 사이에서 발생한다.
방전 사이의 데드 타임이 상당히 길어진다면, 이것은 램프로 주입되는 평균 전력을 감소시키며, 그에 따라 또한 적어도 펄스당 주입되는 에너지의 량이 보상을 위해 증가되지 않는 한 평균 방출된 광 전력(optical power)도 감소시킨다. 오히려 본 발명에서는 유효 전력 펄스당 주입되는 에너지는-아래에서 다루어질 전력 조정의 경우를 포함하여-실질적으로 일정하게 유지되고 일부러 바꾸지 않는 것이 바람직하다. 물론 이러한 경우, 데드 타임이 길어지기 때문에 전기적 파라미터 및 방전 파라미터의 변화에 기인하여 다소 변화가 있을 수 있지만, 이것이 본 발명을 쓸모없게 만들지는 않는다.
현 단계의 기술에서, 특별히 긴 데드 타임이 본 발명에 따른 작은 방전간격의 경우에 가능하다는 것은 전적으로 실험적인 결과로서 간주되어야 한다. 오히려, 개별적인 유효 전력 펄스들 사이의 과도하게 긴 데드 타임으로 인하여 더 이상 어떤 물리적인 커플링(coupling)이 사실상 존재하지 않기 때문에 유전체를 파괴하는 아크가 생긴다고 예상된다. "정상 길이의" 데드 타임의 경우, 개별적인 방전구조는 방전펄스의 소멸이후에 제거되는 방전 매질의 이온화를 형성한다. 그후, 다음 방전 펄스는 방전 매질의 어느 정도 조기이온화된(preionized) 영역에서 점화되며, 또한 펄스 모드(pulsed mode)를 작동하여 전체 방전 영상의 시간적 및 공간적 규일성을 유발한다.
데드 타임이 너무 길어지면, 종래의 방전간격의 경우, 이러한 커플링이 개별적인 방전 펄스들 사이에서 더 이상 발생하지 않으며, 따라서 말하자면 각각의 방전 펄스는 아크 형태의 방전을 처음으로 보이는 새로운 점화와 유사하다. 각 펄스와 함께 반복되는 아크는 램프의 영구적인 작동 및 효율적인 빛의 균등한 생성을 완전히 불가능하게 하는데; 이는 방전 램프가 전체적으로 손상되어 빨리 파괴되기 때문이다.
게다가, 어떠한 실질적인 음향 문제도 본 발명에 따라 발생하지 않는다는 것은 놀랄만한 것이었다. "종래의" 방전간격의 경우, 매우 낮은 주파수에서, 즉 가청 범위내의 주파수에서, 성가신 파이핑(piping) 잡음이 발견되는데, 이러한 잡음은 본 명세서에서는 다루지 않는 다양한 메카니즘을 통해 방전관에서 방전 펄스 주파수의 커플링에 의해 생긴다. 그러나 본 발명의 경우, 한편으로는 감소된 커플링을 가진 작은 방전간격에 기인하여 그리고 다른 한편으로 상당히 감소된 전력의 경우에 기인하여 이같은 문제점이 실질적으로 더 이상 발생하지 않는다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 램프 전력을 설정하도록 유효 전력 펄스 사이의 데드 타임이 설정될 수 있는 작동방법에 관련되며, 이것이 램프가 작동하는 동안의 조정 능력인 조도 조정(dimming)방법에 해당한다.
그러나 무엇보다도, 본 발명은 특별히 길고, 이미 설명된 값보다 더 긴 데드 타임을 사용하는, 위에서 설명한 바와 같은, 작동 방법을 다룬다. 또한 본 발명은 낮은 전력만에서 또는 긴 데드 타임만에서 방전램프를 작동하는 것을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 작은 방전간격 이외에 하나 이상의 추가의 방전간격이 본 발명에 따라 방전간격에 제공된다. 각각 별개의 방전간격을 가진 이러한 전극 그룹들을 작동할 수 있도록, 아래에서 설명될, 보조점화기능과 조합하여 또는 독립적으로 추가적 방전간격이 제공된다. 이어 작동 동안에, 상이한 전극 그룹을 사용하여 또는 상이한 전극 그룹의 조합을 사용한 다양한 전력 단계를 작동시키고, 이에 따라 각각의 경우에 적합한 작동 파라미터를 선택하는 것이 가능하다.
독일 특허 제 198 17 479 A1호의 설명서 내용은 전극 배열을 개별적으로 작동가능한 그룹으로 나누는 것과 관련하여 참조된다.
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특히, 큰 방전간격을 가진 전극 그룹이 방전 램프의 더 높은 전력에 대해 사용될 수 있는데, 이는 큰 방전간격이 주어질수록 일반적으로 보다 나은 효율성이 달성되기 때문이다. 여하튼, 본 발명에 따른 작은 방전간격은 빛의 생성 효율과 관련하여 실질적으로 유용하지는 않다. 그러나, 이것은 일반적으로 부차적인 관심사항인데, 왜냐하면 악화된 효율로부터 발생하는 절대적인 손실이 어떤 경우든 낮게 되는 낮은 전력이 목표이기 때문이다.
특히, 가스 방전 램프의 효율에서의 실질적인 문제점은 본 명세서에서 언급된 효율성의 악화의 경우에 낮은 전력에서 결정적인 역할을 하지 못하는 열 수지(heat budget)인데, 이는 언급된 바와같이, 손실이 절대적인 양에서 낮기 때문이다.
이어서, 실질적으로 낮은 전력이-방전 램프를 새로이 스위칭 온(switching on)한 이후, 또는 작동 동안에 조도 조정을 목적으로- 조정된다면, 본 발명에 따른 작은 방전간격을 가지는 전극 그룹(또는 다수의 전극 그룹들)이 특정 전력 이하에서 이러한 목적을 위해 사용된다. 작은 방전간격을 통한 방전이 일어나면, 램프 전력에서의 실질적인 감소가 가능하다.
전이(transition) 또는 원활한 조도 조정 응답을 가능한 한 연속적으로 보장하기 위하여, 바람직하게는 방전 램프는 다양한 방전간격을 사용하여 가능한 전력 범위가 서로 오버랩(overlap)되도록 설계되어야 한다. 이러한 경우, 하나의 방전간격에서 다른 방전간격으로 "스위칭 오버(switching over)"할 때, 효율성에 있어서 점프(jump), 및 그에 따른 연속적인 전력 특징이 주어진 광속에서의 불연속적인 점프가 반드시 일어난다. 그러나, 방전간격들 사이에서 스위칭 오버할 때, 효율성에서의 점프를 보상하기 위하여 적합한 전력 점프를 사용하여 밸라스트(ballast)의 조도 조정 응답을 조정함으로써 이러한 작은 불연속성을 제거하는 것도 역시 가능하다.
마지막으로, 방전 램프의 전-부하(full-load) 작동 동안에, 존재하는 모든 방전간격을 통해 방전을 점화시키는 것이 가능하며, 이에 따라 작은 방전간격을 통한 방전을 통해 추가적 전력 이득을 얻는 것도 가능하다. 이것은 특정한 보조 점화기능이 상이한 방전 경로들 사이에 제공되도록 배열이 선택되어진다면 효율에서의 손실과 반드시 결부될 필요는 없다. 이에 따라 상기 경우의 손실은 감소된다.
방전 램프의 전극 배열과 관련하여, 본 발명의 특별한 특징은 하나의 애노드와 하나의 캐소드(추가의 애노드와 캐소드가 제공되는 것이 가능하다) 이외에 유전적으로 방해된 방전을 목적으로 애노드와 캐소드에, 특히 본 발명에 따른 작은 방전간격에서의 캐소드와 큰 방전간격의 애노드에, 할당된 추가적 전극이 제공되는 점에 있다. 추가의 전극은 작은 방전간격과 관련하여 애노드로서 역할을 하고, 큰 방전간격과 관련하여 캐소드로서 역할을 한다. 이는 다음과 같은 특별한 장점, 즉 짧은 방전간격을 통한 방전으로부터 애노드 앞의, 유전적으로 방해된 방전의 특정 작동 모드에 의해 야기된, 전자의 "흐름 억제(damming)가 캐소드로서 역할을 하는 전극으로부터의 흐름이 억제된 전자는 추가적인 방전의 점화를 수월하게 한다는 점에 의해 더 긴 방전간격을 통한 방전을 준비한다는 장점을 가진다.
특히, 작은 방전간격 및 큰 방전간격을 통한 방전이 같이, 즉 거시적인 시간의 의미에서 동시적으로, 작동된다는 점에서 두 개의 방전을 위한 유효 전력 펄스 사이의 고정 위상(fixed phase) 관계가 존재하고, 상기 관계는 큰 방전간격을 통한 방전을 위해 작은 방전간격을 통한 방전의 상술한 점화 지원 기능과 관련하여 적절히 선택된다는 점에서도 특히 바람직하다.
방전간격이 이렇게 짧기 때문에, 특히 낮은 전력의 경우에서 작은 방전간격을 통한 방전이 매우 쉽게 점화된다는 것을 명확히 하는 것이 유익하다. 여기까지, 캐소드의 영역내에서, 다시 말하면 유전체층 및 유전체층 바로 상부에 이미 전자가 이미 축적됨에 의해 큰 방전간격을 통한 방전을 점화하기가 비교적 어렵다는 이해될 것이다(여기에서 고려된 전극은 애노드 또는 그 역으로 작동하기 때문에 본 실시예에서는 유전체층으로 커버링된다).
특히, 큰 방전간격을 통한 방전은 또한 상술한 보조적인 점화 기능에 의해 실질적으로 길어진 데드 타임으로 작동될 수 있다는 것이 언급된다. 우선 상술한 고정 위상 관계와 관련하여, 이것은 사실상 작은 방전간격이 "종래의" 전력 범위내에서 여전히 스위칭 온되며, 보조적인 점화 기능은 또한 큰 간격을 통한 방전이 일반적으로 달성될 수 있는 전력 범위보다 아주 낮게 조도 조정되는 것을 허용하는 것을 의미한다. 매우 낮은 전력의 경우, 작은 방전간격을 사용한 방전의 배타적인 작동에 의해 훨씬 더 낮은 전력을 조정하는 것이 특정 조건에서 가능하다.
동일한 목적을 나타내는 가능한 사항은 이러한 "이중 기능(double-function)의 전극"을 두 개의 전극으로 대체하는 것으로 이루어진다. 이러한 전극들 중 하나는, 다른 하나의 전극이 큰 방전간격에 제공된 애노드에 대응하는 캐소드로서 할당되는 범위까지, 작은 방전간격에 제공된 캐소드에 대응하는 애노드로서 할당된다. 이러한 두 개의 전극이 충분이 근접하였을 때, 이미 설명한 의미의 보조적인 점화 기능이 가능하게 된다.
다른 측면으로, 이미 설명된 본 발명에 따른 방법은, 종래의 방전간격의 경우에서의 조도 조정가능성을 위한 전극 배열의 형태에 의해 보충된다. 이를 목적으로, 전극 배열은 제어 길이내에서 방전의 연소 전압(burn voltage)의 변화가 있도록 소위 제어 길이(control length)를 따라 비규질적으로 구성된다. 명확화를 위하여, 98년 9월 29일 출원된 선행하는, 유전적으로 방해된 방전을 위한 조도 조정가능한 방전 램프(Dimmable discarge lamp for dielectrically impeded discharges)로 명명된, 독일 특허 출원 제19844720.5호가 본 명세서에서 참조된다. 상기 출원서의 상세한 설명 내용은 다시 한번 참조문으로 인용된다.
적어도 일부의 전극에서 사인 곡선은 특히 이에 관하여 바람직하며, 비등질성이 방전간격, 즉 연소 전압(burning voltage)에서의 변화로서 표현된다.
이미 상술한 바와 같이, 전력 조정을 위한 본 발명에 따른 방법 또는 조도 조정 방법은 전력에 영향을 미치기 위한 파라미터로서 펄스 전원의 개별적인 유효전력 펄스들 사이에서의 데드 타임을 사용한다. 본 발명의 구조내에서, 대응하는 전자 밸라스트를 구성하기 위한 두 개의 구체적인 변형이 바람직하다. 이러한 두개의 변형은 청구항 17항 및 청구항 18항에 요약되어 있다. 즉, 하나의 변형으로써, 본 발명의 방전램프는 점화 및 내부 역극성화(counterpolarization)를 초래하기 위해서, 외부 전압펄스를 1차 회로로부터 변압기를 통해 방전램프를 가진 2차회로에 주입하기 위한 순방향 변환기(forward converter)로서 설계된 밸라스트(ballast)에 의해 작동되며, 상기 2차회로의 발진(oscillation)을 허용하고 방전램프에 외부전압을 초래하는 전하를 제거하며 방전램프에서 내부의 역극성화를 통한 역점화를 유도하기 위해서, 상기 2차회로를 절연시킬 목적으로 점화 이후에 변압기를 통한 1차측 전류흐름을 차단하도록 설계되는 스위칭 장치를 가지는데, 상기 스위칭 장치는 방전램프에 주입되는 전력을 변화시킬 목적으로 방전램프에서 역점화 이후에 새로운 점화까지의 데드 타임을 변화시키도록 설계된다. 다른 변형으로써, 상기 방전 램프는 조합된 플라이백(flyback)/순방향 변환기로서 설계된 밸라스트에 의해 작동되며, 외부 전압펄스를 방전램프를 가지는 2차회로에 주입할 목적으로 상기 방전 램프의 점화 및 역극성화를 초래하고 방전램프에 외부전압을 초래하는 전하를 역전압펄스를 이용하여 방전램프로부터 제거하며 방전 램프내의 내부 역극성화를 이용하여 역점화를 초래하기 위하여, 1차회로측에 변압기를 통한 전류흐름을 다시 스위칭 온(switching on)할 목적으로 변압기를 통한 1차측 전류흐름을 차단하도록 설계된 1차 회로 내의 스위칭 장치를 포함하며, 상기 스위칭 장치는 방전 램프에 주입되는 전력을 변화시킬 목적으로 방전램프에서 역점화 이후에 새로운 점화까지의 데드 타임을 변화시키도록 설계된다. 더 자세히는, 인용된 다른 출원서와 마찬가지로 동일 출원인에 의해 출원된, "유전적으로 방해된 방전의 방전 램프를 위한 전자 밸라스트(Electronic ballast for a discharge lamp with dielectrically impeded discharges)"로 명명된 이전의 출원 제 198 39 329.6호 및 제 198 39 336.9호에 차례로 언급되어 있다. 이러한 출원서의 상세한 설명의 내용은 본 명세서에서 참조문으로 인용된다. 순방향 변환기(forward converter) 원리를 사용하거나, 플라이백(flyback)/순방향 변환기 원리를 사용하는 개시된 전자 밸라스트는 TQ로 나타내어진 제 1 회로 스위치를 통해 클록킹(clocking)되며, 상기 스위치는 SE로 나타내어진 제어 장치에 의해 스위칭된다. 이러한 범위까지, 데드 타임은 이러한 제어 장치의 제어 논리 회로에 적절하게 개입하여 밸러스터 및 방전 램프의 전자 파라미터를 적절히 선택함에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 시간 정의에 대한 이러한 제어 장치의 기준 변수에 외부적으로 영향을 미치는 것에 의해 데드 타임의 값은 영향을 받을 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 기술 분야의 당업자에게는 명확하다.
본 발명에 따른 상술한 작동 방법 및 본 발명에 따른 상술한 방전 램프를 결합하여, 본 발명은 그러한 방전 램프, 및 청구항 17 항 및 청구항 18 항에서 청구한 것과 반드시 같을 필요는 없으나 그와 대응하여 설계된 전자 밸라스트를 갖는 라이팅 시스템에 관한 것이다. 즉, 방전 매질을 포함하는 방전관, 3mm 이하의 작은 방전간격(b)을 한정하는 적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32) 및 적어도 하나의 캐소드(3, 4, 9, 10, 15, 19, 22, 24, 26, 30, 31)를 가진 전극 배열, 상기 적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32)과 방전 매질 사이의 유전체 층, 및 전자 밸라스트를 구비한 방전 램프를 포함하는 라이팅 시스템에 관한 것이다.
도입부에서 이미 설명된 바와같이, 디스플레이 스크린, 신호 램프, 신호용 장치의 라이팅 및 백라이팅 시스템 등이 바람직한 응용으로 고려될 수 있다. 일반화하면, 이러한 응용 분야는 어떤 타입의 정보 디스플레이에 의해서도 요약될 수 있다. 특히, 정보가 디스플레이될 때, 상이한 주변 조건하에서 디스플레이 장치로부터 정보를 읽을 수 있는 능력은 매우 실질적인 역할을 한다. 이것은 주로 어두운 주변 조건의 경우에서의 눈부심으로부터의 자유에 관련되며, 밝은 환경 또는 원치않는 빛이 있는 경우에는 읽을 수 있는 능력에 관련된다. 가능한 한 넓은 방전 램프의 조정가능한 전력 범위는 적응을 위해 매우 중요하다.
이것은 주로 교통 기술 분야, 예를 들어 차량 내부의 램프에 관련된다. (이미 상술한)유럽 특허 제 0 926 705 A1호의 상세한 설명의 내용에 대한 보충으로써 본 명세서에서 참조문으로 인용된다. 상술한 바와 같이, 모니터 및 디스플레이 스크린이 또한 고려된다. 전형적으로 1:100의 광속에 대한 조정 범위가 필요하지만, 이는 본 발명을 사용하지 않는 방전 램프(전형적으로 현재까지 1:5의 조정범위)를 사용하여서는 거의 구현될 수 없다. 사무 자동화 분야, 예를 들어 스캐너내의 램프가 역시 고려될 수 있다.
본 발명에 대한 구제적인 실시예는 보다 상세하게 아래에서 설명되며, 도면에서 개략적으로 도시된다. 그 과정에서 개시되는 개별적인 특징은 각각의 경우에, 또는 도시된 것 이외의 것과 결합하여 본 발명에 없어서는 안 되는 것들이 될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 배열의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 추가적인 전극 배열의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 추가적인 전극 배열의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 추가적인 전극 배열의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 추가적인 전극 배열에서 발췌한 것의 개략도이다.
도 6은 도 5의 전극 배열을 설명하기 위한 개략도이다.
평판 라디에이터 방전관의 (도시되지 않은)벽에 위치된 12개의 열거된 전극 스트립(strip)이 본 발명의 제 1 실시예로서 도 1에서 전극 배열로 도시된다. 물론 전극 스트립은 다양한 벽에, 예를 들어 평판 라디에이터 방전관의 대향하는 내부 플레이트에 상이한 방식으로 위치될 수 있다.
이러한 경우, 전극 스트립(각각 11 및 12 뿐만 아니라 1 및 2, 5 및 6, 7 및 8 )은 서로로부터 4mm의 간격을 가지며, 이것은 상세한 설명의 도입부의 말한 큰 방전간격이 된다. 이와는 대조적으로, 전극 스트립(한편에 2, 3, 4, 5 다른 한편에 8, 9, 10, 11)은 서로의 아래에 0.4mm의 간격, 즉 본 발명에 따른 작은 간격으로 위치된다. 전극 스트립(6 및 7)은 약 2mm 내지 3mm만큼 서로로부터 이격되어 위치된다.
다음의 작동모드는 개별적인 전극 스트립에 대한 도 1의 우측에 도시된 폴링(poling)에 따라 가능하며: 외부 전극스트립(1 및 12)과 중간의 전극스트립(6 및 7)은 양의 전위가 되며, 이에 따라 애노드로서 접속된다. 각각 인접하여 이격된 4개로 이루어진 그룹의 내부 전극 스트립(3,4,9,10)은 음의 전위가 되며, 즉 이들은 캐소드가 된다. 나머지 전극(2, 5, 8, 11)은 앞서 명명된 전위 사이의 전위가 되지만, 실질적으로 음 전위에 더 가깝다. 이들은 간략화를 위해 도 1에서 '0'으로 표시된다. 이러한 경우, 각각의 전위는 선택적으로 스위칭될 수 있으며, 다시 말하면, 전극 스트립(1-12)은 동시에 전기적인 공급이 이루어질 필요는 없다.
본 발명에 따라, 매우 낮은 전력 및/또는 평판 라디에이터(radiator)의 조도 조정 범위내의 광속에서, 전극 쌍(각각 10 및 11 뿐만 아니라 2 및 3, 4 및 5, 8 및 9 ) 사이의 방전간격을 통한 방전을 작동시키는 것은 이제는 가능하다. 이러한 전극 간격이 0.4mm로 극단적으로 짧기 때문에, 이러한 방전은 점화하기에 매우 쉽고, 본 발명에 따라, 1ms 및 그 이상의 범위내의 데드 타임으로 작동될 수도 있다. 데드 타임을 짧게 또는 길게 함으로써, 평판 라디에이터는 또한 매우 낮은 전력에서 추가로 쉽게 조도 조정될 수 있다.
공급 전력에서 보증된 상대적인(평판 라디에이터의 전 부하와 비교하여) 감소를 넘어서는 방출 광속에서의 더 급격한 감소가, 상술한 바와 같이, 큰 방전간격을 통한 방전의 현저하게 나빠진 효율로부터 유래한다는 것이 추가되어야 한다. 한정하는 것으로 이해되어서는 안되는 크기의 정도를 규정하기 위하여, 0.4mm의 짧은 방전간격을 통한 방전 효율은 4mm의 큰 방전간격을 통한 높은 전력의 방전에 대한 것 보다 거의 5배 정도 나빠지게 된다.
이어, 전극 스트립(11 및 12 뿐만 아니라 1 및 2, 5 및 6, 7 및 8) 사이의 큰 방전간격을 통한 방전을 차례로 점화시키고 작동시키는 것이 가능하며, 상기 방전은 본질적으로 종래 기술에 해당하며, 평판 라디에이터가 양호한 효율을 가지고 높은 광속을 방출하는 것이 가능하다.
적어도 10:1의 조도 조정 동안의 상대적인 전력 변화가 본 발명을 사용하여 전형적으로 가능하다. 방전간격 및 조정 가능한 데드 타임에 대한 적합한 설계가 주어지면, 20:1, 50:1 심지어 100:1 이상의 값을 달성하는 것도 가능하다. 상기 상대적인 전력 변화 때문에 짧은 방전간격을 통한 방전에서의 상술한 나빠진 효율에 기인하여, 효율의 악화 배율만큼 증폭된 광속에서 실제로 상대적인 변화가 얻어질 수 있다. 0.4mm의 방전간격의 경우 일반적인 이러한 배율의 전형적인 값은 5이다. 50:1의, 최상의 경우에 500:1의, 광속에서의 상대적인 변화가 본 발명을 사용함으로서 얻어질 수 있다.
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높은 전력 범위와 낮은 전력 범위 사이의 전이 영역에 있어서, 도시된 전극배열은 상기 긴 방전간격 및 짧은 방전간격을 통한 방전으로 동시에 작동될 수 있다. '동시'이라는 용어는 이러한 경우에 개별적인 유효 전력 펄스에 관련되는 것이 아니라, 방전램프를 온 또는 오프시키는 관점에서 거시적인 시간에 관련된다. 중간 전위 전극 스트립(2,5,8,11)상의 짧은 방전간격을 통한 방전에 의해 흐름 억제된 전자는 긴 방전간격을 통한 방전을 점화시키는 것을 돕게 된다. 긴 방전간격을 통한 방전의 조도 조정력은 이미 방전 사이에서의 본 발명에 따른 이러한 상호 작용에 의해 작은 전력까지 실질적으로 확장될 수 있다.
매우 적은 전력의 경우, 평판 라디에이터는 짧은 방전간격을 통한 방전으로 여전히 작동될 수 있다.
이러한 실시예에 있어서, 전극 스트립(3,4,9,10)은 각각 이중으로 구성된 캐소드로서 이해되어야 한다. 이러한 캐소드 분리는 또한 아래에서 설명되는 제 2 실시예로 설명되어진 것처럼 생략될 수 있다.
게다가, 전극 스트립(6,7)이 쌍으로 형성된 애노드로서 설명될 수 있다는 것을 도 1에서 알 수 있다. 이러한 이중의 애노드 기술에 관련하여 동일 출원자의 독일 특허 제 197 11 892 A1호가 참조된다.
물론 도 1에 도시된 전극 배열은 가능한 아주 훨씬 큰 전극 배열로부터 발췌한 것으로 설명되어야 한다.
도 1은 전극 스트립(1-6 및 7-12)이, 개별적으로, 각각의 경우에 도 1의 수직 방향의 "기본 셀"을 한정하며, 이것은 필요한 만큼 빈번하게 반복될 수 있다.
도 2는 또한 본 발명에 따른 제 2 실시예에 특별하게 추가하여 발췌한 것을 도시한다. 이러한 경우, 도 1의 쌍을 이루는 애노드(6,7)는 정현파로 선택된 애노드(13, 17)로 대체된다. 이를 목적으로, 1998년 9월 29일 출원된, 동일 출원인의 출원 번호 제 1984471.3호의 "향상된 전극 구조를 가지는 유전적으로 방해된 방전을 위한 방전램프(Discharge lamp for dielectrically impeded discharges with an improved electrode configuration)"으로 명명된 특허 출원이 참조된다. 인용된 출원의 명세서의 내용은 각각의 경우에 참조된다.
게다가, 도 1의 이중으로 구성된 캐소드(3, 4, 9, 10)는 각각 단독인데, 특히 전극 스트립(15 및 19)으로써 단독이 된다.
도 2에 있어서, 기본 셀은, 예를 들어, 전극 스트립(15-19)에 해당하며, 이러한 경우에 병치(juxtaposition)는 개별적인 전극 스트립(15 및 19)을 각각 형성하기 위해 도 2에서 조합된 캐소드 쌍을 형성할 수 있다.
방전간격은 이전의 실시예에 대응하며, 전극(17 및 18 뿐만 아니라 13 및14, 16 및 17) 사이의 방전간격은 국부적으로 변동한다. 도 2에 도시된 구조가 상향 및 하향으로 연속되고 그에 따라 정현파 전극이 각각의 경우에 양방향으로 인접한 전극을 가진다고 가정하면, 정현파 전극(13, 17)의 상부 및 하부의 절반은 각각 다른 인접한 것들에 할당되어야 한다. 예를 들어, 이것은 (도 2의 의미에서) 전극(17)에 대하여, "구릉(hill)"은 전극 스트립(16)과 관련한 방전간격을 정의하고, "골(valleys)"은 전극 스트립(18)에 관련한 방전간격을 한정한다는 것을 의미한다. 이러한 방전간격은 각각 3mm 내지 4mm 사이에서 변동한다.
방전간격내의 국부적인 변화는 도 1에 도시된 쌍으로 된 애노드 구조에 대한 대안을 제공할 뿐만 아니라 게다가 상세한 설명의 도입부에서 이미 언급한 종래의 조도 조정 기술에 적합하다. 도입부에서 언급된 출원 명세서가 참조된다.
물론, 여기에 도시된 대안책은 또한 다른 방법으로 조합될 수 있으며, 예를 들어 캐소드 쌍들이 도 2에 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 작은 방전간격 내의 가깝게 인접한 전극 스트립을 사인형으로 또는 다른 방식으로 굽어지도록 설계하는 것도 고려할 수 있다.
가스 방전 램프에 대한 추가의 기술적인 설명과 관련하여 언급된 여러 출원이 참조된다. 전극 트랙은 0.6mm폭이라는 것 같은 몇몇 데이터가 예를 들어 언급될 수 있다. 80마이크로주울(μJ)의 에너지가 펄스당 주입된다. (큰 방전간격을 사용하여 배타적으로) 8W 와 0.8W(10kHz에서) 또는 0.08W(1kHz에서)의 범위내의 전체 전력 사이에서 변화시키는 것은 데드 타임을 변화시키는 것에 의해 가능하다. 1:1500의 광속의 조도 조정 범위는 이에 대응한다.
도 3은 또 다른 실시예를 도시하는데, 튜브형(tubular) 방전 램프내의 전극 배열이 개략적인 단면도로서 도시된다.
도 3에서, 인용 부호(21-25)는 단면에서 보여질 수 있는 전극 스트립을 나타내며 이들 각각은 유전체층으로 커버링된다. 이들 전극 스트립(21-25)은 10.6mm의 내부 직경과 12mm의 외부 직경을 가지는 글래스 실린더 방전관의 내부에 위치된다. 어떤 전극 스트립이 어떤 전위를 가지는 지에 의존하여 도시된 배열로 다양한 방전간격이 구현될 수 있다. 다음의 방전간격이 본 실시예에서 선택될 수 있다:
23-24 : 0.5mm
21-22 : 1.5mm
23-25 : 4mm
21-25 : 8.3mm
22-23 : 10.5mm
이에 의해, 한편으로는 전극 스트립(23)과 (24) 사이 및 다른 한편으로 전극 스트립(21)과 (22) 사이의 방전간격을 이용하여 본 발명에 따른 작은 방전간격을 구현하는 것도 가능하다. 게다가, 또한 4 내지 10.5mm 사이의 3개의 상이한 크기의 방전간격이 가능하다. 방전 효율은 큰 방전간격의 영역에서 더욱 향상되며, 전극 스트립(22 및 23) 사이의 가장 큰 방전간격이 이와 관련하여 가장 바람직하다. 반면에, 상대적으로 높은 전압이 이같은 방전간격을 통한 방전을 점화시키는 데에 요구되며, 비교적 높은 전력을 주입하는 것이 필수적이다.
특히 3차원 전극 형상의 경우, 여러 가능한 선택 사항을 가지는 배열을 구현하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.
도입부에서 언급한 보조적인 점화 기능은 여기에서 두 가지 방식: 즉, 한편으로는 전극 스트립(24)을 캐소드로 사용하고 전극 스트립(23)을 중간전극으로 사용하며, 전극 스트립(25)을 애노드로 사용하고(도 1 및 도 2에서 부호'+', '0' 및 '-'으로 표시된), 다른 한편으로는 전극 스트립(22)을 캐소드로, 전극 스트립(21)을 중간전극으로, 전극 스트립(25)을 애노드로 사용하는 방식으로 설명된다.
이같은 조도 조정가능한 튜브형 램프는, 예를 들어, 평판 디스플레이 스크린의 백라이팅의 경우에서 에지(edge) 램프로서 관심의 대상이 된다.
도 4는 평판 라디에이터 램프의 전극 패턴(pattern)에 대한 다른 실시예를 도시한다. 여기에서, 톱니를 닮은 3개의 동일한 전극트랙이 비교적 근접하여 병렬로 각각 배열된다. 이어서, 큰 방전간격에서 미러 이미지(mirror image)의 3중 배열이 병렬로 이어진다. 각각의 3중 배열 또는 미러 이미지를 가지는 각각의 3중 배열에 대한 두 개의 외부 전극트랙은 전극그룹을 형성하기 위해 공통 외부 접속 트랙(26,27)에 각각 접속된다. 각각의 중간 전극트랙은, 3중 배열 및 미러 이미지를 가지는 3중 배열 모두는, 추가의 전극 그룹을 형성하기 위해 추가적 외부접속 트랙(28)에 접속된다. 각각의 "톱니"는 비대칭이다. 이들은 상대적으로 긴 평면과 짧은 경사진 램프(rmap)를 가진다. 각각의 3중 배열내에는, 두 개의 외부 전극 트랙과 내부전극 트랙 사이의 간격은 각각 3mm 및 2mm 이다. 가장 근접하여 인접한 3중 배열의 톱니의 정점들 사이에서 가장 작은 간격은 6mm 이다. (도시되지 않은) 각각의 방전은 접속 트랙(26, 27)이 (일시적인) 캐소드 또는 애노드로서 접속될 때 작동하는 동안 그곳에서 시작된다(케이스 Ⅰ). 접속 트랙(28)은 이러한 경우 전기 공급원의 어떠한 극성에도 접속되지 않는다(전위 없음 또는 부동 전위). 반면에, 접속 트랙(26,27)이 (일시적인)캐소드로서 접속되고, 특히 낮은 전력이 제공된 작동에서 접속 트랙(28)은 (순간적인) 애노드로서 접속된다(케이스 Ⅱ). 결과적으로, 각각의 방전은 각각의 3중 배열중 개별적으로 가장 가깝게 인접한 전극 트랙들 사이에서 배타적으로 빛을 발하고, 개별적인 방전은 각각 톱니의 정점에서 시작하여 가장 가깝게 인접한 중간 전극 트랙까지 빛을 발한다. 예를 들어 릴레이 또는 유사물에 의해 전자적으로 3개의 전극 그룹(26-28)에 대한 2가지의 작동 변형들 사이에서 본질적으로 공지된 방식으로 스위칭도 가능하다.
단극성 펄스 작동에 있어서, 다음의 전력 범위는 도 4에 도시된 전극 패턴 및 앞서 설명된 대안적인 작동 변형을 사용하여 평판 라디에이터 램프에 대해 커버링될 수 있다.
전극 그룹의 작동 Us[kV] f[kHz] P[W]
케이스 Ⅱ 1.56 8 0.6
케이스 Ⅰ 1.69 80 3
케이스 Ⅰ 1.73 80 5.4
케이스 Ⅰ 1.81 80 9.6
여기에서, Us는 펄스 피크 전압을 나타내며, f는 펄스 반복 주파수이고 P 는 평판 라디에이터 램프에 주입된 평균 전력을 나타낸다.
전극 구조는 또한 양측 유전적 방해의 경우 양극성적으로 교호적인 펄스 작동으로 작동될 수도 있다.
특히, 아크가 없는 방전이 약 2mm의 짧은 방전간격에 통해(케이스 Ⅱ) 상대적으로 낮은 펄스 반복 주파수(여기에서 8kHz, 다시 말하면 케이스 Ⅰ의 10배)의 경우에 조차, 결과적으로 낮은 평균 전력의 경우에 조차, 얻어진다는 것이 특히 주지되어야 한다. 케이스 Ⅰ에서, 펄스 피크 전압은 전력 소모에 대한 제어 변수이다. 전압이 증가함에 따라, 델타형 부분 방전이, 초기에 각 "톱니"의 피크(거의 6mm의 가장 작은 전극간격)에서 시작하는, 관련 톱니의 긴 램프(ramp)(전극 간격을 증가)를 따라 개별적인 델타형 부분 방전이 눈으로 명확하게 더이상 감지되지 않게 될 수 없는 커튼(curtain)과 같이 넓혀진 구조를 형성하도록 넓어진다.
도 4에 도시된 것의 변형(도시되지 않은)으로, 실질적으로 곧은 전극 트랙이 각각의 경우에 3중 배열 사이에 제공될 수 있다. 이에 따라 평균의 전극 간격 또는 방전간격을 구현하기 위해서 적절한 제 3의 구동 변형(케이스 Ⅲ)을 사용하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 패턴에 대한 다른 실시예를 상세히 도시하는데, 다시 말하면, 외부 접속 트랙을 사용하지 않는 실시예를 도시한다. 도시된 전극 패턴은 물론 가능한 상당히 큰 전극 배열로부터 발췌한 것으로 이해되어야 한다. 도 4의 것과는 대조적으로, 이러한 전극 패턴은 더 적은 개수의 전극 트랙으로 처리하는 장점을 가지고, 개별적인 방전이 -아래에서 설명되는 바와같이- 사실상 동일한 위치에서 짧은 방전 거리 또는 긴 아칭(arching) 거리로 빛을 발하기 때문에 조도 분포에 있어서 양호한 등질성을 가지는 장점을 가진다. 결과적으로 방전 구조의 공간적인 분포는 상이한 전체적인 조도와만 결합하여 각각의 대체 작동 변형들로 스위칭 오버할 때 크게 유지한다.
복잡한 형태를 가지는 두 개의 전극 트랙들(29,30) 각각은 도 5에서 서로에 상대적으로 가깝게 인접하여 배열된다. 상기 트랙들은 작동하는 동안에 상대적으로 작은 아크 거리를 가지는 (도시되지 않은)방전 구조를 만드는 역할을 한다. 미러 이미지가 되는 이중 배열(31,32)이 이중 배열(29, 30)로부터 더 크게 이격되어 뒤따른다. 작동 동안에, 큰 간격으로 서로 인접한 전극 트랙(30,31;32,29)은 상대적으로 큰 아크 거리를 가지는 (도시되지 않은)방전 구조를 형성하는 역할을 한다. 도 6을 참조하여 아래에서 추가의 상세한 설명이 이루어진다. 도 6은 도 5의 전극 트랙(29-32) 모양이 어떻게 설계되었는 지를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 이를 목적으로, 두 개의 개략적인 톱니 모양의 전극 트랙(33, 33')이 서로 병렬로 먼저 만들어진다. "톱니" 기저부의 길이(P)는 14mm이고, 기저부로부터의 높이는 1mm이다. 톱니 모양의 이중라인의 "꼬임(kink)"(35, 35')에서, 인접한 트랙에 면하는 톱니 정점의 작은구역(subregion)은 각각 쐐기 모양의 협착부(constriction) (36,36')로 대체된다. 각 협착부(36,36')의 폭의 절반은 2mm이다. 각각의 경우 협착부(36,36')의 영역내의 두 전극 트랙 사이에서 가장 짧은 간격(b)은 1.5mm이다. 이후, 협착부(36,36')를 가지는 이중 배열(33,33')이 협착부(38,38')를 가지는 미러 이미지의 이중접힘 배열(34,34')을 형성하도록 반사된다. 이것은 전체 전극 구조가 생성될 때까지 반복된다. 도 5의 전극 구조는 도 6의 모든 꼬임(kink)(35,35',37,37')에서 쓸모없게 된 다리모양(bridged) 부분을 제거하여 생각함으로써 최종적으로 완성된다.
도5의 도면에 대한 (도시되지 않은) 한 변형에 있어서, 협착부는 설계에 있어서 또한 쐐기 모양을 대신하여 아크 모양이 될 수 있다. 결과적으로 협착부 영역내에서 방전의 제어 특성은 도 2의 전극트랙(13,17)의 아크의 경우와 유사한 방식으로 "더 유연적(softer)"이다.
게다가, 도 5에 따른 각각의 이중 배열의 두 전극 트랙중 하나의 협착부를 없애는 것도 가능한데, 다시 말하면, 각각의 제 2 전극 트랙은 단지 톱니형 설계를 가진다. 극단적인 경우, 각각의 제 2 전극 트랙은 직선이 될 수도 있거나 적어도 실질적으로 직선이 된다. 어떤 경우든, 이것은 각각의 이중 접힘 배열 내부의 협착부의 개수를 감소시키며, 결과적으로 작동 동안 부분적인 방전의 개수를 감소시킨다. 따라서 이러한 변형은 조도 조정된 작동의 매우 낮은 조도에 대해 특히 적합하다.
평판 램프(도시되지 않음)의 구체적인 세부 사항은 아래에서 설명된다. 평판 램프는 주요 경계벽으로 두 개의 평행하는 글래스 플레이트(두께 2mm, 면적 105mm×137mm)를 가진다. 예를 들어 도 4에 따른, 또는 대안적으로 도 5에 따른 전극 패턴 또는 금속 스크린 인쇄 패턴의 변형이 평판 램프의 기저플레이트에 장착(moutn)된다. 실제 전극 트랙은 이러한 경우, 전면 플레이트에 기저플레이트(기저 플레이트의 내부 표면;78mm×110mm)를 접속하고 외부에 대해 방전 체적을 실링(sealing)하는 프레임(단면 면적; 높이=폭=5mm)의 내부에 위치된다. 모든 전극 트랙은 두께 150㎛의 글래스 솔더링(soldering) 층으로 커버링된다(양측에서 방전이 방해된다). 기저플레이트와 프레임 상부에 Al2O3 또는 TiO2로 형성된 빛 반사층이 이어진다. 모든 내부 표면은 3-밴드(band)의 형광 층을 가진다. 구형의 지지점이 기저플레이트와 전면 플레이트 사이에서 중심에 위치하도록 고정된다. 전극 트랙은 글래스 솔더 프레임의 밀봉하에서 방전 체적 내부 부분에 관한 연장부에서간단하게 안내된다. 방전관 내부는 13kPa의 압력에서 크세논(zenon) 충전물로 채워진다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었을 지라도, 다양한 형태의 변화 및 변형이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것은 당업자에 명백하다.
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Claims (21)

  1. 방전 매질을 포함하는 방전관; 및
    적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32) 및 적어도 하나의 캐소드(3, 4, 9, 10, 15, 19, 22, 24, 26, 30, 31)를 가진 전극 배열 - 상기 애노드와 캐소드는 3mm 이하의 작은 방전 간격(b)을 한정함 -; 및
    상기 적어도 하나의 애노드와 방전 매질 사이에 유전체층을 포함하는 방전램프로서,
    상기 작은 방전간격(b)이 존재하는 적어도 하나의 그룹(2-5, 8-11, 14-16, 18-20, 26, 27, 28)에 대해 적어도 두 개의 개별적으로 작동가능한 전극그룹들(1,2, 5-8, 11, 12; 2-5, 8-11; 13, 14, 16-18; 14-16, 18-20; 26,27 ; 26,27,28)이 제공되고, 상기 전극그룹들은 상기 방전간격(b)에 의해 서로 구별되는, 방전램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 배열은, 상기 작은 방전간격(b)으로 캐소드(3, 4, 9, 10)가 일측상에 할당되고 큰 방전간격으로 애노드(1, 6, 7, 12)가 다른측 상에 할당되는 적어도 하나의 전극(2, 5, 8, 11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극 배열(26, 27, 28)은 적어도 두 개의 가깝게 인접한 전극들을 포함하고, 상기 두개의 전극들 중 하나는 일측상에 상기 작은 방전간격으로 캐소드가 할당되고, 다른 하나는 다른 측상에 상기 큰 방전간격으로 애노드가 할당되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극 배열(1-20, 26-32)은 상대적으로 큰 방전간격에 대해 연소 전압(burning voltage)을 변화시키는 형태로 제어 길이(control length)를 따라 비균일한(inhomogeneous) 것을 특징으로 하는 방전램프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극(13; 17)은 실질적으로 사인 곡선을 가지는 것을 특징으로 하는 방전램프.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극(26; 27; 28; 29; 30; 31; 32)은 실질적으로 톱니 곡선을 가지는 것을 특징으로 하는 방전램프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 작은 방전간격을 가진 적어도 두 개의 전극(29,30)으로 이루어진 적어도 하나의 배열 및 상기 배열의 미러 이미지(mirror image)가 되는 적어도 하나의 전극 배열(32,31)을 가지며, 각각의 경우에 가장 가깝게 인접한 전극 배열들의 가장 작은 공통 간격(g)이 배열(29,30) 내부의 가장 가깝게 인접한 전극들(29; 30)의 가장 작은 공통 간격들(b)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 방전램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 작은 방전간격들(b)은 각 전극 배열의 가장 가깝게 인접한 전극 쌍들 사이의 협착부들(constriction)(36,36'; 38,38')에 의해 형성되며, 상기 각각의 협착부(36,36'; 38,38')는 각 전극 쌍의 적어도 하나의 전극의 두 톱니 사이에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 각각의 협착부는 아크(arc) 또는 쐐기(wedge) 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
  10. 방전 매질을 포함하는 방전관;
    적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32) 및 적어도 하나의 캐소드(3, 4, 9, 10, 15, 19, 22, 24, 26, 30, 31)를 가진 전극 배열 - 상기 애노드와 캐소드는 3mm 이하의 작은 방전간격(b)을 한정함 -; 및
    상기 적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32)와 방전 매질 사이의 유전체층을 포함하는 방전램프를 작동시키기 위한 방법으로서,
    상기 방전램프로 주입된 전력은 펄스 전원의 유효-전력(active-power) 펄스들 사이의 데드 타임(dead time)을 변화시킴으로서 변화되는, 방전램프 작동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 펄스 전원의 유효 전력 펄스들 사이의 데드 타임은 50㎲ 이상인 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 유효 전력 펄스 당 방전 램프에 주입되는 전력은 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 방전 램프는 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전력은 상기 작은 방전간격을 가지는 전극 쌍들만이 작동되는 동안에는 더 낮은 전력의 범위에서 조정되고, 상기 전력은 상기 큰 방전간격을 가지는 전극 쌍들만이 작동되는 동안에는 더 높은 전력의 범위에서 조정되는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 작은 방전간격을 가지는 전극 쌍들은 상기 큰 방전간격을 가지는 전극 쌍들과 함께 작동되는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 작은 방전간격을 가지는 전극 쌍들에 대한 유효 전력 펄스들과 상기 큰 방전간격을 가지는 전극 쌍들에 대한 유효 전력 펄스들 사이에는 고정 위상(fixed phase) 관계가 있는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 방전램프는 상기 방전 램프의 점화 및 내부 역극성화(counterpolarization)를 초래하기 위해서, 외부 전압펄스를 1차회로로부터 변압기를 통해 방전램프를 가진 2차회로에 주입하기 위한 순방향 변환기(forward converter)로서 설계된 밸라스트(ballast)에 의해 작동되고,
    상기 방전램프는 상기 2차회로의 발진(oscillation)을 허용하고 방전램프에 외부전압을 초래하는 전하를 제거하며 방전램프에서 내부의 역극성화를 통한 역점화를 유도하기 위해서, 상기 2차회로를 절연시킬 목적으로 점화 이후에 변압기를 통한 1차측 전류흐름을 차단하도록 설계되는 스위칭 장치를 가지며,
    상기 스위칭 장치는 방전램프에 주입되는 전력을 변화시킬 목적으로 방전램프에서 역점화 이후에 새로운 점화까지의 데드 타임을 변화시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 방전 램프는 조합된 플라이백(flyback)/순방향 변환기로서 설계된 밸라스트에 의해 작동되고,
    상기 방전 램프는 외부 전압펄스를 방전램프를 가지는 2차회로에 주입할 목적으로 상기 방전 램프의 점화 및 역극성화를 초래하고 방전램프에 외부전압을 초래하는 전하를 역전압펄스를 이용하여 방전램프로부터 제거하며 방전 램프내의 내부 역극성화를 이용하여 역점화를 초래하기 위하여, 1차회로측에 변압기를 통한 전류흐름을 다시 스위칭 온(switching on)할 목적으로 변압기를 통한 1차측 전류흐름을 차단하도록 설계된 1차 회로 내의 스위칭 장치를 포함하며,
    상기 스위칭 장치는 방전 램프에 주입되는 전력을 변화시킬 목적으로 방전램프에서 역점화 이후에 새로운 점화까지의 데드 타임을 변화시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 방전램프 작동방법.
  19. 방전 매질을 포함하는 방전관, 3mm 이하의 작은 방전간격(b)을 한정하는 적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32) 및 적어도 하나의 캐소드(3, 4, 9, 10, 15, 19, 22, 24, 26, 30, 31)를 가진 전극 배열, 상기 적어도 하나의 애노드(1, 6, 7, 12, 13, 17, 25, 29, 32)과 방전 매질 사이의 유전체 층, 및 전자 밸라스트를 구비한 방전 램프를 포함하는 라이팅(lighting) 시스템으로서,
    청구항 제 10 항 또는 제 11항에 따른 방법에 따라 설계되는 것을 특징으로 하는 라이팅 시스템.
  20. 청구항 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 램프를 사용하는 정보 표시 장치.
  21. 청구항 제 19 항에 따른 라이팅 시스템을 구비하는 정보 디스플레이 장치.
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