KR100808696B1 - 반사기 고압 방전 램프 장치 - Google Patents

반사기 고압 방전 램프 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사기와 고압 방전 램프를 구성하는 장치에 곤한 것이다. 본 발명 장치는 반사기(2)의 축에 배열된 고압 방전 램프(3), 복사와 발광을 위한 출구의 전면부에 배열된 기계적인 부가 부재의 형태로 반사기(2)의 목 부분(16)과 제 2 베이스 부재(5)에 연결된 제 1 베이스 부재(4)를 포함한다. 여기서 상기 출구는 반사기(2)에 부속되어 있다. 본 발명에 따른, 고압 방전 램프(3)의 제 2 전류 공급의 단부(18)는 직접 그리고 전기적으로 제 2 고전압 케이블(7)의 단부에 연결되어 있고 상기 자유 단부 영역은 제 2 베이스 부재(5) 내에 삽입되어 있다. 여기서 상기 전류 공급은 제 2 램프 샤프트(10) 방향으로 유도된다. 따라서 고전압 고정과 변형 완화가 상기 램프 연결에서 얻어진다.

Description

반사기 고압 방전 램프 장치{UNIT CONSISTING OF A REFLECTOR AND A HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 반사기 고압 방전 램프 장치에 관한 것이다.
이러한 반사기 고압 방전 램프 장치는 DE 30 33 688 에 개시되어 있다. 이 경우에, 고압 방전 램프와 반사기는 조립체로서 영구적으로 결합된다. 전기적으로 절연되는 제 1 베이스부는 반사기 목 부분과 램프에 연결되고, 세라믹으로 구성되고 링의 형태를 갖는 제 2 베이스부는 반사기의 광 방출 출구 개구부(the light-emitting exit opening)에 연결된다. 광 출구 방향으로 위치하는 램프의 단부에 연결된 공급 리드는 금속 밴드로 구성되거나 또는 단면을 따라 연장되는 금속 밴드에 용접된다. 금속 밴드는 베이스부의 링 상에 고정되고 고전압 케이블을 이용하여 램프와 전기적으로 접촉하는 자유직립형의 금속 접촉 핀에서 종료한다.
게다가, 반사기의 축 상에서 길이방향 축으로 배열된, 방전 램프의 제 1 램프생크(lamp shank)의 공급 리드가 금속으로 제조된 제 1 베이스부에 전기적으로 연결되는 밀폐형 반사기 방전 램프 장치가 US 5 506 464 에 개시되어 있다. 제 1 램프생크의 단부는 제 1 베이스와 함께 반사기 목 부분에서 시멘트에 의해 고정된다. 광 출구 방향으로 위치한 램프생크 단부의 공급 리드는 반사기를 통해 외부로 유도되며 반사기 상에 고정된 자유직립형의 금속 접촉 앵글에 전기적으로 연결되어 있다.
상기 반사기 방전 램프는 바람직하게 비디오 영사기와 데이터 영사기에, 즉, 액정(liquid crystal) 또는 DMD (DMDTM은 텍사스 인스트루먼츠사의 디지털 미러 장치임)가 광 밸브로서 사용되는 영사 장치에 사용된다. 가장 최근에, 여기서 중요하게 얻은 것은 "초소형" 영사기로 불리어진 것이고, 이런 점에서, 작은 무게를 가지면서, 작은 외부 크기와 소형 디자인에 기인하여 높은 휴대 용이성을 보장한다. 반사기 램프에 사용되는 고압 방전 램프는 점화를 위해 수 kV의 고전압 펄스를 필요로 하고, 고온 점화의 경우에 심지어 수십 kV가 필요하다. 따라서, 두 개의 램프 연결부는 상호 간에 전기적으로 적당히 절연되어야 할뿐만 아니라, 램프 장치의 전기적 연결부는 사용자에 대한 잠재적인 위험을 제거하고 영사 장치 전기 부재의 파손을 수반하는 접지에 대한 단락 회로를 방지하기 위해서 영사 장치의 하우징 부분으로부터 전기적으로 적당히 절연되어야 한다. 자주 사용되고 바람직한 대칭 점화의 경우에, 비록 광 출구 방향에 램프생크 단부의 램프 연결부가 배치된다는 문제점에도 불구하고, 반사기의 직경 및 따라서 전체 장치의 직경이 반사기의 목 부분 또는 제 1 베이스의 직경보다 매우 크기 때문에, 이것은 램프의 양쪽 전기적 연결부를 유지한다. 영사 장치의 하우징으로부터 램프의 전기적 연결부의 전기적 절연을 보장하기 위하여, 목표된 소형화에 상반되는 영상 장치 내부에 상당히 큰 공간을 유지하거나, 부가적인 전기 절연체를 형성하기 위해 추가되는 경비가 필요하다.
본 발명의 목적은, 광 출구 방향으로 위치한 램프생크 단부의 램프 연결부의 쇼크 저항(shock resistance)이 간단하게 보장되고 고전압 케이블에 필요한 변형 완화가 동시에 생성되는, 영사 장치에 사용되는 소형 구조의 일반적인 형태의 반사기 고압 방전 램프 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1 항의 특징부를 이용하여 달성된다. 게다가 반사기 고압 방전 장치의 바람직한 세부 사항은 종속항들로부터 얻을 수 있다.
필요한 변형 완화와 고전압 절연은 제 2 공급 리드의 단부 또는 제 2 공급 리드의 연결선을 제 2 고전압 케이블의 단부에 직접 연결하고, 전기적으로 비전도성 재료로 제조되고, 기계적 보조부로서 설계된 제 2 베이스부의 연결 영역을 삽입함으로써 달성된다.
제 2 공급 리드의 단부 또는 제 2 공급 리드의 연결선이 제 2 고전압 케이블의 단부에 직접 납땜되거나 용접되는 것은 바람직하다. 더구나, 제 2 고전압 케이블의 단부는 제 2 베이스부 모서리의 보어(bore)에 삽입된다. 훨씬 높은 정도의 고전압 절연체를 달성하기 위하여, 제 2 베이스부는 보어가 길게 되도록 보어 영역의 모서리 상에 원통형의 부속물을 포함할 수 있다. 그 결과, 절연체에 의해 둘러싸인 고전압 케이블 단부의 더 큰 단면은 보어에 삽입될 수 있고, 쇼크 저항의 더 큰 증가를 유발한다. 고전압 케이블과 공급리드 또는 연결선에 의한 연결점의 캡슐화는 필요한 고전압에서 어떠한 자유직립형의 금속부분도 노출되지 않게 하여 직렬 고전압 플래시오버(공기 스파크)가 유발되는 것을 방지하고, 모든 누설 경로는 고전압 플래시오버로 전개될 수 있는 표면 방전을 배제하기에 충분히 길게 한다. 필요한 고전압에 따른 전기적으로 비전도성 재료로 제조된 보조 부분의 벽 두께를 선택하는 것은 고전압 브레이크다운을 방지하고, 영사 장치에 본 발명에 따른 반사기 고압 방전 램프 장치를 설치할 때, 다른 특별한 절연 공간이나 부가적인 전기 절연체를 요구하지 않다.
고전압 케이블의 원하는 변형 완화를 달성하기 위해서, 원통형 부속물의 보어의 직경은 고전압 케이블의 절연부의 직경과 똑같거나 약간 더 클 수도 있다.
반사기 목 부분으로부터 멀리 떨어진 공급 리드의 단부 또는 고압 방전 램프의 구형 생크의 단부로부터 제 2 베이스부로 반사기 목 부분으로부터 떨어진 공급 리드의 연결선 단부는 제 2 베이스부 영역의 내진구조(shockproof)의 홈으로 인도된다.
고전압 케이블의 단부와 제 2 공급 리드의 단부 또는 연결선의 단부를 연결상태로 제 2 베이스부 상의 보어 또는 홈으로 도입 가능하게 하기 위해서, 보어에 평행하고 홈에 도달하는 슬롯을 갖는 보어의 영역에 원통형 부속물이 제공된다.
또한, 더 높은 정도의 변형 완화를 달성하기 위해서, 고전압 케이블은 절연 재료로 제조된 나사를 이용하여 보어에 고정될 수 있다.
이 경우에, 보어는 고압 방전 램프의 축에 평행하고, 반사기의 축에도 또한 평행하다. 이것은 반사기 고압 방전 램프 장치에 대한 영사 장치에 필요한 공간을 가능한 작게 유지시킨다.
복사선/광을 통과하기 위하여, 보조 부분으로서 설계된 제 2 베이스부는 각각 반사기의 복사선/광 출구에 각각 대면하는 쪽 및 반사기의 복사선/광 출구로부터 피해지는 쪽에 구멍(aperture)을 갖는다. 상기 제 2 베이스부는 영구히 반사기와 결합된다. 안전상의 이유로, 보조부의 제 2 구멍은 복사선/광에 투명한 면판(faceplate)으로 밀봉된다. 이것은 연소가능한 대상물이 뜨거운 램프 부분에 접촉되는 것을 방지한다. 부가적으로, 고압 방전 램프의 폭발의 경우에, 이 면판은 장치의 민감한 광학 부재의 손상을 방지한다. 게다가, 면판은 광 출구 방향으로 위치한 방전 램프의 제 2 램프생크 단부의 부가적인 전기적 절연물과 제 2 램프생크 단부의 공급 리드를 포함하고, 광 출구 방향으로의 전체 길이는 소형으로 유지될 수 있다. 면판은, 예컨대 실리콘 접착제와 같은 접착제를 이용하여 보조부 상에 고정되거나 클램프 또는 링에 의해 기계적으로 위치 고정될 수 있다.
만약 필요하다면, 타원형의 반사기를 갖는 조합의 경우에, 보조부에는 예컨대 광 출구 방향으로 위치한 방전 램프의 제 2 램프생크 단부와 같은 열에 치명적인 부분을 냉각시키도록 특별히 제어되는 공기 흐름을 사용하기 위하여 하나 이상의 측면 개구부가 부가적으로 제공될 수 있다.
제 2 베이스부 상의 기준 위치와 스레드된(threaded) 홀더를 고정시킴으로써 광학 장치, 특히 비디오 및/또는 데이터 영사기에 램프를 정확하게 조절하며 설치하는 것이 용이하게 된다.
만약, 보조부로서 설계되는 제 2 베이스부가 사출 성형 고온 플라스틱으로 제조된다면, 이것은 예컨대, 보조부의 기하학 형태의 구성과 관련하여 높은 유연성을 갖고 작은 무게를 갖는 세라믹과 같은 다른 재료와 비교하여 장점을 갖는다. 유리 섬유 강화 플라스틱의 사용은 보조부의 기계적인 안정성을 개선시킨다. 재료 PEEKTM(polyetheretherketone)는 매우 높은 열적 안정성과 우수한 자외선 적합성을 가지기 때문에, 재료 PEEKTM(polyetheretherketone)는 성형 사출 고온 재료로서 특별한 장점을 갖는다.
본 발명은 실시예들과 함께 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 반사기 고압 방전 램프 장치의 부분 단면도를 도시한다.
도 2a와 2b는 제 2 베이스부내에 내장되고, 도 1에 따른 반사기 고압 방전 램프 장치의 제 2 고전압 케이블과 제 2 공급 리드의 연결부의 실시예에 대한 상세한 평면도와 측단면도를 도시한다.
본 발명에 따른 반사기 고압 방전 램프(1)는 타원형 반사기 모양을 갖는 압축된 유리로 제조된 코팅된 반사기(2)와 수은 할로겐화물과 하나 이상의 불활성 가스로 구성된 충진물을 갖는 쇼트-아크 고압 방전 램프(3), 베이스부(4,5) 및 고전압 케이블(6,7)을 갖는다. 고압 방전 램프(3)는 램프 전구(8)와 램프 전구(8)의 반대쪽 두 개의 단부 상에 배열되는 두 개의 램프생크(9,10), 및 금속박(11,12)을 통해 램프생크(9,10) 내에 기밀 방식으로 밀봉된 전극 시스템(13,14)으로 구성된다. 쇼트-아크 고압 방전 램프(3)는 반사기(2)의 축 상에서 램프의 축으로 배열되고 반사기(2)의 목 부분(16)에서 시멘트(15)를 이용하여 램프의 제 1 램프생크(9)와 고정된다.
비전도성 플라스틱으로 제조된 제 1 베이스부(4)는 반사기 목 부분(16)의 자유 단부(free end) 상에 고정되고, 제 1 램프생크(9)는 반사기 목 부분의 단부 내에 고정되어 있다. 제 1 램프생크(9)의 금속박(11)은 제 1 공급 리드(17)를 통해 제 1 베이스부(4) 내의 접촉 시스템(도시 안됨)에 전기적으로 연결되어 있다. 두 개의 고전압 케이블(6,7) 중 제 1 케이블(6)은 램프의 접촉 시스템에 차례로 연결되고, 이를 통해 반사기 고압 방전 램프 장치(1)가 전기적 점화와 작동 시스템에 연결된다.
제 2 램프생크(10) 내의 금속박(12)은 제 2 공급 리드(18)의 한 단부와 연결된다. 이 제 2 공급 리드(18)의 다른 단부는 제 2 고전압 케이블(7)에 전기적으로 연결되고, 본 발명에 따라, 제 2 베이스부(5)의 모서리에서 부속물(19)에 삽입된다. 이 연결에 대한 설명은 다음의 도면들에서 도시된다.
비전도성 플라스틱으로 제조된 것과 같은 제 2 베이스부(5)는 보조부의 형태를 가지며, 반사기(2)의 복사선/광 출구 개구부의 전면부와 일치하고 그 위의 모서리와 영구히 결합된다. 제 2 베이스부(5)는 측면 환기 개구부(20)와 복사선과 광에 투명한 면판(여기에 도시 안됨)을 갖는다.
도 2a와 2b는 제 2 베이스부(5)에 삽입되고 제 2 고전압 케이블(7)의 단부에서 제 2 공급 리드(18)의 단부의 연결부의 평면도와 측단면도를 도시한다.
제 2 베이스부(5)의 모서리는 이런 목적을 위하여 램프와 반사기 축에 평행한 보어(21)를 갖는 부속물(19)을 포함한다. 보어(21)에 평행한 슬롯(22)이 부속물(19)에 제공된다. 보어(21)는 고전압 케이블(7)의 절연부분의 직경과 같은 직경을 갖는다. 고전압 케이블(7)의 단부는 클램프에 의해 보어(21) 내에 유지된다. 게다가, 고전압 케이블(7)의 단부는 절연 물질로 만들어진 나사(23)를 이용해 보어(21) 내에 고정된다. 고전압 케이블(7)은 제 2 공급 리드(18)의 단부에 용접된 베어 팁(bared tip)(24)을 포함한다. 제 2 공급 리드(18)의 단부 영역은, 내진구조의 형태로, 반사기(2)에 대면한 제 2 베이스부(5)의 측면 상의 홈(25) 내에 삽입된다. 보어(21)와 슬롯(22)은 홈(25)의 수평면까지 이르며 홈의 수평면을 포함한다. 따라서, 제 2 공급 리드(18)가, 홈(25) 또는 보어(21) 내에 용접 상태로, 제 2 고전압 케이블(7)의 단부와 함께 도입되고, 그 다음에 제 2 베이스부(5)를 반사기(2)에 영구적으로 연결하는 것이 가능하다. 이것은 높은 정도의 램프 전격 저항을 초래한다.

Claims (16)

  1. - 반사기 목 부분(16)을 갖는 반사기;
    - 상기 반사기(2)의 축에 배열되고, 램프 전구(8)와, 상기 램프 전구(8)의 반대쪽 두 개의 단부에 배열되고 금속박(11, 12)을 경유하는 전극 시스템(13, 14)을 기밀방식으로 그 내부에 밀봉하는 두 개의 램프생크(9, 10)를 가지는 고압 방전 램프(3)를 포함하는데, 상기 하나의 램프생크(9)는 상기 반사기 목 부분(16)에 고정되어 있으며;
    - 비전도성 재료로 제조되고 상기 반사기 목 부분(16)에 결합되어 있는 제 1 베이스부(4);
    - 비전도성 재료로 제조된 기계적 보조물의 형태로 상기 반사기(2)의 복사선/광 출구 개구부의 전면에 배열되어 있는 제 2 베이스부(5);
    - 하나의 단부가 상기 램프생크(9,10)의 금속박(11,12)에 전기적으로 연결되고, 다른 단부가 직접 또는 연결선을 통해 상기 제 1 베이스부(4) 또는 제 2 베이스부(5)에 유도되는 제 1 및 제 2 공급 리드(17, 18); 및
    - 점화 장치와 밸러스트에 상기 고압 방전 램프(3)를 연결하기 위한 제 1 및 제 2 고전압 케이블(6, 7)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 고전압 케이블(6,7)이 상기 제 1 및 제 2 공급 리드(17,18)에 전기적으로 연결되는,
    영사기 분야 같은 복사선과 조명 공학의 분야에 사용되는 반사기 고압 방전 램프 장치(1)에 있어서,
    상기 제 2 베이스부(5)에 연결되는 상기 제 2 공급 리드(18)의 단부 또는 상기 연결선의 단부는 상기 대응 제 2 고전압 케이블(7)의 단부에 직접 전기적으로 연결되고, 이런 자유 연결 영역은 상기 제 2 베이스부(5)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)에 연결된 상기 제 2 공급 리드(18)의 단부 또는 연결선의 단부는 상기 제 2 고전압 케이블(7) 단부에 직접 용접 또는 납땜되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 고전압 케이블(7)의 단부는 상기 제 2 베이스부(5)의 모서리 내의 보어(21)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 모서리 위에서 상기 제 2 베이스부(5)는 상기 보어(21)의 영역 내에 상기 보어(21)를 길게 하기 위한 원통형 부속물(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 보어(21)는 상기 제 2 베이스부(5)의 모서리 내에서 상기 고압 방전 램프축과 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 고전압 케이블(7)은 절연 재료로 제조된 나사를 이용하여 상기 제 2 베이스부(5)의 모서리 내의 보어에 고정되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5) 모서리 내의 보어(21)의 직경은 상기 고전압 케이블(7)의 절연부 직경보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)에 연결되는 상기 제 2 공급 리드(18)의 단부 또는 상기 제 2 베이스부(5) 영역 내의 연결선의 단부는 내진성 홈(25)으로 유도되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5) 모서리 상의 원통형 부속물(19)은 상기 보어(21)에 평행하고 상기 홈(25)까지 이르는 슬롯(22)을 가지는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)는 상기 반사기(2)의 복사선/광 출구 개구부에 면하는 쪽에 제 1 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)는 상기 반사기(2)의 복사선/광 출구 개구부를 피하는 쪽에 제 2 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)는 상기 반사기(2)의 모서리에 영구적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)에 고정되는 제 2 구멍은 복사선과 광에 투명한 면판에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베이스부(5)는 하나 이상의 측면 환기 개구부(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 반사기 고압 방전 램프 장치의 장착을 위해 기준 점과 스레드된 홀더들은 영구히 정렬된 형태로 상기 제 2 베이스부(5)에 고정되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 두 개의 베이스부(4, 5)는 고온 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사기 고압 방전 램프 장치.
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