KR20020006033A - 고압 방전 램프와 점화 안테나를 포함하는 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 짧은 아크 방전 램프(1)는 이온화 가능한 충전물을 구비하는 광전송의 기밀 램프 용기(10)를 구비한다. 제 1 및 제 2 전극(11a,11b)은 램프 용기(10)내에 각각 배치되며, 램프 용기로부터 외부로 빠져나가는 자체의 전류 전도체(12a, 12b)와 각기 접속된다. 점화 안테나(2)는 램프 용기에 인접하여 배치되며, 이 점화 안테나(2)는 다른 전류 전도체(24)와 접속되어 있다. 점화 안테나는 안테나 용기(20)와 다른 외부 전극(22)을 포함하며, 안테나 용기(20)는 기밀 방식으로 폐쇄되며, 이온화 가능한 충전물을 구비하며, 다른 외부 전극(22)은 다른 전류 전도체(24)에 접속되어 있다. 본 발명에 따르면, 안테나는 전기전도성 소자를 둘러싸고 있다. 이러한 방식으로, 심지어 램프가 때로는 어두운 환경에 있더라도 매우 작은 점화 지연이 보장된다.

Description

고압 방전 램프와 점화 안테나를 포함하는 유닛{UNIT COMPRISING A HIGH-PRESSURE DISCHARGE LAMP AND AN IGNITION ANTENNA}

고압 방전 램프 및 점화 안테나를 포함하는 이러한 유닛은 국제 출원 공개 제 WO 99/48133 호에 개시되어 있다. 공지된 램프는 비교적 짧은 방전 아크를 구비하여, 램프에 의해 생성된 광이 만족스럽게 집중될 수 있도록 한다. 그 결과, 램프는, 예를 들면 투영형 시스템 또는 자동차 전조등 시스템에서와 같이 일명 투영형 램프로써 매우 적합하게 사용될 수 있다. 공지된 램프는 충전물(filling)을함유하며, 램프 작동중의 충전물의 압력은 수십 바(bar) 및 그 보다 높은 정도의 매우 높은 수치로 예상된다. 공지된 램프의 점화 성질을 개선하기 위해서, 램프는 이온화 가능한 가스로 충전되고 전기용량적으로 결합된 전극을 구비하는 용기 형태의 점화 안테나를 구비한다. 점화 전압이 다른 전류 전도체에 공급될 때, 다른 외부 전극은 안테나 용기의 이온화 가능한 충전물의 이온화를 야기시킨다. 결과적으로, 안테나 용기의 충전물이 전도되어, 이에 의해 램프 용기내에 전계를 형성한다. 일반적으로, 점화 안테나에 공급되는 점화 전압이 더 높아짐에 따라서 점화 시간은 더 짧아진다. 이것은 만약 램프가 소등후 즉시 재점화되는 경우, 즉 램프가 여전히 뜨거운 경우 뿐만 아니라 만약 램프가 저온 상태에서 점화되는 경우라도 적용된다. 점화 안테나가 존재함에도 불구하고 단점인 상당한 정도의 점화 지연이 발생할 수 있다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 기술 분야에 개시된 유닛의 경우에서의 단점을 극복하는 수단을 제공하는 것이다. 이를 성취하기 위해서, 기술 분야에서 기술된 형태의 유닛에 있어서, 본 발명에 따라 점화 안테나의 안테나 용기가 전기전도성 소자를 둘러싸는 것을 특징으로 하고 있다. 놀랍게도, 점화 지연이 상당히 사라졌음이 발견되었다. 점화 전압이 다른 전류 전도체에 공급될 때, 다른 외부 전극은 상당히 순간적으로 안테나 용기의 이온화 가능한 충전물의 이온화를 일으켜서, 금속 전도체가 안테나로 사용되는 경우와 마찬가지로, 또한 상당히 순간적으로 램프 용기내에 전계가 생성된다. 결과적으로, 점화 지연이 제거되어 점화 시간이 감소된다.

본 발명에 따른 수단은 고압 방전 램프가, 예를 들어 만약 램프가 상당한 시간 동안 어두운 환경내에 있는 등의 바람직하지 못한 조건하에서 점화될 때 특히 효과적이다.

램프에 의해 방출된 광의 광학적 손실을 제거하기 위해서, 안테나 용기는 바람직하게 반투명 재료로 제조되며, 이러한 반투명 재료의 예로는 예를 들면 사파이어인 단결정 금속 산화물과, 예를 들면 반투명 기밀 알루미늄 산화물(DGA), 이트륨 알루미늄 가닛(YAG) 또는 이트륨 산화물(YOX)인 다결정 금속 산화물과 같은 세라믹 재료와, 알루미늄 질화물(AlN)과 같은 다결정 비산화물 재료가 있다. 예를 들면 석영 유리와 같은 유리 또한 반투명 재료로써 사용되기에 적합하며, 점화 안테나의 비교적 큰 설계 자유도를 제공하는 추가적인 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 유닛에 있어서, 짧은 고온상태 재점화 시간을 성취하기 위해 안테나 용기내에서 생성된 방사의 형태와 세기는 필수 구성요소가 아니다. 그러나, 주위 광이 없을 시에 램프가 저온 상태에서 점화될 때 짧은 점화 시간을 성취하기 위해서, 점화 안테나는 활성화된 상태에서 바람직하게 190㎚ 내지 260㎚의 파장 범위의 UV 방사를 생성하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 예컨대 점화 안테나는 수은 및 아르곤의 충전물을 함유한다.

다른 외부 전극이 안테나 용기의 외측 표면상에 제공될 때, 안테나 용기내에 둘러싸인 전기전도성 소자를 통과하는 기밀 리드선은 필요 없다. 또한, 이것은 다른 전극을 위해 이용될 수 있는 재료와 무관하게 다양하게 선택할 수 있게 하는데,그 이유는 안테나 용기의 벽이 다른 전극과, 전도적 소자와 충전물 사이에서의 모든 화학적 상호 작용을 차단하기 때문이다.

점화 안테나에 제공되는 점화 전압은 예를 들면 고주파수 AC전압이지만, 선택적으로 반복성이거나 반복성이 아닐 수 있는 펄스형의 전압이 될 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 유닛에 있어서, 전기전도성 소자는 다른 외부 전극의 위치에서 안테나 용기의 내측에 위치되는 것을 특징으로 하고 있다. 만약 안테나 용기가 다른 전극이 이것을 따라 연장되는 연장부를 포함한다면, 전기전도성 소자는 다른 전극보다 적어도 2㎜이상 연장되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 점화 전압을 다른 전극에 공급하는 것에 따른 안테나 용기내의 순간적인 이온화가 보증된다.

본 발명에 따른 유닛의 바람직한 실시예는, 램프 용기가 비교적 넓은 중앙부와, 중앙부의 양 측면상에 있는 목 형상 단부를 포함하며, 전극은 램프 용기의 중앙부내에 배치되며, 각 전류 전도체 각 단부를 통해 연장되며, 점화 안테나의 안테나 용기는 중앙부에 인접해서 하나의 단부 둘레에서 굽혀진 튜브인 것을 특징으로 한다. 이러한 양측 고압 방전 램프는 산업 표준에 따라 즉시 대량 생산될 수 있다.

바람직하게는, 램프는 투영형 시스템의 일부를 형성하며 유닛은 반사재를 구비한다. 이같은 유닛의 실용적이고 치밀한 실시예는, 반사재가 광축, 광 방출 개구 및 광 방출 개구에 대향하는 다른 개구를 구비하는 수렴성 반사재이며, 반사재는 램프 용기의 중앙부를 둘러싸며, 램프 용기의 목 형상부는 광축을 따라 연장되며, 점화 안테나의 안테나 용기의 둘레로 굽혀지는 단부는 다른 개구를 통해 외부로 빠져나가는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 이들 또는 다른 실시예는 이후에 설명된 실시예로부터 기술될 것이고 참조로써 설명될 것이다.

본 발명은 고압 방전 램프 및 점화 안테나를 포함하는 유닛으로서, 고압 방전 램프는 이온화 가능한 충전물을 함유하는 광전송의 기밀 램프 용기를 구비하며, 램프 용기내에 제 1 및 제 2 전극이 배치되며, 각 전극은 램프 용기로부터 빠져나가는 자체의 전류 전도체와 접속되며, 램프 용기에 인접하여 배치된 점화 안테나는 이온화 가능한 충전물을 함유하고 다른 외부 전극을 구비하는 기밀 안테나 용기를 포함하며, 외부 전극은 안테나 용기의 외측 표면상에 구비되어 다른 전류 공급 전도체에 접속되는 유닛에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고압 방전 램프 및 점화 안테나를 포함하며, 또한 반사재를 포함하는 유닛의 제 1 실시예의 종단면도,

도 2a는 본 발명에 따른 유닛의 점화 안테나를 보다 상세하게 도시하는 도면,

도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 점화 안테나의 단면도.

도 1은 고압 방전 램프(1)와 점화 안테나(2)를 구비하는 유닛을 도시한 것이다. 고압 방전 램프는 이온화 가능한 충전물을 함유하는 광전송의 램프 용기(10)를 구비한다. 이 경우에, 충전물은 100mbar의 충전물 압력에서의 아르곤인 하나 또는 그 이상의 비활성 기체와, 적어도 0.2㎎/㎣의 수은과, 예를 들어 브롬화 수은 형태인 할라이드 Cl, Br, I 중 하나 이상의 10^-6내지 10^-4μ㏖/㎣을 함유한다. 도 1에서, 램프 용기는 석영 유리로 제조되지만, 선택적으로 세라믹 재료로 제조될 수도 있다. 제 1 및 제 2 전극(11a, 11b)은 램프 용기(10)내에 배치되어 있으며, 전극간의 간격(d)은 1㎜이다. 램프 용기(10)는 9㎜의 최대 외경(D)을 갖는다. 각 전극(11a, 11b)은 램프 용기(10)로부터 외부로 나가는 자체의 전류 전도체(12a, 12b)와 각각 접속된다. 램프 용기(10)에 인접하여 배치된 점화 안테나(2)는 다른 전류 전도체(24)와 접속된다. 목 형상부(10a)로 향하는 다른 전류 전도체(24)의 전호는 절연 목적을 위해 제공된 시멘트(26)에 의해 차단된다.

도 1의 실시예에 있어서, 고압 방전 램프의 램프 용기(10)는 비교적 넓은 중앙부(10c)와, 이 중앙부의 양 측면상에 6.1㎜의 외경을 갖는 목 형상 단부(10a,10b)를 포함한다. 전극(11a, 11b)은 램프 용기(10)의 중앙부(10c)내에 배치되며, 각 전극 전도체(12a, 12b)는 단부(10a, 10b)를 통해 각각 연장된다.

점화 안테나(2)는 도 2a 및 도 2b에서 보다 상세하게 도시되어 있다. 이들 도에는 저장 용기(10)의 단부(10a) 및 중앙부(10c)가 점선으로 또한 도시되어 있다. 점화 안테나(2)는 100mbar의 충전물 압력에서의 아르곤인 이온화 가능한 충전물이 제공된 기밀 안테나 용기(20)를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 이온화 가능한 충전물은, 예를 들면 0.5㎎의 수은을 부가적으로 포함한다. 점화 안테나(2)는 다른 전류 전도체(24)에 접속되는 추가적인 외부 전극(22)을 더 포함한다. 점화 안테나(2)의 안테나 용기(20)는 석영 유리 튜브이다. 전극(22)은 안테나 용기의 외측 표면에 구비된다. 이 경우에, 전극(22)은 내부방향으로 탄력적인 러그(22a' ; lug)에 의해서 안테나 용기(20)의 연장부(21a)의 자유단부(12a')상으로 고정되는 금속 부시(22a ; bush)가 되게 구현된다. 부시(22a)는 안테나 용기(20)내의 이온화 가능한 충전물에 전기용량적으로 결합된다. 자유 단부(21a')에 본 실시예의 경우 백금인 금속의 코팅(22b)이 피복되면 보다 양호한 전기 용량적 커플링이 이뤄진다. 튜브는, 목 형상 자유단부(10a)를 따라 연장되는, 25㎜의 길이, 0.6㎜의 내경 및 0.45㎜의 벽 두께를 갖는 비교적 넓은 제 1 연장부(21a)를 포함하며, 상기 연장부(21a)는 목 형상 단부(10a)를 따라 연장된다. 튜브는 0.6㎜의 내경을 갖는 비교적 좁은 제 2 부분(21b)을 포함하며, 제 2 부분은 중앙부(10c)에 인접하여 위치되고 목 형상 단부(10a) 둘레로 굽혀진다. 이 경우에, 제 2 부분(21b)은 단부(10a) 둘레로 180° 굽어진다.

점화 안테나(2)의 안테나 용기(20)는 예를 들면 Mo 포일과 금속 포일 형태의 전기전도성 소자를 둘러싼다. 다른 전극(22)은 안테나 용기(20)의 연장부(21a)를 따라 연장된다. 전기전도성 소자(23)는 다른 전극보다 적어도 2㎜ 더 연장된다.

도 1에서 도시된 유닛은 반사재(30)를 더 포함한다. 반사재(30)는 수렴되며, 광축(31), 광 방출 개구(32) 및 상기 광 방출 개구에 대향하는 다른 개구(33)를 포함한다. 이 경우에, 반사재는 포물선형의 반사재이다. 반사재(30)는 램프 용기(10)의 중앙부(10c)를 둘러싼다. 본 실시예에서 단부중 하나(10a)는 반사재(30)의 다른 개구(33)를 통해 외부로 나간다.

도시된 유닛은 본 실시예에 있어서 전압 전송 수단(40)을 포함한다. 전류 전도체(12a, 12b)는 각각 전압 전송 수단(40)의 입력부(41a, 41b)에 접속되며, 다른 전류 공급 전도체(24)는 전압 전송 수단의 출력부(42)에 접속된다. 이 경우에, 전압 전송 수단(40)은 유도적으로 동작되는 전송기가 되게 구현된다. 본 발명에 따른 유닛의 도시되지 않은 변형 실시예에 있어서, 다른 전류 공급 전도체(24)는별개의 입력부에 연결되며, 예를 들면 점화 전압 펄스는 상기 입력부에 공급될 수 있는 반면에, 일정한 공급 전압은 전류 전도체(12a, 12b)의 입력부(41a, 41b)에 각각 공급된다.

본 발명에 따른 유닛의 점화 시간은 검사되었다. 또한, 국제 출원 공개 제 WO 99/48133 호에 따른 유닛의 점화 시간도 검사되었다.

본 발명에 따른 유닛과 국제 출원 공개 제 WO 99/48133 호에 따른 유닛 모두 암실에 위치된다. 24시간의 기간 후에, 각 유닛의 제 1 및 제 2 전극의 적절한 전류 전도체는 300V의 전원에 접속되며, 암실 상태는 유지되고, 안테나 용기에 전류를 공급하기 위한 다른 전류 공급 전도체는 9kV 사인파형 점화 전압에 접속된다. 일련의 테스트에서, 안테나 용기는 100mbar의 충전물 압력을 갖는 충전물로써 Ar를 함유한다. 본 발명에 따른 유닛의 경우에서, 램프의 점화는 실질적으로 순간적이지만 모든 경우에 적어도 20초내에 이뤄졌다. 국제 출원 공개 제 WO 99/48133 호에 따른 유닛의 경우에는, 상당한 점화 지연이 발생하여 심지어는 1분 이상이 지연되기도 한다. 만약, 50초를 초과하는 점화 지연이 있는 경우에는, 유닛은 별개의 UV광원으로부터의 UV광에 노출되며, 안테나 용기에서 순간 이온화가 발생되어, 램프의 파손을 야기시킨다.

투영형 텔레비전과 같은 투영형 시스템내에서의 사용을 위해, 50초의 지연을 갖는 점화는 수용가능하다. 그러나, 점화 지연은 바람직하게는 20초 미만이다. 본 발명은 각 신규한 특성과, 이들 특성의 각 조합으로 더 구현된다.

Claims (9)

1. 고압 방전 램프(1) 및 점화 안테나(2)를 포함하는 유닛으로서, 상기 고압 방전 램프(1)는 이온화 가능한 충전물을 함유하는 광전송의 기밀 램프 용기(10)를 구비하며, 상기 램프 용기내에 제 1 및 제 2 전극(11a, 11b)이 배치되며, 각 전극은 상기 램프 용기로부터 외부로 빠져나가는 자체의 전류 전도체(12a, 12b)와 접속되며, 상기 램프 용기에 인접하여 배치된 상기 점화 안테나(2)는 이온화 가능한 충전물을 함유하고 다른 외부 전극(22)을 구비하는 기밀 안테나 용기(20)를 포함하며, 상기 외부 전극(22)은 상기 안테나 용기(20)의 외측 표면상에 구비되어 다른 전류 공급 전도체(24)에 접속되는, 유닛에 있어서,

   상기 점화 안테나의 안테나 용기가 또한 전기전도성 소자를 둘러싸는 것을 특징으로 하는

   유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나 용기(10)가 반투명 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는

   유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 점화 안테나(2)가 활성화 상태에서 UV 방사를 생성하는 것을 특징으로하는

   유닛.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전기전도성 소자가 상기 다른 전극의 위치에서 안테나 용기 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는

   유닛.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전기전도성 소자가 금속 포일로써 형성되는 것을 특징으로 하는

   유닛
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 안테나 용기가 연장부를 포함하며, 상기 다른 전극이 상기 연장부를 따라서 연장되며, 상기 전기전도성 소자가 상기 다른 전극보다 적어도 2㎜이상 연장되는 것을 특징으로 하는

   유닛.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 램프 용기(10)가 비교적 넓은 중앙부(10c)와, 상기 중앙부(10c)의 양측면상에 있는 목 형상 단부(10a, 10b)를 포함하며, 상기 전극(11a, 11b)은 상기 램프 용기의 상기 중앙부내에 배치되며, 상기 각 전류 전도체(12a, 12b)는 상기 각 단부를 통해 연장되며, 상기 점화 안테나(2)의 상기 안테나 용기(20)는 상기 중앙부에 인접해서 하나의 단부(10a) 둘레에서 굽혀진 튜브인 것을 특징으로 하는

   유닛.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   반사재(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

   유닛.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 반사재(30)가 광축(31), 광 방출 개구(32) 및 상기 광 방출 개구에 대향하는 다른 개구(33)를 구비하는 수렴성 반사재(30)이며, 상기 반사재는 상기 램프 용기(10)의 상기 중앙부(10c)를 둘러싸며, 상기 램프 용기의 목 형상부(10a, 10b)는 상기 광축을 따라 연장되며, 상기 점화 안테나(2)의 안테나 용기(20)의 둘레로 굽혀지는 상기 단부(10a)는 상기 다른 개구를 통해 외부로 빠져나가는 것을 특징으로 하는

   유닛.