光線色ホモジナイザーを有する金属ハロゲン化物反射器ランプ
新規な金属ハロゲン化物反射器ランプが記載され、反射器ランプは、金属ハロゲン化物バーナーにより放射された光を、かき混ぜ、色混合し、及び別様に混ぜ合わせるための受動的光学素子を有する。光学素子は、放射プラズマ容器に近接して配置されて、広い立体角を遮断する。光学素子は、バーナーの放電容器の中心にその頂点を有し、かつ反射器の開放末端により範囲を定められる立体角内で、放射光を実質的に遮断することが好ましい。光学素子は、さもなくば反射器の主光学制御表面上に衝突しない、この立体角内で発散する光を、表面散乱、反射、又は屈折するよう設計されていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ハロゲン化物ランプに関し、より詳細には、反射光学要素内に封入された金属ハロゲン化物ランプに関する。それらの用途には、スポット照明、食品照明、芸術作品の物体のハイライト、商品及び建物正面の照明、並びに他の一般的な照明用途が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【背景技術】
【０００２】
低ワット石英金属ハロゲン化物ランプ及び小型セラミック金属ハロゲン化物（ＨＣｌ）ランプは、長い間市販されている。これらのランプは、ダウンライト照明及び集中照明（集光形又は散光形）用の反射器内に含められる小さい集中光源として設計されている。これらのランプにより提供される主な利点は、良好な演色及び均一な光線の色を保ちながら、タングステン−ハロゲンＰＡＲ又はＡＲ反射器ランプを、よりエネルギー効率のよい金属ハロゲン化物ランプと代替する可能性があることである。これらの種類のランプの例は、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００３】
しかしながら、反射器用途における金属ハロゲン化物ランプは、遠視野において強力な色変化を示す傾向があり、これは望ましくなく、また基本的にタングステン−ハロゲンＰＡＲランプには存在しないものである。これらの色変化は、放射種の電気アークにおける分離、バーナー内部表面上の塩の吸収、及び主光学制御表面上に衝突しないバーナーから逃れる放射によって生じる。この色分離は、反射器の出力開口上に斑状のガラスレンズを使用し、また反射器の内部上に渦線を使用することにより幾分緩和される。尚、ランプの光線パターンの全域で、放射された光の色の均一性を向上させることが有利であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開公報第２００３／０１９３２８０号
【特許文献２】米国特許出願公開公報第２００５／０１８４６３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、先行技術の不都合を除去することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、金属ハロゲン化物反射器ランプの投射された光線に、より良好な色均一性を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的に従って、金属ハロゲン化物バーナーにより放射された光を、かき混ぜ、色混合し、及び別様に混ぜ合わせるための受動的光学素子を有する新規な金属ハロゲン化物反射器ランプを提供する。光学素子は、放射プラズマ容器に近接して配置されて、広い立体角を遮断する。光学素子は、バーナーの放電容器の中心にその頂点を有し、かつ反射器の開放末端により範囲を定められる立体角内で、放射光を実質的に遮断することが好ましい。光学素子は、さもなくば反射器の主光学制御表面上に衝突しない、この立体角内で発散する光を、散乱、反射、又は屈折するよう設計されていてもよい。光学素子が存在しない場合、立体角内で放射された光は、反射器小面又は渦と相互作用せず、他の立体角からの光と色混合され得ない。
【０００８】
本発明の光学素子は、石英、成型及び焼成された多結晶アルミナ（ＰＣＡ）、透明物体のためのサファイア、又は窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、若しくはイットリウムアルミニウムガーネット等の任意の他の半透明／透明セラミックスから形成されていてもよい。必要条件は、光学素子がランプの成分と化学反応しないこと、又は作動温度で亀裂しないことのみである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＰＡＲ３８反射器ランプ内の７０Ｗ ＨＣｌバーナーから１．６mの所に配置された標的スクリーン上の、測定された照度分布のプロット。
【図２】ＰＡＲ３８反射器ランプ内の水平に燃焼する７０Ｗ ＨＣｌバーナーから放射された光の、測定された空間的色温度分布のプロット。
【図３ａ】先行技術によるセラミック金属ハロゲン化物反射器ランプを示す図。
【図３ｂ】先行技術によるセラミック金属ハロゲン化物反射器ランプのジャケット付きセラミックバーナーの拡大図。
【図４】塩小滴を通過する光の、多結晶アルミナバーナーの壁を通過する光に対するスペクトル放射輝度の比を示すグラフ。
【図５ａ】セラミック金属ハロゲン化物ランプ内の光学素子の配置を示す図。
【図５ｂ】セラミック金属ハロゲン化物ランプ内の光学素子の配置を示す図。
【図６ａ】光学素子の第一実施形態の正面図。
【図６ｂ】光学素子の第一実施形態の断面図。
【図７ａ】光学素子の第二実施形態の正面図。
【図７ｂ】光学素子の第二実施形態の断面図。
【図８ａ】光学素子の第三実施形態の正面図。
【図８ｂ】光学素子の第三実施形態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を、本発明の他の及び更なる目的、利点、及び能力と共により深く理解するために、以下の開示及び添付の特許請求の範囲を、上記した図面と共に参照する。
【００１１】
図１は、水平に燃焼する７０Ｗ ＨＣｌ ＰＡＲ３８ランプに関して測定された、１．６ｍ離れたスクリーン上に投射された照度線を示す。図示するように、光度は、光線パターンの中心（＞１７５００ｌｘ（ルーメン／ｍ2））から外側へ均一に低下する筈である。しかしながら、現存する金属ハロゲン化物反射器ランプは、特に鉛直の、基部が上の配向以外の配向で作動された際に、この領域上に色の非均一性を示す。図２に、水平に作動させた７０Ｗ ＨＣｌ ＰＡＲ３８ランプに関する相関する色温度（ＣＣＴ）の非均一性を示す。図２に示したＣＣＴの測定基準は、ランプにより放射された光の色を記述するのに使用される通常の測定基準である。比較的通常に使用されていない他の測定基準は、１９３１又は１９７６システムを使用したＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）のマッピングである。
【００１２】
金属ハロゲン化物反射器ランプの非均一性の原因は、上述した色分離機構にあり、図３ａ及び図３ｂを参照して理解し得る。詳細には、図３ａは、塩溶融プール５の不規則かつ制御不可能な位置が、特に極角θで定義される、孤立した立体角ｄΩ＝２π（１−ｃｏｓθ）内で、バーナー７の放電容器２から発散する光にどのように影響し得るかを示している。方向１３、１５に放射される光とは異なり、バーナー７から立体角（断続線の矢印１０、１１で区切って示される）内に放出される光は、主光学制御表面、即ち反射器２０上に衝突しない。この非制御の立体角内の任意の色変化は、反射器２０の開放末端１７から出る前に、バーナーの残りからの光と容易に混合され得ない。実際に、塩が近紫外及び青色内で優先的に吸収するため、アーク放射が塩プールを通過する際（図３ｂの矢印３で示すように）、放射は強力に濾過される。その結果、孤立した立体角ｄΩからの光は、赤みを帯びた黄色となり得る。これを図４に示し、ここで典型的な３０００Ｋ希土類塩ブレンドに関する塩プールの吸収を示す。詳細には、図４は、塩小滴を通過した光の、多結晶アルミナバーナーの壁を通過した光（図３ｂの矢印４で示す）に対するスペクトル放射輝度の比を示す。この優先的な波長吸収は、周辺の物体の片側が赤みを帯び、他方側が青みを帯びて見える効果を有し得る。
【００１３】
図５ａを参照すると、本発明による好ましい反射器ランプのセラミックバーナー７の実施形態が、その外側ジャケット内に装着されて示されている。セラミックバーナー７は、２つの毛細管３５、３７を有し、これらは放電容器２から外側へ延びている。セラミックバーナー７は、圧力シール３３、及びフィードスルーとして働くモリブデンホイル３２を用いて、管状の外側ジャケット９内に密封されている。セラミックバーナー７（アーク管又は放電容器とも称される）は、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）セラミックから形成されているが、サファイア、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、及びイットリウムアルミニウムガーネットのような他の半透明／透明セラミックスを使用してもよい。代替的な実施形態では、バーナーは石英から形成されてもよく、その場合、末端部は、外側ジャケットを密封する際に使用した圧力シールと同様の圧力シールを有するであろう。圧力シールは、セラミックバーナーの毛細管を代替するであろう。別の代替的な実施形態において、セラミックバーナー７の毛細管は、放電容器（通称、シングルエンドのアーク管）と同一側に配置されている。
【００１４】
放電容器２の基端側４８から外側へ延びる基端毛細管３５（圧力シール３３から最も近い）は、リード線４３に電気的に接続されている。放電容器２の先端側４９から外側へ延びる先端毛細管３７（圧力シール３３から最も遠い）は、戻り線３１によりリード線４５に電気的に接続されている。戻り線３１にゲッターフラッグ４１が取り付けられて、外側ジャケット９内の汚染物質を低減させる。放電容器２は、有用な光を生成するために封入された化学物質を収容している。それらの化学物質は、Ｄｙ、Ｔｍ、Ｈｏのハロゲン化物等の希土類塩の、Ｎａ等のアルカリハロゲン化物、及びＣａ等のアルカリ土類ハロゲン化物とのブレンドであってもよいが、これらに限定されるわけではない。ヨウ化物は好ましいハロゲン化物である。他の化学物質は、Ｃｅ又はＰｒハロゲン化物であってもよい。塩充填物は、金属Ｈｇも含み得る。放電容器は、ランプを起動させるための不活性緩衝ガスも含む。ガスは、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ若しくはＸｅ又はそれらの混合物であってもよく、ランプが遅延ウォームアップ又は自動車Ｄランプ（一般に〜１０ｂａｒ Ｘｅ）のようなより急速なウォームアップを目的としているかに応じて、０．００４ｂａｒ〜１５ｂａｒの冷間充填圧力の範囲内にあってもよい。他の充填化学物質を使用してもよく、本発明は特定の充填物に依存するものではない。
【００１５】
再び図５ａを参照すると、光学素子３０は、先端毛細管３７上に装着され、セラミックバーナー３７の放電容器２に近接している。この実施形態において、光学素子３０は、成形されたセラミック円盤であり、同円盤は、先端毛細管３７が貫通することを可能にする孔を有する。光学素子３０は、先端毛細管３７と接触しているが、必ずしも取り付けられていなくてもよい。バーナー７及びその外側ジャケット９は、反射器基部２５に隣接した圧力シール３３により、反射器２０内に装着されている（図３ａに示す先行技術のランプに関して図示するように）。反射器２０は、光軸の周囲に回転対称性を有する光学要素であってもよい。反射器はまた、非結像光学要素の原理、及び熱力学の法則と一致する最大エネルギー輸送に要求されるように、非対称に成型されてもよい。
【００１６】
図５ｂを参照すると、光学素子３０は、アクティブな放電容器の末端部からのその角度分布が、反射鏡２０の主光学制御表面上に衝突しないであろう放射を、反射又は散乱させる形状を有する。この領域は、その頂点を放電容器２の中心に有し、その基部（又は準線）を反射器２０の開放末端として有する立体錐体（solid cone）により画成される。錐体の３次元側面、及び含まれる立体角ｄΩは、矢印１０、１１で区切られた２次元投影図に示され、ここでｄΩ＝２π（１−ｃｏｓθ）である。立体角ｄΩ内で放射された光は、光学素子３０と相互作用し、部分的に反射器２０に向かって反射され（矢印５０、５１で示すように）、屈折又は散乱されて、反射器ランプを去る光をより良好に均一化し得る。光学素子の位置は、光学素子がアクティブな放電容器から離れて移動することを制限するように、ゲッターフラッグを戻り線に対して結合（weld）することにより維持され得る。光学素子を制限するために、別個のクロスワイヤも戻り線に対して結合し得る。
【００１７】
図６ａ（正面図）及び図６ｂ（断面図）に、光学素子の第一実施形態を示す。この場合、光学素子６１は、先端毛細管を収容するための中心孔６５を有する平凸形状の半透明多結晶アルミナ（ＰＣＡ）である。中心孔の直径ｄは、毛細管を通すに十分大きく、外径Ｄは、外側ジャケット（一般に、石英製）の内部に適合するに十分小さい。光学素子内の孔６５は、ダイアモンドドリルが作製するような直円柱でもよく、又は縦溝を有する孔等のより複雑なものでもよい。後者の形態において、縦溝は毛細管に接触して接触表面積を最小にし、また、光学素子内に移動する熱を低減し、毛細管を冷却するであろう。溝６７（又は付加的な偏心孔）を使用して、先端毛細管に取り付けられた戻り線を収容する。光学素子６１は、その凸面６０がバーナーの放電容器から放出された光に面するように装着される。この素子は、孤立した立体角内の放射を、主反射器上に散乱し戻して、混ぜ合わせるよう設計されている。
【００１８】
図７ａ（正面図）及び図７ｂ（断面図）に、光学素子の別の実施形態を示す。ここで光学素子７０は、先端毛細管を収容するための中心孔６５を有する、切子面を刻まれた平凸形状である。光学素子７０は、その切子面を刻まれた表面７２が、バーナーの放電容器から放出された光に面するように装着される。この素子は、孤立した立体角内の放射を、主反射器上に散乱し戻して、混ぜ合わせるよう設計されている。切子面を刻まれた表面７２に、金属又は二色性反射コーティングを適用してもよい。
【００１９】
図８ａ（正面図）及び図８ｂ（断面図）に、光学素子の更なる実施形態を示す。この実施形態では、光学素子８０は透明であり、切子面を刻まれた表面８５を有して、孤立した立体角内の光を屈折させる。バーナーからの光線８１は、切子面を刻まれた表面８５上に衝突する。光の一部８６は反射され、より大きい部分８７は、主光学制御表面の光線パターン内に直接屈折される。光学素子８０の後面８２は粗面化されて、標的表面への移送中に、屈折した光を更に散乱させる。
【００２０】
現在本発明の好ましい実施形態と考慮されるものを図示及び記載してきたが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更及び修正を加え得ることが当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【００２１】
２ 放電容器
７ バーナー
９ 外側ジャケット
３０ 光学素子
３３ 圧力シール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ハロゲン化物ランプに関し、より詳細には、反射光学要素内に封入された金属ハロゲン化物ランプに関する。それらの用途には、スポット照明、食品照明、芸術作品の物体のハイライト、商品及び建物正面の照明、並びに他の一般的な照明用途が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【背景技術】
【０００２】
低ワット石英金属ハロゲン化物ランプ及び小型セラミック金属ハロゲン化物（ＨＣｌ）ランプは、長い間市販されている。これらのランプは、ダウンライト照明及び集中照明（集光形又は散光形）用の反射器内に含められる小さい集中光源として設計されている。これらのランプにより提供される主な利点は、良好な演色及び均一な光線の色を保ちながら、タングステン−ハロゲンＰＡＲ又はＡＲ反射器ランプを、よりエネルギー効率のよい金属ハロゲン化物ランプと代替する可能性があることである。これらの種類のランプの例は、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００３】
しかしながら、反射器用途における金属ハロゲン化物ランプは、遠視野において強力な色変化を示す傾向があり、これは望ましくなく、また基本的にタングステン−ハロゲンＰＡＲランプには存在しないものである。これらの色変化は、放射種の電気アークにおける分離、バーナー内部表面上の塩の吸収、及び主光学制御表面上に衝突しないバーナーから逃れる放射によって生じる。この色分離は、反射器の出力開口上に斑状のガラスレンズを使用し、また反射器の内部上に渦線を使用することにより幾分緩和される。尚、ランプの光線パターンの全域で、放射された光の色の均一性を向上させることが有利であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開公報第２００３／０１９３２８０号
【特許文献２】米国特許出願公開公報第２００５／０１８４６３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、先行技術の不都合を除去することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、金属ハロゲン化物反射器ランプの投射された光線に、より良好な色均一性を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的に従って、金属ハロゲン化物バーナーにより放射された光を、かき混ぜ、色混合し、及び別様に混ぜ合わせるための受動的光学素子を有する新規な金属ハロゲン化物反射器ランプを提供する。光学素子は、放射プラズマ容器に近接して配置されて、広い立体角を遮断する。光学素子は、バーナーの放電容器の中心にその頂点を有し、かつ反射器の開放末端により範囲を定められる立体角内で、放射光を実質的に遮断することが好ましい。光学素子は、さもなくば反射器の主光学制御表面上に衝突しない、この立体角内で発散する光を、散乱、反射、又は屈折するよう設計されていてもよい。光学素子が存在しない場合、立体角内で放射された光は、反射器小面又は渦と相互作用せず、他の立体角からの光と色混合され得ない。
【０００８】
本発明の光学素子は、石英、成型及び焼成された多結晶アルミナ（ＰＣＡ）、透明物体のためのサファイア、又は窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、若しくはイットリウムアルミニウムガーネット等の任意の他の半透明／透明セラミックスから形成されていてもよい。必要条件は、光学素子がランプの成分と化学反応しないこと、又は作動温度で亀裂しないことのみである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＰＡＲ３８反射器ランプ内の７０Ｗ ＨＣｌバーナーから１．６mの所に配置された標的スクリーン上の、測定された照度分布のプロット。
【図２】ＰＡＲ３８反射器ランプ内の水平に燃焼する７０Ｗ ＨＣｌバーナーから放射された光の、測定された空間的色温度分布のプロット。
【図３ａ】先行技術によるセラミック金属ハロゲン化物反射器ランプを示す図。
【図３ｂ】先行技術によるセラミック金属ハロゲン化物反射器ランプのジャケット付きセラミックバーナーの拡大図。
【図４】塩小滴を通過する光の、多結晶アルミナバーナーの壁を通過する光に対するスペクトル放射輝度の比を示すグラフ。
【図５ａ】セラミック金属ハロゲン化物ランプ内の光学素子の配置を示す図。
【図５ｂ】セラミック金属ハロゲン化物ランプ内の光学素子の配置を示す図。
【図６ａ】光学素子の第一実施形態の正面図。
【図６ｂ】光学素子の第一実施形態の断面図。
【図７ａ】光学素子の第二実施形態の正面図。
【図７ｂ】光学素子の第二実施形態の断面図。
【図８ａ】光学素子の第三実施形態の正面図。
【図８ｂ】光学素子の第三実施形態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を、本発明の他の及び更なる目的、利点、及び能力と共により深く理解するために、以下の開示及び添付の特許請求の範囲を、上記した図面と共に参照する。
【００１１】
図１は、水平に燃焼する７０Ｗ ＨＣｌ ＰＡＲ３８ランプに関して測定された、１．６ｍ離れたスクリーン上に投射された照度線を示す。図示するように、光度は、光線パターンの中心（＞１７５００ｌｘ（ルーメン／ｍ2））から外側へ均一に低下する筈である。しかしながら、現存する金属ハロゲン化物反射器ランプは、特に鉛直の、基部が上の配向以外の配向で作動された際に、この領域上に色の非均一性を示す。図２に、水平に作動させた７０Ｗ ＨＣｌ ＰＡＲ３８ランプに関する相関する色温度（ＣＣＴ）の非均一性を示す。図２に示したＣＣＴの測定基準は、ランプにより放射された光の色を記述するのに使用される通常の測定基準である。比較的通常に使用されていない他の測定基準は、１９３１又は１９７６システムを使用したＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）のマッピングである。
【００１２】
金属ハロゲン化物反射器ランプの非均一性の原因は、上述した色分離機構にあり、図３ａ及び図３ｂを参照して理解し得る。詳細には、図３ａは、塩溶融プール５の不規則かつ制御不可能な位置が、特に極角θで定義される、孤立した立体角ｄΩ＝２π（１−ｃｏｓθ）内で、バーナー７の放電容器２から発散する光にどのように影響し得るかを示している。方向１３、１５に放射される光とは異なり、バーナー７から立体角（断続線の矢印１０、１１で区切って示される）内に放出される光は、主光学制御表面、即ち反射器２０上に衝突しない。この非制御の立体角内の任意の色変化は、反射器２０の開放末端１７から出る前に、バーナーの残りからの光と容易に混合され得ない。実際に、塩が近紫外及び青色内で優先的に吸収するため、アーク放射が塩プールを通過する際（図３ｂの矢印３で示すように）、放射は強力に濾過される。その結果、孤立した立体角ｄΩからの光は、赤みを帯びた黄色となり得る。これを図４に示し、ここで典型的な３０００Ｋ希土類塩ブレンドに関する塩プールの吸収を示す。詳細には、図４は、塩小滴を通過した光の、多結晶アルミナバーナーの壁を通過した光（図３ｂの矢印４で示す）に対するスペクトル放射輝度の比を示す。この優先的な波長吸収は、周辺の物体の片側が赤みを帯び、他方側が青みを帯びて見える効果を有し得る。
【００１３】
図５ａを参照すると、本発明による好ましい反射器ランプのセラミックバーナー７の実施形態が、その外側ジャケット内に装着されて示されている。セラミックバーナー７は、２つの毛細管３５、３７を有し、これらは放電容器２から外側へ延びている。セラミックバーナー７は、圧力シール３３、及びフィードスルーとして働くモリブデンホイル３２を用いて、管状の外側ジャケット９内に密封されている。セラミックバーナー７（アーク管又は放電容器とも称される）は、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）セラミックから形成されているが、サファイア、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、及びイットリウムアルミニウムガーネットのような他の半透明／透明セラミックスを使用してもよい。代替的な実施形態では、バーナーは石英から形成されてもよく、その場合、末端部は、外側ジャケットを密封する際に使用した圧力シールと同様の圧力シールを有するであろう。圧力シールは、セラミックバーナーの毛細管を代替するであろう。別の代替的な実施形態において、セラミックバーナー７の毛細管は、放電容器（通称、シングルエンドのアーク管）と同一側に配置されている。
【００１４】
放電容器２の基端側４８から外側へ延びる基端毛細管３５（圧力シール３３から最も近い）は、リード線４３に電気的に接続されている。放電容器２の先端側４９から外側へ延びる先端毛細管３７（圧力シール３３から最も遠い）は、戻り線３１によりリード線４５に電気的に接続されている。戻り線３１にゲッターフラッグ４１が取り付けられて、外側ジャケット９内の汚染物質を低減させる。放電容器２は、有用な光を生成するために封入された化学物質を収容している。それらの化学物質は、Ｄｙ、Ｔｍ、Ｈｏのハロゲン化物等の希土類塩の、Ｎａ等のアルカリハロゲン化物、及びＣａ等のアルカリ土類ハロゲン化物とのブレンドであってもよいが、これらに限定されるわけではない。ヨウ化物は好ましいハロゲン化物である。他の化学物質は、Ｃｅ又はＰｒハロゲン化物であってもよい。塩充填物は、金属Ｈｇも含み得る。放電容器は、ランプを起動させるための不活性緩衝ガスも含む。ガスは、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ若しくはＸｅ又はそれらの混合物であってもよく、ランプが遅延ウォームアップ又は自動車Ｄランプ（一般に〜１０ｂａｒ Ｘｅ）のようなより急速なウォームアップを目的としているかに応じて、０．００４ｂａｒ〜１５ｂａｒの冷間充填圧力の範囲内にあってもよい。他の充填化学物質を使用してもよく、本発明は特定の充填物に依存するものではない。
【００１５】
再び図５ａを参照すると、光学素子３０は、先端毛細管３７上に装着され、セラミックバーナー３７の放電容器２に近接している。この実施形態において、光学素子３０は、成形されたセラミック円盤であり、同円盤は、先端毛細管３７が貫通することを可能にする孔を有する。光学素子３０は、先端毛細管３７と接触しているが、必ずしも取り付けられていなくてもよい。バーナー７及びその外側ジャケット９は、反射器基部２５に隣接した圧力シール３３により、反射器２０内に装着されている（図３ａに示す先行技術のランプに関して図示するように）。反射器２０は、光軸の周囲に回転対称性を有する光学要素であってもよい。反射器はまた、非結像光学要素の原理、及び熱力学の法則と一致する最大エネルギー輸送に要求されるように、非対称に成型されてもよい。
【００１６】
図５ｂを参照すると、光学素子３０は、アクティブな放電容器の末端部からのその角度分布が、反射鏡２０の主光学制御表面上に衝突しないであろう放射を、反射又は散乱させる形状を有する。この領域は、その頂点を放電容器２の中心に有し、その基部（又は準線）を反射器２０の開放末端として有する立体錐体（solid cone）により画成される。錐体の３次元側面、及び含まれる立体角ｄΩは、矢印１０、１１で区切られた２次元投影図に示され、ここでｄΩ＝２π（１−ｃｏｓθ）である。立体角ｄΩ内で放射された光は、光学素子３０と相互作用し、部分的に反射器２０に向かって反射され（矢印５０、５１で示すように）、屈折又は散乱されて、反射器ランプを去る光をより良好に均一化し得る。光学素子の位置は、光学素子がアクティブな放電容器から離れて移動することを制限するように、ゲッターフラッグを戻り線に対して結合（weld）することにより維持され得る。光学素子を制限するために、別個のクロスワイヤも戻り線に対して結合し得る。
【００１７】
図６ａ（正面図）及び図６ｂ（断面図）に、光学素子の第一実施形態を示す。この場合、光学素子６１は、先端毛細管を収容するための中心孔６５を有する平凸形状の半透明多結晶アルミナ（ＰＣＡ）である。中心孔の直径ｄは、毛細管を通すに十分大きく、外径Ｄは、外側ジャケット（一般に、石英製）の内部に適合するに十分小さい。光学素子内の孔６５は、ダイアモンドドリルが作製するような直円柱でもよく、又は縦溝を有する孔等のより複雑なものでもよい。後者の形態において、縦溝は毛細管に接触して接触表面積を最小にし、また、光学素子内に移動する熱を低減し、毛細管を冷却するであろう。溝６７（又は付加的な偏心孔）を使用して、先端毛細管に取り付けられた戻り線を収容する。光学素子６１は、その凸面６０がバーナーの放電容器から放出された光に面するように装着される。この素子は、孤立した立体角内の放射を、主反射器上に散乱し戻して、混ぜ合わせるよう設計されている。
【００１８】
図７ａ（正面図）及び図７ｂ（断面図）に、光学素子の別の実施形態を示す。ここで光学素子７０は、先端毛細管を収容するための中心孔６５を有する、切子面を刻まれた平凸形状である。光学素子７０は、その切子面を刻まれた表面７２が、バーナーの放電容器から放出された光に面するように装着される。この素子は、孤立した立体角内の放射を、主反射器上に散乱し戻して、混ぜ合わせるよう設計されている。切子面を刻まれた表面７２に、金属又は二色性反射コーティングを適用してもよい。
【００１９】
図８ａ（正面図）及び図８ｂ（断面図）に、光学素子の更なる実施形態を示す。この実施形態では、光学素子８０は透明であり、切子面を刻まれた表面８５を有して、孤立した立体角内の光を屈折させる。バーナーからの光線８１は、切子面を刻まれた表面８５上に衝突する。光の一部８６は反射され、より大きい部分８７は、主光学制御表面の光線パターン内に直接屈折される。光学素子８０の後面８２は粗面化されて、標的表面への移送中に、屈折した光を更に散乱させる。
【００２０】
現在本発明の好ましい実施形態と考慮されるものを図示及び記載してきたが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更及び修正を加え得ることが当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【００２１】
２ 放電容器
７ バーナー
９ 外側ジャケット
３０ 光学素子
３３ 圧力シール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ハロゲン化物反射器ランプであって、基部、及び基部と反対側の開放端部を有する反射器と、金属ハロゲン化物充填物を含有する放電容器を有するバーナーと、前記バーナーを封入し、かつ少なくとも１つの電気フィードスルーを伴う圧力シールを有する外側ジャケットと、前記バーナーは、前記外側ジャケット内に装着され、前記外側ジャケットは、外側ジャケットの圧力シールが反射器の基部に隣接するように反射器内に装着され、前記バーナーの放電容器は、外側ジャケットの圧力シールの近傍の基端側と、外側ジャケットの圧力シールから離間した先端側とを有することと、前記外側ジャケット内においてバーナーの先端側に配置された光学素子と、同光学素子は、放電容器の中心にその頂点を有する立方角内の、反射器の開放末端により範囲を定められる、放電容器から放出された光と実質的に相互作用することと、を備えるランプ。
【請求項２】
前記バーナーが、それぞれ、放電容器の先端側及び基端側から外側へ延びる、先端毛細管及び基端毛細管を有するセラミックバーナーであり、前記基端毛細管は、光学素子内の開口を通して延びる、請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
前記光学素子が平凸形状を有し、光学素子の凸面が放電容器に面している、請求項１に記載のランプ。
【請求項４】
前記光学素子が切子面を刻まれた平凸形状を有し、光学素子の切子面を刻まれた表面が放電容器に面している、請求項１に記載のランプ。
【請求項５】
前記切子面を刻まれた表面が、反射性コーティングを有する請求項４に記載のランプ。
【請求項６】
前記反射性コーティングが、金属又は二色性反射性コーティングである、請求項５に記載のランプ。
【請求項７】
前記光学素子が透明であり、かつ放電容器に面した切子面を刻まれた表面を有して、立体角内の光を屈折させる、請求項１に記載のランプ。
【請求項８】
前記光学素子が、放電容器の反対側に面した粗面化された表面を有する、請求項７に記載のランプ。
【請求項９】
前記光学素子が、透明又は半透明の石英又はセラミック材料から形成されている、請求項１に記載のランプ。
【請求項１０】
前記バーナーが、多結晶アルミナを含むセラミックバーナーである、請求項１に記載のランプ。
【請求項１１】
前記バーナーが、石英を含む請求項１に記載のランプ。
【請求項１２】
前記石英バーナーが圧力シールを有し、前記圧力シールの１つが、光学素子を貫通している請求項１１に記載のランプ。
【請求項１３】
セラミック金属ハロゲン化物反射器ランプであって、基部、及び基部と反対側の開放端部を有する反射器と、金属ハロゲン化物充填物を含有する放電容器を有するセラミックバーナーと、前記セラミックバーナーを封入し、かつ少なくとも１つの電気フィードスルーを伴う圧力シールを有する管状外側ジャケットと、前記セラミックバーナーは、前記外側ジャケット内に装着され、前記外側ジャケットは、外側ジャケットの圧力シールが反射器の基部に隣接するように反射器内に装着され、前記セラミックバーナーは、外側ジャケットの圧力シールの近傍の基端毛細管と、外側ジャケットの圧力シールから離間した先端毛細管とを有し、前記先端毛細管及び基端毛細管は、放電容器から外側へ延びていることと、円盤形状と開口とを有するセラミック材料を含む光学素子と、同光学素子は、先端毛細管が前記開口を貫通するように外側ジャケット内に装着され、光学素子は、放電容器の中心にその頂点を有する立方角内の、反射器の開放末端により範囲を定められる、放電容器から放出された光と実質的に相互作用することと、を備えるランプ。
【請求項１４】
前記先端毛細管が、ゲッターフラッグを有する戻り線に取り付けられ、前記ゲッターフラッグは、戻り線に結合され、光学素子の移動を妨げる、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１５】
前記光学素子が平凸形状を有し、光学素子の凸面が放電容器に面している、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１６】
前記光学素子が切子面を刻まれた平凸形状を有し、光学素子の切子面を刻まれた表面が放電容器に面している、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１７】
前記切子面を刻まれた表面が、反射性コーティングを有する請求項１６に記載のランプ。
【請求項１８】
前記反射性コーティングが、金属又は二色性反射性コーティングである、請求項１７に記載のランプ。
【請求項１９】
前記光学素子が透明であり、かつ放電容器に面した切子面を刻まれた表面を有して、立体角内の光を屈折させる、請求項１３に記載のランプ。
【請求項２０】
前記光学素子が、放電容器の反対側に面した粗面化された表面を有する、請求項１９に記載のランプ。
【請求項２１】
前記光学素子が、半透明の多結晶アルミナから形成されている、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１】
金属ハロゲン化物反射器ランプであって、基部、及び基部と反対側の開放端部を有する反射器と、金属ハロゲン化物充填物を含有する放電容器を有するバーナーと、前記バーナーを封入し、かつ少なくとも１つの電気フィードスルーを伴う圧力シールを有する外側ジャケットと、前記バーナーは、前記外側ジャケット内に装着され、前記外側ジャケットは、外側ジャケットの圧力シールが反射器の基部に隣接するように反射器内に装着され、前記バーナーの放電容器は、外側ジャケットの圧力シールの近傍の基端側と、外側ジャケットの圧力シールから離間した先端側とを有することと、前記外側ジャケット内においてバーナーの先端側に配置された光学素子と、同光学素子は、放電容器の中心にその頂点を有する立方角内の、反射器の開放末端により範囲を定められる、放電容器から放出された光と実質的に相互作用することと、を備えるランプ。
【請求項２】
前記バーナーが、それぞれ、放電容器の先端側及び基端側から外側へ延びる、先端毛細管及び基端毛細管を有するセラミックバーナーであり、前記基端毛細管は、光学素子内の開口を通して延びる、請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
前記光学素子が平凸形状を有し、光学素子の凸面が放電容器に面している、請求項１に記載のランプ。
【請求項４】
前記光学素子が切子面を刻まれた平凸形状を有し、光学素子の切子面を刻まれた表面が放電容器に面している、請求項１に記載のランプ。
【請求項５】
前記切子面を刻まれた表面が、反射性コーティングを有する請求項４に記載のランプ。
【請求項６】
前記反射性コーティングが、金属又は二色性反射性コーティングである、請求項５に記載のランプ。
【請求項７】
前記光学素子が透明であり、かつ放電容器に面した切子面を刻まれた表面を有して、立体角内の光を屈折させる、請求項１に記載のランプ。
【請求項８】
前記光学素子が、放電容器の反対側に面した粗面化された表面を有する、請求項７に記載のランプ。
【請求項９】
前記光学素子が、透明又は半透明の石英又はセラミック材料から形成されている、請求項１に記載のランプ。
【請求項１０】
前記バーナーが、多結晶アルミナを含むセラミックバーナーである、請求項１に記載のランプ。
【請求項１１】
前記バーナーが、石英を含む請求項１に記載のランプ。
【請求項１２】
前記石英バーナーが圧力シールを有し、前記圧力シールの１つが、光学素子を貫通している請求項１１に記載のランプ。
【請求項１３】
セラミック金属ハロゲン化物反射器ランプであって、基部、及び基部と反対側の開放端部を有する反射器と、金属ハロゲン化物充填物を含有する放電容器を有するセラミックバーナーと、前記セラミックバーナーを封入し、かつ少なくとも１つの電気フィードスルーを伴う圧力シールを有する管状外側ジャケットと、前記セラミックバーナーは、前記外側ジャケット内に装着され、前記外側ジャケットは、外側ジャケットの圧力シールが反射器の基部に隣接するように反射器内に装着され、前記セラミックバーナーは、外側ジャケットの圧力シールの近傍の基端毛細管と、外側ジャケットの圧力シールから離間した先端毛細管とを有し、前記先端毛細管及び基端毛細管は、放電容器から外側へ延びていることと、円盤形状と開口とを有するセラミック材料を含む光学素子と、同光学素子は、先端毛細管が前記開口を貫通するように外側ジャケット内に装着され、光学素子は、放電容器の中心にその頂点を有する立方角内の、反射器の開放末端により範囲を定められる、放電容器から放出された光と実質的に相互作用することと、を備えるランプ。
【請求項１４】
前記先端毛細管が、ゲッターフラッグを有する戻り線に取り付けられ、前記ゲッターフラッグは、戻り線に結合され、光学素子の移動を妨げる、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１５】
前記光学素子が平凸形状を有し、光学素子の凸面が放電容器に面している、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１６】
前記光学素子が切子面を刻まれた平凸形状を有し、光学素子の切子面を刻まれた表面が放電容器に面している、請求項１３に記載のランプ。
【請求項１７】
前記切子面を刻まれた表面が、反射性コーティングを有する請求項１６に記載のランプ。
【請求項１８】
前記反射性コーティングが、金属又は二色性反射性コーティングである、請求項１７に記載のランプ。
【請求項１９】
前記光学素子が透明であり、かつ放電容器に面した切子面を刻まれた表面を有して、立体角内の光を屈折させる、請求項１３に記載のランプ。
【請求項２０】
前記光学素子が、放電容器の反対側に面した粗面化された表面を有する、請求項１９に記載のランプ。
【請求項２１】
前記光学素子が、半透明の多結晶アルミナから形成されている、請求項１３に記載のランプ。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６ａ−６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ−８ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６ａ−６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ−８ｂ】
【公表番号】特表２０１０−５４１１５８（Ｐ２０１０−５４１１５８Ａ）
【公表日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２６８９５（Ｐ２０１０−５２６８９５）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１０７７１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０４２０４７
【国際公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（５０８０９６７０３）オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (92)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１０７７１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０４２０４７
【国際公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（５０８０９６７０３）オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (92)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]