説明

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

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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明による高圧放電ランプの概略図である。
【図2】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。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【符号の説明】
【0028】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2010−541142(P2010−541142A)
【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2010−526247(P2010−526247)
【出願日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【国際出願番号】PCT/EP2008/062406
【国際公開番号】WO2009/043726
【国際公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【出願人】(504458493)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 (168)
【氏名又は名称原語表記】Osram Gesellschaft mit beschraenkter Haftung
【住所又は居所原語表記】Hellabrunner Strasse 1, D−81543 Muenchen, Germany
【Fターム(参考)】