高効率の低電力放電ランプ
例えば２０乃至３０Ｗのような低減された公称電力下で動作するのに適した放電ランプを実現するため、アーク放電を生成するための放電容器２０、１２０において、或る距離をおいて配置された２つの電極２４を備えたランプが提案される。放電容器２０、１２０は、略水銀のない、メタルハライド及び希ガスを有する充填物を持つ。ランプ１０、１１０は更に、前記放電容器から距離ｄ２をおいて該放電容器の周囲に配置された外部電球１８を有する。外部電球１８は密閉され、且つ熱伝導率λを持つガス充填物を持つ。前記放電容器の内径ｄ１は好適には、２乃至２．７ｍｍの範囲内である。壁厚ｗ１は、１．４乃至２ｍｍの範囲内である。熱遷移係数λ／ｄ２が、距離ｄ２により除算された、前記外部電球の充填物の８００℃における熱伝導率λとして算出される。斯くして定義される熱遷移係数は、１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに関する。更に詳細には、本発明は、放電容器と、該放電容器の周囲に配置された外部電球とを備えた、高輝度放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプ、特にＨＩＤ（高輝度放電）ランプは、エネルギー効率及び高い光の輝度が必要とされる広範な用途に利用される。特に自動車の分野においては、ＨＩＤランプは、車両ヘッドライトとして利用される。
【０００３】
放電ランプは、放電容器内に、或る距離をおいて配置された２つの電極を有する。該電極間に、アーク放電が生成される。放電容器内の種々のタイプの充填物が知られており、水銀蒸気ランプ、メタルハライドランプ、及びその他のタイプのランプを区別する。
【０００４】
車両ヘッドライトにおける利用のための市販されているランプは、放電容器から或る距離をおいて該放電容器の周囲に配置された外部電球を持つ。既知のタイプの斯かる電球は、３５Ｗの公称電力のために設計され、８０乃至９０ｌｍ／Ｗの高い効率を達成する。斯かる電球を始動した後、例えば２．７乃至３．２Ａの起動電流が必要とされ、７５乃至８０Ｗの起動電力が利用される。斯くして、電球、安定器及び点火器を有する完全なＨＩＤシステムは、これらの値として動作することが可能である必要がある。
【０００５】
特に自動車分野については、例えば２０乃至３０Ｗの範囲のような低い公称電力を持ち、それに応じて完全なＨＩＤシステムに対するより少ない要求を持つ放電ランプを持つことが望ましいものとなり得る。しかしながら、既知のランプ設計は単に低電力で利用され、ランプ効率は劇的に低くなることとなる。
【０００６】
米国特許出願公開US-A-2005/0248278は、３０Ｗの電力の自動車ヘッドライト用放電ランプの例を示している。該ランプは、外部電球により囲まれる、電極を有するセラミックの放電容器を持つ。電極チップ間の距離は、５ｍｍである。放電容器は、１．２ｍｍの内径を持つ円筒形を持つ。放電容器の壁厚は、０．４ｍｍである。該放電容器は、水銀のない、ＮａＰｒＩ及びＺｎＩ２並びにＸｅを有する充填物を有し、充満圧は１６ｂａｒである。外部電球は石英ガラスから作られ、放電容器から０．５ｍｍの距離に配置される。該外部電球は、室温で１．５ｂａｒの充満圧を持つＮ２で満たされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高いランプ効率を持つ、比較的低電力のＨＩＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本目的は、請求項１による高輝度放電ランプにより達成される。従属請求項は、本発明の好適な実施例を参照する。
【０００９】
本発明者は、高い効率を維持するためには、ランプの熱設計が、低電力に適応される必要があることを認識した。優れたランプ効率を達成するために、「最低温度点（coldest spot）」の温度が、高いレベルで維持される必要がある。しかしながら、優れた耐久性を実現するためには、「高温点（hot spot）」における熱負荷が制約される必要がある。このことは、本発明者を、比較的小さな放電容器を持ち、低減された熱放射に導きつつ、放電容器の十分に厚い壁を依然として保ち、高い内圧に耐えるのみならず、特に温度の高い上部側（「高温点」）から温度の低い下部側への熱伝導を可能とするランプを提案することに導いた。
【００１０】
本発明によれば、ランプの熱設計を考慮して、具体的な形状が提供される。放電容器は、１．４乃至２ｍｍの実質的な壁厚を維持され、好適には２乃至２．７ｍｍの比較的小さな内径をも維持される。
【００１１】
外部電球は、放電容器の周りに配置される。外部電球は密閉され、熱伝導率λを持つガス充填物を持つ。外部電球充填物の熱伝導率λは、８００℃でとられるものである。
【００１２】
外部電球の形状（ここでは具体的には、放電容器と外部電球との間の距離ｄ２）及びガス充填物は、放電容器から外部への、特定の制限された熱流を達成するように選択される。ガス充填物の熱伝導率λ及び距離ｄ２は、距離ｄ２によって除算された熱伝導率λとして算出される、望ましい熱遷移係数λ／ｄ２を得るように選択される。本発明によれば、該係数は、１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低い。ここで、測定の目的のため、距離ｄ２は、電極間の中間位置においてとられるランプの断面において測定される。
【００１３】
外部電球はそれ故、ランプの熱設計における重要な役を果たす。一方で熱放射は放電容器の限られたサイズのために制限されるが、ランプの放射方向における熱伝導は、外部電球の形状及び充填物により更に制限される。好適な実施例に関連して更に説明されるように、共に一定の動作温度における、放電容器と外部電球との間で単位時間当たりに輸送される熱の量は、定義される熱遷移係数におよそ比例する。斯くして、熱遷移係数を１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低く選択することにより、冷却が制限され、十分な高い最低温度点の温度、及び従って高い効率が維持されることとなる。望ましい高い十分な最低温度点の温度を達成するため、熱遷移係数は好適には１３０Ｗ／（ｍ２Ｋ）以下であり、更に好適には１００Ｗ／（ｍ２Ｋ）よりも低い。熱遷移係数は、少なくとも１０Ｗ／（ｍ２Ｋ）であることが更に好適であり、更に少なくとも１５Ｗ／（ｍ２Ｋ）であることが好適である。
【００１４】
本発明によるランプは、２０乃至３０Ｗの公称電力に特に適している。放電容器の充填物は好適には水銀のないものであり、１つ以上のメタルハライド及び希ガスを有しても良い。好適には、放電容器の充填物は、ＮａＩ、ＳｃＩ３及びＺｎＩ２のうち１つ以上を有する。
【００１５】
本発明の好適な実施例は、外部電球に関する。外部電球は好適には石英ガラスから作られ、例えば円筒形、全体的に楕円形、又はその他のような、いずれの形状のものであっても良い。外部電球が大きくとも１０ｍｍの外径を持つことが好適である。外部電球は密閉され、１０ｍｂａｒ乃至１ｂａｒ（好適には１ｂａｒ以下、最も好適には５０ｍｂａｒ乃至３００ｍｂａｒ）の圧力のガス充填物を持つ。該ガス充填物は基本的に、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎ２及びＯ２のうちの１つ以上から成る（即ち、５０％より多く、好適には９０％より多く）。外部電球と放電容器との間の距離ｄ２は、好適には０．１乃至１．４ｍｍであり、更に好適には０．３乃至０．８ｍｍである。当業者には理解されるように、充填ガス、圧力及び距離ｄ２は、所望の熱遷移係数を得るために互いに依存して選択されても良い。
【００１６】
本発明の他の好適な実施例は、放電容器に関する。好適には、放電容器は石英ガラスから作られる。電極間の距離は、好適には２．５乃至５．５ｍｍである。最も好適には、光学距離（即ち、レンズとして働く放電容器の壁による拡大を考慮に入れた、外部から見た距離）は、４．２±０．６ｍｍである。放電容器は、電極間の中間位置においてとられた断面において、放電容器の壁が少なくとも略円形となるような形状を持つ。
【００１７】
好適な実施例においては、放電容器は、縦断面において見たときに、少なくとも略楕円形の外部形状を持ち、楕円形又は円筒形の内部形状を持っていても良い。この場合には、壁厚ｗ１が、１．５５乃至１．８５ｍｍの範囲内であることが好適である。
【００１８】
代替実施例によれば、放電容器は、縦断面において見たときに、楕円形又は円筒形の内部形状を持ち、凹型の外部形状を持つ。即ち、電極間の中間位置から、放電容器の外径が、両側に向けて増大する。この場合には、壁厚ｗ１が、１．４乃至２ｍｍの範囲内であることが好適である。
【００１９】
本発明の以上の及びその他の目的、特徴及び利点は、以下の好適な実施例の説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例によるランプの側面図を示す。
【図２】図１に示されたランプの中心部の拡大図を示す。
【図２（ａ）】図２における線Ａに沿った断面図を示す。
【図３】本発明の第２の実施例によるランプの側面図を示す。
【図４】本発明の第３の実施例によるランプの側面図を示す。
【図５】図４に示されたランプの中心部の拡大図を示す。
【図５（ａ）】図５における線Ａに沿った断面図を示す。
【図６】本発明の第４の実施例によるランプの側面図を示す。
【図７】種々の充填物及び距離ｄ２についての熱遷移係数λ／ｄ２を表すグラフを示す。
【図８】本発明によるランプについての時間（起動時）に対するルーメン出力の測定値を表すグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
示される全ての実施例は、ECE R99及びECE R98に準拠する車両ヘッドライトのための自動車ランプとして利用されることを意図したものである。このことは特に、自動車用途ではないランプ、又は他の基準によるランプを除外することを意図したものではない。斯かる自動車用ＨＩＤランプはそれ自体が知られており、以下の好適な実施例の説明は、本発明の特別な特徴に主に焦点を当てる。
【００２２】
図１は、放電ランプの第１の実施例１０の側面図を示す。該ランプは、バーナ１６に内部接続された２つの電気接点１４を持つソケット１２を有する。
【００２３】
バーナ１６は、放電容器２０を囲む石英ガラスで出来た外部電球１８を有する。放電容器２０もまた石英ガラスから作られ、投射電極２４を持つ内部放電空間２２を定義する。該放電容器からのガラス物質は更にランプ１０の縦方向に延在し、平坦なモリブデンのホイル２６を有する電極２４への電気的接続を密閉する。
【００２４】
外部電球１８は、或る距離をおいて放電容器２０の周りに配置され、斯くして外部電球空間２８を定義する。外部電球空間２８は、密閉される。
【００２５】
図２に更に詳細に示されるように、放電容器２０は、放電空間２２の周囲に配置された外壁３０を持つ。放電空間２２は、楕円形のものである。また、壁３０の外部形状も楕円形である。
【００２６】
放電容器２０は、電極距離ｄ、放電容器２０の内径ｄ１、該放電容器の壁厚ｗ１、放電容器２０と外部電球１８との間の距離ｄ２、及び外部電球１８の壁厚ｗ２により特徴付けられる。ここで、値ｄ１、ｗ１、ｄ２、ｗ２は、図２ａに示されるように、放電容器２０の中心の垂直平面において測定される。
【００２７】
放電ランプにおいては一般であるように、ランプ１０は、電極２４の間のアーク放電を点火することにより動作させられる。光生成は、水銀のない、メタルハライド及び希ガスを含む、放電空間２２内に含まれる充填物により影響を受ける。
【００２８】
以下の例においては、放電空間２２の充填物は、約１７ｂａｒの、３６重量％のＮａＩ、２４重量％のＳｃＩ３及び４０重量％のＺｎＩ２から成るメタルハライドとしての、低温キセノン圧を有する。
【００２９】
以下において、ランプの種々の実施例が議論され、それぞれが種々の（安定状態）レベルの動作電力において利用されることを意図される。これら実施例の動作電力は、２５乃至３０Ｗの間隔内である。各実施例について、高いランプ効率を達成するため、ランプの熱特性に関して特定の設計が選択される。
【００３０】
示された放電ランプ１０の熱挙動に関して、自動車用ランプは水平に動作させられることが意図されることを留意すべきである。電極２４の間のアーク放電はこのとき、該アークの上の放電容器２０の壁３０における高温点に導く。同様に、放電空間２２を囲む壁３０の反対部分は、比較的低い温度のまま留まることとなる（最低温度点）。
【００３１】
優れた効率を達成し、且つ、後に明らかとなるように、好適な起動時の挙動を達成するため、ランプ１０の熱設計は、熱的な考慮により選択される。高い効率を達成するため、「最低温度点」の温度は高く保たれるべきである。壁３０の厚さは、限られた起動時電流による迅速な起動を可能とするのに十分なほど小さいべきであるが、熱負荷を低減するように「高温点」からの優れた熱伝導を依然として実現するために、小さ過ぎるべきではない。内径ｄ１は、「高温点」における過度の熱負荷を低減するため、小さ過ぎるべきではない。
【００３２】
放電容器２０から外部への熱輸送を低減するため、及び、優れた効率のため必要な高い温度を維持するため、壁３０の厚さｗ１の著しい削減の代わりに、外部電球１８を利用することが好適である。放電容器２０の単純な小型化（減少させられた内径、減少させられた壁厚、減少させられた外径）とは対照的に、このことは優れたランプ寿命を維持する役をも果たすことが分かっている。
【００３３】
外部からの冷却を制限するため、外部電球１８は密閉され、低減された熱伝導性を持つ充填ガスで満たされる。ここでは特にアルゴン及びキセノンが好適であるが、Ｏ２又はＮ２も利用され得る。外部電球の充填物は、低減された圧力（２０℃におけるランプの低温状態で測定された値）で提供される。以下に更に詳細に説明されるように、適切な熱遷移係数λ／ｄ２により放電容器２０から外部電球１８への望ましい熱伝導を実現するために、適切な充填ガスの選択は、幾何学的な構成に関連して為される必要がある。
【００３４】
以下の表においては、種々の外部電球の充填物について、内径ｄ１＝２．２ｍｍ、１．６５ｍｍの壁厚ｗ１（従って５．５ｍｍの放電容器の外径）、及び２５Ｗの安定状態動作電力を持つ、図１乃至２ａに示されたようなランプについての、ランプ効率の測定結果が示される。
【表１】
【００３５】
斯くして、外部への低減された熱伝導が、どのようにして、より高い最低温度点の温度へ、及びより高いランプ効率へと導くかが、明らかに分かる。
【００３６】
外部への熱伝導は、放電容器２０と外部電球１８との間の距離ｄ２により除算された、外部電球の充填物の熱伝導率λとして計算される、熱伝導係数λ／ｄ２により粗く特徴付けられることができる。
【００３７】
放電容器２０と外部電球１８との間の比較的短い距離のため、これら２つの間の熱伝導は基本的に広がり易く、従って
【数１】
として計算されることとなり、ここで
【数２】
は熱流束密度、即ち放電容器と外部電球との間で時間当たりに輸送される熱の量である。λは熱伝導率であり、gradθはここでは、前記距離により除算された放電容器と外部電球との間の温度差
【数３】
として、粗く算出され得る。斯くして、冷却はλ／ｄ２に比例する。
【００３８】
図７は、種々の外部電球の充填物について、距離ｄ２に対する、熱遷移係数λ／ｄ２の依存性を示す。アルゴン及び特にキセノン（ここでは２００ｍｂａｒの低減された圧力で提供される）が、どのように空気よりも著しく低い熱伝導率を持つか、及び、熱遷移係数λ／ｄ２が距離ｄ２を増大させると更に低減させられることが、明らかに分かる。熱遷移係数はガスの組成によって大きく異なること、及び、圧力が約１０ｍｂａｒ乃至約１ｂａｒの範囲にある場合には、圧力とともに低下することが分かった。
【００３９】
２５乃至３０Ｗの定格電力の以下のランプの例が提案される。
例１：２５Ｗランプ
放電容器：楕円形の内部及び外部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．６５ｍｍ
外径＝５．５ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．６ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒのＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０１４Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において２３．３Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
例２：３０Ｗランプ
放電容器：楕円形の内部及び外部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．３ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．７５ｍｍ
外径＝５．８ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．４５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒのＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０１４Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において３１．１Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施例を示す。第２の実施例によるランプ１１０は、異なる内部形状の放電容器１２０を有する。ランプの残りの部分は、第１の実施例によるランプ１０に対応する。同様の要素は同様の参照番号により示され、更に詳細には説明されない。
【００４１】
ランプ１１０の放電容器１２０は、第１の実施例による放電容器２０と同一の、楕円形の外部形状を持つ。しかしながら、内部放電空間２２は円筒形である。しかしながら、内部放電空間２２の長さ及び直径は共に、上述の第１の実施例と同様である。「円筒形」なる語はここでは、放電空間２２の中央の最大部分を指すために利用され、図示されたような円錐形の端部を除外するものではない点は、留意されるべきである。
【００４２】
放電空間２２を囲む壁１３０は従って変化する厚さのものであり、該厚さは、電極２４間の中心に対応する位置において最大となり、両側に向けて減少する。
【００４３】
以下において、本発明の第３の実施例が、図３乃至４ａを参照しながら説明される。第２の実施例によるランプ１１０はここでも大部分が、上述した第１及び第２の実施例によるランプ１０に対応する。同様の要素は同様の参照番号により示され、更に詳細には説明されない。
【００４４】
ランプ２１０は、放電容器１２０の凹型の外部形状により、ランプ１０とは異なる。内部放電空間２２は、第１の実施例におけるように、およそ楕円形のままである。しかしながら、放電空間２２を囲む壁２３０は、外部形状が凹型となるような、変化する壁厚を持つ。
【００４５】
ここでもまた、幾何学的なパラメータｄ１、ｗ１、ｄ２、ｗ２は、放電容器２２０の中央部の面において測定される。
【００４６】
図６は、本発明の第４の実施例を示し、大部分は図４乃至５ａによる第３の実施例に対応する。ここでもまた、同様の要素は同様の参照番号により示され、更に詳細には説明されない。
【００４７】
本発明の第４の実施例によれば、ランプ３１０は凹型の外部形状を持つ放電容器３２０を持つが、内部放電空間２２は円筒形である。
【００４８】
第３及び第４の実施例においては共に、放電空間２２を囲む壁２３０及び３３０の厚さは、電極２４間の中心に対応する位置において最小となり、両側に向けて増大するように変化する。このことは、電極距離ｄが、外部には実際よりも小さく見えるような、レンズ効果をもたらす。斯くして、４．２ｍｍの望ましい光学的な電極距離ｄを実現するためには、第３及び第４の実施例においては、実際の電極距離が例えば４．８ｍｍとなり得る。このように実際の電極距離ｄを増大させつつ光学的を保つ可能性は、ランプ設計者に更なる自由度をもたらす。電極距離に応じて動作電圧が増大するため、より高い電圧を得ることが可能となる。
【００４９】
このことは、ECE R99形状（光学距離４．２ｍｍ）に準拠しつつ、水銀のないランプとして、Ｄ２ランプの電気的要件（６８Ｖを超える電圧）を満たすランプを提供するために利用され得る。
【００５０】
一方で、第１及び第２の実施例（楕円形の外部形状）については、ECE R99に従うものではないが、より高い電圧で動作させられ得るランプを得るため、より大きな電極距離を備えることも可能である。
【００５１】
２５乃至３０Ｗの範囲における第３の実施例による以下のランプの例が提案される。
例３：２５Ｗランプ
放電容器：凹型の外部形状、楕円形の内部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．５ｍｍ
外径＝５．２ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．７５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒのＡｒ
（８００℃においてλ＝０．０４５Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において６０Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
例４：２８Ｗランプ
放電容器：凹型の外部形状、楕円形の内部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．７ｍｍ
外径＝５．６ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．５５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒの、５０％のＡｒと５０％のＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０２５Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において４５．５Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
例５：３０Ｗランプ
放電容器：凹型の外部形状、楕円形の内部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．９ｍｍ
外径＝６．０ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．３５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒの、５０％のＡｒと５０％のＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０２５Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において７１．４Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
【００５２】
以上の例においては、楕円形の内部形状の放電容器のみが利用された。しかしながら、円筒形の内部形状についても、同様の値が利用され得る。
【００５３】
図８は、起動テストの測定結果を示し、以上の例１による２５Ｗランプが、基準ランプ（３５Ｗランプ）と比較された。ルーメン出力が測定され、ランプの点火からの時間に対して図８に示されている。ランプの起動について知られているように、第１のフェーズにおいては、電流が最大値に限定され、第２のフェーズにおいては、電力が制御される。
【００５４】
図８に示されるように、４秒後に、基準ランプは総ルーメン出力の約５０％に達する。しかしながら、３．２Ａの最大起動電流又は約７５Ｗの最大電力を必要とする。例１による２５Ｗランプは、第１のフェーズにおける電流制限１．１Ａにより、最初は駆動される。ここで、該結果（４秒後に３０％よりも低い）は満足できるものではない。しかしながら、１．５Ａの起動電流制限（約５０Ｗの最大電力）により、例１によるランプは、前記基準に対して極めて同等の挙動を示しつつ、起動電流は半分よりも小さく、最大起動電力は約３０％低減される。
【００５５】
残りの例も、基準ランプのために必要なものよりもかなり小さな起動電流によって、満足できる挙動を示すことが分かった。このことは、より小さな放電容器が、アーク放電によって迅速に加熱されるという事実による。
【００５６】
寿命テストが示したように、上述した実施例によるランプについては、最初の１５００時間の動作内での寿命性能が、前記基準（３５Ｗランプ）に対応する。
【００５７】
斯くして、上述の実施例が、より低い要求起動電流及びより低い安定状態電力で、全て基準ランプに相当する優れた寿命、優れた効率及び優れた起動時挙動を持つランプ提供することが示された。
【００５８】
本発明は、図面及び以上の説明において、詳細に図示され説明された。斯かる図示及び説明は説明又は例示とみなされるべきであり、限定するものではなく、本発明は開示された実施例に限定されるものではない。
【００５９】
請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素を除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに関する。更に詳細には、本発明は、放電容器と、該放電容器の周囲に配置された外部電球とを備えた、高輝度放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプ、特にＨＩＤ（高輝度放電）ランプは、エネルギー効率及び高い光の輝度が必要とされる広範な用途に利用される。特に自動車の分野においては、ＨＩＤランプは、車両ヘッドライトとして利用される。
【０００３】
放電ランプは、放電容器内に、或る距離をおいて配置された２つの電極を有する。該電極間に、アーク放電が生成される。放電容器内の種々のタイプの充填物が知られており、水銀蒸気ランプ、メタルハライドランプ、及びその他のタイプのランプを区別する。
【０００４】
車両ヘッドライトにおける利用のための市販されているランプは、放電容器から或る距離をおいて該放電容器の周囲に配置された外部電球を持つ。既知のタイプの斯かる電球は、３５Ｗの公称電力のために設計され、８０乃至９０ｌｍ／Ｗの高い効率を達成する。斯かる電球を始動した後、例えば２．７乃至３．２Ａの起動電流が必要とされ、７５乃至８０Ｗの起動電力が利用される。斯くして、電球、安定器及び点火器を有する完全なＨＩＤシステムは、これらの値として動作することが可能である必要がある。
【０００５】
特に自動車分野については、例えば２０乃至３０Ｗの範囲のような低い公称電力を持ち、それに応じて完全なＨＩＤシステムに対するより少ない要求を持つ放電ランプを持つことが望ましいものとなり得る。しかしながら、既知のランプ設計は単に低電力で利用され、ランプ効率は劇的に低くなることとなる。
【０００６】
米国特許出願公開US-A-2005/0248278は、３０Ｗの電力の自動車ヘッドライト用放電ランプの例を示している。該ランプは、外部電球により囲まれる、電極を有するセラミックの放電容器を持つ。電極チップ間の距離は、５ｍｍである。放電容器は、１．２ｍｍの内径を持つ円筒形を持つ。放電容器の壁厚は、０．４ｍｍである。該放電容器は、水銀のない、ＮａＰｒＩ及びＺｎＩ２並びにＸｅを有する充填物を有し、充満圧は１６ｂａｒである。外部電球は石英ガラスから作られ、放電容器から０．５ｍｍの距離に配置される。該外部電球は、室温で１．５ｂａｒの充満圧を持つＮ２で満たされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高いランプ効率を持つ、比較的低電力のＨＩＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本目的は、請求項１による高輝度放電ランプにより達成される。従属請求項は、本発明の好適な実施例を参照する。
【０００９】
本発明者は、高い効率を維持するためには、ランプの熱設計が、低電力に適応される必要があることを認識した。優れたランプ効率を達成するために、「最低温度点（coldest spot）」の温度が、高いレベルで維持される必要がある。しかしながら、優れた耐久性を実現するためには、「高温点（hot spot）」における熱負荷が制約される必要がある。このことは、本発明者を、比較的小さな放電容器を持ち、低減された熱放射に導きつつ、放電容器の十分に厚い壁を依然として保ち、高い内圧に耐えるのみならず、特に温度の高い上部側（「高温点」）から温度の低い下部側への熱伝導を可能とするランプを提案することに導いた。
【００１０】
本発明によれば、ランプの熱設計を考慮して、具体的な形状が提供される。放電容器は、１．４乃至２ｍｍの実質的な壁厚を維持され、好適には２乃至２．７ｍｍの比較的小さな内径をも維持される。
【００１１】
外部電球は、放電容器の周りに配置される。外部電球は密閉され、熱伝導率λを持つガス充填物を持つ。外部電球充填物の熱伝導率λは、８００℃でとられるものである。
【００１２】
外部電球の形状（ここでは具体的には、放電容器と外部電球との間の距離ｄ２）及びガス充填物は、放電容器から外部への、特定の制限された熱流を達成するように選択される。ガス充填物の熱伝導率λ及び距離ｄ２は、距離ｄ２によって除算された熱伝導率λとして算出される、望ましい熱遷移係数λ／ｄ２を得るように選択される。本発明によれば、該係数は、１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低い。ここで、測定の目的のため、距離ｄ２は、電極間の中間位置においてとられるランプの断面において測定される。
【００１３】
外部電球はそれ故、ランプの熱設計における重要な役を果たす。一方で熱放射は放電容器の限られたサイズのために制限されるが、ランプの放射方向における熱伝導は、外部電球の形状及び充填物により更に制限される。好適な実施例に関連して更に説明されるように、共に一定の動作温度における、放電容器と外部電球との間で単位時間当たりに輸送される熱の量は、定義される熱遷移係数におよそ比例する。斯くして、熱遷移係数を１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低く選択することにより、冷却が制限され、十分な高い最低温度点の温度、及び従って高い効率が維持されることとなる。望ましい高い十分な最低温度点の温度を達成するため、熱遷移係数は好適には１３０Ｗ／（ｍ２Ｋ）以下であり、更に好適には１００Ｗ／（ｍ２Ｋ）よりも低い。熱遷移係数は、少なくとも１０Ｗ／（ｍ２Ｋ）であることが更に好適であり、更に少なくとも１５Ｗ／（ｍ２Ｋ）であることが好適である。
【００１４】
本発明によるランプは、２０乃至３０Ｗの公称電力に特に適している。放電容器の充填物は好適には水銀のないものであり、１つ以上のメタルハライド及び希ガスを有しても良い。好適には、放電容器の充填物は、ＮａＩ、ＳｃＩ３及びＺｎＩ２のうち１つ以上を有する。
【００１５】
本発明の好適な実施例は、外部電球に関する。外部電球は好適には石英ガラスから作られ、例えば円筒形、全体的に楕円形、又はその他のような、いずれの形状のものであっても良い。外部電球が大きくとも１０ｍｍの外径を持つことが好適である。外部電球は密閉され、１０ｍｂａｒ乃至１ｂａｒ（好適には１ｂａｒ以下、最も好適には５０ｍｂａｒ乃至３００ｍｂａｒ）の圧力のガス充填物を持つ。該ガス充填物は基本的に、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎ２及びＯ２のうちの１つ以上から成る（即ち、５０％より多く、好適には９０％より多く）。外部電球と放電容器との間の距離ｄ２は、好適には０．１乃至１．４ｍｍであり、更に好適には０．３乃至０．８ｍｍである。当業者には理解されるように、充填ガス、圧力及び距離ｄ２は、所望の熱遷移係数を得るために互いに依存して選択されても良い。
【００１６】
本発明の他の好適な実施例は、放電容器に関する。好適には、放電容器は石英ガラスから作られる。電極間の距離は、好適には２．５乃至５．５ｍｍである。最も好適には、光学距離（即ち、レンズとして働く放電容器の壁による拡大を考慮に入れた、外部から見た距離）は、４．２±０．６ｍｍである。放電容器は、電極間の中間位置においてとられた断面において、放電容器の壁が少なくとも略円形となるような形状を持つ。
【００１７】
好適な実施例においては、放電容器は、縦断面において見たときに、少なくとも略楕円形の外部形状を持ち、楕円形又は円筒形の内部形状を持っていても良い。この場合には、壁厚ｗ１が、１．５５乃至１．８５ｍｍの範囲内であることが好適である。
【００１８】
代替実施例によれば、放電容器は、縦断面において見たときに、楕円形又は円筒形の内部形状を持ち、凹型の外部形状を持つ。即ち、電極間の中間位置から、放電容器の外径が、両側に向けて増大する。この場合には、壁厚ｗ１が、１．４乃至２ｍｍの範囲内であることが好適である。
【００１９】
本発明の以上の及びその他の目的、特徴及び利点は、以下の好適な実施例の説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例によるランプの側面図を示す。
【図２】図１に示されたランプの中心部の拡大図を示す。
【図２（ａ）】図２における線Ａに沿った断面図を示す。
【図３】本発明の第２の実施例によるランプの側面図を示す。
【図４】本発明の第３の実施例によるランプの側面図を示す。
【図５】図４に示されたランプの中心部の拡大図を示す。
【図５（ａ）】図５における線Ａに沿った断面図を示す。
【図６】本発明の第４の実施例によるランプの側面図を示す。
【図７】種々の充填物及び距離ｄ２についての熱遷移係数λ／ｄ２を表すグラフを示す。
【図８】本発明によるランプについての時間（起動時）に対するルーメン出力の測定値を表すグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
示される全ての実施例は、ECE R99及びECE R98に準拠する車両ヘッドライトのための自動車ランプとして利用されることを意図したものである。このことは特に、自動車用途ではないランプ、又は他の基準によるランプを除外することを意図したものではない。斯かる自動車用ＨＩＤランプはそれ自体が知られており、以下の好適な実施例の説明は、本発明の特別な特徴に主に焦点を当てる。
【００２２】
図１は、放電ランプの第１の実施例１０の側面図を示す。該ランプは、バーナ１６に内部接続された２つの電気接点１４を持つソケット１２を有する。
【００２３】
バーナ１６は、放電容器２０を囲む石英ガラスで出来た外部電球１８を有する。放電容器２０もまた石英ガラスから作られ、投射電極２４を持つ内部放電空間２２を定義する。該放電容器からのガラス物質は更にランプ１０の縦方向に延在し、平坦なモリブデンのホイル２６を有する電極２４への電気的接続を密閉する。
【００２４】
外部電球１８は、或る距離をおいて放電容器２０の周りに配置され、斯くして外部電球空間２８を定義する。外部電球空間２８は、密閉される。
【００２５】
図２に更に詳細に示されるように、放電容器２０は、放電空間２２の周囲に配置された外壁３０を持つ。放電空間２２は、楕円形のものである。また、壁３０の外部形状も楕円形である。
【００２６】
放電容器２０は、電極距離ｄ、放電容器２０の内径ｄ１、該放電容器の壁厚ｗ１、放電容器２０と外部電球１８との間の距離ｄ２、及び外部電球１８の壁厚ｗ２により特徴付けられる。ここで、値ｄ１、ｗ１、ｄ２、ｗ２は、図２ａに示されるように、放電容器２０の中心の垂直平面において測定される。
【００２７】
放電ランプにおいては一般であるように、ランプ１０は、電極２４の間のアーク放電を点火することにより動作させられる。光生成は、水銀のない、メタルハライド及び希ガスを含む、放電空間２２内に含まれる充填物により影響を受ける。
【００２８】
以下の例においては、放電空間２２の充填物は、約１７ｂａｒの、３６重量％のＮａＩ、２４重量％のＳｃＩ３及び４０重量％のＺｎＩ２から成るメタルハライドとしての、低温キセノン圧を有する。
【００２９】
以下において、ランプの種々の実施例が議論され、それぞれが種々の（安定状態）レベルの動作電力において利用されることを意図される。これら実施例の動作電力は、２５乃至３０Ｗの間隔内である。各実施例について、高いランプ効率を達成するため、ランプの熱特性に関して特定の設計が選択される。
【００３０】
示された放電ランプ１０の熱挙動に関して、自動車用ランプは水平に動作させられることが意図されることを留意すべきである。電極２４の間のアーク放電はこのとき、該アークの上の放電容器２０の壁３０における高温点に導く。同様に、放電空間２２を囲む壁３０の反対部分は、比較的低い温度のまま留まることとなる（最低温度点）。
【００３１】
優れた効率を達成し、且つ、後に明らかとなるように、好適な起動時の挙動を達成するため、ランプ１０の熱設計は、熱的な考慮により選択される。高い効率を達成するため、「最低温度点」の温度は高く保たれるべきである。壁３０の厚さは、限られた起動時電流による迅速な起動を可能とするのに十分なほど小さいべきであるが、熱負荷を低減するように「高温点」からの優れた熱伝導を依然として実現するために、小さ過ぎるべきではない。内径ｄ１は、「高温点」における過度の熱負荷を低減するため、小さ過ぎるべきではない。
【００３２】
放電容器２０から外部への熱輸送を低減するため、及び、優れた効率のため必要な高い温度を維持するため、壁３０の厚さｗ１の著しい削減の代わりに、外部電球１８を利用することが好適である。放電容器２０の単純な小型化（減少させられた内径、減少させられた壁厚、減少させられた外径）とは対照的に、このことは優れたランプ寿命を維持する役をも果たすことが分かっている。
【００３３】
外部からの冷却を制限するため、外部電球１８は密閉され、低減された熱伝導性を持つ充填ガスで満たされる。ここでは特にアルゴン及びキセノンが好適であるが、Ｏ２又はＮ２も利用され得る。外部電球の充填物は、低減された圧力（２０℃におけるランプの低温状態で測定された値）で提供される。以下に更に詳細に説明されるように、適切な熱遷移係数λ／ｄ２により放電容器２０から外部電球１８への望ましい熱伝導を実現するために、適切な充填ガスの選択は、幾何学的な構成に関連して為される必要がある。
【００３４】
以下の表においては、種々の外部電球の充填物について、内径ｄ１＝２．２ｍｍ、１．６５ｍｍの壁厚ｗ１（従って５．５ｍｍの放電容器の外径）、及び２５Ｗの安定状態動作電力を持つ、図１乃至２ａに示されたようなランプについての、ランプ効率の測定結果が示される。
【表１】
【００３５】
斯くして、外部への低減された熱伝導が、どのようにして、より高い最低温度点の温度へ、及びより高いランプ効率へと導くかが、明らかに分かる。
【００３６】
外部への熱伝導は、放電容器２０と外部電球１８との間の距離ｄ２により除算された、外部電球の充填物の熱伝導率λとして計算される、熱伝導係数λ／ｄ２により粗く特徴付けられることができる。
【００３７】
放電容器２０と外部電球１８との間の比較的短い距離のため、これら２つの間の熱伝導は基本的に広がり易く、従って
【数１】
として計算されることとなり、ここで
【数２】
は熱流束密度、即ち放電容器と外部電球との間で時間当たりに輸送される熱の量である。λは熱伝導率であり、gradθはここでは、前記距離により除算された放電容器と外部電球との間の温度差
【数３】
として、粗く算出され得る。斯くして、冷却はλ／ｄ２に比例する。
【００３８】
図７は、種々の外部電球の充填物について、距離ｄ２に対する、熱遷移係数λ／ｄ２の依存性を示す。アルゴン及び特にキセノン（ここでは２００ｍｂａｒの低減された圧力で提供される）が、どのように空気よりも著しく低い熱伝導率を持つか、及び、熱遷移係数λ／ｄ２が距離ｄ２を増大させると更に低減させられることが、明らかに分かる。熱遷移係数はガスの組成によって大きく異なること、及び、圧力が約１０ｍｂａｒ乃至約１ｂａｒの範囲にある場合には、圧力とともに低下することが分かった。
【００３９】
２５乃至３０Ｗの定格電力の以下のランプの例が提案される。
例１：２５Ｗランプ
放電容器：楕円形の内部及び外部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．６５ｍｍ
外径＝５．５ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．６ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒのＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０１４Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において２３．３Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
例２：３０Ｗランプ
放電容器：楕円形の内部及び外部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．３ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．７５ｍｍ
外径＝５．８ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．４５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒのＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０１４Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において３１．１Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施例を示す。第２の実施例によるランプ１１０は、異なる内部形状の放電容器１２０を有する。ランプの残りの部分は、第１の実施例によるランプ１０に対応する。同様の要素は同様の参照番号により示され、更に詳細には説明されない。
【００４１】
ランプ１１０の放電容器１２０は、第１の実施例による放電容器２０と同一の、楕円形の外部形状を持つ。しかしながら、内部放電空間２２は円筒形である。しかしながら、内部放電空間２２の長さ及び直径は共に、上述の第１の実施例と同様である。「円筒形」なる語はここでは、放電空間２２の中央の最大部分を指すために利用され、図示されたような円錐形の端部を除外するものではない点は、留意されるべきである。
【００４２】
放電空間２２を囲む壁１３０は従って変化する厚さのものであり、該厚さは、電極２４間の中心に対応する位置において最大となり、両側に向けて減少する。
【００４３】
以下において、本発明の第３の実施例が、図３乃至４ａを参照しながら説明される。第２の実施例によるランプ１１０はここでも大部分が、上述した第１及び第２の実施例によるランプ１０に対応する。同様の要素は同様の参照番号により示され、更に詳細には説明されない。
【００４４】
ランプ２１０は、放電容器１２０の凹型の外部形状により、ランプ１０とは異なる。内部放電空間２２は、第１の実施例におけるように、およそ楕円形のままである。しかしながら、放電空間２２を囲む壁２３０は、外部形状が凹型となるような、変化する壁厚を持つ。
【００４５】
ここでもまた、幾何学的なパラメータｄ１、ｗ１、ｄ２、ｗ２は、放電容器２２０の中央部の面において測定される。
【００４６】
図６は、本発明の第４の実施例を示し、大部分は図４乃至５ａによる第３の実施例に対応する。ここでもまた、同様の要素は同様の参照番号により示され、更に詳細には説明されない。
【００４７】
本発明の第４の実施例によれば、ランプ３１０は凹型の外部形状を持つ放電容器３２０を持つが、内部放電空間２２は円筒形である。
【００４８】
第３及び第４の実施例においては共に、放電空間２２を囲む壁２３０及び３３０の厚さは、電極２４間の中心に対応する位置において最小となり、両側に向けて増大するように変化する。このことは、電極距離ｄが、外部には実際よりも小さく見えるような、レンズ効果をもたらす。斯くして、４．２ｍｍの望ましい光学的な電極距離ｄを実現するためには、第３及び第４の実施例においては、実際の電極距離が例えば４．８ｍｍとなり得る。このように実際の電極距離ｄを増大させつつ光学的を保つ可能性は、ランプ設計者に更なる自由度をもたらす。電極距離に応じて動作電圧が増大するため、より高い電圧を得ることが可能となる。
【００４９】
このことは、ECE R99形状（光学距離４．２ｍｍ）に準拠しつつ、水銀のないランプとして、Ｄ２ランプの電気的要件（６８Ｖを超える電圧）を満たすランプを提供するために利用され得る。
【００５０】
一方で、第１及び第２の実施例（楕円形の外部形状）については、ECE R99に従うものではないが、より高い電圧で動作させられ得るランプを得るため、より大きな電極距離を備えることも可能である。
【００５１】
２５乃至３０Ｗの範囲における第３の実施例による以下のランプの例が提案される。
例３：２５Ｗランプ
放電容器：凹型の外部形状、楕円形の内部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．５ｍｍ
外径＝５．２ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．７５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒのＡｒ
（８００℃においてλ＝０．０４５Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において６０Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
例４：２８Ｗランプ
放電容器：凹型の外部形状、楕円形の内部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．７ｍｍ
外径＝５．６ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．５５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒの、５０％のＡｒと５０％のＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０２５Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において４５．５Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
例５：３０Ｗランプ
放電容器：凹型の外部形状、楕円形の内部形状
電極距離ｄ＝４．２ｍｍ（光学距離）
内径ｄ１＝２．２ｍｍ
壁厚ｗ１＝１．９ｍｍ
外径＝６．０ｍｍ
外部電球距離ｄ２＝０．３５ｍｍ
外部電球充填物＝１００ｍｂａｒの、５０％のＡｒと５０％のＸｅ
（８００℃においてλ＝０．０２５Ｗ（ｍ＊Ｋ））
熱遷移係数λ／ｄ２＝８００℃において７１．４Ｗ（ｍ２Ｋ）
外部電球の壁厚ｗ２＝１ｍｍ
【００５２】
以上の例においては、楕円形の内部形状の放電容器のみが利用された。しかしながら、円筒形の内部形状についても、同様の値が利用され得る。
【００５３】
図８は、起動テストの測定結果を示し、以上の例１による２５Ｗランプが、基準ランプ（３５Ｗランプ）と比較された。ルーメン出力が測定され、ランプの点火からの時間に対して図８に示されている。ランプの起動について知られているように、第１のフェーズにおいては、電流が最大値に限定され、第２のフェーズにおいては、電力が制御される。
【００５４】
図８に示されるように、４秒後に、基準ランプは総ルーメン出力の約５０％に達する。しかしながら、３．２Ａの最大起動電流又は約７５Ｗの最大電力を必要とする。例１による２５Ｗランプは、第１のフェーズにおける電流制限１．１Ａにより、最初は駆動される。ここで、該結果（４秒後に３０％よりも低い）は満足できるものではない。しかしながら、１．５Ａの起動電流制限（約５０Ｗの最大電力）により、例１によるランプは、前記基準に対して極めて同等の挙動を示しつつ、起動電流は半分よりも小さく、最大起動電力は約３０％低減される。
【００５５】
残りの例も、基準ランプのために必要なものよりもかなり小さな起動電流によって、満足できる挙動を示すことが分かった。このことは、より小さな放電容器が、アーク放電によって迅速に加熱されるという事実による。
【００５６】
寿命テストが示したように、上述した実施例によるランプについては、最初の１５００時間の動作内での寿命性能が、前記基準（３５Ｗランプ）に対応する。
【００５７】
斯くして、上述の実施例が、より低い要求起動電流及びより低い安定状態電力で、全て基準ランプに相当する優れた寿命、優れた効率及び優れた起動時挙動を持つランプ提供することが示された。
【００５８】
本発明は、図面及び以上の説明において、詳細に図示され説明された。斯かる図示及び説明は説明又は例示とみなされるべきであり、限定するものではなく、本発明は開示された実施例に限定されるものではない。
【００５９】
請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素を除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度放電ランプであって、前記ランプは、
アーク放電を生成するための放電空間を定義する放電容器において、或る距離をおいて配置された２つの電極を有し、
前記放電空間は、少なくともメタルハライド及び希ガスを有する充填物を持ち、
前記放電容器は、少なくとも、前記電極の間の中央の位置に、或る内径及び壁厚を持つ略円形の断面の壁を持ち、
前記ランプは更に、前記放電容器の周囲に配置された外部電球を有し、前記外部電球は、前記放電容器から或る距離をおいて配置され、該距離は前記中央の位置において測定されたものであり、前記外部電球は密閉され且つ８００℃において或る熱伝導率を持つガス充填物を持ち、
前記壁厚は１．４乃至２ｍｍの範囲内にあり、
前記外部電球と前記放電容器との前記距離により除算された前記熱伝導率として算出される熱遷移係数が、１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低い、ランプ。
【請求項２】
前記内径は２乃至２．７ｍｍの範囲内である、請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
２０乃至３０Ｗの公称電力を持つ、請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項４】
前記外部電球の前記ガス充填物は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎ２及びＯ２のうちの１つ以上から略成る、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項５】
前記外部電球の前記ガス充填物は、１０ｍｂａｒ乃至１ｂａｒの圧力を持つ、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項６】
前記外部電球と前記放電容器との前記距離は、０．１乃至１．４ｍｍである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項７】
前記放電空間の縦断面は、楕円形又は円筒形の形状を持ち、
前記放電空間を囲む前記壁は、楕円形の外部形状を持つ、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項８】
前記壁厚は１．５５乃至１．８５ｍｍの範囲内である、請求項７に記載のランプ。
【請求項９】
前記放電空間の縦断面は、楕円形又は円筒形の形状を持ち、
前記放電空間を囲む前記壁は、凹型の外部形状を持つ、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項１０】
前記放電容器の前記充填物は本質的に水銀のないものであり、希ガス及びメタルハライドを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項１】
高輝度放電ランプであって、前記ランプは、
アーク放電を生成するための放電空間を定義する放電容器において、或る距離をおいて配置された２つの電極を有し、
前記放電空間は、少なくともメタルハライド及び希ガスを有する充填物を持ち、
前記放電容器は、少なくとも、前記電極の間の中央の位置に、或る内径及び壁厚を持つ略円形の断面の壁を持ち、
前記ランプは更に、前記放電容器の周囲に配置された外部電球を有し、前記外部電球は、前記放電容器から或る距離をおいて配置され、該距離は前記中央の位置において測定されたものであり、前記外部電球は密閉され且つ８００℃において或る熱伝導率を持つガス充填物を持ち、
前記壁厚は１．４乃至２ｍｍの範囲内にあり、
前記外部電球と前記放電容器との前記距離により除算された前記熱伝導率として算出される熱遷移係数が、１５０Ｗ／（ｍ２Ｋ）より低い、ランプ。
【請求項２】
前記内径は２乃至２．７ｍｍの範囲内である、請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
２０乃至３０Ｗの公称電力を持つ、請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項４】
前記外部電球の前記ガス充填物は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎ２及びＯ２のうちの１つ以上から略成る、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項５】
前記外部電球の前記ガス充填物は、１０ｍｂａｒ乃至１ｂａｒの圧力を持つ、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項６】
前記外部電球と前記放電容器との前記距離は、０．１乃至１．４ｍｍである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項７】
前記放電空間の縦断面は、楕円形又は円筒形の形状を持ち、
前記放電空間を囲む前記壁は、楕円形の外部形状を持つ、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項８】
前記壁厚は１．５５乃至１．８５ｍｍの範囲内である、請求項７に記載のランプ。
【請求項９】
前記放電空間の縦断面は、楕円形又は円筒形の形状を持ち、
前記放電空間を囲む前記壁は、凹型の外部形状を持つ、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項１０】
前記放電容器の前記充填物は本質的に水銀のないものであり、希ガス及びメタルハライドを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のランプ。
【図１】
【図２】
【図２ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図２ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１０−５２１７７１（Ｐ２０１０−５２１７７１Ａ）
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５３２４８（Ｐ２００９−５５３２４８）
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５０８３２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１０９６７
【国際公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５０８３２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１０９６７
【国際公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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