(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀フリーのランプであって、前記ランプが、バーナチャンバを有し、前記バーナチャンバ内で放電アークを生成するよう構成され、前記バーナチャンバが、前記バーナチャンバの上側に、生成される前記放電アークの方へ向かう凹部を持つよう構成され、前記ランプが、前記ランプに含まれる電極間の中央において、前記ランプに含まれるバーナの軸に対して垂直に測定される、少なくとも１つの区間での輝度(cd/m2単位で測定)/mmのアーク輝度特性によって特徴付けられる放電アークを持ち、前記少なくとも１つの区間が、少なくとも0.05mm以上且つ0.5mm以下であり、前記少なくとも１つの区間の輝度の傾きである輝度/mmの絶対値が300,000,000(cd/m2)/mm以上である水銀フリーのランプ。
【請求項２】
前記区間の少なくとも１つが、0.1mm以上且つ0.45mm以下である請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
前記区間の少なくとも１つの輝度/mmの絶対値が、325,000,000(cd/m2)/mm以上である請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項４】
前記ランプが、輝度の最大値が90,000,000cd/m2以上であるアーク輝度特性を持つことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項５】
前記ランプが、反射型ヘッドライトにおいて、領域75L及び／若しくは75Rにおいては、13lux以上の照度を持ち、且つ／又は領域50L及び／若しくは50Rにおいては、20lux以上の照度を持ち、且つ／又は領域50Vにおいては、16lux以上の照度を持つことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項６】
前記ランプが、投射型ヘッドライトにおいて、領域75L及び／若しくは75Rにおいては、19lux以上の照度を持ち、且つ／又は領域50L及び／若しくは50Rにおいては、21.8lux以上の照度を持ち、且つ／又は領域50Vにおいては、14lux以上の照度を持つことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項７】
前記放電アークが、25%以下の曲率を持つことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。 
【請求項８】
前記ランプがHIDランプであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項９】
前記ランプが石英ランプであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプ。
【請求項１０】
−店舗照明、
−家庭用照明、
−ヘッドランプ、
−アクセント照明、
−スポット照明、
−劇場照明、
−民生用TV用途、
−光ファイバ用途、
−車両照明、及び
−投影システムといった用途のうちの１つでの利用のために設計される請求項１乃至９のいずれか一項に記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善されたランプ特性(lamp profile)を持つランプに関し、詳細には、改善されたアーク輝度特性を持つ水銀フリーのランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日のランプ、とりわけ、自動車に用いられるHID(高輝度放電)ランプにおいては、所謂光のカットオフ(light cut-off)が、ランプの特徴づけに重要な役割を果たす。ランプが、車両のヘッドライト又はテールランプに用いられる場合には、光によって、道路の反対側を走る他の接近車両の目をくらませてはならない又は該他の接近車両をまぶしくさせてはならないが、前方にある道路の照度(illuminance)は、可能な限り良好で、明るくなければならないことから、近年、光のカットオフのシャープさにおける要求が高まっている。
【０００３】
更に、環境意識により、今日では、自動車のランプは、Hg（水銀）の含有量を可能な限り少なくすること、好ましくは、水銀を全く含まないことが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それ故、目的は、改善された光のカットオフを持つと共に、依然としてこの分野における前記要求を満たす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】
【０００５】
この目的は、ランプ、好ましくは水銀フリーのランプであって、前記ランプが、少なくとも１つの区間(section)で輝度(cd/m2)/mmのアーク輝度特性を持ち、前記少なくとも１つの区間が、少なくとも0.05mm以上且つ0.5mm以下であり、前記少なくとも１つの区間の輝度/mmの絶対値が300,000,000(cd/m2)/mm以上であるランプによって達成される。最も望ましくは、前記区間の各々の輝度/mmの絶対値は、300,000,000(cd/m2)/mm以上と、1,300,000,000(cd/m2)/mm以下との間である。最も望ましくは、前記ランプは少なくとも２つの区間を持ち、前記少なくとも２つの区間は少なくとも0.05mm以上且つ0.5mm以下であり、前記区間の各々の輝度/mmの絶対値は、300,000,000(cd/m2)/mm以上である。  
【０００６】
前記アーク輝度特性における急激な増加及び／又は減少のために、シャープな光のカットオフが達成され得ると共に、前記ランプは、依然として良好な総合照明パフォーマンスを持つ。 
【０００７】
本願の意味における水銀フリーは、前記ランプが、100ppm以下の水銀、好ましくは50ppm以下の水銀、更にいっそう好ましくは0ppm以上と10ppm以下との間の水銀を含むことを意味する。
【０００８】
本発明の好ましい実施例においては、前記区間の少なくとも１つは、0.1mm以上且つ0.45mm以下であり、より好ましくは0.15mm以上且つ≦0.40mm以下であり、最も好ましくは0.2mm以上且つ0.35mm以下である。
【０００９】
本発明の他の好ましい実施例においては、前記区間の少なくとも１つにおいて、輝度/mmの絶対値は、325,000,000(cd/m2)/mm以上であり、より好ましくは350,000,000(cd/m2)/mm以上であり、更により好ましくは375,000,000(cd/m2)/mm以上であり、最も好ましくは400,000,000(cd/m2)/mm以上である。
【００１０】
本発明の好ましい実施例においては、前記ランプは、90,000,000cd/m2以上の、好ましくは95,000,000cd/m2以上の、より好ましくは100,000,000cd/m2以上の、更により好ましくは105,000,000cd/m2以上の、更にいっそう好ましくは110,000,000cd/m2以上の、最も好ましくは115,000,000cd/m2以上の輝度の最大値を持つアーク輝度特性を持つ。最も望ましくは、輝度の最大値は、90,000,000cd/m2以上と、190,000,000cd/m2以下との間である。このようにして、高い照明パフォーマンスを備えるランプが容易に実現され得る。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施例においては、前記ランプは、反射型ヘッドライト(reflective headlight)において、75L及び／若しくは75Rにおいては、13lux以上の、より好ましくは13.5lux以上の、更にいっそう好ましくは14lux以上の、更により好ましくは14.5lux以上の、最も好ましくは15lux以上の照度を持ち、且つ／又は50L及び／若しくは50Rにおいては、20lux以上の、より好ましくは22lux以上の、更にいっそう好ましくは24lux以上の、更により好ましくは26lux以上の、最も好ましくは27lux以上の照度を持ち、 且つ／又は50Vにおいては、16lux以上の、より好ましくは18lux以上の、更にいっそう好ましくは20lux以上の、更により好ましくは22lux以上の、最も好ましくは24lux以上の照度を持つ。最も望ましくは、75L及び／又は75Rにおける照度は、13lux以上と、30lux以下との間であり、50L及び／又は50Rにおける照度は、20lux以上と、40lux以下との間であり、50Vにおける照度は、16lux以上と、50lux以下との間である。これは、例えば自動車において、前記ランプのより良好な照明パフォーマンスを可能にする。 
【００１２】
本発明の他の好ましい実施例においては、前記ランプは、投射型ヘッドライト(projective headlight)において、75L及び／若しくは75Rにおいては、19lux以上の、より好ましくは20lux以上の、更にいっそう好ましくは21lux以上の、更により好ましくは22lux以上の、最も好ましくは23lux以上の照度を持ち、且つ／又は50L及び／若しくは50Rにおいては、21.8lux以上の、より好ましくは22lux以上の、更にいっそう好ましくは22.5lux以上の、更により好ましくは22.8lux以上の、最も好ましくは23lux以上の照度を持ち、 且つ／又は50Vにおいては、14lux以上の、より好ましくは15lux以上の、更にいっそう好ましくは16lux以上の、更により好ましくは17lux以上の、最も好ましくは19lux以上の照度を持つ。最も望ましくは、75L及び／又は75Rにおける照度は、19lux以上と、40lux以下との間であり、50L及び／又は50Rにおける照度は、21.8lux以上と、40lux以下との間であり、50Vにおける照度は、14lux以上と、50lux以下との間である。このようなランプを用いることによって、例えば自動車において、前記ランプのより良好な照明パフォーマンスが容易に得られ得る。
【００１３】
本発明の他の好ましい実施例においては、前記ランプは、曲率が、25%以下、より好ましくは20%以下、好ましくは15%以下、好ましくは10%以下、最も好ましくは0%以上と、5%以下との間であるアーク曲率(arc curvature)を持つ。
【００１４】
曲率は、本発明内では、長手方向の長さと比較した光アークの垂直延長部分として定義される。アーク光は、長手方向の長さAと、Bの横方向延長部分とを持つ。その場合、本発明内で規定されるような曲率は、式
【数１】
0005419347.tif 000002
によって簡単に計算される。
【００１５】
このような曲率を持つランプを用いることによって、シャープな光のカットオフを含む前記ランプのより良好なパフォーマンスが得られ得ると共に、前記ランプの照度は、依然として前記分野における規格を満たす。
【００１６】
本発明の他の好ましい実施例においては、前記ランプはHIDランプである。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施例においては、前記ランプは石英ランプである。
【００１８】
本発明の他のデータ及び情報並びに利点及び特徴は、以下の表I乃至IIIから得られ得る。
【００１９】
表Iは、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの輝度特性を示している。
表I
【表１】
0005419347.tif 000003
【００２０】
表Iは、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの輝度特性を示している。表I及び図１を見て分かるように、本発明によるランプの輝度/mmの増減は、従来技術のランプと比べてずっと急激である。それ故、ずっとシャープな光のカットオフが得られ得る。更に、本発明によるランプの最大総輝度は、従来技術のランプよりずっと高い。
【００２１】
表IIは、反射型ヘッドライトにおける、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの照度を示している。
表II
【表２】
0005419347.tif 000004
【００２２】
見て分かるように、75L及び／又は75R、50L及び／又は50R、並びに50Vであるランプの関連領域における本発明によるランプの照度は、従来技術のランプより高い。（75L、75R、50L、50R及び50Vの定義はDIN R 98にある）。
【００２３】
表IIIは、投射型ヘッドライトにおける、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの照度を示している。
表III
【表３】
0005419347.tif 000005
【００２４】
見て分かるように、投射型ヘッドライトにおいても、75L及び／又は75R、50L及び／又は50R、並びに50Vであるランプの関連領域における本発明によるランプの照度は、従来技術のランプより高い。（75L、75R、50L、50R及び50Vの定義はDIN R 98にある）。
【００２５】
本発明の他のデータ、情報、利点及び特徴は、添付図１乃至５から得られ得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの輝度特性を示している。図１を見て分かるように、本発明によるランプの輝度/mmの増減は、従来技術のランプと比べてずっと急激である。それ故、ずっとシャープな光のカットオフが得られ得る。更に、本発明によるランプの最大総輝度は、従来技術のランプよりずっと大きい。それ故、ランプのより良好な総合パフォーマンスが達成され得る。これは、反射型ヘッドライト（図２）及び投射型ヘッドライト（図３）における従来技術のランプと比較した本発明によるランプの照度が示されている図２及び３を見ても分かる。見て分かるように、75L及び／又は75R、50L及び／又は50R、並びに50Vであるランプの関連領域における本発明によるランプの照度は、従来技術のランプより高い。（75L、75R、50L、50R及び50Vの定義はDIN R 98にある）。
【００２７】
図４は、本発明の一実施例によるランプ１の概略的な断面図を示している。ランプ１は、ランプボディ１０と、バーナチャンバ(burner chamber)２０と、２本のロッド３０とを有し、ランプ１が動作する場合、前記２本のロッド３０の間に光アーク４０が形成される。図５は、図４の光アークの曲率特性を示している。本発明の意味における曲率は、（「B」によって示されている）横方向延長部分を求めて、前記横方向延長部分を（「A」によって示されている）長手方向の長さと比較することによって測定される。次いで、曲率は、式 
【数２】
0005419347.tif 000006
によって簡単に計算される。
【００２８】
本発明のこの実施例によれば、好ましい場合、輝度（cd/m2単位で測定）/mmのアーク輝度特性は、軸５０の区間５０Ａに沿って測定される。 
【００２９】
ランプの曲率は、可能な限り低いのが好ましく、好ましくは25%以下の、より好ましくは20%以下の、好ましくは15%以下の、好ましくは10%以下の、最も好ましくは0%以上と、5%以下との間の曲率である。これは、完全には対称形をしておらず、上側に、光アークの方へ向けられる凹部が形成されるバーナチャンバ２０を用いることによって達成され得る。凹部の好ましい形状は、球形又は円筒形であり、1mmより大きい半径を持つ。凹部の深さは、バーナチャンバの内壁と電極との間の垂直距離より短い。 
【００３０】
上記のようなランプは、様々な用途において、とりわけ、 
−店舗照明、
−家庭用照明、
−ヘッドランプ、
−アクセント照明、
−スポット照明、
−劇場照明、
−民生用TV用途、
−光ファイバ用途、
−車両照明、及び
−投影システムにおいて用いられ得る。
測定方法
【００３１】
本発明内で示されているデータは、特に指示がない限り、（統一技術規定の採用に関するUNECE 1958年協定及び追補に含まれる）DIN R98を用いて収集された。DIN R98は参照により全て盛り込まれる。
【００３２】
75L及び／又は75R、50L及び／又は50R、並びに50Vの測定照度は、V(λ)波形フォトセル(V(λ) corrugated photo cell)を用いるヘッドライトにおけるランプのゴニオフォトメータ測定で測定された。
【００３３】
cd/m2単位の輝度は、V(λ)の波形を付けられ、目盛りを付けられたデジタルカメラで測定された。データは、ドイツのイルメナウのテクノチーム社製の高ダイナミックレンジカメラLMK98及びLMK2000のソフトウェアを用いて収集された。この開示に基づく自動車用キセノン高輝度放電バルブは、バーナの軸がCCDカメラの軸に対して垂直に向けられるようにしてバーナ装置を水平位置に固定するホルダ内に取り付けられる。次いで、高輝度放電バルブのソケットは、14V電源によって電力を供給される電子駆動回路（安定器）に接続される。電源のスイッチを入れた後、高輝度放電バルブの光アークは、約５分後に安定モードでともる。その時間の間、高輝度放電バルブは、バーナ軸に沿って回転され、光アークが最小曲率又は最大曲げ半径を持つ位置において固定される。ここで、高輝度放電バルブは、光アークが、カメラチップ上に、好ましくは、カメラチップの中央にシャープな像を形成するようにして、高ダイナミックレンジCCDセンサチップの前に光学台に沿って配置される。例えば、カメラの対物レンズが100mmの焦点距離を持つ場合には、光源とCCDチップの表面との間の距離は約585.5cmであろう。LMK2000のソフトウェアを利用すると、コンピュータモニタ上にライブモードで像が表示され得る。CCDカメラチップをクロスフェードしないために、カメラの光学部品の前には、10-4%グレーフィルタが取り付けられなければならず、LMK2000のプログラム内では対応較正係数が選ばれなければならない。更に、CCDチップの最大照射時間は、10msと50msとの間の値に設定されなければならない。ここで、LMK2000のソフトウェアの高ダイナミックレンジ又はマルチピクチャ測定アルゴリズムを利用して、高ダイナミックレンジ測定が開始され得る。図４及び５に示されているような好ましい実施例によれば、軸５０の区間５０Ａに沿った輝度（cd/m2単位で測定）/mmのアーク輝度特性は、少なくとも0.05mm以上且つ0.5mm以下であるべきであり、その区間の輝度/mmの絶対値は、300,000,000(cd/m2)/mm以上であるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術のランプと比較した本発明によるランプの輝度特性を示す。
【図２】反射型ヘッドライトにおける、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの照度を示す。
【図３】投射型ヘッドライトにおける、従来技術のランプと比較した本発明によるランプの照度を示す。
【図４】本発明の一実施例によるランプの概略的な断面図を示す。
【図５】図４のランプの光アークの概略的な拡大図を示す。
【図１】
0005419347.tif 000007
【図２】
0005419347.tif 000008
【図３】
0005419347.tif 000009
【図４】
0005419347.tif 000010
【図５】
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