(57)【要約】  高圧放電ランプ（２）は無電極であり、マイクロ波によって励起される。音響共振はプラズマ流を制御し、これを安定させる。この安定化は、放電容器の特別な形状によってサポートされる。このためにセラミック製の縦長の放電容器は、少なくともほぼ一定の内径（ＩＤ）を有する中央部分と２つの終端部に分けられ、これらの終端部の内径は終端部に向かって低減する。
2011530794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプシステムであって、
当該高圧放電ランプシステムは無電極であり、高周波（ＲＦ）、有利にはマイクロ波によって励起され、
セラミック製の縦長の放電容器を有しており、
当該容器は軸Ａを有しており、
当該放電容器は充填物を有しており、高周波パワー（ＲＦ）が当該充填物内に基体から入力結合されると当該放電容器はプラズマを形成し、
当該充填物はガスと、少なくとも１つの金属ハロゲン化物を含んでおり、
ランプを作動させるための回路が付けられており、当該回路はＲＦパワーを供給し、これによって、入力結合されたＲＦパワーが金属ハロゲン化物を気化させ、これによって光が放射される形式のものにおいて、
当該放電容器は、プラズマ流の音響的な変調制御を伴う作動に対して特別に構成されており、これは放電容器を、少なくともほぼ一定の直径の内径ＩＤを有する中央部分と２つの終端部分に分けることによって行われ、当該終端分の内径は、終端部に向かって低減する、
ことを特徴とする、高圧放電ランプシステム。
【請求項２】
放電容器近傍に基体が配置されており、
前記ランプ基体は誘電材料を含んでいる、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項３】
内長ＩＬと内径ＩＤとのアスペクト比ＡＶは、前記放電容器の中央部分Ｍにおいて、少なくとも２であり、有利には少なくとも３．５である、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項４】
総ランプ出力Ｐ（単位Ｗ）と総外側表面ＯＳとの比は１５〜３０Ｗ／ｃｍ２の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項５】
前記総ランプ出力Ｐ（単位Ｗ）と中央部分の外側表面ＯＳＺ（直径の幅が狭められた終端部を有していない）との比は２８〜４５Ｗ／ｃｍ２の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項６】
両方の終端部がまとめられ、場合によっては端面を含む、終端部の間の外側表面と、中央部分との比は、７５〜１２５％の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項７】
前記内側表面の総壁負荷は、３０〜４５Ｗ／ｃｍ２の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項８】
前記ランプ雰囲気の充填圧力は、０．５〜３０ｂａｒの領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項９】
前記放電容器の充填物は、Ｎａ、Ｌｉのグループおよび／またはＴｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｃｅのグループからの金属ハロゲン化物を含んでいる、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１０】
作動時に搬送波周波数としてＲＦ５０ＭＨｚ〜３ＧＨｚが使用され、
振幅変調（ＡＭ）によって周期的に、第２の方位方向共振周波数が励起される、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１１】
前記周波数には、偶数の縦共振周波が、別の変調として印加され、有利には第２または第４の縦共振周波数が印加される、請求項１０記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１２】
前記搬送波周波数の変調は１０ｍｓ〜１ｍｓの周期で行われる、請求項１１記載の高圧放電ランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載された高圧放電ランプに関する。
【０００２】
従来技術
ＷＯ２００８／０４８９７８号には、被変調マイクロ波ランプが開示されている。
【０００３】
類似の共振作動ランプがＵＳ５５０８５９２号およびＵＳ６７３７８２５号に開示されている。この文献では無電極放電容器は常に、半球状に丸められた角を備えた円筒状である。
【０００４】
発明の開示
本発明の課題は、色変動が少なく、メンテナンスを良好に行うことができる、マイクロ波によって励起される高圧放電ランプを提供することである。
【０００５】
上述の課題は、請求項１の特徴部分に記載された構成によって解決される。
【０００６】
特に有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明では、ＲＦ波またはマイクロ波によって励起される、高効率の無電極高圧放電ランプが提供される。このランプの対流は音響的に制御されるので、プラズマ安定性である。このランプの特徴は、色変動が少なく、メンテナンスを良好に行うことができる、ということである。
【０００８】
電極を備えた今日のセラミックメタルハライドランプは、電極での損失が比較的高いという問題を有している。降下電圧およびランプ接続部または給電線へと続く熱線路を介した、電極損失は、出力バランスにおいて１０〜２０％であり、典型的には平均して１５％の損失である。
【０００９】
放電容器に対する充填物としては、既知の金属ハロゲン化物充填物が適しており、殊に放電容器は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｔｌ、Ｃａ、希土類金属（ＳＥ）のみから成るヨウ化物群から選択された、またはこれらの組み合わせから選択された金属ハロゲン化物を含有する充填物を含んでいる。このシステムは殊に、以下の充填システムに適している：すなわち、ＳＥＪ３と組み合わされたＮａＪ、ＴｌＪ、ＣａＪ２である。ここで希土類金属は、元素Ｔｍ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄのうちの少なくとも１つである。
【００１０】
Ｎａ／Ｌｉを含有した金属ハロゲン化合物充填物および／またはＣｅ／Ｎｄ／Ｐｒを含有した金属ハロゲン化合物充填物を使用する場合には特に、これらの溶融物が電極の引き込み領域において多かれ少なかれ強く混合されてしまう。これによって、色の質および光収率が変化してしまう恐れがある。典型的にタングステンから製造される電極は、電流負荷が低いランプ作動時にも、タングステン消磨から逃れることはできない。これによって、電極帰還燃焼および燃焼壁の黒色化が生じる。電極帰還燃焼および充填物移動によって、このようなランプの寿命は尽きてしまう。
【００１１】
これまでは、セラミック製の金属ハロゲン化物放電ランプは、電極を用いて作動されてきた。このようなランプの無電極作動は商業的に、光収率が低くてもよい投影用途のための、出力の低い石英容器に制限されているか、または冷却が進歩している、典型的に少なくとも２５０Ｗの高出力に制限されている。このような作動時には元来、プラズマ安定化のために、対流の恒久的な音響的影響は使用されない。あらゆる状況における全般的な作動は、低出力のセラミック容器の場合には、プラズマ安定化が燃焼器内で低い熱応力を形成する場合にのみ可能である。
【００１２】
本発明がより良好に理解されるために、以下の説明を行う：
有利には、音響共振による作動のために、金属ハロゲン化物が充填されたセラミック放電容器が使用される。作動時には１２０〜１７５ｌｍ／Ｗになる高い効率を保証するために、熱条件が所期のように改善されなければならないことが判明した。このためには種々異なる定格出力に対して、音響的に誘起された対流が所期のように動かされなければならない。この対流は定められた規則によって、放電容器の表面積によってスケーリングされる。これによって新たな熱条件が得られる。この熱条件によって、典型的に１４０〜１５０ｌｍ／Ｗのレベルの効率が長時間安定して設定される。
【００１３】
長時間にわたって安定した、マルチセル対流を得ることが目的である。このマルチセル対流は大きい定格出力領域にわたって保持される。このために重要であるのは、特有の表面領域を定め、これに対する基準を考慮することである。これに適切な特性量は出力密度である。
【００１４】
使用されている定格出力と表面積の比に対するスケーリング法則を明らかにすることによって、種々の出力クラスおよび光束クラスに対して、セラミック放電容器を構成することができる。
【００１５】
本発明は、音響モードによって所期のように影響された、充填ガスの放電プラズマにおいて、対流を所期のように調整する。充填ガスの流れによって、付加的な熱流が、放電体の終端部へとガイドされるであろう。これによって、この終端部ひいてはコールドスポットも加熱されるであろう。このような加熱を抑制するために、効果的な終端部冷却が行われなければならず、このようにしてこのコールドスポットおよび放電容器の終端部が過度に加熱されることがなくなる。
【００１６】
金属ハロゲン化物ランプを、縦音響モードにおいて作動させることを可能にするために、放電容器の形状は、少なくとも２の、いわゆるアスペクト比ＡＶを有するべきである。有利にはアスペクト比は３．５〜６の領域にあり、殊にＡＶ＝４．５〜５．５であり、４．６〜４．８のアスペクト比ＡＶが特に適している。アスペクト比は、放電容器の内長と内径の比である。放電容器は長手軸を有しており、実質的に円柱である。放電容器は容易に、中央で取り外し可能である。この種のランプの作動様式は、例えばＵＳ６４００１００号に開示されている。
【００１７】
有利には、内部容積に関して、円柱状の放電容器が使用される。放電容器は外側套面並びに外側端面または少なくとも傾斜面を有している。外側套面に、外側傾斜面および端面を足したものが、全体的な外側表面ＯＳＵＭを決める。この全体的な外側表面ＯＳＵＭに関連して定格出力Ｐを定める場合、効率を高めるために、定められた固有の定格出力ＰＳ＝Ｐ／ＯＳＵＭは、１７〜２５Ｗ／ｃｍ２に達していなければならない。またこれと同時に、内側表面での内側壁負荷が高く保たれなければならない。これは少なくとも２８Ｗ／ｃｍ２であるべきである。
【００１８】
本発明を理解するためには、放電容器を長手軸を横切る方向で３つの部分に区分するという考えが必要である。この際に境界となるのは、放電容器の曲率変化である。曲率変化が僅かであり、有利には曲率変化が０であり、内径が一定であるかまたは非常に僅かにしか変化しない（内長にわたって、１５％よりも低い変化）中央領域は、高温プラズマ区間を規定する。この区間には放電プラズマが延在する。この区間は作動時には比較的高温になる。このプラズマ区間の領域における壁負荷は有利には２８〜４５Ｗ／ｃｍ２の範囲にある。このプラズマ区間の外側表面はＯＨで表される。
【００１９】
冷却効果を有する傾斜面または端面を含めた、その後方に位置する終端部の表面は、ＯＫであらわされる。放電容器は２つの終端部を有しているので、２つの終端部の表面が考慮されなければならない。通常は２つの終端部は対称であり、各冷却表面はＯＫの半分を有する。
【００２０】
ＯＨに割り当てられている湾曲区間が、作動時に少なくとも２８Ｗ／ｃｍ２の高い壁負荷Ｗに達し、全体表面ＯＳＵＭ、すなわちＯＨとＯＫを足した表面が格段に低い固有定格出力１７〜２５Ｗ／ｃｍ２を有する場合に、冷却が特に効果的である。換言すれば、表面ＯＫは、端部領域において十分に大きくなければならない。有利にはＯＫとＯＨの比ＶＨは、０．７５〜１．００である。特に有利にはこの比は、ＶＨ＝０．８５〜０．９０の領域内に成る。ＯＫの領域におけるコーティング等の技術的な手法によって、ＶＨを修正することができる。
【００２１】
本発明の利点は、効率的なマイクロ波励起方法等によって、長持ちする、高効率のセラミック高圧放電ランプシステムを実現することができるということである。このランプシステムの出力は低いおよび中程度である。これによって、特に小型のランプシステムを実現することができる。
【００２２】
ここでは水銀の含有量が少ない、および水銀を含有していない充填物を、金属電極および金属引き込み領域を損傷させることなく、使用することができる。対流の音響的な構成はここで、円錐形に延在する終端部を備えた、縦に長い放電容器を使用する。有利には、放電容器に陥入部が設けられる。この配置は、大気でのまたは真空外球における高負荷燃焼作動を可能にし、これと同時に、低い熱応力も可能にする。なぜなら放電プラズマは、調節された対流によって燃焼器内部に保持され、セラミック壁部との接触がほぼ安定化され、最小化されるからである。
【００２３】
ランプは殊に、変調可能な半導体−高周波数発生器で作動される。これは有利にはマイクロ波（ＭＷ）発生器（ＡＢ／Ｃ、Ｄ、ＥまたはＦクラスモードまたは種々異なる作動状態に対して切替可能なクラスにおける増幅回路）であって、周波数領域５０ＭＨｚ〜５ＧＨｚにおけるマッチング回路網および結合アプリケータを有している。燃焼器軸上にアーク安定性が生じるので、典型的に２００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの間の範囲が有利であり、５００ＭＨｚからの範囲が特に有利である。これは音響的に誘起されたアーク直線化作用を用いて生じる。このために周期的に第２の方位方向共振周波数が励起される。特に有利には、偶数の縦共振周波数の発生しているウェーブフィールドを印加することによって音響的に誘起されたマルチセル構造を設定することで、プラズマが混合される。
【００２４】
搬送波周波数（典型的には２００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の変調は、振幅変調を介して次のように行われる。すなわち、周期的に第２の方位方向共振周波数が、１０ｍｓ〜１ｍｓの周期においてオーバースキャンされ、詳細には、ｆｃｅｎｔｅｒ−□ｆからｆｃｅｎｔｅｒ＋□ｆまでオーバースキャンされるように行われる。ここで０．５ｋＨｚ＜＝□ｆ＜＝１５ｋＨｚであり、典型的に５ｋＨｚである。
【００２５】
さらなるオプションとして、この変調にさらなる変調を重ねることができる（これは例えば、変調周波数を合算することによって行われる）。これによって、出力スペクトル内に励起線が形成される。ここでこの励起線は、ランプ開始後の印加フェーズにおいて、開始周波数ｆｓｔａｒｔから約５０Ｈｚ／ｓｅｃから１ｋＨｚ／ｓｅｃのレートを有している。これは、水平位置に存在する縦共振周波数（有利には第２の縦共振周波数）にわたって約１．２５−１，３＊ｆｌｏｎｇ＿ｈｏｒ（水平駆動における縦共振の位置）に位置し、水平位置において測定された縦共振周波数（典型的に０．０５ｋＨｚ〜２．５ｋＨｚ離れている）の下方の位置における停止周波数まで続き、電気的総出力の３〜３５％の線形出力の出力割合に相応する。この場合には、音響的に誘起されるマルチセル対流構造が安定して調整され、長時間にわたって安定化される。ここでは、２つまたはそれよりも多くの、ランプ中央に関して対称に配置されたプラズマ収縮が、この場合に最適に励起された縦音響共振の、発生しているウェーブフィールドのプレスノットの位置に生じる。
【００２６】
縦共振を励起するための線形出力の出力割合に応じて、線形出力は、継続作動にわたって、別の変調またはスイープ運動の影響を受ける。
【００２７】
充填物の構成成分として、以下のグループから１つまたは複数のものが使用される。すなわち：
ＴｌＸ、ＺｎＸ２、Ａｌ２Ｏ３、ＩｎＸ、ＩｎＸ３、ＨｆＸ４、ＳｎＸ２、ＭｎＸ２、ＭｇＸ２、ＺｒＸ４、ＴａＸ５、ＨｇＸ２、ＣｓＸ、ＮａＸ、ＤｙＸ２、ＧａＸ３、ＣｅＸ３、ＮｄＸ３、ＰｒＸ３、ＴｍＸ３、ＥｒＸ３、ＨｏＸ３、ＤｙＸ３、ＧｄＸ３、ＴｂＸ３、ＣａＸ２、ＲｅＸ３、ＷＸ３、ＷＯＸ、ＲｅＯｘ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｇａである。ここでＸ＝Ｉ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｆである。
【００２８】
単体金属およびその混合物を使用することも同じように可能である。
【００２９】
ガスとしては、全ての希ガスＡｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ並びにＮ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２、Ｄ２およびその混合物が適している。
【００３０】
圧力領域は０．１ｍｂａｒ（冷）〜３００ｂａｒ（熱）である。０．５〜３０ｂａｒの範囲の圧力が有利である。
【００３１】
容器はセラミック材料（ＰＣＡ、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、Ｚｒ２Ｏ３）または、硬化された高温はんだ等のガラスセラミック材料（金属酸化物（例えばＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、ＣａＯ等）の二成分または三成分共融混合物）または（石英）ガラス容器またはハイブリッド材料系から成る。
【００３２】
ランプの内部直径ＩＤは有利には０．１ｍｍ〜１５ｍｍであり、有利には最大で１０ｍｍである。内長ＩＬは有利には０．３５〜９０ｍｍであり、有利には５０ｍｍまでである。
【００３３】
壁厚は典型的に約０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲にある。
【００３４】
以下で、本発明を複数の実施例に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】放電容器を備えた高圧放電ランプ
【図２】適切な放電容器の種々異なる実施例
【図３】適切な放電容器の種々異なる別の実施例
【図４】高圧放電ランプのシステムの詳細図
【図５】出力が５０Ｗの場合の、種々異なる共振周波数に対するアスペク比を示すダイヤグラム
【図６】出力が１００Ｗの場合の、種々異なる共振周波数に対するアスペク比を示すダイヤグラム
【図７】高圧放電ランプを備えた完全なシステム
【実施例】
【００３６】
図１は、無電極放電ランプ１を概略的に示している。この放電ランプは、本質的にセラミックランプである。Ａｌ２Ｏ３セラミックから成る放電容器２は、例えば２ｍｍの所期の内径ＩＤと例えば１０ｍｍの所期の内長ＩＬを有している。充填物は例えば、ＮａＪ、ＮａＢｒ、ＩｎＢｒ、ＩｎＪ、ＣｅＪ３、ＣｅＢｒ３、Ｘｅ、ＨｇＪ２およびＨｇを含有している。
【００３７】
このランプは、マイクロ波増幅器での位相シフト器／ラムダ／２−迂回線路（バラン）を備えた条片状導体結合部３を備えたシステムで作動される。ＭＦ周波数は９００ＭＨｚである。ランプ内の出力は２５Ｗで調整される。スイープに対する変調周波数は１１０〜１２５ｋＨｚであり、ＡＭ周波数は４５ｋＨｚである。線周波数の変調強度は１９％である。
【００３８】
図２は、種々異なる、特に良好に適している縦長の放電容器を示している。これは、幅が狭くされた終端部と長手方向軸Ａを有している。ここでアスペクト比ＡＶ、すなわち比ＩＬ／ＩＤは少なくとも２、有利には少なくともＡＶ＝３．５である。上方限界は有利にはＡＶ＝８である。終端部６での幅の狭い部分は、１／８〜１／５ＩＬの典型的な長さにわたって延在する。
【００３９】
図２ａに示された簡単な実施形態では、放電容器２１には円柱状の中央部分５が設けられている。２つの終端部分６は円錐状に延在しており、最長内長ＩＬが軸Ａにおいて得られる。
【００４０】
円錐状に幅を狭める代わりに、図２Ｂのように放電容器の幅を切り株状に狭めることができる。従ってこれは軸近傍で、軸を横切っている終端面７を有する。しかしこの終端面はより小さい内径ＤＩＥを有している。このような小さい直径は典型的には、中央部分５の内径ＩＤの３０〜６５％である。
【００４１】
内径を狭くすることが、適切な湾曲曲線１６（図２ｃを参照）を介して行われてもよく、または階段１７の形式（図２ｄを参照）で行われてもよい。転換点を伴った弓なりの曲線１４も、直径を低減するのに適している（図２ｅを参照）。
【００４２】
図３に示された第２の基本的な実施形態では、放電容器の直径は、少なくとも１つ、殊に２つの陥入部または湾曲部によって得られる、またはサポートされる。これによって、最長内長ＩＬが軸Ａ外で得られる。これに対してこの軸Ａ内では、短くされた内長ＩＬＲが得られる。ここでも、軸Ａを横切っている終端面全体は、出っ張り部分がとがっている場合（図３ｂ）には約０％である。またはこれは３０〜６５％の範囲にある（図３ａ）。
【００４３】
図３ａは、中央陥入部１９が放電容器終端部に設けられている実施例を示している。軸Ａ外では、ほぼ平らな端面２０が設けられている。図３ｂの実施例では陥入部１９が設けられており、ここでは平らな端面ではなく、湾曲した狭幅部２２が、内径ＩＤを狭くする。放電容器はこの場合には２つの、外側を指している、端面側の先端部２１を有している。
【００４４】
図３ｃに示された特別な実施形態では、中央部分２５は、一定の直径を有する、まっすぐな管ではなく、中央部分における極大部ＩＤＭを伴い僅かに凹状に湾曲している。しかし終端部での内径における差は、最大値ＩＤＭの１０％を越えるべきではない。この実施例では、端面はない。
【００４５】
一般的に３〜６のアスペクト比ＡＶが特に適切であり、ＡＶ＝４．５〜５は非常に有利である。
【００４６】
内径が狭められた終端部構造は、対流セル流を安定させるのに役立つ。直径が狭められている終端領域の軸方向長さはここで、できるだけ短くすべきである。有利にはこれは最大で、最長内長ＩＬの３０％であるべきである。終端部で温度勾配を調整するためにこれは特に効果的である。
【００４７】
高められた放射率を有する可視スペクトル領域における透明なコーティング４０（図２ｄを参照）もサポート効果を有する。この放射率は少なくともε＝０．５５μｍである。これによって、領域１〜３μｍにおける平均値が意図される。この領域は、一般的に、ＮＩＲ（近ＩＲ）と称される。このコーティングは少なくとも、冷却終端領域の部分上に取り付けられるべきである。
【００４８】
図４は、高圧放電ランプシステム１の基本的な実現形態を示している。中心部分は、音響共振器として作用するセラミック放電容器２である。この放電容器はここでは、切り株状の終端部を備えた円錐形である。実際の実施形態では、放電容器は一体的に、円錐状の終端部を有するシース状管６として構成される。管自体は一定の内径ＩＤを有している。始めは開放されている第２の終端部を通じて充填物が入れられる。その後、この第２の終端部は適切な詰め物７によって塞がれる。ここでこの詰め物は次のような形状を有している。すなわち、詰め物の円錐形状が第１の終端部に相応するような形状を有している。ここでこの詰め物の外径は、開放されている終端部の直径ＩＤに整合し、ガラスはんだ溶融物８によって密閉される。
【００４９】
この詰め物は、つまみ部分４７を有している。この部分は後から、詰め込みおよび密閉後に切り取られるまたは形状に関して修正される。これは例えば、レーザ切断または機械的な研磨によって行われる（矢印を参照）。
【００５０】
円錐形終端部の周りに、螺旋状に巻かれたアプリケータ９が両側に置かれる。これはそれぞれ条片導体３と接続されている。接続部分には、参照番号１３が付与されている。このシステムはさらに、誘電的な光反射器１１によって補完される。この反射器は凹状に湾曲されており、ランプを自身の中心に保持する。
【００５１】
このシステムは、毛細管および電極構造体の使用に付随してあらわれる、高い終端部損失を回避する。これは、入力パワーの１０〜１５％のオーダーで変動する。
【００５２】
本発明の新たな容器形状によって、放電プラズマ内のガス対流の音響的マルチセル励起が実現される。ここで以下の条件を個別にまたは組み合わせて顧慮することが有効である：
全ランプ出力Ｐ（単位Ｗ）と全外側表面ＯＳとの比は１５〜３０、有利には１７〜２５Ｗ／ｃｍ２の範囲にあるべきである。Ｐ／ＯＳ＝１８〜２２の値、殊に１９．５〜２１Ｗ／ｃｍ２が特に適切である。
【００５３】
全ランプ出力Ｐ（単位Ｗ）と中央部分の外側表面ＯＳＺ（直径が狭められた終端部を有していない）との間の比は２５〜６５、有利には２８〜４５Ｗ／ｃｍ２の範囲にあるべきである。Ｐ／ＯＳＺ＝３０〜４０の値が適切であり、３４〜３８Ｗ／ｃｍ２が有利である。
【００５４】
２つの終端部がまとめられている、生じ得る端面を含む終端部の間の外側表面と、中央部分の外側表面との比は、７５〜１２５％の領域にあるべきである。８５〜９０％の値が有利である。
【００５５】
内側表面の全体壁負荷は、有利には３０〜４５、有利には４２Ｗ／ｃｍ２までである。３６〜４１Ｗ／ｃｍ２の値が特に有利である。
【００５６】
図５および６は、５０Ｗのランプ出力（図５）と、１００Ｗのランプ出力（図６）に対するアスペクト比ＡＶの選択を示している。種々異なる音響共振周波数（単位ｋＨｚ）の位置に対するアスペクト比ＡＶが記載されている。第１および第２の方位方向共振周波数および第１のラジアル共振周波数の他に、第２および第４の縦共振周波数が記載されている。
【００５７】
第１の方位方向共振が適していないことが分かる。これは、建設的というよりも破壊的に作用する。これは強いアーク破壊を示し、その励起によって、アークが消滅する恐れがある。
【００５８】
さらに、第２および第４の縦共振に対する十分な間隔が必要である。この間隔は、少なくとも５ｋＨｚである。
【００５９】
少なくとも２のアスペクト比、より良好には少なくとも３．５のアスペクト比の場合には、使用可能な音響周波数を十分に選択することができる。これは、種々異なる壁負荷および種々異なるパワーレベルの場合においても当てはまる。
【００６０】
より大きいパワー領域に対して同様に有効である唯一の設計の選択時には、アスペクト比はできるだけＡＶ＝４〜６の領域内で選択されるべきである。上方の限界は殊に、殊に次のことによって得られる。すなわち、第２の縦共振周波数が約１９ｋＨｚの高い閾値に達する場合である。（図５および６における矢印参照）。
【００６１】
終端部分の軸方向長さに対する具体的な下方境界は、中央部分の長さの１０％である。放電容器の有利な実施形態は、放電容器の終端部分で、まっすぐな端面を有している。またはこの端面は、むしろ内側へ陥入している。このようにして、そこに形成された対流セルが付加的に安定する。
【００６２】
図７は、放電容器３０および電圧源３０並びにＥＶＧ３２を備えた高圧放電ランプを示している。これは点弧補助回路３３を含んでいる。
【００６３】
作動時には、搬送波周波数としてＲＦ５０ＭＨｚ〜３ＧＨｚが使用される。ここで殊に、振幅変調（ＡＭ）によって周期的に第２の方位方向共振周波数が励起される。
【００６４】
有利には、この周波数には偶数の縦共振周波数がさらなる変調として加えられる。有利にはこれは第２のまたは第４の縦共振周波数である。
【００６５】
特に有利には、搬送波周波数の変調は、１０ｍｓ〜１ｍｓの周期で行われる。
【図１】
2011530794.tif 000003
【図２ａ】
2011530794.tif 000004
【図２ｂ】
2011530794.tif 000005
【図２ｃ】
2011530794.tif 000006
【図２ｄ】
2011530794.tif 000007
【図２ｅ】
2011530794.tif 000008
【図３ａ】
2011530794.tif 000009
【図３ｂ】
2011530794.tif 000010
【図３ｃ】
2011530794.tif 000011
【図４】
2011530794.tif 000012
【図５】
2011530794.tif 000013
【図６】
2011530794.tif 000014
【図７】
2011530794.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月15日(2011.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプシステムであって、
当該高圧放電ランプシステムは無電極であり、高周波（ＲＦ）によって励起され、
セラミック製の縦長の放電容器を有しており、
当該容器は軸Ａを有しており、
当該放電容器は充填物を有しており、高周波パワー（ＲＦ）が当該充填物内に基体から入力結合されると当該放電容器はプラズマを形成し、
当該充填物はガスと、少なくとも１つの金属ハロゲン化物を含んでおり、
ランプを作動させるための回路が付けられており、当該回路はＲＦパワーを供給し、これによって、入力結合されたＲＦパワーが金属ハロゲン化物を気化させ、これによって光が放射される形式のものにおいて、
当該放電容器は、プラズマ流の音響的な変調制御を伴う作動に対して特別に構成されており、これは放電容器を、少なくともほぼ一定の直径の内径ＩＤを有する中央部分と２つの終端部分に分けることによって行われ、当該終端部分の内径は、外へ向かって低減する、
ことを特徴とする、高圧放電ランプシステム。
【請求項２】
放電容器近傍に基体が配置されており、
前記ランプ基体は誘電材料を含んでいる、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項３】
内長ＩＬと内径ＩＤとのアスペクト比ＡＶは、前記放電容器の中央Ｍにおいて、少なくとも２である、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項４】
総ランプ出力Ｐ（単位Ｗ）と総外側表面ＯＳとの比は１５〜３０Ｗ／ｃｍ２の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項５】
前記総ランプ出力Ｐ（単位Ｗ）と中央部分の外側表面ＯＳＺとの比は２８〜４５Ｗ／ｃｍ２の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項６】
両方の終端部分がまとめられた終端部分と中央部分との間の外側表面の比は、７５〜１２５％の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項７】
前記放電容器は外へ向かって端面で終端しており、両方の終端部分がまとめられ、かつ端面を含めた終端部分と中央部分との間の外側表面の比は、７５〜１２５％の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項８】
前記内側表面の総壁負荷は、３０〜４５Ｗ／ｃｍ２の領域にある、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項９】
前記ランプ雰囲気の充填圧力は作動時に０．５〜３０ｂａｒになる、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１０】
前記放電容器の充填物は、Ｎａ、Ｌｉのグループおよび／またはＴｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｃｅのグループからの金属ハロゲン化物を含んでいる、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１１】
作動時に搬送波周波数としてＲＦ５０ＭＨｚ〜３ＧＨｚが使用され、
振幅変調（ＡＭ）によって周期的に、第２の方位方向共振周波数が励起される、請求項１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１２】
前記周波数には、偶数の縦共振周波が、別の変調として印加される、請求項１１記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１３】
前記偶数の縦共振周波は第２または第４の縦共振周波数である、請求項１２記載の高圧放電ランプシステム。
【請求項１４】
前記搬送波周波数の変調は１０ｍｓ〜１ｍｓの周期で行われる、請求項１２記載の高圧放電ランプシステム。
【国際調査報告】
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