JP2013527587A - 発光管末端部に塩プール収容部を有する小型メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

高輝度放電光源は、長手方向軸（Ｘ）を有し、主中央放電室（１０６）が中に形成された発光管（１００）を含む。本発光管は、長手方向軸に沿って互いに間隔を空けて設けられた内側終端部（１２４、１２６）を有する第１および第２の電極（１２０、１２２）を含む。各電極は、主中央放電室の中へと少なくとも部分的に延伸するまたは主中央放電室の端部部分に達する。本発光管は、主中央放電室の対向する端部のところに位置する第１および第２の補助室（１６０、１６２）を含む。補助室は、主中央放電室の外側にドーズプール用のコールドスポット位置を形成するように、電極の内側終端部の完全に軸方向の外側に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光管末端部に塩プール収容部を有する小型メタルハライドランプに関する。

本開示は、小型高輝度放電ランプおよび特に小型高輝度放電ランプ用の発光管に関係し、より具体的には、半透明な、透明なまたは実質的に透明な石英ガラス、硬質ガラス、またはセラミック発光管材料製の発光管に関係する。小型高輝度放電ランプは、例えば、自動車照明分野において特定の用途を見出しているが、選択した態様が、塩プール位置およびランプアセンブリから放出される光束を最大にすることに関係する同じ課題に遭遇している汎用照明用の関連する放電ランプ環境における用途を見出すことができることを、認識するであろう。本開示の目的に対して、「放電室」は、アーク放電が起きる放電ランプの部分を呼び、一方で用語「発光管」は、放電室内で電気アーク放電を励起することによって光を発生させるために必要な放電ランプの最小の構造的アセンブリを表す。発光管は、また、モリブデン箔および外部リードもしくはリードワイアを有するピンチシール（石英発光管の場合）またはシールガラスシール部分および外部リードを有するセラミック突起エンドプラグもしくはセラミック脚部（セラミック発光管の場合）を含み、これが「放電室」の真空気密性に加えて、発光管アセンブリのシール部分の外へ向かう外部リードを介して放電室内の電極を外部駆動用電気部品へ電気的に接続する可能性を保証する。

高輝度放電ランプは、金属ハロゲン化物、水銀、またはこれを置き換えるバッファ代替物の混合物などの充填物、およびネオン、アルゴン、クリプトンまたはキセノンなどの不活性ガスまたはこれらの混合物を、多くの場合に対向する端部のところで放電室中へと延伸する２つの電極間を通るアークを用いてイオン化させ、放電室内の充填物にエネルギーを与えることによって光を生成する。電極および充填物は、エネルギーを与えた充填物を所望の圧力に維持し且つ放出された光が通過することを可能にする半透明な、透明なまたは実質的に透明な放電室の内部にシールされる。充填物（やはり、「ドーズ」としても知られる）は、アークによって蒸発し励起されることに応じて所望のスペクトルパワー密度分布（スペクトル）を有する可視電磁放射線（すなわち、光）を放出する。例えば、希土類金属ハロゲン化物は、広い範囲の色温度、優れた演色性、および高い発光効率を含む高品質スペクトル特性の広い選択を提供するスペクトルパワー密度分布を与える。

現在の高輝度メタルハライド放電ランプでは、放電室が動作中に水平の向きに配置されると、過剰なドーズ量の溶融金属ハロゲン化物塩プールは、一般的に楕円形または管状の放電室の中央底部位置または部分内に存在する。溶融塩プールの位置が常に放電室の最も冷たい部分であるので、この位置またはスポットは、放電室の「コールドスポット」位置と多くの場合に呼ばれる。放電室の内部の液体ドーズプールの上方に形成される金属ハロゲン化物の飽和蒸気と熱平衡にあり、コールドスポット領域のところのランプの放電室の内部に位置する過剰なドーズ量の溶融金属ハロゲン化物塩プールは、放電室壁のかなりの部分の内側表面上に薄い液体膜層を通常形成する。この場所では、ドーズプールが放電室の内部に位置する方向の光吸収および光散乱を増加させることによって、ドーズプールはランプの空間輝度分布を乱す。その上、ドーズプールは、ドーズプールの薄い液体膜を通過する光の色調を変える。

説明した発光管および放電室配置を採用する高輝度アーク放電ランプの周りの光学系を設計するときに、光学設計者はこれらの課題を扱わなければならない。すなわち、光学システムの構成は、放電室内の液体ハロゲン化物ドーズプールの歪曲効果によって引き起こされる吸収され散乱され変色した光線および歪んだ空間光輝度分布を扱わなければならない。例えば、過去のそして現代の自動車ヘッドランプ製造でさえ、歪んだ光線が非光透過性金属シールドによって遮られる、またはこれらの光線が用途にとって重要でない方向へ分布されることのいずれかである。言い換えると、放電室のコールドスポット領域のところの液体ドーズ膜を通過する歪んだ光線を、一般に無視する。というわけで、これらの歪んだ光線がビーム形成光学システムの主ビームを形成する際に関与しないので、アーク放電から放出された光のこの部分は、光学システム中の損失を表す。

自動車ヘッドランプ用途では、例えば、歪んだ光線を自動車車両の直ぐ前の道路をわずかに照明するために使用する、または歪んだ光線を道路のはるか上方の道路標識に向ける。これらの損失のために、ヘッドランプ光学システムの効率は、典型的にはほぼ４０％から５０％よりも高くない。他の用途用の照明システムにおいて放電室内のドーズプールによって引き起こされるビーム歪に起因する光損失は、要求されるビーム特性、照明およびビーム均一性レベル、および他のパラメータに依存することがある。

小型放電ランプがより小さな消費電力になり、加えて縮小した幾何学的寸法を採用するので、光学アセンブリまたは光学システム中のかかる損失を回避するために、光源についての解決策が要求される。改善されたビーム特性の放電ランプを装着した改善された光学システムは、望ましくは、照明システム全体の低エネルギー消費とともにより高い照明レベルを実現するはずである。

独国特許第ＤＥ１００１２８２７Ａ１号

したがって、小型高輝度放電ランプの放電室の内部のコールドスポット領域のところに位置する液体ドーズプールおよびこれらのランプによって放出される不均一で歪んだ空間および色彩に関する光輝度分布の結果として、これらのランプの周りに設計される光学システムの性能および効率への強い影響に関係する課題を扱う必要性が存在する。

例示的な実施形態では、高輝度放電ランプの発光管は、主中央放電室の内部の長手方向軸に沿ってアークギャップを形成するように互いに間隔を空けて設けられた内側終端部を有する第１および第２の電極を有する。各電極は、主中央放電室の中へと少なくとも部分的に延伸するまたは電極の内側終端部がある主中央放電室の縮小した直径の端部部分に少なくとも達する。主中央放電室は、長手方向軸に関して基本的に回転対称である構成を有する。第１および第２の補助室が、形成され主中央放電室の対向する端部のところに位置する。

ランプは、主中央放電室と、主中央放電室の対向する端部のところの補助室とを封入する光透過型発光管を含む。一実施形態では、第１および第２の補助室は、好ましくは、主中央放電室の第１および第２の端部のところに位置する一般に回転楕円体体積部分である。主中央放電室は、長手方向軸に関して実質的に対称であり且つ電極の内側終端部間の実質的に中間に位置し長手方向軸に対して垂直である中央平面に対して実質的に鏡面対称である。第１および第２の補助室は、電極の内側終端部の完全に軸方向の外側に位置する。

例示的な実施形態では、主中央放電室は、主中央放電室の端部のところで第１および第２の補助室よりも広い最大断面寸法を有する。

もう１つの例示的な実施形態では、主中央放電室は、主中央放電室の端部のところで第１および第２の補助室と実質的に同じ最大断面寸法を有する。

もう１つの例示的な実施形態では、主中央放電室は、主中央放電室の端部のところで第１および第２の補助室よりも実質的に小さな最大断面寸法を有する。主中央放電室の容積および第１および第２の補助室の容積は、主中央放電室の縮小した直径の端部部分によって分けられていない。大きくした断面寸法の補助室が、電極の内側終端部の軸方向の外側に形成される。

もう１つの例示的な実施形態では、補助室のうちの一方だけが、ランプの主中央放電室の一方の端部のところに存在する。本実施形態のランプの発光管アセンブリは、主中央放電室内の電極の２つの内側終端部間の基本的に中間に位置し且つ発光管の長手方向軸に垂直な中央平面に対して非対称である。

溶融金属ハロゲン化物塩プールまたは「ドーズプール」は、主中央放電室の内部の電極の内側終端部間に形成されるアーク放電から遠く離れた所望のコールドスポット位置のところの補助室内に存在し、これがランプから放出される光束、空間輝度分布、および色についてのドーズプールの潜在的な悪影響を最小にする。

放電光源内のコールドスポットの位置を制御する方法は、長手方向軸を有し、主中央放電室が中に形成された発光管を用意するステップを含む。本方法は、長手方向軸に沿ってアークギャップを形成するように互いに間隔を空けて設けられた内側終端部を有し且つ主中央放電室の中へと少なくとも部分的に各電極を延伸させるまたは電極の内側終端部の各々がある主中央放電室の終端部に少なくとも達する第１および第２の電極の向きを合わせるステップをさらに含む。主中央放電室は、主中央放電室の各端部のところに位置する追加の補助室間に配置され、この補助室が主中央放電室の外側に発光管のコールドスポットを形成する。

例示的な実施形態では、本方法は、電極の内側終端部の完全に軸方向の外側に、好ましくは大部分のケースでは、主中央放電室の縮小した直径の端部部分の軸方向の完全に外側でさえ第１および第２の補助室を設置するステップをさらに含み、追加の補助室が長手方向軸に関して回転対称である。

本開示の第一の利点は、小型高輝度放電ランプ中の液体金属ハロゲン化物塩プールまたはドーズプールの位置を制御することである。

もう１つの利点は、液体ドーズプールが放出された光分布および他の特性にほとんど影響を与えないことであり、これによってより一様な空間光輝度分布を有するより効率的なランプをもたらすことである。同様に、光学設計者は、新たに提案した発光管構造の小型高輝度放電ランプの周りのより効率的な光学システムを開発することができる。

光源内に事前に選択した液体ドーズプール位置を設けることのさらにもう１つの利点は、吸収され、散乱しおよび／または変色した光束の問題に関係する光学的品質を扱う能力である。

本開示のさらに別の特徴および利点は、下記の詳細な説明を読み理解することからより明白になるであろう。

本開示のそれぞれの実施形態の縦断面図である。 本開示のそれぞれの実施形態の縦断面図である。 本開示のそれぞれの実施形態の縦断面図である。 本開示のそれぞれの実施形態の縦断面図である。 本開示のそれぞれの実施形態の縦断面図である。

図１を参照して、例示的な実施形態にしたがった発光管１００を含む高輝度放電光源を示す。第１および第２のピンチシールまたはシールした端部１０２、１０４を、発光管の対向する端部のところに配置する。発光管を、好ましくは石英ガラスまたは硬質ガラス発光管材料などの実質的に透明な材料から作る。外部リード１０８、１１０は、各シールした端部から外に向けて延伸する外側終端部部分を有し、シールの内部の内側終端部で終わり、そこでは前記外部リードが、機械的且つ電気的に相互結合して導電性プレートまたはそれぞれモリブデン箔１１２、１１４などの箔の外側終端部分と接合する。モリブデン箔１１２、１１４は、ピンチシール部分１０２、１０４の内部に完全に埋め込まれる。第１および第２の電極１２０、１２２は、モリブデン箔１１２、１１４の内側終端部部分と同様に機械的且つ電気的に接合される外側終端部を有する。電極１２０、１２２は、それぞれ内側終端部部分１２４、１２６を有し、電極は、主中央放電室１０６の中へと少なくとも部分的に延伸し、主中央放電室の縮小した直径の端部部分に少なくとも達し、電極は、アークギャップ１３０だけ長手方向軸「Ｘ」に沿って互いに離れる。本分野において知られるように、第１および第２の外部リード間に印加される電圧に応じて、アークを、電極の内側終端部１２４、１２６間に形成する。イオン化可能な充填材料は、ランプの放電室内に密封状態で受けられ、外部リード間に印加される電圧に応じて放電状態に達する。典型的には、充填物または「ドーズ」は、金属ハロゲン化物の混合物ならびに不活性出発ガスまたはこれらの混合物を含む。充填物から水銀の量を減少させるまたは水銀を完全に除去するという絶えず増大する要望があるので、充填物は、水銀を含むことも含まないこともある。

背景技術において述べたように、ランプの動作状態では、ドーズ材料の液相部分は、水平に配置した放電室の中央底部部分に通常位置する。この金属ハロゲン化物塩プールまたはドーズプールは、ランプ性能、光色に悪影響を及ぼし、ランプから放出される空間光輝度分布に大きく影響する強いシェーディング効果を有する。主中央放電室の中央部分１４６は、縦方向にチャンバの主要部分に沿って延伸する。図１では、ランプの主中央放電室は、好ましくは長手方向軸「Ｘ」に関して実質的に回転対称である。主中央放電室は、また好ましくは、電極の内側終端部間の実質的に中間に位置する横軸「Ｙ」を含む中央面に対して実質的に鏡面対称であり、その面は、長手方向軸「Ｘ」に垂直である。図１からやはり認識されるように、この好ましい実施形態における主中央放電室の内部断面寸法１４８は、実質的に一定であり、発光管の中央部分の外側表面が主中央放電室に関して一般に楕円形形態を有するので、壁厚が変化する。この一定の寸法１４８は、アークギャップを囲む領域、すなわち、電極の終端部１２４、１２６間の領域に沿って延伸し、これが主中央放電室の長さの大部分を構成する。

電極の内側終端部部分を囲む領域では、主中央放電室は断面寸法が減少する。図１の特定の実施形態では、寸法のこの減少は、一般に寸法の円錐形またはテーパした減少１５０、１５２であり、これはそれぞれ主中央放電室の２つの終端部を表す最小寸法１５４、１５６まで減少する。各端部のところの円錐形テーパ１５０、１５２は、それぞれの電極の内側終端部１２４、１２６に隣接して実質的に始まり、主中央放電室１０６中の電極の長さに沿って位置する最小寸法１５４、１５６まで続く。発光管の主中央放電室の外である最小寸法１５４、１５６の軸方向の外側に向かって位置するものは、それぞれ追加の補助室１６０、１６２である。これらの補助室は、発光管のコールドスポット位置を構成し、したがって、電極の内側終端部間に画定される中央アークギャップ領域から遠くへ発光管の軸方向に沿って位置をずらせた液体金属ハロゲン化物塩プール用の収容部を形成し、好ましくは、アーク放電によって放出される光特性に対して最小の効果を有するように、電極の内側終端部の完全に軸方向の外側であり、主中央放電室の外側に向けて位置する。

図１は、一般に回転楕円体部分として最も良く特徴付けられ説明される補助室１６０、１６２の特定の幾何学的形態を図示する。回転楕円体補助室部分は、図１のこの実施形態では、主中央放電室の中央部分１４６の最大断面寸法１４８よりも小さいが、主中央放電室の終端部を表す最小寸法１５４、１５６よりも好ましくは小さくない最大断面寸法１６４、１６６を有する。これらの最小寸法１５４、１５６は、主中央放電室１０６と補助室１６０、１６２との間の接続通路として働くが、補助室が主中央放電室の放電領域またはアークギャップ領域よりも低い温度になるように補助室を十分に分離する。液体ドーズは補助室１６０、１６２の内部に置かれるだけであり、液体ドーズプールが主中央放電室１０６またはその中央部分１４６の内部には認められず、特に液体ドーズプールが主中央放電室のアークギャップ範囲１３０に沿って置かれないという理由で、これは有利である。その結果、液体ドーズプールに起因する光線ブロッキング、散乱、または変色が起きず、しかもランプの放出された空間輝度分布が発光管の長手方向軸「Ｘ」に関してさらに回転対称になる。さらに、例えば、アーク放電ランプを装備した自動車ヘッドランプにおける道路照明用のより強力な主ビームを形成するために、放出された光のすべてを光学システム（図示せず）によって使用することができる。

側壁の厚さは、発光管の中央部分の長さに沿って変化する。特に、発光管の中央部分の外側表面１７０は、主中央放電室の周りで一般に楕円形形態を有する。主中央放電室の中央部分１４６が実質的に一定の断面を有するので、壁厚は、真ん中部分に沿った厚い領域から変化し、アーク室の内側表面が補助室１６０、１６２へ向かってテーパが付いた円錐形部分１５０、１５２に沿って進むにつれて厚さが減少する。楕円形の外側表面１７０がシールした端部部分１０２、１０４を形成する発光管の脚部と交わるところでは、窪みまたは凹部１７２、１７４がこれらの界面において発光管の周辺部の周りに延びる。凹部が、補助室の最大断面寸法１６４、１６６と主中央放電室および補助室を分離する最小断面寸法１５４、１５６との間に位置するので、これがこれらの領域において最小の壁厚をもたらす。最小化した壁厚部分は、発光管内の熱伝導バリアとして作用し、これが補助室の温度をさらに低くさせ、補助室内に形成されるコールドスポット位置を形成する際に役立つ。

主中央放電室１０６から遠くに離れた発光管のシール／ピンチシール部分１０２、１０４の内部でピンチシーリングゾーン１１６、１１８（クロスハッチングした領域として示した）を単純に動かすことによって、補助室１６０、１６２を形成することができる。中央から離れたシーリングゾーン１１６、１１８を動かすことによって、明確に画定された内部容積の中空部分が、主中央放電室１０６の縮小した直径の端部部分１５４、１５６の外側の、より詳しくは、主中央放電室の内部の電極の内側終端部１２４、１２６の外側の環状の発光管脚部の内部に形成される。これらの中空部分は、その後、シール操作を実行した後で第１および第２の補助室を構成する。

図２の実施形態は、図１と多くの類似点を有する。このために、２００番台の同様な参照番号が類似の構成要素を参照し（例えば、発光管１００をここでは発光管２００と参照する）、それ以外は、改めて具体的に言及しない限り、図１からの説明を図２に適用する。より詳しくは、図２では、回転楕円体補助室２６０、２６２の最大断面寸法２６４、２６６が、主中央放電室２０６の中央部分２４６の断面寸法２４８に実質的に等しい。最小寸法２５４、２５６は、補助室２６０、２６２を主中央放電室のテーパが付いた円錐形部分２５０、２５２から分離するように依然として働くが、ランプから放出される光に対して最小の影響で液体金属ハロゲン化物ドーズプールを補助室内に形成することを可能にする。図１および図２を比較すると、より大きな断面寸法を有し短い軸長さの補助室を図示する。その上、シールした端部部分２０２、２０４を形成する脚部と楕円形中央部分の外側表面２７０の界面のところに、窪み／凹部が形成されない。しかしながら、補助室の最大断面寸法が大きくなるので、液体金属ドーズプールが、補助室内に、すなわち好ましくは、主中央放電室２０６の、特に電極の終端部２２４、２２６の完全に軸方向の外側の位置のところに完全に位置する。補助室２６０、２６２の断面寸法の増加のもう１つ利点は、液体ドーズの全量が増加した補助室容積を部分的にしか満たさない場合があるという事実のために、補助室内の液体ドーズプールとシーリングゾーン２１６、２１８内の金属成分との間の有害な化学反応の発生の確率を減少させることである。

図３の実施形態は同様に、図１およびこのために図２の例示的な実施形態と多くの類似点を有する。再び、３００番台の同様な参照番号が類似の構成要素を参照し（例えば、発光管１００をここでは発光管３００と識別する）、それ以外は、別な風に具体的に言及しない限り、上記の説明を適用する。図３では、回転楕円体補助室３６０、３６２が、図２の補助室と類似の形態を有する（すなわち、長さが軸方向に縮小し、主中央放電室３０６の中央部分３４６の断面寸法に実質的に等しい最大断面寸法を有する）。しかしながら、楕円形表面３７０とシールした端部部分３０２、３０４の脚部との間の移行をわずかに修正している。図１のような窪みまたは凹部を形成することよりはむしろ、外側表面は、外側に向けて丸くなった形態または凸形曲線形態３７６、３７８を有する。温度が主放電室に対して補助室内で低くなるように、それでも壁厚を、発光管本体の外側表面と補助室の最大断面寸法との間で依然として最小にしている。

図４は、発光管内に位置する補助室部分を形成することによって発光管の内部のコールドスポットの位置を制御しようと試みるさらなる方式を図示する。図４の実施形態は、やはり図１と多くの類似点を有する。このために、４００番台の同様な参照番号が類似の構成要素を参照し（例えば、発光管本体１００をここでは発光管本体４００のように参照する）、それ以外は、別な風に具体的に言及しない限り、図１からの説明を図４に適用する。図４の実施形態は、発光管４００の長手方向軸に関して回転対称であり、電極の内側終端部４２４、４２６間のほぼ中間であって発光管の長手方向軸「Ｘ」に垂直である平面に対してやはり鏡面対称である。主中央放電室４０６の中央部分４４６は、発光管の外側表面４７０の楕円形形状のためにその周りに厚くした壁厚を有する実質的に円柱状の中央部分を形成する実質的に一定な最大断面寸法４４８を有する。代替の実施形態として、発光管本体の一般に円柱状の外側形態が、やはり実用化を見出すことができる。電極４２０、４２２の各内側終端部４２４、４２６から軸方向の外側に間隔を空けて離れた領域のところでは、第１および第２の補助室を構成する大きくした直径の空洞部分４６０、４６２が、補助室端部の外側から内側に向かってテーパを付けた実質的に円錐形領域４５０、４５２と一緒になる前に、それぞれの電極の各終端部の軸方向の外側に間隔を空けて離れた場所で終わる。代替の実施形態では、実質的に円錐形領域４５０、４５２が完全に除外され、電極４２０、４２２がチャンバまで延びる点まで、補助室４６０、４６２が延伸する。

補助室４６０、４６２では、主中央放電室および２つの補助室を構成する複数の放電室のセットの直径が最大になり、内壁の温度が最小になり、したがって、このようにしてどれかの補助室または各補助室内に含まれるように液体ドーズプールのためのコールドスポット位置を、補助室が形成する。前の実施形態の最小寸法４５４、４５６を有するドーズ通路部分が、完全に省略され、すなわち、これらの直径が、主中央放電室の中央部分の直径４４８と実質的に同じである。

基本的に電極の内側終端部（アークギャップ）から外側に向けて発生される光があり、このためにランプによって放出される光品質に対して悪影響がないという理由で、液体ドーズプールを含み主中央放電室の端部に隣接する補助室４６０、４６２は、有利である。一方で、アーク放電が電極の内側終端部４２４、４２６間で起きる主中央放電室４０６の中央部分４４６のところでは、チャンバの内壁がきれいであり、その内側表面上に液体ドーズがない。その結果、光吸収、散乱、または変色が、いずれも中央アーク室部分４４６内で生じない。これに加えて、アークギャップ領域の外側である補助室は、アーク放電動作にまったく影響しないまたはほんのわずかしか影響しない。

図５の実施形態は、同様に、図１から図３の例示的な実施形態と多くの類似点を有する。再び、５００番台の同様な参照番号が類似の構成要素を参照し（例えば、図３の発光管３００をここでは発光管５００と識別する）、それ以外は、別な風に具体的に言及しない限り、上記の説明を一般に適用する。図３と図５の実施形態の間の基本的な相違は、ここでは２つの実施形態の発光管作成技術の相違に関係する。図３の実施形態は、石英ガラスまたは硬質ガラス高輝度放電ランプ発光管作成技術に基づく。対照的に、図５の実施形態は、半透明な、透明なまたは実質的に透明なセラミック系高輝度放電ランプ（セラミックメタルハライドランプ）発光管作成技術に基づく。

結果として、電極および接続する外部リードの構造および２つの実施形態の発光管のシール部分の構造の変更を特に反映する２つの実施形態の発光管部品の間に、厳密な対応が存在しない。一例として、図３の実施形態におけるモリブデンシーリング箔３１２、３１４が、図５の実施形態では実質的に円柱状の幾何学的形状の耐ハロゲン化物部品５１２、５１４で置き換えられる。同様に、ガラス系発光管製造技術の平坦なシーリング部分３０２、３０４が、セラミック発光管製造技術による図５においては実質的に円柱状のシーリング脚部５０２、５０４によって置き換えられる。しかしながら、本開示の原理的な概念、すなわちより具体的には主中央放電室およびその一端または両端に隣接する１つまたは２つの補助室の存在が、適用する発光管製造技術とは無関係であることに留意する。

図５では、回転楕円体の補助室５６０、５６２は、図１の補助室に類似する構成を有する（すなわち、長さが軸方向に縮小し、主中央放電室５０６の中央部分５４６の断面寸法５４８に対して実質的に小さい最大断面寸法５６４、５６６を有する）。しかしながら、楕円形表面５７０とシールした端部部分５０２、５０４の脚部との間の移行が、わずかに修正されている。図１におけるような窪みまたは凹部を形成するよりはむしろ、外側表面は、図３におけるような外側に向かって丸くなった形態または凸形曲線形態５７６、５７８を有する。温度が主放電室に対して補助室内で低くなるように、それでも壁厚を、発光管本体の外側表面と補助室の最大断面寸法との間で依然として最小にしている。セラミック発光管製造技術にしたがって、シーリングゾーン５１６、５１８を金属酸化物系シーリング材料および結晶相シーリング材料（シールガラスまたはシーリングフリット）で作成する。これらのシーリングゾーンの位置は、この技術では常にシーリング脚部の端部部分のところであり、そのため補助室の形成プロセスは、セラミック発光管それ自体の製造プロセスに関係し、ガラス系発光管製造技術のケースとは対照的に、これらのシーリングゾーンの位置に直接的に結びつけるべきではない。

要約すると、発光管の主中央放電室の一端または両端は、電極の基部領域の周りに（電極が接触し、発光管シール端部部分内にシールされる領域のところに）形成した（１つまたは複数の）補助室を含む。好ましい実施形態では、特にガラス系発光管製造技術を適用するケースでは、発光管の中央部分の一端または両端において隣接する排気管または発光管脚部の軸に沿って主中央放電室の末端部から遠く離れたピンチシール区間のシーリングゾーンを動かすことによって、小さな補助室を形成する。このようにして、主中央放電室に隣接する（１つまたは複数の）排気管の明確に画定された部分は、中空で留まり、主中央放電室の（１つまたは複数の）端部のところに（１つまたは複数の）補助室を形成する。あるいは、特にセラミック発光管製造技術を適用するケースでは、（１つまたは複数の）小さな補助室を、発光管形成プロセスそれ自体の必須な部分として形成することができる。アーク放電からの直接輻射ではなく（１つまたは複数の）電極および壁を横切って伝導する熱だけがこれらの領域を加熱するので、（１つまたは複数の）小さな補助室は、主中央放電室のどの部分よりも冷たい。その結果、この（１つまたは複数の）補助室が発光管の（１つまたは複数の）コールドスポット領域を構成するので、液体金属ハロゲン化物ドーズプールの大部分の量または全量が、この（１つまたは複数の）小さな補助室の内部に位置する。結果として、液体ドースが、主中央放電室内にまたは対向する電極の内側終端部間の少なくとも主中央放電室の中央部分のところには見つからず、光線が、遮蔽されず、ドーズプールが放電室の中空部分内に位置する先行技術の配置におけるような、散乱または変色が生じない。ランプによって放出される光の空間光輝度分布は、より空間的に対称になり、アーク放電によって放出される光のすべてを、より強力な主ビームを形成するために光学システムによって使用することができる。このようにして、高い照明レベルを依然として供給しながら、ランプ電力消費量を削減することができる。

例えば、自動車ヘッドライト照明用用途に関して、（例えば、従来の３５Ｗタイプの代わりに２５Ｗ高輝度放電ランプを使用する）低エネルギー消費量のより小さなヘッドランプを、ハロゲン白熱光レベルより高い道路照明を依然として維持しながら設計することができる。より小さなエネルギー消費量のランプまたは完全な照明システムは、ＣＯ₂放出レベルの削減をもたらすだけでなく、システムの熱放散削減のお蔭で完全なランプ電気システムインテグレーションの機会を提供する。２０００ルーメンランプ照明光束未満では、洗浄装置および水平出し装置を必要としないので、可能性として総システムコストを、３０〜４５％だけ削減することができる。もう１つの応用例として、液体ドーズプールが、ランプの向きとは無関係にランプの主中央放電室の端部または完全に外側のところに（すなわち、補助室内に）常に位置するので、汎用照明用の高輝度放電ランプのユニバーサルバーニングオリエンテーション（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｂｕｒｎｉｎｇ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）のケースでは、より一様なランプ性能を実現することができる。

本開示を、好ましい実施形態を参照して説明してきている。明らかに、前記の詳細な説明を読み理解すると、当業者なら変形形態および変更形態を思い付くであろう。本開示は、かかる変形形態および変更形態のすべてを含むように解釈されることを意図している。

１００ 発光管
１０２、１０４ シールした端部
１０６ 主中央放電室
１０８、１１０ 外部リード
１１２、１１４ モリブデン箔
１１６、１１８ シーリングゾーン
１２０、１２２ 電極
１２４、１２６ 内側終端部
１３０ アークギャップ
１４６ 中央部分
１４８ 内部断面寸法
１５０、１５２ 円錐形テーパ
１５４、１５６ 最小寸法
１６０、１６２ 補助室
１６４、１６６ 最大断面寸法
１７０ 外側表面
１７２、１７４ 凹部
２００ 発光管
２０２、２０４ シールした端部部分
２０６ 主中央放電室
２１６、２１８ シーリングゾーン
２２４、２２６ 電極の終端部
２４６ 中央部分
２４８ 断面寸法
２５０、２５２ 円錐形部分
２５４、２５６ 最小寸法
２６０、２６２ 補助室
２６４、２６６ 最大断面寸法
２７０ 外側表面
３００ 発光管
３０２、３０４ シールした端部部分
３０６ 主中央放電室
３１２、３１４ モリブデンシーリング箔
３４６ 中央部分
３６０、３６２ 補助室
３７０ 外側表面
３７６、３７８ 凸形曲線形態
４００ 発光管
４０６ 主中央放電室
４２０、４２２ 電極
４２４、４２６ 内側終端部
４４６ 中央部分
４４８ 最大断面寸法
４５０、４５２ 円錐形領域
４５４、４５６ 最小寸法
４６０、４６２ 補助室
４７０ 外側表面
４７２、４７４ 凹部
５００ 発光管
５０２、５０４ 円柱状シーリング脚部
５０６ 主中央放電室
５０８、５１０ 外部リード
５１２、５１４ 耐ハロゲン化物部品
５１６、５１８ シーリングゾーン
５４６ 中央部分
５４８ 断面寸法
５６０、５６２ 補助室
５６４、５６６ 最大断面寸法
５７０ 楕円形表面
５７６、５７８ 凸形曲線形態
Ｘ 長手方向軸
Ｙ 垂直軸

Claims (28)

1. 長手方向軸を有し、主中央放電室が中に形成された発光管と、
   前記長手方向軸に沿って互いに間隔を空けて設けられた内側終端部を有する第１および第２の電極であって、各電極が、前記主中央放電室の中へと少なくとも部分的に延伸するまたは前記電極の内側終端部がある前記主中央放電室の縮小した直径の端部部分に少なくとも達する、第１および第２の電極と、
   前記主中央放電室の対向する第１および第２の軸端部のところに配置された第１および第２の補助室であって、各補助室が前記電極の前記内側終端部の完全に軸方向の外側に位置する、第１および第２の補助室と、
   前記発光管の対向する第１および第２の軸端部のところの第１および第２のシーリング部分と
   を備えた、高輝度放電光源。
2. 前記補助室が、一般に回転楕円体形態を有する、請求項１記載の高輝度放電光源。
3. 前記主中央放電室が、前記第１および第２の補助室よりも広い断面寸法を有する、請求項２記載の高輝度放電光源。
4. 前記主中央放電室が、前記第１および第２の補助室と実質的に同じ断面寸法を有する、請求項２記載の高輝度放電光源。
5. 前記主中央放電室が、前記第１および第２の補助室よりも小さい断面寸法を有する、請求項２記載の高輝度放電光源。
6. 第１および第２の補助室のうちの一方だけが存在し、前記主中央放電室内の前記電極の前記２つの内側終端部間の基本的に中間に位置し且つ前記発光管の前記長手方向軸に垂直である中央平面に対して前記ランプの前記発光管を非対称にする、請求項１記載の高輝度放電光源。
7. 前記発光管の壁が、前記第１の端部シーリング部分から前記第２の端部シーリング部分までの間の前記発光管の前記中央部分の長さに沿って実質的に一定な壁厚を有する、請求項１記載の高輝度放電光源。
8. 前記発光管が、前記主中央放電室の長さに沿って、前記第１および第２の補助室の周りとは異なる壁厚を有する、請求項１記載の高輝度放電光源。
9. 前記発光管の前記放電室部分が、前記長手方向軸に関して実質的に対称である、請求項１記載の高輝度放電光源。
10. 前記発光管の前記放電室部分が、前記電極の前記内側終端部間の中間に位置し且つ前記長手方向軸に垂直な平面に対して実質的に鏡面対称である、請求項１記載の高輝度放電光源。
11. 前記主中央放電室から前記補助室を分離する前記主中央放電室の各端部に隣接する縮小した寸法の領域さらに備える、請求項１記載の高輝度放電光源。
12. 高輝度放電光源中のコールドスポットの位置を制御する方法であって、
    長手方向軸を有し、主中央放電室が中に形成された発光管を用意するステップと、
    前記長手方向軸に沿って互いに間隔を空けて設けられた内側終端部を有する第１および第２の電極の向きを合わせるステップであり、各電極が、前記主中央放電室の中へと少なくとも部分的に延伸するまたは前記電極の内側終端部がある前記主中央放電室の縮小した直径の端部部分に少なくとも達する、向きを合わせるステップと、
    主中央放電室の対向する端部のところに第１および第２の補助室を形成するステップであり、前記補助室が前記電極の前記終端部の完全に軸方向の外側に位置する、形成するステップと、
    前記発光管の対向する第１および第２の軸端部のところに第１および第２のシーリング部分を設けるステップと
    を含む方法。
13. 前記補助室を一般に回転楕円体形態に形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
14. 前記第１および第２の補助室よりも断面寸法でわずかに広くなるように前記主中央放電室を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
15. 前記第１および第２の補助室と実質的に同じ断面寸法を有するように前記主中央放電室を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
16. 前記第１および第２の補助室よりも断面寸法でわずかに小さくなるように前記主中央放電室を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
17. 第１および第２の補助室のうちの一方だけを有するように、および前記主中央放電室内の前記電極の前記２つの内側終端部間の基本的に中間に位置し且つ前記発光管の前記長手方向軸に垂直である中央平面に対して非対称になるように前記発光管を作るように、前記ランプの前記発光管を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
18. 前記第１の端部シーリング部分から前記第２の端部シーリング部分までの間の前記発光管の前記中央部分の長さに沿って実質的に一定な壁厚を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
19. 前記第１および第２の補助室壁厚とは異なるように前記主中央放電室の長さに沿って壁厚を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
20. 前記長手方向軸に関して実質的に対称になるように前記発光管の前記放電室部分を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
21. 前記電極の前記内側終端部間の中間に位置し且つ前記長手方向軸に垂直な平面に対して実質的に対称になるように前記発光管の前記放電室部分を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
22. 前記主中央放電室から前記補助室を分離する前記主中央放電室の各端部に隣接して縮小した寸法の領域を形成するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
23. 主中央放電室を封入する光透過型発光管と、
    前記主中央放電室内で少なくとも一部が受けられるまたは前記主中央放電室に隣接し且つアークギャップによって分離される第１および第２の電極の内側終端部と、
    前記主中央放電室の第１および第２の端部のところに設置された第１および第２の補助室であって、前記チャンバに関して実質的に対称であり且つ前記電極の前記内側終端部間の中間に位置し長手方向軸に垂直な平面に対して実質的に鏡面対称である、第１および第２の補助室と
    を備え、
    前記第１および第２の補助室が、前記電極の内側終端部の完全に軸方向の外側に位置する、
    自動車放電ランプ。
24. 主中央放電室が、前記第１および第２の補助室よりも断面寸法でわずかに広い、請求項２３記載の自動車放電ランプ。
25. 主中央放電室が、補助室と断面寸法で同じである、請求項２３記載の自動車放電ランプ。
26. 主中央放電室が、補助室に対して断面寸法でわずかに小さい、請求項２３記載の自動車放電ランプ。
27. 第１および第２の補助室のうちの一方だけが存在する、請求項２３記載の自動車放電ランプ。
28. 前記主中央放電室の長さに沿った壁厚が、前記第１および第２の補助室の周りの壁厚とは異なる、請求項２３記載の自動車放電ランプ。