KR101243688B1 - 향상된 램프 프로파일을 갖는 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무수은 램프에 관한 것이며, 상기 램프는 적어도 하나의 섹션에 휘도(cd/㎡로 측정됨)/㎜ 아크-휘도 프로파일을 가지며, 상기 적어도 하나의 섹션은 적어도 0.05㎜ 이상 0.5㎜ 이하이고, 상기 적어도 하나의 섹션에 대해서 휘도/㎜의 기울기는 │300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이다.
조명, 무수은 램프, 전조등

Description

향상된 램프 프로파일을 갖는 램프{LAMP WITH IMPROVED LAMP PROFILE}
본 발명은 향상된 램프 프로파일(profile)을 갖는 램프에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 향상된 아크 휘도 프로파일을 갖는 무수은(Hg-free) 램프에 관한 것이다.
현재의 램프, 특히 자동차에 사용되는 고강도방전(high intensity discharge; HID) 램프에 있어서, 소위 광차단(light cut-off)은 램프의 특성에 중요한 역할을 한다. 최근에, 램프가 자동차 전조등 또는 미등에 사용되는 경우, 길 반대편의 접근해오는 다른 자동차가 불빛에 의해 시야가 가리거나 눈이 부시지 않아야 하지만, 전방의 길의 조도는 가능한 우수하고 선명해야 하기 때문에, 광차단의 첨예도(sharpness)에 대한 필요성이 높아졌다.
게다가, 환경 인식(environment awareness)에 따라, 요즘에는 자동차 내의 램프가 가능한 소량의 수은만을 포함하거나 바람직하게는 수은을 포함하지 않아야 함이 요구되고 있다.
따라서 본 기술분야의 필요사항을 만족시키면서도 향상된 광차단성을 갖는 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은, 휘도(cd/㎡)/㎜인 아크-휘도 프로파일을 갖는 적어도 한 섹션이 있는 램프이며, 상기 적어도 한 섹션은 적어도 0.05㎜ 이상 0.5㎜ 이하이고, 상기 적어도 한 섹션에 대한 휘도/㎜의 기울기는 │300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이며, 바람직하게는 무수은인 램프에 의해 이루어진다. 상기 섹션 각각에 대한 휘도/㎜의 가장 바람직한 기울기는 │300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상│1,300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이하이다. 가장 바람직한 램프는 적어도 0.05㎜ 이상 0.5㎜ 이하인 적어도 두 개의 섹션을 가지며, 상기 섹션들 각각에 대한 휘도/㎜의 기울기는 │300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이다.
아크-휘도 프로파일에서의 급격한 증가 및/또는 감소로 인해, 램프가 여전히 우수한 전체 광성능을 가지면서도, 급격한 광차단이 이루어질 수 있다.
본 발명에서 무수은이라 함은, 100ppm 이하, 바람직하게는 50ppm 이하, 그리고 더욱 바람직하게는 0ppm 이상 10ppm 이하의 수은을 포함함을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 섹션들 중 적어도 하나는, 0.1㎜ 이상 0.45㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.15㎜ 이상 0.40㎜ 이하, 가장 바람직하게는 0.2㎜ 이상 0.35㎜ 이하이다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 상기 섹션들 중 적어도 하나에 있어서 휘도/㎜의 기울기는 │325,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이며, 더 바람직하게는 │350,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이고, 더 바람직하게는 │375,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이고, 가장 바람직하게는 휘도/㎜의 기울기는 │400,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 램프는 90,000,000cd/㎡ 이상, 바람직하게는 95,000,000cd/㎡ 이상, 더 바람직하게는 100,000,000cd/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 105,000,000cd/㎡, 더더욱 바람직하게는 110,000,000cd/㎡ 이상, 가장 바람직하게는 115,000,000cd/㎡ 이상의 휘도 최대값을 갖는 아크-휘도 프로파일을 갖는다. 휘도의 가장 바람직한 최대값은 90,000,000cd/㎡ 이상 190,000,000cd/㎡ 이하이다. 이를 통해 높은 광성능을 갖는 램프가 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 반사형 전조등에서 램프는 75L 및/또는 75R에서 13럭스(lux) 이상, 더 바람직하게는 13.5럭스 이상, 더욱 바람직하게는 14럭스 이상, 더더욱 바람직하게는 14.5럭스 이상, 그리고 가장 바람직하게는 15럭스 이상의 조도를 가지며, 및/또는 50L 및/또는 50R에서 20럭스 이상, 더 바람직하게는 22럭스 이상, 더욱 바람직하게는 24럭스 이상, 더더욱 바람직하게는 26럭스 이상, 그리고 가장 바람직하게는 27럭스 이상의 조도를 가지고, 및/또는 50V에서 16럭스 이상, 더 바람직하게는 18럭스 이상, 더욱 바람직하게는 20럭스 이상, 더더욱 바람직하게는 22럭스 이상, 그리고 가장 바람직하게는 24럭스 이상의 조도를 갖는다. 가장 바람직하게는, 75L 및/또는 75R에서 조도는 13럭스 이상 30럭스 이하이며, 50L 및/또는 50R에서의 조도는 20럭스 이상 40럭스 이하이고, 50V에서의 조도는 16럭스 이상 50럭스 이하이다. 이는 예컨대 자동차 내 램프의 더 우수한 광성능을 가능하게 한다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 투사형 전조등에서 램프는 75L 및/또는 75R에서 19럭스 이상, 더 바람직하게는 20럭스 이상, 더욱 바람직하게는 21럭스 이상, 더더욱 바람직하게는 22럭스 이상, 그리고 가장 바람직하게는 23럭스 이상의 조도를 가지며, 및/또는 50L 및/또는 50R에서 21.8럭스 이상, 더 바람직하게는 22럭스 이상, 더욱 바람직하게는 22.5럭스 이상, 더더욱 바람직하게는 22.8럭스 이상, 그리고 가장 바람직하게는 23럭스 이상의 조도를 가지고, 및/또는 50V에서 14럭스 이상, 더 바람직하게는 15럭스 이상, 더욱 바람직하게는 16럭스 이상, 더더욱 바람직하게는 17럭스 이상, 그리고 가장 바람직하게는 19럭스 이상의 조도를 갖는다. 가장 바람직하게는, 75L 및/또는 75R에서 조도는 19럭스 이상 40럭스 이하이며, 50L 및/또는 50R에서의 조도는 21.8럭스 이상 40럭스 이하이고, 50V에서의 조도는 14럭스 이상 50럭스 이하이다. 상기와 같은 램프를 사용함으로써, 예컨대 자동차 내의 램프의 더 우수한 광성능을 용이하게 이룰 수 있다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 램프는 25% 이하, 더 바람직하게는 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 0 이상 5%이하의 곡률(curvature)인 아크 곡률을 갖는다.
본 발명에서 곡률은, 광 아크의 수직 방향으로 신장된 길이와 길이방향의 길이의 비로 정의된다. 아크 광은 길이방향 길이(A) 및 옆방향으로 신장된 길이(B)를 갖는다. 그러면 본 발명에서 정의되는 곡률은 간단하게 다음의 공식으로 계산된다.
Figure 112006065054639-pct00001
상기와 같은 곡률을 갖는 램프를 사용함으로써, 램프의 조도는 여전히 본 기술분야의 표준을 만족시키면서, 급격한 광차단을 포함한 램프의 더 우수한 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 램프는 HID 램프이다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 램프는 석영 램프(quartz lamp)이다.
본 발명의 장점 및 특징 뿐만 아니라 추가적인 데이터와 정보는 후술할 표 1 내지 3을 통해 얻을 수 있다.
표 1은 본 발명에 따른 램프의 휘도 프로파일을 종래의 램프와 비교하여 나타낸다.
Figure 112006065054639-pct00002
Figure 112006065054639-pct00003
표 1은 종래의 램프와 비교한 본 발명에 따른 램프의 휘도 프로파일을 나타낸다. 표 1 및 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본발명에 따른 램프의 휘도/㎜의 증가 및 감소는 종래의 램프에 비해 훨씬 급격하다. 따라서 훨씬 급격한 광차단이 가능하다. 게다가, 본 발명에 따른 램프의 전체 최대 휘도는 종래의 램프보다 훨씬 높다.
표 2는 반사형 전조등 내에서 본 발명에 따른 램프의 조도를 종래의 램프와 비교하여 나타낸다.
반사형 전조등 측정 방법 75L 및/또는 75R 50L 및/또는 50R 50V
비교 발명 DIN R98 12.77 19.3 14.99
본 발명 DIN R98 15.5 27.1 24.3
보이는 바와 같이, 램프의 관련 영역인 75L 및/또는 75R, 50L 및/또는 50R, 그리고 50V 내에서, 본 발명에 따른 램프의 조도는 종래의 램프보다 높다(75L, 75R, 50L, 50R 및 50V의 정의는 DIN R98에서 알 수 있다).
표 3은 투사형 전조등 내에서 본 발명에 따른 램프의 조도를 종래의 램프와 비교하여 나타낸다.
반사형 전조등 측정 방법 75L 및/또는 75R 50L 및/또는 50R 50V
비교 발명 DIN R98 18.73 21.6 13.34
본 발명 DIN R98 23.9 23.05 19.87
보이는 바와 같이, 램프의 관련 영역인 75L 및/또는 75R, 50L 및/또는 50R, 그리고 50V 내에서, 본 발명에 따른 램프의 조도는 종래의 램프보다 높다(75L, 75R, 50L, 50R 및 50V의 정의는 DIN R98에서 알 수 있다).
본 발명의 추가적인 데이터, 정보, 장점 및 특징은 첨부된 도 1 내지 5를 통해 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 램프와 비교하여 본 발명에 따른 램프의 휘도 프로파일을 도시한 도면.
도 2는 반사형 전조등 내의 종래의 램프와 비교하여 본 발명에 따른 램프의 조도를 도시한 도면.
도 3은 투사형 전조등 내의 종래의 램프와 비교하여 본 발명에 따른 램프의 조도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 램프를 통과하는 개략적인 단면도.
도 5는 도 4의 램프의 광 아크의 확대된 개략적인 도면.
도 1은 종래의 램프와 비교하여 본 발명에 따른 램프의 휘도 프로파일을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 램프의 휘도/㎜의 증가 및 감소는 종래의 램프에 비해 훨씬 급격하다. 따라서, 훨씬 급격한 광차단(light cut-off)을 이룰 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 램프의 전체 최대 휘도는 종래의 램프보다 훨씬 높다. 따라서 램프의 더 우수한 전체적인 성능을 이룰 수 있다. 이는, 반사형(도 2) 및 투사형(도 3) 전조등 내에서 본 발명에 따른 램프의 휘도를 종래의 램프와 비교하여 도시한 도 2 및 3에서도 볼 수 있다. 보이는 바와 같이, 램프의 관련 영역인 75L 및/또는 75R, 50L 및/또는 50R, 그리고 50V 내에서, 본 발명에 따른 램프의 조도는 종래의 램프보다 높다(75L, 75R, 50L, 50R 및 50V의 정의는 DIN R98에서 알 수 있다).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 램프를 통과하는 개략적인 단면도이다. 램프(1)는, 램프 본체(10), 버너 챔버(20), 램프(1)가 가동중일 때 그 사이에 난 광 아크(40)가 형성되는 두개의 로드(30)를 포함한다. 도 5는 도 4의 광 아크의 곡률 프로파일을 도시한다. 본 발명에서 의미하는 곡률은 옆으로 신장된 길이(B로 표시됨)를 알아내고, 상기 옆으로 신장된 길이를 길이방향의 길이(A로 표시됨)로 나눔으로써 측정된다. 그러면 곡률은 다음의 공식으로 간단하게 계산된다.
Figure 112006065054639-pct00004
본 발명의 상기 실시예 및 그 바람직한 실시예에 따르면, 휘도(cd/㎡로 측정됨)/㎜의 아크-휘도 프로파일은 축(50)의 섹션(50A)을 따라 측정된다.
램프의 곡률은 가능한 낮아야 하며, 바람직하게는 25% 이하, 더 바람직하게는 20% 이하, 보다 더 바람직하게는 15% 이하, 더욱 더 바람직하게는 10% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 0% 이상 5% 이하인 것이 바람직하다. 이는, 완전히 대칭적이지는 않지만 광 아크를 향해 있는 상부에 오목부를 포함하여 형성된 버너 챔버(20)를 사용함으로써 이룰 수 있다. 오목부의 바람직한 형태는 구형 또는 원통형이며 반지름은 1㎜보다 길다. 오목부의 깊이는 버너 챔버의 내벽 및 전극 사이의 수직 거리보다 짧다.
전술한 바와 같은 램프는 다음과 같은 다양한 응용예에 사용될 수 있다:
- 상점 조명
- 가정 조명
- 헤드 램프
- 강조 조명(accent lighting)
- 스폿 조명(spot lighting)
- 극장 조명
- 소비자 TV 응용
- 광섬유 응용
- 자동차 조명
- 프로젝션 시스템
측정 방법:
본 발명 내에 나타난 데이터는, - 다른 것을 나타내지 않는 한 - 참조에 의해 모두 포함된 DIN R98(UNECE 1958 Agreement Concerning the Adoption of Uniform Technical Prescriptions and addenda에 포함됨)을 사용하여 수집된다.
75L 및/또는 75R, 50L 및/또는 50R, 및 50V의 측정에 대한 조도는, V(λ) 파형의 포토 셀(photo cell)을 사용하여 전조등 내의 램프의 고니오-포토미터(Gonio -photometer) 측정으로 측정되었다.
cd/㎡인 휘도가 디지털 카메라로 측정되었으며, 이는 V(λ) 파형이고 교정된 것이다. 독일 일메나우(Ilmenau)에 있는 TechnoTeam에서 제조한 고 동적 범위(high dynamic range) 카메라인 LMK98과 LMK2000 소프트웨어를 사용하여 데이터가 수집되었다. 본 명세서에 따른 자동차 크세논(Xe) 고강도방전 전구는, 버너의 축이 CCD-카메라 축에 수직한 방향이 되도록 하는 것과 같은 방식으로 버너 장치를 수평으로 고정시키는 홀더 내에 설치된다. 그러면 고강도방전 전구의 소켓은 14V 전원으로 전력을 공급받는 전자 드라이버{밸러스트(ballast)}에 연결된다. 전원을 켠 후에는, 약 5분 후에 고강도방전 전구의 광 아크가 안정된 상태에서 점화한다. 상기 시간 동안 고강도방전 전구는, 버너 축을 따라 회전하여 광 아크가 최소 곡률 또는 최대 휨 반경(bending radius)를 갖는 위치에 고정된다. 이제 고강도방전 전구는 광 아크가 카메라 칩 상에 선명한 이미지를 형성하는 것과 같은 방식으로 고 동적 범위 CCD 센서 칩 앞의 광학대(optical bench)를 따라 위치하며, 바람직하게는 카메라 칩의 중앙에 위치한다. 예컨대, 카메라 피사체가 100㎜의 초점 거리를 가진다면, 광원과 CCD-칩의 표면 사이의 거리는 약 585.5㎝가 되어야 한다. LMK2000 소프트웨어를 사용하면, 이미지가 컴퓨터 모니터 상에 실시간 모드로 표시될 수 있다. CCD 카메라 칩을 크로스페이드(crossfade)하지 않기 위해, 카메라 렌즈 앞에 10-4%의 그레이 필터(gray filter)가 설치되어야 하며, 대응하는 교정 계수가 LMK2000 프로그램 내에서 선택되어야 한다. 또한, CCD-칩의 최대 조명 시간은 10ms와 50ms 사이의 값으로 설정되어야 한다. 이제 LMK2000 소프트웨어의 고 동적 범위 또는 다중 영상 측정 알고리즘을 이용하여 고 동적 범위 측정이 시작될 수 있다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예에 따르면, 축(50)의 섹션(50A)에서의 휘도(cd/㎡로 측정됨)/㎜의 아크-휘도 프로파일은 적어도 0.05㎜ 이상 0.5㎜ 이하가 되어야 하며, 상기 섹션에 대한 휘도/㎜의 기울기는 │300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상이 되어야 한다.

Claims (12)

  1. 버너 챔버와 2개의 전극을 포함하는 무수은 램프로서,
    상기 2개의 전극 사이에는 방전 아크가 형성되며,
    상기 버너 챔버는 상기 방전 아크를 향해 있는 오목부를 포함하여, 상기 방전 아크는 적어도 하나의 섹션에, 상기 전극들 사이의 상기 버너 챔버의 축에 수직으로 측정된 휘도(Luminance)(cd/㎡로 측정됨)/㎜의 아크-휘도 프로파일을 특징으로 하며,
    상기 적어도 하나의 섹션은 적어도 0.05㎜ 이상 0.5㎜ 이하이고, 상기 적어도 하나의 섹션의 휘도/㎜의 기울기는 │300,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상임으로 인해, 상기 방전 아크는 25% 이하의 곡률을 갖는 무수은 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섹션 중 적어도 하나는 0.1㎜ 이상 0.45㎜ 이하인 무수은 램프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 섹션 중 적어도 하나에서 휘도/㎜의 상기 기울기는 │325,000,000│(cd/㎡)/㎜ 이상인 무수은 램프.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 램프는, 90,000,000cd/㎡ 이상의 휘도 최대값의 아크-휘도 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 무수은 램프.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 램프는 반사형 전조등에서, 75L 또는 75R에서 13럭스(lux) 이상의 조도를 갖거나,
    50L 또는 50R에서 20럭스 이상의 조도를 갖거나,
    50V에서 16럭스 이상의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 무수은 램프.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 램프는 투사형 전조등에서, 75L 또는 75R에서 19럭스 이상의 조도를 갖거나,
    50L 또는 50R에서 21.8럭스 이상의 조도를 갖거나,
    50V에서 14럭스 이상의 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 무수은 램프.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 램프는 고강도방전(high intensity discharge; HID) 램프인 것을 특징으로 하는 무수은 램프.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 램프는 석영 램프인 것을 특징으로 하는 무수은 램프.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 상점 조명
    - 가정 조명
    - 헤드 램프
    - 강조 조명(accent lighting)
    - 스폿 조명(spot lighting)
    - 극장 조명
    - 소비자 TV 응용
    - 광섬유 응용
    - 자동차 조명, 및
    - 프로젝션 시스템
    의 응용예들 중 하나의 용도를 위해 설계되는 무수은 램프.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오목부는 구형 또는 원통형이며 그 반지름은 1㎜보다 긴, 무수은 램프.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오목부의 깊이는 상기 버너 챔버의 내벽 및 전극들 사이의 수직 거리보다 짧은, 무수은 램프.
  12. 삭제
KR1020067018414A 2004-03-09 2005-03-01 향상된 램프 프로파일을 갖는 램프 KR101243688B1 (ko)

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EP04100953 2004-03-09
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