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Patent Searching and Data


Title:
GAS DISCHARGE LAMP WITH CONTROLLABLE LENGTH OF ILLUMINATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/019486
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gas discharge lamp (1') for a dielectrically impeded discharge, in which a discharge voltage is adjusted in a location-dependent manner, for example by way of a discharge distance (6') which can be varied along the length of the lamp (1'). In this way, for example strip-shaped displays or quantitative brake warning lights can be provided.

Inventors:
VOLLKOMMER FRANK (DE)
HITZSCHKE LOTHAR (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/002898
Publication Date:
April 06, 2000
Filing Date:
September 13, 1999
Export Citation:
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Assignee:
PATENT TREUHAND GES FUER ELEKTRISCHE GLUEHLAMPEN MBH (DE)
VOLLKOMMER FRANK (DE)
HITZSCHKE LOTHAR (DE)
International Classes:
H01J61/067; B60Q1/44; H01J65/00; (IPC1-7): H01J61/067
Foreign References:
US4843521A1989-06-27
GB1424102A1976-02-11
US5760541A1998-06-02
DE19624046A11997-12-18
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 07 31 July 1996 (1996-07-31)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 167 (E - 079) 24 October 1981 (1981-10-24)
Attorney, Agent or Firm:
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (Postfach 22 16 34 München, DE)
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Gasentladungslampe (1) mit einem mit einer Gasfüllung gefüllten Ent ladungsgefäß (2,2'), mit zumindest einer streifenförmigen Anode (3,3') und zumindest einer streifenförmigen Kathode (4,4'), die zumindest streckenweise im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und mit einer dielektrischen Schicht (5') zwischen zumindest der An ode (3,3') und der Gasfüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (3,3', 4,4') im Bereich ihres im wesentlichen parallelen Verlaufs zumindest teilweise entlang ihrer Länge in einer eine Brennspannung verändernden Form inhomogen ist.
2. Gasentladungslampe (1, 1') nach Anspruch 1, bei der die Inhomogenität in einer Veränderung des Entladungsabstands (6,6') zwischen den Elektroden (3,3', 4,4') besteht.
3. Gasentladungslampe (1) nach Anspruch 2, bei der die Elektroden (3,4) Vorsprünge zur örtlichen Lokalisation von Einzelentladungen aufwei sen, die jeweilige Entladungsabstände definieren.
4. Gasentladungslampe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Inhomogenität in einer Veränderung der Anodenbreite besteht.
5. Gasentladungslampe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Inhomogenität in einer Veränderung der Dicke des Dielektri kums (5) besteht.
6. Gasentladungslampe (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche als Balkenanzeigeeinrichtung, bei der das Entladungsgefäß (2,2') eine langgestreckte Form hat und die Elektrodenanordnung (3,3', 4,4') und die Inhomogenität sich zumindest entlang einem Teil der langgestreck ten Form erstrecken.
7. Gasentladungslampe (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Länge der Erstreckung der Inhomogenität zumindest das Zweifache, vorzugsweise das Fünffache eines minimalen Entladungs abstandes (6,6') zwischen den Elektroden (3,3', 4,4') beträgt.
8. Gasentladungslampe (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der sich die Inhomogenität in monotoner Weise entlang zumindest einem Drittel der Gesamtlänge des im wesentlichen parallelen Verlaufs der streifenförmigen Elektroden (3,3', 4,4') erstreckt.
9. Gasentladungslampe (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Entladungsgefäß (2,2') eine Röhrenform hat.
10. Gasentladungslampe (1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, die als Bremswarnleuchte eines Kfz oder Zweirads ausgebildet ist.
11. Verfahren zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe (1, 1') nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, mit einer gepulsten Wirkleistungs einkopplung, bei dem eine Brennspannung der Lampe (1, 1') verändert wird durch eine Veränderung zumindest eines Zeitparameters der Ver sorgungsleistung.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Zeitparameter die Totzeit zwischen den Wirkleistungspulsen ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der Zeitparameter die Zeitableitung des Spannungsanstiegs in den Wirkleistungspulsen ist.
14. Vorrichtung zur Anzeige einer Bremsverzögerung eines Kfz oder Zwei rades mit einer Lampe (1') nach Anspruch 10, einem Bremsverzögerungsaufnehmer (7') und einer von dem Bremsverzögerungsaufnehmer (7') mit einem Signal ver" sorgten und die Lampe (1') ansteuernden Steuereinheit (8').
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der sich die Lampe (1') über im we sentlichen die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der der Bremsverzöge rungsaufnehmer (7') ein dynamischer Verzögerungssensor ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1416, bei der der Bremsverzö gerungsaufnehmer (7') eine kinematische Einrichtung zur Berechnung der Verzögerung aus der zeitlichen Veränderung einer gemessenen Ge schwindigkeit ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1417, bei der der Bremsverzö gerungsaufnehmer (7') den Andruck oder die Stellung eines Bremspe dals oderhebels erfaßt.
Description:
Gasentladungslampe mit steuerbarer Leuchtlänge Technisches Gebiet Diese Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungslampe, bei der die soge- nannte dielektrisch behinderte Entladung eingesetzt wird. Dazu weist ein Entladungsgefäß, das zumindest teilweise transparent und mit einer Gas- füllung gefüllt ist, zumindest eine Anode und zumindest eine Kathode auf.

Die Elektroden sind von einer streifenförmigen Geometrie, d. h. zumindest abschnittsweise streifenförmig ; sie können dabei jedoch auch kompliziertere Formen haben, z. B. verzweigt sein. Bei einer dielektrisch behinderten Entla- dung muß zumindest eine der Elektroden, im Fall eines unipolaren Betriebs die Anode, mit einer dielektrischen Schicht bedeckt sein.

Im Rahmen dieser Anmeldung sind jedoch die Begriffe Anode und Kathode nicht als die Erfindung auf einen unipolaren Betrieb einschränkend zu ver- stehen. Im bipolaren Fall besteht zwischen Anoden und Kathoden kein Un- terschied, so daß die Aussagen für eine der beiden Elektrodengruppen dann für alle Elektroden gelten.

Stand der Technik Lampen mit dielektrisch behinderter Entladung sind im Stand der Technik vor allem für die Hinterleuchtung von Flachbildschirmen bekannt. Auf die- sen Anwendungsbereich soll hier nicht im einzelnen eingegangen werden.

Im Hinblick auf eine weiter unten beschriebene bevorzugte Ausführungs- form der Erfindung wird als Stand der Technik verwiesen auf Hella- Lichttechnik R & D Review 1996 (08/96), Seite 119, sowie auf die EP 0 813 996 A2. Dieser Stand der Technik enthält die Anregung, die Warnfunktion einer Bremswarnleuchte durch Veränderung der leuchtenden Fläche, insbe- sondere Veränderung der leuchtenden Länge der Bremswarnleuchte zu ver- bessern.

Darstellung der Erfindung Dieser Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Anwendungs- möglichkeiten von Gasentladungslampen mit dielektrisch behinderter Entla- dung zu erweitern. Erfindungsgemäß wird dieses Problem gelöst durch eine Gasentladungslampe mit einem mit einer Gasfüllung gefüllten Entladungs- gefäß, mit zumindest einer streifenförmigen Anode und zumindest einer streifenförmigen Kathode, die zumindest streckenweise im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und mit einer dielektrischen Schicht zwischen zumindest der Anode und der Gasfüllung, dadurch gekennzeich- net, daß die Elektrodenanordnung im Bereich ihres im wesentlichen paralle- len Verlaufs zumindest teilweise entlang ihrer Länge in einer eine Brenn- spannung verändernden Form inhomogen ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung zur Lösung dieses Problems ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Gasentladungslampe mit einer gepulsten Wirkleistungseinkopplung, bei dem eine Brennspannung der Lampe verän- dert wird durch eine Veränderung zumindest eines Zeitparameters der Ver- sorgungsleistung.

Schließlich ergibt sich eine besondere erfindungsgemäße Lösung dieses Pro- blems mit einer Vorrichtung zur Anzeige einer Bremsverzögerung eines Kfz oder Zweirades mit einer solchen Lampe, einem Bremsverzögerungsauf-

nehmer und einer von dem Bremsverzögerungsaufnehmer mit einem Signal versorgten und die Lampe ansteuernden Steuereinheit.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Elektrodensystem einer Lampe mit dielektrisch behinderter Entladung so auszulegen, daß zumindest entlang eines Teils der Länge der Elektroden inhomogene Entladungsvor- aussetzungen bestehen. Dabei soll eine Brennspannung der Entladung zu- mindest in einem effektiven Mittelwert streckenweise monoton verändert werden. Diese Brennspannung kann insbesondere eine Mindestbrennspan- nung sein, die dabei nicht der Zündspannung einer Einzelentladung ent- spricht, sondern die minimale Spannung ist, mit der eine Entladungsstruktur an einer bestimmten Stelle der Elektrodenanordnung aufrechterhalten wer- den kann.

Im Fall der hier bevorzugt betrachteten gepulsten Wirkleistungseinkopplung ist dabei das Neuzünden einer einzelnen Entladung in der noch verbliebenen Restionisation nach einer der regulären, also im kontinuierlichen Leuchtbe- trieb auftretenden, kurzzeitigen Unterbrechungen der Wirkleistungsein- kopplung nicht als Neuzündung gemeint. Neuzünden bedeutet vielmehr das Neueinschalten der Lampe ohne vorgegebene Restionisation der Gasfüllung.

Ein wesentlicher Vorteil einer Gasentladungslampe mit dielektrisch behin- derter Entladung gegenüber konventionellen Gasentladungslampen besteht in der positiven Strom-Spannungs-Charakteristik. Dadurch kann über den ein-eindeutigen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung eine Verän- derung der Versorgungsspannung zu einer Veränderung der Leuchtlänge der Gasentladungslampe mit dielektrisch behinderter Entladung führen und damit zu einer Veränderung des Lampenstroms. Bei konventionellen Leuchtstofflampen steht dem ein negativer differentieller Widerstand in den Stromspannungskennlinien entgegen.

Wird nun in der erfindungsgemäßen Weise die Mindestbrennspannung über einen Teil der Länge der Elektrodenanordnung verändert, so ist durch die Einstellung und Veränderung der Leistungsversorgung, insbesondere ihrer Spannung, während des Betriebs steuerbar, über welchen Teil dieses Läk genabschnitts mit sich monoton verändernder Mindestbrennspannung Ent- ladungen brennen. Dadurch wird der leuchtende Längenabschnitt einge- stellt.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten einer solchen inhomogenen Elektroden- anordnung für eine monotone Ortsabhängigkeit der Mindestbrennspannung.

Eine erste besteht in einer Veränderung des für die Entladung maßgeblichen Abstands zwischen den Elektroden. Je größer der Abstand wird, um so grö- ßer wird die Mindestbrennspannung, die erforderlich ist, um eine Entladung über diesen Abstand aufrecht zu erhalten.

Andererseits kann man sich den Unterschied zwischen Zündspannung und Mindestbrennspannung dahingehend verdeutlichen, daß eine Entladung an einer bestimmten Stelle der Elektrodenanordnung mit einem bestimmten Abstand durchaus in einem benachbarten Bereich mit geringerem Abstand zünden und dann in den Bereich hineinwandern kann, in dem die zur Ver- fügung stehende Spannung gerade noch für die Entladung ausreicht. Dies geht auf das grundsätzliche Phänomen zurück, daß sich die Entladungs- strukturen nach Möglichkeit über die zur Verfügung stehenden Elektroden- flächen verteilen, wohl weil bei der dielektrisch behinderten Entladung mit größerer zur Verfügung stehender Fläche auf der dielektrisch beschichteten Elektrode eine bessere Hochfrequenzleitfähigkeit und damit ein geringerer Spannungsabfall am Dielektrikum gegeben ist.

Andererseits gibt es auch Strukturen, bei denen die Bewegung von einzelnen Entladungsstrukturen zwischen Stellen mit für eine Entladungszündung ausreichend kurzem Abstand und Stellen, bei denen der Abstand nur noch

für die Aufrechterhaltung einer an anderer Stelle gezündeten Entladung aus- reichend kurz ist, nicht ohne weiteres möglich ist. Z. B. ist es bei der Erfin- dung möglich, den Elektroden (an sich vorbekannte) Vorsprünge zur örtli- chen Lokalisation von Einzelentladungen zu geben. Diese Vorsprünge könr nen z. B. kleine Nasen an einer oder an beiden Elektroden, zwischen denen die Entladung brennt, sein. Der maßgebliche Abstand für die Zündung und Aufrechterhaltung einer Entladung ist dann der Abstand zwischen der Spit- ze einer solchen Nase und der gegenüberliegenden Elektrode oder zwischen den Spitzen zweier gegenüberliegender Nasen. Es ist klar, daß in diesem Fall keine kontinuierliche Verschiebung von Entladungsstrukturen möglich ist, sondern zu einem weiteren Verschiebungsschritt (zum nächsten Vorsprung) zunächst eine für die Aufrechterhaltung der Entladung zwischen den Vor- sprüngen ausreichende Spannung zur Verfügung stehen muß. Im äußersten Fall kann die Situation also auch so sein, daß die im Anspruch 1 aufgeführte Brennspannung der Zündspannung der Entladung entspricht und nicht der Mindestbrennspannung. Zwischen diesen Extremfällen sind natürlich auch Übergänge denkbar.

Des weiteren läßt sich an dem Beispiel mit den Elektrodenvorsprüngen er- kennen, daß die Veränderung der Entladungseigenschaften der Elektroden- anordnung nicht unbedingt kontinuierlich oder monoton verlaufen muß. Für verschiedene im Folgenden näher dargestellte Anwendungsfälle sollten je- doch die Entladungseigenschaften an den dauerhaft Entladungen tragenden Stellen, also z. B. an den Spitzen der Vorsprünge, über einen gewissen Be- reich der Elektrodenanordnung monoton ortsabhängig sein.

Eine weitere Möglichkeit einer Veränderung der Entladungsspannung liegt in einer Ortsabhängigkeit der Anodenbreite. Zum einen beeinflußt die An- odenbreite die für die Entladung zur Verfügung stehende Oberfläche der Anode und damit den in der Entladung fließenden Strom. Von dem Entla-

dungsstrom hängt wiederum die am Ende eines Totzeitbereichs zwischen zwei Wirkleistungspulsen verbleibende Restionisation der Gasfüllung ab, die die Wiederzündwahrscheinlichkeit bestimmt. Andererseits ergibt sich bei der Verteilung des Entladungsstroms über eine größere Anodenfläche ein. geringerer Spannungsabfall am Dielektrikum und damit ein größeres elektri- sches Feld in der Gasfüllung.

Die Anodenbreite kann natürlich sowohl bei im wesentlichen"glatten"Elek- troden als auch in Zusammenhang mit den beschriebenen Elektrodenvor- sprüngen verändert werden.

Weiterhin kann man auch die Dicke des Dielektrikums verändern, womit in analoger Weise der Entladungsstrom bzw. das elektrische Feld in der Gas- füllung beeinflußt werden können.

Die bislang erläuterten Beispiele betreffen Inhomogenitäten der Elektroden- anordnung zur Beeinflussung einer Entladungsspannung. Dementsprechend kann bei einer demgemäß gestalteten Gasentladungslampe durch Verände- rung der Spannung einer Leistungsversorgung, z. B. der Spannung in den Wirkleistungspulsen einer gepulsten Leistungsversorgung, gesteuert wer- den, in welchen Längenabschnitten der Elektrodenanordnung Entladungen brennen und wo nicht.

Bei einer solchen Gasentladungslampe ist es aber auch möglich, über andere Parameter der elektrischen Versorgung den Längenabschnitt mit Entladun- gen einzustellen. Insbesondere hängt die Mindestbrennspannung der Lampe ab von bestimmten Zeitparametern einer Versorgungsleistung mit gepulster Wirkleistungseinkopplung. Ein möglicher Zeitparameter ist die Totzeit zwi- schen den Wirkleistungspulsen. Je länger diese Totzeit gewählt ist, um so geringer ist die am Ende der Totzeit verbliebene Restionisation und damit die Wiederzündwahrscheinlichkeit bzw. um so höher ist die zum Wieder-

zünden (innerhalb des kontinuierlichen Leuchtbetriebs, also zwischen ge- trennten Wirkleistungspulsen) erforderliche Spannung.

Ein weiterer möglicher Zeitparameter ist die Zeitableitung des Spannungs- anstiegs, also die Steilheit des Spannungsanstiegs, am Anfang eines Wirklei- stungspulses. Diese Möglichkeit ist (wie im Grunde alle zuvor dargestellten Maßnahmen der Erfindung auch) zunächst ein empirisches Resultat der Entwicklungsarbeit der Erfinder. Eine mögliche Erklärung könnte darin lie- gen, daß mit steilerem Spannungsanstieg und damit größerem Gewicht der hochfrequenten Fourierkomponenten des Spannungsverlaufs die Hochfre- quenzleitfähigkeit insbesondere des Dielektrikums verbessert und damit wie bereits erklärt das in der Gasfüllung bestehende elektrische Feld erhöht wird.

Eine bevorzugte Anwendungsform der erfindungsgemäßen Gasentladungs- lampe ist eine Lampe für eine Balkenanzeige. Dazu hat das Entladungsgefäß eine langgestreckte Form, z. B. eine Röhrenform, und die Elektroden erstrek- ken sich in ihrer Streifenanordnung zumindest entlang einem Teil der lang- gestreckten Form. Für eine Balkenanzeigelampe ist dabei die bereits be- schriebene Inhomogenität der Elektrodenanordnungen so gewählt, daß die Entladungsspannung entlang der Länge der Balkenanzeige oder eines Teils davon ortsabhängig ist. So kann nun durch Einstellung der Spannung der Leistungsversorgung oder der beschriebenen Zeitparameter eingestellt wer- den, welche Länge der Balkenanzeigelampe leuchtet. Mit einer solchen Bal- kenanzeige können demgemäß quantitative Informationsgehalte vermittelt werden, z. B. über bestimmte technische Parameter eines elektronischen Ge- räts oder einer elektrischen Anlage, und konventionelle LED-Balkenanzeigen oder beleuchtete Analoginstrumente ersetzt werden. Dies dürfte vor allem für Anwendungen interessant sein, bei denen die Helligkeit der Anzeige eine wesentliche Rolle spielt.

Bei gewissermaßen"glatten"Elektroden ist die Balkenanzeige dabei quasi kontinuierlich ; bei gestufter Ausführung der Inhomogenität oder bei Ver- wendung der beschriebenen Vorsprünge ist die Informationsvermittlung der Balkenanzeige aber auch diskret möglich, d. h. diskontinuierlich zwischen verschiedenen gestuften Leuchtlängen.

Eine Röhrenform des Entladungsgefäßes ist z. B. auch bei einem weiteren besonders interessanten Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Gasentla- dungslampe von Vorteil. Dabei dient die erfindungsgemäße Lampe als Bremswarnleuchte eines Verkehrsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines Zweirades. Eine solche Bremswarnleuchte beinhaltet kombiniert die Warn-und Signalfunktion einer konventionellen Bremswarnleuchte und zusätzlich eine abgestufte Angabe über die Stärke der Verzögerung, so daß der nachfolgende Verkehr in angepaßter Weise reagieren kann.

Dazu wird die Bremswarnleuchte verbunden mit einer Steuereinheit, die ein Signal von einem Bremsverzögerungsaufnehmer empfängt. Der Bremsver- zögerungsaufnehmer kann ein dynamischer Verzögerungssensor sein, z. B. ein piezoelektrischer Verzögerungssensor. Möglich ist aber auch eine kine- matische Einrichtung, die die Bremsverzögerung berechnet aus der zeitlichen Veränderung der Fahrgeschwindigkeit. Die Fahrgeschwindigkeit kann z. B. aus einem Ansteuersignal eines Fahrzeugtachometers oder eines Bordcom- puters abgeleitet werden.

Eine weitere Möglichkeit ist eine indirekte Messung der Bremsverzögerung über die Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs oder Zweirads. Z. B. kann der Bremspedalandruck oder der Andruck bzw. die Zugkraft an einem Brems- hebel erfaßt werden. Besonders einfach ist auch die Erfassung der Stellung bzw. Auslenkung von Bremspedal oder Bremshebel. Diese indirekten Vari- anten von Verzögerungsaufnehmern haben außerdem den Vorteil, daß sie beispielsweise bei Vollbremsversuchen auf rutschigem Untergrund zu einem

vollen Ausschlag der Bremswarnleuchte führen, obwohl die tatsächliche physikalische Verzögerung möglicherweise eher gering ist. Dadurch ist in solch kritischen Straßenverkehrssituationen eine uneingeschränkte Warn- funktion gewährleistet.

Andererseits können dynamische oder kinematische (direkte) Verzöge- rungsaufnehmer zu einem vollen Ansprechen der Bremswarnleuchte in Si- tuationen führen, in denen der Fahrer die Bremsanlage kaum oder gar nicht betätigt, z. B. bei einem vom Fahrer zu spät erkannten Auffahrunfall. Natür- lich sind auch Kombinationen aus beiden Möglichkeiten denkbar, die die entsprechenden Vorteile vereinigen.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Bremsleuchte selbst ist eine maximale Warnfunktion gegeben, wenn sie sich im wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite insbesondere eines Kraftfahrzeugs erstreckt. Wenn sich der leuchtende Teil von der Mitte des Kraftfahrzeugs aus mit zunehmender Ver- zögerung nach links und rechts außen vergrößert, ist durch die Fahrzeug- breite eine Bezugslänge und bei normalen Bremsmanövern mit begrenztem Ansprechen der Bremswarnleuchte eine direkte Ähnlichkeit des Erschei- nungsbildes zu den derzeit in der Einführung in den Straßenverkehr befind- lichen dritten Bremswarnleuchten gegeben.

Andererseits hätte die komplementäre Geometrie, bei der sich der leuchten- de Bereich der Bremswarnleuchte von links und rechts außen zunehmend zur Mitte hin erstreckt, den Vorteil, daß der Abstand der Außengrenzen des leuchtenden Bereichs auch bei schlechter Sicht einen Bezugsmaßstab dar- stellt. Damit kann der nachfolgende Verkehr die Länge des insgesamt leuch- tenden Bereichs in Beziehung zu diesem Außenabstand setzen. Im komple- mentären Fall ist ein solcher Bezugsmaßstab nur bei durch die Umgebungs- helligkeit oder durch andere Rückleuchten erkennbarer Breite der Brems- warnleuchte oder des Kraftfahrzeugs gegeben.

Um die bereits erwähnte langgestreckte Form der Elektrodenanordnung und der Inhomogenität etwas konkreter zu formulieren, ist es bei dieser Erfin- dung bevorzugt, daß sich diese Inhomogenität entlang einer Strecke er- streckt, die deutlich größer als der Entladungsabstand zwischen den betref- fenden Elektroden ist, bei einer Variation des Entladungsabstandes deutlich größer als der minimale Entladungsabstand. Insbesondere sollte diese Strek- ke dabei länger sein als das Doppelte und vorzugsweise länger als das Fünf- fache des (minimalen) Entladungsabstandes.

Insbesondere mit Hinblick auf die bereits erwähnten Anwendungsbereiche der Balkenanzeige und der Bremswarnleuchte ist es dabei weiterhin bevor- zugt, wenn die Länge der Inhomogenität einen erheblichen Teil der Länge der Entladungslampe ausmacht, zumindest einen erheblichen Teil der Länge des angenähert parallelen Elektrodenverlaufs. Dabei sollten die wesentlichen Anwendungsfälle im Auge gehalten werden, bei denen sich die Inhomogeni- tät-in einer monotonen Veränderung der Brennspannung-über annähernd die gesamte Länge des parallelen Elektrodenverlaufs erstreckt oder über an- genähert die Hälfte, wobei die andere Hälfte spiegelsymmetrisch gewählt sein kann. Insoweit sind Längenanteile von zumindest einem Drittel, vor- zugsweise 40% bzw. 45% an der Länge des angenähert parallelen Verlaufs bevorzugt.

Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden werden konkrete Ausführungsbeispiele für die Erfindung an- hand der Figuren näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die vorstehend bereits beschriebene Ausführung der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe als Bremswarnleuchte eines Kraftfahrzeugs.

Die im Rahmen der Ausführungsbeispiele zusätzlich offenbarten Einzel- merkmale können auch in anderen Kombinationen oder einzeln erfindungs- wesentlich sein.

Im einzelnen zeigt : Figur 1 eine Querschnittsansicht, gesehen in Axialrichtung, durch eine mo- dellhafte röhrenförmige Gasentladungslampe, und zwar an einem Rand der Lampe ; Figur 2 eine Figur 1 entsprechende Querschnittsansicht, jedoch am anderen Rand der röhrenförmigen Gasentladungslampe ; Figur 3 eine Querschnittsansicht der Gasentladungslampe aus den Figuren 1 und 2, wobei jedoch die Axialrichtung in der Zeichenebene liegt und Figur 1 dem linken und Figur 2 dem rechten Rand der Dar- stellung in Figur 3 entspricht ; Figur 4 experimentelle Daten zu einer Veränderung der Leuchtlänge in der in den Figuren 1-3 dargestellten Gasentladungslampe durch Ver- änderung der Betriebsfrequenz einer Leistungsversorgung ; Figur 5 ein Figur 4 entsprechendes Diagramm, wobei jedoch bei fester Fre- quenz die Spannungsamplitude der Leistungsversorgung verän- dert wurde ; Figur 6 eine Querschnittsansicht, gesehen in Axialrichtung, durch eine röh- renförmige Gasentladungslampe für eine Bremswarnleuchte, und zwar am Rand der Lampe in Axialrichtung ; Figur 7 eine Querschnittsansicht dieser Gasentladungslampe, wobei die Axialrichtung in der Zeichenebene liegt, und zwar in einer Blick- richtung wie in Figur 1 von oben gesehen ;

Figur 8 eine schematische Darstellung in der Perspektive der Figur 6, bei der die Gasentladungslampe mit einer Linse kombiniert ist ; und Figur 9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anzeige einer Bremsverzögerung mit einem Bremsverzögerungsaufnehmer und einer Steuereinheit neben der Bremswarnleuchte aus Figur 8.

Die Figuren 1-3 stellen in vereinfachter Darstellungsweise eine modellhafte Gasentladungslampe zur Verdeutlichung des Prinzips der Erfindung dar.

Dabei sind die elektrische Leistungsversorgung der Lampe 1 und eine Leuchtstoffschicht nicht dargestellt.

Die Lampe 1 besteht aus einem in Figur 3 der Länge nach dargestellten Glas- rohr als Entladungsgefäß 2, das an den beiden Enden, d. h. in Figur 3 links und rechts, abgeschlossen ist. Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, ist dabei auf der Außenwand des Glasrohrs 2 ein Anodenstreifen 3 aufgebracht, so daß das Glasrohr für die dielektrische Behinderung der Entladung sorgt.

Eine Kathode 4 befindet sich innerhalb des Glasrohres 2, und zwar zentrisch an dem in Figur 1 dargestellten einen Rand des Glasrohres 2-in Figur 3 links -und an dem anderen Rand-in Figur 3 rechts-auf der der Anode 3 gegen- überliegenden Innenwandseite des Glasrohres 2. Dabei ist die Kathode 4 als gerader Draht ausgeführt, so daß sich der Entladungsabstand 6 zwischen Kathode 4 und Anode 3 über die Länge der Gasentladungslampe 1 linear und monoton verändert.

Bei diesem Modell beträgt die in Figur 3 quer verlaufende Lampenlänge 16 cm, der Durchmesser des Rohres 2,5 cm, die Dicke der Rohrwand 0,7 mm und die Gasfüllung besteht aus Xenon bei einem Druck von etwa 130 mbar.

Der Durchmesser der Kathode 4 beträgt 1,5 mm. Insoweit ergibt sich eine Veränderung des Entladungsabstandes 6 von etwa 1,1 cm bis etwa 2,2 cm.

Zu den Eigenschaften solcher Gasentladungslampen mit dielektrisch behin- derter Entladung und der hier in Betracht gezogenen gepulsten Wirklei- stungseinkopplung wird ergänzend der Offenbarungsgehalt folgender An- meldungen in bezug genommen und hier eingeschlossen :- WO 94/23 442 bzw. DE-P 4311197. 1 WO 97/04 625 bzw. DE 195 26 211.5 Gemäß der Erfindung kann nun die von den Entladungsstrukturen einge- nommene Länge der Lampe eingestellt werden. Wie bereits erwähnt, ist dies durch Veränderung verschiedener Parameter der elektrischen Leistungsver- sorgung möglich. Hier sollen exemplarisch zwei Möglichkeiten dargestellt werden, und zwar eine Veränderung der Pulswiederholfrequenz und eine Veränderung der Spannungsamplitude. Dabei werden jeweils alle anderen Parameter der elektrischen Leistungsversorgung konstant gehalten, insbe- sondere auch die Spannungsform. Die mittlere Leistung verändert sich na- türlich entsprechend der Veränderung des veränderten Parameters.

Bei diesem modellhaften Beispiel beträgt das Verhältnis zwischen der Länge der Erstreckung der Inhomogenität (auf der Entladungsabstandsvariation) und dem minimalen Entladungsabstand mehr als 10.

Figur 4 zeigt Meßpunkte der Leuchtlänge bzw. von den Entladungsstruktu- ren eingenommenen Länge der rohrförmigen Gasentladungslampe 1 in Ab- hängigkeit von der Betriebsfrequenz bzw. Pulswiederholfrequenz zwischen etwa 17 kHz und 100 kHz. Dabei kann ein Leuchtlängenbereich zwischen 2 und 16 cm (volle Länge) überstrichen werden. Zu beachten ist, daß die die Meßpunkte verbindende Linie nicht linear verläuft. Bei Anwendungen, bei denen eine lineare Beziehung des veränderten elektrischen Parameters zu der Leuchtlänge erwünscht ist, muß bei diesem Ausführungsbeispiel also die

Ortsabhängigkeit der Inhomogenität, hier des Entladungsabstandes 6, ent- sprechend angepaßt werden.

Das gilt auch für das in Figur 5 dargestellte Beispiel einer Spannungsampli- tudenveränderung mit Amplitudenwerten zwischen 2,44 und 3,02 kV.

Nachdem anhand dieses Modells das Grundprinzip dieser Erfindung ver- deutlicht wurde, soll nun im Folgenden ein praktisches Ausführungsbeispiel ergänzt werden, bei dem mit Strich (') versehene analoge Bezugsziffern ana- loge Bauteile der Lampe bezeichnen.

Figur 6 zeigt eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe für eine Brems- warnleuchte. Bremswarnleuchten sind an allen im Straßenverkehr zugelas- senen Fahrzeugen angebaut. Sie sollen nachfolgenden Verkehr über Brems- vorgänge informieren und dadurch Auffahrunfälle verhindern. In jüngster Zeit sind Auffahrunfälle immer häufiger geworden, so daß verschiedene Versuche unternommen wurden, die Warnfunktion von Bremswarnleuchten zu verstärken. Beispielsweise sind zusätzliche Bremswarnleuchten im Innen- bereich des Fahrzeugs innerhalb der Heckscheibe verwendet worden, die sich jedoch nicht durchgesetzt haben. In jüngster Zeit finden mittig über den konventionellen außenseitigen Bremswarnleuchten angeordnete zusätzliche Bremswarnleuchten bei neuen Kraftfahrzeugen praktisch durchgängig An- wendung.

In dem eingangs bereits zitierten Stand der Technik ist bereits der Grundge- danke enthalten, durch eine Veränderung der örtlichen Ausdehnung der leuchtenden Fläche eine quantitative Aussage über die Stärke der Verzöge- rung beim Bremsen zu machen. Es hat sich herausgestellt, daß durch diese Maßnahme das häufig zögerliche Bremsen des nachfolgenden Verkehrs, so- lange die Ernsthaftigkeit einer Gefahrensituation noch nicht vollständig er- kannt wird, durch ein erkennbar ungewöhnlich ausgedehntes Aufleuchten

einer Bremswarnleuchte vermieden werden kann. Dabei ist bislang eine Vielzahl von Einzelleuchten mit getrennter Ansteuerung verwendet worden.

Die hier beschriebene neuartige Gasentladungslampe ermöglicht nun die Ausführung einer Bremswarnleuchte mit veränderlicher leuchtender Fläche und insbesondere Länge in einer einzigen einheitlich anzusteuernden Lampe und Leuchte. Hinsichtlich der Ausführung der Lampe wird zunächst verwie- sen auf die DE 19 718 395 Cl. Der Offenbarungsgehalt dieser Schrift wird hier durch Inbezugnahme eingeschlossen.

Bei der in Figur 6 im Querschnitt dargestellten Gasentladungslampe 1'han- delt es sich zunächst um ein Glasrohr 2'mit an gegenüberliegenden Stellen der Innenwand abgeschiedenen Metallelektroden 3'und 4'. Im hier darge- stellten Fall ist die Anordnung aus Anode 3'und Kathode 4'symmetrisch, d. h. auch für den bipolaren Betrieb geeignet. Insbesondere sind alle Elektroden 3'und 4'auf der Innenwand des Glasrohres 2'abgeschieden, um den wegen der erheblichen Wanddicke des Glasrohrs 2'sonst deutlich erhöhten Span- nungsbedarf der Leistungsversorgung zu vermeiden.

Die Wandstärke des Glasrohres 2'beträgt etwa 1 mm, der Außendurchmes- ser der Lampe etwa 10 mm. Dabei erstreckt sich die Lampe in ihrer in Figur 7 erkennbaren Länge über etwa 1,5 m und macht damit im wesentlichen die gesamte Breite eines üblichen Kraftfahrzeugs aus. Die Länge kann natürlich auf verschiedene Kraftfahrzeugtypen individuell angepaßt sein.

Die Elektroden 3'und 4'sind aus Silberleitpaste auf die Innenfläche des Glasrohres 2'aufgestrichen (mit einer Pipette) ; das Dielektrikum 5'wird als Glaslot ebenfalls auf die Elektrodenstreifen 3'aufgestrichen, und zwar nach Vortrocknung und Ausheizung der Elektroden. Die flächige Reflexions- schicht 9'und die flächige Leuchtstoffschicht 10'werden nicht mit einer Pi- pette aufgetragen sondern mit einem Beschlämmungsverfahren, wie es von

konventionellen Leuchtstoffröhrenlampen bekannt ist. Die Elektroden sind etwa 0,5-1 mm breit.

Über die gesamte Innenfläche des Glasrohres 2'werden dann zunächst eine Reflexionsschicht 9'und darüber eine Leuchtstoffschicht 10'abgeschieden, wobei die Reflexionsschicht 9'zuvor im Bereich einer in Figur 6 im Schnitt erkennbaren Apertur 11'mit einem Öffnungswinkel von etwa 100° wieder ausgewischt wird. Die Schichten 3', 5', 9'und 10'werden nacheinander ein- gebrannt.

Das Innere des Glasrohres 2'ist mit Xenon als Gasfüllung bei etwa 100 Torr (etwa 130 mbar = 13 kPa) gefüllt. Die Technik der hier bevorzugt betrachte- ten Xenon Excimer-Entladung zwischen dielektrisch behinderten Elektroden ist an sich bekannt und wird hier nicht weiter ausgeführt. Es ergibt sich eine kurzwellige VUV-Strahlung. Ein wesentlicher Vorteil dieser Entladung für den hier betrachteten Anwendungsfall liegt in dem im Gegensatz zu konven- tionellen Hg-Entladungen sehr schnellen Startverhalten. Es gibt praktisch keine nennenswerte Temperaturabhängigkeit der Lichterzeugungseigen- schaften der Lampe 1', so daß sie unmittelbar nach Beginn der elektrischen Versorgung bereits mit der endgültigen Intensität leuchtet. Hierzu und auch zu der gepulsten Wirkleistungseinkopplung wird der Offenbarungsgehalt der bereits zitierten Anmeldungen in bezug genommen und hier einge- schlossen.

Die in Figur 6 im Schnitt dargestellten Elektroden 3'und 4'sind an dem in Figur 7 linken Ende durch eine Dichtungsschicht aus Glaslot an einem das Glasrohr 2'verschließenden Stöpsel entlang nach außen geführt und enden in Außenanschlüssen 12'. Diese Durchführung der Elektroden zu Außenan- schlüssen 12'ist herstellungstechnisch besonders einfach und im einzelnen in der bereits zitierten DE 19 718 395 Cl dargestellt. Auf der entgegengesetzten Seite ist das Glasrohr geschlossen ausgebildet.

In Figur 6 ist der Entladungsabstand 6'zwischen den gegenüberliegenden Elektroden 3'und 4'dargestellt. Er ist geringfügig kleiner als der Innen- durchmesser des Glasrohres, beträgt also knapp 8 mm. In der Quer- schnittsansicht in Figur 7 erkennt man, daß sich dieser Entladungsabstand* über die axiale Länge des Glasrohres 2'ändert. Dies erfolgt durch eine konti- nuierliche Veränderung der Lage der Elektroden 3', 4'an genau entgegenge- setzten Seiten der Innenmantelfläche des Glasrohres 2'am jeweiligen äußer- sten Rand, wie in Figur 6, weiter nach unten hin im Mittenbereich des Glas- rohres 2'. Durch den kontinuierlichen Übergang dazwischen ergibt sich eine monoton zunehmende Ortsabhängigkeit des Entladungsabstandes 6'von der Mitte der Gasentladungslampe 1'nach rechts und nach links außen. Dabei ist die Dicke des Dielektrikums 5'ungefähr konstant.

Diese Ortsabhängigkeit des Entladungsabstandes 6'entspricht einer Ortsab- hängigkeit der Mindestbrennspannung der Entladungen. Bei den hier vorge- sehenen"glatten"Elektroden 3'und 4'können in der bereits diskutierten Weise Entladungen im mittleren Bereich mit kleinstem Entladungsabstand 6' zünden, die dann je nach zur Verfügung stehender Versorgungsspannung auf die beiden Außenränder zuwandern können. Dementsprechend ergibt sich eine in der Länge veränderliche zentrierte Leuchtlänge der Gasentla- dungslampe 1', deren Vorteile bereits weiter oben angesprochen wurden.

Dabei brennen die Entladungen in Richtung des in Figur 6 dargestellten Entladungsabstands 6', also in Richtung des Durchmessers. Damit ist die Lichtabstrahlung in Richtung der um die Mittelsenkrechte auf den Entla- dungen zentrischen Apertur 11'maximal. Dies kommt daher, daß der größte Teil des Lichts zentrisch auf der der Apertur 11'gegenüberliegenden Seite der Innenwand des Glasrohres 2'und im Bereich der Apertur 11'jeweils in der Leuchtstoffschicht 10'erzeugt und teilweise von der Reflexionsschicht 9' reflektiert wird.

Wie in Figur 8 zu erkennen, ist über der Apertur 11'ein Filter 13'vorgese- hen. Dieses Filter 13'dient zur Einstellung des roten Farborts der Brems- warnleuchte 1'gemäß einschlägigen Normvorschriften.

Eine darüber angeordnete Plexiglaslinse 14'hat die Aufgabe, das im wesent- lichen diffus aus der Lampe 1'abgestrahlte Licht hinsichtlich des in der Zei- chenebene der Figur 6 liegenden Öffnungswinkels stärker zu bündeln und damit für den nachfolgenden Verkehr zu verstärken. Dazu könnten auch Folien verwendet werden, z. B. Prismenfolien (sogenannte Brightness- Enhancement-Folien des Herstellers 3M), holographische Folien oder Fres- nelfolien.

Figur 9 zeigt schematisch eine Versorgung der bereits beschriebenen Lampe 1'an ihrem auch in Figur 7 eingezeichneten Außenanschlüssen 12'der Elek- troden über eine Steuereinheit 8', die von einem Verzögerungssensor 7'an- gesteuert wird. Die genauere technische Ausführung dieser Steuereinheit 8' und des Verzögerungssensors 7'wird hier nicht im Detail dargestellt. Es handelt sich um übliche technische Lösungen, die dem Fachmann klar sind.

Hinsichtlich der gepulsten Leistungsversorgung durch die Steuereinheit 8' wird ergänzend verwiesen auf die deutschen Anmeldungen 19839329.6 und 19839336.9 vom 28.8.1998 von derselben Anmelderin.

Im Hinblick auf die beidseitige Behinderung der Lampe in Figur 6 sei an die- ser Stelle darauf hingewiesen, daß sich für die dort gezeigten und aus entla- dungsphysikalischer Sicht gleichartigen Elektroden die bipolare Betriebswei- se besonders eignet. Dabei übernehmen die Elektroden zeitlich alternierend sowohl die Rolle einer temporären Anode als auch Kathode.

Ein Vorteil der bipolaren Betriebsweise kann beispielsweise in einer Symme- trisierung der Entladungsverhältnisse in der Lampe liegen. Damit werden durch asymmetrische Entladungsverhältnisse hervorgerufene Probleme be-

sonders wirkungsvoll vermieden, z. B. Ionenwanderungen im Dielektrikum, die zu einer Schwärzung führen können, oder die Effizienz der Entladung verschlechternde Raumladungsakkumulationen.

Bei dem Verzögerungssensor 7'handelt es sich um einen dynamischen Ver- zögerungssensor, wie er z. B. zur Auslösung von Airbagsystemen im Auto- mobilbereich bekannt ist.

Weitere mögliche Ausführungsvarianten gegenüber dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel können die bereits erwähnten Vorsprünge zur Erleich- terung der Zündung von Entladungen enthalten. Dabei ist bevorzugt auf den Vorsprüngen eine dickere dielektrische Abdeckung vorzusehen, um eine Bogenausbildung zu verhindern.

Weiterhin ist es möglich, beim unipolaren Betrieb das Dielektrikum auf der Kathode wegzulassen. Es kann jedoch zur Verhinderung einer Sputter- Erosion des Kathodenmaterials auch im unipolaren Betrieb sinnvoll sein, bevorzugt in einer geringeren Dicke (größenordnungsmäßig 20 m gegen- über größenordnungsmäßig 200 . m auf der Anode).

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung dargestellt, kann auch die Dicke des Anodendielektrikums variiert werden, um die für die Ortsabhängigkeit der Entladungsspannung notwendige Inhomogenität zu schaffen. Es ist fer- ner auch möglich, die Dicke des Anodendielektrikums über die Länge der Lampe 1 hinweg so zu variieren, daß trotz des veränderlichen Entladungsab- standes 6'eine im wesentlichen homogene Leuchtdichte über die leuchtende Länge der Lampe realisiert werden kann. Gleiches gilt für die ebenfalls be- reits erwähnte Breite der Anodenstreifen 3'. Dabei muß der jeweilige Einfluß auf die erfindungsgemäße Ortsabhängigkeit einer Brennspannung anderwei- tig überkompensiert werden, etwa über den Elektrodenabstand 6'.