DE10065423A1

DE10065423A1 - Hochdruck-Quecksilber-Entladlungslampe und Beleuchtungsvorrichtung, die die Lampe verwendet

Info

Publication number: DE10065423A1
Application number: DE10065423A
Authority: DE
Inventors: Satoko Ishikawa; Ichiro Tanaka; Hiromichi Kawashima; Hisashi Yoshida
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2001-07-26
Also published as: US6762559B1; KR100392386B1; KR20010062758A; JP2001185080A

Abstract

Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe, die einen lichtdurchlässigen Entladungsbehälter (1), der einen Bereich, der einen Entladungsraum umgibt, und einen Dichtungsabschnitt aufweist, getrennte Elektroden (2, 2), die in dem Entladungskessel angeordnet sind und einen Entladungsweg definieren, und eine Füllung, die in dem Entladungsbehälter enthalten ist, die Quecksilber, Halogen und Lithium (Li) enthält, aufweist. Die Komponenten der Füllung sind so ausgewählt, daß das Verhältnis der relativen spektralen Energien B/A innerhalb eines Bereiches von 0,15 bis 0,45 liegt, wobei A die relative spektrale Energie von Quecksilber (Hg) innerhalb eines Wellenlängenbereiches von 402,5 nm bis 407,5 nm und B die relative spektrale Energie von Lithium (Li) innerhalb eines Wellenlängenbereiches von 667,5 nm bis 672,5 nm repräsentieren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruck-Quecksilber- Entladungslampe, die eine ionisierbare Füllung, die mindestens Lithium (Li) aufweist, enthält, und eine Beleuchtungsvorrichtung, die die Lampe verwendet.

Angesichts der steigenden Popularität von LCD-Projektoren gibt es eine steigende Nach frage nach Beleuchtungsquellen, die effektiv und effizient in solchen Vorrichtungen ver wendet werden können. Es wird gewünscht, daß solche Belichtungsquellen klein und hell sind und eine korrekte bzw. gute Farbbalance aufweisen. Gewöhnlich werden solche Lichtquellen zur Hintergrundbeleuchtung einer LCD verwendet. Licht, das durch die LCD hindurchgeht, wird dann auf einen Schirm projiziert. Um eine Hochdruck- Quecksilber-Entladungslampe so klein wie möglich zu machen, ist es wünschenswert, den Abstand zwischen den Elektroden der Lampe zu minimieren. Diese Anordnung erfordert, daß die Spannung über die Elektroden niedriger als die Spannung über die Elektroden, die in anderen Lampenanordnungen weiter voneinander getrennt sind, ist. Darum muß die Lampe mit einem höheren Strom als die Lampen, deren Elektroden weiter entfernt sind, betrieben werden. Die höhere Stromanforderung erfordert wiederum, daß ein größeres Vorschaltgerät (Ballast) zum Starten der Lampe verwendet wird. Darum müssen der LCD-Projektor, der die Lampe und ihr benötigtes Vorschaltgerät enthält, relativ gesehen größer sein.

Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung HEI 6-52830 (Stand der Technik 1) offen bart eine Hochdruck-Quecksilber-Lampe, die eine Bogenentladungsverkürzungstechnik verwendet, die keine Erniedrigung der Lampenspannung erfordert. Statt dessen wird der Druck des Füllgases erhöht, was einen Betrieb mit höherer Spannung erlaubt, selbst wenn der Elektrodenabstand reduziert ist. Die Lampe des Standes der Technik 1 leuchtet bei einem Hochdruck-Quecksilberdampf von z. B. 10 MPa oder mehr während des Lampen betriebes, um eine ausreichende Beleuchtungsstärke und eine ausreichende Farbwiederga be zu liefern, die zur Verwendung bei einem Projektor kleiner Größe geeignet sind.

Um eine Bogenentladung aufrechtzuerhalten, weist die Lampe, die in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung HEI 11-297269 (Stand der Technik 2) offenbart ist, ein Metallhalogenid auf, das ein oder mehrere Elemente aufweist, die aus einer Gruppe aus gewählt sind, die aus Lithium (Li), Natrium (Na), Zer (Ce), Barium (Ba) und Kalzium (Ca) besteht. Ein Entladungsbehälter der Lampe enthält das Metallhalogenid mit 2 × 10^-4 bis 7 × 10^-2 µmol/mm³. Die Ionisierungsspannung des Metallhalogenides ist 0,87mal diejenige von Quecksilber (Hg) oder weniger. Eine solche Lampe strahlt mehr Energie in dem roten Abschnitt des Farbspektrums aus, so daß die Lampe eine verbesserte Farbwie dergabe aufweist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lampe und eine Beleuchtungsvorrichtung an zugeben, die in der Lage sind, eine verbesserte Farbwiedergabe und eine verbesserte Farbtemperatur zu liefern, ohne die Leuchteffizienz zu opfern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe nach Anspruch 1 und eine Beleuchtungsvorrichtung, die die Lampe verwendet, nach Anspruch 6.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Hochdruck-Quecksilber- Entladungslampe vorgesehen. Sie enthält einen lichtdurchlässigen Entladebehälter, der einen Entladeraum definiert und einen Abdichtungsabschnitt aufweist. Räumlich getrennte Elektroden, die in dem Entladebehälter angeordnet sind, definieren einen Entladungsweg. Eine Gasfüllung, die in dem Entladebehälter enthalten ist, enthält Quecksilber, Halogen und Lithium (Li), deren spektrale Energieverteilungen in Fig. 3 gezeigt sind. Es ist zu bevorzugen, daß die relativen spektralen Energien B/A in einem Bereich von 0,15 bis 0,45 liegen, wobei A die spektrale Energie des Quecksilbers (Hg) innerhalb des Wellen längenbereiches von 402,5 nm bis 407,5 nm darstellt und B die spektrale Energie des Lithiums (Li) innerhalb des Wellenlängenbereiches von 667,5 nm bis 672,5 nm darstellt.

Eine Ausführungsform ist eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält eine Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe, einen Reflektor, der die Lampe derart hält, daß die Mitte des Entladungsbehälters in dem Brennpunkt desselben zentriert bzw. fokussiert ist, und ein Gehäuse, das die Lampe und den Reflektor aufnimmt.

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden weiter beschrieben in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, von denen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe nach einer ersten Ausführungsform ist;

Fig. 2 ein Querschnitt einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampen-Beleuch tungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform ist;

Fig. 3 ein Graph ist, der eine spektrale Energieverteilung als eine Funktion der Wel lenlängen der Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe, die in Fig. 1 gezeigt ist, zeigt;

Fig. 4 ein Graph ist, der die Lichtquellenverminderung als eine Funktion der Lam penbetriebszeit zeigt; und

Fig. 5 eine Illustrierung einer LCD-Vorrichtung ist, die die Hochdruck-Quecksilber- Entladungslampe verwendet.

Eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Detail unter Bezugnah me auf die Fig. 1 und 3 beschrieben. Eine Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe, die in Fig. 1 gezeigt ist, weist einen Entladungsbehälter 1 auf, der aus Quarzglas gemacht ist. Der Behälter 1 ist derart geformt, daß er einen elliptischen Bereich, der einen Entla dungsraum 1a umgibt, und ein Paar von Dichtungen 1b, 1b, die sich von dem elliptischen Bereich weg erstrecken, aufweist. Bei diesem Beispiel weist der elliptische Bereich einen maximalen Durchmesser von 9 mm auf. Jedoch können die Prinzipien der Erfindung ebenso auf andere Formen angewandt werden. Zum Beispiel könnte der Behälter eine bulbiförmige Gestalt oder selbst andere Gestalten, wie eine Tropfenform, eine längliche Stabform, etc. aufweisen. Der Behälter 1 kann an seiner inneren Oberfläche einen trans parenten Film aufweisen, dessen Qualität nicht durch Halogene geändert wird.

Ein Paar von Elektroden 2, 2 ist in dem Entladungsbehälter 1 angeordnet und entspre chend mit einem Paar von Molybdänfolien 3, 3, die in den Dichtungen 1b, 1b eingebettet sind, verbunden. Die Folien weisen eine Dicke von 20 µm, eine Breite von 1,5 mm und eine Länge von 17 mm auf.

Jede der Elektroden 2, 2 ist zusammengesetzt aus einem Elektrodenstab 2a, der aus Wolf ram mit 0,45 mm im Durchmesser gemacht ist, einer Spule 2b, die aus einem Wolfram draht mit 0,45 mm im Durchmesser gemacht ist, die sich um den Stab an einem Ende windet, und einer abgedichteten Spule 2c. Die abgedichtete Spule 2c, die aus einem Wolf ramdraht mit 0,075 mm im Durchmesser gemacht ist, windet sich überall um den Stab mit einem größeren Wicklungsabstand und ist in der Dichtung eingebettet.

Die abgedichtete Spule 2c wirkt als ein Hitzeschockabsorber. Darum bricht das Glas, das den Stab in dem Abdichtungsabschnitt kontaktiert, nicht. Die Elektroden können aus dotiertem Wolfram oder Wolfram mit Thorium gemacht sein.

Das Paar von Elektroden kann in derselben Weise konstruiert und angeordnet sein, wenn Wechselstrom (AC) der Lampe zugeführt wird. Jede Elektrode kann derart konstruiert und angeordnet sein, daß sie einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der von dem Stab ausgebildet ist, anstelle der Spule aufweist. Wenn Gleichstrom der Lampe zugeführt wird, dient eine Elektrode als eine Anode und die andere Elektrode dient als eine Katho de. Im allgemeinen ist die Anode, die Elektronen von der Kathode empfängt, so kon struiert und angeordnet, daß sie vergleichsweise größer ist, um die durch die Elektronen verursachte Wärme abzustrahlen. Die Anode kann durch Schärfen eines Stabes, der einen vergleichsweise größeren Durchmesser aufweist, ausgebildet werden. Die Kathode kann aus einem Wolframstab ausgebildet sein, der einen vergleichsweise kleinen Durchmesser aufweist, um thermische Elektronen leicht abzustrahlen.

Eine Bogenentladung in dem Entladungsbehälter weist eine kurze Länge aufgrund des schmalen Zwischenraums, der zwischen den Spitzen der Elektroden ausgebildet ist, auf. Darum entspricht die Ausstrahlung von sichtbarem Licht aus der Lampe einer Punktstrah lungsquelle, und das sichtbare Licht wird effektiv von dem oder auf dem Reflektor reflek tiert. Eine Lampe, die zur Verwendung in einem LCD-Projektor entworfen ist, sollte einen Abstand zwischen den Elektrodenspitzen von 3 mm oder weniger aufweisen. Wenn die Elektrodenzwischenräume über 4 mm liegen, wird das sichtbare Licht nicht in zufrie denstellender Weise reflektiert und die Beleuchtungsstärke auf einem Schirm nimmt ab. Angesichts des obigen sind die Zwischenräume der Elektroden noch bevorzugter in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,0 mm.

Die Außenseiten der Molybdänfolien 3, 3 sind mit einem Paar von leitenden Drähten 4, die aus Molybdän ausgebildet sind, entsprechend verbunden. Ein leitender Draht 4 ist außerdem mit einem anderen leitenden Zufuhrdraht 6 verbunden. Der andere leitende Draht 4 ist elektrisch mit einer Lampenfassung 5 verbunden, die an einem Ende der Dich tung 1b mit einem Klebstoff befestigt ist und einen Körper 5a und einen Schraubanschluß 5b aufweist.

Der Entladungsbehälter 1 weist eine Füllung auf, die Quecksilber, Edelgas, Halogen und Alkalimetalle, die mindestens Lithium (Li) enthalten, aufweist. Quecksilber (Hg) ist in geeigneter Weise so eingefüllt, daß eine 80 V Lampenspannung hergestellt wird. Es ist zu bevorzugen, 0,18 mg/mm³ oder mehr gegen das Volumen des Entladungsraums einzufül len. Edelgase können Argon (Ar), Krypton (Kr) oder Xenon (Xe) sein. Brom (Br) als ein Halogen wird mit 7 × 10^-3 µmol/mm³ eingefüllt. Es ist nützlich, 1 × 10^-3 µmol/mm³ oder mehr gegen das Volumen des Entladungsraums einzufüllen. Falls das Halogen mit weni ger als 1 × 10^-3 µmol/mm³ eingefüllt wird, neigt die Bogenentladung, die zwischen dem oben erwähnten Paar von Elektroden erzeugt wird, dazu, in einen instabilen Zustand überzugehen. Nebenbei, die bevorzugte obere Grenze für die Halogenfüllung ist 1 × 10^-2 µmol/mm³. Das Halogen kann ein Halogen oder mehrere Halogene sein, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (I) enthält.

Lithium (Li) in der Größenordnung von 10 ppm kann als das Quecksilberhalogenid ver wendet werden, z. B. HgBr₂-Li-Kügelchen (-Pellets). Die Alkalimetalle können Lithium (Li) und Natrium (Na) sein. Die Menge des Lithiums (Li) kann entsprechend der spektra len Energieverteilung der Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe geregelt werden.

Darum ist die Menge des Lithiums (Li), die als B/A-Verhältnis definiert wird, wobei A die integrierte Energie des Quecksilbers (Hg) innerhalb des Wellenlängenbereichs von 402,5 nm bis 407,5 nm ist, B die integrierte Energie des Lithiums (Li) innerhalb des Wellenlängenbereichs von 667,5 nm bis 672,5 nm ist, bevorzugterweise im Bereich von 0,15 bis 0,45.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der relativen spektralen Energieverteilung als eine Funktion der Wellenlängen für die Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe. Die relative Energie A (aufgrund des Hg) in dem Wellenlängenbereich von 402,4 nm bis 407,5 nm ist im wesentlichen konstant, wenn die Lampe bei einem Druck von mindestens 1 MPa be trieben wird, ungeachtet des Einschlusses anderer Elemente in dem Füllungsgas. Natür lich kann es basierend auf der Auswahl der anderen Elemente eine Variation in den ge samten relativen Energiespektrumverteilungen geben, da jedes Element seine eigene cha rakteristische spektrale Energie aufweist. Von besonderem Interesse sind die Energien A und B, die in Fig. 3 gezeigt sind. "A" repräsentiert die Energie aufgrund des Resonanz spektrums von Hg innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 402,5 nm bis 407,5 nm. "B" repräsentiert die Energie aufgrund des Resonanzspektrums des Li innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 667,5 nm bis 672,5 nm.

Wenn die Lampe derart konstruiert und angeordnet ist, daß das B/A-Verhältnis kleiner als 0,15 ist, dann gibt es einen nicht ausreichenden Teil von Strahlung im roten Bereich der spektralen Energieverteilung, und die Leuchteffizienz der Lampe ist ungenügend. Wenn die Lampe derart konstruiert und angeordnet ist, daß das B/A-Verhältnis über 0,45 liegt, nimmt der Lichtquellenverminderungsfaktor ab. Als Folge ist es nützlich und angemes sen, die Lampe derart anzuordnen, daß das zuvor erwähnte B/A-Verhältnis innerhalb eines Bereiches von 0,15 bis 0,45 liegt, um eine geeignete Farbwiedergabeeigenschaft und eine geeignete Farbtemperatur aufzuweisen, während ein wünschenswertes Niveau der Leuchteffizienz beibehalten wird. Die Lampenbetriebseigenschaften sind noch besser, wenn das B/A-Verhältnis in einem Bereich von 0,20 bis 0,40 gehalten wird.

Eine Lampe entsprechend der vorliegenden Erfindung kann entweder mit Wechselstrom oder mit Gleichstrom betrieben werden. Sie verbraucht Leistung im Bereich von 100 W bis 150 W. Während die Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe arbeitet, steigt der Quecksilberdruck auf über 15 MPa an, so daß die Bogenentladung, die zwischen den Elektroden erzeugt wird, dazu neigt, sich zusammenzuziehen. Dementsprechend verbes sert sich die Leuchteffizienz der Lampe auf über 10 lm/W auf einem Schirm, der TV- Bilder sieht, verglichen mit dem Beispiel, das dieselbe Lampenlebensdauer aufweist, aus dem Stand der Technik.

Die senkrechte Achse des Graphen, der in Fig. 3 gezeigt ist, zeigt die relative Energie (ein Energieverhältnis, das als eine Prozentzahl gemessen ist) an, und die horizontale Achse zeigt die Wellenlänge an. Das Energieverhältnis (%) ist eine relative Zahl der spektralen Energie, die für jeweils 5 nm in der Wellenlänge integriert wurde, gegen die Energiemenge innerhalb des Wellenlängenbereiches von 547,5 nm bis 552,5 nm. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, verursacht Lithium (Li) eine entsprechend hohe Farbwiedergabeeigen schaft und eine entsprechend niedrige Farbtemperatur. Bei dieser Ausführungsform ist das B/A-Verhältnis ungefähr 0,35.

Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampen-Beleuch tungsvorrichtung. Fig. 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Lichtquellen verminderungsfaktor und der Lampenbetriebszeit zeigt. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf diese Figuren erläutert.

Eine Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung ist in Fig. 2 gezeigt. Sie enthält eine Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe 11 (des oben beschrie benen Typs), einen Reflektor 12, der das Lampenende hält, eine transparente Platte 16, die eine Öffnung des Reflektors abdeckt, und eine Verdrahtungsanordnung 15, die mit einem Verbinder 15a und einem Paar von isolierten Drähten 15b, 15c vorgesehen ist.

Der Reflektor weist einen konkaven Körper 12a, einen Film 12b, der auf einer paraboli schen inneren Oberfläche des Körpers ausgebildet ist, und einen Nackenabschnitt (Hals abschnitt) 12c, der fortlaufend aus dem Körper 12a ausgebildet ist, auf. Der Film, der der dichroitische Film genannt wird, ist zum Reflektieren von sichtbarem Licht und zum Durchlassen von infraroter Strahlung in der Lage. Der Reflektor kann aus Glas oder aus Metall gemacht sein. Beide sind in der Lage, die infrarote Strahlung, die an der inneren Oberfläche reflektiert wird, mittels des dichroitischen Films zu reduzieren.

Es gibt verschiedene Wege, die transparente Platte 16 an einer Öffnung des Reflektors zu befestigen. Beispiele enthalten einen Silikonklebstoff, Glas, das einen niedrigen Schmelz punkt aufweist, und mechanische Haltemittel. Darum verhindert, falls die Lampe bricht, die Platte 16 das Zerstreuen von Bruchstücken. Die transparente Platte 16 kann einen darauf beschichteten Film aufweisen, der zum Durchlassen von sichtbarem Licht und zum Reflektieren von infraroter Strahlung in der Lage ist. Dementsprechend ist es weiter mög lich, die Energie der infraroten Strahlung zu reduzieren.

Die transparente Platte 16 kann einen Farbfilter liefern, der bestimme Wellenlängen des sichtbaren Lichts durchläßt. Bei dieser Ausführungsform strahlt das Lithium (Li) in dem roten Teil des Spektrums, so daß der Farbfilter den roten Abschnitt nicht kompensieren muß.

Die Lampenbasis 5 ist an dem Halsabschnitt 12c des Reflektors mit einem anorganischen Klebstoff befestigt, wobei das Zentrum der Endladung der Lampe in dem Brennpunkt der parabolischen Oberfläche fokussiert ist. Alternativ kann die Lampenbasis 5 abnehmbar in dem Reflektor angeordnet sein.

Der leitende Zufuhrdraht 6 ist nach außen von dem Reflektor durch ein Loch 12d, das in dem Reflektorkörper ausgebildet ist, verlängert. Ein Verbindungsanschluß 14 ist benach bart zu dem Loch befestigt, um den leitenden Verbindungsdraht 6 mit dem isolierten Draht 15b zu verbinden. Der isolierte Draht 15c ist durch eine Mutter mit einem Schraub anschluß 5b der Lampe verbunden bzw. an diesem befestigt. Der Verbinder 15 verbindet den anderen Anschluß (nicht gezeigt) eines Vorschaltgerätes (Ballast) zum Starten der Lampe in abnehmbarer Weise.

Eine Lampenvorrichtungsanordnung, wie sie beschrieben worden ist, kann vorteilhafter weise in einem Projektor wie einem LCD-Projektor, einem Frontlicht, einem Punktlicht, einem Abwärtslicht eines Automobils oder einer Beleuchtungsvorrichtung unter Verwen dung einer optischen Faser verwendet werden. Eine solche Vorrichtung, die die Lampe, wie sie hier beschrieben worden ist, verwendet, liefert eine verbesserte Farbwiedergabe und eine verbesserte Farbtemperatur ohne das Opfern der Leuchteffizienz.

Tabelle 1 beschreibt eine Lampe, die eine Leistung (Leistungsaufnahme) von 120 W aufweist. Beispiel 1 demonstriert verglichen mit Beispiel 2 eine gute Farbeigenschaft entsprechend der korrelierten Farbtemperatur, des Farbwertes (Chromatizität) und des allgemeinen Farbwiedergabeindex. Bei der Lampe aus Beispiel 2 ist das B/A-Verhältnis gleich 0,13, da die Lampe kein Lithium (Li) enthält. Die anderen Lampenabmessungen des Beispiels 2 sind dieselben wie diejenigen der Lampe aus Beispiel 1.

Tabelle 1

Tabelle 2 zeigt eine Beziehung zwischen dem Lichtquellenverminderungsfaktor und der Lampenbetriebszeit. Bei diesem Experiment ist jede der Lampen, Beispiele 1, 3 und 4, in einer LCD-Projektorvorrichtung wie derjenigen, die in Fig. 5 gezeigt ist, installiert. Bei spiel 1 weist ein B/A-Verhältnis = 0,35 auf, Beispiel 3 weist ein B/A-Verhältnis = 0,45 auf, und Beispiel 4 weist ein B/A-Verhältnis = 0,55 auf. Der Lichtquellenverminde rungsfaktor wurde in der folgenden Zeit gemessen, mit einem Betrieb jeder Lampe bis zu 2000 Stunden. Entsprechend des Experimentes wurde erkannt, daß die Lampe bevorzug terweise eine Leuchteffizienz von ungefähr 55 lm/W oder mehr, einen Farbwiedergabein dex (Ra) von ungefähr 65 oder mehr und eine korrelierte Farbtemperatur innerhalb 7000 K bis 8000 K aufweist.

Tabelle 2

Lampenbetriebszeit

Ein allgemeiner Standard für eine LCD-Projektorvorrichtung erfordert einen 50% Licht quellenverminderungsfaktor bei 2000 Stunden Lampenbetriebszeit. Bei der Lampe aus Beispiel 4 fiel der Lichtquellenverminderungsfaktor merklich bei 1000 Stunden Lampen betrieb ab, aufgrund eines Weißwerdens des Entladungsbehälters.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Lichtquellenverminderungsfaktors einer 120 W Lampe basierend auf der Betriebszeit. Der Lichtquellenverminderungsfaktor ist auf der vertikalen Achse aufgetragen, und die Lampenbetriebszeit ist auf der horizontalen Achse aufgetragen.

Fig. 5 ist eine Illustration einer LCD-Vorrichtung, die eine Hochdruck-Quecksilber- Entladungslampe verwendet. Die LCD-Projektorvorrichtung ist mit einer Hochdruck- Quecksilber-Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung 21, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, vorgesehen. Eine LCD 22, die vor einer Lampenanordnung angeordnet ist, wird durch eine Lampe wie diejenige, die in Fig. 1 gezeigt ist, beleuchtet. Ein Bildsteuermittel 23 steuert die LCD 22. Das Steuermittel 23 könnte irgendeine Abbildungstreibervorrichtung wie ein TV-Empfänger, ein DVD-Spieler, ein Videobandspieler oder eine Vorrichtung, die computererzeugte Bilder, Streamer-Video und ähnliches empfängt, sein. Bilder von der LCD 22 werden auf einen Schirm 27 über ein optisches Element 24, das vor der LCD angeordnet ist, projiziert. Ein Vorschaltgerät (Ballastschaltung) 25 hilft beim Starten der Lampe. Ein Gehäuse 26 schließt die oben erwähnten anderen Elemente ein.

Bei dieser Ausführungsform kann ein dichroitischer Film auf dem Reflektor zum Reflek tieren von sichtbarem Licht und zum Durchlassen von infraroter Strahlung ausgebildet sein, so daß der dichroitische Film in der Lage ist zu verhindern, daß die Temperatur der LCD über eine kritische Temperatur ansteigt. Der Reflektor kann aus Glas oder Metall gemacht sein. Beide können die infrarote Strahlung, die auf dem dichroitischen Film des Reflektors reflektiert wird, reduzieren.

Das Metallhalogenid enthält ein Element oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Natrium (Na), Scandium (Sc) und Elementen der seltenen Erden besteht. Halogen kann mindestens eine Art von Substanz sein, die aus der Gruppe ausge wählt ist, die aus Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (I) besteht. Das zuvor er wähnte Metalllxalogenid kann mit ungefähr 5 mg bis 110 mg pro 1 cm³ pro Volumen des Endladungsraums enthalten sein. Der Entladungsbehälter 1 kann aus einer lichtdurchläs sigen Substanz ausgebildet sein, z. B. Quarzglas, Aluminiumoxid, Keramik oder diese Einkristalle. Die Dicke des ellipsoidförmigen Abschnittes, der in Fig. 1 gezeigt ist, der den Entladungsbehälter 1c umgibt, ist relativ gesehen dicker.

Darüber hinaus ist der Entladungsbehälter 1 mit einem ionisierbaren Gas gefüllt, das Metallhalogenid(e) und Edelgas(e) enthält. Das Metallhalogenid enthält mindestens ein Metall, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Natrium (Na), Scandium (Sc) und Elementen der seltenen Erden besteht. Das zuvor erwähnte Metallhalogenid kann mit ungefähr 5 mg bis 110 mg pro 1 cm³ pro Volumen des Entladungsraums enthalten sein.

Jede der Elektroden 2, 2 kann mit derselben Struktur ausgebildet sein, wenn die Metallha logenidlampe mit Wechselstrom betrieben wird. Wenn die Lampe mit Gleichstrom betrie ben wird, zum Beispiel wenn die Lampe bei Automobilanwendungen verwendet wird, ist es passend, daß der Durchmesser der Spitze der Elektrode größer als derjenige des Elekt rodenstabes ist.

Claims

1. Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe, mit
einem lichtdurchlässigen Entladungsbehälter (1), der einen Entladungsraum und einen Dichtungsabschnitt (1b, 1b) definiert,
getrennten Elektroden (2, 2), die in dem Entladungsbehälter angeordnet sind und einen Entladungsweg definieren, und
einer Füllung, die in dem Entladungsbehälter (1) enthalten ist, die Quecksilber (Hg), ein Halogen und Lithium (Li) enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung, die in dem Entladungsbehälter (1) enthalten ist, die Quecksilber (Hg), ein Halogen und Lithium (Li) enthält, diese in entsprechenden Mengen enthält, die so ausgewählt sind, daß sie ein Verhältnis der relativen spektralen Energien B/A in einem Bereich von 0,15 bis 0,45 erzeugen, wobei A die relative spektra le Energie von Quecksilber (Hg) innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 402,5 nm bis 407,5 nm darstellt und B die relative spektrale Energie von Lithium (Li) innerhalb des Wellenlängenbereichs von 667,5 nm bis 672,5 nm darstellt.

2. Lampe nach Anspruch 1, bei der das B/A-Verhältnis im Bereich von 0,2 bis 0,4 liegt.

3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Halogen mit 1 × 10^-3 µmol/mm³ oder mehr eingefüllt ist.

4. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Lampe eine Leuchteffizienz von ungefähr 55 lm/W oder mehr, einen Farbwiedergabe index (Ra) von ungefähr 65 oder mehr und eine korrelierte Farbtemperatur innerhalb 7000 K bis 8000 K aufweist.

5. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Zwischenraum der Elektroden (2, 2) gleich 0,5 mm bis 2,0 mm ist.

6. Beleuchtungsvorrichtung mit einer Hochdruck-Quecksilber-Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, einem Reflektor, der die Lampe (12) hält, wobei das Zentrum des Entladungsbehälters (1) in dem Fokuspunkt desselben fokussiert wird, und einem Gehäuse (26), das die Lampe (11) und den Reflektor (12) aufnimmt.