DE102005026208A1

DE102005026208A1 - Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE102005026208A1
Application number: DE102005026208A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Gölling
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-14
Also published as: CA2549621A1; US7319294B2; US20060273727A1

Abstract

Bei der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe für Bühnen-, Film- und Fernsehbeleuchtungssysteme sowie für Projektionstechnik und Effektbeleuchtung enthält das Entladungsgefäß als Füllungsmetalle für die Metallhalogenide Dysprosium sowie Cäsium. Optimale Ergebnisse hinsichtlich Dimmbarkeit, Bogenunruhe und Farbwiedergabe werden erzielt, wenn die Füllung zusätzlich 0,12 bis 3,8 mumol Vanadium sowie eventuell 0,05 bis 1,0 mumol Zirkon pro ml des Gefäßvolumens aufweist. Durch diese Metalle wird eine verbesserte Farbwiedergabe, insbesondere Rotwiedergabe, mit einem Ra von 70 bis 95 und einem R¶9¶ von 45 bis 90 erreicht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß aus hochtemperaturfestem lichtdurchlässigen Material, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden und einer Füllung aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, Cäsium- sowie Quecksilberhalogeniden und Dysprosium.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen dieser Art werden insbesondere in Beleuchtungssystemen für Bühne, Film und Fernsehen eingesetzt, wo Licht mit Farbtemperaturen zwischen 5000 und 9000 K und sehr guter Farbwiedergabe in allen Farbtemperaturbereichen benötigt wird. Neuerdings finden diese Lampen auch in der Projektionstechnik und der Effektbeleuchtung Verwendung. Allerdings mit den bekannten Einschränkungen bei der Farbwiedergabe aufgrund des kurzen Bogenabstands.

Aus der EP-A-0 492 205 sind Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampen mit Halogenidzusätzen von Dysprosium und Hafnium bekannt. Diese Lampen geben Strahlung mit einer Farbtemperatur zwischen 5000 und 9000 K und einem allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra von größer 70 ab, wobei der Farbwiedergabeindex R₉ für den roten Spektralbereich Werte bis 50 erreicht.

Nachteilig ist jedoch, dass diese Lampen bei zu großem Hafnium-Anteil zur Bogenunruhe neigen. Außerdem wird beim Dimmen oder Boosten der Lampen durch die Temperaturänderung im Brenner der Dampfdruck der Seltenerdmetalle stark beeinflusst, so dass es zu einer großen Änderung der Farbtemperatur und Farbwiedergabe kommt.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen mit den oben genannten Eigenschaften bezüglich Farbtemperatur und Farbwiedergabeindex zu schaffen, bei der die genannten Nachteile weitestgehend unterdrückt werden. Mit der Lampe soll insbesondere auch eine Verbesserung der Farbwiedergabe von Kurzbogenlampen mit typischerweise niedrigem Ra erreicht werden.

Die Aufgabe wird bei Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß aus hochtemperaturfestem lichtdurchlässigen Material, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden, einer Füllung aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, Cäsium- und Quecksilberhalogeniden sowie Dysprosium durch die zusätzliche Beigabe von metallischem Vanadium erreicht.

Vanadiumhalogenid besitzt bei niedrigen Temperaturen bereits einen hohen Dampfdruck. Somit ist bei den üblichen Brennertemperaturen bei diesen Lampen die zugesetzte Vanadiumfüllung bereits komplett verdampft. Dies führt insbesondere dazu, dass im gesättigten Rot (d.h. den R₉-Wert betreffend) sehr hohe Ra-Werte erreicht werden, bei relativ kurzen Bogenabständen zwischen 3 und 6 mm.

Vorteilhaft enthält dabei die Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe Vanadium in einer Menge von jeweils 0,12 bis 3,8, besser 0,35 bis 3,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens.

Kombiniert man weiterhin das Vanadium mit Zirkon, so kann die Farbtemperatur im blauen Wellenlängenbereich angehoben werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Ra und R₉-Werte führt. Damit besteht die Möglichkeit durch Mengenvariation die Farbtemperatur, Farbwiedergabe sowie Lichtausbeute an das jeweilige Anwendungsgebiet anzupassen.

Außerdem wird durch die Kombination von Vanadium und Zirkon die Farbtemperaturänderung beim Dimmen oder Boosten stark reduziert, da beide Halogenid-Verbindungen vollständig verdampft sind und deshalb keine Dampfdruckänderung (und somit Teilchendichteänderung) im Plasma des Brenners während des Dimmens oder Boostens auftreten kann. Vanadium sowie Vanadium und Zirkon bilden vermutlich clusterähnliche Moleküle analog dem Hafnium.

Vorteilhaft enthält das Entladungsgefäß dabei neben Vanadium zusätzlich Zirkon in einer Menge von jeweils 0,05 bis 1,0, besser 0,15 bis 0,8 μmol pro ml des Gefäßvolumens.

Die Menge des Dysprosiums in der Metallhalogenid-Zusammensetzung des Entladungsgefäßes sollte vorteilhaft zwischen 0,3 und 3 μmol pro ml des Gefäßvolumens liegen. Vorteilhaft enthält das Entladungsgefäß der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe als Halogene für die Halogenidverbindungen Jod und Brom in einem Molverhältnis zwischen 0,1 und 4. Die Menge des Cäsiums sollte mindestens 0,5 μmol pro ml des Gefäßvolumens betragen.

Andere Zusätze wie Niob, Zinn und Cer, die untersucht worden sind, haben keine Verbesserung im angestrebten Sinn erbracht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher veranschaulicht.
1 zeigt eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit einseitiger Sockelung
2 zeigt eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit zweiseitiger Sockelung
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
Die Figuren zeigen eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1 mit einseitiger Sockelung bzw. 1' mit zweiseitiger Sockelung und jeweils einer Leistungsaufnahme von 400 W.
Das Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1 mit einseitiger Sockelung besitzt einen kugelförmiger Lampenkolben 3 und weist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen je einen Lampenhals 4, 5 auf, in den jeweils eine stiftförmige Wolfram-Elektrode 6, 7 mittels einer Dichtungsfolie 8 aus Molybdän eingeschmolzen ist. Die dem Lampenkolben abgewandten Enden der Dichtungsfolien 8 sind mit Stromzuführungen 9 verschweißt. Während die eine Stromzuführung direkt mit einem Kontaktstift 10 des Keramiksockels 11 verbunden ist, ist die vom Sockel 11 abgewandte Stromzuführung 9 über einen Kontaktbügel 12, der zugleich für die Halterung des sockelfernen Lampenhalses 4 sorgt, elektrisch mit dem anderen Kontaktstift 13 des Sockels 11 verbunden.
Das Entladungsgefäß 2 der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1' mit zweiseitiger Sockelung weist einen ähnlichen Aufbau wie das Entladungsgefäß der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1 mit einseitiger Sockelung auf. Bei der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1' mit zweiseitiger Sockelung sind jedoch die (hier nicht dargestellten) Stromzuführungen direkt mit den an den beiden freien Enden der Lampenhälse 4, 5 angebrachten metallischen Sockel 11 verbunden.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Qualitätsdaten für drei unterschiedliche Füllungen des Entladungsgefäßes 1 und 1' der oben aufgeführten 400 W-Lampen, zwei mit Vanadium und eine mit Vanadium und Zirkon sowie die mit der jeweiligen Füllung erzielten lichttechnischen Daten zusammengestellt.
Tabelle

Claims

Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe (1, 1') mit einem Entladungsgefäß (2) aus hochtemperaturfestem lichtdurchlässigen Material, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden (6, 7) und einer Füllung aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, Cäsium- und Quecksilberhalogeniden sowie Dysprosium dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) zur Erzeugung von Licht mit einer Farbtemperatur zwischen 5000 und 9000 K, einem allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra von größer 70 und einem Farbwiedergabeindex R₉ für den roten Spektralbereich von mindestens 40 als Metalle für die Metallhalogenide zusätzlich Vanadium enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Vanadium in einer Menge von 0,12 bis 3,8 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Vanadium in einer Menge von 0,35 bis 3,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) zusätzlich Zirkon in einer Menge von 0,05 bis 1,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) zusätzlich Zirkon in einer Menge von jeweils 0,15 bis 0,8 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Dysprosium in einer Menge von 0,3 bis 3 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) als Halogene für die Halogenidverbindungen Jod und Brom in einem Molverhältnis zwischen 0,1 und 4 enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Cäsium in einer Menge von mindestens 0,5 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.