DE19548518A1 - Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke - Google Patents
Metallhalogenid-Entladungslampe für ProjektionszweckeInfo
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
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- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/125—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having an halogenide as principal component
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
- H01J61/827—Metal halide arc lamps
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Description
Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenid-Entladungslampe gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Metallhalogenid-Entladungslampen dieser Art werden vorwiegend in opti
sche Reflektoren oder sonstige optisch abbildende Systeme eingebaut. Ihr
Einsatzgebiet ist beispielsweise die Projektions- oder Lichtleitertechnik u. a.
Für die Overhead-, Dia- und Kinoprojektion sowie besonders für die Video
projektion bzw. für die Endoskopie und Boroskopie. Für gute Abbildungs
ergebnisse sind dementsprechend sehr kurze Lichtbögen und höchste
Leuchtdichten (im Mittel mehr als ca. 30 kcd/cm²) bei Farbtemperaturen
von mehr als 4500 K und guter Farbwiedergabe erforderlich. Typische Lei
stungswerte liegen im Bereich zwischen ca. 100 W und 600 W. Außerdem
kommt der zeitlichen Konstanz des Ortes des Entladungsbogens innerhalb
des Lampengefäßes eine besondere Bedeutung zu. Bei Bogenunruhe wan
dert der Entladungsbogen nämlich stochastisch aus dem Fokus des Lampen
reflektors und beeinträchtigt so die Qualität der optischen Abbildung.
In der WO 94/23441 ist eine derartige Lampe für spezifische Bogenleistun
gen zwischen 60 und 140 W pro mm Bogenlänge mit einer Füllung offenbart,
die neben Quecksilber und einem Inertgas noch zusätzlich Halogenverbin
dungen der Elemente Cäsium, Dysprosium und Tantal enthält. Nachteilig
ist, daß bei höheren als den angegebenen Bogenleistungen zunehmend Bo
genunruhen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil zu be
seitigen und eine Metallhalogenid-Entladungslampe zu schaffen, die eine
Farbtemperatur von mehr als 4500 K - bei guter Farbwiedergabe - sowie
eine auch bei sehr hohen spezifischen Bogenleistungen geringe Bogenunruhe
aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk
male des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung
sind in den Unteransprüchen erläutert.
Unter dem in der Hauptanmeldung behandelten Ausführungsbeispiel ist
bereits eine Metallhalogenid-Entladungslampe beschrieben, die diese Auf
gabe löst. Das Entladungsgefäß dieser Metallhalogenid-Entladungslampe
enthält pro cm³ Gefäßvolumen - außer typisch mindestens 0,5 µmol Cäsi
um (Cs) und einem Seltenen Erdmetall (SE), bevorzugt Dysprosium (Dy) mit
einer typischen Füllmengen im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol -
zusätzlich das Element Niob (Nb) als weiteres Metall zur Bildung von Me
tallhalogeniden. Die Füllmenge pro cm³ Gefäßvolumen des Elements Nb
liegt typisch im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol, bevorzugt liegt sie
im Bereich zwischen 1 µmol und 1,5 µmol. In Vorversuchen hatte es sich
überraschenderweise gezeigt, daß durch Zusatz von Nb die Bogenunruhe
selbst bei spezifischen Bogenleistungen von bis zu 200 W pro mm Bogenlän
ge noch gering ist. Die Füllung enthält noch folgende weitere Bestandteile:
mindestens ein Inertgas, beispielsweise Argon (Ar) oder Xenon (Xe) als
Zündgas mit einem typischen Fülldruck im Bereich zwischen ca. 20 kPa und
60 kPa, Quecksilber zur Einstellung der gewünschten Brennspannung, ty
pisch im Bereich zwischen ca. 5 mg und 15 mg pro mm Bogenlänge für
Brennspannungen zwischen 30 V und 50 V sowie ein oder mehrere Haloge
ne, vorzugsweise Jod (I) und/oder Brom (Br) zur Bildung von Metallhalo
geniden.
Wie Messungen inzwischen gezeigt haben, läßt sich die eingangs formulierte
Aufgabe auch mit einer Füllung lösen, die - im Unterschied sowohl zur oben
genannten Füllung der Hauptanmeldung als auch zum zitierten Stand der
Technik - auf Cs als Füllungskomponente verzichtet. Als überraschendes
Ergebnis der Messungen ist durch den Zusatz von Nb die Bogenunruhe
auch ohne Cs selbst bei spezifischen Bogenleistungen von bis zu 200 W pro
mm Bogenlänge noch gering. Die Füllung des Entladungsgefäßes der Me
tallhalogenid-Entladungslampe besteht gemäß vorliegender Zusatzanmel
dung nun aus folgenden Füllungskomponenten: Nb, einem Seltenen Erdme
tall (SE), bevorzugt Dy, Hg, einem Inertgas und einem oder mehreren Halo
genen.
Pro cm³ Volumen enthält das Entladungsgefäß eine typische Füllmenge im
Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol eines Seltenen Erdmetalls (SE), be
vorzugt Dy, Nb mit einer typischen Füllmenge im Bereich zwischen
0,3 µmol und 3 µmol, bevorzugt im Bereich zwischen 1 µmol und 1,5 µmol.
Die Füllung enthält noch folgende weitere Bestandteile: mindestens ein
Inertgas, beispielsweise Argon (Ar) oder Xenon (Xe) als Zündgas mit einem
typischen Fülldruck im Bereich zwischen ca. 20 kPa und 60 kPa, Quecksilber
zur Einstellung der gewünschten Brennspannung, typisch im Bereich zwi
schen ca. 5 mg und 15 mg pro mm Bogenlänge für Brennspannungen zwi
schen 30 V und 50 V sowie ein oder mehrere Halogene, vorzugsweise Jod (I)
und/oder Brom (Br) zur Bildung von Metallhalogeniden.
Abgesehen von der Füllung entspricht die Lampe der in der Hauptpa
tentanmeldung beschriebenen. Sie wird ebenfalls vorteilhaft mit einem Re
flektor zu einer Baueinheit zusammengefügt, wie in der DE-PS 28 40 031 be
schrieben. Dabei ist die Lampe näherungsweise axial im Reflektor montiert.
Der Reflektor ist z. B. dichroitisch beschichtet.
Als Material für den Lampenkolben eignet sich Quarzglas oder auch ein
transparentes Keramikmaterial, beispielsweise Al₂O₃. Für die Lampe eignet
sich insbesondere ein zweiseitig verschlossenes Entladungsgefäß.
Innerhalb des Entladungsgefäßes stehen sich zwei Elektroden gegenüber.
Die Elektroden sind jeweils mit einer Stromzuführung verbunden, die gas
dicht nach außen geführt sind.
Typische Werte für die spezifische Bogenleistung liegen im Bereich zwi
schen ca. 100 W und 200 W pro mm Bogenlänge, insbesondere im Bereich
zwischen ca. 150 W und 200 W pro mm Bogenlänge. Dabei werden mittlere
Leuchtdichten von typisch mehr als 45 kcd/cm² erzielt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt die
Figur eine schematische geschnittene Darstellung der Lampe mit Reflektor.
In der Figur ist der Längsschnitt einer mit einem Reflektor fest verbundenen
Metallhalogenid-Entladungslampe 1 mit einer Leistung von 270 W schema
tisch dargestellt. Das Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas besitzt eine im we
sentlichen kugelförmige Gestalt und weist an zwei diametral gegenüberlie
genden Stellen je einen Hals auf, in den stiftförmige Wolfram-Elektroden 3
mittels Dichtungsfolien 4 aus Molybdän eingeschmolzen sind. Die dem Ent
ladungsraum abgewandten Enden der Dichtungsfolien 4 sind mit Stromzu
führungen 5 verschweißt, die ihrerseits mit elektrischen Anschlüssen 6, 7 des
Reflektor-Sockelsystems verbunden sind. Das Reflektor-Sockelsystems be
steht - außer aus den elektrischen Anschlüssen 6, 7 - im wesentlichen aus
dem Reflektor 8 und einem zweiteiligen Keramiksockel 9, 10. Für eine de
talliertere Erläuterung des Reflektor-Sockelsystem sei auf die DE-
PS 28 40 031 verwiesen.
Das innere Volumen des eine ionisierbare Füllung umschließenden Entla
dungsgefäßes 2 beträgt ca. 0,33 cm³. Die axial einander gegenüberstehenden
Elektroden 3 haben einen Abstand von 1,6 mm.
Die Füllung besteht neben 12 mg Hg und 45 kPa Ar als Grundgas aus den in
der folgenden Tabelle 1 aufgeführten weiteren Füllungsbestandteilen in den
dort angegebenen Mengen. Die daraus errechneten volumenbezogenen mo
laren Mengen einiger Füllungskomponenten sind in der nachfolgenden Ta
belle 2 aufgelistet. Die spezifische Bogenleistung und die Brennspannung be
tragen ca. 167 W pro mm Bogenlänge bzw. ca. 35 V. Tabelle 3 zeigt die mit
der Lampe erzielten lichttechnischen Werte.
Claims (5)
1. Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke mit einem
lichtdurchlässigen Entladungsgefäß in dem sich zwei Elektroden ge
genüberstehen, die mit nach außen geführten Stromzuführungen ver
bunden sind, wobei das Entladungsgefäß eine ionisierbare Füllung
enthält, bestehend aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, min
destens einem Halogen, einem Seltenerdmetall (SE) sowie einem weite
ren Metall zur Bildung von Metallhalogeniden, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Füllung als weiteres Metall Niob (Nb) enthält.
2. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Füllmenge des Nb im Bereich zwischen 0,3 µmol und
3 µmol pro cm³ des Gefäßvolumens liegt.
3. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Füllmenge des Nb vorzugsweise im Bereich zwischen
1,0 µmol und 1,5 µmol pro cm³ des Gefäßvolumens liegt.
4. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Füllung als Seltenerdmetall Dysprosium enthält, wo
bei die Füllmenge des Dy im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol
pro cm³ des Gefäßvolumens liegt.
5. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Entladungsgefäß als Halogene für die Haloge
nidverbindungen Jod und Brom in einem Molverhältnis Jod zu Brom
im Bereich zwischen 0,2 und 2 enthält.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/681,046 US5831388A (en) | 1995-08-23 | 1996-07-22 | Rare earth metal halide lamp including niobium |
CA002182423A CA2182423C (en) | 1995-08-23 | 1996-07-31 | Metal-halide discharge lamp for projection purposes |
DE59603549T DE59603549D1 (de) | 1995-08-23 | 1996-08-12 | Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke |
EP96112969A EP0762475B1 (de) | 1995-08-23 | 1996-08-12 | Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke |
JP23251496A JP3993656B2 (ja) | 1995-08-23 | 1996-08-14 | 映写用メタルハライド放電ランプ |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19548518A1 true DE19548518A1 (de) | 1997-06-26 |
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ID=7770075
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19530821A Withdrawn DE19530821A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke |
DE19548518A Ceased DE19548518A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-12-22 | Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke |
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (3) | DE19530821A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004019185A1 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-10 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Hochdruckentladungslampe |
-
1995
- 1995-08-23 DE DE19530821A patent/DE19530821A1/de not_active Withdrawn
- 1995-12-22 DE DE19548518A patent/DE19548518A1/de not_active Ceased
-
1996
- 1996-08-12 DE DE59603549T patent/DE59603549D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004019185A1 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-10 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Hochdruckentladungslampe |
US7973482B2 (en) | 2004-04-16 | 2011-07-05 | OSRAM Gesellschaft mit beschraenkler Haftung | High-pressure discharge lamp with halogens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59603549D1 (de) | 1999-12-09 |
DE19530821A1 (de) | 1997-02-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Ref country code: DE Ref document number: 19530821 Format of ref document f/p: P |
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