DE3239417A1

DE3239417A1 - Leuchtstofflampe fuer biomedizinische behandlungen

Info

Publication number: DE3239417A1
Application number: DE19823239417
Authority: DE
Inventors: Kendrick D. 01923 Danvers Mass. Rattray
Original assignee: GTE Products Corp
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1983-05-19
Also published as: CA1208276A; US4420709A

Description

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Die Erfindung betrifft die Steuerung kurzwelliger Ultraviolettstrahlung und bezieht sich insbesondere auf das Steuern der Emission derartiger Strahlung von Niederdruck-Quecksilberbogenentladungslampen.

Niederdruck-Quecksilberbogenentladungslampen, insbesondere die fluoreszierenden, deren Emissionsspektrum hauptsächlich im Ultraviolettbereich liegt, werden bereits in der biomedizinischen Behandlung von Hautstörungen benutzt. Da diese Lampen jedoch ein verhältnismäßig breites Spektrum an UV-Strahlung einschließlich langwelliger UV-Strahlung (über 3^0 nm) und kurzwelliger UV-Strahlung (unterhalb 3^0 nm) abgeben und da in manchen biomedizinischen Anwendungsfällen die Verwendung der kurzwelligen UV-Strahlung gegenindiziert ist, bestehen Beschränkungen für die Anwendung dieser Art von Lampen. Die kurzwelligen UV-Emissionen beruhen in erster Linie auf der Niederdruck-Quecksilberbogenentladung selbst, deren Emissionsspitze bei 313 nm liegt, und in zweiter Linie auf dc;n Emissionen kürzerer Wellenlänge, die aus einer Phosphorbeschichtung hervorgehen, welche innerhalb der Lampe vorgesehen sein kann.

Bekannte Vorschlüge zur Überwindung dieser Schwierigkeiten sehen innere und äußero UV-FIlbersy»tome vor, für die Beispiele aus den US-PS 3 5*H 3?6, 3 720 826 und h 0^8 537 hervorgehen. Derartige Filtersysteme sind nicht nur teuer sondern außerdem nichtselektiv im UV-Bereich von 300 nm bis ^QO nm, wo sie von hoher Durchlässigkeit bei allen UV-Wellenlängen bis zu sehr geringer Durchlässigkeit bei allen UV-Wellenlängen reichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Vor allem soll die UV-Abgabe selektiv gefördert werden. Mit der Erfindung soll eine UV-Quelle geschaffen werden, die unerwünschte kurzwellige UV-Strahlung im wesentlichen absorbiert und die absorbierte Energie als erwünschte längerwellige UV-Strahlung erneut abgibt.

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BAf). ORIGINAL

Dies wird gemäß dor Erfindung dadurch erreicht, dai3 innerhalb einer Lampe, die eine Einrichtung gum. Erzeugen eines verhältnismäßig breiten Spektrums von UV-Strahlung enthält, eine Phosphorschicht vorgesehen wird, die kurzwellige Strahlung absorbiert und diese absorbierte Energie als langwellige UV-Strahlung erneut abgibt.

Damit werden die oben erwähnten Probleme auf einfache und billige Weise gelöst. Mit der bei diesem Ausführungsbeispiel verwirklichten Id^e werden nicht nur die schädlichen kurzwelligen Emissionen au.j der spektralen Energieverteilung der Lampe entfernt, sondern diese Energie in einer biochemisch nützlichen Randbrei te erneut abgegeben.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand .-schema ti sch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Γη den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Ansic'it einer Lampe;

Figo 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 durch ein anderes AusführungsbeIspiel.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen in Fig. 1 eine Lampe 10, die eine abgedichtete hohle Glasrohre 12 aufweist, welche eine Quecksilbermenge und ein Füllgas, wie Argon enthält. An jedem Enue der Glasrohre 12 ist eine Elektrode vorgesehen, die eine oxidbeschichtofc« Wolframwendel 16 sowie Zuleitungen 18 und 20 aufweist. An den taden der Glasrohre 12 sind Sockel 22 abdichtend angebracht, die Kontakte 24 und 26 abstützen.

Die vorstehend beschriebene Lampe 10 ist ein typisches Beispiel der allgemein als Leuchtstofflampen bezeichneten Art, wenn diese Lampen an der Innenfläche der Glasrohre 12 einen Phosphor enthalten, der die vom Quecksilberbogen im Innern der Lampe erzeugte UV-Strahlung absorbiert und diese Energie mit anderer,

nützlicherer Frequenz wieder abgibt. Selbst Lampen, die zur Abgabe von UV-Strahlung ausgelegt sind, können mit Phosphor arbeiten, um die bei einer gewünschten Frequenz abgegebene Strahlungsmenge zu steigern. Solche Phosphore sprechen im allgemeinen am wirksamsten auf IJV-Energie mit einer Wellenlänge von 253»7 nm an, da dies die bei höchstem Wirkungsgrad in einer Quecksilberentladung erzeugte Wellenlänge ist, wenn der Quecksilberdampf einen Druck von ca. 0,008 mm hat. Diese UV-Strahlung abgebenden Phosphore erzeugen üblicherweise Spitzenwellenlängen zwischen 3^0 nm und 38O nmj aber es worden häufig auch andere, weniger erwünschte Wellenlängen erzeugt. Der Quecksilberbogen selbst erzeugt gleichfalls andere Frequenzen der UV-Strahlung, insbesondere eine Spitze bei 313 nm.

In dem Querschnitt der Lampe 10 gemäß Fig. 2 ist ein erster Phosphor 28 im Innern der Glasröhre 12 an deren Innenwand vorgesehen. Dieser Phosphor 28 ist vorzugswei.se ein durch Europium aktiviertes Stronti umf 1 uoroborat, welches allgemein als SrIV O₇(F): Eu

bezeichnet wird. Dieser Stoff absorbiert UV-Strahlung bzw. wird von dieser erregt, wenn sie ein<; Wellenlänge von 313 nm hat und gibt diese absorbierte Energie bei ca. 370 nm erneut ab.

In Fig. 3 ist die Lampe 10 mit einem dem Phosphor 28 überlagerte^ zweiten Phosphor 30 gezeigt. Als Phosphor 30 kann ein beliebiger, UV-Strahlung abgebender Stoff dienen, dessen primäre Wellenlänge über 3^0 nm' liegt. Ein solcher Phosphor kann z.B. Cerium-Barium-Magnesium-Aluminat sein.

Die erfindungsgemäß erreichte Verringerung der UV-Strahlung im unerwünschten kurzwelligen Bereich geht aus der folgenden Tabelle hervor, in der als Phosphor 28 Strontiumfl uoroborat :Europium und als Phosphor 30 Cerium-Barium-Magnesium-Aluminat verwendet wurde. Diese beiden Phosphore sind von der Firma GTE Sylvania, Towanda, Pennsylvania erhältlich.

BAD ORIGINAL

Beschichtung ;sgewicht UV-Emission UV-Emission Phosphor 20 !Phosphor 30 ^- 340 nm 340-400 nm

Keine (Kontrollo) 4,79 g 2,62 W 7,71 W 0,08 ζ -¹I-, 79 p; 2,08 W 7,48 W 0,19 κ ' 4,79 g 1,79 W 6,97 W

Aus der Tabelle p-eht hervor, daß bei Anwendung der Erfindung eine signifikante /erringerunp; der unerwünschten UV-Strahlung unterhalb 340 nm b;i nur geringfügiger Verringerung in den erwünschten höheren Frequenzbereichen erzielt wird.

ORIQfNAL

Claims

Leuchtstofflampe für biomedizinische Behandlungen

PRIORITÄT: 9. November 1981 - U S A - Serial No. 319,339

Patentansprüche

Leuchtstofflampe zur biomediziaischen Behandlung von Hautstörungen mit einer Einrichtung, -lie ein verhältnismäßig breites Spektrum an Ultraviolettstrahlung einschließlich erwünschter langwelliger Strahlung und weniger erwünschter kurzwelliger Strahlung erzeugt,

gekennze ichne t durch eine Schicht eines ersten Phosphors im Innern der Lampe, der die genannte kurzwellige Strahlung absorbiert und diese absorbiert·) Energie als -die genannte langwellige Strahlung wieder ahgil·!;.
2. Leuchstofflampe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,.daß der Phosphor an der Innenfläche der Lampe haftet.
3. Lampe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Erzeugen des verhältnismäßig breiten Spektrums an Ultraviolettstrahlung eine Niederdrück-QuecksiLberbogenentladung aufweist.
4. Lampe nach Anspruch· 3,

dadurch g e k ο η η ζ & JL c_h_ η ο 1; , daß dio

BAD Original

zum Erzeugen des verhiiltnismäßip; breiten Spektrums an Ultraviolettstrahlung; zusätzlich eine zweite Schicht Phosphor enthält, die dem ersl.en Phosphor überlagert ist.
5. Lampe nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß der erste Phosphor ein mittels Europium aktiviertes Stronti umf 1 uoroborat ist.