DE69900359T2

DE69900359T2 - Entladungslampe für Kraftfahrzeugscheinwerfer und der Kraftfahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE69900359T2
Application number: DE69900359T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Kiryu; Kenji Mukai; Takeshi Saitoh; Tetsuji Takeuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1999-08-07
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2019-08-08
Also published as: EP0982760A1; US6376988B1; DE69900359D1; EP0982760B1; CN1246723A; CN100377290C; ID23584A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungslampe für Automobilscheinwerfer und einen Automobilscheinwerfer.
Herkömmlicherweise wurde im allgemeinen eine Halogenlampe für einen Automobilscheinwerfer verwendet. Vor kurzem fand ein Scheinwerfer, bei dem eine Hochdruck- Entladungslampe verwendet wird (als HID Scheinwerfer bezeichnet), zunehmend als Scheinwerfer Verbreitung, mit dem Energieeinsparungen und eine verbesserte Helligkeit erreicht werden können. Der HID-Scheinwerfer kann mit einer geringen Energiemenge besser nach vorne leuchten als ein Scheinwerfer, bei dem eine Halogenlampe verwendet wird. Andererseits blendet die Helligkeit des HID Scheinwerfers und verursacht ein unangenehmes Blenden bei den Fahrern in den Automobilen, die in entgegengesetzter Richtung fahren. Das kann zu einem Verkehrsunfall führen. Daher wird ein Scheinwerfer benötigt, der hell nach vorne leuchtet und kaum unerwünscht blendet.
Das unangenehme Blenden kann durch Verringern der Lichtintensität des Scheinwerfers in Richtung des entgegenkommenden Automobils oder Absenken der korrelierten Farbtemperatur der Lichtquelle gelindert werden. Der erste Ansatz ist nicht erstrebenswert, weil die Beleuchtung in Vorwärtsrichtung verringert wird. Ein Beispiel für den letzteren Ansatz kann die Verwendung einer Hochdruck- Entladungslampe mit einer niedrigen korrelierten Farbtemperatur, wie einer Hochdruck-Natriumlampe, sein. Jedoch emittiert eine Hochdruck-Natriumlampe gelbliches Licht und hat eine schlechte Farbwiedergabe-Eigenschaft, wodurch sie die Wahrnehmung der Sicherheitsfarben von Fahrbahnmarkierungen oder Verkehrszeichen stört, obwohl das Risiko eines Verkehrsunfalls geringer sein kann.
Für eine herkömmliche Metallhalogenid-Lampe für Automobilscheinwerfer wurde eine Leuchtröhren-Lampe, die eine Farbtemperatur von mehr als 4000 K hat, mit einer äußeren Röhre, welche einen auf ihrer Oberfläche gebildeten, mehrschichtigen Interferenz-Überzug aufweist, vorgeschlagen, um zum Beispiel eine niedrige Farbtemperatur von 2000 bis 4000 K zu erhalten, die nah an der Farbe einer Glühlampe liegt (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-325895). Ferner wurde für eine herkömmliche Metallhalogenid-Lampe eine Leuchtröhren-Lampe mit einer korrelierten Farbtemperatur von 2800 bis 3700 K vorgeschlagen, die eine Farbe nahe der Farbe von schwarzer Strahlung hat (Japanische Offenlegungschrift Nr. 7-130331).
Jedoch weisen die oben beschriebenen Entladungslampen ein Problem auf, indem sie kein so gutes oder vergleichbares Farbunterscheidungs(identifikations)vermögen liefern, wie das einer Fluoreszenzlampe, die für Innenraumbeleuchtung verwendet wird.
Ferner wurden für eine herkömmliche Metallhalogenid- Lampe eine Leuchtröhre vorgeschlagen, die ein Metall- Halogenid und Argon-Gas einschließt (Japanische Offenlegungsschriften Nr. 7-320688, 7-130331, 62-131459, 61-64060 und 5-205697).
Jedoch haben diese herkömmlichen Metallhalogenid-Lampen schlechte Eigenschaften beim Anstieg des Lichtstroms, so daß sie, unmittelbar nachdem sie angeschaltet wurden, nicht nach vorne leuchten. Daher sind sie nicht als Entladungslampen für Automobile geeignet.
Daher ist, unter Berücksichtigung des vorangegangenen, ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe für Scheinwerfer bereitzustellen, die kaum unangenehmes Blenden erzeugt und eine leichtere Unterscheidung verschiedener Farben, inklusive Sicherheitsfarben ermöglicht, sowie einen Scheinwerfer, bei dem solch eine Entladungslampe einsetzt wird.
Dieses Ziel wird durch eine Entladungslampe, wie in Anspruch 1 beansprucht, erreicht. Eine erste erfindungsgemäße Entladungslampe weist eine Leuchtröhre auf, in der Xenon- Gas eingeschlossen ist, und hat eine Lichtfarbe, die in einem Farbbereich liegt, der den drei folgenden Bereichen gemeinsam ist: einem Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,331) als deren Zentrum, einer Hauptachse von 0,080, einer Nebenachse von 0,024 und einem Winkel von einer u-Achse von 35 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, einem Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,220; 0,332) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,022 und einem Winkel von einer u-Achse von 15 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, und einem Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,235; 0,335) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,030 und einem Winkel von einer u-Achse von 30 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird. Hierbei ist das CIE 1960 UCS Diagramm ein Farbkoordinatensystem, das 1960 durch die CIE (Commission Internationale de l'Eclairage in Französisch) festgelegt wurde, wie in der Japanischen Industrie Norm (JIS) Z8105 definiert wird. Das CIE 1960 UCS Diagramm wurde entworfen, um die Messung von Farbunterschieden zu ermöglichen, und so kalibriert, daß im Hinblick auf alle Punkte im Diagramm ein Unterschied der Farben, wie er von Beobachtern beim Betrachten der Farben, die die gleiche Helligkeit haben, wahrgenommen wird, proportional zum geometrischen Abstand im Diagramm ist.
Diese Ausführungsform ist eine Entladungslazupe, die eine geringe Farbtemperatur hat, welche ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungs(identifikations)vermögen erlaubt, so daß sie im wesentlichen mit einer Fluoreszenzlampe vergleichbar ist, die Innen verwendet wird und für eine leichte Farberkennung sorgt.
Als nächstes weist eine zweite erfindungsgemäße Entladungslampe eine Leuchtröhre auf, in der Xenon-Gas eingeschlossen ist und die eine Lichtfarbe hat, die in einem Farbbereich liegt, den die folgenden Bereiche gemeinsam haben: einem Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,221; 0,329) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,047, einer Nebenachse von 0,014 und einem Winkel von einer u-Achse von 35 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, einem Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,334) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,040, einer Nebenachse von 0,015 und einem Winkel von einer u-Achse von 15 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, und einem Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,236; 0,339) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,037, einer Nebenachse von 0,013 und einem Winkel von einer u-Achse von 30 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Diese Ausführungsform sogt für eine Entladungslampe, die einen niedrigen Farbtemperaturbereich hat, der ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungs(identifikations)vermögen erlaubt, sodaß sie im wesentlichen mit einer Fluoreszenzlampe vergleichbar ist, die Innen verwendet wird und für eine leichte Farberkennung sorgt.
Bei der ersten und der zweiten erfindungsgemäßen Entladungslampe liegt die Lichtfarbe vorzugsweise in einem Bereich, der durch Linien begrenzt wird, die die vier Farbpunkte (u, v) von (0,221; 0,345), (0,252; 0,345), (0,248; 0,338) und (0,231; 0,330) in einem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden. Diese Ausführungsform stellt eine Entladungslampe bereit, deren Licht dafür sorgt, daß ein weißes Objekt, wie weiße Linien auf den Straßen, als "weiß" wahrgenommen wird, wenn es angestrahlt wird, d. h. eine Entladungslampe, mit einer ausgezeichneten Eigenschaft, für die Wahrnehmung weißer Farbe zu sorgen.
Bei der ersten und der zweiten erfindungsgemäßen Entladungslampe liegt die Lichtfarbe der Entladungslampe vorzugsweise in einem Bereich, der durch Linien begrenzt wird, die die drei Farbpunkte (u, v) von (0,224; 0,341), (0,244; 0,341) und (0,229; 0,333) in einem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden. Diese Ausführungsform stellt eine Entladungslampe bereit, deren Licht erlaubt, ein weißes Objekt, wie weiße Linien auf Straßen, als besonders "weiß" wahrzunehmen, wenn es angestrahlt wird, d. h. eine Entladungslampe, die eine besonders ausgezeichnete Eigenschaft hat, für die Wahrnehmung weißer Farbe zu sorgen.
Bei der ersten und der zweiten erfindungsgemäßen Entladungslampe liegt der Farbpunkt der Lichtfarbe vorzugsweise in einem Bereich auf einer Seite der Farbtemperatur, die geringer als die Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur von 3800 K in einem CIE 1960 UCS Diagramm ist. Diese Ausführungsform sorgt für einen weiteren Vorteil, der darin besteht, daß das Leuchten der Entladungslampe, zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen, mit geringer Wahrscheinlichkeit blendet.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt der Farbpunkt der Lichtfarbe in einem Bereich auf einer Seite der Farbtemperatur, die höher als die Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur von 3400 K in einem CIE 1960 UCS Diagramm ist. Diese Ausführungsform sorgt für weitere Vorteile, nämlich daß die Beleuchtung durch die Entladungslampe, zusätzlich zu den anderen oben beschriebenen Vorteilen, mit geringerer Wahrscheinlichkeit blendet und die Farbe von der Lichtfarbe eines Scheinwerfers, bei dem eine geläufige Halogenlampe verwendet wird, unterschieden werden kann.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird jede der zuvor beschriebenen Entladungslampen für Automobilscheinwerfer verwendet. So kann der Automobilscheinwerfer mit den oben beschriebenen Vorteilen versehen werden.
Bei noch einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird in jeder der oben beschriebenen Entladungslampen vorzugsweise ein Metall-Halogenid von dar Leuchtröhre eingeschlossen.
Die erfindungsgemäße Entladungslampe umfaßt vorzugsweise zumindest ein Paar Elektroden. Der Abstand d zwischen den Enden der Elektroden beträgt vorzugsweise 8 mm oder weniger, der innere Durchmesser D der Leuchtröhre am Mittelpunkt zwischen den Elektroden beträgt vorzugsweise 5 mm oder weniger, die zum Leuchten bereitgestellte Energie W beträgt vorzugsweise 70 W oder weniger und der Wirkungsgrad der Lampe während des Leuchtens beträgt vorzugsweise 50 lm/W oder mehr.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungform umfaßt das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums, und die eingeschlossene Menge des Halogenids von Natrium beträgt 50 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe umfaßt das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums und ein Halogenid des Scandiums und kein Halogenid des Thoriums oder Halogenid des Thalliums, und die folgende Beziehung wird vorzugsweise erfüllt:
90 < WNa + WSc, und
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) < 1,
wobei WNa und WSc die Gewichtsprozente des eingeschlossenen Halogenids vom Natrium bzw. des eingeschlossenen Halogenids vom Scandium repräsentieren, bezogen auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe umfaßt das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums und ein Halogenid des Thoriums und kein Halogenid des Thalliums, und die folgende Beziehung wird vorzugsweise erfüllt:
90 < WNa + WSc + WTh, und
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh) < 1,
wobei WNa, WSc und WTh die Gewichtsprozente des eingeschlossenen Halogenids vom Natrium, des eingeschlossenen Halogenids vom Scandium bzw. des eingeschlossenen Halogenids vom Thorium repräsentieren, bezogen auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe umfaßt das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums, ein Halogenid des Scandiums und ein Halogenid des Thalliums und kein Halogenid des Thoriums, und die folgende Beziehung ist vorzugsweise erfüllt:
90 < WNa + WSc + WTl,
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) < 1, und
WTl/(WSc + WNa + WTl) ≤ 0,03
wobei WNa, WSc und WTl die Gewichtsprozente des eingeschlossenen Halogenids vom Natrium, des eingeschlossenen Halogenids vom Scandium bzw. des eingeschlossenen Halogenids vom Thallium repräsentieren, bezogen auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe umfaßt das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums, ein Halogenid des Scandiums, ein Halogenid des Thoriums und ein Halogenid des Thalliums und die folgende Beziehung ist vorzugsweise erfüllt:
90 < WNa + WSc + WTh + WTl,
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh) < 1, und
-0,05 ≤ WTh/(WSc + WNa + WTh) - 2 · WTl/(WSc + WNa + WTh + WTl)
wobei WNa, WSc, WTh und WTl die Gewichtsprozente des eingeschlossenen Halogenids vom Natrium, des eingeschlossenen Halogenids vom Scandium, des eingeschlossenen Halogenids vom Thorium bzw. des eingeschlossenen Halogenids vom Thallium repräsentieren, bezogen auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe umfaßt das Metall-Halogenid vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger eines Halogenids vom Caesium, bezögen auf die Gesamtmange der eingeschlossenen Metall-Halogenide.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe umfaßt die Entladungslampe vorzugsweise ein äußeres Rohr, das eine lineare Durchlässigkeit für Licht bei 350 nm von 30% oder weniger und eine lineare Durchlässigkeit für Licht bei 450 nm von 70% oder mehr hat.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe schließt das äußere Rohr zumindest ein Ende der Leuchtröhre ein.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungslampe beträgt der innere Durchmesser des äußeren Rohrs 12 mm oder weniger.
Dia bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden, stellen eine Entladungslampe bereit, die für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen sorgt, kaum blendet, ein angestrahltes weißes Objekt als weiß wahrzunehmen gestattet und eine Lichtfarbe hat, die sich von der Lichtfarbe geläufiger Halogenlampen unterscheidet. Zudem kann die Entladungslampe Licht mit gleichbleibender Farbe und Lichtstrom emittieren, weil sich die Temperatur am kältesten Punkt der Leuchtröhre kaum mit den Leuchtbedingungen ändert.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich.
Fig. 1 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das insgesamt einen Farbbereich von Lichtfarben darstellt, die für die erfindungsgemäßen Wirkungen sorgen, d. h. für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen, geringe Grade unangenehmer Blendung, gute Wahrnehmung weißer Farbe und gute Unterscheidung zur Lichtfarbe einer Halogenlampe.
Fig. 2 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für einfaches Erkennen von roter Farbe sorgen.
Fig. 3 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für einfaches Erkennen von grüner Farbe sorgen.
Fig. 4 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für ein einfaches Erkennen von blauer Farbe sorgen.
Fig. 5 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für ein einfaches Erkennen von Farben in allen Kategorien sorgen.
Fig. 6 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für besonders leichtes Erkennen von roter Farbe sorgen.
Fig. 7 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für besonders leichtes Erkennen von grüner Farbe sorgen.
Fig. 8 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für besonders leichtes Erkennen von blauer Farbe sorgen.
Fig. 9 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für besonders einfaches Erkennen von Farben in allen Kategorien sorgen.
Fig. 10 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für eine gute Wahrnehmung von weißer Farbe sorgen.
Fig. 11 ist ein Diagramm gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm, das einen Farbbereich der Farben von Lichtquellen darstellt, die für eine besonders gute Wahrnehmung von weißer Farbe sorgen.
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der korrelierten Farbtemperatur und der Helligkeit von blendenden Lichtquellen zeigt.
Fig. 13 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der korrelierten Farbtemperatur und der Wahrnehmung der Unterschiede in der Lichtfarbe zwischen der vorliegenden Erfindung und einer Halogenlampe zeigt.
Fig. 14 ist eine Vorderansicht, die eine Entladungslampe für den Scheinwerfer einer erfindungsgemäßen Ausführungsform teilweise zeigt.
Hiernach werden Experimente beschrieben, um Farbbereiche für Lichtfarben zu ermitteln, bei denen das Licht einer Lichtquelle die angemessene Wahrnehmung eines farbigen Objektes gestattet.
Zunächst wurden Experimente durchgeführt, um das Farbunterscheidungs(identifikations)vermögen für die für Verkehrsschilder verwendeten Farben mit verschiedenen Lampen, die unterschiedliche von der Lichtquelle emittierte Lichtfarben aufweisen, zu untersuchen. Bei den Experimenten wurde bestimmt, wie einfach Beobachter Farben unterscheiden können, die üblicherweise für Straßenschilder verwendet werden, d. h. Rot, Blau und Grün. Die Beobachter beurteilten einen Unterschied der Farben einer Farbtafel für eine bestimmte Farbe durch Verändern des Farbunterschieds der Farbe.
Fig. 2 zeigt die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung roter Farbe. Es wurde gefunden, daß 75% oder mehr der Beobachter in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbunterschied zumindest 2 in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum beträgt, wenn die Lichtfarbe der Lichtquelle in einem Bereich liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u; v) = (0,224; 0,331) als ihrem Zentrum, einer Hauptachse von 0,080, einer Nebenachse von 0,024 und einem Winkel von dar u-Achse von 35 Grad in dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Fig. 3 zeigt die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung grüner Farbe. Es wurde gefunden, daß 75% oder mehr der Beobachter in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbunterschied zumindest 2 in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum beträgt, wenn die Lichtfarbe der Lichtquelle in einem Bereich liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u; v) = (0,220; 0,332) als ihrem Zentrum, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,022 und einem Winkel von der u-Achse von 15 Grad in dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Fig. 4 zeigt die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung blauer Farbe. Es wurde gefunden, daß 75% oder mehr der Beobachter in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbunterschied zumindest 2 in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum beträgt, wenn die Lichtfarbe der Lichtquelle in einem Bereich liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u; v) = (0,235; 0,335) als ihrem Zentrum, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,030 und einem Winkel von der u-Achse von 30 Grad in dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Mit anderen Worten, es kann gefolgert werden, daß eine Lichtquelle, die Licht emittiert, dessen Farbe in einem Bereich liegt, der allen drei Bereichen gemeinsam ist, die durch die drei Ellipsen mit Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung von roter, blauer und grüner Farbe begrenzt werden, die durch die Experimente erhalten wurden, für eine ausgezeichnete Farbunterscheidung der Farben im wesentlichen in allen Kategorien sorgt. Der Bereich, der allen Bereichen, die durch die drei Ellipsen begrenzt werden, gemeinsam ist, ist in Fig. 5 als schraffierter Bereich dargestellt.
Fig. 6 zeigt die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung roter Farbe. Es wurde gefunden, daß 85% oder mehr der Beobachter in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbunterschied zumindest 2 in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum beträgt, wenn die Lichtfarbe der Lichtquelle in einem Bereich liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u; v) = (0,221; 0,329) als ihrem Zentrum, einer Hauptachse von 0,047, einer Nebenachse von 0,014 und einem Winkel von der u-Achse von 35 Grad in dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Fig. 7 zeigt die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung grüner Farbe. Es wurde gefunden, daß 85% oder mehr der Beobachter in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbunterschied zumindest 2 in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum beträgt, wenn die Lichtfarbe der Lichtquelle in einem Bereich liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u; v) = (0,224; 0,334) als ihrem Zentrum, einer Hauptachse von 0,040, einer Nebenachse von 0,015 und einem Winkel von der u-Achse von 15 Grad in dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Fig. 8 zeigt die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung blauer Farbe. Es wurde gefunden, daß 85% oder mehr der Beobachter in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbunterschied zumindest 2 in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum beträgt, wenn die Lichtfarbe einer Lichtquelle in einem Bereich liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u; v) = (0,236; 0,339) als ihrem Zentrum, einer Hauptachse von 0,037, einer Nebenachse von 0,013 und einem Winkel von der u-Achse von 30 Grad in dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird.
Mit anderen Worten, es kann gefolgert werden, daß eine Lichtquelle, die Licht emittiert, dessen Farbe in einem Bereich liegt, der allen drei Bereichen gemeinsam ist, die durch die drei Ellipsen mit Bezug auf die Einfachheit der Unterscheidung von roter, blauer und grüner Farbe begrenzt werden, die durch die Experimente erhalten wurden, für eine ausgezeichnete Farbunterscheidung für Farben im wesentlichen in all den Kategorien sorgt. Der Bereich, der allen Bereichen, die durch die drei Ellipsen begrenzt werden, gemeinsam ist, ist in Fig. 9 als schraffierter Bereich dargestellt.
Als nächstes wurden Experimente in Bezug auf die Wahrnehmung weißer Farbe durchgeführt, wenn ein Objekt achromatischer Farbe von verschiedenen Lampen mit unterschiedlichen Lichtquell-Farben angestrahlt wird, die eine korrelierte Farbtemperatur von 4000 K oder weniger haben.
Bei den Experimenten betrachten Beobachter eine achromatische Farbtafel, die bei Lampen, welche Lichtquellen haben, die unterschiedliche Lichtfarben emittieren, einen Munsel Wert von 9 hat, und beurteilen, wieviel chromatische Farbe und wieviel weiße Farbe sie in der Farbe auf der Farbtafel wahrnehmen, und geben durch Vergabe von Punkten aus 100 Punkten, proportional zu dem Verhältnis chromatischer Farbe und weißer Farbe, Auskunft über ihre Wahrnehmung. Ein schraffierter Bereich in dem CIE 1960 UCS Diagramm wird in Fig. 10 als ein Bereich dargestellt, dar für gute Wahrnehmung von weißer Farbe sorgt. Für Farben in dem schraffierten Bereich vergaben die Beobachter 90 oder mehr Punkte an die weiße Farbe.
Der Bereich wird durch Linien begrenzt, die die 4 Farbpunkte (u; v) = (0,221; 0,345), (0,252; 0,345), (0,248; 0,338) und (0,231; 0,330) in dem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden. So erlauben Lichtquellen, deren Lichtfarbe in diesem Bereich liegt, ein weißes Objekt als weiß wahrzunehmen.
Ein Bereich für Lichtfarben, der eine bessere Wahrnehmung von weißer Farbe bereitstellt, wird als schraffierter Bereich in Fig. 11 dargestellt. Der Bereich, der in Fig. 11 dargestellt ist, der durch Linien begrenzt wird, die die drei Farbpunkte (u, v) = (0,224; 0,341), (0,244; 0,341) und (0,229; 0,333) in einem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden, schließt Lichtquellen ein, denen die Beobachter 95 oder mehr Punkte für weiße Farbe gaben. So erlauben Lichtquellen, deren Lichtfarbe in diesem Bereich liegt, ein weißes Objekt deutlicher als weiß wahrzunehmen.
Ein anderes Problem ist die Blendung durch eine Lichtquelle. Blendendes Licht verursacht den Augen nicht nur Unbehagen, sondern stört auch die getreue Wahrnehmung der Umgebung. Das Verhältnis zwischen Lichtfarben von Lichtquellen und unangenehmer Blendung wurde von Yano et al. in "Relationship between uncomfortable glare of the elderly and light color", Journal of Illumination Society, Vol. 77, Nr. 6, 1993, berichtet. Es wird beschrieben, daß je geringer die Farbtemperatur ist, desto weniger unangenehm ist die verursachte Blendung. Hierin wurde eine Untersuchung im Hinblick auf das Blendungsniveau von Lichtquellen durchgeführt, die in einen Farbtemperaturbereich fallen, der für Scheinwerfer verwendet werden kann.
Experimente wurden durchgeführt, in denen die korrelierte Farbtemperatur dar Lichtfarbe einer Lichtquelle verändert wurde, um zu untersuchen, wie viel Blendung durch eine Lichtquelle verursacht wird. Bei diesen Experimenten identifizierten Beobachter die gleiche Helligkeit, von der sie beim Betrachten einer Lichtquelle, die 3000 K hat, geblendet wurden.
Unter der Annahme, daß die Helligkeit einer Lichtquelle mit 3000 K als 1 gesetzt ist, beurteilten die Beobachter die Helligkeit, die die Beobachter beim Betrachten von Lichtquellen blendete, die unterschiedliche korrelierte Farbtemperaturen aufwiesen. Die Ergebnisse werden in Fig. 12 dargestellt. Die graphische Darstellung in Fig. 12 zeigt, daß die Helligkeit, die den Beobachter blendet, bei steigender korrelierter Farbtemperatur (K) abnimmt.
Als Ergebnis weiterer Analysen wurde gefunden, daß es einen signifikanten Unterschied in einem Signifikanzbereich von 5% gibt zwischen der Helligkeit, die den Beobachter beim Betrachten einer Lichtquelle mit einer korrelierten Farbtemperatur von 3800 K oder weniger blendet, und der Helligkeit, die den Beobachter blendet, wenn eine Lichtquelle mit einer korrelierten Farbtemperatur von 4000 K betrachtet wird. Im Detail wurde gefunden, daß das unangenehme Blenden, das von einer Lichtquelle mit einer korrelierten Farbtemperatur von 3800 K oder mehr verursacht wird, deutlich reduziert ist, verglichen mit dem von einer Lichtquelle mit einer korrelierten Farbtemperatur von 4000 K verursachten Blenden.
Als nächstes bewerteten die Beobachter den Unterschied in der Lichtfarbe zwischen einer Halogenlampe mit einer Farbtemperatur von 3100 K und einer Lichtquelle mit einer anderen Farbtemperatur, wann die Lampe und die Lichtquelle gleichzeitig mit 10000 cd/m² leuchteten.
Der Unterschied der Lichtfarben wurde durch eine Methode bewertet, bei der die Beobachter eine Aussageart aus 5 Aussagearten wählen: "kein Unterschied", "wenig Unterschied", "gewisser Unterschied", "erheblicher Unterschied", "großer Unterschied".
Die Ergebnisse sind in Fig. 13 dargestellt. Diese Ergebnisse bestätigen, daß der Unterschied der Lichtfarbe zwischen dem Licht einer Lampe mit einer Farbtemperatur von 3400 K oder mehr und dem Licht einer Halogenlampe leicht erkannt werden kann. So wurde bestätigt, daß die Lichtfarbe eines Scheinwerfers mit einer korrelierten Farbtemperatur von 3400 K oder mehr von einem Scheinwerfer unterschieden werden kann, bei dem eine geläufige Halogenlampe verwendet wird.
Die Farbbereiche, die die erfindungsgemäßen Wirkungen aufweisen, sind zusammen im CIE 1960 UCS Diagramm in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 1 enthalten die Farbbereiche 1 Farben, die für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen sorgen. Ein Farbbereich 2 enthält Farben, die für eine ausgezeichnete Wahrnehmung von weißer Farbe sorgen. Die Linie 3 ist die Isotemperaturlinie der korrelierten Farbtemperatur von 3800 K, die eine Grenze ist, unterhalb derer das Leuchten kaum blendet. Die Linie 4 ist die Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur von 3400 K, die eine Grenze für das leichte Erkennen des Unterschieds zur Lichtfarbe einer Halogenlampe ist.
Die Lichtquelle mit einer niedrigen Farbtemperatur, deren Farbe in einem Bereich liegt, den der Bereich für ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen und der erfindungsgemäße Bereich für ausgezeichnetes Erkennen weißer Farbe gemeinsam haben, hat eine niedrige Farbtemperatur und sorgt für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen sowie Wahrnahmen von weißer Farbe. Wenn dar Farbpunkt der oben beschriebenen Lichtquelle in einem Bereich auf der. Seite der Farbtemperaturen liegt, die unterhalb der Isotemperatur-linie der korrelierten Farbtemperatur von 3800 K liegt, ist das Licht kaum blendend, zudem sorgt es für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen und Wahrnehmen von weißer Farbe. Ferner ist das Licht kaum blendend, wenn der Farbpunkt der oben beschriebenen Lichtquelle in einem Bereich auf der Seite der Farbtemperaturen, der oberhalb der Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur von 3400 K liegt, und die Lichtfarbe kann, zusätzlich zur Bereitstellung ausgezeichneten Farbunterscheidungsvermögens und Wahrnehmung weißer Farbe, von der von einem Scheinwerfer unterschieden werden, bei dem eine Halogenlampe verwendet wird.
Ferner ist Xenon-Gas in der Leuchtröhre eingeschlossen, um die Eigenschaften des ansteigenden Lichtflusses zu verbessern. Es wird angenommen, daß das daher kommt, daß Xenon bei Raumtemperatur gasförmig ist und während der Entladung sichtbares Licht emittiert.
Ein bevorzugter Druck des eingeschlossenen Xenon-Gases beträgt 5 atm oder mehr und 20 atm oder weniger. Dies gestattet, die Eigenschaften des ansteigenden Lichtflusses weiter zu verbessern und verhindert einen Bruch der Leuchtröhre.
Der schraffierte Bereich in Fig. 1 ist ein Bereich der Lichtfarben von Lichtquellen mit niedriger Farbtemperatur von 3400 K bis 3800 K, der für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen und Wahrnehmen von weißer Farbe sorgt.
Die Lichtquelle, die die oben beschriebenen Effekte aufweist, wird durch Verwenden einer Entladungslazupe für Scheinwerfer erreicht, die eine mit einem Metall-Halogenid und Xenon-Gas gefüllte Leuchtröhre umfaßt.
Die Entladungslampe weist eine Leuchtröhre auf, die zumindest mit einem Paar Elektroden versehen und mit einem Metall-Halogenid und Xenon-Gas gefüllt sind. Der Abstand d zwischen den Enden der Elektroden beträgt 8 mm oder weniger. Der innere Durchmesser D der Leuchtröhre am Mittelpunkt zwischen den Elektroden beträgt 5 mm oder weniger. Die für das Leuchten angelegte Energie beträgt 70 W oder weniger. Der Wirkungsgrad der Lampe während des Leuchtens beträgt 50 im/W oder mehr. Mit dieser Konstruktion der Entladungslampe kann eine Entladungslampe für Scheinwerfer erhalten werden, die die erfindungsgemäßen Vorteile durch geeignetes Auswählen der Zusammensetzung und der Mengen des eingeschlossenen Metall-Halogenids und Xenon-Gases, des Abstands d zwischen den Enden der Elektroden und des inneren Durchmessers D der Leuchtröhre am Mittelpunkt zwischen den Elektroden aufweist.
Was das Metall-Halogenid betrifft, kann die Entladungslampe für Scheinwerfer, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweist, dadurch erreicht werden, daß sie zumindest 50 Gew.-% eines Natrium-Halogenids enthält, auf Grundlage der Gesamtmenge enthaltener Metall-Halogenide. Dem ist so, weil die Halogenide des Natriums mit einem hohen Wirkungsgrad für die Emission von roter Farbe sorgen. Wenn der Gehalt des Natrium-Halogenids weniger als 50 Gew.-% beträgt, werden die erfindungsgemäßen Vorteile und ein Wirkungsgrand der Lampe von 50 lm/W oder mehr nicht gleichzeitig erreicht.
Hiernach werden die erfindungsgemäßen Lichtquellen durch Beispiele mit Verweis auf die begleitenden Figuren beschrieben. Fig. 14 stellt eine Entladungslampe einer erfindungsgemäßen Ausführungsform dar. Eine Leuchtröhre 5 enthält ein Leuchtelement 5a, flache Verschlußelemente 5b und 5c, die an entgegengesetzten Enden des Leuchtelements 5a angebracht sind, und ein zylindrisches Element 5d, das mit einem Ende des Verschlußelements 5c verbunden ist. Das Ende der Leuchtröhre 5 auf der Seite des zylindrischen Elements 5d wird in den zentralen Teil eines Behälters 7 eingeführt, der aus einem Harz, wie Polyetherimid-Harz gebildet wurde, und wird im Behälter 7 mit einem Halter 8, der aus einem Leiter und einer äußeren Röhre 6 gebildet wird, gehalten. Das Leuchtelement 5a enthält ein Paar Elektroden 9a und 9b sowie Quecksilber, und ein Metall-Halogenid und Xenon als Startgas sind darin eingeschlossen. Metallfolien 10a und 10b sind in den jeweiligen Verschlußteilen 5a und 5b verborgen. Ein Ende der Elektrode 9a ist mit einem Ende dar Metallfolie 10a verbunden und das andere Ende davon ist im Leuchtelement 5a lokalisiert. Ein Ende einer äußeren Zuleitung 11a ist mit dem äußeren Ende der Metallfolie 10a verbunden. Die äußere Zuleitung 11a erstreckt sich vom Verschlußelement 5c durch das zylindrische Element 5d und ist mit dem Lampensockel 12a verbunden. Die Metallfolie 10b, die Elektrode 9b und die äußere Zuleitung 11b sind in der gleichen Weise verbunden, und das andere Ende der äußeren Zuleitung 11b ist mit einem Ende der Zuführleitung 13 verbunden. Das andere Ende der Zuführleitung 13 ist mit dem Lampensockel 12b verbunden. Die äußere Röhre 6 ist mit den Enden der Leuchtröhre 5 verschmolzen.
Die Entladungslampe, die in Fig. 14 dargestellt ist, hat ein inneres Volumen von 0,025 cm³ und eine Bogenlänge von 4,2 mm, und 50 mg Quecksilber, 10 atm Xenon-Gas und ein Metall-Halogenid sind in der Leuchtröhre 5 eingeschlossen. Als Metall-Halogenid sind 0,2 mg einer Mischung aus Scandiumiodid und Natriumiodid in der Leuchtröhre 5 enthalten. Die Entladungslampen, hergestellt mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen der Metall-Halogenide, wurden mit 35 W und 50 W zum Leuchten gebracht. Tabelle 1 zeigt die Farbpunkte (u; v) beim Leuchten mit 35 W und 50 W, den Wirkungsgrad der Lampe bei 35 W Beleuchtung und das Maß für den Erhalt des Lichtstroms nach 1000 Stunden Leuchten bei 35 W. In Tabellen 1 bis 5 repräsentieren WNa, WSc, WTh, WTl, und WCs jeweils die Gewichtsprozente der eingeschlossenen Halogenide von Natrium, Scandium, Thorium, Thallium und Caesium, bezogen auf die Gesamtmenge dar eingeschlossenen Metall-Halogenide. Tabelle 1
* Formel 1: 0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) < 1
Tabelle 1 zeigt, daß die Entladungslampe für Scheinwerfer, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweist, mit Lampe A bei 35 W und 50 W, Lampe B bei 50 W, Lampe C bei 35 W und 50 W, Lampe D bei 35 W und Lampe E bei 35 W erreicht werden kann, welche die Metall-Halogenide enthalten, die die Formel 1 erfüllen: 0,75 WNa/(WSc + WNa) < 1, sofern die Energie für das Leuchten passend eingestellt wird. Vorzugsweise wird das Metall-Halogenid in einem Mischungsverhältnis eingeschlossen, das die Beziehung 0,80 ≤ WNa/(WSc + WNa) < 1 erfüllt. Es ist bekannt, daß bei Entladungslampen für Scheinwerfer, die ein Halogenid des Scandiums enthalten, die Reaktion zwischen Scandium und Quarz, einer Materialkomponente für die Leuchtröhre, eine Verringerung der linearen Durchlässigkeit der Leuchtröhre verursacht, was als Trübung bekannt ist. Jedoch kann die Trübung beim oben beschriebenen Bereich der Mischungsverhältnisse für die Metall- Halogenide verhindert werden, so daß ein Maß für die Erhaltung des Lichtstroms von 70% oder mehr nach 1000 Stunden Leuchten bei 35 W erreicht werden kann.
Andererseits liegt Lampe F aus Vergleichsbeispiel 1 bei 35 W und 50 W Beleuchtung außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 und hat einen Wert für Formel 1 außerhalb der unteren Begrenzung und ist daher nicht vorzuziehen. Lampe G aus Vergleichsbeispiel 2 bei 35 W und 50 W Beleuchtung liegt außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 und hat einen Wert von Formel 1 außerhalb des Bereichs von Formel 1, und ist daher nicht vorzuziehen.
Ferner wurde die gleiche Entladungslampe verwendet, wie in Fig. 14 dargestellt, und als Metall-Halogenid sind 0,2 mg einer Mischung aus Scandiumiodid, Natriumiodid und Thoriumiodid in der Leuchtröhre 5 enthalten. Die Entladungslampen, hergestellt mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen der Metall-Halogenide, wurden mit 35 W und 50 W zum Leuchten gebracht. Tabelle 2 zeigt die Farbpunkte (u; v) beim Leuchten mit 35 W und 50 W, den Wirkungsgrad der Lampe bei 35 W Beleuchtung und das Maß für den Erhalt des Lichtstroms nach 1000 Stunden Leuchten bei 35 W. Tabelle 2
** Formel 2: 0,75 ≤ [WNa/(WSc + WNa)] - [WTh/(WSc + WNa + WTh)] < 1
Tabelle 2 zeigt, daß die Entladungslampe für Scheinwerfer, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweist, mit Lampe H bei 50 W, Lampe I bei 50 W, Lampe J bei 50 W, Lampe K bei 35 W und 50 W, Lampe L bei 35 W und 50 W, und Lampe M bei 35 W und 50 W erreicht werden kann, welche die Metall- Halogenide enthalten, die die Formel 2 erfüllen:
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh) < 1, sofern die Energie für das Leuchten passend eingestellt wird.
Andererseits liegt Lampe N aus Vergleichsbeispiel 3 bei 35 W und 50 W Beleuchtung außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 und hat einen Wert für Formel 2, der außerhalb der unteren Begrenzung liegt, und ist daher nicht vorzuziehen.
Ferner wurde die gleiche Entladungslampe verwendet wie in Fig. 14 dargestellt, und als Metall-Halogenid sind 0,2 mg einer Mischung aus Scandiumiodid, Natriumiodid und Thalliumiodid in der Leuchtröhre 5 enthalten. Die Entladungslampen, hergestellt mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen der Metall-Halogenide, wurden mit 35 W und 50 W zum Leuchten gebracht. Tabelle 3 zeigt die Farbpunkte (u; v) beim Leuchten mit 35 W und 50 W, den Wirkungsgrad der Lampe bei 35 W Beleuchtung und das Maß für den Erhalt des Lichtstroms nach 1000 Stunden Leuchten bei 35 W. Tabelle 3
* Formel 1: 0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) < 1
** Formel 3: WTl/(WSc + WNa + WTl) ≤ 0,03
Tabelle 3 zeigt, daß die Entladungslampe für Scheinwerfer, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweist, mit Lampe 0 bei 35 W, Lampe P bei 35 W und 50 W, Lampe Q bei 35 W und 50 W, und Lampe R bei 35 W und 50 W erreicht werden kann, welche die Metall-Halogenide enthalten, die die Formeln 1 und 3 erfüllen: 0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) < 1 (Formel 1) und WTl/(WSc + WNa + WTl) ≤ 0,03 (Formel 3), sofern die Energie für das Leuchten passend eingestellt wird.
Andererseits liegen Lampe S und Lampe T aus den Vergleichsbeispielen 4 und 5 bei 35 W und 50 W Beleuchtung außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 und haben Werte für Formel 1 außerhalb der unteren Begrenzung und sind daher nicht vorzuziehen. Lampe U aus Vergleichsbeispiel 6 bei 35 W und 50 W Beleuchtung liegt außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 und hat Werte außerhalb der Bereiche von Formeln 1 und 2 und ist daher nicht vorzuziehen. Lampe V aus Vergleichsbeispiel 7 bei 35 W und 50 W Beleuchtung liegt außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1, und hat einen Wert außerhalb des Bereichs von Formel 2, und ist daher nicht vorzuziehen.
Ferner wurde die gleiche Entladungslampe verwendet wie in Fig. 14 dargestellt, und als Metall-Halogenid sind 0,2 mg einer Mischung aus Scandiumiodid, Natriumiodid, Thoriumiodid und Thalliumiodid in der Leuchtröhre 5 enthalten. Die Entladungslampen, hergestellt mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen der Metall-Halogenide, wurden mit 35 W und 50 W zum Leuchten gebracht. Tabelle 4 zeigt die Farbpunkte (u; v) beim Leuchten mit 35 W und 50 W, der Wirkungsgrad der Lampe bei 35 W Beleuchtung und das Maß für den Erhalt des Lichtstroms nach 1000 Stunden Leuchten bei 35 W. Tabelle 4
E.: Wirkungsgrad der Lampe
M.: Maß für den Erhalt des Lichtstroms
2**: Wert für Formel 2: 0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh) < 1
4***: Wert für Formel 4: -0,05 ≤ WTh/(WSc + WNa + WTh) - 2 · WTl/(WSc + WNa + WTh + WTl)
Tabelle 4 zeigt, daß die Entladungslampe für Scheinwerfer, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweist, mit Lampe a bei 50 W, Lampe b bei 50 W, Lampe c bei 50 W, Lampe d bei 50 W, Lampe e bei 50 W, Lampe f bei 35 Wund 50 W, und Lampe g bei 35 W und 50 W erreicht werden kann, welche die Metall-Halogenide enthalten, die die Formeln 2 und 4 erfüllen:
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh)] < 1 (Formel 2) und: -0,05 ≤ WTh/(WSc + WNa + WTh) - 2 · WTl/(WSc + WNa + WTh + WTl) (Formel 4), sofern die Energie für das Leuchten passend eingestellt wird.
Andererseits liegt Lampe h aus Vergleichsbeispiel 8 bei 35 W und 50 W Beleuchtung außerhalb des schraffierten Bereichs in Fig. 1 und hat einen Wert, der außerhalb des Bereichs für Formel 4 liegt, und ist daher nicht vorzuziehen.
Ferner wurde die gleiche Entladungslampe verwendet wie in Fig. 14 dargestellt, und als Metall-Halogenid sind 0,2 mg einer Mischung aus Scandiumiodid, Natriumiodid, Thoriumiodid, Thalliumiodid und Caesiumiodid in der Leuchtröhre 5 enthalten. Die Entladungslampen, hergestellt mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen der Metall-Halogenide, wurden mit 35 W und 50 W zum Leuchten gebracht. Tabelle 5 zeigt die Farbpunkte (u; v) beim Leuchten mit 35 W und 50 W, den Wirkungsgrad der Lampe bei 35 W Beleuchtung und das Maß für den Erhalt des Lichtstroms nach 1000 Stunden Leuchtein bei 35 W. Tabelle 5
E.: Wirkungsgrad der Lampe
M.: Maß für den Erhalt des Lichtstroms
2**: Wert für Formel 2: 0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh) < 1
4***: Wert für Formel 4: -0,05 ≤ WTh/(WSc + WNa + WTh) - 2 · WTl/(WSc + WNa + WTh + WTl)
Tabelle 5 zeigt, daß die Entladungslampe für Scheinwerfer, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweist, mit Lampe i bei 50 W, Lampe j bei 50 W, Lampe k bei 50 W, Lampe 1 bei 35 W und 50 W, und Lampe m bei 35 W und 50 W erreicht werden kann, welche die Metall-Halogenide enthalten, die die Formeln 2 und 4 erfüllen:
0,75 ≤ WNa/(WSc + WNa) - WTh/(WSc + WNa + WTh) < 1 (Formel 2) und -0,05 ≤ WTh/(WSc + WNa + WTh) - 2 · WTl/(WSc + WNa + WTh + WTl) (Formel 4), sofern die Energie für das Leuchten passend eingestellt wird. So wurde gefunden, daß eine Entladungslampe für Scheinwerfer, die ein erhöhtes Maß für den Erhalt des Lichtstroms während ihrer Lebensdauer zusammen mit den erfindungsgemäßen Vorteilen aufweist, durch die Verwendung von Caesium erhalten werden kann. Jedoch nimmt die Lampeneffizienz ab, wenn der Gehalt an Caesiumhalogenid ansteigt. So liegt der Wirkungsgrad der Lampe bei Lampe n und Lampe o aus den Vergleichsbeispielen 9 und 10, in denen der Gehalt an Caesiumhalogenid 10 Gew.-% übersteigt, unter 50 lm/W. Als Ergebnis beträgt der Gehalt an enthaltenem Caesiumhalogenid vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger, womit ein Wirkungsgrad dar Lampe von 50 lm/W erreicht wird.
Wenn die äußere Röhre der Entladungslampe eine lineare Durchlässigkeit von 30% oder weniger für Licht bei 350 nm und eine lineare Durchlässigkeit von 70% oder mehr für Licht bei 450 nm hat, ist die Entladungslampe für Scheinwerfer mit den erfindungsgemäßen Vorteilen noch vorteilhafter, insofern als schädliche ultraviolette Strahlung, die die Beleuchtungseinrichtung schädigt, verringert werden kann. Als Material für diese äußere Röhre wird vorzugsweise ein Quarzglas-Material verwendet. Das Quarzglas hat eine hohe lineare Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Hitze, so daß sich eine Entladungslampe für Scheinwerfer ergibt, die einen hohen Wirkungsgrad und eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Hitze hat. Fernar wird bevorzugt, daß dieses Quarzglas zumindest ein Element umfaßt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ceroxid, Titanoxid, Eisenoxid, Praseodymoxid und Europiumoxid besteht. Das Quarzglas, das zumindest eines dieser Elemente umfaßt, hat die Wirkung, die lineare Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht bei einer Wellenlänge von 380 um oder weniger zu reduzieren, während es die lineare Durchlässigkeit für sichtbares Licht bei 380 bis 780 nm erhält. So stellt die Verwendung des Quarzglases, das zumindest eines dieser Elemente umfaßt, als äußere Röhre eine Entladungslampe für einen Scheinwerfer bereit, bei dem die schädliche ultraviolette Strahlung verringert ist.
Sofern die äußere Röhre die Leuchtröhre zumindest an einem Ende davon verschließt, kann die Entladungslampe für Scheinwerfer für ein ausgezeichnetes Farbunterscheidungsvermögen sorgen und blendet während des Leuchtens kaum.
Wenn das innere Volumen der äußeren Röhre 12 mm oder weniger beträgt, kann die Entladungslampe für Scheinwerfer, aufgrund einer geringeren Änderung der Temperatur vom kältesten Punkt der Leuchtröhre, abhängig von den Beleuchtungsbedingungen, Licht mit konstanter Lichtfarbe und konstantem Lichtstrom ausstrahlen. In den erfindungsgemäßen Beispielen wurden Iodie als Metall-Halogenide beschrieben. Jedoch können andere Halogenide wie Bromide oder Kombinationen davon die gleichen Wirkungen liefern.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe für Scheinwerfer bereitzustellen, bei der die Farben von unterschiedlichen beleuchteten farbigen Objekten angemessen wahrgenommen werden können und deren unangenehmes Blenden verringert ist, kann durch Verwenden einer äußeren Röhre erreicht werden, die sichtbares Licht selektiv absorbiert, so daß das Licht der Lichtquelle den gewünschten Farbton hat.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe für Scheinwerfer bereitzustellen, bei der die Farben von unterschiedlichen beleuchteten farbigen Objekten angemessen wahrgenommen werden können und deren unangenehmes Blenden verringert ist, kann auch durch die Verwendung einer Scheinwerferausrüstung erreicht werden, die zumindest eine transparente Platte und eine Reflektorplatte aufweist, die Licht von der Lichtquelle mit dem gewünschten Farbton liefern.

Claims

1. Entladungslampe für Automobil-Scheinwerfer, umfassend eine Leuchtröhre, in die Xanon-Gas eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtfarbe der Entladungslampe in zumindest einem Farbbereich liegt, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem ersten Bereich (i) und einem zweiten Bereich (ii) besteht, bei der der erste Bereich (i) ein Bereich ist, der den drei folgenden Bereichen gemeinsam ist:

einem Bereich, begrenzt durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,331) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,080, einer Nebenachse von 0,024, und einem Winkel von einer u-Achse von 35 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm;

einem Bereich, begrenzt durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,220; 0,332) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,022, und einem Winkel von einer u-Achse von 15 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm; und

einem Bereich, begrenzt durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,235; 0,335) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,030, und einem Winkel von einer u-Achse von 30 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm, und

bei der der zweite Bereich (ii) ein Bereich ist, der den drei folgenden Bereichen gemeinsam ist:

einem Bereich, begrenzt durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,221; 0,329) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,047, einer Nebenachse von 0,014, und einem Winkel von einer u-Achse von 35 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm;

einem Bereich, begrenzt durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,334) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,040, einer Nebenachse von 0,015, und einem Winkel von einer u-Achse von 15 Grad in einem CIE 1960 UCS Diagramm; und

einem Bereich, begrenzt durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,236; 0,339) als Zentrum davon, einer Hauptachse von 0,037, einer Nebenachse von 0,013, und einem Winkel von einer u-Achse von 30 Grad in einem CIE 19601705 Diagramm.

2. Entladungslampe für Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 1, wobei die Lichtfarbe in einem Bereich liegt, der durch Linien begrenzt wird, die die vier Farbpunkte (u, v) von (0,221; 0,345), (0,252; 0,345), (0,248; 0,338) und (0,231; 0,330) in einem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden.

3. Entladungslampe für Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 1, wobei die Lichtfarbe in einem Bereich liegt, der durch Linien begrenzt wird, die die drei Farbpunkte (u, v) von (0,224; 0,341), (0,244; 0,341) und (0,229; 0,333) in einem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden.

4. Entladungslampe für Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 1, wobei die Lichtfarbe in einem Bereich auf einer Seite der Farbtemperatur liegt, die geringer als eine Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur von 3800 K in einem CIE 1960 UCS Diagramm ist.

5. Entladungslampe für Automobil-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtfarbe in einem Bereich auf einer Seite der Farbtemperatur liegt, die höher als eine Isotamperaturlinie von einer korrelierten Farbtemperatur von 3400 K in einem CIE 1960 UCS Diagramm ist.

6. Ein Scheinwerfer für Automobile, umfassend die Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach einem dar Ansprüche 1 bis 5, wobei ferner ein Metall- Halogenid in die Leuchtröhre eingeschlossen ist.

8. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 7, umfassend zumindest ein Paar Elektroden, wobei der Abstand d zwischen den Enden der Elektroden 8 mm oder weniger beträgt, ein innerer Durchmesser D der Leuchtröhre an einem Mittelpunkt zwischen den Elektroden 5 mm oder weniger beträgt, die zur Beleuchtung bereitgestellte Energie W 70 W oder weniger beträgt, und die Effizienz der Lampe während der Beleuchtung 50 lm/W oder mehr beträgt.

9. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums umfaßt, und dar eingeschlossene Betrag das Halogenids von Natrium 50 Gew.-% oder mehr ist, in Bezug auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.

10. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Metallhalogenid ein Halogenid des Natriums und ein Halogenid des Scandiums umfaßt, und kein Halogenid des Thoriums oder Halogenid des Thalliums umfaßt, und bei dem das folgende Verhältnis erfüllt wird:

90 < WNa + WSc, und

0,75 ≤ WNa /(WSc + WNa) < 1,

wobei WNa und WSc jeweils die Gewichtsprozente der eingeschlossenen Halogenide des Natriums und der eingeschlossenen Halogenide des Scandiums repräsentieren, in Bezug auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall- Halogenide.

11. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums und ein Halogenid des Thoriums umfaßt, und kein Halogenid des Thalliums umfaßt, und bei dem das folgende Verhältnis erfüllt wird:

90 < WNa + WSc + WTh, und

0,75 ≤ Wna/(WSc + WNa) - (WNa + WSc + WTh) < 1,

wobei WNa, WSc und WTh jeweils die Gewichtsprozente der eingeschlossenen Halogenide des Natriums, der eingeschlossenen Halogenide des Scandiums und der eingeschlossenen Halogenide des Thoriums repräsentieren, in Bezug auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.

12. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums, ein Halogenid des Scandiums und ein Halogenid des Thalliums umfaßt, und kein Halogenid des Thoriums umfaßt, und bei dem die folgende Beziehung erfüllt ist:

90 < WNa + WSc + WTl, und

0,75 ≤ WNa/(WSc + WNae) < 1, und

WTl/(WSc + WNe + WTl) ≤ 0,03

wobei WNa, WSc und WTl jeweils die Gewichtsprozente der eingeschlossenen Halogenide des Natriums, der eingeschlossenen Halogenide des Scandiums und der eingeschlossenen Halogenide des Thalliums repräsentieren, in Bezug auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.

13. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Metall-Halogenid ein Halogenid des Natriums, ein Halogenid des Scandiums, ein Halogenid des Thoriums und ein Halogenid des Thalliums umfaßt, und bei dem die folgende Beziehung erfüllt ist:

90 < WNa + WSc + WTh + WTl,

0,75 ≤ [WNa/(WSc + WNa)] - [WTh/(WSc + WNa + WTh)] < 1, und

-0,05 ≤ [WTh/(WSc + WNa + WTh)] - 2 · [WTh/(WSc + WNa + WTh + WTl)]

wobei WNa, WSc, WTh und WTl jeweils die Gewichtsprozente der eingeschlossenen Halogenide des Natriums, der eingeschlossenen Halogenide des Scandiums, der eingeschlossenen Halogenide des Thoriums und der eingeschlossenen Halogenide des Thalliums repräsentieren, in Bezug auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall-Halogenide.

14. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Metall-Halogenid 10 Gew.-% oder weniger eines Halogenids des Caesiums umfaßt, mit Bezug auf die Gesamtmenge der eingeschlossenen Metall- Halogenide.

15. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, umfassend ein äußeres Rohr, das eine lineare Durchlässigkeit für Licht bei 350 nm von 30% oder weniger und eine lineare Durchlässigkeit für Licht bei 405 nm von 70% oder mehr hat.

16. Entladungslampe für Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 15, wobei das äußere Rohr zumindest ein Ende der Leuchtröhre einschließt.

17. Entladungslampe für einen Automobil-Scheinwerfer nach Anspruch 15 oder 16, wobei der innere Durchmesser des äußeren Rohrs 12 mm oder weniger beträgt.