EP1684005A1 - Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe Download PDF

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Publication number
EP1684005A1
EP1684005A1 EP05025755A EP05025755A EP1684005A1 EP 1684005 A1 EP1684005 A1 EP 1684005A1 EP 05025755 A EP05025755 A EP 05025755A EP 05025755 A EP05025755 A EP 05025755A EP 1684005 A1 EP1684005 A1 EP 1684005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reflector
zone
lamp
lamp according
inner vessel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05025755A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Arndt
Uwe Fiedler
Markus Herb
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP1684005A1 publication Critical patent/EP1684005A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/34—Double-wall vessels or containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/09—Optical design with a combination of different curvatures

Definitions

  • the invention relates to a single-ended high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • high-pressure discharge lamps preferably metal halide lamps, but also, for example, halogen incandescent lamps.
  • an elongated, in particular ceramic, discharge vessel is used as lamp bulb.
  • EP-A 1 109 199 describes a single-ended high-pressure lamp, in which the outer bulb is surrounded by a reflector. The reflector contour is not further subdivided.
  • the quadrants are always assigned crosswise in a conventional reflector. In the case of a horizontal burning position, this means that light from the lower half, as defined by the second quadrant, in the imaging plane irradiates the opposite half, by definition the fourth quadrant. Conversely, light from the upper half (first quadrant) of the lamp is assigned in the lower half plane of projection, alo the third quadrant.
  • this unique assignment causes a high color spread in lamps that have a condensate as a filling.
  • the area containing the condensate so usually always the lower quadrant in the horizontal burning position, receives its radiation only on the detour through the condensate, which turns the radiation yellowish and thus creates a stain with lower color temperature.
  • the reflector is now contoured such that both zones receive approximately half of the light of each quadrant.
  • it should be at least 35% instead of the optimal 50%.
  • the first zone is calculated to send the light into the quadrant, which is directly above it, without the lamp axis to cut.
  • Only the second zone is calculated so that its assigned light intersects the lamp axis in the usual way and falls in the other quadrants of the projection plane. In this way an averaging is achieved.
  • Each half of the radiation in one quadrant of the projection plane originates from the underlying quadrant of the emission side, the other half from the opposite quadrant of the emission side. This balancing effect had previously been laboriously and imperfectly achieved by a suitably structured cover.
  • the single-ended lamp has a vacuum-sealed inner vessel, in particular an elongate discharge vessel made of ceramic or quartz glass, which u.U. is still housed in an outer bulb. It does not matter if the discharge vessel is cylindrical or rounded.
  • the inner vessel is still surrounded by a reflector.
  • the inner vessel is a structural unit discharge vessel with outer bulb.
  • This is particularly preferably a ceramic discharge vessel, in particular a metal halide lamp for general lighting purposes.
  • a base with electrical connections on the one hand carries the inner vessel and on the other hand, the reflector part.
  • the electrical connections are normally connected to power supply lines which make electrical contact with a light source inside the inner vessel, which are realized, for example, by electrodes in the interior.
  • external electrodes may also be used, or an electrodeless configuration.
  • a discharge vessel made of quartz glass or hard glass can also be used.
  • An outer bulb as part of the inner vessel is not essential, but often desirable.
  • the base has, in addition to the base stone on a conventional, the socket facing part, for example, a screw base approach or bayonet socket approach or GU socket.
  • the inner vessel so for example, the lamp envelope or the outer bulb, which contains a discharge vessel, or the discharge vessel in the case the absence of an outer bulb, held in the central opening by means of a spring clip, as known per se.
  • the base also has a barrel-facing part, which is at least partially connected as known per se by crimping with the base brick.
  • This part contains, for example, a conventional screw thread or pin of a bayonet socket etc.
  • a typical application is a metal halide lamp containing a filling with or without mercury content, possibly with inert starting gas, preferably noble gas.
  • FIG. 1 shows a reflector lamp 1 with a reflector part 2 made of aluminum.
  • a pedestal 3 of the lamp has inside a raised collar 4, which is cylindrically shaped and partially surrounds an outer bulb 5, but ends below the discharge volume 6 of the discharge vessel 7.
  • the neck 9 of the reflector is first pushed over the collar 4. Then an attachment by crimping, ie pressing the neck 9 in holes on the collar 4 (not shown) is realized, so that dents result. Sufficient are three distributed over the circumference caused by crimping dents. Instead of through holes also superficial recesses are sufficient.
  • FIG 1 is a metal halide lamp for general lighting, the filling halides of Na, Sn, Ca, Tm. Tl and similar. may contain.
  • the ceramic inner discharge vessel 7, which is closed on two sides, is arranged longitudinally in the lamp axis A. It is closely surrounded by the outer bulb 5, which is squeezed on one side and made of tempered glass.
  • a frame 14 with short and long supply line (only partially shown) holds the discharge vessel 7 in the outer bulb 5.
  • the electrodes 17 in the interior of the discharge vessel are connected via feedthroughs 18 to the supply lines. The latter are in the region of a pinch, which closes the outer bulb 5, connected to external power supply lines.
  • the pinch of the outer bulb is seated in a matching opening of the base 3 of ceramic and is held there by a metal clip, as known per se.
  • the base is essentially formed from the base block 3 and a screw base part 10.
  • a reflector 2 is externally attached to the outer bulb 5. It is articulated in a section with contour 35, at one end of a neck portion 9 is seated, on which the base is fixed, and at the other end of the reflector opening 36 is seated, which is closed with a simple cover 37.
  • Figure 2 shows the reflector 2 in magnification.
  • the contour 35 is divided into two zonal layers 38, 39, which are both shaped as free-form surfaces, which are rotationally symmetrical are.
  • the first on the neck 9 attaching zone 38 is flat and has a mean angle to the lamp axis of about 70 °, taking the average value between the beginning and end of the first zone.
  • the second outer zone 39 is steep and has a mean angle to the lamp axis, which is significantly lower by at least 20 °, preferably 30 °, less.
  • Their mean angle to the lamp axis A is about 35 °, taking the mean value between the start and end point of the second zone.
  • the second zone 39 terminates at an enclosure 40 which later holds the cover by being bent inwardly.
  • the operation of an earlier reflector is shown by way of example in FIG.
  • the local reflector lamp 45 is shown in vertical section at horizontal focal position.
  • a condensate 46 of the charge deposits on the bottom 47 of the discharge vessel 48.
  • the lamp is divided by the lamp axis A into two symmetrical halves.
  • the upper half is the first quadrant AI, the lower half as the second quadrant AIIe justify. Radiation escapes downwardly from the discharge vessel 48 from the center of the discharge vessel where the discharge arc is located. It is emitted by definition into the second quadrant AII.
  • the first half of the lamp is defined as in the first quadrant AI First and second quadrant form the emission side, see Figure 4. It ends at the cover 49.
  • Behind the cover screen begins the projection side, in which essentially only the far field interested, such as a at a certain distance vertically arranged projection plane 50.
  • the other two quadrants AIII and AIV are the other two quadrants AIII and AIV.
  • the third quadrant AIII is spanned between the lower half of the cover plate 49 and the projection plane 50
  • the fourth quadrant AIV is above it, that is spanned between the upper half of the cover plate 49 and the projection plane 50.
  • the principle of the quadrant is shown in FIG. 4.
  • FIG. 3 shows the relationship between emission side and projection side in the prior art.
  • Quadrant AI light (not shown) is reflected in quadrant AIII, while correspondingly light from quadrant AII, where condensate 46 modifies the radiation, is reflected in quadrant AIV.
  • two light beams 31, 32 are shown.
  • Light which exits the discharge vessel through the condensate 46 in quadrant AII is irradiated in the plan view of FIG. 5 through the reflector segment a 11 into the emission segment a lV in the projection plane, whereby an average color temperature of 3000 K (integrally measured with the Ulbrichtkugel) a radiation segment on the projection plane is created, which has a color temperature of about 2800 K, for example.
  • a radiation segment is generated in the lower projection plane, which has about 3200K color temperature, because it comes from the quadrant I without interference from the condensate 46 ,.
  • the color temperature has large local differences caused by condensate and also by fringing.
  • the resulting color effects are usually reduced by a brought into the beam path, structured cover plate 49.
  • FIG. 8 shows the scattering of the color temperature of a lamp with a conventional simple reflector
  • FIG. 9 the greatly reduced scattering when using a new reflector 2 composed of two zonal layers 38, 39 according to FIG. 2.
  • the two zonal layers 38, 39 of the reflector cause a reflector segment b II (FIG. 10) to form a radiation segment due to its contribution to the flat reflector zone 38 b III and by its contribution to the steep reflector zone 39 generates a radiation segment b IV in the projection plane (shown by dashed lines).
  • These two emission segments b III and b IV generated on the emission side by the reflector segment b II , have, for example, a color temperature of 2800 K at an average color temperature of 3000 K and are produced with two practically identically located emission segments, but now generated by the reflector segment b I with a color temperature of eg 3200 K, superimposed.
  • FIG. 11 shows the superimposition of the emitted beams according to the invention through the reflector 2 in FIG. 11 b in comparison with a beam path of a conventional reflector 49 in FIG. 11 a, in which virtually no superposition takes place as described in FIG.
  • the variation of the color temperature in the projection plane can be considerably reduced, in particular by at least 50%.
  • a transition zone can also be inserted which avoids a sharp bend between the two zones 38 and 39.
  • an adjustment zone can also be provided between the first zonal layer 38 and the neck 9 and / or an adaptation zone between the second zonal layer and the edge of the reflector opening.
  • the contour of the reflector may be faceted in one or more of the zonal layers, as known per se, to further enhance uniformity.
  • the edge of the reflector may preferably be flanged (40) in the vicinity of the opening, so that it directly supports the cover plate 37.
  • a separate holding mechanism (ring) can be omitted. This is possible in particular when using an aluminum reflector with a small wall thickness.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Einseitig gesockelte Hochdrucklampe, mit einem vakuumdicht abgeschlossenen Innengefäß, wobei dieses von einem Hüllteil umgeben ist, wobei ein Sockel mit elektrischen Anschlüssen einerseits das Innengefäß und andererseits das Hüllteil trägt, und wobei der Reflektor rotationssymmetrisch aufgebaut ist, und wobei die Reflektorkontur in mindestens zwei zonale Schichten gegliedert ist, deren axiale Höhe so bemessen ist, dass jede Zone mindestens 35 % der vom Zentrum des Innengefäßes ausgehenden Lichtintensität auffängt und wobei eine erste Zone mindestens 90 % des auf sie treffenden Lichtes in bezog auf die Lampenachse in positive Winkel zurückreflektiert und eine zweite Zone mindestens 90 % des auf sie treffenden Lichts in bezog auf die Lampenachse in negative Winkel zurückreflektiert, und wobei das Innengefäß eine Metallhalogenidfüllung enthält, und wobei die Lampe eine gegebene mittlere Farbtemperatur aufweist

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Hochdruckentladungslampen, bevorzugt Metallhalogenidlampen, aber auch beispielsweise um Halogenglühlampen. Häufig wird dabei ein langgestrecktes, insbesondere keramisches, Entladungsgefäß als Lampenkolben benutzt.
    • Stand der Technik
  • Die EP-A 1 109 199 beschreibt eine einseitig gesockelte Hochdrucklampe, bei der der Außenkolben von einem Reflektor umgeben ist. Die Reflektorkontur ist nicht weiter unterteilt.
  • Nachteilig daran ist, dass es beim Einsatz von Metallhalogenidlampen in diesen üblichen Reflektoren zu Farbeffekten in der Abbildung kommen kann, bedingt durch das Füllungskondensat, welches sich in der Regel unten im Brenner der Lampe ablagert. Besonders deutlich tritt dieser Effekt in horizontaler Brennlage auf, wobei das Kondensat wie ein Farbfilter wirkt und durch einen üblichen Reflektor als "gelber Fleck" mit deutlich niedrigeren Farbtemperaturen in der oberen Hälfte der Projektionsebene abgebildet wird.
  • Aus der DE 38 08 086 ist bereits ein Reflektor bekannt, dessen Kontur aus verscheiden geformten Abschnitten besteht, die teilweise Freiformflächen darstellen. Dieser Reflektor ist für den Einsatz in Fahrzeugscheinwerfern zusammen mit Glühlampen konzipiert. Das Konzept der Freiflächenkonturen ist beispielsweise ausführlich in EP-A 282 100 erläutert.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einseitig gesockelte Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die Farbeffekte möglichst vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Bei den üblichen Reflektoren werden nur positive Winkel erzeugt. Dies bedeutet, dass man in bezog auf die Lampenachse bzw. deren Parallele immer nur von der Reflektorkontur rückreflektierte Strahlen hat, die positive Winkel mit der Achse bilden, also die Achse im Fernfeld wieder schneiden.
  • Teilt man die Reflektorlampe im seitlichen Schnitt in vier Quadranten ein, die von der Lampenachse und der Reflektoröffnung gebildet werden, so sind bei einem konventionellen Reflektor die Quadranten immer kreuzweise zugeordnet. Bei horizontaler Brennlage bedeutet dies, dass Licht aus der unteren Hälfte, nach Definition also dem zweiten Quadranten, in der Abbildungsebene die gegenüberliegende Hälfte, nach Definition den vierten Quadranten, bestrahlt. Umgekehrt ist Licht aus der oberen Hälfte (erster Quadrant) der Lampe in der Projektionsebene der unteren Hälfte, alo dem dritten Quadranten, zugeordnet. Diese eindeutige Zuordnung verursacht jedoch bei Lampen, die ein Kondensat als Füllung haben, eine hohe Farbstreuung. Denn der Bereich, der das Kondensat enthält, also in aller Regel immer der untere Quadrant in horizontaler Brennlage, erhält seine Strahlung erst auf dem Umweg über das Kondensat, das die Strahlung gelblich einfärbt und damit einen fleck mit niedrigerer Farbtemperatur schafft. Der Bereich, der kein Kondensat enthält, also in aller Regel immer der obere Quadrant in horizontaler Brennlage, erhält seine Strahlung ohne jede Veränderung, hier ist die Farbtemperatur deutlich höher. Bei üblichen Messungen in einer Ulbrichtkugel wird dieses Problem nicht angezeigt, da dort die Messung integral über die gesamte Kugel erfolgt und nicht ortsaufgelöst.
  • Erfindungsgemäß ist der Reflektor jetzt so konturiert, dass beide Zonen in etwa die Hälfte des Lichts jedes Quadranten erhalten. In der Praxis sollten es statt der optimalen 50 % zumindest 35 % sein. Die erste Zone ist so berechnet, dass sie das Licht in den Quadranten schickt, der direkt über ihr liegt, ohne die Lampenachse zu schneiden. Nur die zweite Zone ist so berechnet, dass ihr zugeordnetes Licht in üblicher Weise die Lampenachse schneidet und in den anderen Quadranten der Projektionsebene fällt. Auf diese Weise wird eine Mittelung erreicht. Jeweils etwa die Hälfte der Strahlung in einem Quadranten der Projektionsebene stammt aus dem darunterliegenden Quadranten der Emissionsseite, die andere Hälfte aus dem gegenüberliegenden Quadranten der Emissionsseite. Dieser Ausgleichseffekt musste bisher mühsam und unvollkommen durch eine geeignet strukturierte Abdeckscheibe erzielt werden.
  • Im einzelnen besitzt die einseitig gesockelte Lampe ein vakuumdicht abgeschlossenes Innengefäß, insbesondere ein langgestrecktes Entladungsgefäß aus Keramik oder Quarzglas, das u.U. noch in einem Außenkolben untergebracht ist. Dabei spielt es keine Rolle, ob das Entladungsgefäß zylindrisch oder gerundet geformt ist.
  • Das Innengefäß ist noch von einem Reflektor umgeben. Bevorzugt handelt es sich beim Innengefäß um eine Baueinheit Entladungsgefäß mit Außenkolben. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um ein keramisches Entladungsgefäß, insbesondere um eine Metallhalogenidlampe für Allgemeinbeleuchtungszwecke.
  • Dabei trägt ein Sockel mit elektrischen Anschlüssen einerseits das Innengefäß und andererseits das Reflektorteil. Die elektrischen Anschlüsse sind normalerweise mit Stromzuführungen verbunden, die einen elektrischen Kontakt zu einem Leuchtmittel im Innern des Innengefäßes herstellen, die beispielsweise durch Elektroden im Innern realisiert sind. Ohne Beschränkung der Erfindung können auch Außenelektroden verwendet werden, oder eine elektrodenlose Konfiguration. Statt eines keramischen Entladungsgefäßes kann auch ein Entladungsgefäß aus Quarzglas oder Hartglas verwendet werden. Ein Außenkolben als Teil des Innengefäßes ist nicht unbedingt erforderlich, aber häufig erwünscht.
  • Der Sockel weist neben dem Sockelstein ein übliches, der Fassung zugewandtes Teil auf, beispielsweise einen Schraubsockelansatz oder Bajonettsockelansatz oder GU-Sockel.
  • Bevorzugt ist das Innengefäß, also beispielsweise der Lampenkolben oder der Außenkolben, der ein Entladungsgefäß enthält, bzw. das Entladungsgefäß im Falle des Fehlens eines Außenkolbens, in der zentralen Öffnung mittels eines Federclips gehaltert, wie an sich bekannt.
  • Üblicherweise sind aus dem Lampenkolben Stromzuführungen herausgeführt, die mit den elektrischen Anschlüssen des Sockels verbunden sind. Eine besonders flexible und zeitsparende Lösung besteht darin, für die Verbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen und den Stromzuführungen Klemmverbindungen zu verwenden, wie an sich bekannt.
  • Üblicherweise weist der Sockel außerdem ein fassungszugewandtes Teil auf, das zumindest teilweise wie an sich bekannt mittels Crimpung mit dem Sockelstein verbunden ist. Dieses Teil enthält beispielsweise ein übliches Schraubgewinde oder Zapfen eines Bajonettsockels etc.
  • Eine typische Anwendung ist eine Metallhalogenidlampe, die eine Füllung mit oder ohne Quecksilber-Anteil, ggf. mit inertem Zündgas, vorteilhaft Edelgas, enthält.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Metallhalogenidlampe in Seitenansicht;
    Figur 2
    einen Reflektor für eine derartige Lampe;
    Figur 3
    die Funktionsweise eines früheren Reflektors;
    Figur 4
    die Definition der vier Quadranten;
    Figur 5
    die Zuordnung zwischen Reflektorsegment und Ausstrahlungssegment bei einem früheren Reflektor;
    Figur 6
    die Funktionsweise eines Reflektors gemäß der Erfindung;
    Figur 7
    die Einteilung der Reflektoröffnung nach Uhrzeiten;
    Figur 8
    die Streuung der Farbtemperatur über die Projektionsebene bei einem bisherigen Reflektor;
    Figur 9
    die Streuung der Farbtemperatur über die Projektionsebene bei einem neuartigen Reflektor;
    Figur 10
    das Überlagerungsprinzip eines neuen Reflektors;
    Figur 11
    den Strahlengang einer bisherigen (Figur 11a) und neuen ReflektorLampe (Figur 11 b).
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • In Figur 1 ist eine Reflektorlampe 1 gezeigt, mit einem Reflektorteil 2, das aus Aluminium gefertigt ist. Ein Sockelstein 3 der Lampe besitzt innen einen hochgezogenen Kragen 4, der zylindrisch geformt ist und einen Außenkolben 5 teilweise umgibt, jedoch unterhalb des Entladungsvolumens 6 des Entladungsgefäßes 7 endet. Der Hals 9 des Reflektors wird zunächst über den Kragen 4 geschoben. Dann wird eine Befestigung durch Crimpen, also Eindrücken des Halses 9 in Bohrungen am Kragen 4 (nicht gezeigt) realisiert, so dass Dellen resultieren. Ausreichend sind drei über den Umfang verteilte durch Crimpen entstandene Dellen. Statt durchgehender Bohrungen genügen auch oberflächliche Vertiefungen.
  • Es handelt sich in Figur 1 um eine Metallhalogenidlampe für Allgemeinbeleuchtung, deren Füllung Halogenide von Na, Sn, Ca, Tm. Tl u.ä. enthalten kann. Das keramische innere Entladungsgefäß 7, das zweiseitig verschlossen ist, ist längsgestreckt in der Lampenachse A angeordnet. Es ist eng von dem Außenkolben 5 umgeben, der einseitig gequetscht ist und aus Hartglas gefertigt ist. Ein Gestell 14 mit kurzer und langer Zuleitung (nur teilweise dargestellt) haltert das Entladungsgefäß 7 im Außenkolben 5. Die Elektroden 17 im Innern des Entladungsgefäßes sind über Durchführungen 18 mit den Zuleitungen verbunden. Letztere sind im Bereich einer Quetschung, die den Außenkolben 5 verschließt, mit äußeren Stromzuführungen verbunden. Die Quetschung des Außenkolbens sitzt in einer dazu passenden Öffnung des Sockelsteins 3 aus Keramik und ist dort durch einen Metallclip gehaltert, wie an sich bekannt. Der Sockel ist im wesentlichen aus dem Sockelstein 3 und einem Schraubsockelteil 10 gebildet.
  • Ein Reflektor 2 ist außen um den Außenkolben 5 angebracht. Er ist gegliedert in einen Abschnitt mit Kontur 35, an dessen einem Ende ein Halsteil 9 sitzt, an dem der Sockel befestigt ist, und an dessen anderem Ende die Reflektoröffnung 36 sitzt, die mit einer einfachen Abdeckscheibe 37 verschlossen ist.
  • Figur 2 zeigt den Reflektor 2 in Vergrößerung. Die Kontur 35 ist in zwei zonale Schichten 38, 39 gegliedert, die beide als Freiformflächen geformt sind, die rotationssymmetrisch sind. Die erste am Hals 9 ansetzende Zone 38 ist flach und hat einen mittleren Winkel zur Lampenachse von ca. 70°, wenn man den Mittelwert zwischen Anfangs- und Endpunkt der ersten Zone hernimmt. Die zweite äußere Zone 39 ist steil und hat einen mittleren Winkel zur Lampenachse, der deutlich geringer ist, um mindestens 20°, bevorzugt 30°, geringer. Ihr mittlerer Winkel zur Lampenachse A ist etwa 35°, wenn man den Mittelwert zwischen Anfangs- und Endpunkt der zweiten Zone hernimmt. Die zweite Zone 39 endet an einer Umfassung 40, die später die Abdeckscheibe hält., indem sie nach innen umgebogen wird.
  • Die Funktionsweise eines früheren Reflektors ist exemplarisch in Figur 3 gezeigt. Die dortige Reflektorlampe 45 ist im vertikalen Schnitt bei horizontaler Brennlage gezeigt. Ein Kondensat 46 der Füllung lagert sich am Boden 47 des Entladungsgefäßes 48 ab. Die Lampe wird durch die Lampenachse A in zwei symmetrische Hälften geteilt. Die obere Hälfte wird als erster Quadrant AI die untere Hälfte als zweiter Quadrant AIIezeichnet. Aus der Mitte des Entladungsgefäßes, wo der Entladungsbogen sitzt, entweicht Strahlung nach unten aus dem Entladungsgefäß 48. Sie wird nach Definition in den zweiten Quadranten AII emittiert. Die obere Hälfte der Lampe liegt nach Definition im ersten Quadrant AI Erster und zweiter Quadrant bilden die Emissionsseite, siehe Figur 4. Sie endet an der Abdeckscheibe 49. Hinter der Abdeckscheibe beginnt die Projektionsseite, bei der hier im wesentlichen nur das Fernfeld interessiert, beispielsweise eine in gewisser Entfernung vertikal angeordnete Projektionsebene 50. Hier liegen die beiden anderen Quadranten AIII und AIV. Nach Definition ist der dritte Quadrant AIII zwischen der unteren Hälfte der Abdeckscheibe 49 und der Projektionsebene 50 aufgespannt, während der vierte Quadrant AIV darüber liegt, also zwischen der oberen Hälfte der Abdeckscheibe 49 und der Projektionsebene 50 aufgespannt ist. Das Prinzip der Quadranten zeigt Figur 4.
  • Figur 3 zeigt den Zusammenhang zwischen Emissionsseite und Projektionsseite beim Stand der Technik. Licht aus Quadrant AI (nicht gezeigt) wird in Quadrant AIII reflektiert, während entsprechend Licht aus Quadrant AII, wo das Kondensat 46 die Strahlung modifiziert, in Quadrant AIV reflektiert wird. Beispielhaft sind zwei Lichtstrahlen 31, 32 gezeigt. Licht, das in Quadrant AII durch das Kondensat 46 hindurch aus dem Entladungsgefäß austritt, wird in der Draufsicht der Figur 5 durch das Reflektorsegment all in das Ausstrahlungssegment alV in der Projektionsebene gestrahlt, wodurch bei einer mittleren Farbtemperatur von 3000 K (integral gemessen mit der Ulbrichtkugel) ein Ausstrahlungssegment auf der Projektionsebene entsteht, welches z.B. eine Farbtemperatur von ca. 2800 K hat. Analog hierzu wird ein Ausstrahlungssegment in der unteren Projektionsebene erzeugt, welches ca. 3200K Farbtemperatur aufweist, weil es vom Quadranten I ohne Störung durch das Kondensat 46, herrührt. Die Farbtemperatur weist große lokale Unterschiede auf, verursacht durch ein Kondensat und auch durch Farbsäume. Die so entstehenden Farbeffekte werden üblicherweise durch eine in den Strahlengang gebrachte, strukturierte Abdeckscheibe 49 reduziert.
  • Beim farbkompensierten Reflektor (Figur 6) wird Licht mit niedriger Farbtemperatur, das hauptsächlich in einem Reflektorsegment, das in horizontaler Brennlage unten, also sozusagen bei etwa 6 Uhr (siehe Figur 7) liegt, also im zweiten Quadranten BII angesiedelt ist, sowohl in den vierten Quadranten BIV mit positiven Winkeln der Reflektion (symbolisiert durch (+)), als auch in den dritten Quadranten BIII mit negativen Winkeln (-), geworfen.
  • Die Darstellung mit Uhrzeit ist in Figur 7 gezeigt, wobei die Reflektoröffnung 11 entlang dem Umfang mit Uhrzeiten markiert ist. 12 Uhr ist oben und 6 Uhr, also die Richtung, in der das Kondensat 46 im Entladungsgefäß liegt, ist unten. Umgekehrt gilt das Gleiche für ungestörtes Licht aus dem ersten Quadranten BI. Auch dieses wird zu je etwa 50 % in den dritten (BIII) und vierten Quadranten (BIV) geworfen. Somit wird Licht niedriger Farbtemperatur (Reflektorsegment bei 6 Uhr) mit Licht mit hoher Farbtemperatur (Reflektorsegment bei 12°°) gemischt, während Licht mit mittlerer Farbtemperatur (Reflektorsegment bei 3 Uhr) wieder mit Licht mit mittlerer Farbtemperatur (Reflektorsegment bei 9 Uhr) auf der Projektionsebene 50 gemischt wird.
  • Auf diese Weise wird die resultierende Streuung der Farbtemperatur über die Projektionsebene 50 im Vergleich zu einem üblichen Reflektor stark reduziert ist. Figur 8 zeigt die Streuung der Farbtemperatur einer Lampe mit einem üblichen einfachen Reflektor und Figur 9 die stark reduzierte Streuung bei Verwendung eines neuen, aus zwei zonalen Schichten 38, 39 zusammengesetzten Reflektors 2 gemäß Figur 2.
  • Die zwei zonalen Schichten 38, 39 des Reflektors bewirken, dass ein Reflektorsegment bII (Figur 10) durch seinen Anteil an der flachen Reflektorzone 38 ein Ausstrahlungssegment bIII und durch seinen Anteil an der steilen Reflektorzone 39 ein Ausstrahlungssegment bIV in der Projektionsebene erzeugt (gestrichelt eingezeichnet). Diese beiden Ausstrahlungssegmente bIII und bIV, erzeugt auf der Emissionsseite durch das Reflektorsegment bII, haben bei einer mittleren Farbtemperatur von 3000 K z.B. eine Farbtemperatur von 2800 K und werden mit zwei praktisch gleichartig lokalisierten Ausstrahlungssegmenten, jetzt aber erzeugt durch das Reflektorsegment bI mit einer Farbtemperatur von z.B. 3200 K, überlagert.
  • Figur 11 zeigt die erfindungsgemäße Überlagerung der emittierten Strahlen durch den Reflektor 2 in Abbildung 11 b im Vergleich zu einem Strahlengang eines üblichen Reflektors 49 in Abbildung 11a, bei dem praktisch keine Überlagerung wie in Figur 10 beschrieben stattfindet.
  • Auf diese Weise kann die Variation der Farbtemperatur in der Projektionsebene erheblich, insbesondere um mindestens 50 %, reduziert werden.
  • Zwischen der ersten und der zweiten zonalen Schicht kann insbesondere auch noch eine Übergangszone eingefügt sein, die einen scharfen Knick zwischen den beiden Zonen 38 und 39 vermeidet. Außerdem kann auch zwischen erster zonalen Schicht 38 und Hals 9 eine Anpassungszone und/oder zwischen zweiter zonalen Schicht und dem Rand der Reflektoröffnung eine Anpassungszone vorgesehen sein.
  • Die Kontur des Reflektors kann in einer oder mehreren der zonalen Schichten facettiert sein, wie an sich bekannt, um die Gleichmäßigkeit noch weiter zu verbessern.
  • Schließlich kann der Rand des Reflektors bevorzugt in der Nähe der Öffnung umgebördelt (40) sein, so dass er die Abdeckscheibe 37 direkt haltert. Auf einen separaten Haltemechanismus (Ring) kann verzichtet werden. Dies ist insbesondere bei Verwendung eines Aluminium-Reflektors mit geringer Wandstärke möglich.

Claims (9)

  1. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe, mit einem vakuumdicht abgeschlossenen Innengefäß (2, 3), wobei dieses von einem Reflektor (24) umgeben ist, und mit einem Sockel, wobei das Innengefäß in einem Halsteil des Reflektors sitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor rotationssymmetrisch aufgebaut ist, und wobei die Reflektorkontur in mindestens zwei zonale Schichten gegliedert ist, deren axiale Höhe so bemessen ist, dass jede Zone mindestens 35 % der vom Zentrum des Innengefäßes ausgehenden Lichtintensität auffängt und wobei eine erste Zone mindestens 90 % des auf sie treffenden Lichtes in bezog auf die Lampenachse in positive Winkel zurückreflektiert und eine zweite Zone mindestens 90 % des auf sie treffenden Lichts in bezog auf die Lampenachse in negative Winkel zurückreflektiert, und wobei das Innengefäß eine Metallhalogenidfüllung enthält, und wobei die Lampe eine gegebene mittlere Farbtemperatur aufweist.
  2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zone als Freiflächenkontur geformt ist.
  3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die zweite Zone als eine Freiflächenkontur geformt ist.
  4. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengefäß im Reflektor von einem Außenkolben umgeben ist.
  5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Halsteil als erste Zone eine flachwandige Zone angesetzt ist, deren mittlere Neigung 40 bis 70° gegen die Lampenachse ist.
  6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Zone eine zweite steilwandigere Zone ansetzt, deren mittlere Neigung weniger als 30° gegen die Lampenachse ist.
  7. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoröffnung entweder offen ist oder durch eine Abdeckscheibe ohne optische Wirkung verschlossen ist.
  8. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Zone der Kontur eine Übergangszone eingefügt ist.
  9. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor aus Aluminium gefertigt ist, wobei der randnahe Bereich des Reflektors direkt mittels Umbördeln (40) eine Abdeckscheibe (37) in der Öffnung haltert.
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