DE19530821A1

DE19530821A1 - Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke

Info

Publication number: DE19530821A1
Application number: DE19530821A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Genz; Joachim Dr Dirks; Hans-Werner Goelling; Clemens Barthelmes
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-02-27
Also published as: DE19548518A1; DE59603549D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenid-Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Metallhalogenid-Entladungslampen dieser Art werden vorwiegend in opti sche Reflektoren oder sonstige optisch abbildende Systeme eingebaut. Ihr Einsatzgebiet ist beispielsweise die Projektions- oder Lichtleitertechnik u. a. für die Overhead-, Dia- und Kinoprojektion sowie besonders für die Video projektion bzw. für die Endoskopie und Boroskopie. Für gute Abbildungs ergebnisse sind dementsprechend sehr kurze Lichtbögen und höchste Leuchtdichten (im Mittel mehr als ca. 30 kcd/cm²) bei Farbtemperaturen von mehr als 4500 K und guter Farbwiedergabe erforderlich. Typische Lei stungswerte liegen im Bereich zwischen ca. 100 W und 600 W. Außerdem kommt der zeitlichen Konstanz des Ortes des Entladungsbogens innerhalb des Lampengefäßes eine besondere Bedeutung zu. Bei Bogenunruhe wan dert der Entladungsbogen nämlich stochastisch aus dem Fokus des Lampen reflektors und beeinträchtigt so die Qualität der optischen Abbildung.

In der WO 94/23441 ist eine derartige Lampe für spezifische Bogenleistun gen zwischen 60 und 140 W pro mm Bogenlänge mit einer Füllung offenbart, die neben Quecksilber und einem Inertgas noch zusätzlich Halogenverbin dungen der Elemente Cäsium, Dysprosium und Tantal enthält. Nachteilig ist, daß bei höheren als den angegebenen Bogenleistungen zunehmend Bo genunruhen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil zu be seitigen und eine Metallhalogenid-Entladungslampe zu schaffen, die eine Farbtemperatur von mehr als 4500 K - bei guter Farbwiedergabe - sowie eine auch bei sehr hohen spezifischen Bogenleistungen geringe Bogenunruhe aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.

Das Entladungsgefäß der erfindungsgemäßen Metallhalogenid- Entladungslampe enthält pro cm³ Gefäßvolumen - außer typisch minde stens 0,5 µmol Cäsium (Cs) und einem Seltenen Erdmetall (SE), bevorzugt Dysprosium (Dy) mit einer typischen Füllmengen im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol - zusätzlich das Element Niob (Nb) als weiteres Me tall zur Bildung von Metallhalogeniden. Die Füllmenge pro cm³ Gefäßvolu men des Elements Nb liegt typisch im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol, bevorzugt liegt sie im Bereich zwischen 1 µmol und 1,5 µmol. In Vorversuchen hatte es sich überraschenderweise gezeigt, daß durch Zusatz von Nb die Bogenunruhe selbst bei spezifischen Bogenleistungen von bis zu 200 W pro mm Bogenlänge noch gering ist. Die Füllung enthält noch folgen de weitere Bestandteile: mindestens ein Inertgas, beispielsweise Argon (Ar) oder Xenon (Xe) als Zündgas mit einem typischen Fülldruck im Bereich zwi schen ca. 20 kPa und 60 kPa, Quecksilber zur Einstellung der gewünschten Brennspannung, typisch im Bereich zwischen ca. 5 mg und 15 mg pro mm Bogenlänge für Brennspannungen zwischen 30 V und 50 V sowie ein oder mehrere Halogene, vorzugsweise Jod (I) und/oder Brom (Br) zur Bildung von Metallhalogeniden.

Vorteilhaft wird die Lampe mit einem Reflektor zu einer Baueinheit zusam mengefügt, wie in der DE-PS 28 40 031 beschrieben. Dabei ist die Lampe nä herungsweise axial im Reflektor montiert. Der Reflektor ist z. B. dichroitisch beschichtet.

Als Material für den Lampenkolben eignet sich Quarzglas oder auch ein transparentes Keramikmaterial, beispielsweise Al₂O₃. Für die Lampe eignet sich insbesondere ein zweiseitig verschlossenes Entladungsgefäß.

Innerhalb des Entladungsgefäßes stehen sich zwei Elektroden gegenüber. Die Elektroden sind jeweils mit einer Stromzuführung verbunden, die gas dicht nach außen geführt sind.

Typische Werte für die spezifische Bogenleistung liegen im Bereich zwi schen ca. 100 W und 200 W pro mm Bogenlänge, insbesondere im Bereich zwischen ca. 150 W und 200 W pro mm Bogenlänge. Dabei werden mittlere Leuchtdichten von typisch mehr als 45 kcd/cm² erzielt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt die

Figur eine schematische geschnittene Darstellung der Lampe mit Reflektor.

In der Figur ist der Längsschnitt einer mit einem Reflektor fest verbundenen Metallhalogenid-Entladungslampe 1 mit einer Leistung von 270 W schema tisch dargestellt. Das Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas besitzt eine im we sentlichen kugelförmige Gestalt und weist an zwei diametral gegenüberlie genden Stellen je einen Hals auf, in den stiftförmige Wolfram-Elektroden 3 mittels Dichtungsfolien 4 aus Molybdän eingeschmolzen sind. Die dem Ent ladungsraum abgewandten Enden der Dichtungsfolien 4 sind mit Stromzu führungen 5 verschweißt, die ihrerseits mit elektrischen Anschlüssen 6, 7 des Reflektor-Sockelsystems verbunden sind. Das Reflektor-Sockelsystems be steht - außer aus den elektrischen Anschlüssen 6, 7 - im wesentlichen aus dem Reflektor 8 und einem zweiteiligen Keramiksockel 9, 10. Für eine de tailliertere Erläuterung des Reflektor-Sockelsystem sei auf die DE-PS 28 40 031 verwiesen.

Das innere Volumen des eine ionisierbare Füllung umschließenden Entla dungsgefäßes 2 beträgt ca. 0,33 cm³. Die axial einander gegenüberstehenden Elektroden 3 haben einen Abstand von 1,6 mm.

Die Füllung besteht neben 12 mg Hg und 45 kPa Ar als Grundgas aus den in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten weiteren Füllungsbestandteilen in den dort angegebenen Mengen. Die daraus errechneten volumenbezogenen mo laren Mengen einiger Füllungskomponenten sind in der nachfolgenden Ta belle 2 aufgelistet. Die spezifische Bogenleistung und die Brennspannung be tragen ca. 167 W pro mm Bogenlänge bzw. ca. 35 V. Tabelle 3 zeigt die mit der Lampe erzielten lichttechnischen Werte.

Tabelle 1

Menge der Füllungskomponenten der Lampe

Tabelle 2

Volumenbezogene molare Mengen einiger Füllungs komponenten

Tabelle 3

Mit der Füllung aus Tabelle 1 erzielte lichttechnische Werte

Claims

1. Metallhalogenid-Entladungslampe für Projektionszwecke mit einem lichtdurchlässigen Entladungsgefäß in dem sich zwei Elektroden ge genüberstehen, die mit nach außen geführten Stromzuführungen ver bunden sind, wobei das Entladungsgefäß eine ionisierbare Füllung enthält, bestehend aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, min destens einem Halogen, Cäsium (Cs) und einem Seltenerdmetall (SE) sowie einem weiteren Metall zur Bildung von Metallhalogeniden, da durch gekennzeichnet, daß die Füllung als weiteres Metall Niob (Nb) enthält.

2. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Füllmenge des Nb im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol pro cm³ des Gefäßvolumens liegt.

3. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Füllmenge des Nb vorzugsweise im Bereich zwischen 1,0 µmol und 1,5 µmol pro cm³ des Gefäßvolumens liegt.

4. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Füllmenge des Cs mindestens 0,5 µmol pro cm- des Gefäßvolumens beträgt.

5. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Füllung als Seltenerdmetall Dysprosium enthält, wo bei die Füllmenge des Dy im Bereich zwischen 0,3 µmol und 3 µmol pro cm³ des Gefäßvolumens liegt.

6. Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Entladungsgefäß als Halogene für die Haloge nidverbindungen Jod und Brom in einem Molverhältnis Jod zu Brom im Bereich zwischen 0,2 und 2 enthält.