DE102005026207A1

DE102005026207A1 - Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE102005026207A1
Application number: DE102005026207A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Gölling
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-14
Also published as: US20060273729A1; CA2549623A1

Abstract

Bei der Meallhalogenid-Hochdruckentladungslampe für Bühnen-, Film- und Fernsehbeleuchtungssysteme sowie für Projektionstechnik und Effektbeleuchtung enthält das Entladungsgefäß als Metalle für die Metallhalogenide Indium und/oder Zinn und/oder Thallium. Optimale Ergebnisse hinsichtlich Dimmbarkeit, Bogenunruhe und Farbwiedergabe werden erzielt, wenn die Füllung zusätzlich 0,12 bis 3,8 mumol Vanadium sowie eventuell 0,05 bis 1,0 mumol Zirkon pro ml des Gefäßvolumens aufweist. Durch diese Metalle wird eine verbesserte Farbwiedergabe größer 85 und eine verbesserte Rotwiedergabe erreicht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß aus hochtemperaturfestem lichtdurchlässigen Material, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden und einer Füllung aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, gegebenenfalls Cäsium sowie Metallhalogeniden von Indium und/oder Zinn und/oder Thallium, jedoch keine Seltenen Erden.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen dieser Art werden insbesondere in Beleuchtungssystemen für Bühne, Film und Fernsehen eingesetzt, wo Licht mit Farbtemperaturen zwischen 5000 und 9000 K und sehr guter Farbwiedergabe in allen Farbtemperaturbereichen benötigt wird. Neuerdings finden diese Lampen auch in der Projektionstechnik, der Architekturbeleuchtung und der Effektbeleuchtung Verwendung.

Aus der US-B-6 380 675 sind Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampen mit Halogenidzusätzen Indium und/oder Zinn und/oder Thallium bekannt. Diese Lampen geben Strahlung mit einer Farbtemperatur zwischen 5000 und 9000 K und einem allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra von größer 70 ab, wobei der Farbwiedergabeindex R₉ für den roten Spektralbereich Werte bis 50 erreicht.

Nachteilig ist jedoch, dass diese Lampen bei zu großem Indium-, Zinn- und/oder Thallium-Anteil zur Bogenunruhe neigen. Außerdem wird beim Dimmen oder Boosten der Lampen durch die Temperaturänderung im Brenner der Dampfdruck der Metallhalogenide stark beeinflusst, so dass es zu einer großen Änderung der Farbtemperatur und Farbwiedergabe kommt.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit den oben genannten Eigenschaften bezüglich Farbtemperatur und Farbwiedergabeindex zu schaffen, bei der die genannten Nachteile weitestgehend unterdrückt werden.

Die Aufgabe wird bei Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen mit einem Entladungsgefäß aus hochtemperaturfestem lichtdurchlässigen Material, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden und einer Füllung aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, gegebenenfalls Cäsium sowie Metallhalogeniden von Indium und/oder Zinn und/oder Thallium, durch die zusätzliche Beigabe von Vanadium erreicht.

Vanadiumhalogenid besitzt bei niedrigen Temperaturen bereits einen hohen Dampfdruck. Somit ist bei den üblichen Brennertemperaturen bei diesen Lampen die zugesetzte Vanadiumfüllung bereits komplett verdampft. Dies führt insbesondere dazu, dass im gesättigten Rot (d.h. den R₉-Wert betreffend) sehr hohe Ra-Werte erreicht werden können.

Vorteilhaft enthält dabei die Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe Vanadium in einer Menge von jeweils 0,12 bis 3,8, besser 0,35 bis 3,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens.

Kombiniert man weiterhin das Vanadium mit Zirkon, so kann die Farbtemperatur in den blauen Wellenlängenbereich angehoben werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Ra und R₉-Werte führt. Zusätzlich wird die Licht ausbeute gesteigert. Durch die Zugabe von Vanadium und eventuell Zirkon können also die Bedürfnisse bei den verschiedenen Anwendungsgebieten bezüglich Farbtemperatur, Farbwiedergabe und Lichtausbeute in weiten Grenzen angepasst werden.

Durch den Verzicht auf Seltenerd-Metalle kann insbesondere eine 300 W-Lampe bei niedriger Wandbelastung betrieben Werden, ohne dass es zu Schwärzungen und Entglasungen über die Lebensdauer der Lampe kommt. Dadurch wird eine Lebensdauer von über 300 Stunden erreicht. Die genannten Nachteile treten erst wesentlich später auf als bei Lampenfüllungen mit Seltenerd-Anteilen. Jod und Brom liegen nur im stöchiometrischen Verhältnis vor. Der Lampenkreislauf arbeitet also ohne Halogenüberschuss.

Außerdem wird durch die Kombination von Vanadium und Zirkon die Farbtemperaturänderung beim Dimmen oder Boosten stark reduziert, da beide Halogenid-Verbindungen vollständig verdampft sind und deshalb keine Dampfdruckänderung (und somit Teilchendichteänderung) im Plasma des Brenners während des Dimmens oder Boostens auftreten kann. Vanadium sowie Zirkon bilden vermutlich clusterähnliche Moleküle analog dem Hafnium.

Vorteilhaft enthält das Entladungsgefäß dabei zusätzlich Zirkon in einer Menge von jeweils 0,05 bis 1,0, besser 0,15 bis 0,8 μmol pro ml des Gefäßvolumens.

Die Menge des Indiums in der Metallhalogenid-Zusammensetzung des Entladungsgefäßes sollte vorteilhaft zwischen 0,2 und 2,0 μmol, die des Zinns zwischen 0,5 und 5,0 und die Menge des Thalliums zwischen 0,05 und 0,5 μmol pro ml des Gefäßvolumens liegen. Vorteilhaft enthält das Entladungsgefäß der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe als Halogene für die Halogenidverbindungen Jod und Brom in einem Molverhältnis zwischen 0,1 und 4. Die Menge des Cäsiums sollte mindestens 0,5 μmol pro ml des Gefäßvolumens betragen.

Andere Zusätze, wie z.B. Niob, die untersucht worden sind, haben keine Verbesserung im angestrebten Sinn erbracht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher veranschaulicht.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1 mit zweiseitiger Sockelung und einer Leistungsaufnahme von 300 W.
Das Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas besitzt einen ellipischen Lampenkolben 3 und weist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen je einen Lampenhals 4, 5 auf, in den jeweils eine stiftförmige Wolfram-Elektrode 6, 7 mit aufgebrachter Wendel mittels einer hier nicht sichtbaren Dichtungsfolie aus Molybdän eingeschmolzen ist. Die dem Lampenkolben abgewandten Enden der Dichtungsfolien sind über Stromzuführungen mit den Sockeln 8, 9 verbunden.
In der nachfolgenden Tabelle sind zwei unterschiedliche Füllungen des Entladungsgefäßes 2 und die mit der jeweiligen Füllung erzielten lichttechnischen Daten zusammengestellt.
Tabelle 1

Claims

Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe (1) mit einem Entladungsgefäß (2) aus hochtemperaturfestem lichtdurchlässigen Material, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden (6, 7) und einer Füllung aus Quecksilber, mindestens einem Edelgas, gegebenenfalls Cäsium sowie Metallhalogeniden von Indium und/oder Zinn und/oder Thallium, jedoch keine Zusätze von Seltenen Erden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (1) zur Erzeugung von Licht mit einer Farbtemperatur zwischen 5000 und 9000 K, einem allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra von größer 85 und einem Farbwiedergabeindex R₉ für den roten Spektralbereich größer 20 als Metalle für die Metallhalogenide zusätzlich Vanadium enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Vanadium in einer Menge von 0,12 bis 3,8 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Vanadium in einer Menge von 0,35 bis 3,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) zusätzlich Zirkon in einer Menge von 0,05 bis 1,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) zusätzlich Zirkon in einer Menge von jeweils 0,15 bis 0,8 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Indium in einer Menge von 0,2 bis 2,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Zinn in einer Menge von 0,5 bis 5,0 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Thallium in einer Menge von 0,05 bis 0,5 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) als Halogene für die Halogenidverbindungen Jod und Brom in einem Molverhältnis zwischen 0,1 und 4 enthält.
Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) Cäsium in zu einer Menge von mindestens 0,5 μmol pro ml des Gefäßvolumens enthält.