DE69729992T2

DE69729992T2 - Metallhalogenidlampe und Vorrichtung zur Temperaturregelung derselben

Info

Publication number: DE69729992T2
Application number: DE69729992T
Authority: DE
Inventors: Makoto Yawata-shi Kyoto-fu Kai; Yuriko Nara-shi Kaneko; Mamoru Souraku-gun Kyoto-fu Takeda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2017-09-06
Also published as: CN1179076A; EP0828285A2; DE69729992D1; EP0828285A3; TW373416B; EP1037260A2; CN1438823A; CN1276685C; US6084351A; MY132627A; EP0828285B1; CN1103178C; EP1037260A3

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Niederleistungs-Hochdruck-Entladungslampe, und insbesondere auf eine Metallhalogenidlampe, die einen Entladungskolben-Behälter umfasst, der eine Metallhalogenidfüllung in einer Quecksilber-Atmosphäre enthält, und auf eine Vorrichtung zur Temperatursteuerung für eine konstante Lichtbeschaffenheit der Lampe, die ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz der Lampe aufrechterhält.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlicherweise wird eine Metallhalogenidlampe unter Berücksichtigung verschiedener quantitativer Beschränkungen hergestellt, so wie die Beschränkung hinsichtlich des Lampen-Stromverbrauchs, welcher für eine ausreichende Leuchtkraft oder Lichtmenge im Hinblick auf die Bereitstellung eines Lichtstromkreises erforderlich ist, und insbesondere wenn eine Lampe als eine Lichtquelle in einer optischen Projektionsanlage verwendet wird, waren weitere Beschränkungen erforderlich, so wie ein Spalt-Zwischenraum oder eine Lichtlänge zwischen einem Paar Entladungselektroden. Die Elektroden, welche aus Wolfram und ähnlichem Material gefertigt werden, sind in einer speziellen Form und Größe hergestellt, um eine Leuchtdichte oder Helligkeit eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts zu vergrößern, der zwischen den Elektroden erzeugt wird, in Anbetracht einer optischen Anforderung und einer Mengen-Obergrenze einer Quecksilberfüllung, welche beschränkt ist, um eine drucksichere Eigenschaft einer Lichtbogen-Entladungsröhre sicherzustellen.
Außerdem gab es in jüngster Vergangenheit einen zunehmend starken Bedarf an der Entwicklung einer Metallhalogenidlampe zur Verwendung als eine Lichtquelle, die Eigenschaften einer hohen Leuchtdichte und eines hohen Maßes an Lichtstrom-Konstanz in einem wesentlichen Teil einer Sichtanzeige aufweist, welche beispielsweise in einer optischen Projektionsanlage eingebaut ist.
Insbesondere ist es in hohem Maße wichtig, bei der Herstellung einer Metallhalogenidlampe eine Kontur der Entladungselektroden zu optimieren, welche per se eine spezielle Form und Dimension aufweisen, weil die Ausführung von dieser einen großen Einfluss auf die Merkmale der Lampe ausübt, so wie ein Maß an Lichtstrom-Konstanz, eine Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts und ein Maß an wechselnder Lampenspannung.
Bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren der Lampe hat sich jedoch bisher kein Leitprinzip zur Bereitstellung einer passenden -Ausführung von Elektroden gezeigt oder etabliert, welche optimale Lampenmerkmale aufweisen, das heißt ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz, eine hohe Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts und ein geringes Maß an wechselnder Lampenspannung, unter Berücksichtigung der Beschränkungen des Lampenstroms, des Spalt-Zwischenraums zwischen Elektroden und der Obergrenze der Quecksilberfüllung. Deshalb wurde die Herstellung einer optimalen Metallhalogenidlampe vorwiegend durch praktische Erfahrungen durchgeführt.
Bei dieser herkömmlichen Metallhalogenidlampe bestanden Nachteile, dass die Entladungsröhrenwand aus Quarzglas bei einer hohen Temperatur von etwa 1100°C oder höher leicht mit dem Metallhalogenid eine reaktive Wirkung hat, und wenn sich die innerhalb der Röhre verschlossene Menge an Metallhalogenid durch die Reaktion mit der Glasröhrenwand verringert, das Maß an Lichtstrom-Konstanz in unerwünschter Weise verringert wird, welches die Lebensdauer der Lampe verkürzt.
Außerdem gab es Probleme, dass leicht ein Flackern und ein Verdunkelungsphänomen in der Entladungsröhrenwand in unerwünschter Weise aufgrund der Verteilung des Elektroden-Evaporats verursacht werden kann, welches während des Leuchtbetriebes der Lampe auf der Innenfläche der Entladungsröhre haften bleibt, und es kann auch leicht aufgrund der Veränderung der Lampenspannung eine Farbtemperatur-Veränderung verursacht werden. Der forschreitende Grad des Schwärzungsphänomens ist in direkten Zusammenhang mit der Ausführung der Konturen der Elektroden zu bringen.
Wenn die Erhitzung der Entladungsröhre in einem übermäßigen Maße bezüglich der Temperatur unterdrückt wird, kann unterdessen in unerwünschter Weise eine unterste Temperatur in der Entladungsröhrenwand hinter den Elektroden verursacht werden, welches die Verdampfung des Metallhalogenids in der Entladungsröhre unterdrückt, was zu einer Verschlechterung der Lichtstrom-Leistung führt.
So gibt es einen zunehmend starken Bedarf, ein Bezugs-Leitprinzip zur Bereitstellung einer passenden Ausführung von Entladungselektroden festzusetzen, um bei der Herstellung einer Metallhalogenidlampe optimale Lampenmerkmale zu erzielen, das heißt ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz, eine hohe Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts und ein geringes Maß an wechselnder Lampenspannung, unter Berücksichtigung der Beschränkungen des Lampenstromes, des Spalt-Zwischenraumes zwischen den Elektroden und Obergrenzen bezüglich der Menge an Quecksilberfüllung.
EP 0 649 164 A2 offenbart eine Metallhalogenidlampe, welche eine verschlossene Röhre umfasst, die Quecksilbergas und Halogenid enthält, sowie Elektroden, die sich zu einer Mitte der verschlossenen Röhre hin erstrecken, gestützt durch verschlossene Abschnitte an beiden Seiten der verschlossenen Röhre. Eine Kerbe, die sich in einer Richtung, senkrecht zu einer Achse der Elektrode erstreckt, ist in jeder Elektrode gebildet. Ein diagonaler Querschnittsbereich eines Abschnitts, in dem die Kerbe gebildet ist, ist kleiner als der diagonale Querschnittsbereich anderer Abschnitte, und wirkt als ein Hitzedämmungsabschnitt zur Abdämmung von Hitze. Folglich ist die Temperatur eines proximalen Abschnitts, von dem Hitzedämmungsabschnitt zu dem Stützabschnitt, niedriger als die desselben Abschnitts der herkömmlichen Elektrode, und eine Temperatur eines distalen Endabschnitts ist höher als die desselben Abschnitts der herkömmlichen Elektrode. So kann die Bildung einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt aufgrund der Reaktion des proximalen Abschnitts der Elektrode und des Metallhalogenids unterdrückt werden.
EP 0 459 786 A2 offenbart eine Metallhalogenidlampen-Vorrichtung, welche einen Reflektor und eine Metallhalogenidlampe umfasst, wobei Letztere keinen äußeren Kolben und eine Reflexions-/Wärmeschutzschicht und einen matt geschliffenen Abschnitt aufweist, welcher teilweise auf der äußeren Oberfläche der Lampe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs und von der Reflexions-/Wärmeschutzschicht fortlaufend gebildet ist. Dieses verursacht eine Reduktion in einer Gesamtbeleuchtungsstärken-Verringerung und die Erreichung eines gewünschten Beleuchtungsverhältnisses, und verhindert das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bezüglich der Beleuchtung und der Farbe. Da die Elektroden asymmetrisch angeordnet sind, ist es zusätzlich möglich, das Maß an Entglasung der Leuchtröhre zu verringern und den Versuch zu unternehmen, die Lebensdauer der Leuchtröhre zu verlängern.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich haben, in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme, die gegenwärtigen Erfinder spezielle wechselseitige Beziehungen bei der Herstellung einer Metallhalogenidlampe untersucht, unter Berücksichtigung von Beschränkungen eines Lampenstroms, eines Spalt-Zwischenraums zwischen gegenüberliegend angeordneten Entladungselektroden und einer Obergrenze einer Quecksilberfüllung. Zusammenfassend haben die gegenwärtigen Erfinder herausgefunden, dass ein Produkt aus einem elektrischen Feld einer Lampe und einer Stromdichte wechselseitige Beziehungen zu einer Lichtstrom-Konstanz und einem Temperatur-Mittelwert an einem Endabschnitt von jeder Elektrode aufweist, wo jeweils das elektrische Feld der Lampe und die Stromdichte von einem Spalt-Abstand zwischen den gegenüberliegend angeordneten Elektroden und einer Form und Größe der Elektroden abhängt.
Basierend auf der vorstehend beschriebenen Untersuchung der Erfinder, haben diese ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Metallhalogenidlampe entwickelt, welche optimale Lampenmerkmale aufweist, das heißt ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz und eine hohe Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts.
Ferner haben die gegenwärtigen Erfinder eine wechselseitige Beziehung zwischen der Form und Dimension der Elektroden und dem Maß an wechselnder Lampenspannung untersucht und diese gefunden, sowie eine wechselseitige Beziehung zwischen dem elektrischen Feld einer Lampe und der tiefsten Temperatur der Entladungsröhrenwand gefunden.
Es ist somit ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Metallhalogenidlampe vorzustellen, die ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz und eine hohe Leuchtdichte eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts aufweist, wobei diese ein Maß an wechselnder Lampenspannung unterdrückt.
Dieses Ziel wird durch eine Lampe erreicht, wie in Anspruch 1 beansprucht.
Um das vorstehend genannte Ziel zu erreichen, wird eine erste die Erfindung betreffende Metallhalogenidlampe vorgestellt, die eine Entladungsröhre enthält, welche eine Quecksilberfüllung und zumindest ein Metallhalogenid enthält, das als ein Leuchtstoff in einer darin verschlossenen Schutzgasatmosphäre hinzugefügt ist, wobei diese folgendes umfasst: ein Paar Entladungselektroden, die mit einem Abstand eines Spalt-Zwischenraumes gegenüberliegend angeordnet sind, der eine Länge eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts definiert, welcher zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden in der Entladungsröhre erzeugt wird, wobei eine Energiedichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts, dargestellt durch ein Produkt E × j, in dem Bereich liegt von 70,0 ≤ E × j ≤ 150,0 (VA/mm³), wobei E = V/d, j = I/S, angenommen, dass I einen Lampenstrom in Ampere darstellt, mit einer Lampenspannung von V Volt, die zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden angelegt wird, bei einer konstanten Lichtbeschaffenheit der Lampe, und dass jede der Elektroden eine Endoberfläche (1a, 1a') aufweist, von der eine Querschnittsfläche S mm² und der Spalt-Zwischenraum d mm beträgt.
In einer zweiten Metallhalogenidlampe der Erfindung liegt ein Temperatur-Mittelwert (Tm) eines Elektroden-Endabschnitts von jeder Elektrode in dem Bereich von 2300 bis 2700 K.
Durch diese Anordnung kann eine verbesserte Metallhalogenidlampe vorgestellt werden, die ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz und eine hohe Leuchtdichte eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts aufweist, mit einer verlängerten Lebensdauer der Lampe, welche ein Maß an wechselnder Lampenspannung unterdrückt, einen Wechsel in der Farbtemperatur vermeidet und welche in bemerkenswertem Maße zusätzliche Werte verbessert, bei der Verwendung als eine Lichtquelle in verschiedenen Anzeigeeinrichtungen, so wie optischen Projektionsanlagen.
Ferner kann der optimale Bereich des Temperatur-Mittelwertes des Elektroden-Endabschnitts durch einen festgelegten Wert von E × j (= V/d × I/S) definiert werden, mit den festgelegten Werten des Spalt-Zwischenraumes (d) und der Querschnittsfläche (S) des Elektroden-Endabschnitts.
In dem Aufbau der vorliegenden Erfindung kann ein weiter Bereich verschiedener zu verschließender Metallhalogenid-Materialien sowie verschiedener Lampenströme angepasst werden, um Metallhalogenidlampen herzustellen, und deshalb kann der Grad an Freiheit bei der Herstellung der Ausführung und die Effizienz bei der Entwicklung von dieser, in beachtlichem Maße verbessert werden.
Da der Sicherheitsbereich bei dem Anlegen der Lampenspannung bei der Einrichtung eines Lampen-Lichtstromkreises beschränkt werden kann, kann ferner die Herstellung der Ausführung der Lampe vorteilhaft vereinfacht werden.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung offensichtlich, in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und unter Bezugsnahme auf die beigefügten Abbildungen. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Metallhalogenidlampe der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einem Produkt E × j und einem Maß an Lichtstrom-Konstanz L. F. R. gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einem Produkt E × j und einem Temperatur-Mittelwert an dem Endabschnitt einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einer Beleuchtungszeit und einem Maß an Lichtstrom-Konstanz gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einem Produkt E × j und einem Lichtstrom pro Elektroden-Spalt-Zwischenraum (L/d) gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einem Produkt E × j und einem Maß an Lichtstrom-Konstanz L. F. R. sowie einer Beziehung zwischen einem Produkt E × j und einem Lichtstrom pro Elektroden-Spalt-Zwischenraum (L/d) gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ein Diagram einer Beziehung zwischen einem Temperatur-Mittelwert an dem Endabschnitt einer Elektrode und einem Maß an Lichtstrom-Konstanz gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einem Produkt E × j und einem Temperatur-Mittelwert an dem Endabschnitt einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer Elektrode zur Verwendung in einer Metallhalogenidlampe der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ein Diagramm einer Beziehung zwischen einer Länge eines hervorstehenden Abschnitts und eines Temperatur-Mittelwertes an dem Endabschnitt einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 eine schematische Ansicht eines modifizierten Beispiels einer Elektrode zur Verwendung in einer Metallhalogenidlampe der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 eine schematische Ansicht eines anderen modifizierten Beispiels einer Elektrode zur Verwendung in einer Metallhalogenidlampe der zweiten Ausführungsform; und
13 eine schematische Ansicht eines weiteren modifizierten Aufbaus einer Elektrode zur Verwendung in einer Metallhalogenidlampe der zweiten Ausführungsform.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevor die Beschreibung fortgesetzt wird, soll angemerkt werden, dass, da die Grundstrukturen der Metallhalogenidlampen in den bevorzugten Ausführungsformen dieselben sind, gleiche Teile in den beigefügten Abbildungen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet werden.
Erste Ausführungsform
Das Folgende beschreibt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die 1 bis 6.
1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Metallhalogenidlampe, die eine Entladungsröhre 2 einschließt, welche als ein Entladungskolben-Behälter dient, der beispielsweise aus einem Quarzglas oder ähnlichem Material gefertigt ist, wobei die Entladungsröhre 2 eine kugelähnliche Kolben-Innenwand 2a aufweist, die eine Quecksilberfüllung und zumindest ein Metallhalogenid enthält, das als ein Leuchtstoff in einer darin verschlossenen Schutzgasatmosphäre hinzugefügt ist, um eine Farbtemperatur zu erzielen.
In der Entladungsröhre 2 ist ein Paar Entladungselektroden 1 und 1', welche beispielsweise aus einem Wolfram-Material gefertigt sind, mit einem Abstand eines Spalt-Zwischenraumes von d mm, welcher eine Lichtbogen-Entladungslänge (d) definiert, einander gegenüberliegend angeordnet. Jede der Elektroden 1 und 1' einer säulenähnlichen Stiftform weist eine Endoberfläche (1a, 1a') auf, von denen eine Querschnittsfläche S mm² beträgt, und die paarweise angeordneten Elektroden 1 und 1' sind jeweils integral mit den Elektrodenschäften 4 und 4' verbunden und stehen von diesen nach innen hervor. Die Elektrodenschäfte 4 und 4', die in Verschlusselementen 5 und 5' eingefügt sind, sind jeweils mit Außenwand-Anschlusspunkten 7 und 7' durch Metallfolien-Abschnitte 6 und 6' verbunden, welche in den Verschlusselementen 5 und 5' gesichert verschlossen sind.
Bei diesem Aufbau wird eine Lampenspannung (V) zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden 1 und 1' angelegt, um einen Lampenstrom (I) zwischen den Elektroden hindurchzuführen, unter Verwendung eines eine Lichtbogenentladung erzeugenden Stromkreises einer Stromquelle (wie in 17 dargestellt, welches später beschrieben wird), und so wird dabei eine Lichtbogenentladung 3 zwischen den Elektroden 1 und 1' in der Schutzgasatmosphäre in einer konstanten Lichtbeschaffenheit der Lampe erzeugt.
Da nun, durch das Kombinieren verschiedener Arten von Metallhalogenidlampen, bei denen der Spalt-Zwischenraum d und die Endoberflächen-Schnittfläche S innerhalb des Bereichs von: d = 1,8 bis 13 mm und S = 0,169 bis 1,327 mm² schwankt (das heißt, ein Durchmesser ∅ einer kreisförmigen Querschnittsfläche des Endabschnitts der Elektrode in dem Bereich von ∅ = 0,5 bis 1,3 mm schwankt), wurde durch die Verwendung eines Lichtstrom-Messers die Veränderung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz zu einem Zeitpunkt t₁₀₀ nach einem Zeitverlauf von 100 Stunden gemessen, in Bezug zu demjenigen einer Licht-Startzeit t₀ der Lampe, während unterschiedliche Arten von Metallhalogenidlampen und unterschiedliche Lampenströme eingesetzt wurden.
2 zeigt eine Veränderung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz (%) auf einer Ordinatenachse des Diagrams zu einem Zeitpunkt t₁₀₀ nach einem Zeitverlauf von 100 Stunden, gemessen von einer Licht-Startzeit t₀ in Bezug zu einem Produktwert (E × j) eines elektrischen Feldes einer Lampe (E) und einer elektrischen Stromdichte (j) auf einer Abszissenachse, nach einem Zeitverlauf von 0 Stunden, das heißt zu einer Licht-Startzeit t₀, bei der das elektrische Feld der Lampe dargestellt wird durch: E = V/d (V/mm) und die Stromdichte dargestellt wird durch: j = I/S (A/mm²).
Der Grund, warum das Maß an Lichtstrom-Konstanz nach dem Zeitverlauf von 100 Stunden gemessen wird, ist, dass die Verschlechterung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz vorwiegend durch eine Verminderung einer Lichtdurchlässigkeit des Entladungskolben-Glases aufgrund dessen geschwärzter oder verdunkelter Innenwand 2a verursacht wird. Dieses Schwärzungsphänomen der Entladungskolben-Wand 2a wird verursacht, wenn das Elektrodenmaterial verdampft und sich dort herum verteilt, um auf der Innenfläche 2a der Entladungsröhre 2 während des Leuchtbetriebes der Lampe festzuhaften. Der fortschreitende Grad des Schwärzungsphänomens steht in direktem Zusammenhang mit der Ausführung der Kontur der Elektroden.
In der 2 sind die Messungsbeispiele der Versuche in drei Gruppen i) bis iii) eingeteilt, durch das Verändern des Materials der Metallhalogenidfüllung und des Lampenstrom-Pegels, wie im Folgenden aufgeführt:

i) die Zeichen o kennzeichnen einen Fall, in dem eine Metallhalogenid-Füllung aus Indium (In) – Holmium (Ho) verwendet wird, mit einer Lampenstrom-Verwendung von 200 W,
ii) die Zeichen ♢ kennzeichnen einen Fall, in dem eine Metallhalogenid-Füllung aus Indium (In) – Thulium (Tm) verwendet wird, mit einer Lampenstrom-Verwendung von 200 W, und
iii) ein Zeichen ♦ kennzeichnet einen Fall, in dem eine Metallhalogenid-Füllung aus Dysprosium (Dy) – Thallium (Tl) – Natrium (Na) – Holmium (Ho) – Thulium (Tm) verwendet wird, mit einer Lampenstrom-Verwendung von 150 W, welche auf dem Markt verfügbar ist.

In diesen Beispielen wurden die Messungen ausgeführt, während sowohl der Spalt-Zwischenraum d zwischen den paarweise angeordneten Elektroden als auch der Querschnittsbereich S des Endabschnitts von jeder Elektrode innerhalb der vorstehend genannten Bereiche wahlweise verändert und miteinander kombiniert sind.
Die Einheit des Produktes E × j ist V·A/mm³, das heißt W/mm/mm², und dieses bedeutet eine Energiedichte pro Einheitslänge eines Lichtbogen- Entladungsabschnitts 3, welcher durch einen Einheitsbereich der Endoberfläche (1a, 1a') des Elektroden-Endabschnitts (1, 1') erhalten wird. An dieser Stelle wird angemerkt, dass eine lineare Voll-Linie in diesem Diagramm eine Regressionslinie RI₁ ist, welche durch zumindest eine rechtwinklige Annäherung der graphischen Zeichen in dem Diagramm erzielt wird.
Die Messungsergebnisse in 2 zeigen, dass je größer die Energiedichte E × j ist, desto weniger das Maß an Lichtstrom-Konstanz verringert wird.
Der Grund dafür ist, dass wenn die Energiedichte E × j vergrößert wird, die Bewegung der Energie von dem Lichtbogen-Entladungsabschnitt zu jeder Entladungselektrode insbesondere an einer Vorderfläche des Endabschnitts der Elektrode verstärkt wird, und deshalb die Temperatur des Elektroden-Endabschnitts übermäßig ansteigt, was dazu führt, dass das Elektrodenmaterial verdampft wird, oder es kann angenommen werden, dass Photonen, Elektronen und ähnliche Ionen mit einigen teilchenähnlichen Merkmalen von hoher Energiedichte, auf dem Elektroden-Endabschnitt auftreffen, um dadurch eine Verteilung des Elektrodenmaterials zu verursachen, was zu einer Zunahme der Schwärzung der Innenseite der Entladungskolben-Wand 2a führt. So wird das Maß an Lichtstrom-Konstanz verschlechtert.
3 zeigt eine Beziehung des Temperatur-Mittelwertes des Elektroden-Endabschnitts zu der Energiedichte E × j zum Zeitpunkt der Licht-Startzeit t₀, wobei dieselben Beispiele der Lampen, wie die von 2 verwendet werden. Durch diese Messungsergebnisse, die in 3 dargestellt werden, hat sich bestätigt, dass je größer die Energiedichte E × j ist, desto höher der Temperatur-Mittelwert des Elektroden-Endabschnitts ansteigt.
In diesem Versuch wurde die Messung des Temperatur-Mittelwertes des Elektroden-Endabschnitts durch ein Zweifarben-Strahlungstemperatur-Messverfahren ausgeführt, wie in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung (nicht geprüft) (Tokkaihei) 8-152360, veröffentlicht am 11. Juni 1996, dargestellt ist. Dieses Verfahren beruht auf dem Prinzip, dass das Maß an Spektralstrahlungs-Lichtstrom von verschiedenen zwei homogenen Wellenlängen, die von einem zu messenden Gegenstand emittiert werden, durch eine Funktion in Bezug zu einer Temperatur des Gegenstandes dargestellt werden.
Um die reine Wärmestrahlung von dem Elektrodenteil zu ermitteln, während das Vermischen mit der anderen Strahlung von dem Lichtbogen-Entladungsabschnitt verhindert wird, wird bei diesem Verfahren der Veröffentlichung die Spektralverteilung in der Nähe des Elektrodenteils durch ein Spektrophotometer gemessen, welches eine hohe Auflösung von 0,01 nm aufweist, um verschiedene zwei homogene Wellenlängen von einem Schmalband zu erzielen, welche sehr wenig Strahlung von dem Lichtbogen-Entladungsabschnitt aufweisen. So werden die Leuchtdichten der Wärmestrahlung von dem Elektrodenteil durch die verschiedenen zwei Wellenlängen gemessen, und dann wird die Temperatur des Teils durch die Beziehung zwischen den zwei Leuchtdichten dargestellt, wobei eine zweidimensionale Licht-Empfangseinheit, so wie wenn eine CCD-Kamera verwendet wird, als Mittel zum Ermitteln der Wärmestrahlungs-Leuchtdichte von dem Elektrodenteil, so dass der Temperatur-Mittelwert des Elektroden-Endabschnitts erhalten wird.
4 stellt eine Beziehung der Veränderung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz zu dem Anstieg des Beleuchtungs-Zeitabschnitts in zwei typischen Fällen A und B von Metallhalogenidlampen dar, wobei der Fall A, gekennzeichnet durch die Zeichen o, ein Beispiel der Verwendung einer Lampe ist, die ein Maß an Lichtstrom-Konstanz von 80% nach einem Zeitverlauf von 100 Stunden von der Licht-Startzeit t₀ aufweist, während der Fall B, der durch die Zeichen ∎ gekennzeichnet ist, ein Beispiel ist, welches eine Lampe verwendet, die nach einem Zeitverlauf von 100 Stunden von der Licht-Startzeit t₀ ein Maß an Lichtstrom-Konstanz von 85% aufweist.
Selbst in dem Falle A beträgt die Halbwertszeit-Dauer des Maßes an Lichtstrom-Konstanz etwa 5000 Stunden der Beleuchtungszeit-Dauer, während in dem Falle B die Halbwertszeit-Dauer des Maßes an Lichtstrom-Konstanz etwa 7000 Stunden der Beleuchtungszeit-Dauer beträgt.
Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass die Halbwertzeit-Dauer von 5000 Stunden einen Mittelwert für eine übliche Beleuchtungs-Metallhalogenidlampe darstellt, die zwischen einem Paar Entladungselektroden einen Spalt-Zwischenraum von 10 mm oder mehr aufweist, wobei die Lebensdauer von 5000 Stunden für das höchste Niveau einer Metallhalogenidlampe ausreichend ist, welche einen kleinen Spalt-Zwischenraum von annähernd 3 mm aufweist, welche angepasst ist, um als eine in einem Projektor eingebaute Lichtquelle verwendet zu werden.
Beruhend auf den Kenntnissen der Messungsergebnisse, die in 4 dargestellt sind, wenn der Bezugswert von 80% erhöht wird, wie das erforderliche Maß an Lichtstrom-Konstanz bei einem Zeitverlauf von 100 Stunden in 2, muss die Energiedichte (E × j) kleiner als 150 VA/mm³ sein, um die Anforderung zu erfüllen.
In einer allgemein üblichen Metallhalogenidlampe des Beleuchtungs-Typs, die zwischen den Entladungselektroden einen Spalt-Zwischenraum von 10 mm oder mehr aufweist, wie sie durch Matsushita Electric Industrial Co. hergestellt werden, so wie die mit dem Zeichen ♦ gekennzeichneten Beispiele, welche in
2 einen Spalt-Zwischenraum von 10 bis 80 mm bei einer Lampenstrom-Verwendung von 70 bis 1000 W aufweisen, wird die Lampe dieses Typs mit der Energiedichte (E × j) in einem Bereich von 69 bis 12 VA/mm³ betrieben, und es hat sich bestätigt, dass ein wünschenswertes Maß an Lichtstrom-Konstanz von 90% oder höher bei einem Zeitverlauf von 100 Stunden nach der Licht-Startzeit der Lampe erzielt wird, wie durch die graphischen Zeichen in dem linken oberen Abschnitt in 2 gekennzeichnet.
Wenn jedoch solch eine übliche Metallhalogenidlampe des Beleuchtungs-Typ verwendet wird, welche einen großen Spalt-Zwischenraum von 10 mm oder mehr zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden aufweist, weil die Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts aufgrund eines kleinen elektrischen Feldes der Lampe zu gering und ungenügend ist, kann deshalb solch eine übliche Metallhalogenidlampe des Beleuchtungs-Typs nicht als eine Lichtquelle eines Projektors verwendet werden, der in einer optischen Projektionsanlage eingebaut ist.
Wenn ein Lichtstrom einer Lampe L (Im) und ein Spalt-Zwischenraum zwischen den Entladungselektroden d (mm) beträgt, dann ist der Leuchtwert L/d (Im/mm) pro Lichtbogenlängen-Einheit korrelativ und nahezu gleich der Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts.
5 zeigt eine Beziehung zwischen den Leuchtdichte-Werten L/d pro Einheit Lichtbogenlänge, welche auf der Ordinatenachse dargestellt sind, und dem Produkt E × j, welches auf der Abszissenachse dargestellt ist.
Wenn eine Metallhalogenidlampe des vorstehend genannten Typs eingesetzt wird, welche einen Spalt-Zwischenraum von 10 bis 80 mm zwischen den Elektroden aufweist, die mit einer Lampenstrom-Verwendung von 70 bis 1000 W und einer Energiedichte von E × j von 69 bis 12 (VA/mm³) betrieben wird, liegt der Wert L/d in dem Bereich von 420 bis 1060 (Im/mm), der durch das Zeichen gekennzeichnet ist, welches in einem linken unteren Abschnitt in 5 eingezeichnet ist. In dieser Beziehung ist in 5, wenn der Wert E × j gesunken ist, auch der Wert L/d gesunken, wie durch seine Regressionslinie RI₂ dargestellt.
Wenn eine Metallhalogenidlampe als eine Lichtquelle zur Beleuchtung eines Schirms eines optischen Projektors verwendet wird, welcher im Allgemeinen eine Größe eines 40 Zoll-Typs aufweist, ist es erforderlich, dass die Lampe den Wert L/d von zumindest 4000 Im/mm aufweist, um eine ausreichende Helligkeit des Schirms zu erzielen. Aufgrund dieser Anforderung muss der Wert von E × j größer sein als 70 (VA/mm³), wie in 5 dargestellt, um der notwendigen Voraussetzung zu genügen.
Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass der Grund dafür, dass in 5 die Zeichen o und ♢ einen in Bezug zu der Regressionslinie RI₂ nach unten und nach oben ausgebreiteten Zustand aufweisen, im Folgenden dargelegt wird.
Das heißt, das Merkmal der steil nach rechts zunehmenden Steigung, welche in dem oberen Abschnitt der Regressionslinie zu finden ist, wird durch die graphischen Zeichen einer Gruppe von Lampen-Beispielen gebildet, welche dieselbe Querschnittsfläche S des Elektroden-Endabschnitts und unterschiedliche Spalt- Zwischenräume d zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden aufweisen, während das Merkmal der allmählich nach rechts zunehmenden Steigung, welche in dem unteren Abschnitt der Regressionslinie zu finden ist, durch die graphischen Zeichen einer Gruppe von Lampen-Beispielen gebildet wird, welche denselben Spalt-Zwischenraum d und unterschiedliche Querschnittsflächen S des Elektroden-Endabschnitts aufweisen. Dieses bedeutet, dass die Veränderung des Spalt-Zwischenraumes d größeren Einfluss auf den Wert L/d ausübt, als die Querschnittsfläche S. In jedem Falle ist es jedoch immer erforderlich, dass der Wert E × j größer als 70 (VA/mm³) ist, um einen zufriedenstellenden Wert L/d von zumindest 4000 Im/mm zu erzielen.
Basierend auf den Versuchsergebnissen, die in den 2 und 5 dargestellt sind, sollte der nutzbare Produktwert E × j der Lampe in dem Bereich von 70,0 ≤ E × j ≤ 150,0 (VA/mm³) liegen, wobei der nutzbare Bereich in 6 dargestellt ist, um die erste Anforderung zu befriedigen, ein Maß an Lichtstrom-Konstanz von zumindest 80% bei dem Zeitverlauf von 100 Stunden zu erzielen, zusammen mit der Befriedigung der zweiten Anforderung, einen Leuchtdichte-Wert L/d von zumindest 4000 Im/mm zu erzielen.
Die gegenwärtigen Erfinder bestätigen, dass der nutzbare Bereich von 70,0 ≤ E × j ≤ 150,0 (VA/mm³) der Lampen-Beleuchtungswirkung, wie in 6 dargestellt, sich nicht mit dem der herkömmlichen Metallhalogenidlampen überschneidet. Das bedeutet, dass bei der herkömmlichen Technik noch keine Metallhalogenidlampe gezeigt oder vorgeschlagen wurde, welche die vorstehenden zwei Anforderungen erfüllt, das heißt ein Maß an Lichtstrom-Konstanz von zumindest 80% bei einem Zeitverlauf von 100 Stunden zu erzielen, sowie den Wert L/d von zumindest 4000 Im/mm zu erzielen.
Durch diese Anordnung kann eine Metallhalogenidlampe zur Verwendung als eine Lichtquelle hergestellt werden, welche die Merkmale einer hohen Leuchtdichte und eines hohen Maßes an Lichtstrom-Konstanz aufweist, welche angepasst ist für einen wesentlichen Teil einer Sichtanzeige, die beispielsweise in einer optischen Projektionsanlage eingebaut ist.
Zweite Ausführungsform
Das Folgende beschreibt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Bezugsnahme auf die 7 bis 12.
Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, kann, wenn die Energiedichte E × j, wie in den 2 und 6 dargestellt, verringert wird, ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz aufrechterhalten werden, während deren Verschlechterung unterdrückt wird, und somit wird die Halbwertszeit-Eigenschaft der Lampe hinsichtlich des Maßes an Lichtstrom-Konstanz verbessert, wie in 4 dargestellt.
Jedoch in dem Falle, in dem eine Metallhalogenidlampe verwendet wird, die einen kleinen Spalt-Zwischenraum von 3 mm oder kleiner aufweist, das heißt in einem Bereich von 1,5 mm bis 3 mm, und die Metallhalogenidlampe angepasst ist, um in einem optischen Projektor und ähnlichem eingebaut zu sein, kann es aus den folgenden Gründen schwierig sein, in Anbetracht der Herstellung einer Kontur-Ausführung der Lampe, eine hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz zu erzielen, lediglich durch die Verringerung des Wertes E × j.
Das heißt, dass bei diesem Typ von Lampe, die solch einen kleinen Spalt-Zwischenraum aufweist, der Wert E × j (= V/d × I/S) definiert ist durch Parameter eines Lampenstroms (= V × I), eines Spalt-Zwischenraums d zwischen den Elektroden und einem Querschnittsbereich S des Elektroden-Endabschnitts, in dem der Lampenstrom beschränkt ist, um eine ausreichende Leuchtenergie oder Lichtmenge in Hinblick auf die Bereitstellung eines Lampen-Lichtstromkreises bereitzustellen, und es wurden weitere Beschränkungen des Spalt-Zwischenraumes d für die Lichtbogenlänge zwischen dem Elektroden-Paar erforderlich, um in Anbetracht einer optischen Anforderung, eine Leuchtdichte oder Helligkeit eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts zu verstärken. Deshalb ist nur ein Parameter S des Querschnittbereichs bei der Herstellung der Lampe verfügbar. Die Verringerung des Wertes E × j kann durch das Erhöhen des Parameter S realisiert werden.
Jedoch weist der Parameter S auch einen Höchstwert auf, der beschränkt wird durch einen Standpunkt einer Wechselbeziehung zwischen einer Ausdehnung im Durchmesser des Lichtbogen-Entladungsabschnitts und einer optischen Konfiguration in der Ausführung der Lampe. Das heißt, es gibt ein generelles Prinzip, dass der Umfang des Durchmessers des Lichtbogen-Entladungsabschnitts, der zwischen den Entladungselektroden erzeugt wird, vergrößert wird, wenn der Querschnittsbereich S des Elektroden-Endabschnitts vergrößert wird.
Insbesondere in dem Falle, in dem die Lampe als eine Lichtquelle verwendet wird, um in einer optischen, kondensierenden Projektionsanlage eingebaut zu sein, wird die Leuchtdichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts verringert, wenn der Durchmesser des Lichtbogen-Entladungsabschnitts vergrößert wird, was zu einer Verminderung der resultierenden Lichtmenge führt, die von der optischen Projektionsanlage genutzt wird.
Es kann deshalb ein Fall eintreten, in dem der Parameter S in beschränkter Weise klein sein sollte, um eine Obergrenze zum Begrenzen des Durchmessers des Lichtbogen-Entladungsabschnitts zu erzielen.
Um das Maß an Lichtstrom-Konstanz mit einem feststehenden Wert von E × j zu verbessern, während der Parameter S der Elektroden-Endquerschnittsfläche festgesetzt wird, haben die gegenwärtigen Erfinder, durch das Steuern einer Temperatur des Elektroden-Endabschnitts durch das Anpassen einer Stromquelle, ein neues Verfahren untersucht und erzielt.
7 zeigt ausführlicher eine Beziehung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz bei einem Zeitverlauf von 100 Stunden, der auf der Ordinatenachse dargestellt ist, zu dem Mittelwert Tm der Temperatur des Elektroden-Endabschnitts, der auf der Abszissenachse dargestellt ist, wobei dieselben Lampen-Beispiele, wie diejenigen der 2 und 3 verwendet werden.
Auf Grundlage der Messungsergebnisse in 7 hat sieh bestätigt, dass der Temperatur-Mittelwert Tm unterhalb von 3000 K liegen sollte, um ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz von mehr als 80% zu erzielen.
Insbesondere um ein höheres Maß an Lichtstrom-Konstanz von 85% oder mehr zu erzielen, wie in den bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugsnahme auf 4 beschrieben, sollte der Temperaturmittelwert Tm innerhalb des Bereichs von 2300 bis 2700 K liegen, wie in 7 definiert. So kann, wie durch den Fall B in 4 durch die ∎ Zeichen gekennzeichnet, die Halbwertszeit-Dauer des Maßes an Lichtstrom-Konstanz von etwa 7000 Stunden in der Lampen-Beleuchtungszeit erzielt werden, durch die Verwirklichung des hohen Maßes an Lichtstrom-Konstanz von 85% oder mehr.
Das heißt, wie in 3 gezeigt, dass eine Abweichungsstreuung in den Temperatur-Mittelwerten des Elektroden-Endabschnitts in Bezug zu einem festgesetzten Wert von E × j dargestellt ist, wobei die Differenz der Temperatur-Mittelwerte die Differenzen der Maße an Lichtstrom-Konstanz verursacht, trotz desselben Wertes von E × j, wie in 2 dargestellt.
8 zeigt einen bevorzugten Bereich des Temperatur-Mittelwertes Tm des Elektroden-Endabschnitts in Bezug zu dem Optimalwert des Produktes von E × j, welches durch Zusammenwirken der Voraussetzungen der 6 und 7 erzielt wird. Durch das Definieren der optimalen Bereiche von sowohl des Temperaturmittelwertes, innerhalb des Bereichs von 2300 bis 2700 K, als auch des Produktwertes E × j, innerhalb des nutzbaren Bereichs von 70,0 ≤ E × j ≤ 150,0 (VA/mm³), bei der Herstellung der Metallhalogenidlampe, kann ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz von mehr als 85% realisiert werden, zusammen mit einer Halbwertzeit-Eigenschaft von 7000 Stunden der Lampen-Beleuchtungszeit, bei. Betrachtung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz.
9 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens zum Definieren eines optimalen Bereichs des Temperatur-Mittelwertes Tm des Elektroden-Endabschnitts, um ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz mit einem festgesetzten Wert von E × j (= V/d × I/S) zu erzielen, das heißt mit den festgesetzten Werten des Lampenstromes (W), des Spalt-Zwischenraumes (d) und der Querschnittsfläche (S) des Elektroden-Endabschnitts.
In 9 steht die säulenähnliche Entladungselektrode 1 in der Entladungsröhre 2 integral von dem Elektrodenschaft 4 hervor, der in dem Verschlusselement 5 eingefügt ist, und es ist ein im Durchmesser vergrößerter oder im Durchmesser verkleinerter Abschnitt zwischen dem Spitzen-Ende 1a und einem Basisabschnitt 1b von diesem gebildet, um eine veränderte Querschnittsfläche S_B aufzuweisen, die sich von der Querschnittsfläche S_A des anderen Abschnitts des hervorstehenden Elektrodenschaftes 1 unterscheidet.
Wie in 9 dargestellt, wenn ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt in einem mittleren, nach vorne ausgerichteten Abschnitt des hervorstehenden säulenähnlichen Elektrodenschaftes 1 gebildet ist, ist zum Beispiel ein Elektroden-Spulenelement 26 vorgesehen, welches aus demselben Wolfram-Material gefertigt ist, wobei dieses durch Schweißen um den hervorstehenden Elektrodenschaft 1 gewunden ist.
In 9 weist der Spitzen-Endabschnitt 21 zwischen der Spitzen-Fläche 1a des hervorstehenden Elektrodenschaftes 1 und dem oberen Ende 1c des Elektroden-Spulenelements 26 eine Länge von h mm auf, auf welches im Folgenden als „Spitzen-Länge" verwiesen wird. Die gegenwärtigen Erfinder haben herausgefunden, dass es eine Wechselbeziehung zwischen der Spitzen-Länge h und dem Temperatur-Mittelwert Tm des Elektroden-Endabschnitts 21 gibt, und sie haben herausgefunden, dass der Temperaturmittelwert durch eine Veränderung der Spitzen-Länge h gesteuert werden kann.
10 zeigt eine Beziehung zwischen dem Temperatur-Mittelwert Tm auf der Ordinatenachse und der Spitzen-Länge h auf der Abszissenachse, mit einer bevorzugten nutzbaren Energiedichte innerhalb des Bereichs von 100 ≤ E × j ≤ 120 VA/mm³, während die Werte des Lampenstroms (V × I), des Spalt-Zwischenraumes d und der Querschnittsfläche S des Elektroden-Endabschnitts festgelegt sind.
Wie in 10 gezeigt, hat sich bestätigt, dass der Temperatur-Mittelwert Tm verringert wird, wenn die Spitzen-Länge h verringert wird. Durch diese Anordnung kann der Temperatur-Mittelwert Tm durch eine Einstellung der Spitzen-Länge h optimiert werden, das heißt durch die Einstellung der Position, in der das Elektroden-Spulenelement 26 auf dem hervorstehenden Elektrodenschaft 1 vorgesehen wird, und so kann ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz mit dem festgelegten Wert von E × j erzielt werden, um auf diese Weise die Verschlechterung des Maßes an Lichtstrom-Konstanz zu verhindern.
Der im Durchschnitt vergrößerte Abschnitt oder im Durchschnitt verkleinerte Abschnitt kann anstelle des Bereitstellens eines Spulenelements durch maschinelle Bearbeitung oder durch Schneiden des hervorstehenden Elektrodenschaftes 1 integral gebildet werden, wie in den 11 und 12 gezeigt.
13 zeigt ein modifiziertes Beispiel eines Elektroden-Endabschnitts 31, welcher eine gekrümmte Oberfläche 31a entsprechend eines stützenden Teils des Lichtbogen-Entladungsabschnitts 3 aufweist. Die gekrümmte Oberfläche 31a weist einen wirksamen Oberflächenbereich S1 und eine vertikale Querschnittsfläche S2 auf, senkrecht zu der Lichtbogen-Entladungsachse 37. In diesem Fall wird die vertikale Querschnittsfläche S2, welche die kleinste Fläche des Entladungs-Stützabschnitts darstellt, als die Querschnittsfläche S des Elektroden-Endabschnitts betrachtet, und mit der kleinsten Fläche S wird der Produktwert E × j der größte, welches in Anbetracht des Maßes an Lichtstrom-Konstanz, unter Bezugsnahme auf 2, die Mindestanforderung ist. Der tatsächliche Oberflächenbereich S1 ist größer als die vertikale Querschnittsfläche S2, und wenn S1 als die Querschnittsfläche S betrachtet wird, wird das Maß an Lichtstrom-Konstanz vergrößert, welches eine Verbesserung zur Folge hat.
Bezugnehmend auf die Wirkungen der vorliegenden Erfindung, kann eine verbesserte Metallhalogenidlampe vorgestellt werden, welche ein hohes Maß an Lichtstrom-Konstanz und eine hohe Leuchtdichte eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts aufweist, mit einer verlängerten Lebensdauer der Lampe, welche ein Maß an wechselnder Lampenspannung unterdrückt, einen Wechsel in der Farbtemperatur vermeidet und welche in bemerkenswertem Maße zusätzliche Werte verbessert, bei der Verwendung als eine Lichtquelle in verschiedenen Anzeigeeinrichtungen, so wie optischen Projektionsanlagen.
In dem Aufbau der vorliegenden Erfindung können in einem weiten Bereich verschiedene zu verschließende Metallhalogenid-Materialien sowie verschiedene Lampenströme verwendet werden, um Metallhalogenidlampen herzustellen, und deshalb kann der Grad an Freiheit bei der Herstellung der Ausführung und die Effizienz bei der Entwicklung von dieser, in beachtlichem Maße verbessert werden.
Da der Sicherheitsbereich bei dem Anlegen der Lampenspannung bei der Einrichtung eines Lampen-Lichtstromkreises beschränkt werden kann, kann ferner die Herstellung der Ausführung der Lampe vorteilhaft vereinfacht werden.
Auch wenn die vorliegende Erfindung mittels Beispielen vollständig beschrieben wurde, unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen, ist an dieser Stelle anzumerken, dass verschiedene Veränderungen und Modifizierungen für diejenigen offensichtlich sein werden, die im Fachgebiet erfahren sind. Wenn solche Veränderungen und Modifizierungen nicht von dem Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert, abweichen, sollten sie deshalb als darin eingeschlossen betrachtet werden.

Claims

Metallhalogenidlampe, die eine Entladungsröhre (2) enthält, welche eine Quecksilberfüllung und zumindest ein Metallhalogenid enthält, das als ein Leuchtstoff in einer darin verschlossenen Schutzgasatmosphäre hinzugefügt ist, folgendes umfassend: ein Paar Entladungselektroden (1, 1'), die mit einem Abstand eines Spalt-Zwischenraumes gegenüberliegend angeordnet sind, der eine Länge eines Lichtbogen-Entladungsabschnitts (3) definiert, welcher zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden (1, 1') in der Entladungsröhre (2) erzeugt wird; wobei eine Energiedichte des Lichtbogen-Entladungsabschnitts (3), dargestellt durch ein Produkt E × j, in dem Bereich liegt von 70,0 ≤ E × j ≤ 150,0 (VA/mm3);wobei ein Temperatur-Mittelwert (Tm) eines Elektroden-Endabschnitts (21) von jeder Elektrode (1) in dem Bereich liegt von 2300 bis 2700 K; und wobei E = V/d, j = I/S, angenommen, dass I einen Lampenstrom in Ampere darstellt, mit einer Lampenspannung von V Volt, die zwischen den paarweise angeordneten Entladungselektroden angelegt wird, bei einer konstanten Lichtbeschaffenheit der Lampe, und dass jede der Elektroden eine Endoberfläche (1a, 1a') aufweist, von der eine Querschnittsfläche S mm² und der Spalt-Zwischenraum d mm beträgt.
Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, wobei die Entladungsröhre (2) aus einem Quarzglas gebildet ist, das eine kugelähnliche Kolben-Innenwand (2a) aufweist, und jede der paarweise angeordneten Entladungselektroden (1, 1') eine säulenähnliche Form aufweist, welche integral von einem Elektrodenschaft (4) hervorsteht, der in einem Verschlusselement (5) eingeführt ist.
Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Entladungselektroden mit einem Abschnitt mit verändertem Durchmesser (26, 27, 28) zwischen der Endoberfläche (1a, 1a') und einem Basisabschnitt (1b, 1b') von diesen gebildet ist, um eine veränderte Querschnittsfläche (S_B) zu erhalten, die sich von der Querschnittsfläche (S_A) der Endoberfläche (1a, 1a') der hervorstehenden Elektrode (1) unterscheidet.
Metallhalogenidlampe nach Anspruch 3, wobei der Abschnitt mit verändertem Durchmesser (26, 27, 28) in einem mittleren Vorderabschnitt der hervorstehenden Elektrode (1) gebildet ist.
Metallhalogenidlampe nach Anspruch 4, wobei der Abschnitt mit verändertem Durchmesser einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser darstellt, durch das Bereitstellen eines Elektroden-Spulenelementes (26), das aus demselben Material wie dem der Elektrode gebildet ist, welches durch Schweißen auf die Elektrode gewickelt ist.
Metallhalogenidlampe nach Anspruch 4, wobei der Abschnitt mit verändertem Durchmesser (27, 28) durch maschinelle Bearbeitung integral mit dem hervorstehenden Elektrodenabschnitt (1) gebildet ist.
Metallhalogenidlampe nach Anspruch 4, wobei ein Elektroden-Endabschnitt (31) von jeder Elektrode eine gekrümmte Oberfläche (31a) aufweist, entsprechend eines stützenden Teils des Lichtbogen-Entladungsabschnitts (3).