DE1814095C3 - Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe mit einem langgezogenen, ein vorgegebenes Volumen aufweisenden Entladungsgefäß, mit Elektroden, die innerhahlb des Entladungsgefäßes an dessen Enden angeordnet sind und eine vorgegebene Bogenlänge definieren und mit einer in dem Entladungsgefäß vorgesehenen Füllung, die aus Quecksilber, Thallium, Jod und metallischem Dysprosium sowie einem ionisierbaren Zünd-Edelgas besteht

Bisher wurden relativ kleine Kurzbogenlampen, die bis zu 500 Watt ausgelegt waren, ausschließlich als y> fotografische Projektionslampen oder zur Studiobeleuchtung bei fotografischen oder Fernsehaufnahmen verwendet Die bisher verfügbarem Kurzbogenlampen hatten den Mangel, daß sie entweder eine gute Farbwiedergabe, aber einen niedrigen Wirkungsgrad (Lichtausbeute) oder einen hohen Wirkungsgrad, aber eine schlechte Farbwiedergabe zeigten. Ein Beispiel für Kurzbogenlampen, die eine gute Farbausbeute, aber einen niedrigen Wirkungsgrad haben, sind Xenonlampen. Diese produzieren nur 25 Lumen pro Watt Im Gegensatz dazu haben beispielsweise Quecksilberkurzbogenlampen eine schlechte Farbwiedergabe, aber einen hohen Wirkungsgrad; sie erzeugen etwa 50 Lumen pro Watt. Xenonlampen sind bisher zur Studiobeleuchtung, für Farbprojektionssysteme und als Sonnensimulator verwendet worden. Quecksilberlampen sind dagegen meistens zur Schwarz-Weiß-Projektion und als Suchlampen verwendet worden. Sowohl für Sonnensi-

65 mujationszwecke als mich zur Erzeugung von Suchlicht sind im allgemeinen beträchtliche Leistungen erforderlich.

Eine ideale Lichtquelle soll geringe Abmessungen haben, und das mit dieser Lichtquelle erzeugte Licht soll ein breites Spektrum und eine gute Farbwiedergabe aufweisen, so daß es für Farbprojektionszwecke, zur Farbfotografie und zur Studiobeleuchtung beim Farbfernsehen verwendet werden kann.

In dem älteren DE-Patent 1589400 ist bereits eine Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe mit einer im Entladungsgefäß vorgesehenen Füllung vorgeschlagen worden, welche, bezogen auf die Entladungsbogenlänge, in cm 53 bis 8,0 Milligramm Quecksilber, 0,2 bis 3,0 Milligramm Thalliumjodid, 0,8 bis 3,2 Milligramm Quecksilberjodid und 0,2 bis 0,8 Milligramm metallisches Dysprosium enthält Eine solche Entladungslampe besitzt eine angenehme Farbe (große Anzahl von Linien im sichtbaren Bereich) und ausgezeichnete Farbwiedergabeeigenschaften besonders im roten Bereich des Spektrums bei einem hohen Wirkungsgrad.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte Entladungslampe der eingangs genannten Art anzugeben, die eine hohe Lichtausbeute bei guter Farbwiedergabe aufweist

Diese Aufgabe viird bei einer Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Füllung 0,05 bis 0,5 Milligramm Thalliumjodid pro cm³ des Volumens des Entladungsgefäßes, 0,07 bis 0,5 Milligramm metallisches Dysprosium pro cm³ dieses Volumens, 0,2 bis 1,5 Milligramm Quecksilberjodid pro cm³ dieses Volumens und 5 bis 25 Milligramm Quecksilber pro cm³ dieses Volumens enthält

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird iri folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe, die mit nur einem Anschlußende versehen ist; und

F i g. 2 ein Diagramm der spektralen Lichtverteiiung einer derartigen Entladungslampe.

F i g. 1 zeigt eine konventionelle Entladungslampe, die mit der Bezugszahl 10 versehen ist und ein inneres Entladungsgefäß 12 aus Quarz oder einem anderen Strahlung mit hoher Temperatur durchlassenden Material enthält Das innere Entladungsgefäß 12 enthält zwei Wolframelektroden 14, von denen mindestens eine thermionisch emittiert. Um das innere Entladungsgefäß 12 fest zu lagern und mit einer Leistungsquelle zu verbinden, ist es innerhalb eines röhrenförmigen äußeren Kolbens 16 mittels Leitern 18 und 20 gehalten, welche untereinander einen Abstand aufweisen und an einem Ende in einem herkömmlichen GlasfuÖ 22 sitzen.

Die Leiter 18 und 20 sind mit den Elektroden 14 über herkömmliche Leitungsdrähte und eine bandförmige Dichtungseinheit 19 verbunden. Um die Lampe 10 geeignet halten zu können, ist eine Fassung 24 vorgesehen, die an dem abgedichteten Ende des äußeren Kolbens 16 befestigt ist Der äußere Kolben und die Fassung 24 bilden zusammen eine Lampeneinheit, welche in Aussehen und Größe den normalen Projektions-Giühlampen entspricht. Soll die Entladungslampe nicht für ein Projektionssystem, sondern beispielsweise als Solarsimulator, zur Studiobeleuch-

tung oder zur Farbfotografie verwendet werden, so kann stau der in Fig. 1 gezeigten Fassung 24 eine andere Fassung verwendet werden.

Der Abstand zwischen dem Entladungsgefäß 12 und dem äußeren Kolben 16 kann evakuiert oder mit einem s inerten Gas wie beispielsweise trockenem Stickstoff gefüllt werden. Im allgemeinen werden bei Entladungslampen der beschriebenen Art Entladungsgefäße verwendet, welche ein Innenvolumen von weniger als 3,5 cm³ aufweisen und einen Elektrodenabstand von >o weniger als 10 Millimeter haben.

Bisher bekannte Entladungslampen dieses Typs enthalten im allgemeinen Quecksilber oder Xenon als Füllgas zur Aufrechterhaltung der Entladung. In der Entladungslampe gemäß dem in Rede stehenden Ausfühmngsbeispiel wird während der Herstellung in dem Entladungsgefäß eine Füllung zur Aufrechterhaltung dtr Entladung vorgesehen, welche vorbestimmte Mengen von Thalliumjodid, metallischem Dysprosium, Quecksilberjodid und Quecksilber zusammen mit einem ionisierbaren Zünd-Edelgas bei einem Druck von etwa 60 mm Quecksilbersäule enthält Dazu körnen geringe vorbestimmte Mengen von zusätzlichen Materialien wie beispielsweise Indiumjodid hinzugefügt werden, wodurch gewünschte spezifische Farbkorrekturen oder das Hervortreten einer bestimmten Farbe erreicht werden.

Die Entladungslampe gemäß vorliegendem Ausfühmngsbeispiel weist innerhalb des Entladungsgefäßes eine die Entladung aufrechterhaltende Füllung auf, welche etwa 5 bis 25 Milligramm Quecksilber, 0,2 bis 1,5 Milligramm Quecksilberjodid, 0,05 bis 0,5 Milligramm Thalliumjodid und etwa 0,07 bis 0,5 Milligramm Dysprosiummetall pro cm³ des Volumens des Entladungsgefäßes und ferner ein ionisierbares Zünd-Edelgas enthält, welches vorzugsweise Argon unter einem Druck von etwa 60 mm Quecksilbersäule ist.

Eine Entladungslampe gemäß F i g. 1 mit einem Volumen des Entladungsgefäßes von 2,76 cm³ und einem Elektrodenabstand von 7 mm ist beispielsweise mit 0,4 Milligramm Thalliumjodid, 0,5 Milligramm metallischem Dysprosium, 1,5 Milligramm Quecksilberjodid und 38 Milligramm Quecksilber sowie mit Argon unter einem Druck von 60 mm Quecksilbersäule gefüllt. Die Entladungslampe arbeitet anfangs mit einem Spannungsabfall von 65 Volt bei einer Leistungsaufnahme von 300 Watt und zieht einen Strom von 5,12 Ampere, Ihr Wirkungsgrad liegt etwa bei 723 Lumen pro Watt. Dabei zeigt sie eine außerordentlich gute Farbwiedergabe bei beleuchteten Objekten. Sie arbeitet mit einer minimalen Kaltflecktemperatur von mindestens 650⁰C.

Die spektrale Lichtverteilung eines Ausführungsbeispiels einer Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe ist aus der Fig.2 ersichtlich. Die geringen Abmessungen der Entladungslampe, das breite Farbspektrum ihres Lichtes und die gute Farbwiedergabe machen sie sowohl ideal für Farbprojektionssysteme als auch zur Farbfotografie sowie zur Studiobeleuchtung bei Farbfemsehaufnahmen. Diese Entladungslampe stellt ferner eine Lichtquelle dar, weiche in vorteilhafter Weise sowohl den hohen Wirkungsgrad konventioneller Quecksilberkurzbogenlampen als auch die gute Farbwiedergabe konventioneller Xenonkurzbogenlampen vereint

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die bei der Herstellung von derartigen Entladungslampen mit einem hohen Wirkungsgrad auftretenden Probleme sehr unterschiedlich von denen sind, die bei der Entwicklung von wesentlich größeren Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampen des additiven Typs auftreten. Der Zündgasdruck muß im allgemeinen mehr als zweimal so hoch sein und die Quecksilbermenge muß entsprechend wesentlich größer sein, um den Bogen zu erzeugen und den gewünschten Spannungsabfall während des Betriebes der Entladungslampe aufrechtzuerhalten. Andererseits müssen die Mengen von Metall und Metalljodiden, die als Zusätze verwendet werden, wesentlich geringer sein, als es für konventionelle Quecksilberdampfentladungslampen des additiven Typs erforderlich ist

Aus den obigen Ausführungen geht ferner hervor, daß diese Entladungslampe kompakt ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist und daß sie eine gute Farbwiedergabe bei beleuchteten Objekten zeigt Es dürfte si· h deshalb von selbst verstehen, daß eine solche Entladungslampe auf dem Gebiete des Farbfernsehens, der Fotografie und der Beleuchtungstechnik eine große Zukunft hat

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe mit einem langgezogenen, ein vorgc- S gebenes Volumen aufweisenden Entladungsgefäß, mit Elektroden, die innerhalb des Entladungsgefäßes an dessen Enden angeordnet sind und eine vorgegebene Bogenlänge definieren und mit einer in dem Entladungsgefäß vorgesehenen Füllung, die aus ·" Quecksilber, Thallium, Jod und metallischem Disprosium sowie einem isolierbaren Zünd-Edelgas besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung 0,05 bis 0,5 Milligramm Thalliumjodid pro cm³ des Volumens des Entladungsgefäßes, 0,07 ¹S bis 0,5 Milligramm metallisches Dysprosium pro cm³ dieses Volumens, 0,2 bis 14 Milligramm Quecksilberjodid pro cm³ dieses Volumens und 5 bis 25 Milligramm Quecksilber pro cm³ dieses Volumens enthält

2. Hochuruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Entladungsgefäßes kleiner als 3,5 cm³ ist

3. Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Ent- *5 ladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge kleiner als 10 mm ist

4. Hochdruck-Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung etwa 0,4 Milligramm Thalliumjodid, etwa 0,5 Milligramm Dysprosium, etwa 1,5 Milligra-.iim Quecksilberjodid und etwa 38 Milligramin Quecksilber mit einer Argonatmosphäre unter einen Druck von etwa 60 Torr enthält.