METALLHALOGENIDENTLADUNGSLAMPE FÜR PROJEKTIONSZWECKE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Metallhalogenidentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Derartige Lampen lassen sich beispielsweise für die Videoprojektion, Endoskopie oder auch für die Medizintechnik (Operationssaal-Leuchten) einsetzen. Besonders geeignet sind sie für die Videoprojektion in Flüssigkristalltechnik (LCD), insbesondere auch für Großbildfernsehschirme mit einem Seitenverhältnis von 16:9. Typische Leistungsstufen sind 100 bis 1500 W.

[0003] Für die genannten Einsatzzwecke müssen die Lampen neben einer hohen Lichtausbeute vor allem eine gute bis sehr gute Farbwiedergabe aufweisen. Dies gilt insbesondere auch in Kombination mit Reflektoren, wie sie für Projektionszwecke verwendet werden. Eine gleichmäßige Leuchtdichte- und Farbverteilung auf der Projektionsfläche ist dabei von großer Wichtigkeit.

[0004] In der EP-A 0 459 786 ist eine derartige Lampe mit Reflektor offenbart. Um die genannten Forderungen zu erfüllen, weist die Oberfläche des Entladungsgefäßes im Bereich einer ersten Elektrode eine reflektierende/thermisch-isolierende Beschichtung - im folgenden kurz "Wärmestaubelag" genannt - auf. Daran schließt sich unmittelbar ein Bereich an, in dem die Oberfläche eine Mattierung aufweist. Dieser Bereich erstreckt sich mindestens bis zur Mitte zwischen den zwei Elektroden und höchstens bis zur Mitte eines um die zweite Elektrode gewickelten Drahtes. Die Lampe ist für den axialen Einbau in einen Reflektor konzipiert. Senkrecht zur Reflektorachse betrachtet ist einer der oder sind ggf. beide bei Wechselstrombetrieb in unmittelbarer Nähe der Elektrode entstehenden Bogenkerne von der Mattierung überdeckt. Ein Nachteil ist, daß dadurch ein beträchtlicher Teil der von diesen Bogenkernen ausgehenden Strahlung durch Streuung an der Mattierung für eine Abbildung durch den Reflektor verloren geht. Dadurch sinkt auch die effektiv nutzbare Lichtausbeute des Systems Lampe - Reflektor.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Lampe für Projektionszwecke mit verbesserter Lichtausbeute zu schaffen, die sich zudem durch eine homogene Farbverteilung, gute Farbwiedergabe und lange Lebensdauer auszeichnet.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen finden sich in den Unteransprüchen.

[0007] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Mattierung der Oberfläche des Entladungsgefäßes auf einen Bereich zwischen den Elektroden zu begrenzen. Die Breite der mattierten Oberfläche ist dabei kleiner als oder höchstens gleich groß wie der Abstand der Elektroden. Dadurch ist sichergestellt, daß ein Großteil der Strahlung beider Bogenkerne als gerichtete Strahlung durch die klare, d.h. unmattierte Oberfläche hindurchtritt. Diese kann dann effizient mit Hilfe eines geeigneten, beispielsweise parabolischen Reflektors optisch abgebildet werden. Durch den Wert der Breite der mattierten Oberfläche und der Rauhigkeit der Mattierung kann ein geeigneter Kompromiß zwischen Lichtstrom und Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung erzielt werden. Je nach Anforderung kann der Quotient aus Breite B der mattierten Oberfläche und Abstand d der Elektroden im Bereich 0,1 < B/d < 1 variieren. Besonders gute Ergebnisse werden mit Quotienten zwischen 0,4 und 0,8 erreicht. Bevorzugt ist die Mattierung zentrisch zwischen den Elektroden auf der Oberfläche des Entladungsgefäßes angebracht.

[0008] Der Vorteil der Erfindung wird deutlich, wenn man die Abnahme des Lichtstroms einer Lampe durch konventionelle Mattierung - gemäß der Lehre der EP-A 0 459 786 - mit jener durch eine erfindungsgemäße Mattierung vergleicht. Während im ersten Fall der nutzbare Lichtstrom auf 65 % abnimmt, erreicht eine vergleichbare erfindungsgemäße Lampe bei identischer Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung noch typisch 80 % des Lichtstroms der unmattierten Lampe.

[0009] Das Entladungsgefäß besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise Quarzglas. Es ist an zwei Enden hermetisch verschlossen, z.B. durch Quetschdichtungen, und kann an einem oder beiden Enden mit einem Wärmestaubelag beschichtet sein. Ein wichtiges Merkmal ist, daß sich in jedem Fall an beiden Rändern der mattierten Oberfläche zunächst ein klarer, d.h. unbeschichteter Bereich anschließt. Dieser klare Bereich der Oberfläche kann an beiden Enden unterschiedlich breit ausgeführt sein, wodurch zwei ebenfalls unterschiedlich ausgedehnte Wärmestaubeläge resultieren. Bei vertikaler Betriebsweise befindet sich der weniger ausgedehnte Wärmestaubelag oben. Auf diese Weise kann einer sich durch Konvektion einstellenden Temperaturdifferenz zwischen oberem und unterem Ende des Entladungsgefäßes entgegengewirkt und dadurch die Lichtausbeute erhöht werden.

[0010] Vorteilhaft wird die Lampe mit einem Reflektor zu einer Baueinheit zusammengefügt, wie in EP-A 459 786 beschrieben. Dabei ist die Lampe näherungsweise axial im Reflektor montiert. Der Reflektor ist z.B. dichroitisch beschichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lampe im Reflektor so orientiert, daß der geringer ausgedehnte Wärmestaubelag in der Nähe des Reflektorscheitels angeordnet ist. Dadurch wird die Abschattung des Reflektors gering gehalten und folglich die Lichtausbeute optimiert.

[0011] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Figur näher beschrieben. Es zeigt die

Fig.

eine schematische Darstellung der Lampe mit Reflektor.

[0012] Die Figur zeigt eine Metallhalogenidlampe 1 mit einer Leistung von 170 W und einem Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, das zweiseitig gequetscht 3 ist.

[0013] Das Entladungsvolumen beträgt 0,7 cm³. Die axial einander gegenüberstehenden Elektroden 4 haben einen Abstand von 5 mm. Sie bestehen aus einem Elektrodenschaft 5 aus thoriertem Wolfram, auf den eine Wendel 6 aus Wolfram aufgeschoben ist. Der Schaft 5 ist im Bereich der Quetschung 3 über eine Folie 7 mit einer äußeren Stromzuführung 8 verbunden.

[0014] Die Lampe 1 ist näherungsweise axial in einem parabolischen Reflektor 9 angeordnet, wobei der Bogen, der sich zwischen den beiden Elektroden 4 im Betrieb ausbildet, im Fokus des Paraboloids sitzt. Ein Teil der ersten Quetschung 3a sitzt direkt in einer zentralen Bohrung des Reflektors und ist dort mittels Kitt in einem Sockel 10 gehaltert, wobei die erste Stromzuführung 8a mit einem Schraubsockelkontakt 10a verbunden ist.

[0015] Die zweite Quetschung 3b ist der Reflektoröffnung 11 zugewandt. Die zweite Stromzuführung 8b ist im Bereich der Öffnung 11 mit einem Kabel 12 verbunden, das isoliert durch die Wandung des Reflektors zu einem separaten Kontakt 10b zurückgeführt ist. Die Außenoberflächen der Enden 13 des Entladungsgefäßes sind mit ZrO₂ zu Wärmestauzwecken beschichtet. Dabei weist der der Reflektoröffnung 11 zugewandte Wärmestaubelag 13b eine größere Ausdehnung auf als der axial gegenüber angeordnete Wärmestaubelag 13a.

[0016] Zentrisch zwischen den Elektroden 4 ist der zentrale Teil 14 des Entladungsgefäßes 2 mattiert. Die Breite B dieser Mattierung beträgt 3 mm, wodurch sich das Verhältnis B/d aus Breite B und Elektrodenabstand d zu 0,6 ergibt. Die auf einem Projektionsschirm gemessene mittlere Beleuchtungsstärke beträgt 6080 1x, wobei sich in der Mitte des Projektionsschirms (dabei ist die Gesamtfläche in 3 x 3 Einzelflächen unterteilt) eine Beleuchtungsstärke von 13180 1x ergibt.

[0017] Die Füllung des Entladungsvolumens enthält neben 200 mbar Argon und Quecksilber 1,15 mg AlI₃, 0,1 mg InI und 0,36 mg HgBr.

Ansprüche

1. Metallhalogenidentladungslampe (1) für Projektionszwecke mit einem lichtdurchlässigen an zwei Enden (3) abgeschlossenen Entladungsgefäß (2), das eine ionisierbare Füllung enthält, sowie zwei einander gegenüberstehenden Elektroden (4), die mit nach außen geführten Stromzuführungen (8) verbunden sind, wobei ein streifenartiger Teilbereich (14), der zwischen den Elektroden angeordnet ist, im qanzen Umfang der Außenfläche des Entladungsgefäßes (2) mattiert ist, wobei die Breite dieses Teilbereichs kleiner als oder höchstens gleich groß wie der Elektrodenabstand ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Rändern des mattierten streifenartigen Teilbereichs der Außenfläche jeweils unmittelbar ein Bereich mit klarer Oberfläche anschließt.

2. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Quotient aus Breite B des mattierten Teilbereichs und Elektrodenabstand d die Beziehung gilt: 0,1 < B/d ≤ 1.

3. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient B/d im Bereich zwischen 0,4 und 0,8 liegt.

4. Metallhalogenidentladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mattierte Teilbereich (14) zentrisch zwischen den Elektroden (8) angeordnet ist.

5. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche mindestens eines Endes (13) des Entladungsgefäßes (2) mit einem Wärmestaubelag versehen ist, wobei das Entladungsgefäß (2) zwischen Wärmestaubelag (13) und Mattierung (14) jeweils einen Bereich mit klarer Oberfläche aufweist.

6. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Belag (13) in einem Bereich zwischen Stromzuführung (8) und Elektrodenspitze erstreckt.

7. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden mit einem Wärmestaubelag versehen sind und die Lampe unterschiedlich breite Bereiche mit klarer Oberfläche aufweist.

8. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe eine Baueinheit mit einem optischen Reflektor (9) bildet.

9. Metallhalogenidentladungslampe nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich mit klarer Oberfläche, welcher eine geringere Breite aufweist, vom Reflektorscheitel entfernt angeordnet ist.

Claims

1. Metal halide discharge lamp (1) for projection purposes, having a light-transmitting discharge vessel (2) which is sealed at two ends (3) and contains an ionizable filling, as well as two mutually opposite electrodes (4) which are connected to supply leads (8) led to the outside, a strip-like subregion (14), which is arranged between the electrodes, being frosted over the entire circumference of the outer surface of the discharge vessel (2), the width of this subregion being less than, or at most equal to, the electrode spacing, characterized in that a region with a clear surface in each case directly adjoins the edges of the frosted strip-like subregion of the outer surface.

2. Metal halide discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the relationship 0.1 < B/d ≤ 1 holds for the quotient of the width B of the frosted subregion and the electrode spacing d.

3. Metal halide discharge lamp according to Claim 2, characterized in that the quotient B/d is in the range between 0.4 and 0.8.

4. Metal halide discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized in that the frosted subregion (14) is arranged centrally between the electrodes (8).

5. Metal halide discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the outer surface of at least one end (13) of the discharge vessel (2) is provided with a heat-accumulating coating, the discharge vessel (2) having a region with a clear surface in each case between the heat-accumulating coating (13) and the frosted portion (14).

6. Metal halide discharge lamp according to Claim 5, characterized in that the coating (13) extends in a region between a supply lead (8) and electrode tip.

7. Metal halide discharge lamp according to Claim 5, characterized in that the two ends are provided with a heat-accumulating coating, and the lamp has regions of different width with a clear surface.

8. Metal halide discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the lamp forms a constructional unit with an optical reflector (9).

9. Metal halide discharge lamp according to Claims 7 and 8, characterized in that the region with a clear surface, which is of a lesser width, is arranged remote from the apex of the reflector.

Revendications

1. Lampe (1) à décharge aux halogénures métalliques, destinée à des fins de projection, comportant une enceinte (2) de décharge transparente à la lumière, fermée aux deux extrémités (3), qui contient une atmosphère ionisable, ainsi que deux électrodes (4), qui se font face l'une l'autre, qui sont reliées à des entrées (8) de courant qui passent à l'extérieur, une zone (14) partielle en forme de bande, qui est disposée entre les électrodes, étant dépolie sur tout le pourtour de la surface extérieure de l'enceinte (2) de décharge, la largeur de cette zone partielle étant inférieure ou, au plus, égale à la distance des électrodes, caractérisée en ce qu'il fait suite directement aux bords de la zone partielle dépolie, en forme de bande, de la surface extérieure une zone à surface transparente.

2. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'on a pour le quotient de la largeur B de la zone partielle dépolie à la distance d des électrodes la relation: 0,1 < B/d < ou = 1.

3. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le quotient B/d est dans l'intervalle compris entre 0,4 et 0,8.

4. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone (14) partielle dépolie est disposée au centre entre les deux électrodes (8).

5. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la surface extérieure d'au moins une extrémité (13) de l'enceinte (2) de décharge est munie d'une couche de retenue de la chaleur, l'enceinte (2) de décharge comportant une zone à surface transparente entre la couche (13) de retenue de la chaleur et le dépolissage (14).

6. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la couche (13) s'étend dans une zone comprise entre l'entrée (8) de courant et la pointe d'électrode.

7. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les deux extrémités sont munies d'une couche de retenue de la chaleur et en ce que la lampe a des zones à surface transparente de largeurs différentes.

8. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la lampe forme une unité avec un réflecteur (9) optique.

9. Lampe à décharge aux halogénures métalliques suivant la revendication 7 et 8, caractérisée en ce que la zone à surface transparente, qui a une largeur plus petite, est disposée du côté éloigné du sommet du réflecteur.

Zeichnung