Lámpara HID regulable de arco corto con color constante durante la regulación.

Una lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto que comprende un tubo de arco con al menos un electrodo de wolframio en la que el tubo de arco comprende una mezcla química que comprende yoduros y/o bromuros de sodio,

escandio, holmio (Na-Sc-Ho) y tiene una proporción de aspecto de ≥ 1,1, 5

en la que la mezcla química está en el intervalo de un 0,75-2% en peso de HoX3, 45-85% en peso de NaX, 1,5-5,5% en peso de ScX3, en la que X puede ser Br o I, logrando de este modo una temperatura de color correlacionada (TCC) en el intervalo de 3000-3500 K, y en la que la lámpara está configurada para mantener la temperatura de color correlacionada (TCC) con una coordenada Y constante del color a lo largo de un intervalo de regulación por debajo de aproximadamente un 78% de la potencia nominal.

Lámpara HID regulable de arco corto con color constante durante la regulación.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una lámpara HID (descarga de alta intensidad, del inglés high intensity discharge) de arco corto, en general, y en particular a una lámpara HID (descarga de alta intensidad) regulable de haluro metálico de arco corto de terminación única con color constante durante la regulación.

Descripción de la técnica relacionada Las fuentes de luz para iluminación fotográfica se producen en dos temperaturas de color diferentes, 5600 K para adaptarse al material de película para luz natural usado para la filmación en exteriores y 3200 K para adaptarse al material de película de wolframio usado para la iluminación de interiores. La luz de 5600 K se produce por lámparas de haluro metálico de alta intensidad de la variedad de arco corto de cuarzo. Hasta ahora, la luz de 3200 K se produce casi exclusivamente mediante lámparas halógenas de wolframio puesto que no ha sido posible fabricar una lámpara de haluro metálico de arco corto de cuarzo de dicha temperatura de color baja en versión de terminación única que además permanezca estable durante su vida útil. Esto es desafortunado porque la vida útil de dichas lámparas halógenas es bastante corta, su eficacia luminosa es muy baja y producen enormes cantidades de radiación infrarroja no deseada. Para producir una lámpara HID de 3200 K HID, es necesario sodio en el relleno químico del tubo del arco. Aunque esto es bien conocido para lámparas de iluminación general, no ha sido posible fabricar una lámpara adecuada para servicios de foto/proyección debido a la carga de potencia muy alta, en la que la temperatura de color y el voltaje de la lámpara se incrementarán rápidamente debido a la pérdida de sodio y la vida útil de la lámpara sería extremadamente corta.

El problema se ha resuelto parcialmente en la técnica anterior por el uso de materiales de tubo cerámicos en lugar de cuarzo. Sin embargo, estos tienen el inconveniente principal de ser translúcidos, pero no lo bastante transparentes ópticamente, y por lo tanto no son adecuados para lámparas de arco corto del tipo reivindicado aquí. La naturaleza difusa del material cerámico dispersa la luz en exceso y los hace inadecuados para su uso en aparatos de proyección óptica.

Adicionalmente, la carga de potencia con tubos de arco cerámicos es limitada y sólo existen hasta 400 W. Se requieren vatajes mucho más altos para aplicaciones de proyección óptica.

La patente alemana DE10234758 se refiere a una lámpara halógena de vapor metálico que tiene características de color buenas comparables, en particular, con respecto a las variaciones de color entre lámparas y a la estabilidad de color durante la vida útil en comparación con las lámparas halógenas de vapor metálico con material de pared cerámico del recipiente de descarga. Se lograron buenos resultados con el sistema de tres componentes de una mezcla de NaI, ScI3 y HoI3, en el que también se puede omitir totalmente el HoI3 en el límite, si bien no totalmente óptimo, de un sistema de dos componentes. Esta patente no habla sobre la regulación.

La patente japonesa JP6084496 se refiere a la lámpara de descarga de vapor metálico de alta presión que encierra haluros metálicos elegidos para reducir el cambio de color durante la modulación de la salida de luz. Durante la regulación de una lámpara de haluro metálico convencional que comprende un relleno de haluro de sodio-escandio más mercurio, el color cambia debido al cambio relativo en las presiones de vapor de mercurio frente a los haluros de sodio-escandio. En un estado regulado, proporcionalmente existe una radiación de haluro menor y una radiación de mercurio incrementada, lo que da como resultado un incremento no deseado de la temperatura de color. Esta patente enseña que, con la sustitución de mercurio por gas xenón, el color de la luz irradiada permanece más estable durante la regulación. Como consecuencia de su diseño libre de mercurio, esta lámpara requiere un equipo de control especial y una presión de funcionamiento muy alta. La eficacia luminosa es inferior en comparación con las lámparas que contienen mercurio.

La patente de los EE.UU. 6.819.050 describe lámparas de haluro metálico de cerámica de alta intensidad. Proporciona una lámpara de haluro metálico de descarga de arco para su uso en partes integrantes de iluminación seleccionadas que tienen una cámara de descarga con paredes permeables a la luz visible o la radiación electromagnética de una forma seleccionada que delimita una región de descarga cuyas paredes soportan un par de electrodos en la región de descarga separados entre sí. En esta patente, el quemador está fabricado de material cerámico. La lámpara descrita no es adecuada para aplicaciones foto-ópticas debido a que se basa en un recipiente de descarga cerámico, con una naturaleza de dispersión de luz que incrementa las dimensiones reales de la fuente de luz.

La patente de los EE.UU. 7.423.380 se refiere a una tecnología para obtener una característica de color deseada así como para evitar que los tubos finos se rompan, en una lámpara de haluro metálico de cerámica que se puede regular. Proporciona una lámpara de haluro metálico regulable que se evita que no se encienda debido a una fuga de un tubo de arco atribuible a una rotura que se produce en los tubos finos, así como que produce una característica de color deseada, en la que la lámpara de haluro metálico incluye haluro de metal de las tierras raras, haluro de sodio, y haluro de magnesio, siendo el haluro de metal de las tierras raras al menos uno de haluro de disprosio, haluro de tulio, haluro de holmio, haluro de cerio y haluro de praseodimio, y siendo el haluro de magnesio al menos uno de yoduro de magnesio y bromuro de magnesio. Las enseñanzas de dicha patente son adecuadas para un vataje de desde 70 hasta 250 W.

La publicación n.º JP6349443 divulga una lámpara foto-óptica regulable con un relleno a base de hafnio, circonio, estaño, tantalio y antimonio. Esta lámpara tiene una temperatura de color alta de >5000 K y por lo tanto no es adecuada para reemplazar las lámparas halógenas de wolframio de 3200 K.

En la técnica anterior, había sido muy difícil lograr un índice de reproducción cromática muy alto tal como el que proporcionan las lámparas halógenas de wolframio, combinado con la eficacia muy alta de las lámparas de haluro metálico de color de luz natural existentes, y en todos los casos la salida de luz cambiaría a una temperatura de color inaceptablemente alta cuando se regula.

Con todas las restricciones o limitaciones analizadas anteriormente, es esencial tener una lámpara HID de arco corto que tenga una temperatura de color correlacionada baja de aproximadamente 3200 K, que pueda mantener la misma durante la regulación.

Por tanto, el propósito de la invención consiste en superar las desventajas de la técnica anterior, ideando una lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto que sea adecuada para aplicaciones foto-ópticas.

El objetivo principal de la presente divulgación es proporcionar una lámpara HID regulable de arco corto con color constante.

Otro objetivo de la presente divulgación es proporcionar una lámpara HID regulable de arco corto con color constante durante la regulación.

Otro objetivo de la presente divulgación es incrementar la vida útil, la eficacia de la lámpara y la reducción en la salida de calor en comparación con las lámparas halógenas de wolframio.

Otro objetivo más de la presente divulgación es proporcionar una lámpara HID regulable de arco corto con color constante que produzca un IRC alto.

Otro objetivo más de la presente divulgación es proporcionar una lámpara HID regulable de arco corto con temperatura de color baja.

Para cumplir los requisitos de una alternativa adecuada a las lámparas halógenas de wolframio de 3200 K empleadas en la iluminación de película y de estudio, una versión basada en haluro metálico de alta eficacia debería ofrecer luz de la misma temperatura de color correlacionada combinada con un índice de reproducción cromática muy alto con un exceso de Ra90, y de forma ideal también debería poder mantener estas dos propiedades cuando la potencia disipada por la lámpara se reduzca para atenuar su flujo luminoso.

De acuerdo con la invención, se proporciona una lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto, como se define en la reivindicación 1.

Para superar los problemas mencionados anteriormente y para lograr dichos objetivos, la presente divulgación proporciona una lámpara de haluro metálico de arco corto de terminación... [Seguir leyendo]

1. Una lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto que comprende un tubo de arco con al menos un electrodo de wolframio en la que el tubo de arco comprende una mezcla química que comprende yoduros y/o bromuros de 5 sodio, escandio, holmio (Na-Sc-Ho) y tiene una proporción de aspecto de ≥ 1, 1,

en la que la mezcla química está en el intervalo de un 0, 75-2% en peso de HoX3.

4. 85% en peso de NaX, 1, 5-5, 5% en peso de ScX3, en la que X puede ser Br o I, logrando de este modo una temperatura de color correlacionada (TCC) en el intervalo de 3000-3500 K, y en la que la lámpara está configurada para mantener la temperatura de color correlacionada (TCC) con una coordenada Y constante del color a lo largo de un intervalo de regulación por debajo de aproximadamente un 78% de la potencia nominal.

2. La lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto como se reivindica en la reivindicación 1, en la que la mezcla química incluye yoduros y/o bromuros de talio (Tl) .

3. La lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones

anteriores, en la que la mezcla química incluye yoduros o bromuros de mercurio (Hg) para evitar el 15 ennegrecimiento de la lámpara.

4. La lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto como se reivindica en las reivindicaciones anteriores, en la que la mezcla química también incluye un 0, 1-1% en peso de TlX y un 10-50% en peso de HgX2, en la que X puede ser Br o I.

5. La lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 20 anteriores, en la que el tubo de arco está dispuesto dentro de un protector de detención ultravioleta.

6. La lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la carga eléctrica es d.

5. 250 vatios por milímetro de longitud de arco.

7. La lámpara HID de cuarzo regulable de arco corto como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la carga de la pared es d.

5. 150W/cm2.

Figura 2

Figura 3a y 3b