專利名稱：金屬鹵化物燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及額定功率大于100W的金屬鹵化物燈，該燈具有一放電室，該放電室的陶瓷壁圍起了內裝有可離子化的填充物的一放電空間，填充物除Hg之外還有Na、Te、Ho和Ca的碘化物成分，放電空間中裝有其電極末端的相互間距為EA的兩個電極，所述的放電室包括內徑為ID并至少延伸距離EA的圓柱形部分。
說明書開篇一段中所述的燈已由WO98/45872(N16313)公開。已知的燈有高的比光通量，工作中，在高色溫Te下發光，而且，總的顏色再現指數Ra至少是90。
該燈中，用為化鈉(NaI)作燈的填充物時，能看到令人滿意的顏色再現，工作中，Na以Na-D行發射時有明顯的展寬和反向。這就要求在放電室中的最冷光點的高溫Tkp例如是1170K(900℃)。當展寬和反向Na-D行時，在光譜中就會出現發射段的形狀，在相互間距Δλ處會出現兩個最大值。
需要高值的Tkp排除了用石英或石英玻璃作放電室的壁，而必需用陶瓷材料做放電室的壁。
本說明書和權利要求書中，陶瓷壁指的是金屬氧化物壁——如藍寶石或微密燒結的多晶Al2O3和金屬氮化物壁——如AlN這兩種。
盡管已知的燈有良好的顏色特性和較高的光通量，但燈的尺寸較大。為了投影的目的例如用透鏡或光闌將該燈發射的光聚焦成光束時會造成相當大的光損失。這是該燈的缺點。
本發明的目的是提供本說明書第1段所說類型的燈，顯著克服了所述缺點。
按本發明，用本說明書第1段所述類型的燈，它的特征是滿足EA/ID＜1的關系，用該燈能達到本發明的目的。按本發明的燈的優點是，燈發射的光能較好地聚焦成光束，同時，令人吃驚的是，還能使光通量和色溫Te只減小很少一點，而保留總顏色再現指標Ra。按本發明的燈適合用作把光耦合進光導纖維的光源。ID恒定的情況下，EA/ID之比的減小至低于0.65時，通常會導致燈的比光通量低到不能接受的程度。當燈壁負荷至少為110W/cm2時，能改善按本發明的燈，這里人們知道的壁負荷是燈功率除以放電室伸過距離EA部分的內表面所得到的商值。因此，光耦合進光纖時，能得到更好的耦合效率，從而導致更高的系統效率。
另一實例中，放電室內的填充物還包含Dy和Tm的碘化物，燈的色溫Te≥4000K。
燈最好具有包圍有放電空間的放電室的外殼。放電空間中最好充有惰性氣體，例如N2氣。放電空間內的氣體對放電室的壁有冷卻作用。燈在工作狀態下，惰性氣體的壓力至少是100Mbar，為了排除爆炸的危險，惰性氣體壓力最好不大于1bar。外殼與放電室的壁之間的最小距離為3mm。外殼與放電室的壁之間的距離小于3mm。會使放電室的壁的冷卻效率降低，由于電流導體沒在燈的一個電極上面而有距離小于最小距離的缺點。而且，距離增大只會使冷卻效率增大得很小。
為了使放電室壁上有良好的溫度分布，壁厚最好在0.6mm至1.4mm之間。壁厚小于0.6mm的缺點是，放電室壁的溫度會升高到不能接受的程度，這對燈的壽命造成負面影響。通常，對所要求的燈的壽命不希望有的溫度梯度也會出現在放電室壁上。壁厚在1.4mm以上會導致比光通量的明顯下降。
當內徑為ID的圓柱伸到相互距離至少為2*EA處的端面時，按本發明的燈的優選實施例能使放電室壁上達到合適的溫度梯度。另一實施例中，用在端面面積處密封的放電室包圍放電空間。
最好在Δλ從10nm至30nm的情況下達到的最冷光點溫度Tkp。
以下將用對實施例的說明來說明本發明的這些方案和其它方案。
圖1是按本發明的燈。
圖2是圖1所示的燈的放電室的剖視圖。
圖1所示的金屬鹵燈包括放電室，圖2展示出該放電室3的沒有具體尺寸的剖視圖。放電室有包圍放電空間11的壁，放電空間11中充入的可離子化填充物除Hg(汞)之外，還有Na、Tl、Ho和Ca的碘化物成分。兩個電極4，5，每個電極是用拔絲W(鎢)制成的，兩個電極設在放電空間中，電極4、5分別有電極桿4a、5a和電極末端4b、5b，每個電極末端之間的相互距離為EA。放電室有內徑為ID并在端面33a與33b的面積處密封的放電室包圍放電空間。
放電室在一端用伸到端面33a、33b并作窄閉合的陶瓷伸出端面34、35密封，放電室內設有內部空間，沒有連接到電極4、5的電流引通導致40，接到靠近遠離放電空間的一端。放電室用設在燈座2一端的外殼包圍。工作中，放電在兩個電極4、5之間蔓延，電極4經電流導體8連接到構成燈座2的一部分的第1電接點。電極5經電流導體9連接到構成燈座2的一部分的第2電接點。
上述的燈的具體實施例的額定功率是150W。電極間的距離EA是6mm，端面33a與33b之間的距離是14mm，內徑ID是6.85mm。EA/ID之比是0.86，這符合按本發明的測試EA/ID＜1。放電室的陶瓷壁的厚度為0.8mm。工作中，燈的壁負荷是116W/cm2。工作條件下壓力為32bar的放電室的可離子化填充物除Hg之外還含重量百分比分別為55wt％的NaI，13.5wt％的TlI，16.5wt％HoI3和15wt％的CaI2，這些金屬碘化物的總重量是8.5mg。工作中，燈電壓在90v與95V之間。工作中，燈按89lm/w的比是通量發光，色溫Tc是3000K，總色再現指數Ra是92。當Δλ是20nm時的最冷光點溫度是1220K。
用作光纖的光源的燈放在焦點長度為18.8mm，孔徑為83.9mm的橢圓球體反光器中，反光器有二向色涂層，它對400nm至650nm范圍內的波長的反射系數至少為0.9。光纖直徑為15mm。這些情況下，耦合率是22.5％系統的比光通量是19.5lm/w。
按本發明的燈的另一實施例中，放電室的構形相同，可離子化填充物包括在工作條件下填充壓力為24bar的Hg和8.5mg的NaI，TlI，DyI3，HoI3，TmI3和CaI2組成的金屬碘化物，其中，這些金屬碘化物的重量百分比分別是13.7wt％的NaI；8.6wt％的TlI；11.7wt％的DyI3；11.7wt％的HoI3；11.7wt％的TmI3；和42.6wt％的CaI2。燈的光通量是88lm/w，色溫Tc是4000K，總顏色再現指數Ra是94。工作中燈電壓是109V，對Δλ為12.5nm的最冷光點溫度Tkp是1299K。
權利要求
1.額定功率大于100W的金屬鹵化物燈，包括放電室，它有包圍內裝可離子化填充物的放電室間的陶瓷壁，填充物除Hg之外還Na，Tl，Ho和Ca的鹵化物，放電空間內設有兩個電極，每個電極末端之間的相互間距是EA，所述放電室包括內徑為ID并至少伸過距離EA的圓柱形部分，其特征是滿足EA/ID＜1的關系。
2.按權利要求1的燈，其特征是，燈的壁負荷至少是110W/cm2。
3.按權利要求1或2的燈，其特征是，可離子化填充物還含Dy和Tm的碘化物。
4.按權利要求1、2或3的燈，其特征是，燈有包圍有效電空間的放電室的外殼，放電空間中填充有惰性氣體。
5.按權利要求4的燈，其特征是，燈的工作狀態下，惰性氣體的壓力至少是100mbar，最好不大于1bar。
6.按權利要求4或5的燈，其特征是，外殼與放電室之間的最小距離是3mm。
7.按以上任一權利要求的燈，其特征是，放電室的壁厚范圍在0.6mm至1.4mm之間。
8.按以上任一權利要求的燈，其特征是，內徑為ID的圓柱部分伸過端面之間至少是相互間距為2*EA的長度。
全文摘要
本發明涉及額定功率大于100W的金屬鹵化物燈,它包括有陶瓷壁的放電室。放電室包圍內裝可離子化的填充物的放電空間,填充物除Hg之外還含Na,Tl,Ho和Ca的碘化物成分。放電室內設兩個電極,它們的末端之間的相互間距為EA。放電室有內徑為ID并穿過間距EA的圓柱形部分。根據本發明,EA/ID<1的條件得到了滿足。
文檔編號H01J61/12GK1321330SQ00801786
公開日2001年11月7日 申請日期2000年8月2日 優先權日1999年8月25日
發明者J·C·M·亨德里, N·J·卡魯索, K·J·A·皮爾阿爾持, V·E·德伊韋爾休 申請人:皇家菲利浦電子有限公司