專利名稱：包括高壓放電燈和點火天線的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括高壓放電燈和點火天線的裝置，高壓放電燈設(shè)有透光、氣密的燈殼，燈殼內(nèi)包含可電離填充物，第一和第二電極設(shè)置在燈殼中，每個電極各自連接到自己的電流導(dǎo)體，電流導(dǎo)體從燈殼延伸到外部，在燈殼附近設(shè)置的點火天線設(shè)有一個氣密的天線容室，其中有可電離填充物，該點火天線還設(shè)有另一外電極，它設(shè)置在天線容室的外表面上并且連接到另一電流供給導(dǎo)體。
背景技術(shù)：
這種包括高壓放電燈和點火天線的裝置公開于99/48133中。這種已知的燈有較短的放電電弧，使燈產(chǎn)生的光能很好地聚焦。結(jié)果，這種燈能夠非常適合用作投影燈，例如用在投影系統(tǒng)或汽車前燈系統(tǒng)中。這種已知的燈包含填充物，在燈工作期間，填充物的壓力呈現(xiàn)非常高的值，達(dá)到幾十巴的量級或者更高。為了改善已知燈的點火特性，燈設(shè)有一個點火天線，它呈填充可電離氣體的容室的形式，容室?guī)в幸粋€電容耦合電極。當(dāng)點火電壓施加到另一電流導(dǎo)體時，另一外電極促使天線容室中的可電離填充物電離。結(jié)果，天線容室中的填充物變成導(dǎo)電的，由此在燈殼中產(chǎn)生電場。一般情況下，當(dāng)施加到點火天線的點火電壓較高時，點火時間較短。這可用于燈在冷態(tài)下的點火和關(guān)閉后很短時間即燈仍然熱時的再點火。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，不管點火天線存在與否，都會產(chǎn)生很大程度的點火延遲，這是一個缺點。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種措施，在開始段落中所述裝置的情況下，這種措施能消除所述缺點。為了實現(xiàn)這個目的，根據(jù)本發(fā)明，開始段落中所述類型的裝置的特征在于點火天線的天線容室還包繞一個導(dǎo)電元件。出乎意料的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)點火延遲基本上消失了。當(dāng)點火電壓施加到另一電流導(dǎo)體時，另一外電極幾乎瞬間地使天線容室中的可電離填充物電離，這樣，就象金屬導(dǎo)體用作天線的情況下那樣，也幾乎瞬間地在燈殼中產(chǎn)生電場。結(jié)果，點火延遲被消除，所以點火時間縮短了。
當(dāng)高壓放電燈在不利的條件下點火時，例如如果燈處在黑暗的環(huán)境中很長的時間，本發(fā)明的措施尤其有效。
為了消除燈所發(fā)射的光的光學(xué)損失，天線容室優(yōu)選用半透明(translucent)的材料制造，例如陶瓷材料，諸如單晶金屬氧化物，如蘭寶石，多晶金屬氧化物，如半透明和氣密的氧化鋁(DGA)、釔鋁石榴石(YAG)或釔氧化物(YOX)，或多晶的非氧化物材料，諸如氮化鋁(AlN)。諸如石英玻璃之類的玻璃也適合用作半透明材料，并且還有另外的優(yōu)點，即它使點火天線的設(shè)計能夠有相當(dāng)大的自由度。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，為了實現(xiàn)短的熱態(tài)再點火時間，天線容室中產(chǎn)生的輻射的類型和強度不是重要的?？墒?，為了實現(xiàn)燈在冷態(tài)點火時在沒有環(huán)境光時的短的點火時間，如果在激勵狀態(tài)下點火天線產(chǎn)生UV輻射(優(yōu)選190-260nm波長范圍)，則是有利的。為此，例如，點火天線包含汞和氬氣的填充物。
當(dāng)天線容室的外表面上設(shè)置另一個外電極時，氣密地連接到包繞在天線容室中的導(dǎo)電元件的引線不是必要的。此外，這會增加用作另一電極的材料的選擇，因為在這種情況下，天線容室的壁防止了另一電極、導(dǎo)電元件和填充物之間的任何化學(xué)反應(yīng)。
施加到點火天線的點火電壓是例如高頻交流電壓，但是，它也可以是重復(fù)或不重復(fù)的脈沖電壓。
在一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于導(dǎo)電元件位于天線容室內(nèi)另一外電極的位置處。如果天線容室包括一個細(xì)長部分，另一電極沿該部分延伸，那么導(dǎo)電元件延伸超過另一電極至少2mm。在這種情況下，當(dāng)點火電壓施加到另一電極時，能保證天線容室中的瞬間電離。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例的特征在于燈殼包括一個較寬的中心部分和在每一側(cè)的頸狀端部，電極設(shè)置在燈殼的中心部分中，并且電流導(dǎo)體各自穿過一個相應(yīng)端部延伸，點火天線的天線容室是一個管，在靠近中心部分處它圍繞一個端部彎曲。這種兩側(cè)高壓放電燈可以容易地大規(guī)模批量生產(chǎn)。
優(yōu)選方案是，該燈形成投影系統(tǒng)的一部分，并且該裝置設(shè)有一個反射器。該裝置的一種實用的緊湊的實施方式的特征在于反射器是會聚反射器，它具有光軸、光發(fā)射開口和與光發(fā)射開口相對的另一開口，反射器圍繞燈殼的中心部分，燈殼的頸狀部分沿光軸延伸，點火天線圍繞端部彎曲，端部通過所述另一開口延伸到外部。
參考下面描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將更清楚。


附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括高壓放電燈和點火天線的裝置的第一實施例的縱向剖視圖，其中該裝置還包括一個反射器；圖2A更詳細(xì)地顯示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的點火天線；圖2B是沿圖2A中線II-II截取的點火天線的剖視圖。
具體實施例方式
圖1顯示出包括高壓放電燈1和點火(ignition)天線2的一個裝置。高壓放電燈設(shè)有透光、氣密的燈殼10，燈殼10內(nèi)包含可電離填充物。在這種情況下，填充物包含一種或多種惰性氣體(這里是填充壓力為100mbar(毫巴)的氬氣)、至少0.2mg/mm3的汞和例如10-6-10-4μmol/mm3的一種或多種鹵化物(Cl、Br、I的鹵化物)，這里是以溴化汞的形式。在圖1中，燈殼是用石英玻璃制造的，但是它還可以選擇用陶瓷材料制造。第一和第二電極11a、11b設(shè)置在燈殼10中，兩個電極之間的距離是1mm。燈殼10的最大外徑D為9mm。電極11a、11b各自連接到自己的電流導(dǎo)體12a、12b，導(dǎo)體12a、12b分別從燈殼10延伸到外部。在燈殼10附近設(shè)置的點火天線2連接到另一電流導(dǎo)體24。另一電流導(dǎo)體24對頸狀部分10a的電弧用粘合劑26來防止，粘合劑26是陶瓷材料的，它起絕緣作用。
在圖1的實施例中，高壓放電燈的燈殼10包括一個較寬的中心部分10c和在每一側(cè)的頸狀端部10a、10b，端部10a、10b的外徑為6.1mm。電極11a、11b設(shè)置在燈殼10的中心部分10c中，并且電流導(dǎo)體12a、12b分別穿過端部10a、 10b延伸。
圖2A和2B更詳細(xì)地顯示出點火天線2。這些圖還用虛線顯示出燈殼10的10a、10c部分。點火天線2包括一個氣密的天線容室20，其中有可電離填充物，這里是填充壓力為100mbar的氬氣。在另一實施例中，可電離填充物還包括例如0.5毫克汞。該點火天線2還包括附加的外電極22，它連接到另一電流導(dǎo)體24。點火天線2的天線容室20是石英玻璃管。電極22設(shè)置于天線容室的外表面。在這種情況下，電極22是一個金屬套22a，它借助于向內(nèi)的彈性接觸片22a’夾緊在天線容室20的細(xì)長部分21a的自由端21a’上。金屬套22a與天線容室20中的可電離填充物電容耦合。如果自由端21a’設(shè)有金屬涂層22b(這種情況下是鉑)，可以獲得更好的電容耦合。
該玻璃管包括較寬的第一細(xì)長部分21a，其長度為25mm，內(nèi)徑為0.6mm，壁厚為0.45mm，該部分沿頸狀端部10a延伸。該管包括較窄的第二部分21b，其內(nèi)徑為0.6mm，該第二部分靠近中心部分10c而且圍繞頸狀端部10a彎曲。在這種情況下，第二部分21b圍繞頸狀端部10a彎曲180度。點火天線2的天線容室20圍繞一個金屬薄片形式的導(dǎo)電元件23，例如鉬金屬薄片。另一電極22沿天線容室20的細(xì)長部分21a延伸。導(dǎo)電元件23延伸超過另一電極(22)至少2mm。
圖1所示裝置還包括一個反射器30。反射器30是會聚的并包括光軸31、光發(fā)射開口32和與光發(fā)射口相對的另一開口33。在這種情況下，反射器是一個拋物面反射器。反射器30圍繞燈殼10的中心部分10c。端部之一(在這種情況下是10a)通過反射器30的另一開口33延伸到外部。
在這種情況下，所示的裝置還包括電壓轉(zhuǎn)換器40。電流導(dǎo)體12a、12b分別連接到電壓轉(zhuǎn)換器40的輸入端41a、41b，并且另一電流供給導(dǎo)體24連接到電壓轉(zhuǎn)換器40的輸出端42。在這種情況下，電壓轉(zhuǎn)換器40是感應(yīng)工作變壓器。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例(未示出)中，另一電流供給導(dǎo)體24連接到一個獨立的輸入端，例如，點火電壓脈沖可施加到該輸入端，并且恒定的電壓分別施加到電流導(dǎo)體12a、12b的輸入端41a、41b。
已經(jīng)對根據(jù)本發(fā)明的裝置的點火時間進行了檢測。還對根據(jù)WO99/48133的裝置的點火時間進行了檢測。
將根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)WO99/48133的裝置都放置在暗室中。24小時周期以后，將每個裝置的第一和第二電極的適當(dāng)?shù)碾娏鲗?dǎo)體連接到300伏的電源，維持暗室條件，并且將用于向天線容室供給電流的另一電流導(dǎo)體連接到一個9kV的正弦波點火電壓。在一系列試驗中，天線容室包含氬氣填充物，其填充壓力為100mbar。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的情況下，燈的點火基本上是瞬時發(fā)生的，但在所有情況下至少在20秒內(nèi)。在根據(jù)WO99/48133的裝置的情況下，產(chǎn)生了大的點火延遲，這種延遲甚至可達(dá)到一分鐘以上。在點火延遲大于50秒的情況下，如果該裝置暴露于從一個獨立的UV(紫外)光源發(fā)出的UV光，那么在天線容室中會產(chǎn)生瞬時點火，接著是燈的損壞(breakdown)。
對于在諸如投影電視機之類的投影系統(tǒng)中的應(yīng)用，50秒的延遲點火是剛剛可以接受的。不過，點火延遲最好小于20秒。
本發(fā)明進一步體現(xiàn)在每一新的特征和這些特征的每一組合中。
權(quán)利要求
1.一種包括高壓放電燈(1)和點火天線(2)的裝置，該高壓放電燈設(shè)有透光、氣密的燈殼(10)，燈殼內(nèi)包含可電離填充物，第一和第二電極(11a、11b)設(shè)置在燈殼中，每個電極各自連接到自己的電流導(dǎo)體(12a、12b)，電流導(dǎo)體從燈殼延伸到外部，在燈殼附近設(shè)置的點火天線(2)設(shè)有一個氣密的天線容室(20)，其中有可電離填充物，該點火天線(2)還設(shè)有另一外電極(22)，它設(shè)置在天線容室(20)的外表面上并且連接到另一電流供給導(dǎo)體(24)，其特征在于點火天線的天線容室還包繞一個導(dǎo)電元件。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于天線容室(20)是用半透明材料制造的。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于點火天線(2)在激勵狀態(tài)下產(chǎn)生UV輻射。
4.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于導(dǎo)電元件設(shè)在天線容室內(nèi)另一電極的位置處。
5.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于導(dǎo)電元件是用金屬薄片形成的。
6.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征在于天線容室包括一個細(xì)長部分，另一電極沿該部分延伸，并且導(dǎo)電元件延伸超過另一電極至少2mm。
7.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于燈殼(10)包括一個較寬的中心部分(10c)和在每一側(cè)的頸狀端部(10a、10b)，電極(11a、11b)設(shè)置在燈殼的中心部分中，并且電流導(dǎo)體(12a、12b)各自穿過一個相應(yīng)端部延伸，點火天線(2)的天線容室(20)是一個管，在靠近中心部分處它圍繞一個端部(10a)彎曲。
8.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于還有一個反射器(30)。
9.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于反射器(30)是一個會聚反射器(30)，它具有光軸(31)、光發(fā)射開口(32)和與光發(fā)射開口相對的另一開口(33)，反射器圍繞燈殼(10)的中心部分(10c)，燈殼的頸狀部分(10a、10b)沿光軸延伸，點火天線(2)的天線容室(20)圍繞端部(10a)彎曲，端部(10a)通過所述另一開口延伸到外部。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的短弧放電燈(1)設(shè)有透光、氣密的燈殼(10),燈殼內(nèi)包含可電離填充物,第一和第二電極(11a、11b)各自設(shè)置在燈殼(10)中,并且各自連接到自己的電流導(dǎo)體(12a、12b),電流導(dǎo)體各自從燈殼延伸到外部。點火天線(2)在燈殼附近設(shè)置,點火天線連接到另一電流導(dǎo)體(24)。點火天線包括天線容室(20)和另一外電極(22),天線容室(20)以氣密的方式封閉并且包含可電離填充物,另一外電極(22)連接到另一電流導(dǎo)體(24)。根據(jù)本發(fā)明,天線容室包繞一個導(dǎo)電元件。按這種方式,即使燈處在黑暗環(huán)境中一定時間,也保證了很小的點火延遲。
文檔編號H01J61/86GK1363115SQ01800194
公開日2002年8月7日 申請日期2001年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月11日
發(fā)明者H·C·M·范登紐溫惠岑, J·M·德雷格特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司