專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓放電燈。
本發(fā)明還涉及這種高壓放電燈和反射器的組件。
35到150W范圍內(nèi)的高壓放電燈在照明設(shè)備的零售應(yīng)用中占主要地位。目前已經(jīng)出現(xiàn)為了向低流明封裝和/或較低功率范圍延伸而創(chuàng)造積極條件的趨勢。例如專賣店中正在使用低亮度水平的燈，其將光集中在商品上，而非覆蓋整個區(qū)域。市場上的終端用戶越來越對質(zhì)量均勻的光感興趣，并更喜歡使用高壓放電燈代替鹵素?zé)?，來用于低流明封裝和重點照明。
開頭段落中所提及的那類高壓放電燈通常具有帶陶瓷壁的放電容器，或者具有石英玻璃的放電容器。這種高壓放電燈廣泛地應(yīng)用于實踐中，并將高的發(fā)光效能與合適的顏色屬性結(jié)合起來。除了Hg和稀有氣體的填充物之外，燈的放電容器還包含一種或幾種金屬鹵化物。
應(yīng)該理解，本說明書和權(quán)利要求中的放電容器的陶瓷壁是由以下其中一種材料制成的壁單晶體金屬氧化物(例如藍(lán)寶石)，透明的致密燒結(jié)的多晶體金屬氧化物(例如Al2O3、YAG)，和透明的致密燒結(jié)的多晶體金屬氮化物(例如AIN)。
從JP-A04002035的英文摘要中可了解開頭段落中所提及的那類燈。該已知的放電燈包括放電容器和供電導(dǎo)體，當(dāng)將其凸出地安裝在絕緣材料的燈座上時，供電導(dǎo)體支撐放電容器。一端保持打開狀態(tài)的外殼或外燈泡固定在燈座上，從而封閉了放電容器和供電導(dǎo)體。
已知的高壓放電燈的缺點是放電燈的使用壽命低于所需的水平。
本發(fā)明具有完全或部分消除上述缺點的目的。根據(jù)本發(fā)明，開頭段落中所提及的那類用于此用途的高壓放電燈包括外殼，其中繞縱軸設(shè)置了放電容器，放電容器，其以氣密方式封閉了設(shè)有可電離填充物的放電空間，放電容器具有第一和第二相對的頸狀部分，第一和第二供電導(dǎo)體各自通過頸狀部分延伸到設(shè)在放電空間內(nèi)的一對電極上，電絕緣材料的燈座，其通過第一和第二供電導(dǎo)體來支撐放電容器，燈座還支撐了外殼，外殼封閉了第一和第二供電導(dǎo)體，外殼以氣密方式連接在燈座上。
因為外殼或外燈泡中的氣氛是受控的，所以供電導(dǎo)體受到很好的抗氧化的保護(hù)。通過控制外殼中的氣氛意味著抽空外殼或提供了尤其沒有氧化劑如氧氣的氣密環(huán)境?；蛘?，控制外殼中的氣氛并不排除在外殼中設(shè)置用以控制外殼內(nèi)氣氛的裝置。在本發(fā)明的實施例中，外殼用氮氣填充，其包括例如小百分比的氧氣?？刂乒╇妼?dǎo)體的氧化使得供電導(dǎo)體定位在比較靠近放電容器的位置。通常，沖壓密封圈和/或倒置的(石英)裝管用于減輕供電導(dǎo)體的氧化，從而導(dǎo)致大容量且長時間的高壓放電燈。對于石英放電容器，最好將沖壓密封圈和供電導(dǎo)體尺寸加工成使其獲得在空氣中工作的預(yù)期壽命。使用鈮供電導(dǎo)體的陶瓷放電容器的鈮在放電容器的工作溫度下將非常迅速地氧化，導(dǎo)致高壓放電燈具有非常有限的壽命。
控制外殼中的氣氛具有制成簡化且緊湊的高壓放電燈的結(jié)果。尤其可顯著減少高壓放電燈的長度。為此，高壓放電燈的一個優(yōu)選實施例的特征在于，電極之間的距離de與高壓放電燈沿縱軸的高度hdl之比符合0.02≤dehdl≤0.2.]]>根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，對于范圍大約為1毫米到10毫米的電極之間的距離de，高壓放電燈沿縱軸的高度hdl可小于大約50毫米。
根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的一個優(yōu)選實施例，其特征在于，在燈座或外殼中設(shè)有用于抽空外殼的排氣管。這具有優(yōu)勢在于，在將放電容器和外殼安裝在高壓放電燈的燈座上之后，可通過排氣管抽空外殼。在另一優(yōu)選實施例中，排氣管還形成了與燈的放電容器的供電導(dǎo)體相連的直通元件。這具有更簡單的燈構(gòu)造的優(yōu)勢。
根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的一個優(yōu)選實施例，其特征在于燈座由石英玻璃、硬玻璃、軟玻璃或陶瓷材料制成。燈座優(yōu)選為燒結(jié)體，最好是玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷體。燈座最好著上白色，使其將額外光反射到可用的射束角度，這有效地增加了燈的有用光輸出。燈座最好采用板的形式。
燈座可以高的尺寸精度來制成。燈座在其背對放電容器的表面上為平面是有利的。這個表面可安裝在(燈)固定器如載體上，因此它是適于用作放電容器的位置基準(zhǔn)的表面。
根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的一個優(yōu)選實施例的特征在于，外殼通過搪瓷件固定在燈座上。搪瓷件最好以預(yù)先成型的圓環(huán)形式來提供。使用預(yù)先成型的圓環(huán)極大地簡化了高壓放電燈的制造。
根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈具有的優(yōu)勢在于，當(dāng)燈處于工作中時，放電容器具有光學(xué)上非常緊湊的實際尺寸，這導(dǎo)致燈極其適用于在緊湊的照明器中。當(dāng)前的燈系列都基于壓密封的石英管，這樣可將其結(jié)合在反射器中。另外，石英管不可能用作例如開放夾具中所使用的燈的構(gòu)件。這是個缺點，因為管在其它的燈輪廓中的良好定位對于保證性能是非常關(guān)鍵的。由于根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的燈座的特別構(gòu)造，所以這種放電燈是非常適合于在反射器中使用。因此，本發(fā)明還涉及高壓放電燈和反射器的組件。通過這種方式，根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈形成了適于在反射器中使用的構(gòu)件。在組件的另一實施例中，反射器形成了外殼。在這個實施例中，高壓放電燈的燈座支撐了反射器。高壓放電燈最好以氣密方式密封在燈座上。另外，反射器封閉了第一和第二供電導(dǎo)體，而且反射器以氣密方式連接在燈座上。高壓放電燈形成了組件的構(gòu)件?；」芟鄬τ诘装宓南鄬^高的定位精度以及底板尺寸的良好再現(xiàn)性允許其在帶有不同卡嗒式配合連接的組件中使用。
現(xiàn)在將參照各個實施例和附圖來更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中

圖1A示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈；圖1B是圖1A中所示的高壓放電燈的剖面；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的另一實施例；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的另一備選的實施例；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的又一備選的實施例；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的另一備選的實施例；和圖6顯示了位于反射器中的高壓放電燈組件的實施例。
這些圖紙只是示意性的，并沒有按照真實的比例來繪制。為了清楚起見，特別大地放大了某些尺寸。圖中盡量使用同樣的標(biāo)號來表示等效部件。
圖1A顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的藝術(shù)形象。圖1B示意性地顯示了圖1A中所示的高壓放電燈的剖面。高壓放電燈包括繞縱軸22而設(shè)置的放電容器11。放電容器11以氣密方式封閉了設(shè)有可電離填充物的放電空間13，填充物包括水銀、金屬鹵化物和稀有氣體。在圖1A和1B的示例中，放電容器11具有第一頸狀部分2和相對的第二頸狀部分3，第一供電導(dǎo)體4和第二供電導(dǎo)體5經(jīng)由這些部分各自延伸到一對電極6，7中，該電極6，7設(shè)在放電空間13中。高壓放電燈還設(shè)有由電絕緣材料制成的燈座8。燈座8通過第一和第二供電導(dǎo)體4，5而支撐了放電容器11。燈座8還支撐了外燈泡或外殼1。在圖1A和1B的示例中，燈座8設(shè)有連接在第一供電導(dǎo)體4上的第一接觸部件14。另外，燈座8設(shè)有第二接觸部件15，其通過沿著放電容器11延伸的連接導(dǎo)體16而與第二供電導(dǎo)體5相連。
在另一實施例中，至少一個接觸部件由燈座中的直通管形成，從而允許其中一個供電導(dǎo)體可固定在所述直通管上。另外，兩個直通管可設(shè)在燈座中。這些直通管的固定可通過電阻焊、激光焊或壓接來完成。用直通管代替接觸部件的一項優(yōu)勢在于將放電容器定位在高壓放電燈的縱軸上的較大自由度。這可進(jìn)一步改進(jìn)放電容器在高壓放電燈的外殼中的定位精度。
根據(jù)本發(fā)明，外殼1以氣密方式連接在燈座8上。因為外殼中的氣氛是受控的，所以供電導(dǎo)體4，5受到很好的抗氧化的保護(hù)。防止供電導(dǎo)體4，5的氧化作用會導(dǎo)致將供電導(dǎo)體4，5定位在相對靠近放電容器11。因為外殼中的氣氛是受控的，所以可避免使用沖壓密封圈和/或者倒置的(石英)裝管，這導(dǎo)致了簡化和緊湊的高壓放電燈。在燈座8中最好設(shè)置用于抽空外殼1的排氣管18。這樣，在已經(jīng)將放電容器11和外殼1安裝在高壓放電燈的燈座8上之后，可通過排氣管18來抽空外殼1。在抽空以后，如果需要，在外殼中供應(yīng)所需的氣氛，并密封排氣管18。在外殼內(nèi)最好使用吸氣劑如水/氫/氧的混合物，以吸收雜質(zhì)。如果燈座8中的排氣管18由金屬或鐵鎳鉻合金如vacovit制成，將是有利的。
燈座8最好由石英玻璃、硬玻璃、軟玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷材料制成。另外，燈座8以燒結(jié)體、最好以燒結(jié)的陶瓷體來提供。燈座8最好采用板的形式。燈座8可制成高尺寸精度。燈座8具有另外的優(yōu)勢在于，它可制成淺色如白色或淺灰色。通過使用淺色的材料，可實現(xiàn)將放電容器11發(fā)射的光反射到可用的射束角度，從而提高發(fā)光體的效率或高壓放電燈的總效率。因此可防止入射到燈座8上的光不再為通過反射器形成的光束所有。另外，當(dāng)燈座8在其背離放電容器11的表面上具有(平的)平面時是有利的。在這個表面上可安裝(燈)固定器，例如托架如反射器，因此該表面是適合于作為放電容器11的位置基準(zhǔn)的表面。在另一優(yōu)選實施例中，燈座8的面對放電容器的表面具有中心抬高部分，其用于在高壓放電燈的制造過程中，使放電容器11和搪瓷圓環(huán)相對于燈座8進(jìn)行對中。
外殼1最好由石英玻璃、硬玻璃或軟玻璃制成。外殼1最好通過(玻璃)燒結(jié)的搪瓷件而固定在燈座8上。當(dāng)以預(yù)先成型的圓環(huán)形式提供搪瓷件時是有利的。使用這種預(yù)先成型的圓環(huán)極大地提高了放電容器11在高壓放電燈的制造過程中的定位精度。搪瓷件的選擇依賴于外殼1的材料和燈座8的材料。
在圖1A和1B的示例中，提供了大致圓柱形的外殼1。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的另一實施例。在圖2的示例中，提供了大致球狀的外殼1。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的另一備選的實施例。在圖3的示例中，顯示了高壓放電燈的所謂雙端的實施例。在大致圓柱形的外殼1之間設(shè)有兩個燈座8，8′。排氣管18最好只設(shè)在其中一個燈座8中。
在圖1A，1B，2和3的示例中，放電容器11由陶瓷材料制成。在圖2中，在外殼1中設(shè)有密封的排氣管18′。在外殼中提供玻璃或石英裝管意味著燈座中的排氣管是可配置的。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的另一備選實施例，其中放電容器11由石英制成。在這個實施例中，放電空間中的可電離填充物包括水銀、金屬鹵化物和稀有氣體。在圖4的示例中，一部分外殼設(shè)成大致球狀的形式。在圖5所示的備選實施例中，排氣管18同時形成了供電導(dǎo)體14固定于其上的直通管。
對外殼中氣氛的控制意味著可制成簡化且緊湊的高壓放電燈。特別是，可顯著減小高壓放電燈的長度。為此，高壓放電燈的一個優(yōu)選實施例的特征在于，電極之間的距離de與高壓放電燈沿縱軸的高度hdl之比符合0.02≤dehdl≤0.2.]]>根據(jù)本發(fā)明，提供了一種簡化的燈設(shè)計，其可用作基于模塊化管燈的產(chǎn)品系列的構(gòu)件。放電容器11支撐在與底板8固定連接的供電導(dǎo)體4，5上。放電容器11以及供電導(dǎo)體4，5定位在保持在受控氣氛下的外殼1中。沖壓密封圈和/或倒置的(石英)裝管的消除可導(dǎo)致緊湊的高壓放電燈。高壓放電燈的高度hdl優(yōu)選等于或少于50毫米，最好小于40毫米。另外，由于高壓放電燈的制造過程更受控制，所以消除了放電容器11相對于縱軸22的定位問題，另外，放電容器11可準(zhǔn)確地定位在正交于縱軸22的平面上。
由于放電容器的緊湊尺寸和放電容器11相對燈座8的高定位精度，可輕易地將放電容器11安裝在反射器中。為此，圖6示意性地顯示了繞縱軸22設(shè)置的反射器30中的高壓放電燈的組件的實施例。反射器30包括位于(玻璃)支撐件上的反射表面34。反射器30設(shè)有透明的蓋板33。另外，圖6顯示了適配器25。在帶適配器25和反射器30的高壓放電燈的這種構(gòu)造中，其中反射器30設(shè)有保持在凹槽32中的橡皮圈31，橡皮圈31以氣密方式密封了適配器25和反射器30之間的開孔26。適配器25設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)化的接觸端子27，28。其以氣密方式穿過適配器25的底板29，并分別與燈帽10的另一接觸部件14′，15′相連。這另一接觸部件14′，15′各自與第一和第二接觸部件14，15保持電接觸。
在圖6的示例中，反射器30形成了由燈座8如由(玻璃)燒結(jié)搪瓷件支撐的外殼。為此，在燈座8上提供了排氣管18，其用于抽空包括高壓放電燈的反射器30的內(nèi)部。這樣，當(dāng)設(shè)在燈座8上的放電容器11安裝在反射器30中之后，可通過排氣管18抽空反射器30。在將高壓放電燈和反射器30的組件抽空之后，如果需要，可為反射器30內(nèi)部供應(yīng)了所需的氣氛，并且將排氣管18密封起來。在反射器30的內(nèi)部最好使用吸氣劑如水/氫/氧的混合物，以吸收雜質(zhì)。如果燈座8中的排氣管18由金屬或鐵鎳鉻合金制成，將是很有利的。
在高壓放電燈和反射器的組件的另一實施例中，包括外殼的放電容器安裝在反射器內(nèi)。放電容器具有其自身環(huán)境狀態(tài)，這在設(shè)計反射器時提供了較大的自由度。
圖6中可看出，燈座8大致整個地處于錐體36中，該錐體具有位于放電容器11中心的其頂點35。頂點角度最好是大約25度。源自高壓放電燈的光可大致無阻礙地到達(dá)反射表面34，并至少大致軸向地反射到透明蓋板33的方向上。在另一實施例中，蓋板是圓頂形狀的。
因為根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈可具備非常小的構(gòu)造高度，所以容納放電燈的反射器可以是相對較平的。35W高壓放電燈的放電容器例如從燈座8外側(cè)至放電容器11頂部沿縱軸22可具有小于35毫米的尺寸。如果減少頸狀部分2，3的長度或不存在頸狀部分，那么可極大地縮小沿縱軸22的尺寸。在圖6中所示的組件中，高壓放電燈形成了組件的“構(gòu)件”?；」芟鄬Φ装宓亩ㄎ痪瓤梢詷O高，通常優(yōu)于0.25毫米。底板8的非常高的尺寸再現(xiàn)性允許其用于帶不同卡嗒式配合連接的組件中分色反射鏡或所謂的PAR16/20反射器，其固定在金屬環(huán)的頸部內(nèi)；高壓放電燈，其帶有位于較大反射器(例如所謂的PAR35型)的頸部內(nèi)的一體式鎮(zhèn)流器。在這后一實施例中，增加的優(yōu)勢在于使用了至電路板上的釬焊連接。
應(yīng)該注意，上述實施例說明了而非限制了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍下，能夠設(shè)計出許多備選的實施例。在權(quán)利要求中，括號內(nèi)的任何標(biāo)號不應(yīng)該認(rèn)為限制了權(quán)利要求。詞語“包括”和其變化形式的使用并不排除除了權(quán)利要求中所述的元件或步驟之外，還有其它的元件或步驟的存在。部件的前綴冠詞″一″或″一個″并不排除這種部件的復(fù)數(shù)。在列舉了若干裝置的器件權(quán)利要求中，這些裝置中的一部分可由同一硬件來體現(xiàn)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中闡述某些方法的事實并不代表不能使用這些方法的組合。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，其包括外殼(1)，其中繞縱軸(22)設(shè)置了放電容器(11)，所述放電容器(11)，其以氣密方式封閉了設(shè)有可電離填充物的放電空間(13)，所述放電容器(11)具有相對的第一頸狀部分(2)和第二頸狀部分(3)，第一供電導(dǎo)體(4)和第二供電導(dǎo)體(5)各自通過所述頸狀部分延伸到設(shè)在所述放電空間(13)內(nèi)的一對電極(6，7)中，電絕緣材料的燈座(8)，其通過所述第一和第二供電導(dǎo)體(4，5)來支撐所述放電容器(11)，所述燈座(8)還支撐了外殼(1)，所述外殼(1)封閉了所述第一和第二供電導(dǎo)體(4，5)，和所述外殼(1)以氣密方式連接在所述燈座(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，在所述燈座(8)或外殼(1)中設(shè)有用于抽空所述外殼(1)的排氣管(18，18′)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述燈座(8)中的所述排氣管(18)由金屬或鎳鐵鉻合金制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述燈座(8)由石英玻璃、硬玻璃、軟玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述外殼(1)通過搪瓷件而固定在所述燈座(8)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述外殼(1)由石英玻璃、硬玻璃或軟玻璃制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述放電容器具有石英壁或陶瓷壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述燈座(8)設(shè)有各自連接在所述第一和第二供電導(dǎo)體(4，5)上的第一和第二接觸部件(14，15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓放電燈，其特征在于，通過所述燈座(8)中的直通管，來提供所述第一和第二接觸部件(14，15)中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求2和9中任一項所述的高壓放電燈，其特征在于，所述直通管由所述燈座(8)中的排氣管形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，所述電極(6，7)之間的距離de與所述高壓放電燈沿縱軸(22)的高度hdl之比符合0.02≤dehdl≤0.2.]]>
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈和反射器(30)的組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述反射器(30)形成了所述外殼。
全文摘要
一種高壓放電燈，其具有其中設(shè)有放電容器(11)的外殼(1)。該放電容器封閉了帶可電離填充物的放電空間(13)。該放電容器具有兩個相對的頸狀部分(2，3)，供電導(dǎo)體(4，5)通過該頸狀部分延伸到放電空間內(nèi)的一對電極(6，7)上。電絕緣材料的燈座(8)支撐了放電容器。該燈座還支撐著外殼(1)。外殼封閉了供電導(dǎo)體，并以氣密方式與燈座相連。通過控制外殼內(nèi)的氣氛，可提供一種簡化且緊湊的高壓放電燈，其中放電容器相對于發(fā)光系統(tǒng)的光軸的精確地定位。這種高壓放電燈可以適用于帶反射器的組件。
文檔編號H01J5/54GK1754246SQ200480004911
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者L·G·J·E·馬里恩, W·H·M·M·范德斯皮克, N·J·卡魯索, J·F·拉沃德 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司