專利名稱:金屬鹵化物燈和照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高亮度弧光放電燈，尤其是具有高效率的可調(diào)節(jié)明暗的高亮度弧光放電金屬鹵化物燈。
背景技術(shù)：
由于對(duì)用于內(nèi)部和外部照明的節(jié)能照明系統(tǒng)的需求不斷增加，現(xiàn)在人們正在研制用于普通照明應(yīng)用的具有增強(qiáng)電燈效率的燈。因而，例如，近來(lái)人們將無(wú)電極熒光燈引入市場(chǎng)用于戶內(nèi)、戶外、工業(yè)，和商業(yè)應(yīng)用。這種無(wú)電極燈的優(yōu)點(diǎn)是去掉了限制常規(guī)熒光燈壽命因素的內(nèi)部電極和發(fā)熱燈絲。然而，無(wú)電極燈系統(tǒng)更加昂貴，因?yàn)樗枰漕l功率系統(tǒng)，而射頻功率系統(tǒng)導(dǎo)致了更大和更復(fù)雜的電燈夾具設(shè)計(jì)以便向燈提供射頻線圈并且導(dǎo)致了與其他電子儀器的電磁干擾以及不利的起動(dòng)環(huán)境，因而需要附加電路設(shè)置。
另一種高效燈是越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于內(nèi)部和外部照明的弧光放電金屬鹵化物燈。這種燈是眾所周知的，包括密封的光透射的弧光放電室，其內(nèi)附有一對(duì)彼此間隔開(kāi)的電極，并且還典型地包括適宜的激活材料，諸如惰性起動(dòng)氣體和一個(gè)或多個(gè)具有特定克分子比的可電離的金屬或金屬鹵化物，或者這兩者。它們是帶有鎮(zhèn)流電路的在通常的120伏特rms電勢(shì)下能夠在標(biāo)準(zhǔn)交流電燈插座上使用的相對(duì)低功率的燈，或者是磁性或者是電子的，以在隨后的工作期間提供起動(dòng)電壓和電流限制。
這種燈具有陶瓷材料弧光放電室，弧光放電室通常包括一些NaI、TlI和諸如DyI3、HoI3和TmI3之類的稀土鹵化物以及水銀以便在電極之間提供適當(dāng)?shù)碾妷航祷蜇?fù)載。包括這些材料的燈在相關(guān)色溫(CCT)、彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)上具有良好的性能，并且具有達(dá)到95流明/瓦特(LPW)的相對(duì)高的效率。在常規(guī)金屬鹵化物燈中，弧光放電室包括CeI3和NaI，因而能夠?qū)崿F(xiàn)高效(例如，見(jiàn)美國(guó)專利No.5,973,453)。在另一個(gè)常規(guī)金屬鹵化物燈中，弧光放電室包括碘化鈉和水銀，因而能夠?qū)崿F(xiàn)高效(例如，見(jiàn)美國(guó)專利No.6,300,729)。當(dāng)然，為了通過(guò)使用更有效的燈在照明中進(jìn)一步節(jié)省電能，需要具有甚至更高電燈效率的高亮度弧光放電金屬鹵化物燈。當(dāng)不需要滿光輸出時(shí)通過(guò)減少流過(guò)其中的電流，使這種燈在使用中變暗，能夠節(jié)省更多的電能，所以在變暗情形下具有良好性能的高亮度弧光放電金屬鹵化物燈可用于許多照明應(yīng)用。
然而，在這種變暗情形下，當(dāng)燈功率減小到額定值的大約50％時(shí)，這種陶瓷材料室弧光金屬鹵化物燈發(fā)光，其中由于相對(duì)強(qiáng)的T1發(fā)光，通過(guò)具有強(qiáng)綠色色調(diào)，彩色再現(xiàn)指數(shù)顯著減小。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種金屬鹵化物燈，它包括一放電室，具有一光透射室壁結(jié)構(gòu)，其確定有一放電區(qū)、第一電極和第二電極，該第一和第二電極彼此相反地定位；和包括在放電區(qū)內(nèi)的可電離材料，可電離材料包括水銀、稀有氣體，和包括鹵化鐠和鹵化鈉的至少兩種類型的鹵化物，其中，室壁結(jié)構(gòu)的直徑D與第一和第二電極之間的電極間隔距離L彼此交叉基本上成直角，并且滿足L/D＞4的關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，室壁結(jié)構(gòu)由多晶氧化鋁形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，鹵化鐠是碘化鐠(PrI3)，和鹵化鈉是碘化鈉(NaI)。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，室壁結(jié)構(gòu)具有設(shè)置于第一電極側(cè)的第一端和設(shè)置于第二電極側(cè)的第二端，并且第一端和第二端是錐形的。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，放電室還包括至少覆蓋第一端和第二端之一的熱屏蔽。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，稀有氣體從由氙(Xe)、氬(Ar)、氖(Ne)，和氪(Kr)構(gòu)成的一組中選擇。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，直徑D和電極間隔距離L滿足7≤L/D≤9的關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，水銀的數(shù)量與放電區(qū)容積的比值等于或小于4mg/cm3。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，可電離材料還包括鹵化鈰。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，金屬鹵化物燈還包括光透射的球形外殼(envelop)；和連接到外殼上的基座，該基座具有伸入所述外殼的第一訪問(wèn)絲(access wire)和第二訪問(wèn)絲，其中，放電室置于外殼中，第一電極連接到第一訪問(wèn)絲，并且第二電極連接到第二訪問(wèn)絲。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，鹵化鐠是碘化鐠(PrI3)，和鹵化鈉是碘化鈉(NaI)。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，鹵化鐠是碘化鐠(PrI3)，和鹵化鈉是碘化鈉(NaI)。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)實(shí)施例，鹵化鐠是碘化鐠(PrI3)，和鹵化鈉是碘化鈉(NaI)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種照明系統(tǒng)，包括金屬鹵化物燈和用于使金屬鹵化物燈工作的操作電路，金屬鹵化物燈包括一放電室，具有一光透射室壁結(jié)構(gòu)，其確定有一放電區(qū)、第一電極和第二電極，該第一和第二電極彼此相反地定位；和包含在放電區(qū)內(nèi)的可電離材料，可電離材料包括水銀、稀有氣體，和包括鹵化鐠和鹵化鈉，的至少兩種類型的鹵化物，其中，室壁結(jié)構(gòu)的直徑D與第一和第二電極之間的電極間隔距離L彼此交叉基本上成直角，并且滿足L/D＞4的關(guān)系。該操作電路構(gòu)造成能夠給金屬鹵化物燈提供電壓用于使金屬鹵化物燈起動(dòng)和放電，并且能夠給金屬鹵化物燈提供電流用于調(diào)節(jié)金屬鹵化物燈的工作功率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，水銀的數(shù)量與放電區(qū)容量的比值等于或小于4mg/cm3。
因此，在此描述的本發(fā)明可能具有許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楸景l(fā)明提供有(1)在變暗情形下具有較高的效率和較好的彩色性能的弧光放電金屬鹵化物燈；和(2)利用這種弧光放電金屬鹵化物燈的照明系統(tǒng)。
在參照附圖閱讀和理解下面詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。



圖1是本發(fā)明弧光放電金屬鹵化物燈的側(cè)視圖，其中局部是橫截面圖，在該金屬鹵化物燈內(nèi)部具有陶瓷弧光放電室。
圖2是圖1的弧光放電室的橫截面部分的放大圖。
圖3是顯示發(fā)光效率(LPW)和用于本發(fā)明典型燈的放電室有效直徑之間的關(guān)系的曲線圖。
圖4是顯示發(fā)光效率(LPW)和用于本發(fā)明典型燈的弧光放電室電極間距長(zhǎng)度與有效直徑的比值之間的關(guān)系的曲線圖。
圖5是顯示發(fā)光效率(LPW)和用于本發(fā)明典型燈的弧光放電功率與有效直徑的比值之間的關(guān)系的曲線圖。
圖6A到6G用橫截面圖示出了圖1的弧光放電室的備選實(shí)施例。
圖7示出了用于本發(fā)明的典型燈的相關(guān)色溫(CCT)變化，其中本發(fā)明將可選的克分子比PrI3和NaI用作燈中的激活材料，用于將亮度從150W減低到75W。
圖8示出了用于本發(fā)明的典型燈的發(fā)光效率(LPW)變化，其中本發(fā)明將可選的克分子比PrI3和NaI用作燈中的激活材料，用于將亮度從150W減低到75W。
圖9示出了用于本發(fā)明的典型燈的彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)變化，其中本發(fā)明將可選的克分子比PrI3和NaI用作燈中的激活材料，用于將亮度從150W減低到75W。
圖10示出了發(fā)光效率(LPW)和用于本發(fā)明的典型燈的每單位放電室容量?jī)?nèi)的水銀劑量之間的關(guān)系。
圖11是示出了本發(fā)明的燈內(nèi)的電子鎮(zhèn)流電路的方框圖。
圖12是圖11電子鎮(zhèn)流電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
在下文將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
參照?qǐng)D1，在局部截面圖中示出了與常規(guī)愛(ài)迪生型金屬基座12適配的弧光放電金屬鹵化物燈10，該弧光放電金屬鹵化物燈10具有球形硼硅玻璃外殼11，在這個(gè)視圖中該球形硼硅玻璃外殼11有一部分被切掉了。玻璃外殼11是透明的。由的鎳或低碳鋼制作的引入電極絲(第一和第二訪問(wèn)絲)14和15的每一個(gè)從基座12內(nèi)兩個(gè)電隔離電極金屬部分中相應(yīng)的一個(gè)處伸出且平行地貫穿并經(jīng)過(guò)硼硅玻璃端部(flare)(外殼長(zhǎng)軸通過(guò)端部(past flare))16，被定位在基座12的位置處，并且沿外殼的較從長(zhǎng)軸(沿圖1的虛線104)伸進(jìn)外殼11的內(nèi)部。第一訪問(wèn)絲14和第二訪問(wèn)絲15最初在平行于外殼長(zhǎng)軸通過(guò)端部16的方向上從外殼長(zhǎng)軸通過(guò)端部16的兩側(cè)伸出并且其部分進(jìn)一步伸入外殼11的內(nèi)部。第一訪問(wèn)絲14和第二訪問(wèn)絲15的每一個(gè)在外殼11內(nèi)部的一段剩余部分從其最初方向彎折一銳角，之后，彎曲的第一訪問(wèn)絲14末端進(jìn)一步伸出部分，結(jié)果它或多或少地與外殼長(zhǎng)軸104交叉。
然而，在通過(guò)端部16那里具有第一次彎曲從而偏離外殼長(zhǎng)軸104方向的第二訪問(wèn)絲15在圖1所示的部分15a處再次彎曲以致其接下來(lái)的部分大體上平行于軸104，并且在圖1的部分15b處進(jìn)一步彎曲一個(gè)直角以致其隨后部分大體垂直于外殼長(zhǎng)軸104并且在接近外殼11的另一端，即與配合基座12的一端相對(duì)的一端，或多或少地與外殼長(zhǎng)軸104交叉。第二訪問(wèn)絲15平行于外殼長(zhǎng)軸104的部分貫穿氧化鋁陶瓷管18，以便防止在燈工作期間從第二訪問(wèn)絲15表面產(chǎn)生光電子，并且該部分還支撐一常規(guī)的吸氣器19，以便捕獲氣體雜質(zhì)。第二訪問(wèn)絲15中的另兩個(gè)直角彎曲(在部分15c和15d)使一個(gè)短剩余端部分位于原來(lái)描述的與外殼長(zhǎng)軸104交叉的部分之下且與之平行，并且該短端部分最后固定在外殼11距離基座12的遠(yuǎn)端處的硼硅玻璃凹座24內(nèi)。
在圖1中示出了陶瓷弧光放電室20的一種可能的結(jié)構(gòu)，其中將容納區(qū)構(gòu)造成為一個(gè)殼體結(jié)構(gòu)，該殼體結(jié)構(gòu)具有對(duì)可見(jiàn)光半透明的多晶體氧化鋁壁。室20具有室壁結(jié)構(gòu)25和一對(duì)內(nèi)外徑小的陶瓷截頭圓柱殼體部分21a和21b(或管21a和21b)，管21a和21b熱裝進(jìn)室壁結(jié)構(gòu)25兩個(gè)開(kāi)口端中的相應(yīng)的一個(gè)內(nèi)。在此說(shuō)明書(shū)中，管21a和21b覆蓋第一和第二電極(后面有描述)以便切斷熱量，也就是，管21a和21b分別起第一和第二熱屏蔽的作用。
室壁結(jié)構(gòu)25具有處于室20兩端之間的直徑較大的截頭圓柱殼體部分101和處在相應(yīng)端的長(zhǎng)度非常短的直徑較小的截頭圓柱殼體部分102a和102b，并且部分錐形外殼部分103a和103b將較小直徑截頭圓柱殼體部分102a和102b連接和較大直徑截頭圓柱殼體部分101在一起。
在這個(gè)說(shuō)明書(shū)中，直徑較小的截頭圓柱殼體部分102a和錐形外殼部分103a作為整體稱為第一端。類似地，直徑較小的截頭圓柱殼體部分102b和錐形外殼部分103b作為整體稱為第二端。第一端從錐形外殼部分103a向直徑較小的截頭圓柱殼體部分102a逐漸變細(xì)。類似地，第二端從錐形外殼部分103b向直徑較小的截頭圓柱殼體部分102b逐漸變細(xì)。第一和第二端彼此相對(duì)。第一端定位在第一電極邊，而第二端定位在第二電極邊。第一和第二電極將在后面描述。
室20還具有用于屏蔽熱量的第一和第二熱屏蔽(未示出)。第一熱屏蔽覆蓋直徑較小的截頭圓柱殼體部分102a、錐形殼體部分103a和管21a中的至少一個(gè)。第一熱屏蔽最好覆蓋第一端(也就是，直徑較小的截頭圓柱殼體部分102a和錐形殼體部分103a)。類似地，第二熱屏蔽覆蓋直徑較小的截頭圓柱殼體部分102b、錐形殼體部分103b和管21b中的至少一個(gè)。第二熱屏蔽最好覆蓋第二端(也就是，較小直徑截頭圓柱殼體部分102b和錐形殼體部分103b)?？蛇x地，室20可以僅僅具有第一和第二熱屏蔽中之一。
由鈮制成的室電極互連線26a和26b的每一個(gè)從相應(yīng)的管21a和21b伸出以便分別到達(dá)并通過(guò)焊接固定到第一訪問(wèn)絲14的與外殼長(zhǎng)軸14交叉的端部和開(kāi)始所描述的第二訪問(wèn)絲15的與外殼長(zhǎng)軸104交叉的端部。這種結(jié)構(gòu)使得室20被定位并被支撐在第一和第二訪問(wèn)絲14和15的這些部分之間從而使得室20的長(zhǎng)尺寸軸近似與外殼長(zhǎng)軸104重合，并且進(jìn)一步使電功率從其穿過(guò)而提供給室20。
圖2是圖1弧光放電室20的截面圖，示出了包括在由室壁結(jié)構(gòu)25和管21a和21b限定的限制壁之內(nèi)的放電區(qū)201。在圖2中，用圖1中使用的相同數(shù)字標(biāo)號(hào)指示相同元件，在此省略詳細(xì)描述。
放電區(qū)201被提供有可電離材料。這種可電離材料包括水銀、稀有氣體，和鹵化物。從由氙(Xe)、氬(Ar)、氖(Ne)，和氪(Kr)構(gòu)成的組中選擇稀有氣體。鹵化物至少包括鹵化鐠和鹵化鈉。
由鈮制成的室電極互連線26a具有與管21a和玻璃料27a的熱膨脹特性相當(dāng)近似匹配的熱膨脹特性，將線26a固定到管21a的內(nèi)表面(并且將線26a貫穿通過(guò)的互連線開(kāi)口密封)，但這不能抵抗由于工作期間在室20的放電區(qū)201內(nèi)形成的等離子體導(dǎo)致的化學(xué)浸蝕。因而，能夠抵抗等離子體浸蝕的鉬制的引線(lead-through)29a的一端通過(guò)焊接連接到互連線26a的一端，而引線29a的另一端通過(guò)焊接連接到鎢制的主電極桿31a的一端。
另外，鎢電極線圈32a通過(guò)焊接被集成并被安裝在主電極桿31a另一端的尖部，從而電極33a由主電極桿31a和電極線圈32a構(gòu)成。電極33a由鎢制作，有利于電子的良好的熱離子發(fā)射，同時(shí)相當(dāng)好地抵抗金屬鹵化物等離子體的化學(xué)浸蝕。引線29a用來(lái)設(shè)置電極33a在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)的預(yù)定位置處?；ミB線26a的典型直徑是0.9mm，而電極桿31a的典型直徑是0.5mm。在此說(shuō)明書(shū)中，互連線26a、引線29a、主電極桿31a和鎢電極線圈32a都連接到第一訪問(wèn)絲14以便被通電，也就是，互連線26a、引線29a、主電極桿31a和鎢電極線圈32a共同用作第一電極。
類似地，在圖2中，室電極互連線26b由鈮制成。線26b也具有與管21b和玻璃料27b的熱膨脹特性相當(dāng)近似匹配的熱膨脹特性，在此說(shuō)明書(shū)中，室電極互連線26a和26b均由鈮制成，但本發(fā)明不僅限于這種材料。互連線26a和26b可以由導(dǎo)電的金屬陶瓷等制成，導(dǎo)電的金屬陶瓷的熱膨脹特性能夠與氧化鋁的熱膨脹特性相當(dāng)近似地匹配。室電極互連線26b由玻璃料27b固定到管21b的內(nèi)表面(并且將線26b貫穿通過(guò)的互連線開(kāi)口密封)。能夠抵抗等離子體浸蝕的鉬引線29b的一端通過(guò)焊接連接到互連線26b的一端，而引線29b的另一端通過(guò)焊接連接到鎢主電極桿31b的一端。
鎢電極線圈32b通過(guò)焊接被集成并被安裝在主電極桿31b另一端的尖部，從而電極33b由主電極桿31b和電極線圈32b構(gòu)成。引線29b用來(lái)設(shè)置電極33b在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)的預(yù)定位置處?；ミB線26b的典型直徑也是0.9mm，而電極桿31b的典型直徑也是0.5mm。在此說(shuō)明書(shū)中，互連線26b、引線29b、主電極桿31b和鎢電極線圈32b都連接到第一訪問(wèn)絲15以便被通電，也就是，互連線26b、引線29b、主電極桿31b和鎢電極線圈32b共同用作第二電極。
另一種燈結(jié)構(gòu)方面的考慮是弧光室20的電極33a和33b之間的長(zhǎng)度或距離“L”(電極間隔距離)與弧光室20的室壁結(jié)構(gòu)25在該電極間隔距離段上的有效內(nèi)徑“D”(或者，選擇有效半徑)的比值，即，L/D的比值。電極間隔距離L與直徑D交叉大體成直角。在此說(shuō)明書(shū)中，“交叉成直角”不僅包括電極間隔距離L與直徑D正好成直角的情形，也包括電極間隔距離L與直徑D沒(méi)有精確地交叉成直角，只要發(fā)射特性降低對(duì)普通燈設(shè)計(jì)沒(méi)有影響的情形，這里的發(fā)射特性降低可能是由于沒(méi)有精確交叉成直角引起的。在容納于室20內(nèi)的激活材料的量與室20的容量的比值范圍內(nèi)，這個(gè)比值是選擇弧光室配置與室總體容納容量(它形成放電區(qū)201)的重要因素。L與D的比值這方面影響從弧光室20被徑向發(fā)射的光量、激活材料原子的激發(fā)態(tài)分布、材料發(fā)射譜線的增寬等。
另外，弧光室20的較小有效直徑D將減小弧光室20內(nèi)輻射金屬的強(qiáng)輻射光譜譜線的自吸收。從圖3可以看出，自吸收隨著弧光室20的有效直徑D的增大而增加，這將減小電燈效率。如果實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的燈壽命，弧光室功率壁載(wall loading)必然限制在某一最大值(對(duì)于具有陶瓷弧光放電室的低瓦金屬鹵化物燈，大約為30-35W/cm2)。在較高功率載荷時(shí)，典型地，激活材料的化學(xué)反應(yīng)密撒于(salts with)弧光室壁，并且玻璃料材料變得非常嚴(yán)密以致從這種燈獲得足夠的使用工作壽命相當(dāng)困難。
弧光室電極間隔長(zhǎng)度L和在電極間隔長(zhǎng)度L段內(nèi)的弧光室有效直徑D(或半徑)不能獨(dú)立地選擇。對(duì)于較小的弧光室有效直徑D，弧光室電極間隔長(zhǎng)度L不得不通過(guò)增大內(nèi)壁面積被增加以減少或消除因而產(chǎn)生的弧光室20的壁載的增加。在保持一固定壁載值時(shí)，弧光室電極間隔長(zhǎng)度L越長(zhǎng)，則弧光室有效直徑D(或半徑)越小。在保持弧光室電極間隔長(zhǎng)度L與弧光室有效直徑D(或半徑)的比值固定的情形下，可以接受的壁載值越大，則由金屬鹵化物放電弧光在弧光室內(nèi)產(chǎn)生光輻射的效率越大，直到所述效率達(dá)到極限值。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D4。圖4示出了電燈效率(LPW)和用于本發(fā)明的典型燈的電極間隔距離L與有效直徑的比值(L/D)之間的關(guān)系。常規(guī)高效燈的電燈效率典型地是95流明/瓦特(LPW)。在本發(fā)明的燈中，當(dāng)電極間隔長(zhǎng)度L和直徑D滿足L/D≥2的關(guān)系時(shí)，能夠獲得電燈效率等于或高于與常規(guī)電燈效率大體相同的95LPW。此外，當(dāng)滿足L/D＞4的關(guān)系時(shí)，能夠獲得高于常規(guī)電燈效率20％或更多的高電燈效率。因?yàn)楸景l(fā)明的燈的電燈效率比常規(guī)電燈效率高20％或更多，因此發(fā)光裝置的數(shù)量對(duì)比常規(guī)照明系統(tǒng)中使用的發(fā)光裝置的數(shù)量可以減少20％。
更具體地，電極間隔距離L和直徑D滿足7≤L/D≤9的關(guān)系。在這種情形下，可以獲得最高電燈效率。從圖4中可以看出，當(dāng)滿足L/D＞9的關(guān)系時(shí)，電燈效率從最高電燈效率減少。然而，只要電極間隔距離L和直徑D滿足9＜L/D≤20的關(guān)系，則本發(fā)明的電燈效率比常規(guī)電燈效率(95LPW)高。如果電極間隔距離L和直徑D滿足L/D＞20的關(guān)系，則電極間隔距離L非常大，或者直徑D非常小。在電極間隔距離L非常大的情形，利用通常使用的照明電路開(kāi)始和保持放電變得很困難。在直徑D非常小的情形，由于室壁結(jié)構(gòu)25的壁上的電子衰減，則保持放電變得很困難。因而，可取的是電極間隔距離L和直徑D滿足L/D＜20的關(guān)系。
用于表征弧光放電燈的參數(shù)，稱為標(biāo)準(zhǔn)化壁載(瓦特/弧光管直徑)，該參數(shù)將壁載效果和輻射俘獲現(xiàn)象合成為一個(gè)綜合量度。圖5將標(biāo)準(zhǔn)化壁載(瓦特/弧光管直徑(W/D))用作一個(gè)參數(shù)，示出了上述弧光室20的電燈效率(LPW)的曲線圖。從圖5中可以看出，隨著將弧光室壁載增大，電燈效率能夠增大，直到最大值，而后，電燈效率差不多飽和。這說(shuō)明進(jìn)一步增大壁載或進(jìn)一步減小弧光室直徑(也就是，有效直徑D)，或者它們的組合，從而產(chǎn)生較大的標(biāo)準(zhǔn)化壁載參數(shù)值，并不會(huì)獲得進(jìn)一步的效率增益。在圖5表征的弧光室內(nèi)，在標(biāo)準(zhǔn)化壁載參數(shù)值為30-44watt/mm時(shí)獲得最佳效率。超過(guò)這些值，效率縮減返回或沒(méi)有增益，從而最大可能減少燈的工作壽命。
弧光室20可以具有不同于圖1和2所示的幾何形狀，如圖6A-6G中例子所示。在圖1和2所示的每個(gè)例子中，以及在圖6A-6G中，示出了沿弧光室結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)軸的截面圖，其中內(nèi)外壁表面是圍繞室長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)的表面，盡管這不一定需要。這種內(nèi)表面的有效直徑D可以通過(guò)確定電極之間截面圖的內(nèi)部面積獲得，也就是，在整個(gè)電極間隔長(zhǎng)度L內(nèi)，用所述面積除以L。其他種類的內(nèi)表面可能需要更加精心設(shè)計(jì)的平均方法以便確定有效直徑。
圖6A示出了側(cè)壁結(jié)構(gòu)截面是橢圓的弧光室。
圖6B示出了具有圓柱形截面的弧光室，該圓柱是被截的以致于側(cè)壁結(jié)構(gòu)的兩端是平的。
圖6C示出了具有這樣截面的弧光室，即側(cè)壁結(jié)構(gòu)的兩端是半球形狀而側(cè)壁結(jié)構(gòu)的側(cè)面是凹的。
圖6D示出了具有圓柱形截面的弧光室，該圓柱是被截的以致于側(cè)壁結(jié)構(gòu)的兩端是半球形的。
圖6E示出了具有這樣截面的弧光室，即側(cè)壁結(jié)構(gòu)的兩端是半球形狀而側(cè)壁結(jié)構(gòu)的側(cè)面是橢圓形的。
圖6F示出了具有圓柱截面的弧光室，該圓柱被截成具有較小直徑的平端，該平端與具有部分圓錐體的圓柱結(jié)合以在它們之間提供一個(gè)變窄的錐形。
圖6G示出了具有圓柱截面的弧光室，該圓柱被截成具有較大直徑的平端，該平端與具有部分反向圓錐體的圓柱結(jié)合以在它們之間提供向外張開(kāi)的錐形。
許多其他的備選結(jié)構(gòu)也可以使用。每種結(jié)構(gòu)都用于不同情況。因而，每種備選結(jié)構(gòu)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。也就是說(shuō)，對(duì)于具體的激活材料和其他的燈的特性，某種弧光室結(jié)構(gòu)具有比其他結(jié)構(gòu)更多的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)圖6A和6F中所示的弧光室結(jié)構(gòu)的任何之一，當(dāng)使用提供給本發(fā)明的放電區(qū)的可電離材料被使用，并且電極間隔距離L和直徑D滿足上述關(guān)系(也就是，L/D＞4)時(shí)，能夠獲得具有比常規(guī)電燈效率更高的電燈效率的弧光放電金屬鹵化物燈。
接下來(lái)，下面描述根據(jù)圖1和2中所示的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的金屬鹵化物燈的具體結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例1)在本發(fā)明的實(shí)施例1中，弧光放電室20由多晶體氧化鋁制成，在容納放電區(qū)201內(nèi)具有大約36mm的空腔長(zhǎng)度。電極33a和33b之間的室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D大約4mm。包括于室20內(nèi)的放電區(qū)201內(nèi)的電極33a和33b的電極間隔距離L大約32mm，以便產(chǎn)生相同值的弧光長(zhǎng)度。燈的額定功率標(biāo)稱為150W。在包括于弧光放電室20內(nèi)的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是0.5mg的Hg，10-15mg的金屬鹵化物，鹵化鐠(PrI3)和鹵化鈉(NaI)，PrI3∶NaI克分子比范圍是1∶3.5到1∶10.5。另外，在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣作為點(diǎn)火氣體。
(實(shí)施例2)在本發(fā)明的實(shí)施例2中，在其中添加了另外的金屬鹵化物(碘化鈰(CeI3))并且使用了具有較短電極間隔距離L和較大有效直徑D的相同結(jié)構(gòu)弧光室。在實(shí)施例2中，弧光放電室20內(nèi)的容納放電區(qū)201的空腔長(zhǎng)度大約28mm。電極33a和33b之間的室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D大約5mm。室20中電極33a和33b之間的電極間隔距離L大約24mm，以便產(chǎn)生相同值的弧光長(zhǎng)度。燈的額定功率也是150W。在包括于弧光放電室20內(nèi)的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是2.2mg的Hg和15mg的金屬鹵化物，PrI3、CeI3和NaI，PrI3∶CeI3∶NaI克分子比可以在0.5∶1∶15.75、0.88∶1∶19.69，或者2∶1∶31.5中選擇。另外，在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的Xe氣作為點(diǎn)火氣體。
在實(shí)施例1和2中，Xe氣用來(lái)作為點(diǎn)火氣體，但本發(fā)明不限制于此。點(diǎn)火氣體可以從由氙(Xe)、氬(Ar)、氖(Ne)，和氪(Kr)構(gòu)成的組中選擇。
圖7示出了基于或類似于上面給出的這種燈的實(shí)施例1在不同鹵化物激活材料克分子比的情況下，典型結(jié)合的PrI3和NaI激活材料燈的CCT(K)變化和燈功率瓦數(shù)(W)變化之間的關(guān)系。在圖例中，框符□表示弧光放電金屬鹵化物燈在PrI3和NaI的總數(shù)是10mg，PrI3∶NaI的克分子比是1∶3.5時(shí)的結(jié)果；圓圈○表示弧光金屬鹵化物燈在PrI3和NaI的總數(shù)是10mg，PrI3∶NaI的克分子比是1∶7時(shí)的結(jié)果；而三角形△表示弧光放電金屬鹵化物燈在PrI3和NaI的總數(shù)是10mg，PrI3∶NaI的克分子比是1∶10.5時(shí)的結(jié)果。當(dāng)通過(guò)限制通過(guò)其的電流，燈功率瓦數(shù)從滿額定功率(150W)減少時(shí)，相應(yīng)CCT(K)值減小。在具有各種克分子比的弧光放電金屬鹵化物燈內(nèi)，燈功率瓦數(shù)從滿額定功率(150W)減少50％(75W)從而使燈變暗。由于這些弧光放電金屬鹵化物燈變暗，所以與現(xiàn)有燈的CCT值變化相比較，任何一個(gè)燈的CCT值的變化相當(dāng)小。
圖8示出了基于或類似于上面給出的這種燈的實(shí)施例1在不同鹵化物激活材料克分子比的情況下，典型結(jié)合的PrI3和NaI激活材料燈的電燈效率(LPW)變化和燈功率瓦數(shù)(W)變化之間的關(guān)系。當(dāng)通過(guò)限制通過(guò)其中的電流并在線電壓下工作，燈功率瓦數(shù)從滿額定功率(150W)開(kāi)始減小時(shí)，隨著燈功率瓦數(shù)的減小，電燈效率值減小。這里還是使用圖7的弧光放電金屬鹵化物燈。在具有各種克分子比的弧光放電金屬鹵化物燈內(nèi)，燈功率瓦數(shù)從滿額定功率(150W)減少50％(75W)從而使燈變暗。由于這些弧光放電金屬鹵化物燈變暗，所以任何一個(gè)燈的電燈效率值的變化與現(xiàn)有燈的電燈效率值的變化基本相同。
圖9示出了基于或類似于上面給出的這種燈的實(shí)施例1在不同鹵化物激活材料克分子比的情況下，典型結(jié)合的PrI3和NaI激活材料燈的燈CRI變化和燈功率瓦數(shù)(W)變化之間的關(guān)系。當(dāng)通過(guò)限制通過(guò)其中的電流并在線電壓下工作，燈功率瓦數(shù)從滿額定功率(150W)減小時(shí)，隨著燈功率瓦數(shù)的減小，燈CRI值減小。這里還是使用圖7的弧光放電金屬鹵化物燈。在具有各種克分子比的弧光放電金屬鹵化物燈內(nèi)，燈功率瓦數(shù)從滿額定功率(150W)減少50％(75W)從而使燈變暗。由于這些弧光放電金屬鹵化物燈變暗，與現(xiàn)有燈的燈CRI值的變化相比，任何一個(gè)燈的燈CRI值的變化過(guò)都相當(dāng)小。
圖10示出了電燈效率和包含激活材料的區(qū)域每單位容量的水銀劑量之間的關(guān)系，其中所述的激活材料是本發(fā)明的典型燈弧光室內(nèi)使用的。對(duì)于在特定的燈電壓下工作的燈來(lái)說(shuō)，在諸如用于上面實(shí)施例1中的相對(duì)較窄且較長(zhǎng)的弧光室內(nèi)使用每單位室容量相對(duì)較低的水銀劑量，而在諸如用于上面實(shí)施例2中的較寬且較短的弧光室內(nèi)使用每單位室容量相對(duì)較高的水銀劑量。當(dāng)用鹵化鐠和鹵化鈉作激活材料時(shí)，使用每單位室容量較低水銀劑量的燈具有相對(duì)較高的電燈效率。
在本發(fā)明的燈中，當(dāng)每單位容量的水銀劑量(mg/cm3)等于或低于大約16mg/cm3時(shí)，可以獲得等于或高于95LPW的電燈效率，95LPW基本上是常規(guī)的電燈效率。當(dāng)每單位容量的水銀劑量(mg/cm3)等于或低于大約4mg/cm3時(shí)，可以獲得高于常規(guī)電燈效率20％的電燈效率。由于本發(fā)明的燈的電燈效率比常規(guī)電燈效率高20％或更多，因此與常規(guī)設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)相比，本發(fā)明的發(fā)光裝置的數(shù)量可以減少20％，同時(shí)能維持發(fā)射特性。
接下來(lái)，將描述不同于上述實(shí)施例1和2的例子1-8。對(duì)于例子1-8，將示出在滿額定功率的情況下各種光學(xué)特性的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于例子1-5，將示出在滿額定功率和半額定功率的情況下各種光學(xué)特性的測(cè)量結(jié)果。通過(guò)限制流過(guò)其中的電流且使燈在線電壓下工作，實(shí)現(xiàn)例子1-5的燈的變暗。
例子(例1)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是0.5mg的Hg、總共15mg的金屬鹵化物NaI和PrI3，PrI3∶NaI的克分子比是1∶3.5。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.45cm3，每單位容量的水銀劑量是大約1.1mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L )是32mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是4mm。在150W時(shí)壁載是31W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例2)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是0.5mg的Hg、總共10mg的金屬鹵化物NaI和PrI3，PrI3∶NaI克分子比是1∶3.5。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.45cm3，每單位容量的水銀劑量是大約1.1mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是32mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是4mm。在150W時(shí)壁載是31W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例3)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是0.5mg的Hg、總共10mg的金屬鹵化物NaI和PrI3，PrI3∶NaI克分子比是1∶7。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.45cm3，每單位容量的水銀劑量是大約1.1mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是32mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是4mm。在150W時(shí)壁載是31W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例4)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是0.5mg的Hg、總共12.5mg的金屬鹵化物NaI和PrI3，PrI3∶NaI克分子比是1∶7。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.45cm3，每單位容量的水銀劑量是大約1.1mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是32mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是4mm。在150W時(shí)壁載是31W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例5)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是0.5mg的Hg、總共10mg的金屬鹵化物NaI和PrI3，PrI3∶NaI克分子比是1∶10。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.45cm3，每單位容量的水銀劑量是大約1.1mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是32mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是4mm。在150W時(shí)壁載是31W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例6)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是2.2mg的Hg，總共15mg的金屬鹵化物PrI3、CeI3和NaI，PrI3∶CeI3∶NaI克分子比是0.5∶1∶10.5。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.55cm3，每單位容量的水銀劑量是大約4mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是24mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是6mm。在150W時(shí)壁載是31.3W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例7)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是2.2mg的Hg，總共15mg的金屬鹵化物PrI3、CeI3和NaI，PrI3∶CeI3∶NaI克分子比是0.8∶1∶19.69。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.55cm3，每單位容量的水銀劑量是大約4mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是24mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是6mm。
在150W時(shí)壁載是31.3W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
(例8)在弧光放電室20的放電區(qū)201內(nèi)提供的激活材料的數(shù)量是2.2mg的Hg，總共15mg的金屬鹵化物PrI3、CeI3和NaI，PrI3∶CeI3∶NaI克分子比是2∶1∶31.5。在放電區(qū)201內(nèi)提供了壓力大約為330毫巴、室溫的氙(Xe)氣。放電室20的容量是0.55cm3，每單位容量的水銀劑量是大約4mg/cm3，而電極33a和33b之間的弧光長(zhǎng)度(電極間隔距離L)是24mm。室壁結(jié)構(gòu)25的有效直徑D是6mm。壁載在150W時(shí)是31.3W/cm2。燈的光度學(xué)結(jié)果顯示在下面的表1中。
在滿額定功率和半額定功率情況下的例子1-5的燈的光度學(xué)結(jié)果，和在滿額定功率的情況下的例子6-8的燈的光度學(xué)結(jié)果。


在將上述例子1-6的燈的工作功率從滿額定功率(150W)減到半額定功率(75W)時(shí)，發(fā)射的光大體上保持白色而沒(méi)有淺綠色色調(diào)。這種顏色適合在使用普通照明的情況下的眼睛，而在這樣的變暗情形下辨別任何顏色或色調(diào)變化基本上是不可能的。因而，就在整個(gè)變暗范圍內(nèi)的色調(diào)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的燈保持相同的CCT并且大體上不變。而且，與常規(guī)的一般在滿額定功率使用的燈的電燈效率相比，本發(fā)明的燈具有較高的電燈效率。
在上述的實(shí)施例1和2以及例子1-8中，僅僅描述了燈的額定功率標(biāo)稱為150W的例子。然而，根據(jù)本發(fā)明，燈的額定功率不限定于150W。通過(guò)簡(jiǎn)單地改變室結(jié)構(gòu)(室的形狀、電極間隔距離L、有效直徑D、可電離材料的克分子比等等)在其他額定功率值的情況下可獲得相同的效果。例如，額定功率在70W到400W的范圍內(nèi)，放電區(qū)內(nèi)的PrI3的數(shù)量最好在0.5mg/cm3到50mg/cm3的范圍內(nèi)。當(dāng)PrI3的數(shù)量小于0.5mg/cm3時(shí)，Pr對(duì)發(fā)射的貢獻(xiàn)變小，結(jié)果，不能獲得想要的電燈效率。當(dāng)PrI3的數(shù)量大于50mg/cm3時(shí)，獲得白色發(fā)射變得困難，并且放電變得不穩(wěn)定。
圖11是示出本發(fā)明的燈內(nèi)的電子鎮(zhèn)流電路40的方框圖。電子鎮(zhèn)流電路40在燈工作期間改變燈功率(工作功率)以使燈變暗。例如，電子鎮(zhèn)流電路40能夠?qū)艄β蕪?00％減小到50％。電子鎮(zhèn)流電路40連接到電源47。電源47可以是60Hz的交流電源。電源47向電子鎮(zhèn)流電路40提供用于固定電壓的60Hz交流電。
電子鎮(zhèn)流電路40包括連接到電源47的功率因數(shù)校正和電磁干擾濾波電路部分41、功率調(diào)節(jié)電路部分(電壓遞減斷路器部分)42、全橋電路部分(全橋變換器)43、點(diǎn)火器44，和明暗操作電路部分46。
功率因數(shù)校正和電磁干擾濾波電路部分41從電源47接收電功率。功率因數(shù)校正和電磁干擾濾波電路部分41將交變極性線電壓轉(zhuǎn)變成具有比峰值線電壓顯著大的值的恒定極性電壓，同時(shí)保持與線電壓同相的正弦電流。功率因數(shù)校正和電磁干擾濾波電路部分41在這種轉(zhuǎn)換過(guò)程中限制電磁發(fā)射。
功率調(diào)節(jié)電路部分(電壓遞減斷路器部分)42從功率因數(shù)校正和電磁干擾濾波電路部分41接收正弦電流和恒定極性電壓。功率調(diào)節(jié)電路部分42產(chǎn)生和輸出調(diào)節(jié)的恒定極性電壓和電流。這種調(diào)節(jié)通過(guò)與功率調(diào)節(jié)電路部分42連接的明暗操作電路部分46來(lái)實(shí)現(xiàn)。明暗操作電路部分46使用設(shè)置其中的參考值將接收的電壓值調(diào)節(jié)到預(yù)定電壓值。功率調(diào)節(jié)電路部分42還在燈開(kāi)始工作時(shí)輸出100％電壓以便執(zhí)行弧光放電。
全橋電路部分(全橋變換器)43將從功率調(diào)節(jié)電路部分42輸出的恒定電壓波形轉(zhuǎn)變成低頻矩形波。
點(diǎn)火器44產(chǎn)生4kv的起動(dòng)電壓脈沖。隨后，點(diǎn)火器44將從全橋變換器43輸出的低頻矩形波電壓提供給與點(diǎn)火器44連接的燈45以使燈45弧光放電。
圖12示出了圖11的電子鎮(zhèn)流電路40的電路圖。在圖12中，用圖11中使用的相同數(shù)字標(biāo)號(hào)表示相同的元件，在此省略其詳細(xì)描述。功率因數(shù)校正和電磁干擾濾波電路部分41和全橋變換器43與常規(guī)的相同，因此，在此省略其詳細(xì)描述。
功率調(diào)節(jié)電路部分42包括一電阻Rc，該電阻Rc用于檢測(cè)流經(jīng)燈45的電流。
明暗操作電路部分46包括放大部分1202、比較部分1204和激勵(lì)電路1206。明暗操作電路部分46通過(guò)電阻Rc監(jiān)控電流并且將檢測(cè)的電流轉(zhuǎn)變成電壓。轉(zhuǎn)變的電壓稱為反饋信號(hào)1201。
放大部分1202包括電阻R1、電阻R2、參考電壓Vref和放大器1203。反饋信號(hào)1201通過(guò)電阻R1輸入誤差放大器1203。誤差放大器1203根據(jù)參考電壓Vref、電阻R1和電阻R2放大反饋信號(hào)1201。流經(jīng)燈的電流通過(guò)改變參考電壓Vref能設(shè)置成期望值。這樣，燈功率被改變以便實(shí)現(xiàn)燈的變暗。
比較部分1204包括一比較器1205。放大的反饋信號(hào)1201輸入到比較器1205。比較器1205將反饋信號(hào)1201與鋸齒波比較以便產(chǎn)生一開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)，該開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)用于轉(zhuǎn)換功率調(diào)節(jié)電路部分42的開(kāi)關(guān)1207。
激勵(lì)電路1206將開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)調(diào)節(jié)到預(yù)定電壓級(jí)別并且將調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)1207。功率調(diào)節(jié)電路部分42根據(jù)開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)被控制On/Off以便向燈提供調(diào)節(jié)到期望值的電流。
用于燈的工作的電子鎮(zhèn)流電路40不限制于圖11和12的結(jié)構(gòu)。電子鎮(zhèn)流電路40可以具有任何結(jié)構(gòu)，只要通過(guò)控制提供給燈的電流能夠改變燈功率(工作功率)。
盡管已經(jīng)參照上述的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能夠?qū)@些實(shí)施例做出各種改變。
本發(fā)明的金屬鹵化物燈包括一放電室，具有一光透射室壁結(jié)構(gòu)，具確定有一放電區(qū)、第一電極和第二電極，該第一和第二電極彼此相反地定位；和包含在放電區(qū)內(nèi)的可電離材料，可電離材料包括水銀、稀有氣體，和包括鹵化鐠和鹵化鈉的至少兩種類型的鹵化物，具中，室壁結(jié)構(gòu)的直徑D與第一和第二電極之間的電極間隔距離L彼此交叉基本上成直角，并且滿足L/D＞4的關(guān)系。因而，在本發(fā)明的這種燈內(nèi)獲得的電燈效率高于常規(guī)電燈效率。而且，當(dāng)滿足上述情形時(shí)，甚至在變暗的條件下也能夠保持高電燈效率和良好的彩色性能。
各種其他更改對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的并且能夠在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下很容易地做出。因此，沒(méi)有意欲將后附的權(quán)利要求
書(shū)的范圍限制于上述描述，相反，權(quán)利要求
是廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1.金屬鹵化物燈，包括一放電室，具有一光透射室壁結(jié)構(gòu)，其限定有一放電區(qū)、第一電極和第二電極，該第一和第二電極彼此相反定位；和包括在放電區(qū)內(nèi)的可電離材料，可電離材料包括水銀、稀有氣體，和包括鹵化鐠和鹵化鈉的至少兩種類型的鹵化物，其中，室壁結(jié)構(gòu)的直徑D與第一和第二電極之間的電極間隔距離L彼此交叉成直角，并且滿足L/D＞4的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，室壁結(jié)構(gòu)由多晶氧化鋁形成。
3.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，鹵化鐠是PrI3，且鹵化鈉是NaI。
4.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，室壁結(jié)構(gòu)具有設(shè)置于第一電極側(cè)的第一端和設(shè)置于第二電極側(cè)的第二端，并且第一端和第二端是錐形。
5.如權(quán)利要求
4所述的金屬鹵化物燈，其中，放電室還包括至少覆蓋第一端和第二端中之一的熱屏蔽。
6.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，稀有氣體從由Xe、Ar、Ne，和Kr構(gòu)成的一組中選擇。
7.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，直徑D和電極間隔距離L滿足7≤L/D≤9的關(guān)系。
8.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，水銀的量與放電區(qū)容積的比值等于或小于4mg/cm3。
9.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，可電離材料還包括鹵化鈰。
10.如權(quán)利要求
1所述的金屬鹵化物燈，其中，還包括光透射的球形外殼；和連接到該外殼上的基座，該基座具有伸入該外殼的第一訪問(wèn)絲和第二訪問(wèn)絲，其中，放電室處于該外殼中，第一電極連接到第一訪問(wèn)絲，并且第二電極連接到第二訪問(wèn)絲。
11.如權(quán)利要求
2所述的金屬鹵化物燈，其中，鹵化鐠是PrI3，和鹵化鈉是NaI。
12.如權(quán)利要求
7所述的金屬鹵化物燈，其中，鹵化鐠是PrI3，和鹵化鈉是NaI。
13.如權(quán)利要求
8所述的金屬鹵化物燈，其中，鹵化鐠是PrI3，和鹵化鈉是NaI。
14.一種照明系統(tǒng)，包括金屬鹵化物燈和用于使金屬鹵化物燈工作的操作電路，該金屬鹵化物燈包括一放電室，具有一光透射室壁結(jié)構(gòu)，其確定有一放電區(qū)、第一電極和第二電極，該第一和第二電極彼此相反定位；和包含在放電區(qū)內(nèi)的可電離材料，可電離材料包括水銀、稀有氣體，和包括鹵化鐠和鹵化鈉的至少兩種類型的鹵化物，其中，室壁結(jié)構(gòu)的直徑D和第一和第二電極之間的電極間隔距離L彼此交叉成直角，并且滿足L/D＞4的關(guān)系，和該操作電路被構(gòu)造成使得能夠給金屬鹵化物燈提供一電壓，用于使金屬鹵化物燈起動(dòng)和放電，并且能夠給金屬鹵化物燈提供一電流，用于調(diào)節(jié)金屬鹵化物燈的工作功率。
15.如權(quán)利要求
14所述的照明系統(tǒng)，其中，水銀的量與放電區(qū)容積的比值等于或小于4mg/cm3。
專利摘要
金屬鹵化物燈，包括放電室，具有光透射的室壁結(jié)構(gòu)，其確定有放電區(qū)、第一電極、和第二電極，第一和第二電極彼此相反定位；以及包括在放電區(qū)內(nèi)的可電離材料，可電離材料包括水銀、稀有氣體，和至少包括兩種類型的鹵化物，即包括鹵化鐠和鹵化鈉，其中，室壁結(jié)構(gòu)的直徑D和第一和第二電極之間的電極間隔距離L彼此交叉大體上成直角，并且滿足L/D＞4的關(guān)系。
文檔編號(hào)H01J61/36GKCN1258206SQ03102178
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2003年1月30日
發(fā)明者朱惠玲, 請(qǐng)川信, 野原浩司, 雅各布·瑪雅 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社, 松下電工株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan