CN201174372Y - 投影灯结构 - Google Patents
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Abstract
一种投影灯结构，应用于一投影机中，以作为一点光源，此一投影灯结构包含有一灯管及二电极。灯管内部为中空，填充惰性气体、汞、及金属卤化物。二电极设置于灯管中，用以放电激发惰性气体、汞、及金属卤化物，形成一具备高发光效率及具有特定色温的光源。其中灯管与点灯时的初始压力小于100巴(bar)，且汞含量小于100μgm/mm3，且二电极之间的电压介于30～70伏特，且输出功率小于100瓦特。又，二电极之间的间隔距离介于1～3mm之间，以使二电极形成的光源趋近点光源型态，并降低放电所需要的操作电压及放电功率。
Description
技术领域
本实用新型与投影灯有关，特别是一种趋近点光源形式，并可降低操作电压及放电功率的投影灯结构。
背景技术
DLP(数字光学处理)和LCD(穿透式液晶面板)是投影机主要的两大技术，于这两种形式的投影机中，都必须要高亮度的投影灯来做为光源，以将高亮度的光线投射至数字微型反射镜组件(Digital Micromirror Device，DMD)或液晶显示面板(LCD)上。光源发出的光线先被透镜折射，使光线以预定角度入设至DMD或LCD，再通过另一组透镜将其放大至适当倍率后，投射至预定的平面上，并以此一透镜进行对焦，使平面上的影像清晰。
为了取得高亮度的光线，近期做为光源用的投影灯以超高压汞灯(UltraHigh Performance/Ultra High Efficiency，UHP/UHE)为主。超高压汞灯内部填充惰性气体、汞及金属卤化物，利用电极放电激发惰性气体、汞蒸汽及金属卤化物，使其等受激发而发出光线。由于超高压汞灯以放电激发取代加热的方式使内部填充物质发出光线，因此其运作温度相对于传统的卤素灯泡而言较低。但是超高压汞灯内部填充的汞蒸汽压力高于200大气压力(atm)，造成制作上的难度及运作时的危险，而导致制作成本提高。同时超高压汞灯的操作电压必须高于70伏特，才能产生放电激发汞蒸汽的效果，而且由于光谱分布影响，其操作功率也必须超过100瓦(通常介于130W～250W)，始能获得强度足够的可见光，使得投影机的电源系统设计的难度提升。一般使用于车头灯的金卤素高强度气体放电灯，亦具有高亮度特性，可应用于低阶的投影机，然而此种气体放电灯电极距离(arc gap)一般约在4.2公厘左右，使其发光特性无法作为点光源，若应用于投影机中，会导致其发出的光线无法透过光学透镜进行精确对焦产生清晰的影像，是以若要应用此种气体放电灯作为投影机的光源，势必要减小电极距离。
发明内容
鉴于以上的问题，本新型的主要目的在于提供一种投影灯结构，用以解决气体放电灯应用于投影机所遭遇的技术课题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种投影灯结构，应用于一投影机中，以作为一点光源，其包含一灯管及二电极。灯管内部为中空，填充惰性气体、汞、以及金属卤化物，其中灯管的初始压力小于100巴(bar)，且汞含量小于100μgm/mm3。二电极设置于灯管中，用以放电激发惰性气体，以激发惰性气体、汞及金属卤化物，以产生具备高发光效能及特定色温的光线。二电极之间的电压介于30～70伏特，且输出功率小于100瓦特，使投影灯具备低操作电压及功率低的特性。又，二电极之间的间隔距离介于1～3mm之间，以使二电极形成的光源趋近点光源型态。
本实用新型的功效在于电极之间的间隔距离缩小至1～3mm之间，使光源型态趋近点光源，更适合作为于投影机的光源。电极缩小之后，进一步使操作电压降低，且输出功率减少，并可降低灯管内部的初始压力，使放电灯更容易制造。
以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为本实用新型实施例的剖面示意图；
图2为图1的局部放大图；及
图3A及图3B为本实用新型与现有技术中，电极部的间隔距离与电弧放电区域的比较示意图。
其中，附图标记
100 投影灯结构
111 中空区域
120、120’ 电极
130 钼片
140 导线
W 间隔距离
E、E’ 电弧放电区域
具体实施方式
为使对本新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参阅图1所示，为本实用新型实施例所揭露的一种投影灯结构100，应用于一投影机中，以作为一点光源。投影机可为但不限定于数字光学处理和穿透式液晶面板投影机，其作用皆为通过将点光源产生的光线投射至影像成形组件，例如数字微型反射镜组件(Digital Micromirror Device，DMD)或液晶显示面板(LCD)。
再参照图1及图2所示，投影灯结构100包含有一灯管110及二电极120。
灯管110为耐热且耐高压的石英玻璃所制成，其内部为中空，以填充惰性气体、汞及金属卤化物。惰性气体、汞及金属卤化物用以被电激发发光。其中灯管110的中空区域111为一形成于灯管110中段的中空泡壳内，用以容置惰性气体、汞、金属卤化物及二电极120，且灯管110内部于点灯时的初始压力小于100巴(bar)，而汞含量则小于100μgm/mm3，以减少汞用量。
二电极120设置于灯管110中，用以放电激发惰性气体、汞、及金属卤化物，以产生具备高效能及特定色温的光线。二电极120位于灯管110的中空区域中，并通过一钼片130连接，而与一导线140电性连接，用以接受外部电力输入。
再参阅图2所示，电极120之间的间隔距离W介于1～3毫米(mm)之间，以使放电产生的光源型态趋近点光源，并降低电极120的操作电压，使操作电压介于30～70伏特。电极之间的间隔距离W以小于2.5mm为最佳。同时由于放电区域集中在较小的区域，且操作电压降低至30～70伏特之间，因此电极120的输出功率也小于100瓦(Watt)。
请再参阅图3A及图3B所示，为不同电极120、120’间隔距离的比较示意图。
于图3A所示为现有技术的电极示意图，此二电极120’之间隔距离约在4.2毫米(mm)左右，是以形成宽度较大的电弧放电区域E’。电弧放电区域E’的特性无法趋近点光源，导致光学组件无法精确聚焦电弧放电区域E’发出的光线，使得投影的影像受到影响，无法呈现清晰的影像。此外，间隔距离大的情况下，形成的电弧放电区域E’空间体积也较大，使得电功率亦加大，使其消耗电功率恒大于100W。同时，灯管内填充的气体压力也必须大于200大气压力，始能取得足够的放电激发效果。
反之，于图3B所示为本实用新型电极部示意图，此二电极的间隔距离W约在1～3mm之间，且要又以小于2.5mm为最佳。二电极的间隔距离W距离远小于4.2毫米，是以其等之间所形成的电弧放电区域E以远小于现有技术的氙气灯所之电弧放电区域E’。由于电弧放电区域E宽度小，是以电弧放电区域E所放出的光线趋近单一点光源所发出。此外，电极120之间的间隔距离W缩小之后，大幅缩小电弧放电区域E的空间体积，连带地大幅降低消耗功率，而使电功率可降低至100W以下，且可将灯管内部的初始压力降低至100巴(bar)以下。
以下列表为依据本实用新型制作的投影灯结构实例，及各实例的测试数据。
实例一
实例一的灯管泡壳区域尺寸及操作条件如下表一所示：
| 长度 | 6.5mm |
| 直径 | 2.6mm |
| 泡壳内部表面积 | 44.2mm2 |
| 电极间隔距离 | 2.2mm |
| 汞含量 | 56.5μgm/mm3 |
| 金属卤化物含量 | 1.5×10-2μmole/mm3 |
| 色温 | 4300K |
| 初始操作压力 | ＜100Bar |
| 功率 | 50W |
| 操作电压 | 30V |
| 输出光强度 | 70lm/W |
| 泡壳壁面负载 | 1.13W/mm2 |
表一
实例二
实例二的灯管泡壳区域尺寸及操作条件如下表二所示：
| 长度 | 6.5mm |
| 直径 | 2.6mm |
| 泡壳内部表面积 | 44.2mm2 |
| 电极间隔距离 | 2.4mm |
| 汞含量 | 56.5μgm/mm3 |
| 金属卤化物含量 | 1.5×10-2μmole/mm3 |
| 色温 | 4300K |
| 初始操作压力 | ＜100Bar |
| 功率 | 50W |
| 操作电压 | 40V |
| 输出光强度 | 70lrm/W |
| 泡壳壁面负载 | 1.13W/mm2 |
表二
实例三
实例三的灯管泡壳区域尺寸及操作条件如下表三所示：
| 长度 | 6.5mm |
| 直径 | 2.6mm |
| 泡壳内部表面积 | 44.2mm2 |
| 电极间隔距离 | 2.6mm |
| 汞含量 | 56.5μgm/mm3 |
| 金属卤化物含量 | 1.5×10-2μmole/mm3 |
| 色温 | 4300K |
| 初始操作压力 | ＜100Bar |
| 功率 | 50W |
| 操作电压 | 50V |
| 光强度 | 70lm/W |
| 泡壳壁面负载 | 1.13W/mm2 |
表三
实例四
实例四的灯管泡壳区域尺寸及操作条件如下表四所示：
| 长度 | 6.5mm |
| 直径 | 2.6mm |
| 泡壳内部表面积 | 44.2mm2 |
| 电极间隔距离 | 2.8mm |
| 汞含量 | 56.5μgm/mm3 |
| 金属卤化物含量 | 1.5×10-2μmole/mm3 |
| 色温 | 4300K |
| 初始操作压力 | ＜100Bar |
| 功率 | 50W |
| 操作电压 | 60V |
| 输出光强度 | 70lm/W |
| 泡壳壁面负载 | 1.13W/mm2 |
表四
实例一～四为用以产生色温为4300K的光线，其等的灯管110型态及内部填充物质等操作条件相同，而电极120间隔距离依序由2.4mm变化至2.8mm，在维持相同输出的要求下，操作电压及功率逐渐递升，但操作电压仍维持再30～70V，且功率输出为持再100W以下，且灯管内初始压力也小于100bar，即可维持作用。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (2)
1、一种投影灯结构，应用于一投影机中，以作为一点光源，其特征在于，包含：
一灯管，为初始压力小于100巴的中空管；及
二电极，设置于该灯管中，该二电极之间的电压介于30～70伏特，且输出功率小于100瓦特；
又，该二电极之间的间隔距离介于1～3mm之间。
2、根据权利要求1所述的投影灯结构，其特征在于，该二电极之间的间隔距离小于2.5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNU2007201783235U CN201174372Y (zh) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | 投影灯结构 |
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| CNU2007201783235U CN201174372Y (zh) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | 投影灯结构 |
Publications (1)
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| CNU2007201783235U Expired - Fee Related CN201174372Y (zh) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | 投影灯结构 |
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2007
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