TW200407935A - High-pressure discharge lamp - Google Patents

Description

200407935 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 技術領域 本發明係關於一種高壓放電燈泡，其有一石英玻璃放電 管，該放電管圍成一放電空間，其中的填充物包含至少: 種稀有氣體及一種可電離的金屬，其係用以在燈泡工作中 持續放電，在該放電管中有一第一電極及一第二電極，當 燈泡工作時，兩極之間發生放電；該燈泡還有一第一密封 帶，其與一導電體合併，該導電體將第一電極連接至一金 屬線，該金屬線從第一密封帶延伸出外部，上述第一密封 帶有第一及第二氣密部分，在兩部分間有一充氣腔。 先前技術 所說明的孩種燈泡係由W〇 00/77826中得知。該已知^ 泡迺苴在一光學系統中使用，例如在一投影機中。放電管 中的可電離金屬係藉由Hg(汞）來形成。另一適合的金屬係 (例如）為Zn(鋅）。在本說明書及申請專利範圍中，石英破 璃係指一種Si〇2含量至少達到95%的玻璃。 汶已么咼壓放電燈泡的密封帶内有一充氣腔，且繞有一 根觸月，其係用於電容耦合的一電容耦合導體（與充氣腔 連接），使用一大小縮減（如3kV)的點火電壓脈衝來促進可 靠點火。點亮該燈泡時，該電容耦合削弱了點火延遲。當 該燈泡熄滅一段時間，點火延遲的危險大大增加。點火延 遲的發生係一極大缺點，其會導致危險情況，例如，在使 用一高壓燈泡作為機動車輛的前燈時。 在額定功率為至多i〇〇w的-替代燈泡中，該燈泡的密 200407935 (2) 發嘴說輯續頁 封帶無任何腔，這可使其尺寸大幅度減小。雖然該燈泡需 要一較高的點火脈衝（如2OkV)用以在冷卻狀態下點火，但 是在熱重啟的情況下，它顯示出非常好的性能。燈泡熄滅 後，熱重啟在3 0秒内發生。當燈泡功率不斷增加，用於可 靠冷點火所需的脈衝電壓亦隨之增加，會導致極高的電壓 值。從安全角度而言，此為一嚴重缺點。 發明内容 本發明之目的係提供一種方法，以得到如序言段中所述 之燈泡，從而避免上述缺點。 依照本發明，序言段中所述之高壓放電燈泡的特徵為： 該充氣腔内不具有電容耦合導體。 依照本發明之燈泡令人驚訝的優點為：當向該燈泡提供 一電壓時，該可用的充氣腔作為一紫·外線（UV)輻射源組 成一啟動促進裝置，且不會影響已獲得的第一密封帶的穩 定性。該UV輻射源一般稱作UV增強器。 雖然沒有電容耦合導體，據發明者看來，向該燈泡電極 提供的一點火脈衝藉由該UV增強器已足夠產生UV發射。 因此，即使從一冷卻狀態下且對一額定功率較高的燈泡， 該U V增強器也可促使該燈泡可靠點火。沒有電容耦合導 體，具體而言係指沒有外部觸角，其優點為，點火脈衝的 高度及脈衝寬度不會由於觸角與連接燈泡電極的饋電線 之間的介電質破壞危險而受到影響。隨著燈泡功率的不斷 增加以及燈泡的不斷變小，這顯得越來越重要。因此，依 照本發明之燈泡顯示出一種非常良好的熱重啟性能。為了 200407935

Ο) 其功效，最好將該UV增強器與放電管盡可能地接近放置。 然而，為了 一光學系統的最佳光束特性7需要最小尺寸的 光源，其係藉由在第一電極與第二電極間選擇盡可能小的 距離而實現。一實際結果為，在該燈泡的放電管中產生非 常高的工作電壓。因此，這對該放電管的氣密密封提出了 非常嚴格的要求。使該UV增強器離該放電管一較遠距離 放置，即放置於該第一氣密部分之後，令人驚訏的為，這 並未對UV增強器的點火促進效能有明顯的損害。 在依照本發明之燈泡的一較佳具體實施例中，該導電體 係一箔片，其長度貫穿第一氣密部分、充氣腔及第二氣密 部分。這使得該密封結構及其製造相當的簡化。此外，該 箔片的刀緣將促進電場集中，其對於充氣腔内UV輻射的 產生極為有利。 依照本發明之燈泡内的第一密封帶最好係一凹陷密封 帶。其優點為，藉由在第一密封區域的流動，該玻璃與電 導體枯附在一起，使得該氣密密封帶的内應力不會達到明 顯的程度。 雖然，該充氣腔的作用已係一 UV增強器，其中包含一 種或組合的稀有氣體，但是，為了 一可靠的燈泡點火操 作，已證明該空腔最好填充汞蒸氣。其優點為，藉由該 UV增強器可產生較多的UV輻射，可使點火迅速且可靠。 依照本發明之燈泡的另一優點為，當該放電管的填充將汞 (Hg)作為一可電離金屬時，無需單獨的汞劑量。藉由先填 充該放電管，再製作第一密封帶，這較易實現。為了第二 200407935(4)

發萌^續冥 電極的電路連接，該燈泡有一第二密封帶，其用於一導電 體與該第二電極的饋通。依照本發明之燈泡的一替代性具 體實施例中，第二密封帶與第一密封帶有相同結構，這可 促進該燈泡的南效生產。 參考下文中詳細說明的具體實施例即可明白本發明的 各個方面。 圖式簡單說明 在圖式内： 圖1顯示依照本發明之一種燈泡，其包括一凹陷密封帶， 圖2詳細顯示圖1中的凹陷密封帶，以及 圖3顯示依照本發明的一種燈泡之另一項具體實施例， 其包括一反射體。 實迤方式 圖1 (未按比例）顯示一高壓放電燈泡1，其有一玻璃放電 管2，該放電管圍成一放電空間3(内有一可電離的填充 物），放電管中有一第一電極4及一第二電極40，當燈泡工 作時，在兩極之間發生放電；還有一第一密封帶5與一導 電體6 (係一箔片）合併，該箔片將第一電極4連接至一金 屬線7，該金屬線從第一密封帶伸出外部，該第一密封帶 有一第一氣密部分5a及一第二氣密部分5b’在兩部分間有 一充氣腔10。該充氣腔内包括至少一種氣體成分的可電離 的填充物。該充氣腔内最好包括汞蒸氣。第一密封帶在一 頸部8區域與放電管連接。 第一密封帶5構成一凹陷型密封帶。箔片6係一有刃緣的 (5) (5)200407935

Mo(鈿）條。金屬線7固定於該鉬條的一端6a(例如藉由熔接 法）’且從佘封帶及放電管向外伸出。第一電極4的一電極 杆4a係固定於該鉬條6的另一端6b上。在與第一電極4相對 的一邊有一類似結構，放電管的第二電極40及第二密封帶 50’以及一充氣腔1〇〇及一頸部8〇。該第二電極與一金屬 線7 0連接。該燈泡在工作狀態時，兩電極之間發生放電。 圖2 (未按比例）詳細顯示圖1中燈泡的第一凹陷密封 帶，其中的圖2A顯示具有鉬條6的第一密封帶之俯視圖， 以及圖2B顯示其鉬條6之側視圖。 在依照本發明的燈泡之另一項具體實施例中，如圖3所 不，該燈泡包括一反射體6 0。該反射體有一玻璃殼6 1，其 有一經過整形的内表面有一反射鏡塗層62。在所示之具體 實施例中，該整形過的表面係為物面。其他形狀可為（例 如）橢圓形或某種複雜的形狀。該反射體有一頸形的擾動 層63，放電管2的第二密封帶50穿過該擾動層。該第二密 封帶係藉由一套件6 4固定於該頸形擾動層。燈泡線7、7 0 與該電燈的連接點72、73相連，該連接點安装在該反射體 的外面。在線7中，該連接係藉由一導線7 1形成，其有一 引線與該反射體相連。 依照所示之具體實施例，在一應用實現中係一額定功率 為25 0W的高壓汞放電燈泡。該燈泡係用於投影之目的’ 其有一放電管，内徑為5毫米，且一電極距離為I4毫米。 遠故電管的可電離填充物，除了作為一可電離金屬的采及 一稀有氣體（例如）填充壓力為100 mb ai*的氬之外，還可包 -10- 200407935 , (6) I發《說嚷囔賓

括溴。當該燈泡工作時，該放電管中的壓力最好為160bar 或以上。該放電管由石英玻璃製成，其厚度為3.5毫米。 該帶刃緣的薄片係一鉬條，一金屬線固定在它的一端。 一第一電極的一 W形的電極杆固定於該箔片的另一端。該 燈泡的兩端均有一凹陷密封帶，其長度為19毫米。一長度 為2毫米的凹陷密封帶對於該放電管的密封已經足夠。該 凹陷密封帶的剩餘長度可用於使該導電體暴露於外界的 區域有一非常低的溫度值。兩凹陷密封帶中的一個有一充 氣腔。該凹陷密封帶有大約5毫米的長度係用於放電空間 與相應充氣腔之間的第一部分。該充氣腔的長度為大約4 毫米。該密封帶的最大外徑為6毫米。該放電管的最大外 徑為1 1毫米，且總長為5 6毫米。

該燈泡的製造從一石英玻璃管開始·，在其中形成一支 管，其在兩個完全相反的位置處有一管狀部分，該管狀部 分將用以製作密封帶。該燈泡製作過程的第一步，係在該 燈泡管内製得一密封帶，例如在一刃緣條後的一凹陷密封 帶，以及用已知方法使一導體及一電極與之固定，該凹陷 密封帶可藉由加熱相應的管狀部分獲得，以此方法該密封 帶變軟，並在一不斷增加的低氣壓的影響下向外流動。這 最好係用一雷射束沿著該管狀部分旋轉，該旋轉光束從導 體向電極杆移動。接著，向該放電管提供所需的填充成分； 其後，在另一管狀部分提供一刃緣條，其固定於電極及同 上的導體。接著，另一管狀部分藉由加熱及其後管狀部分 的流動，也以相應方法製得一凹陷密封帶。藉由在該鉬條 -11 - 200407935 發嘴說墙續Μ ⑺ 的位置處中斷雷射束一段時間，形成一氣密腔。所形成的 氣密腔包括一種氣體，其在製作該凹陷密封帶的過程中， 存在於該管狀部分及放電區。因此，所形成的氣密腔還自 動填充了該放電管中的填充蒸氣，具體而言係指汞蒸氣。 對於一令人滿意的啟動促進操作而言，這係一極大的優 點。可發現這樣形成的凹陷密封帶（其形成本發明燈泡的 第一密封帶），能定性地構成一密封帶，其與無一氣密腔 的凹陷密封帶一樣好。由於製造效率，在製作每一密封帶 的過程中可中斷雷射束，其帶來依照本發明之燈泡的一替 代性具體實施例，其中的第二密封帶與第一密封帶有相似 的結構。在另一替代實例中，第一密封帶的氣密腔内填充 有一專用的氣體混合物，其可與放電管中的填充物不同。 最好係在燈泡製作過程中的第一步密封帶製作中完成此 項操作。 如上所述之該種應用燈泡的額定功率為2 0 0 W，要求一 點火脈衝的電壓為至多7 kV，而一脈衝寬度為大約180ns 用於冷點火。將一組測試燈泡從冷暗狀態點亮，當其連接 至一 800V、150k Hz的電源供應電路時，一為±7.4kV(總脈 衝高度為14.8kV)的對稱點火脈衝得以重疊，其寬度為 18 2ns。在第一點火脈衝時，所有測試燈泡中有86%可發 光。對於相同的燈泡，可證明將2 0 k V或以上的點火脈衝 用於熱重啟，會使得一熱重啟的延遲時間在1 5至3 0秒之 間。 在一比較燈泡中，兩密封帶中的一個内沒有一氣密腔， -12- 200407935 發嘆說_續裏 ⑻ 一比較測試顯示其點火系統故障率為·· 2 0 %以上為完全無 法點亮，而另外2 0 %的點火為反覆提供點火脈衝波後才行 成功。

一比較測試的燈泡有一依照該先前技術的結構，因此包 括在該氣密腔旁第一密封帶周圍有一外部觸角，該觸角的 長度貫穿該放電管，立即點燃率只有75 %，而完全不能點 燃率為2 5 %。在這些燈泡内，對稱點火脈衝的高度限於 土8kV，因為在觸角與饋電線之間會有閃絡或擊穿的危險。 這在熱重啟中，導致延遲時間超過1分鐘。如此長的延遲 時間在投影系統中，如在一投射器、一投影電視系統或一 機動車輛的前燈系統中係不容許的。 圖式代表符號說明

1 高壓放電燈泡 2 放電管 3 放電空間 4 第一電極 4a 電極杆 5 第一密封帶 5a 第一氣密部分 5b 第二氣密部分 6 導電體（鉬箔） 6a 導電體的一端 6b 導電體的另一端 7 金屬線 -13 - 200407935 (9) 8 頸部 10 充氣腔/氣密腔 40 第二電極 50 第二密封帶 60 反射體 61 玻璃殼 62 反射鏡塗層 63 擾動層 64 套件 70 燈泡線/金屬線 71 導線 72 電燈泡連接點 73 電燈泡連接點 80 頸部 100 充氣腔/氣密腔 -14 -

Claims (1)

1. 200407935 申謗專_範_續頁 拾、申請專利範圍 1. 一種高壓放電燈泡，其具有一石英玻璃放電管，該放 電管圍成一放電空間，其中有一填充物包括至少一種 稀有氣體及汞；在放電空間中有一第一電極及一第二 電極，當燈泡工作時，兩電極之間發生一放電，並具 有一第一密封帶，其與一導電體合併，該導電體連接 第一電極至一金屬線，該金屬線從第一密封帶伸出外 部，該第一密封帶有一第一及一第二氣密部分，其間 有一充氣腔，其特徵為該充氣腔不具有一電容耦合。 2 .如申請專利範圍第1項之燈泡，其特徵為該導電體係一 箔片，其長度貫穿該第一氣密部分、該充氣腔及該第 二氣密部分。 3 .如申請專利範圍第1或2項之燈泡，其特徵為該第一密 封帶係一凹陷密封帶。 4.如上述申請專利範圍中任一項之燈泡，其特徵為該充 氣腔内填充的氣體成分包括采蒸氣。 5 .如上述申請專利範圍中任一項之燈泡，其特徵為該燈 泡一額定功率為至少1 5 0 W。