专利名称：带有反射镜和金属外壳的照明设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分中所限定的照明设备。
背景技术：
可从WO2005101457中获知这种照明设备。用在^L频投影仪或投 影电视中的高压放电灯易于爆炸，这可能会导致向四处分散的热玻璃 碎片。若这种爆炸引起玻璃反射镜或透明前板的破裂，则这些热玻璃 碎片可在这些碎片落到投影仪或电视之外时引起火灾或伤人。在公知 的照明设备中，这通过将灯和反射镜封闭在金属外壳中来解决。不过， 这种外壳增加了灯和照明设备的热管理的问题。在运行期间，灯产生 热并变热。当照明设备变得(局部地)太热时，就缩短了灯的使用寿 命。在公知的照明设备中，金属外壳在其外表面上设有冷却片并经由 热桥连接到反射镜以允许将热传导离开灯，以解决灯和照明设备的热 管理的问题。出于这种问题的原因，公知的照明设备具有复杂的结构 且必须占据相当大的空间，这是一种缺陷。
其它公知的照明设备如在US20060109656中所公开的照明i殳备通 过为外壳提供通风孔和冷却风扇来解决热管理问题。在将风扇用于对 灯进行冷却时，就会出现杂散光可从照明设备发出且可能会在终端用 户与灯本身之间有视觉直线的问题。通常通过使用天窗状构造来解决 开放空气通道和挡光的这些相互矛盾的要求。这些构造的缺陷在于结 构复杂、空间大且成本高。有时必需具有特殊重叠挡光叶片的风扇。 这些风扇比常见的风扇更加昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在开始段落中所描述的类型的照明设 备，在这种照明设备中消除了公知的照明设备的缺陷。为了实现这种 目的，在开始段落中所提及的照明设备由权利要求l的特征部分限定。
由于玻璃并不是良好的热导体，所以灯和反射镜并不具有均匀的 温度，即它们具有局部热点。灯具有在电极之间的灯壁内的热点，且
4反射镜具有邻近于颈部的热点，该热点朝向发光窗口移位几毫米，如
5mm至7mm，即在反射镜的焦点附近，灯的放电路径位于该反射镜处。 这些热点可引起材料中的过度应力，这种过度应力可导致灯的故障。 通过占反射镜的反射部分的玻璃表面至少50%的金属外壳覆层来消除 所述热点的出现，即这种金属外壳覆层距该反射部分的外表面的距离 近，而在该外反射部分与金属外壳之间无实质上的(隔离)(空气) 气体层。由于辐射是主要的传热机制，所以这会导致将热更均匀地散 布在该反射镜，以使这些热点将具有较低的温度，即改进了照明设备 的热管理。实验证明，在覆层约为70%的情形中，热点的温度降低约 ll(TC，即反射镜上的热(试验)点的温度从308。C降至200°C。当多 于70%的反射部分由外壳的金属壁包覆时，就进一步地改进了照明设 备的热管理。而且，本发明的照明设备具有至少部分地沿着反射镜的 外部轮廓的外壳，从而使外壳相对较小，即这种外壳所占据的空间大 大小于公知的照明设备的外壳所占据的空间。此外，这种外壳以简单 的方式解决了并不希望的人暴露给由灯所产生的杂散光和/或UV辐射 的问题。
在优选实施例中，这种照明设备的特征在于外壳设有以轴向方向 延伸超过发光窗口的延伸部分，透明前板位于这种延伸部分中。可用 铝、锡板、不锈钢或其它任何适当的材料制成延伸部分和外壳。优选 这种延伸部分设有用于将透明前板保持在理想位置的装置，这种装置 例如是允许容易地将透明板固定在延伸部分中的棘爪支腿。为了提高 冷却，增加延伸部分的热吸收/发射系数，例如，因为延伸部分用铝或 其它材料制成，可对铝另外进行阳极氧化处理，可用具有高发射/吸收 系数的热阻漆涂覆所述其它材料。作为选择或作为附加，延伸部分设 有通风开口，如孔或狭槽，以允许冷却空气穿过灯。在另一个实施例 中，可使用结合金属网格和棘爪支腿的功能的分离金属部分。这些通 风开口应具有有限的尺寸，以在灯的爆炸的情况下将大于例如10mm3
的、优选地小于5mn^的玻璃碎片限制在外壳内。
在实施例中，这种照明设备的特征在于在已将外壳、延伸部分和 透明前板置于适当的位置之后通过焊接、巻曲或折叠将所述延伸部分 连接到外壳。这样就得到比咬合到外壳上的延伸部分相对稳健的延伸 的外壳。在灯爆炸的情况下，这种延伸的外壳能够相对较好地耐受所述爆炸，这样就在相对较大的程度上将玻璃碎片限制在外壳内。
在另一个优选实施例中，这种照明设备的特征在于相对于光轴以
在2°至25。的范围内、优选地在4°至l(T的范围内的角度将透明前板的 位置倾斜。这样就降低了背反射对灯的(相对较热的)部件如灯的前 密封的影响，该影响可以导致灯的温度的增加。为了进一步降低这种 背射，透明前板设有抗反射涂层，优选地，这种涂层在透明前板的朝 向灯的侧面。优选地，这种抗反射涂层还反射或吸收UV辐射，以解决 易于发生的人暴露给这种UV辐射的问题。更优选地，这种涂层吸收 UV辐射，以降低到灯部件上的背射并因此而获得灯的较低温度。
在另一个实施例中，这种照明设备的特征在于该颈部具有以轴向 方向延伸到外壳外部的突出部分，该突出部分设有基部。该基部可设 有允许基部在标准化灯座中的使用的装置，如卡口状配件或螺口状配 件。到目前为止，视频投影仪和投影电视的制造商已通过使用专用灯 座和灯室解决了投影仪系统内的照明设备的电连接问题。将这种投影 灯构建在灯座内，以形成置于投影仪或电视系统的灯室内的单元。公 知的照明设备的缺陷在于每个照明设备要求特定灯座，这种特定灯座 妨碍了不同的视频投影仪和投影电视之间的照明设备的互换。标准基 部消除了这种缺陷。优选地，该基部具有朝向反射部分的环状端部， 该环状端部邻接于金属外壳。通常将这种基部通过粘合固定到颈部。 最易于在灯的爆炸的情况下破裂的反射镜的部分由基部、外壳和透明 前板完全封闭。
在另一个优选实施例中，这种照明设备的特征在于该基部具有背 向该反射镜的横向端面，该端面设有至少两个电触点。公知的照明设 备中的灯与反射镜单元通常具有作为至灯座的电连接的接触线或螺旋 触点。这样做的缺陷在于在灯故障的情形中或在灯的使用寿命结束时 将单元断开并连接新单元的操作烦瑣。本发明的此实施例克服了这种 缺陷，因为可将灯座省去。该实施例使视频投影仪和投影电视的制造 商能够以非常容易而节省成本的方式应用这种照明设备。将体积庞大 的灯座省去允许制造商设计更小、更紧密的视频投影仪。由于仅将该 单元替换，所以就会更容易达到投影灯的全球性标准化，这种全球性 标准化类似于卣素反射灯和灯基座的标准化。灯室中的接触弹簧向前 将灯压入位置并确保电接触。可用陶瓷材料或用于低瓦特数灯的适当的热塑塑料制成这种基
座，陶瓷材料如氧化铝，适当的热塑塑料如PPS (聚苯硫醚)或LCP (液晶聚合物)，低瓦特数灯即具有约30W至50W的标称功率的灯。 用于各种外壳和延伸部分的可能的制造技术可以是冲压、旋压、深拉、 压铸或冲挤。
将参考附图对本发明进行进一步描述，在这些图中 图1是本发明的照明设备的第一实施例的截面侧视图； 图2是本发明的照明设备的第二实施例的截面侧视图； 图3是从发光窗口側观察的图2中的照明设备的透视图； 图4是从灯基座侧观察的图2中的照明设备的透视图。
具体实施例方式
图1示出了用于投影目的的照明设备l。这种照明设备包括用于发 光的灯10和容纳该灯的凹面反射镜20,在图1中，该灯是一种短弧光 高压汞气体放电灯。该反射镜具有颈部部分21、反射部分22和发光窗 口 23。该反射部分呈抛物线形并限定焦点19和光轴27且具有外表面 24。将横向透明前板25布置在发光窗口 23内。将用如铝或不锈钢制 成并具有壁31的金属外壳30布置在所述反射镜周围。反射部分22的 外表面24的至少50%由金属外壳30的壁31包覆，在该图中，约为该 外表面的90%。例如，在本说明书中将"包覆，，理解为是指外壳的壁 紧紧地沿着反射部分的外表面的外部轮廓且该壁局部邻接于所述外表 面。用玻璃制成透明前板25和反射镜20，这种玻璃如硬玻璃，这种硬 玻璃如铝硅酸盐或硼硅酸盐玻璃。前玻璃在透明板的朝向颈部部分21/ 灯10的侧面上设有阻UV抗反射涂层26。在该图中，该涂层包括抗反 射组分和阻UV组分，抗反射组分如交替Si02和Ti02层的二向色涂层， 阻UV组分如由PRINZ公司制造的称为UB4-420/6或UB4-420/10的涂 层。用硅酮胶合剂将透明前板固定到反射镜。用石英玻璃制成灯10， 即玻璃中Si02含量的重量百分比至少为95% 。该灯包括由两个相对的 封条12密封的放电空间11，这两个相对的封条12设有电流穿通并包 括从放电空间延伸到灯的外部的钼电流导体13、钼箔14和钨电极15。反射镜的焦点19位于灯的这些电极15之间。每个封条还包括各自的 腔体16， 一个腔体由天线17包围，天线17连接到这些电流导体中的 一个并与腔体16 —起促成灯的(热预)点火。例如通过胶合剂将灯10 的一个封条固定在反射镜的颈部中。反射镜的颈部具有突出部分29， 突出部分29设有基部40，基部40位于外壳附近但并不邻接于外壳。 基部40用合成树脂制成，如LCP的PPS，并且通过金属夹42和固定 槽28经由棘爪构造固定到该颈部，基部突出件43安装到这些固定槽 28中。基部还包括用于外部电连接的电触点44。电流导体13连接到 这些电触点44。这种照明设备适用于具有在25W至500W的范围内的 标称功率的灯。不过，这种照明设备旨在用于具有在30W至80W的范 围内的标称功率的灯。在该图中，这种照明设备的灯具有40W的标称 功率。
图2是本发明的照明设备1的第二实施例的截面侧视图。在此第 二实施例中，这种照明设备具有80W的标称功率。基部40用陶资材 料制成并胶合到反射镜20的颈部21上，这种陶瓷材料即密集烧结的 氧化铝。该基部的环状端部41邻接于金属外壳30且具有在端面45的 两个电触点44，端面45 4黄向于光轴27并背向反射镜，这些电触点由 定位突出件46分离。该反射镜装在金属外壳内，且反射镜的反射部分 22的约60%由所述外壳的壁31包覆。金属外壳30设有焊接到该外壳 上的金属延伸部分35。在该延伸部分中，用棘爪支腿(见图3和图4) 固定透明板25，这些棘爪支腿相对于光轴27以5。的角度a倾斜。延伸 部分设有用于将灯冷却的通风开口 36的网格。这些开口具有3mn^或 更小的尺寸并将大于3mn^的玻璃碎片的大部分局限在外壳内。
图3和图4分别是从发光窗口侧和灯基座侧观察的图2的照明设 备的透视图。图中示出了棘爪支腿37，这些棘爪支腿37将该透明板固 定在该延伸部分内。通风开口 36在延伸部分35的整个周缘延伸约30 %。或者，具有如lmm的宽度的两个小狭槽在该轴周围延伸并跨过延 伸部分的周缘的约50%。图中示出了焊点38，延伸部分35经由这些 焊点38焊接到外壳30上。出于这种形状的原因，定位突出件46消除 了当照明设备安装在位置时照明设备的并不希望的旋转。
权利要求
1. 一种照明设备(1)，所述照明设备(1)包括-灯(10)，所述灯(10)用于发光；-凹面反射镜(20)，所述凹面反射镜(20)容纳所述灯以反射由所述灯在运行期间发射的光，并具有颈部部分(21)、反射部分(22)和发光窗口(23)；-所述反射部分限定光轴(27)和轴向方向，所述反射部分具有外表面(24)并位于所述颈部部分与所述发光窗口之间；-横向透明前板(25)，所述横向透明前板(25)设在所述发光窗口的侧面；-金属外壳(30)，所述金属外壳(30)在所述反射镜和所述灯周围并具有壁(31)；其特征在于所述反射部分的外表面的至少50％、优选至少70％由所述金属外壳的所述壁包覆。
2. 如权利要求1所述的照明设备，其特征在于所述外壳设有以 所述轴向方向延伸超过所述发光窗口的延伸部分(35),所述透明前 板位于所述延伸部分中。
3. 如权利要求2所述的照明设备，其特征在于所述延伸部分设 有通风开口 (36)。
4. 如权利要求3所述的照明设备，其特征在于所述透明前板借 助于棘爪支腿(37)固定在所述延伸部分中。
5. 如权利要求2、 3或4所述的照明设备，其特征在于通过焊 接、巻曲或折叠将所述延伸部分固定到所述外壳。
6. 如权利要求1、 2、 3、 4或5所述的照明设备，其特征在于 相对于所述光轴以在2°至25。范围内、优选在4°至10。范围内的角度a 将所述透明前板倾斜。
7. 如前面的权利要求中的任一项所述的照明设备，其特征在于 所述透明前板设有阻UV抗反射涂层(26)。
8. 如前面的权利要求中的任一项所述的照明设备，其特征在于 所述颈部具有以轴向方向延伸到所述外壳外部的突出部分(29),所 述突出部分设有基部(40)。
9. 如权利要求8所述的照明设备，其特征在于所述基部具有背向所述反射镜的横向端面(45),所述端面设有至少两个电触点(44)。
10.如权利要求8或9所述的照明设备，其特征在于所述基部 邻接于所述金属外壳。
全文摘要
一种照明设备(1)，这种照明设备(1)包括用于发光的灯(10)和容纳这种灯的凹面反射镜(20)。这种反射镜具有颈部部分(21)、反射部分(22)和发光窗口(23)。这种反射部分具有外表面(24)。横向透明前板(25)设在该发光窗口的侧面。具有壁(31)的金属外壳(30)设在所述反射镜周围。这种反射部分的外表面的至少50％、优选地至少70％由该金属外壳的这种壁包覆。可将该透明前板布置在该外壳的延伸部分(35)中，不可相对于该发光窗口轴以在2°至25°的范围内(优选地在4°至10°的范围内)的角度α将这种透明前板倾斜。
文档编号G03B21/16GK101460896SQ200780021097
公开日2009年6月17日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年6月7日
发明者G·J·M·斯希伦, T·A·卡塞纳尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司