专利名称：安装在光学系统中的金属卤化物高压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的安装在光学系统中的金属卤化物高压放电灯，其具有60至140W/mm(弧长)的中等电弧功率。
这种金属卤化物高压放电灯特别适用于投影系统(如幻灯机、屋顶投影仪、窄胶片投影仪和影院投影仪)及玻璃纤维照明系统(内窥仪、显微复制装置及影视效果照明装置)。这里要求该灯光具有4000至7000K的色温，并且在全部色温范围内具有良好或很好的颜色重现性。这种灯的特点是电弧很短(数毫米)而光密度最高(平均可达数十kcd/cm2)，这便使该灯特别适用于反射器或者其他光学成像系统中。
EP0193086及DE-A4040858公开的金属卤化物高压放电灯具有短电弧和相应的高光密度。这种光的光谱成份与日光相似。
但这种灯的缺点是平均寿命只有数百小时。
本发明的目的是提供一种金属卤化物高压放电灯，其平均寿命至少为1000工作小时，其电弧很短而光密度却很高，在具有很好的颜色重现力时其色温在4000至7000K之间，并且在填充物中只用尽量少数几种元素就可实现上述目的。
本发明的目的是由权利要求1的特征部分来实现的。进一步的有益的附加特征则记载于从属权利要求中。
当特定电弧功率为60-140W/mm(弧长)和较小的壁负荷为40-85W/cm2(壁面积)时，本发明的金属卤化物高压放电灯进行工作。而在采用传统填充物的情况下，当壁负荷达到60W/cm2左右时，短时间后便发生灯泡变黑或光泽消失，同时，该临界值可随着冷却状况而改变。这样，可利用的光通量减少了，并且灯的寿命也受到限制。
本发明的灯由水银、至少一种惰性气体和至少一种卤素及铯组成，该灯的填充物是钽和镝，最好其按0.3至1.5的重量比例添加。这两种重要的添加物的总填充量最好按0.2-1.5mg/cm3(室容积)的剂量来确定。当壁负载较小时，钽还维持着卤素的循环，并阻止灯泡进一步变黑或失去光泽。这样便可实现较高的灯泡平均寿命。另外钽也有助于形成光学光谱中的连续光谱部分。镝以其多线光谱提高了可见光谱区中的幅射通量。由于本发明添加了钽和镝，光泽递减率和灯泡变黑现象被减至最小，即灯的平均寿命相应地延长了，同时，光通量和颜色重现性也得到了优化。
当要降低色温和/或要达到特别好的颜色重现性时，可以选择添加锂，剂量可至0.2mg/cm3(室容积)，锂可以增加幅射的红色成分。当灯用于二向色性的冷光反射器中时，上述作法特别有利，这与放电总幅射相比能稍提高反射的色温。另外，锂是一种原子态的线辐射物，其最好是在热的电弧芯幅射；这样，锂通过相应的专门聚焦反射器就可特别有效地进行幅射，上述反射器仅反映该电弧的内芯部分。
为使电弧稳定，放电室可以包括铯，其剂量可至0.8mg/cm3(室容积)。卤素最好采用碘和溴，其克分子比例为0.2-2之间。
下面结合实施例进一步说明本发明。
附图
表示本发明的金属卤化物高压放电灯的侧剖视图。
图中，本发明的金属卤化物高压放电灯1被示意地(非按比例地)绘出，其耗电400W，该灯可用于一个反射器系统中。由石英玻璃制的放电室2基本上呈球状结构，其径向相反对置的两个位置上分别设有颈管3和4。在颈管3和4中，钨棒电极5和6用密封钼箔7和8封接起来。密封钼箔7和8远离放电室的那端上焊接有电流导线9和10，当灯装入反射器系统时，导线9和10与反射器中的接电端子连接起来。
从表1中可以看出放入400W灯泡的放电室2中的本发明的两组填料，以及由此产生的灯的技术数据和寿命。由于填料2中添加有锂，色温相对于填料1降低了约500K。表1填料1 填料1锂mg-- 0，005碘mg0，9 0，92溴mg0，75 0，75铯mg0，22 0，22镝mg0，24 0，24钽mg0，16 0，16水银mg 30，5 30，5氩mbar 450450
放电室容积ml 1，3 1，3消耗功率W400 400壁负荷W/cm26868特定功率W/mm弧长 9595色温K5500 5000寿命小时 1500 1500电极间距mm 4 4光输出1m/W 7069平均光密度Kcd/cm23030点火电压V5555颜色重现指数Ra 9090另一实施例中，本发明的金属卤化物放电灯的消耗功率为270W，其与附图所示的灯结构的区别主要是放电室容积较小、电极间距也较短，因此不再另外绘图说明。
从表2中可以看到一个270W灯泡中本发明的一组填料，以及该灯的技术数据。
表2锂0，005mg碘0，75mg溴0，36mg铯0，1mg镝0，13mg钽0，08mg
水银13，2mg氩450、bar放电室容积 0，55ml功率消耗270W壁负荷 81W/cm2特定功率117W/mm色温5000K寿命1000h电极间距2，3mm光输出 70lm/W平均光密度 35kcd/cm2点火电压45V颜色重现指数Ra 80
权利要求
1.安装在光学系统中的金属卤化物高压放电灯(1)，其平均电弧功率为60-140W/mm(弧长)，其包括一个由耐高温的透光材料制成的放电室(2)，两支耐高温的电极(5，6)和一组填料，该填料由水银、至少一种惰性气体、至少一种卤素、铯及用于生成金属卤化物的其他金属组成；其特征在于上述填料中的其他金属是钽和镝，以便当灯(1)的壁负荷为40-85W/cm2(壁面积)时，产生色温为4000-7000K的光。
2.如权利要求1所述的金属卤化物高压放电灯，其特征在于放电室中按0.3至1.5的重量比例含有钽和镝。
3.如权利要求1所述的金属卤化物高压放电灯，其特征在于放电室中含有钽和镝，同时，这两种组份的总填充量为0.2-1.5mg/cm3(室容积)。
4.如权利要求1所述的金属卤化物高压放电灯，其特征在于放电室中还含有锂。
5.如权利要求4所述的金属卤化物高压放电灯，其特征在于锂的添加剂量可至0.2mg/cm3(室容积)。
6.如权利要求1所述的金属卤化物高压放电灯，其特征在于放电室中所含的用于卤化合作用的卤素量碘和溴，其克分子比例为0.2-2。
7.如权利要求1所述的金属卤化物高压放电灯，其特征在于放电室中含有铯，其添加剂量可至0.8mg/cm3(室容积)。
全文摘要
安装在光学系统中的金属卤化物高压放电灯(1)，其特定电弧功率为60-140W/mm(弧长)，其放电室(2)中含有钽和镝。在壁负荷为40-85W/cm
文档编号H01J61/82GK1120374SQ9419166
公开日1996年4月10日 申请日期1994年3月25日 优先权日1993年3月31日
发明者A·根茨 申请人:电灯专利信托有限公司