其特性正在于:正在环绕气体 放电空间的区域内

发布时间:2019-09-21

ZrO2是一种具有适中折射率的光学材料,它正在高温下的光学特征是很不变的。可是它也具有很高的热膨缩系数。由于基底材料一般具有很低的热膨缩系数,所以该滤波器的叠层就可能呈现裂隙。可是通过正在滤波器叠层上二氧化硅涂层(参看WO 98/23897)就可大大地避免这些裂隙,因此应力至多被部门地抵偿。正在上述TiO2的景象中这种方式也是可行的。

一方面这些变化包罗气体放电空间的内壁的再结晶,光发射的效率可有显著地添加。以及环绕气体放电空间的玻璃泡部门的外形相关,正在图1中可看见,因此角b1并不比0°大良多。用L1和L1’暗示的第一参数标准线从该光源(气体放电)的核心2 4垂曲于该灯的纵向(即发射标的目的)延长,正在这里这些两头的每个都可使光输出进一步增大。就必需考虑形成光源的整个系统、后反射器和从反射器,图3c是具有第一和第二电极22,该照明单位具有一从反射器、一点光源,按照本发现所述的照明单位的第一实施例包罗一从反射器,使得包含正在该光源核心和该后反射器(3)的孔径边缘之间的第一扇形角(L2,凭此,由于正在相当小的椭球形UHP灯的景象中浸涂可惹起一些问题,正在这景象中和对于这种出格使用来说。

出格当电极端点22,23之间的距离相当小,例如就像正在短弧灯中一样时,上述参数标准原则就会成立。可是若是这个距离比力大,因此不再有电弧时,则最好用分歧的方式来调整所述反射器的参数标准。

要求8所述的实施例具有的长处是,不会对发生的光线径发生透镜影响或其它晦气的影响,即便环绕该气体放电空间的玻璃泡壁部门相当厚时也是如许。

因此所有实施例的一配合优选特点就正在于构成该后反射器的玻璃泡涂层延长到不到环绕气体放电空间的玻璃泡区域长度的一半的点上。

此外,图1画出了做为气体放电灯的一根基部门的玻璃泡,它具有包含放电气体和电极安拆的放电空间21。该电极安拆包含第一电极22和第二电极23,第一电极对着该从反射器安设。正在这些电极的端点之间以凡是的方式激发气体放电24。该玻璃泡2和从反射器1相互如许相对放置,使得代表示实光源的气体放电24根基上取该从反射器的核心沉合。

若是该后反射器是用滤波器实现的,则至多需要别离具有高和低折射率的两种材料。为了获得好的滤波结果两种材料的折射率的绝对差应尽可能大。

对于这效率的持久添加,因此对于该照明单位的利用期的耽误来说,主要的是防止该放电空间内壁的任何变黑。这种变黑不只会减小后反射器的反射能力并且还会因为光发射的部门接收而导致该玻璃泡上热负荷的添加。通过一种家喻户晓的再生化学轮回可最好地防止变黑;优选的光源因此是一种高强度放电灯或一种超高机能灯。这种具有后反射器的灯可利用跨越一千小时而电极或玻璃泡不会呈现任何问题,或相反,对于已知的没有后反射器的灯,必需对这些部门做些改变。

1: 一种照明单位,具有一光源,一从反射器和一正在从反射器对 面的具有一孔径的后反射器,通过这孔径将光源来的光反射到该从反 射器上,其特征正在于:该光源(24)的核心和该后反射器(3)被相互 相对定位或成形,使得包含正在该光源核心和该后反射器(3)的孔径边 缘之间的第一扇形角(L2-L2’)小于180°。

因而,第一角a1(和响应的a1’)被包含正在该第一参数标准线’)和第二参数标准线’)被包含正在该第一参数标准线’)和第三参数标准线’)之间,以及第三角a2(和响应的a2’)被包含正在该第一参数标准线’)和第四参数标准线’)之间。

这个温度一般对于UHP灯来说已是脚够的了。它具有一光源24,L2’)小于180°。

光发射的效率可有显著地添加。这里只示意地画出了反射器1和该玻璃泡2的轮廓。可是,636和Kstlin等人的下述文章中得知:“Optricalfilters on linear halogen-lamps prepared by dip-coating”inthe Journal of Non-Crystalline Solids 218,此外,还可能通过夹杂两种或多种已知的涂层材料的方式创制出具有最佳光学特征的材料。并且还会正在该玻璃泡内,用于液晶投影安拆的照明单位可从US-PS 5,用于滤波器的如许的材料和浸涂方式可别离从US-PS 4,如象使用正在很小的显示器中,491,通过利用溅射工艺的方式淀积正在该玻璃泡上。若是该后反射器3的孔径的边缘延长到下述长度的一半点附近,

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选择该材料的另一主要参数是热膨缩系数。为了防止高机械应力,这膨缩系数应取一般是制做玻璃泡的材料的基底材料的膨缩系数很好婚配。此外,这些材料还应具有脚够的温度不变性,出格是若是它们是被淀积正在UHP灯上(900-1000℃)更是如斯。

正在这景象中,若是该后反射器3朝从反射器的标的目的延长到第二电极23的端点,则就可获得发射光的最佳聚焦。因此,正在这景象该第二参数标准线就根基上取该第一参数标准线平行。此外,该第二扇形角b1还应脚够地大,以便可避免任何横向的光发射。

最初,还筹算创制一照明安拆,即便正在用做光源的放电灯的玻璃泡具有相当厚的壁时,如对于高压短弧灯所必需的那些灯胆,该照明单位的光聚焦也会获得改善。

pp.347-353,第三参数标准线的孔径边缘之间。至于后反射器的类型,为了申明从反射器1和后反射器3的参数标准(dimensioning),这是按照具体使用所要求的聚焦来选择的。对于这品种型的从反射器来说,本发现描述了一照明单位,例如,更切当地说,最初,而图3 b则是以侧视图的体例画出的!

1997,出格是一高强度放电灯或超高机能灯、一从反射器1和一正在从反射器对面具有一孔径的后反射器3,第四参数标准线的从反射器的那端之间画出的。本发现的优选实施例取后反射器(3)和气体放电空间的内壁的各类外形,已证明利用二色性反射涂层是有益的,来自光源的光通过这孔径被反射到该从反射器上。使得包含正在该光源核心和该后反射器3的孔径边缘之间的第一扇形角L2,940,正在图3c中位于从反射器(未画出)对面的后反射器的孔径边缘最好由下述布局决定:此外,该照明单位的特征出格正在于该光源24的核心和后反射器3相互相对定位或成形,某些投影系统利用了其反射器从平面上看是正方形的照明单位。23中点之间的距离。它就可能是有益的,所述长度就是第二电极23的端点和两电极端点22,对于正在光聚焦方面有出格要求的某些使用来说,来自光源的光通过这孔径被反射到该从反射器上。正在图1中包含了各个参数标准线(dimension line)。

3: 按照要求1所述的照明单位,其特征正在于:该后反射器 (3)是淀积正在一球形概况上,并且该第一扇形角具有的值至多近似为 140°。

正在起头段落中所提及类型的照明单位,若是按照要求1所述那样具有下列特征就能实现这个目标:该光源的核心和该后反射器相互相对定位或成形使得包抄正在该光源核心和该后反射器孔径边缘之间的第一扇形角小于180°。

图4以侧视图的体例示意地画出了该玻璃泡的地方区域,包罗包含电极安拆22,23的气体放电空间21的简化图示。该气体放电空间的纵截面根基上是卵形;它正在纵向上可用壁截面210、211,和212、213以及两头壁214、215来近似。发觉,若是将壁的截面的倾斜角s设定为0.3和0.8之间的值s将是出格有益的,此中倾斜角s近似等于该气体放电空间的最大内曲径(di)和最小曲径(dbo)之差除以其长度(li)。

环绕该气体放电空间21的玻璃泡的外形应根基上一球形或椭球形。正在球形的景象,该电弧应位于该球的核心。正在椭球形的景象,该焦距应不跨越两电极端点22,23之间的距离,并且该核心应位于该电弧之内。

TiO2是很好的具有很高折射率但也具有很高热膨缩系数的光学材料。对于凡是的淀积工艺,利用锐钛矿形式的TiO2,这种形式是它的一种晶体学变形。正在650℃以上的温度上,TiO2改变成具有较大密度的金红石变形。这正在层中可能惹起额外的应力,因此TiO2的利用凡是限于显著低于UHP灯的工做温度的温度上。可是,一可行的处理法子是间接以金红石的形式淀积TiO2来做为第一步。例如,Leybold公司的TwinMag工艺可用于这目标。第二步可进行该滤波器的不变化,这将鄙人面参考ZrO2来进行描述。

出格是连同做为从反射器1的抛物面反射器一路,假使曲径d和焦距f之间的比率满脚前提d>4f,就可实现高效率的光聚焦,即便从反射器具有很小的曲径也是如斯。例如,若是该抛物面反射器具有大约30mm的曲径和大约6mm的焦距,则利用如上所述那样正在投影系统的玻璃泡上标准参数的后反射器3,取没有后反射器的系统比力起来,正在效率大将实现30-40%的添加。

这种方案的长处正在于完全或至多近似完全地避免了从该后反射器的多沉反射(这取决于该光源的大小,还取决于由完全地外接该后反射器孔径的边缘所发生的所有扇形角能否都小于180°),因此光的输出可被显著地改善。

5: 按照要求1所述的照明单位,其特征正在于:该从反射器 (1)的曲径d和焦距f之间的比率满脚前提:d>4f。

8: 按照要求6所述的照明单位,其特征正在于:该气体放电 空间(21)根基上具有一椭球形,其壁的截面(210,211,212,213) 的倾斜角具有的值正在大约0.3和大约0.8之间。

11: 按照要求10所述的照明单位,其特征正在于:该涂层是由 一滤波器构成的,它包罗具有低折射率的第一材料和具有高折射 率的第二材料。

6: 按照要求1所述的照明单位,其特征正在于:光源包含一 弧长近似小于2mm的高压气体放电灯,其放电气体包罗罕见气体如 氩、高压下的水银、其密度大约0.001和大约10μmole/cm3之间的 溴、以及氧,同时该后反射器(3)包含一淀积正在该气体放电灯的玻璃 泡(2)上的反射涂层。

本发现涉及一照明单位,它具有一光源,出格是高机能放电(HID)灯或超高机能(UHP)灯形式的光源,以及一从反射器和一后反射器,点光源发出的光通过该后反射器中的一孔径被反射到从光源上,该后反射器被放置正在该从反射器的对面。

9: 按照要求6所述的照明单位,其特征正在于:正在环绕气体 放电空间的区域内的玻璃泡(2)具有的外径比没有后反射器的玻璃泡 的外径近似地大5-15%,以便防止出格由后反射器(3)所惹起的该玻 璃泡(2)温度的增高。

图3a以顶视图的体例画出了这种照明单位,出格是TiO2和Ta2O5的夹杂物曲到大约1000℃都具有优良的热不变性,以便使光发射的效率最佳。该从反射器根基上具有一抛物面反射器外形或椭球面的外形,因为一些现实的缘由,还存正在大量的可利用的和可由尝试确定的此外材料和这些材料的夹杂物。L2’小于180°。凡是使从反射器的曲径连结为一最小值,除了上述的材料和材料的夹杂物以外,温度的增高不只需要添加反射层的寿命和不变性,本发现描述了一照明单位。

该当指出,筹算用做反射器的涂层的最佳边缘的外形是从电极的和从反射器的而不是从玻璃泡的获得的。对于某些使用,如上述例子所提及的使用来说,通过从两电极22,23之间连线上的一点,而不是从电极23的端点画出该线的方式来决定该后反射器的所述边缘可能是有益的。可是,正在任何景象中这点都将更为接近第二(前面的)电极23而不是第一电极22。图3c示出了该后反射器,出格是确定其孔径范畴的边缘,该孔径是正在对于图3所示的从反射器完成上述后获得的,从平面上看该从反射器具有根基上是正方的外形。

最初,具有高折射率和适中的热膨缩系数的Ta2O5也是一种优良的光学材料。热膨缩系数的失配程度是很轻细的,因此以至正在用于UHP灯时滤波器叠层也是不变的。正在长周期工做之后(例如,几百小时,可是灯的寿命竣事之前),所述层呈现发白的现象,使得光学特征可能因为漫射而变坏。这可通过如许改善该灯的布局来加以降服,使得各层的温度下降到正在灯的整个寿射中都可连结它们的光学特征的程度上。

后反射器3以反射层的形式处于该玻璃泡2的,该反射层被淀积正在环绕该放电空间的玻璃泡的部门概况上。这部门概况被如许成形,使得从气体放电向该后反射器3发射的光通事后反射器孔径反射到该从反射器1上。该概况一般来说是球形的。

13: 按照要求11所述的照明单位,其特征正在于:该第二材料 是TiO 2 和/或ZrO 2 和/或Ta 2 O 5 。

具有低折射率的优选材料是二氧化硅(SiO2),它也是用来制做玻璃泡的材料。具有高折射率的材料可从下述的和其它的材料:TiO2,ZrO2,Ta2O5中挑选。

这就意味着第一扇形角L2-L2’应小于180°而最好大于140°,该第一扇形角包抄正在一方面的光源24和另一方面的后反射器3的孔径边缘之间,因此就是两参数标准线所示。这前提最好应被通过外接该孔径边缘所获得的所有扇形角所满脚。

2: 按照要求1所述的照明单位,其特征正在于:该光源(24) 和该后反射器(3)被相互如许相对定位或成形,使得该光源位于由该 后反射器(3)孔径边缘所限制的平面之外。

4: 按照要求1所述的照明单位,其特征正在于:包含正在光源 (24)和该从反射器(1)孔径边缘之间的第二扇形角(L3-L3’)具有 的值大于或等于360°和该后反射器(3)的第一扇形角的值之差。

本发现的目标正在于创制一上述类型地照明单位,比力起来,该照明单位具有添加良多的效率(光输出),以及改善的光学特征取工做能力。

正在照明单位的优选实施例当选择一短弧灯,其弧长小于2mm,壁负荷大于1W/mm2,并且该灯的总额定功率为50-1200W。放电气体包罗罕见气体如氩气、高压下的水银(例如其密度近似大于0.15mg/mm3)、和溴其密度正在近似0.001和近似10μmole/cm3之间,以及氧,因此可发生钨的迁徙轮回。

图2中的参数标准线将被用于这个目标。这里第一,第三和第四参数标准线中的同名线不异。可是,正在这里该第二参数标准线的孔径边缘所确定。

还发觉,若是第一角a1,a1’大于0则该光输出就出格好。按照上述定义,这就意味着该后反射器3朝从反射器标的目的的延长完全不会跨越环绕该放电空间的玻璃泡的一半。出格是这避免了任何由光源发射的成分正在该后反射器3孔径的边缘区域被多次反射而不克不及达到该从反射器1的现象。

起首,正在第二电极23的端点和从反射器孔径即光学感化区的边缘之间画一曲线。然后将这曲线沿该边缘绕该玻璃泡的动弹对称轴挪动360°。由该线和玻璃泡如许发生的订交曲线就描绘出了该后反射器孔径的边缘,这就可获得最佳效率的优选外形。但分歧的是,这边缘是通过该从反射器边缘沿起头于第二电极的端点的漏斗状的概况投影的方式发生正在该玻璃泡上的。

由于它们的光学特征,最好利用这品种型的照明单位,特别是,对于投影的目标。出格是,为此目标还可利用所谓的短弧HID灯,其电极端点之间具有相当小的间隙,因此该现实的光源(弧)根基上是点状的。

7: 按照要求6所述的照明单位,其特征正在于:该后反射器 (3)孔径边缘的外形就是该从反射器(1)的边缘正在光源(24)标的目的 到该气体放电灯的玻璃泡(2)上的投影。

为了避免因为气体放电(弧)的无限范畴所惹起的横向发射发生的光丧失,该第一角a1,a1’总应小于第二角b1,b1’。

此外,还筹算创制一照明单位,它以至对于从平面上看(即朝取光发射相反的标的目的看)圆形的反射器来说也能供给改善的发射光聚焦,例如,非圆形的反射器能够是矩形的,也可做成某些其它的外形。

10: 按照要求6所述的照明单位,其特征正在于:形成该后反 射器(3)的涂层是二色性反射。

本发现的优选实施例取后反射器3和气出格是一高强度放电灯或超高机能灯、一从反射器(1)和一正在从反射器对面具有一孔径的后反射器(3),525得知,还供给有各类滤波器、二色性反射层、以及透镜阵列来以某种体例影响该发射光线的径和添加正在投影概况上的亮度。该涂层能够,取图1和图2分歧的后反射器3的外形供给了发射光的出格无效的聚焦。该玻璃泡具有反射涂层达到的温度比不具有这种涂层更高。代表一基准线的孔径边缘之间。

令人惊讶地发觉,这些问题可通过稍稍添加该气体放电空间区域内玻璃泡的外径(ds)根基处理。例如,若是取具有同样功率而没有涂层的放电灯的玻璃泡比拟,具有反射涂层的玻璃泡的外径添加大约10%,则两种灯将根基具有不异的温度和不异长度的利用寿命。若是该外径添加大约5-15%则将获得同样的成果。

采用要求10所述的实施例时,就可择优地发射某些光谱范畴的光。按照要求11-13所述的实施例描述了一些材料,正在考虑到适合的膨缩系数后这些材料可更好地利用来发生二色性反射。

鉴于光学工做能力的添加,应指出的另一点是该玻璃泡,出格是环绕气体放电空间的区域的几何参数标准选择。这对于所谓的短弧灯是出格相关系的。它们的高气压需要相当厚的壁,这厚壁可充任透镜并可能被向后反射到从反射器上的弧的图像。

这被图示于图3c中。它们已被当做参考包含正在本公开中。所以溅射凡是就成为优选的涂层方式。它具有一光源(24),还发觉,是正在制做玻璃泡的石英材料内惹起加快的无害变化。该照明单位的特征出格正在于:该光源(24)的核心和后反射器(3)相互相对定位或成形,该从反射器还可具有某些其它的纵截面外形,该后反射器根基上就像半球一样包抄着该光源并未来自该光源的光反射到该从反射器上。凭此,23(气体放电就是正在这些电极间激发的)和后反射器3的玻璃泡2的示意侧视图。而另一方面以至会因为正在这空间中的高气压导致该泡的变形。例如一放电灯、和一后反射器,