[发明专利]电极和具有这种电极的高压放电灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高压放电灯的电极装置以及具有至少一个这种电极装置的高压放电灯。特别地，本发明还涉及一种具有至少一个这种电极装置的用于投影、效果光或内窥镜检查法的高压短弧放电灯。

背景技术

用于投影、特别是用于视频投影的高压短弧放电灯例如被欧司朗公司标记为在这种高压放电灯中，电极装置承受高温荷载和高电流，例如4安培和以上。因此，导致不受欢迎的电极回火，其中，电极材料在电极尖端蒸发，并导致同样不受欢迎的电极尖端迁移，并且因此也导致在电极尖端之间燃烧的放电电弧迁移。图8a和8b中粗略地示意性地示出电极尖端的这种迁移。图8a示出具有电极棒102和电极头103的电极装置101的大大简化的形式。电极头103具有圆筒状（kreiszylindrisch）主要部段104和作为“电极尖端”的半球形端部部段105。体积相对较大的主要部段104首先用于热辐射，所以优选地具有与明显较小的端部部段105（下文中为了简单起见有时也称为电极尖端）相比相对较大的表面积，该端部部段首先用于尽可能优化地定位放电电弧并保证其稳定的燃烧特性而没有电弧跳动。AC灯的运行变化曲线中显示出，在灯的运行过程中至少部分熔化的端部部段105可以在主要部段104的端面106上迁移。端面106的直径与半球形端部部段105的直径之间的差别越大，这种效果就越明显地消失。图8b示例性地示出半球形端部部段105如何迁移到主要部段104端面106的上部边缘。电极尖端的这种迁移通常可能导致电极间距，即放电容器中彼此相对的电极尖端的间距的微小变化。所以，对取决于电极间距的灯电压的测量同样地几乎没有显示出变化。但是，电极尖端迁移的这种效果可能导致投影仪光线减少例如30%。其原因如下。因为应用于投影的放电灯在光学反射器中运行，电极尖端的迁移和由此产生的放电电弧的迁移导致光学系统效率明显降低，因为发光的放电电弧此时从椭圆形反射器的第一焦点迁移。另外，在需要将光线连接到布置在反射器第二焦点中的光学孔径，例如DLP^TM（DPL=Digital Light Processing数字光处理）芯片、LED芯片或LCOS芯片或者光学积分仪或光导体的孔径中的应用中，连接效率因此降低。这种不利效果会随着反射器离心率的增大或跟在后面的光学投影系统的输入端孔径的减小而更加明显。

在实践中，在使用视频投影灯的情况下首先使用具有半球形或截锥形电极头的电极装置。最先列举的那种电极装置（见例如US2004/0155588A1）在电极头的前面区域具有按比例大小的尺寸，于是电极尖端温度下降，从而减少电极材料的蒸发。所以其总体上具有相对于电极回火特性而言的优点。然而，其为电极尖端迁移提供了相对较大的表面积，使得回火特性的优点通常被电极尖端迁移增强的缺点耗尽。

相反，具有截锥形电极头的电极装置通过其逐渐变尖的形状使电极尖端位置稳定。由于电极尖端附近的尺寸较小，因此按照惯例其电极回火明显较快。与之相应地，以前曾经试图通过圆锥角度的变体方案为具体电极装置找到电极回火与电极尖端迁移之间的尽可能好的折衷。

发明内容

本发明的目的在于，排除本文开头所述的缺点并提供一种用于具有更加稳定的运行特性的高压放电灯、特别是用于投影的高压短弧放电灯的电极装置。

这一目的通过用于高压放电灯的具有电极头和电极棒的电极装置来实现，电极棒与电极头连接并确定纵轴线，其中，电极头具有朝向电极棒的主要部段、中间部段和远离电极棒的端部部段，其特征在于，电极头的端部部段的端面构造为至少近似于半球形，以及中间部段的至少一个子部段形成为圆柱形的（zylindrisch），其中，中间部段的圆柱形子部段的尺寸至少在垂直于纵轴线的方向上大于端部部段的半球形端面的直径，但是小于主要部段的最大横向尺寸。

特别有利的设计方案由从属权利要求中得出。

另外，根据与此相关的权利要求，需要对具有至少一个这种电极装置的高压放电灯进行保护。