[发明专利]用于光学成像技术的金属卤化物放电灯

说明书

该发明涉及一种用于光学成像技术的金属卤化物放电灯。发明特别地以德国专利申请P 43 27 534.6和DE-GM 94 01 436为出发点。

这种金属卤化物放电灯主要安装在光反射器或其他光学成像系统上，应用于如用于字幕片、幻灯、电影及录相放映或内窥镜检查及内径表面检查的投射或光导技术等领域。与此相应地，此种灯具必需具有很短的光弧(几厘米)以及极高的亮度(平均十几个kcd/cm²)，同时色温需高于5000K以及达到很好的显色性(Ra＞85)。典型的灯功率约为35W～600W。

在德国专利申请P43 27 534.6或DE-GM 94 01 436中披露了一种这样的灯及其填充材料，填充材料中除了汞和一种惰性气体外，还附带包含了元素铝和铟。不足的是该灯需要较高的点燃电压(典型的约为12kV)。

本发明目的是以此为基础：消除前面提到的缺点，以实现这样一种金属卤化物放电灯，该灯色温高于5000K，同时具有很好的显色性以及相对而言较低的点燃电压，并用尽可能少的填充材料组成成分来实现。

按照本发明的一种用于光学成像技术的金属卤化物放电灯，有一放电管和至少两电极，为产生色温高于5000K的光，放电管内含有一可电离的填充材料，填料包含了汞、至少一种惰性气体、至少一种卤素、铝和铟以及另外一种金属以构成金属卤化物，其特征在于，填充材料中包含了镓作为所述另外一种金属。

按照本发明的金属卤化物放电灯的放电管中除包含了金属铝和铟外，还包含了元素镓作为构成金属卤化物的其他金属。每cm³放电管容积内元素镓的典型含量为少于1mg，尤其是为0.02mg~1mg，优选为0.03mg～0.2mg。在初步试验中已令人惊奇地表明，通过添加镓，灯的冷态点燃电压已由典型的12kv下降至低于8kV。此外填充材料还包含以下的其他成分：至少一种惰性气体如氩(Ar)或氙(Xe)作为点火气体，其典型的充气压强为10kPa～40kPa；汞，以调整至希望的工作电压，使工作电压为60V～90V的典型汞含量为15mg～30mg；以及一种或几种卤素，主要是碘(I)和/或溴(Br)以形成金属卤化物，其中，碘和溴的质量比为0.5～10。

没有想要过确立某种理论解释，对造成观察到的特性，目前认为有两个主要原因。一个是镓与填充材料中的一种或全部卤素构成的化合物比铝和铟在同样情况下构成的化合物具有更低的电子亲合力。另一个是在电极上观察到金属卤化物和汞的冷凝物的形成更少了，而且短弧灯(有别于长弧灯)以前的填料系统中，电极上的冷凝物被认为应对抬高点燃电压负主要责任。除了点火特性的改善外，不仅在冷态而且在热态灯上都能看到电极尖上的起弧的可重现性也有了改善。或许碘化镓(GaI)与碘化铟(InI)相比高十多倍的蒸气压也有助于加快电弧的产生。通过适当的填料组成成分铝、铟和镓的化学计算法，点火特性基本上是可被影响的。

在DD-PS 254 270中披露了一种短弧灯，其复杂的填充材料基本上由元素汞(Hg)、锌(Zn)、铟、钠(Na)、锂(Li)以及卤素共同组成。尽管也提到了铟可以全部或部分地由等摩尔的镓来代替，但这只不过用来获得良好的显色性和低色温(2500K～4000K)。而镓对点燃电压的影响并没有述及。此外，这种灯并不适用于已有光学成像系统中的通用部件，因为通常情况下，所有系统的色温均比没有光学系统的该种灯低约1000K～2000K。

色温是受填料组成成分中铝、铟和镓的质量比的影响的。通过选择适当的质量比，色温可以调整为5000K～3000K，尤其是5000K~15000K，优选为5000K～11000K。带反光罩的灯工作时可由此产生近似日光色或更高的色温。铟和铝及镓和铝的典型质量比为对应低色温的约1.0或0.5；对应高色温的约2.0。铟和铝的质量比为0.5～20；镓和铝的质量比为0.1～10；镓和铟的质量比为0.1～5。每cm³放电管体积内元素铝的含量典型地为0.01mg～2mg，优选为0.02mg～0.2mg。铟的典型含量为0.03mg/cm³～0.5mg/cm³，优选为0.05mg/cm³～0.3mg/cm³。镓的典型含量为0.02mg/cm³～1mg/cm³，优选为0.03mg/cm³～0.2mg/cm³。