[发明专利]金属卤化物灯

说明书

本发明涉及用作液晶投影仪等的光源的金属卤化物灯。

最近，液晶投影仪等作为放大和投射字符、图表等图像的装置，已经为人们熟知。由于某些光学输出需要这种图像投影仪，所以发光效率较高的金属卤化物灯被广泛用作图像投影仪的光源。在这种金属卤化物灯中，例如如同日本未审查专利No.3-219546中揭示的那样，通常采用Nd、Dy和Cs的碘化物作为填充弧形灯管的卤化物。

如同日本未审查专利No.3-219546中揭示的那样，填充Nd、Dy和Cs的碘化物的灯(以下称为Dy-Nd-Cs-I系列灯)具有极佳的发光效率，但是它的缺点是在其寿命前期会发生失透现象(devitrification)，特别是由于碘化铌(NdI₃)与构成弧形灯管的硅玻璃之间的强烈化学反应。失透现象使得光束的强度降低，减小了发光强度并使光束散射，从而产生不均匀的发光强度并降低了液晶投影仪的屏幕亮度。特别是用作液晶投影仪光源的Dy-Nd-Cs-I灯缩短了阴极投影仪的寿命。

最近，从节约能量的观点出发，需要一种发光效率比Dy-Nd-Cs-I灯更高的光源。在“含有稀土卤化物的金属卤化物灯的发光特性”一文(Journal of LightingSociety，vol.65 No.10，1981，p17)中揭示了可以通过在Tl或In的卤化物中加入稀土卤化物获得发光效率较高的光源。但是这里揭示的光源的相关颜色温度较低，不适于用作液晶投影仪的光源。这里揭示的光源的另一个实例是填充InI和TmI₃的金属卤化物灯，从相对谱分布图估计，其相关颜色温度约为4500K。另一方面，诸如液晶投影仪之类的图像投影仪的白色温度基准约为9000K。

本发明的一个目标是提供一种金属卤化物灯来替代已有技术的Dy-Nd-Cs-I系列灯或者In-Tm-I系列灯。该金属卤化物灯的发射谱分布于整个视觉范围，具有较高的发光效率、合适的颜色温度以及较长的寿命。

本发明的金属卤化物灯包含：

光发射容器，其内部除了填充启动稀有气体之外，至少含有In的卤化物和Tb、Dy、Ho、Er、Tm的卤化物或所述Tb、Dy、Ho、Er、Tm的混合物，其中

In的卤化物填充至0.1mg/cc-1.5mg/cc之间，并且在金属卤化物灯中，Tb、Dy、Ho、Er、Tm的卤化物或者所述Tb、Dy、Ho、Er、Tm的混合物的填充使得由所述卤化物温度决定的所述卤化物的蒸发量是最小的填充量而3.0mg/cc是所述卤化物最大的填充量。

在金属卤化物灯中，点亮的是管壁负载介于48W/cm²-62W/cm²之间的灯。

在金属卤化物灯中，光发射容器内的填充材料由外部输送的电磁波激发并开始发射。

在金属卤化物灯中，In卤化物中的卤素是碘或溴。

在金属卤化物灯中，稀土元素卤化物中的卤素是碘或溴。

在金属卤化物灯中，灯在交流下工作。

在金属卤化物灯中，与外部电源电学连接的一对电极放置得使它们之间的间距小于5毫米。

图1为表示本发明实施例1的金属卤化物灯构造的示意图；

图2为表示本发明实施例1的金属卤化物灯的光谱分布示意图；

图3为表示本发明实施例1的灯内碘填充量与相关颜色温度之间关系的示意图；

图4为表示用于估计本发明金属卤化物灯寿命的光学系统的示意图；

图5为表示本发明的实施例1的金属卤化物灯点亮时间与亮度维持因子之间的关系的示意图；

图6为表示本发明实施例2的金属卤化物灯发射谱的示意图；

图7为表示本发明的实施例2的金属卤化物灯点亮时间与亮度维持因子之间的关系的示意图；

图8为表示本发明实施例2的灯内碘填充量与相关颜色温度之间关系的示意图；

图9为表示本发明实施例3的金属卤化物灯发射谱的示意图；

图10为表示本发明实施例4的金属卤化物灯发射谱的示意图；

图11为表示本发明实施例5的金属卤化物灯发射谱的示意图；

图12为表示本发明实施例6的金属卤化物灯发射谱的示意图；

图13为表示本发明实施例7的金属卤化物灯发射谱的示意图；

图14为表示本发明实施例1的管壁负载与相关颜色温度之间关系的示意图。

1   弧形灯管

2a  电极

2b  电极

10  光源

11  光束聚焦镜

12  投射透镜系统

13  屏幕