投影设备用的金属卤化物灯制造技术

投影设备用的金属卤化物灯，包括灯罩、灯泡，其中，灯罩为具有多个平面六角镜的红外吸收灯罩；每个平面六角镜镀有红外线吸收膜。灯泡内充有复合型金属卤化物和氙气。所述复合型卤化物气体包括镝、锡、铟、铊和铥等的卤化物，以及其它添加剂。本发明专利技术的金属卤化物灯具有亮度高，发光效率高的优点，能够充分利用可见光谱的有效成分，可广泛用作液晶投影机和背投电视机的光源。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光源，具体地说，涉及一种投影机和背投电视机使用的金属卤化物灯。众所周知，放映设备和投影设备通常都需要有足够亮度并且光谱成分丰富的专用光源。现有的金属卤化物光源依其中充气的成分分可有几十种，分别属于分子发光型光源与原子发光型光源。通常电影放映机用的是分子发光型灯，它发出可见连续光谱，具有显色性很好的优点，其平均显色指数可达Ra＝85-90。然而，因它不加入任何原子发光用元素，这种连续光谱中的红外线与紫外线成分对于所述光源而言是完全无用的，因而这种光源的光效率不高，仅为50-60流明/瓦，一般不超过60流明/瓦。生产这种光源的主要厂家如菲利浦和GE公司等。作为投影设备的专用光源，通常使用原子发光型光源。原子发光型光源中包含原子的特征光谱，亦即存在“共振辐射”，能发出线性光谱，所以能耗低，光效率高，可以达到80-100流明/瓦。但是，由于不加入任何分子发光用的元素，所以光谱不全，显色指数不高，一般仅在Ra＝75以下。主要生产厂家包括菲利浦、东芝、夏普等公司。本专利技术的目的在于提出一种兼具分子发光型和原子发光型光源之优点的投影设备用的金属卤化物灯，它的亮度高，并且显色指数高，还充分利用可见光谱有效成分，从而进一步提高发光效率。为实现上述目的，本专利技术的投影设备用的金属卤化物灯包括灯罩、灯泡，其中所述灯罩为具有多个平面六角镜的红外吸收灯罩；所述平面六角镜镀有红外线吸收膜；所述灯泡内充有复合型金属卤化物和氙气。采用本专利技术的金属卤化物灯，因灯泡内有复合配方的金属卤化物充气，既可弥补分子发光方式的低效率，又可改进原子光谱显色性不足的缺陷。与现有的各种金属卤化物灯相比，它具有光谱成分全、发光效率高及高显色性的优点。测试表明，本专利技术的金属卤化物灯，其光效率可达80-90流明/瓦，平均显色指数更可高达Ra＝92-94，远远超过包括菲利浦公司制造的UHP型高性能灯具。此外，由于本专利技术的金属卤化物灯的灯腔气体不再是现有技术惯用的惰性气体氩(Ar)，而是采用了原子量大氙气(Xe)，可起阻尼作用，减少电弧的能量损失，进一步提高光效率。另外，现有技术的这类灯具惯用碗形光面灯罩，只有单纯的反光和会聚光束的作用，而本专利技术采用具有多个平面六角镜的红外吸收灯罩，可以吸收掉不必要的红外线，进而可以改善所发出的光的均匀度，并可更有效地利用光能。特别是，本专利技术灯罩上的每个微小的六角形平面镜上都镀有红外线吸收膜系，可以大量吸收红外线并排出灯泡之外。这就从根本上解决了LCD液晶显示器件无法承受过热辐照的问题，不仅可延长灯泡的使用寿命，并可使本专利技术的金属卤化物灯泡广泛用于LCD、DLP、LCOS等投影机，也可用于LCD、DLP和LCOS背投电视机等产品。以下结合附图，通过对具体实施例的详细描述，将使本专利技术金属卤化物灯的其它优点变得更加清晰，其中附图说明图1a表示本专利技术金属卤化物灯一种实施例的灯罩外部形状，图1b示出灯罩内侧“N”部分的局部表面放大图；图2a和2b分别说明普通光源与本专利技术实施例金属卤化物灯使用情况的区别；图3a和3b以对比的方式说明普通光源与本专利技术实施例金属卤化物灯发光强度分布均匀程度的差异；图4a和4b以比较的方式说明金属卤化物灯泡上的排气孔对光源发光对称性的影响，其中图4a表示灯泡上没有排气孔的情况，图4b表示有排气孔的情况；图5a和5b分别表示现有技术与本专利技术实施例制作金属卤化物灯泡时排气孔位置的区别。参照图1a和1b，本专利技术金属卤化物灯一种实施例的灯罩1呈旋转椭球体形状，其外部表面为硬质玻璃材料制成，而内部表面上整体排布有几百个微小的六角形平面镜2。每个剖面镜的表面镀有诸如硅钛材料等组成的红外线吸收膜系。借此，可使在其上反射的可见光中约80％的红外线被吸收。这对作为投影机的光源而言是极为有益的。众所周知，作为放映机或投影设备的光源只需要利用其中的可见光成分，并不需要红外线等发热的成分，特别在将其用于LCD液晶显示器件时，因LCD器件不能承受过强热能辐照，一旦液晶器件表面温度超过60℃，即可使其因灼热而被烧毁。本实施例的金属卤化物灯的灯泡内所充复合型卤化物气体的其组分配方见表1表1 图2a和2b以对比的方式分别说明本专利技术与现有技术金属卤化物灯发光过程的根本区别。具体地说，如图2a所示，现有技术合成图像过程的实质为“三原色”方式，即从连续可见光谱中提取红、绿、蓝三种单色光，经合像形成彩色图像。为此，通常情况下使用的光源主要采用钠(Na)体现红色，铊(Ti)体现绿色，铟(In)体现蓝色。由于这种方式不使用其它颜色成分，因而不再添加其它相应的金属卤化物。本专利技术技术的金属卤化物灯适用于“光谱合成”方式的光学成像系统。如图2b所示，它是把整个可见光谱切分成完整的三个分段，分别予以处理，再重新合像形成彩色图像。这种情况下，所用的光源必须能够给出完整的光谱，进入光谱合成型光学合像系统，从而成分表现光谱合成型光学系统的高亮度、色彩饱和度高及色彩还原性好的效果。因此，其所用光源必须添加多种(本实施例超过10种)金属卤化物，以达成金光谱(见图2b)。这种光谱合成型光引擎奠定光谱成像的技术基础，本专利技术的相应光源系统则是与之配套的专用器件；它完全不同于现有的几十种金属卤化物灯具。值得注意的是，本专利技术采用具有多个平面六角镜的红外吸收灯罩，可以吸收掉不必要的红外线，进而可以改善所发出光的均匀度，并可更有效地利用光能。众所周知的是，普通光源发出的光强分布基本符合高斯分布，即所形成的视场的亮度为中间强而四周弱。如图3a所示，图中左侧表示光源发光强度的分布。以视场边缘的光强仅为中央光强的大约60％。现有技术的碗形光面灯罩，不具有调控光场均匀度的能力，图中右侧表示经灯罩表面反射的光强分布，可以看出，前后不无明显的改变。而本专利技术的灯罩上分布上百个六角形平面镜，经过二次折射，使光源发出光的均匀度大大改善，如图3b所示，它以类似于图3a的方式表示经本实施例灯罩反射的光强分布改变情况。本实施例的金属卤化物灯的灯泡玻壳上没有“排气孔”，所以发出的光不受任何遮挡，十分均匀，并且由于灯泡玻壳表面上，没有应力点，灯泡的寿命也会大大延长(见图5b)。众所周知，制造灯泡玻壳过程中都要为玻壳设置排气孔，其目的在于排出灯腔内的气体，以注入金属卤化物及注入情性气体，之后再封闭这个排气孔。如此，则这种“排气孔疤痕”就使得玻壳不平整，这直接影响到发光的均匀性，而且，这种疤痕点识就是一个应点力，它往往成为玻壳损坏的隐患。图4a和4b以比较的方式说明金属卤化物灯泡上的排气孔对光源发光对称性的影响，其中图4a表示灯泡上没有排气孔的情况，图4b表示有排气孔的情况。然而，对于这类灯泡的制成品而言，这个被封闭了的排气孔并无使用上的意义，但却会破坏光输出的均匀性，并且成为玻壳上的一个应力点，如图5a的标号“M”所示。本实施例中在制作工艺上的改进，完美地解决了这一长期困扰人们的难题。具体地说，有如图5b所示那样，可从灯的A端或B端排气，注入卤化物，以及注入惰性气体，之后封闭A端或B端。如此得到的灯泡玻壳表面是完全光滑平整的，光可自由发出，也不存在任何应力点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影设备用的金属卤化物灯，包括灯罩、灯泡，其特征在于，所述灯罩为具有多个平面六角镜的红外吸收灯罩；所述平面六角镜镀有红外线吸收膜；所述灯泡内充有复合型金属卤化物和氙气。

【技术特征摘要】
1.一种投影设备用的金属卤化物灯，包括灯罩、灯泡，其特征在于，所述灯罩为具有多个平面六角镜的红外吸收灯罩；所述平面六角镜镀有红外线吸收膜；所述灯泡内充有复合型金属卤化物和氙气。2.如权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述复合型卤化物气体的组分按重量百分比分别包括卤化锡(Sn)30-40％；卤化镝(Dy)18-25％；卤化铥(Tm)18-25％；卤化铟(In)12-18％；卤化铊(Ti)3-8％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李希彦，
申请(专利权)人：陕西凯创光电产业有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]