具有硫或硒填充物的多次反射无电极灯和用它辐射的方法技术

本发明专利技术提供了一种方法，其中硫或硒灯中的光穿过填充物多次，以将紫外线辐射转变成可见光。发光装置包括无电极玻泡，光反射覆盖层，围绕玻泡第一部分，覆盖层不会因为不同的热膨胀而爆裂，并且玻泡具有第二部分，该部分含有光透小孔。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是1996年5月31日提交的第08/656,381号美国申请的续展申请。本专利技术针对一种产生可见光的改进方法和用于提供这种光的改进的灯泡和灯。在这里通过引用而合并的No.5,404,076号和5,606,220号美国专利以及WO92/08240号PCT公布揭示了用于提供可见光的灯，这种灯使用基于硫和硒的填充物。也在这里通过引用合并的1994年10月17日提交的第08/324,149号待批的美国申请揭示了类似的用于提供可见光的灯，这种灯使用基于碲的填充物。这些现有技术中的硫、硒和碲灯以高效能提供具有良好的显色性指数的光。另外，这些灯的无电极形成具有很长的寿命。大多数实际的硫、硒和碲灯的实施例需要的旋转灯泡，以适当地工作。这揭示在第WO 94/084309号PCT公布中，其中指出，在无旋转灯泡时，产生隔离的或丝状的放电，这种放电基本上不充满灯泡的内部。现有技术中通常存在的旋转要求引入了某些复杂的因素。因此，灯泡用马达旋转，该马达具有潜在的出故障的可能，并且这对灯的寿命是一个限制的因素。另外，需要额外的部件，由此使制造灯更复杂，并需要备有更多的备件。由此，希望提供既给出原有的硫、硒和碲灯的优点，而又不需要旋转的灯。第WO 95/28069号PCT公布中揭示了一种杜瓦灯，用于打算去掉旋转。但是，这种杜瓦结构的一个问题是，它利用电镀在灯泡上的周围和中心电极，并且中心电极易于过热。本专利技术提供了一种产生可见光的方法，和这种方法中使用的，消除或减少了对旋转灯泡的需要的灯泡和灯。本专利技术在提供与现有技术相比具有更小的尺寸的灯泡和/或利用具有更低密度的硫、硒和碲填充物的活性物质方面给出了较大的设计灵活，它仍能够提供主要的可见光的输出。例如，这一点便于供给低功率灯，这有助于使用更小的灯泡。本专利技术的这个特点可以和其它的特点一起使用，或独立地使用。例如，可以提供不旋转更小的灯泡，或提供旋转的更小的灯泡。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种方法，这种方法利用一种灯填充物，在激励时该填充物包含从硫和硒中选出的至少一种物质；激励灯填充物以使所述硫或硒产生辐射，该辐射在光谱的紫外线区域内包含相当巨大的光谱功率分量，以及在光谱的可见光区域中的光谱功率分量，辐射在被包含的空间中穿过填充物反射多次，由此将光谱中紫外线区域中的部分辐射转换到光谱的可见光区域中的辐射，其可见光辐射比如果发生反射而没有转换时的可见光辐射更大。最后，可见的辐射从包含的空间中发射。根据本专利技术的另一个方面，激励填充物，使硫或硒在紫外线中产生光谱功率分量，并在可见光区域中产生光谱功率分量，其中多次反射导致减小的紫外线光谱分量的大小至少比原来的分量小50％。在第WO 93/21655号PCT公布中，揭示了硫和硒灯，其中光被反射回灯泡，以降低发射光的色温，或者使其更为接近地类似黑体辐射。和本专利技术不同，在现有技术的系统中，它是具有相当大的可见光的(或更高的)光谱输出的辐射，该辐射被反射以产生另一可见光的光谱输出，该光谱输出在红光区域中具有更多的光谱功率。和现有技术的区别在于，本专利技术中，被反射的辐射在紫外线区域中具有相当大的光谱功率分量(即，至少紫外线和可见光光谱功率总量的10％)，其中的一部分转换为可见光。本专利技术中的正是这种通过多次反射的紫外线到可见光的转换，允许小灯泡代替较大的灯泡和/或使用更低密度的活性材料，允许得到稳定的工作而不旋转灯泡。因为本专利技术的方法包括光穿过填充物的多次反射并最后射到外面，人们打算使用一种灯泡，它在除小孔径之外的石英周围具有反射器层，而光通过所述小孔射出。这种“小孔灯”(aperture lamp)在现有技术中已知，并且在Robers的第Re34,492美国专利中示出一个例子。Roberts的专利揭示了一种无电极球形外壳，其上除了与光导对准的小孔之外具有反射敷层。但是，已经发现，如在一般的商业使用中应用那样，Roberts的结构不适合实施本专利技术的方法。这是因为它使用了在灯的外壳上面的敷层。当灯泡在使用中变热时，石英外壳和敷层的不同的热膨胀系数使敷层破裂。因此灯泡的寿命十分有限。还有，敷层通常不够厚，不能提供从紫外线到可见光的足够的波长转换所需的反射率的大小。根据本专利技术的一个方面，这些问题通过对于灯泡使用一个漫射的反射陶瓷覆盖层来解决，它至少和外壳在一个位置处接触，并且不会因为不同的热膨胀而破裂。在第一实施例中，覆盖层包括不同于敷层的套壳，该套壳不附着到灯泡。还有，套壳做得足够厚，以提供足够高的反射率，以实施需要的波长转换。在第二实施例中，反射灯泡的覆盖层由和灯泡相同的材料制成，从而没有因不同的热膨胀而产生的问题。在这个实施例中，覆盖层还可以取不附着的套壳的形式。在再一个实施例中，在套壳和灯泡之间设置漫射的反射粉末。通过参照附图将更好地理解本专利技术，其中附图说明图1示出现有技术中具有基于硫、硒或碲的填充物的灯；图2示出小孔灯；图3示出根据本专利技术的实施例的无电极的灯泡；图4和5示出一种特殊构造；图6至8示出本专利技术的其它的实施例；图9和10示出漫射孔的使用；图11到13示出漫射孔的其它设计；图14到16示出本专利技术的其它的实施例；图17示出微波灯的实施例有覆盖物和无覆盖物的灯泡之间的归一化光谱比较；图18示出微波灯的实施例有覆盖物和无覆盖物的灯泡之间的光谱比较；图19示出R.F.灯的实施例有覆盖物和无覆盖物的灯泡之间归一化的光谱比较；图20示出R.F.灯的实施例有覆盖物和无覆盖物的灯泡之间的光谱比较。参照图1，描述了一种现有技术中具有填充物的灯，填充物在激励时包含硫、硒或碲。如在上面提到的在这里通过引用而包括进来的专利中描述的，提供的光是分子辐射，这种辐射主要在光谱的可见光区域中。灯20包括微波谐振腔24，该谐振腔24由金属的圆柱形部件26和金属网28构成。网28允许光从腔中透出，同时在其内部保存大部分的微波能。灯泡30设置在腔中，在描述的实施例中是球形的。灯泡由杆支承，该杆和马达34连接，以使灯泡旋转。旋转促进了灯的稳定工作。微波功率由磁控管36产生，并且波导38将该功率传送到腔壁中的缝隙(未示出)中，其中功率从该缝隙耦合连到腔，特别是耦合到灯泡30中的填充物，灯泡30由灯泡玻泡和玻泡中的填充物构成。除了包含惰性气体之外，填充物包含硫、硒或碲。例如，可以使用InS、As2S3、S2Cl2、CS2、In2S3、SeS、SeO2、SeCl4、SeTe、SCe2、P2Se5、Se3As2、TeO、TeCl5、TeBr5、TeBr5和TeI5。其它可以使用的化合物是那些在室温下蒸气压足够低的化合物，即，固体和液体，以及那些在工作温度下蒸压足够高以提供有用照明的化合物。在上述本专利技术的硫、硒和碲灯以前，由现有技术中的灯产生的这些物质的分子光谱被认为主要在紫外线区域中。在由参照图1描述的硫、硒和碲灯进行的过程中，起初由元素硫、硒和碲(这里称之为“活性材料”)提供的辐射类似于现有技术中的灯的辐射，即，主要在紫外线区域中。但是，当辐射在其到玻泡壁的路线上穿过填充物时，该辐射通过吸收和再辐射的过程主要转换为可见辐射。转移的量直接和光程长度，即，填充物中活性材料的密度乘以灯泡的直径有关。如果使用较小的灯泡，则必需提供较高密度的活性材料，以有效地产生需要的可见辐射，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供辐射的方法，其特征在于包括下述步骤：提供灯填充物，在激励时它包含至少一种从硫和硒的组中选出的物质，激励所述灯填充物，以使所述硫或者硒产生分子辐射，所述分子辐射在光谱的紫外线区域中包括相当大的光谱功率分量而在光谱的可见光区域中 包括光谱功率分量，在包含的空间中穿过所述填充物多次反射所述产生的辐射，由于在紫外线区域中有所述相当大的光谱功率分量，穿过所述填充物的通路有效地将至少一部分辐射转换为可见光区域中的辐射，导致经变换的辐射，所述经变换的辐射由减小的紫外线辐射 和可见光辐射的组合构成，该可见光辐射比如果在没有所述从紫外线区域到可见光区域中的转换的情况下，发生反射时将有的可见光辐射更大，以及从所述包含的空间发射所述可见光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德A麦克伦南，布赖恩特纳，肯特基普林，
申请(专利权)人：熔化照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]