用于产生偏振光束的高效灯设备制造技术

一种高效无电极灯设备使用了使灯再吸收光源的反射系统。光能被返回到灯以提高系统的效率。该返回光是非正确偏振光和／或色谱的非正确部分。由于光泵激效应以及返回光（在某些降速变换后）的再使用，因而提高了灯的效率。在另一个实施例中，一个投射系统设置了包含本发明专利技术改进的高效灯的图象源或投射机。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高效的大功率灯设备，该装置在用于蒸发填料的外加电极激发的压力下使含有填料的灯泡产生偏振光束。特别是，本专利技术涉及一种用反射器把光能返回到灯以增加系统效率的大功率无电极灯，该返回光是供设置灯的系统使用的非正常偏振光和/或色谱的非正常部分。在一个实施例中，本专利技术涉及使用本专利技术改进的大功率灯的投射系统。大功率灯用于照明，其用途超出了普通的白炽灯和荧光灯的使用范围。一种称作高亮度放电(HID)灯的灯由内含电极的玻璃泡和灯点亮时蒸发和变成等离子气体的填料组成。最近，一件专利提出了一种利用内含硫或硒或其组合物的灯填料的大功率灯。授予Dolan等人的名为“含硫灯”的5,404,076号的美国专利公开了一种利用处在至少一个大气压力下的填料的无电极灯。该填料以超出每平方厘米50瓦特的功率密度被激发。利用处在至少一个大气压力下的填料的弧光灯以每平方厘米至少60瓦特的功率密度被激发。Dolan等人的5,404,076号专利在这里作为参考文引出。投射系统用于在大的表面上，如电影银幕或电视屏幕上显示图象。例如，在前投射系统中，图象光束从图象源投射到反射型角度转换屏幕的前方，向位于屏幕前的观众反射光线。在后投射系统中，图象光束投向传送型角度转换屏幕并射向位于屏幕前的观众。在1995年12月提出的顺序号为08/581,108的美国在前共同未决专利申请中，公开了一种通过沿光路投射图象并在垂直于光路的光学装置上显示光学图象的方法，在一个时间从光学装置反射图象而在另一个时间使图象通过要被显示的光学装置。该美国专利申请作为参考文献被引出。投射系统的图象源使用的光必须是高亮度的并且最好是高效的。然而在从灯到屏幕的每个传播步骤中存在一定的光线损失，因而效率低。所以吸收某些损失的光线以提高系统的效率是非常需要的。本专利技术提供了一种采用光的再吸收以提高效率的高效灯设备。本专利技术还提供了一种具有投射源或引擎的投射系统，该投射源或引擎使用可再吸收光能以提高效率的灯。使某些光能返回到光源以提高系统效率。最好是，使用灯的光学装置可仅利用用于投射系统的所需偏振光和/或所需颜色，所以返回光是不需要的偏振光和/或色谱不需要的部分。由于“光泵激”(cpticalpuncping)效应，从而提高了灯效率。由于有了本专利技术改进的高效灯，因而可以为各种投射系统提供用于偏振和光谱反射器的反射器布局的一些变化。因此，本专利技术的方法用于增强无电极灯发射的偏振光束，该方法包含用在产生光束的灯内生成光源的射频能(或其它合适的频率)为无电极灯提供能量。反射器临近灯设置。某些光源发射的无用光被返回灯中，以便灯再吸收光能。该返回光也可以包含紫外线和红外线辐射以及可见光辐射。该返回光通过“光泵激”效应提高光源的效率。某些返回光是无用偏振光，所以只有可用偏振光通过组件。无电极灯可以包含一种高或低压力填料的灯泡。灯泡填料由灯泡外设的电极产生的射频能激发成等离子体状态。在优选实施例中，该填料是硫、硒、或非水银金属卤化物。本专利技术的设备提供了一个高效灯设备，用于产生偏振光和/或所需颜色(或一些颜色)的光束。该设备包含一个确定了一个容器的无电极灯本体或灯泡。填料被容纳在该容器内。电极被设置在灯容器外面，以产生激发填料的射频能，从而形成了高热的等离子体光源。然而，该电极不受等离子体生成的高热的影响。另一方面，内电极可同某些类型的非水银金属卤化物填料一起使用。反射器临近灯本体设置，以便以所需的方向引导来自灯的光，和把某些光源发射的光返回灯中。灯再吸收该返回光的能量，以增强光源。反射器最好包含一个环绕灯泡的罩和一个为接收光束而设置的偏振和/或干涉滤光镜(例如，二色性干涉膜反射器)。偏振反射器通过一个偏振的光同时反射其它的光。干涉滤光镜通过色谱的所需部分的光。灯泡最好是耐高温外壳，如具有中空内部的石英外壳，该中空内部容纳可受激形成等离子体的硫、硒、非水银金属卤化物，或类似填料。为了进一步理解本专利技术的特性和目的，下而结合附图详细说明本专利技术，附图中的相同部分给定相同的参考标号。附图说明图1是本专利技术的设备的优选实施例的剖面图；图1A是图1的优选实施例的局部放大图；图2是本专利技术的设备的第二优选实施例的纵剖面图；图3是本专利技术的设备的第三优选实施例的纵剖面图；图4是本专利技术的设备的第四优选实施例的纵剖面图；图5是本专利技术的设备的第五优选实施例的纵剖面图；图6是本专利技术的设备的第六优选实施例的剖面图；图7是本专利技术的设备的第七优选实施例的剖面图；图8是本专利技术的设备的第八优选实施例的剖面图；和图9和图10是本专利技术的设备的优选实施例的侧视图；说明了后投射视频系统。作为参考文献，这里引出由申请人康柏计算机公司，专利技术人Richard M.Knox和John R.Masters提出的，于1997年7月公开的名为“投影图象”的第EPO 783133A1号的欧洲专利申请。图1示出了由标号10A表示的本专利技术的设备的优选实施例。高效灯设备10A含有灯泡11，灯泡11具有含有像硫或硒那样的填料的空腔12。该填料可以受激形成等离子状态以产生高亮度光源。在这种方式中，提供激发填料的无线或其它适当频率(适于激发填料的150MHZ至100GHZ，或其它的频率)能的电极E(见图1A)不受灯泡内部等离子的高热影响。最好是，灯泡11以上述参考文献的Dolan的学说和原理为基础。另一方面，灯泡11可以是再吸收和再发射光的另一种类型的灯泡，如非水银的含金属卤化物型的灯泡(具有或没有电极)，或可再吸收和再发射光的其它灯泡。该填料可以处在高或低压力状态下。环形反射器罩14可以是已知的抛物形、复合抛物形、多椭圆形、或圆锥形形状。反射器罩14如图1所示的那样定位并与灯泡11隔离。反射器罩14是由壁15和开口部分16确定的中空体。壁15具有反射表面17。第一横向定位滤光板18垂直于以箭头20的方向从灯泡11至开口端部分16传播的光束19的路径而放置。第二滤光板21垂直于来自灯泡11的光束路径19并相对滤光板18放置。如图1所示。第一滤光板18最好是于涉滤光镜(例如，二色性干涉膜滤光镜或分色镜)，它反射某些颜色的光同时允许其它的光通过。滤光板18最好通过所需的颜色(例如，RGB或CMK)，把不需要的颜色反射回灯泡11和反射面17。通过把除所需颜色外的光反射回灯泡11，可使本专利技术的设备10变得更加有效，这是因为它把返回的光转换成有用波长。该返回光靠微红光偏移再发射，而这可以通过适当的滤色镜的选择、灰度校正或其它已知技术补偿。因此，滤光板18返回和“再利用”未用的光波长。在图1中，灯10A具有安装在反射器罩14内的滤光板18和安装在开口处的滤光板21。滤光板18和滤光板21在壁15的边缘扩展。滤光板21是反射偏振镜，仅允许如箭头20所示的某些偏振光的光通过。反射偏振镜21把不需要的偏振光反射回灯泡11。因此在灯10A中，20所示的发射光被滤色成色谱的一(些)所需部分和所需偏振光。滤光板21应该朝着灯泡11的方向放置并临近滤光板18，但在下面的结合图4的讨论中也许需要一个附加滤光板以“清洁”从10A的设备发射的光。这是因为，如果使通过滤光板21的偏振光透过并由壁15反射，则某些光将被位移到不正确的偏振光。因此，虽然在某些条件下使用了附加滤色镜，但最好把滤光板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加光源效率的方法，包括以下步骤：ａ）在灯内设置生成光源的灯，以产生离开灯发射的光束，该光束含有可用和不可用部分；ｂ）把光源发射的光束的某些不可用部分返回到灯上，以便光源再吸收光能；和ｃ）使用返回光以增加光源的效率。

【技术特征摘要】
US 1996-11-12 7471901.一种增加光源效率的方法，包括以下步骤a)在灯内设置生成光源的灯，以产生离开灯发射的光束，该光束含有可用和不可用部分；b)把光源发射的光束的某些不可用部分返回到灯上，以便光源再吸收光能；和c)使用返回光以增加光源的效率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤“a”包含选择含有带填料的灯泡的步骤，步骤“a”还包含用灯泡外设电极给灯泡加电的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的填料从硫、硒、或金属卤化物的一个或多个中选择。4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于所述的灯含有填充填料的被选择的灯泡，所述步骤“a”包括激发填料以形成等离子体的步骤。5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于步骤“a”含有过滤发射的光以形成偏振光束的步骤。6.根据权利要求1至5所述的方法，进一步包括用反射滤光镜过滤光束的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于反射滤光镜是干涉滤光镜。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于反射滤光镜是二色性干涉膜滤光镜。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于反射滤光镜反射除红、蓝、或绿的所有光。10.根据权利要求1至9所述的方法，其特征在于在步骤“b”中设置偏振反射器以接收来自光源的光束，所述的偏振反射器通过一种偏振光并把其它的光反射回光源。11.根据权利要求1至10所述的方法，进一步包括以下步骤d)使用光束的一部分作为形成图象的光源，图象沿光路投射到显示面上，其中，在光束用作步骤(d)中形成图象的光源以前，执行步骤(b)。12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤e)横跨光路放置光学装置；f)在一个时间从光学装置反射图象；和g)在另一个时间使图象穿过光学装置。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于所述的光学装置大体上平行于显示面。14.根据权利要求11至13所述的方法，其特征在于光学装置临近显示面。15.根据权利要求11至14所述的方法，其特征在于光学装置安装在显示面上。16.根据权利要求11至15所述的方法，其特征在于显示面是视频显示屏幕。17.根据权利要求11至16所述的方法，进一步包括至少再一次反射图象的步骤。18.根据权利要求11至16所述的方法，进一步包括两次以上反射图象的步骤。19.根据权利要求11至18所述的方法，其特征在于在使图象穿过光学装置前完成从光学装置的反射。20.根据权利要求11至19所述的方法，进一步包括把图象传递到在一个时间以一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM诺克斯，DS瓦尔克尔，WB梅尔色尔，
申请(专利权)人：康帕克电脑公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]