[發明專利]帶有紋理化外套的緊湊型高強度放電燈

無效

• 申請號: 201110391689.1
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102543653A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: A·博羅茨基;C·霍爾瓦特;I·卡帕斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01J61/30
• 分類號: H01J61/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;王洪斌

技術領域

本公開涉及緊湊型無汞高強度放電(HID)燈，并且具體涉及意在用于汽車的前燈應用的緊湊型HID燈。到目前位為止，用于一般照明的高強度放電燈(以及同樣地，用于汽車的前燈應用的HID燈)已經使用了汞來提供期望的燈電壓和燈的光通量以及發射放電弧體積的空間光亮度分布和發射的光的頻譜功率密度分布。在汽車應用的情況中，弧光亮度的足夠空間分布(在簡化途徑中，弧寬度、弧彎曲和弧長度)是用于在夜間車輛操作期間從車的前燈提供期望的前方道路照明的最重要特性之一。

背景技術

然而，已經期望在制造這類放電燈時去除對汞的使用，以最小化在生產期間暴露到有毒材料的風險，并在服務中移除燈時處置這些燈期間或者在意外事件中意外濺落有毒材料的情況下阻止這些有毒材料的有害的散布。

到目前位為止，已經有數種嘗試以在高強度放電燈中替代汞。當代無汞HID燈的基本最初和貫穿始終的光特性接近于它們包含汞的配對物(counterpart)；然而，不能完全滿足所有的這些技術需求。例如，與出現在填充汞的高強度放電燈中的弧相比，已經發現無汞高強度放電燈呈現具有更細和更彎曲弧幾何形狀的放電弧。

此外，沿著放電腔室中間隔開且相對的電極之間的弧長度的、無汞放電弧的弧光亮度分布的外形仍然在鄰近電極的區域中包含較高強度的“焦點”或局部化區域。在圖5中示出了用于無汞高強度放電弧的軸向弧中心線溫度分布的示例；其中看到弧的中心區域達到了約5000-6000K的溫度，而在弧末端(即，鄰近電極)處的區域，其尖峰化達到7000-8000K的溫度。

因此，已經期望提供使無汞放電燈中的放電弧的橫向空間光亮度分布和軸向空間光亮度分布兩者都變平的方法或裝置。來自這種無汞HID燈的“均一”弧光亮度分布將極大簡化將來自弧的光線分布到聚焦束(通過使用鏡面反射器或透鏡)所需的光系統。

現在參考圖1，對“近光(low?beam)”照明模式或“通光(passing?beam)”照明模式，示出了用于汽車的前燈應用的、道路表面期望的照明區域。這種類型的道路照明沿著對面車道方向中的水平線具有尖銳的光-暗轉換或“切斷線”(線A)，而沿著行進車道的方向約15°向上傾斜的線具有另一個“切斷線”(線B)。參見圖2，對“近光”模式前燈操作顯示了來自行進車輛的無汞弧放電前燈的典型照明水平，其中最暗的區域指示了最大光亮度的區域。圖3示出了對行進車輛所需的“遠光(high?beam)”或“駕駛光(driving?beam)”前燈操作模式的典型照明分布，其中在最暗陰影中示出最大光亮度。

如上面提到的，已經期望補償無汞放電弧的增加的曲率和變細，以通過以下方式提供由從弧散發的光線組成的、期望的弧圖像空間光亮度分布，該方式容易地并入到高強度弧放電燈的制造中，而不會極大增加燈的成本。

發明內容

本公開描述了一種緊湊型高強度無汞弧放電燈，并且具體地，這種燈適于汽車的前燈應用，該燈采用了在一側上的、外套或外管殼(bulb)內表面上的第一紋理化光散射斑紋或條紋和在外套的基本相對側上的第二紋理化光散射條紋，每個條紋從放電容器的一個電極延伸到相對的電極。紋理化的光散射條紋沿弧長度連續，并且與弧放電基本平行以使得弧的空間光亮度分布在其橫向截面中更均勻，即，使得弧放電圖像校直并更寬。同時，紋理化的光散射條紋降低了鄰近電極的弧的更高溫度區域(有時稱為“焦點”)的弧光亮度非均一效果。

在一個版本中，將第一條紋和第二條紋形成為外套內表面上的紋理化表面，每個條紋在外套的基本相對側；以及在其它版本中，可提供(基本在外套的相對側上)形成有期望分離間隔的兩個多個條紋或兩個條紋的集合。

本公開的無汞高強度放電燈帶有紋理化光散射條紋，其在電極之間連續延伸，并且與弧放電基本平行，沿放電容器的縱軸具有的條紋的寬度范圍是外套的最大橫向尺寸的約0.5％到15％。

本公開的無汞HID弧放電燈修改了弧放電圖像的截面光亮度分布，以具有范圍在約0.7mm到1.5mm的寬度S(定義為弧放電圖像的截面光亮度分布函數的峰值光亮度的20％點之間的距離)。作為額外的優點，與沒有外套上紋理化光散射條紋的燈中的弧圖像的彎曲程度相比，本公開的無汞HID燈將在放電腔室中的兩個相對的電極之間基本一半處測量的、弧放電圖像的彎曲程度減少的范圍是約10％到30％。