本发明涉及一种高强度气体放电灯，尤其涉及 一种可消除该放电灯点灯时所产生 的音频共振的情形的高强度气体放电灯灯管结 构。

背景技术

相较于传统钨丝灯泡， 高强度气体放电灯 （high intensity discharge lamp , HID) 不需装设钨丝， 故不会有钨丝灯泡其钨丝容易断裂、 损耗的情形， 因而 具有较长的使用寿命， 可达 10000小时以上， 同时， 高强度气体放电灯的发光效率根 据充填不同的发光元素而异， 分别可达每瓦 60〜150 流明以上， 是钨丝灯泡的 3〜10 倍， 可说是目前节能效益最高且实用化的照明光源 。基于上述优点， 高强度气体放电 灯已广泛应用如公园、运动场、商店以及道路 上的照明， 近来尤其是大量使用在车辆 的头灯上。

然而， 现今的高强度气体放电灯， 在使用高频电子式安定器点灯时， 因放电频 率的关系，使灯管内的气体被周期性的加热及 冷却， 其结果使该气体于灯管内产生了 同步的压力张弛， 从而形成一压力波而在灯管内来回震荡，此震 荡的压力波与灯管内 壁反射回来的压力波同相位时， 会产生共振， 因其共振频率在音频范围内， 因此称为 音频共振，而发生音频共振的频率会因灯管构 造不同而异， 且灯管内壁不同的位置也 会形成不同的共振频率， 由于这些共振彼此混合， 使得即使同一颗高强度气体放电灯 也会有非常多会产生音频共振的频率范围。 当形成音频共振时， 该压力波会被加强， 而压迫到灯管内的放电电弧， 使得放电电弧产生弯曲、抖动以及放电电压、 电流的高 低起伏， 进而使光输出起伏波动或闪烁， 严重时还会造成放电电弧熄灭， 甚至是灯管 的爆裂。

为解决此种因压力波而产生的不稳定音频共振 的情形， 中国台湾专利公开第 201038134号揭示可以高频 (高于 500kHz) 电流， 或是以低频 (低于 1 kHz) 方波电 流驱动灯管， 由此避开音频共振频率， 如此将增加电子式安定器电路设计的复杂度， 进而提高成本。此外， 另有提出一种将不同的高强度气体放电灯搭配 特定规格的安定 器的解决方法， 或是针对不同厂家制作的灯管的音频共振特性 ，把安定器的点灯频率 设定在某些不会产生音频共振的频率窗口，然 此举将限制不同厂商生产的安定器与高 强度气体放电灯彼此间搭配使用的相容性，也 增加电子式安定器设计上的困难。综上， 当前仍无较符合经济效益的技术， 可解决高强度气体放电灯易发生音频共振的问 题。 发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于， 克服现有高强度气体放电灯，必须搭配使 用较高成本设计的特定频率规格的安定器，才 可避免音频共振的问题， 而提供一种高 强度气体放电灯结构， 其大幅降低形成音频共振的机会， 解决因发生音频共振而导致 放电电弧熄灭或灯管破裂等问题，

大幅减低生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高强度气体放电灯结构， 其特征在于， 包括：

一灯管， 该灯管具有一容置可离子化气体的放电空间与 一内壁面；

一第一电极与一第二电极，位于该放电空间内 ， 该第一电极与该第二电极彼此相 隔一放电间距， 该可离子化气体于该放电间距之间形成一放电 电弧；

多个凸出部， 自该灯管的内壁面突向该放电空间， 该凸出部包括一将该放电电弧 发出的压力波发散至该放电空间的反射表面。

本发明所述的高强度气体放电灯结构， 其中， 还包括多个分别形成于该凸出部之 间的凹陷部。

本发明所述的高强度气体放电灯结构，其中， 该凸出部为沿一平行于该灯管的内 壁面的方向延伸。

本发明所述的高强度气体放电灯结构，其中， 该凸出部的反射表面成形为一弧形 曲面。

本发明所述的高强度气体放电灯结构，其中， 该凸出部的外径沿该凸出部突出的 一轴向渐缩。

本发明所述的高强度气体放电灯结构，其中， 该凸出部的反射表面包括一第一倾 斜面及一第二倾斜面， 该第一倾斜面与该第二倾斜面间夹一顶角。 本发明所述的高强度气体放电灯结构，其中， 该灯管还具有相对设置且分别供该 第一电极与该第二电极嵌入的一第一端口及一 第二端口。

本发明所述的高强度气体放电灯结构，其中， 该灯管的外径分别朝该第一端口与 该第二端口渐缩。

本发明所述的高强度气体放电灯结构， 其中， 该可离子化气体包含惰性气体， 该 惰性气体为选自氖、 氩、 氪及氙所组成的群组。

本发明所述的高强度气体放电灯结构， 其中， 该可离子化气体还包含卤素气体， 该卤素气体为选自氯、 溴及碘所组成的群组。

由以上可知， 本发明相较于已知技术可达到的有益效果在于 ：

一、 由于该灯管的内壁面设置有该凸出部， 当该压力波于放电电弧形成瞬间在该 灯管内产生时，该压力波将碰撞该凸出部的反 射表面而朝向不同于原先入射方向的反 射方向行进， 因此， 该压力波将因此而被凸出部反射表面发散而大 幅降低其形成音频 共振的机会；

二、 同时， 当该压力波通过多次反射及发散后， 该压力波的强度将逐渐下降， 终 使该压力波消失于该灯管内， 避免形成音频共振， 从而解决因发生音频共振而导致放 电电弧熄灭或灯管破裂等问题；

三、 本发明仅需对该灯管进行机械加工而得到具有 该凸出部的结构， 或是于灯管 制造时一并成形该凸出部， 即可避免后续使用上音频共振的问题， 而毋须牵涉电路元 件的设计， 因此， 可大幅减低生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图 1A为本发明第一实施例的剖面结构示意图；

图 1B为本发明第一实施例的局部放大示意图；

图 2为本发明第一实施例的压力波路径示意图；

图 3A为本发明第二实施例的剖面结构示意图；

图 3B为本发明第二实施例的局部放大示意图；

图 4为本发明第二实施例的压力波路径示意图；

图 5为本发明第二实施例的压力波反射示意图。 具体实施方式

请先参阅图 1A， 为本发明第一实施例的剖面结构示意图， 本发明提供一种高强 度气体放电灯结构， 包括一灯管 10、 一第一电极 20、 一第二电极 30以及多个凸出部 13。 该灯管 10具有一放电空间 11以及一内壁面 12， 该放电空间 11容置有可离子化 气体（图中未示）， 于本实施例中， 该可离子化气体为氙气； 该第一电极 20与该第二 电极 30设置于该放电空间 11内， 其中， 该第一电极 20具有一第一放电端 21， 该第 二电极 30具有一第二放电端 31， 且该第一放电端 21与该第二放电端 31之间相距一 放电间距，该第一放电端 21及该第二放电端 31通过施加外部电力而产生一放电电弧。

于本实施例中， 该灯管 10的外形为长椭球型， 然而本发明并不限于此， 依实际 应用需求， 该灯管 10的外形可为圆球形、 圆柱型或不规则的长椭球形， 且该灯管 10 的材质可为氧化铝陶瓷或石英玻璃。此外， 该可离子化气体可为惰性气体或其与卤素 的混合物， 惰性气体可为氖、 氩、 氪、 氙或其混合物， 卤素可为氯、 溴、 碘或其混合 物， 其中， 添加卤素的目的在于增加该放电灯的使用寿命 。 该可离子化气体可进一步 包含锂、 钠、 铝、 钪、 锌、 镓、 硒、 铟、 锡、 铈、 镨、 钷、 镝、 钬、 铥、 铪、 汞、 铊、 钍中的任一种或其一种以上的混合物或化合物 ， 以使该放电灯可发出不同颜色的光 线， 因应各种使用场合。 除此之外， 在本实施例中， 该第一电极 20及该第二电极 30 的材料可为钨、 镧钨、 钍钨或铈钨的金属或合金， 且该凸出部 13的表面形状可为圆 锥形、 角锥形或圆弧形。

如图 1A所示， 在此实施例中， 该灯管 10具有相对设置的第一端口 15及第二端 口 16, 且该灯管 10的外径分别朝该第一端口 15与该第二端口 16渐缩。 该第一端口 15与该第二端口 16供该第一电极 20与该第二电极 30嵌入固定， 据此， 通过该第一 电极 20及该第二电极 30分别封闭该第一端口 15及该第二端口 16， 使该灯管 10内 可形成封闭的该放电空间 11， 以填充可离子化气体于其中。 请搭配参阅图 1B， 为本 发明第一实施例的局部放大示意图， 该凸出部 13自该灯管 10的内壁面 12突向该放 电空间 11， 并于相邻两凸出部 13之间形成一凹陷部 14， 该凸出部 13各包含一反射 表面 131， 在此实施例中， 该反射表面 131， 包括一第一倾斜面 132及一第二倾斜面 133， 该第一倾斜面 132与该第二倾斜面 133间夹一顶角 α。

于点灯启动时， 该第一电极 20与该第二电极 30接收高电压的外部电力，而于该 第一放电端 21及该第二放电端 31之间形成一放电电弧，进而发出光线。在形� ��该放 电电弧的同时， 该灯管 10内的该可离子化气体受到因放电电弧频率产� ��的周期性加 热及冷却， 从而产生一波一波不间断的压力波 40， 请参阅图 2所示， 为本发明第一 实施例的压力波路径示意图。 图 2显示该压力波 40形成后于该灯管 10中的路径，在 此实施例中， 以该压力波 40于该灯管 10 内经过两次反射做为举例说明， 该压力波 40包括一发射波 41、 一第一反射波 42与一第二反射波 43， 当该第一电极 20与该第 二电极 30之间建立该放电电弧后， 该发射波 41先碰撞其中一该凸出部 13， 而该凸 出部 13的反射表面 131将使该发射波 41反射至一与该发射波 41行进方向相异的方 位， 即形成该第一反射波 42， 接着， 该第一反射波 42遇到另一该凸出部 13的反射 表面 131后，该第一反射波 42将反射至另一与该第一反射波 42行进方向相异的方位， 即形成该第二反射波 43， 因此， 该凸出部 13的反射表面 131可将该压力波 40发散 于该放电空间 11内， 而不让该压力波 40于同一轴线重复折返， 因此避免了音频共振 的情形。

此外， 当压力波 40碰触该凸出部 13的反射表面 131 时， 会被该反射表面 131 反射发散， 其反射发散方向依入射角等于出射角的物理原 则， 从而使压力波 40强度 也因此而被分散减弱， 经多次反射后终至消失， 例如该发射波 41依序转换为该第一 反射波 42及该第二反射波 43的同时， 该压力波 40的强度也将逐渐减弱， 换言之， 该第二反射波 43的强度小于该第一反射波 42， 而该第一反射波 42的强度小于该发 射波 41， 当经过多次反射后， 该发射波 41最终将失去强度。

请继续参阅图 3A与图 3B所示，为本发明第二实施例的剖面结构及局� ��放大示意 图， 在此实施例中， 该凸出部 13的外径沿该凸出部 13突起的一轴向渐缩， 并使该凸 出部 13的反射表面 131成形为一弧形曲面 134。请参阅图 4， 为本发明第二实施例的 压力波路径示意图， 同样的， 该压力波 40产生后， 该发射波 41将碰撞该凸出部 13， 陆续转换为方向不同的该第一反射波 42及该第二反射波 43， 且该压力波 40的强度 渐渐渐弱， 故避免音频共振的情形。 再请搭配参阅图 5， 为本发明第二实施例的压力 波反射示意图， 当多个方向一致的压力波 50射向该反射表面 131， 由于该弧形曲面 134上相异位置的切面互不平行， 故该压力波 50将分别反射至不同的方向， 即转换 为多个方向分散的反射波 51。 于上述实施例中， 该凸出部 13 以成形为一尖锥状 （如第一实施例的图 1A与图 1B所示） 或一半球状（如第二实施例的图 3A与图 3B所示）， 且该反射表面 131呈一 平面或一弧形曲面 134做为举例说明，然而本发明并不限于此，依 据实际应用需求或 制造考量， 该凸出部 13也可为各种几何形状， 如矩形或不规则的凸出结构。 此外， 上述实施例的该凸出部 13为呈规则排列，但于其他实施例中， 该凸出部 13也可呈散 乱排列； 或依特定图样摆置。或者， 该凸出部 13可为沿一平行于该灯管 10的内壁面 12的方向延伸， 即该凸出部 13呈一山脊状， 并分布于该灯管 10的内壁面 12。

综上所述， 由于本发明通过灯管的内壁面设置多个凸出部 ， 并利用多个该凸出部 反射表面的反射， 分散压力波反射路径， 削减了压力波的强度， 从而避免了音频共振 的发生， 进而解决了高强度气体放电灯因音频共振而造 成的闪烁、熄灭， 甚至是灯管 爆裂的问题。 同时， 本发明仅需对该灯管进行机械加工， 得到具有该凸出部的结构， 或是于制造该灯管时成形该凸出部， 即可避免后续使用上音频共振的问题， 而毋须牵 涉电路元件的设计， 故可大幅减低灯具的生产及使用成本。

以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰， 均 仍属于本发明技术方案的范围内。