(57)【要約】【課題】本発明は、大型テレビおよびデジタル光処理投影システム等の製品の光源としての機能を果たすことが可能な、改良された明るさおよび効率を有するプラズマランプを実現し、また、主要構成要素および全体的なランプアセンブリの製造を含む、プラズマランプ生産のための改良された方法を実現することを目的とする。【解決手段】本発明は、固体誘電体を含むランプ本体を備える、無電極プラズマランプである。該ランプは、固体誘電体内の開口内で少なくとも部分的に受け止められるバルブと、固体誘電体に電力を提供するように構成される無線周波数（ＲＦ）フィードとを含み、導電性材料は、バルブに隣接して提供され、バルブに近接する電力を集中させる。導電性材料は、固体誘電体の上面の下方に配置することができ、また、電界の一部がランプ本体の上面と略平行に方向付けられるように、バルブに近接する電界の少なくとも一部を変更することができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体誘電体を備えるランプ本体と、
前記固体誘電体内の開口内で少なくとも部分的に受け止められるバルブと、
前記固体誘電体に電力を提供するように構成される無線周波数（ＲＦ）フィードと、
前記バルブに近接する電力を集中させる、前記バルブに隣接する導電性材料と、
を備える、ことを特徴とするプラズマランプ。
【請求項２】
前記導電性材料は、前記固体誘電体の上面の下方に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマランプ。
【請求項３】
前記導電性材料は、前記固体誘電体内の室内に位置する、ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマランプ。
【請求項４】
前記導電性材料は、前記バルブに近接する電力の電界分布を集中させるように構成される、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項５】
前記導電性材料は、前記バルブの端の周りに半閉鎖空間を形成して、前記バルブに近接する前記電界分布を集中させる、ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマランプ。
【請求項６】
前記ランプ本体は、導波管本体であり、前記導電性材料は、前記バルブに近接する電界の空間的強度を集中させる、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項７】
前記電界の一部が前記ランプ本体の上面と略平行に方向付けられるように、前記導電性材料は、バルブに近接する電界の少なくとも一部を変更し、前記開口は前記上面に備えられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項８】
前記導電性材料は、前記バルブ内の電界の少なくとも一部を集中させ、前記電界の前記一部は、前記バルブの長さに略平行である、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項９】
前記バルブは細長く、前記バルブの長さよりも小さい幅を有する、ことを特徴とする請求項８に記載のプラズマランプ。
【請求項１０】
前記バルブは、円筒型である中央部分を有する、ことを特徴とする請求項９に記載のプラズマランプ。
【請求項１１】
前記ＲＦフィードは、前記誘電体内で受け止められるプローブであって、前記導電性材料は、前記誘電体内で受け止められる前記プローブに対して直角に方向付けられるように、前記バルブに近接する電界の少なくとも一部を変更する、ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１２】
前記ＲＦフィードは、前記誘電体内で受け止められるプローブであって、前記導電性材料は、前記バルブ内の電界の少なくとも一部を集中させ、前記電界の前記一部は、前記誘電体内で受け止められる前記プローブに略平行である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１３】
前記導電性材料は、前記バルブの端が受け止められる半閉鎖空間を形成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１４】
前記導電性材料は、
前記バルブの前記端が受け止められる前記半閉鎖空間を形成する成形端部と、
前記成形端部に取り付けられる細長い部分であって、前記ランプ本体の導電性膜でコーティングされた表面に接地される細長い部分と、
を備える、ことを特徴とする請求項１３に記載のプラズマランプ。
【請求項１５】
前記バルブは、約０．１ｍｍから５．０ｍｍの範囲で前記導電性材料から分離される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１６】
前記導電性材料は、前記ランプ本体の導電性膜でコーティングされた表面に接地される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１７】
前記バルブは、内側の長さが約１０ｍｍ未満である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１８】
前記ランプ本体は、２よりも大きい誘電率を有し、前記バルブは前記ランプ本体に隣接して配置され、前記ランプ本体から電力を受け取る、ことを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項１９】
前記電力は、前記ランプ本体を通して前記バルブに連結される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２０】
前記導電性材料は接地され、前記バルブに隣接する無線周波数アンテナを形成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２１】
前記ランプ本体は、ランプ室を形成し、前記バルブは、前記ランプ室内に少なくとも部分的に配置される、ことを特徴とする請求項１〜請求項２０のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２２】
前記ランプ本体は、ランプ室を形成し、前記バルブは、全体が、前記ランプ室内に配置される、ことを特徴とする請求項１〜請求項２１のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２３】
前記ランプ本体は、前記バルブからランプ室の外へ光を反射する反射面を含むランプ室を形成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項２２のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２４】
前記ランプ室の前記反射面は先細である、ことを特徴とする請求項２３に記載のプラズマランプ。
【請求項２５】
前記ランプ本体は、略放物面の形状を有するランプ室を形成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項２４のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２６】
前記ランプ本体は、略楕円である形状を有するランプ室を形成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項２５のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２７】
前記ランプ本体は、ランプ室を形成し、前記バルブは、前記ランプ室の形状のほぼ焦点において前記ランプ室内に配置される、ことを特徴とする請求項１〜請求項２６のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２８】
前記導電性材料は、
前記バルブの第１の端に隣接して位置する第１の近位端と、接地される第１の遠位端とを有する第１のアンテナ要素と、
前記バルブの第２の端に隣接して位置する第２の近位端と、接地される第２の遠位端とを有する第２のアンテナ要素と、
を備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項２７のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項２９】
前記第２および第２のアンテナ要素は、前記バルブに近接する電力を集中させるように配置される、ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマランプ。
【請求項３０】
前記第１および第２のアンテナ要素は、誘電体内に位置する、ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマランプ。
【請求項３１】
前記第１および第２のアンテナ要素は、前記バルブ内に少なくとも部分的に位置する、ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマランプ。
【請求項３２】
前記第１および第２のアンテナ要素は、２から１０ｍｍの範囲の長さを有する、ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマランプ。
【請求項３３】
前記第１および第２のアンテナ要素は、１から５ｍｍの範囲の幅を有する、ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマランプ。
【請求項３４】
前記導電性材料から前記バルブの内部までの距離は、０．１ｍｍから５ｍｍの範囲である、ことを特徴とする請求項１〜請求項３３のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項３５】
前記導電性材料から前記バルブの内部までの距離は、バルブ壁の厚さよりも小さい、ことを特徴とする請求項１〜請求項３４のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項３６】
前記導電性材料は前記バルブ壁内に延在する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３５のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項３７】
前記導電性材料は薄箔である、ことを特徴とする請求項１〜請求項３６のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項３８】
前記導電性材料は約１００ミクロン未満の厚さを有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３７のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項３９】
前記導電性材料は約２０ミクロン未満の厚さを有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３８のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４０】
前記導電性材料はモリブデンを備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項３９のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４１】
前記導電性材料は、前記バルブに隣接する領域内の固体誘電体に囲まれる、ことを特徴とする請求項１〜請求項４０のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４２】
前記導電性材料は、前記バルブに隣接する領域内の固体誘電体に密閉されている、ことを特徴とする請求項１〜請求項４１のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４３】
前記電力は、ほぼ前記ランプ本体に対する共振周波数において電力を供給するように構成される電源によって提供される、ことを特徴とする請求項１〜請求項４２のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４４】
前記ランプ本体は、電力が前記ランプの動作周波数において前記ランプ本体に提供されると、基本モードで共振するように構成される、ことを特徴とする請求項１〜請求項４３のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４５】
前記バルブは、プラズマを含み、前記導電性材料は、前記プラズマの形成後に前記ランプの前記動作周波数において、前記バルブに近接する電力を集中させる、ことを特徴とする請求項４４に記載のプラズマランプ。
【請求項４６】
前記ランプ本体に電力を提供する、前記ランプ本体に埋め込まれるドライブプローブを備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項４５のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４７】
前記ランプ本体からのフィードバックを得る、前記ランプ本体に埋め込まれるフィードバックプローブを備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項４６のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項４８】
前記フィードバックプローブに連結され、動作中に前記ランプ本体に対する共振周波数、またはそれに近い動作周波数を維持するため、前記ランプ本体からのフィードバックを増幅するように構成される電源を備える、ことを特徴とする請求項４７に記載のプラズマランプ。
【請求項４９】
前記導電性材料は、前記バルブ内の充填物によって形成されるプラズマの点火後に、前記バルブに提供される電力を集中させる、ことを特徴とする請求項１〜請求項４８のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項５０】
前記ＲＦフィードを有する電気経路内に提供される移相器を備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項４９のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項５１】
前記ランプ本体は、前記開口が形成される外面を有し、前記外面は、前記開口を除いて導電性膜を有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項５０のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項５２】
前記固体誘電体の外面上の導電性膜を備え、前記固体誘電体および前記導電性膜は導波管を形成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項５１のいずれか一項に記載のプラズマランプ。
【請求項５３】
前記電界の一部が前記ランプ本体の上面と略平行となるように、前記導電性材料は、前記バルブに近接する電界の少なくとも一部を変更し、前記開口は前記上面に備えられる、ことを特徴とする請求項５２に記載のプラズマランプ。
【請求項５４】
前記導電性材料は、前記バルブ内の電界の少なくとも一部を集中させ、前記電界の前記一部は、前記バルブの長さに略平行である、ことを特徴とする請求項５２に記載のプラズマランプ。
【請求項５５】
前記ランプ本体内で共振する少なくとも１つの周波数において、前記ＲＦフィードを通して前記固体誘電体に電力を提供するように構成される電源を備える、ことを特徴とする請求項５４に記載のプラズマランプ。
【請求項５６】
ランプ本体内のランプ室を形成する固体誘電体のランプ本体と、
光が前記ランプ室から出て行くことを可能にする前記誘電体内の開口と、
前記ランプ室の内側に形成され、前記ランプ本体を通って延在する穴と、
バルブ支持材によって支持されるバルブと、
前記ランプ本体内の前記穴を通って延在し、前記ランプ室内に少なくとも部分的に前記バルブを配置する、バルブ支持材と、
を備える、ことを特徴とするプラズマランプ。
【請求項５７】
固体誘電体と、前記固体誘電体内の開口内で少なくとも部分的に受け止められるバルブとを備える、ランプ本体を提供するプラズマステップと、
無線周波数（ＲＦ）フィードを使用して、前記固体誘電体内に電力を結合するステップと、
前記バルブに隣接する導電性材料を使用して、前記バルブに近接する前記電力を集中させるステップと、
を含むことを特徴とする光を生成する方法。
【請求項５８】
前記電界の一部が前記ランプ本体の上面と略平行となるように、前記バルブに近接する電界の少なくとも一部を変更するステップを備え、前記開口は前記上面に備えられる、ことを特徴とする請求項５７に記載の光を生成する方法。
【請求項５９】
前記導電性材料を使用して、前記バルブ内の電界の少なくとも一部を集中させるステップを備え、前記電界の前記一部は、前記バルブの長さに略平行である、ことを特徴とする請求項５７に記載の光を生成する方法。
【請求項６０】
前記ランプ本体内で共振する少なくとも１つの周波数において、前記ＲＦフィードを通して前記固体誘電体に前記電力を提供するステップを備える、ことを特徴とする請求項５９に記載の光を生成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、光を生成するための装置および方法に関し、より具体的には、無電極プラズマランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願書は、「電界集中アンテナおよび改良バルブ付きプラズマランプおよびそのための方法」と題された、２００６年１月４日に出願された米国仮出願番号６０／７５６，０８７に対する優先権の利得を請求する。
【０００３】
無電極ランプを使用して、点状の明るい白色光源を提供することができる。電極が使用されないため、他のランプよりも耐用期間を長くすることができる。一部のプラズマランプは、マイクロ波エネルギーを空気腔に向かわせるが、この空気腔は、プラズマを点火、形成して光を放つことができる物質の混合物を含むバルブを取り囲んでいる
しかし、多数の用途では、もっと明るく、小型で、安価で、信頼性が高く、耐用期間が長い光源が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導波管本体を使用して、ランプのサイズを小さくするプラズマランプがこれまでに提案されてきた。増幅回路を使用して、導波管本体のランプ室内に配置されるバルブのプラズマを励起するように、導波管本体に電力を供給することができる。
本発明は、大型テレビおよびデジタル光処理投影システムなどの製品において、光源としての機能を果たすことが可能である、改良された明るさおよび効率を有するプラズマランプを実現することを目的とする。同様に、本発明は、主要構成要素および全体的なランプアセンブリの製造を含む、プラズマランプの生産のための改良された方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、固体誘電体を備えるランプ本体と、前記固体誘電体内の開口内で少なくとも部分的に受け止められるバルブと、前記固体誘電体に電力を提供するように構成される無線周波数（ＲＦ）フィードと、前記バルブに近接する電力を集中させる、前記バルブに隣接する導電性材料と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のプラズマランプは、改良された明るさおよび効率を有し、大型テレビおよびデジタル光処理投影システムなどの製品において光源としての機能を果たすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書に記載される全ての出版物と特許明細書は、個別の出版物または特許が、参照により組み込まれることを明確かつ個別に示しているのと同程度に、参照により本書に組み込まれる。
本発明の新しい特徴は、特に、添付の請求項により説明される。本発明のさらなる理解は、本発明の原則が利用される実施形態を説明する以下の詳細説明、および添付図面を参照することによって得られるであろう。
本発明は、様々な変更や代替構造の余地があるが、図面に示される実施例をここで詳細に説明する。しかしながら、本発明を開示される特定の形式に限定することを意図するものではないことを理解されたい。そうではなく、本発明は、本書に説明され、かつ添付の請求項に表現されているように、本発明の精神と範囲内に収まる全ての変更、相当物、および代替構造を対象とすることを目的としている。
【実施例】
【０００８】
図１〜図１１は、本発明の実施例を示すものである。図１１に示されるように、例示的実施例は、誘電体を備える導波管本体１３２を有するプラズマランプ１３０を提供する。図１１の例示的実施例では、導波管本体は、特定の周波数において電力が導波管本体に供給されると、共振するように構成されている。共振周波数またはその付近で動作することによって、電力は導波管本体内で高まり、導波管本体１３２に隣接するバルブ１４６内のプラズマ放電を点火し維持するために使用することが可能である。電磁的には、この例で導波管本体は共振空洞の役割を果たす。例示的実施例において、導波管本体は、基本モード、二次モード、三次モード、またはその他の共振モードで共振するように構成することができる。
【０００９】
所望の周波数において共振を達成することが必要とされる導波管のサイズは、概して、使用される材料の導電率の平方根に逆対応する。結果として、より高い導電率の材料を使用して、ランプのサイズを縮小することができる。例示的形態において、導波管本体１３２は、空気の導電率である１よりも誘電率が大きい。例えば、約９の導電率を有するセラミックであるアルミナを使用してもよい。一部の実施例では、誘電体は、２から１０の範囲またはそれに含まれる任意の範囲の誘電率、あるいは、２から２０の範囲またはそれに含まれる任意の範囲の誘電率、あるいは、２から１００の範囲またはそれに含まれる任意の範囲、あるいはより高い誘電率を有することができる。一部の実施例では、導波管本体は、本体の効果的な誘電率が上記の範囲のいずれかになるように誘電体を２つ以上含むことができる。
【００１０】
この例示的実施例では、導波管本体は、ランプ室の外へ光を反射する先細壁を有するランプ室１４０を形成する。一部の実施例では、壁は頂点まで先細になり、ランプ室内に焦点を有する形状を形成することができる。例えば、ランプ室１４０は、放物面または楕円形状を有することができる。ランプ室の壁は、反射型誘電体（アルミナなど）を備え、および／または、薄膜の多層誘電体膜などの反射型膜でコーティングすることができる。この例では、反射面は、導波管本体１３２からランプ室１４０内への電力の伝達を妨げる、または実質的に減衰する導電性材料でできていない。例示的な一実施例では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の薄膜の多層誘電体膜を使用することができる。別の例示的実施例は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の層を使用する。典型的に、本発明で使用される膜には約１０から１００の層があり、各層は、０．１ミクロンから１０ミクロンの範囲、またはそれに含まれる任意の範囲の厚さを有する。
【００１１】
例示的実施例では、バルブ１４６は完全に、または部分的にランプ室内に位置する。バルブはプラズマを形成する充填物を含み、電力が電力導波管本体からバルブへ提供されると、光を発する。光は、ランプ室１４０の壁から、ランプの正面の外へ反射される。バルブの位置およびランプ室の形状を選択して、ランプの正面の外への所望の光線発散を提供することができる。例示的実施例では、バルブ内に形成されるアークがランプ室の焦点に近くなるように、バルブは、ランプ室の頂点の上方に配置することができる。例示的実施例では、ランプ室から出ていく光線は、収束性、平行とするか、またはランプとともに使用される光学系に適合するその他の光線発散を有することができる。例えば、レンズ、反射体、および／または光導体を投影ディスプレイシステムで使用して、光源から空間光変調器（ＳＬＭ）へ光を提供することができる。例示的実施例では、バルブの位置およびランプ室の形状は、ランプとともに使用される光学系（例えば、投影ディスプレイ用の光学系）によって必要とされる光線発散に適合することができる。表面形状は、市販の光線追跡ソフトウェアを使用し、バルブ内のプラズマの有限発光量、バルブ支持構造物によって課せられる幾何学的制約、および製造過程によって課せられる制約を考慮して、最適化することができる。適切なソフトウェア製品は、カリフォルニア州サンディエゴのＺｅｍａｘ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なＺＥＭＡＸ（登録商標）、およびカリフォルニア州パサディナのＯｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓより入手可能なＣＯＤＥ−Ｖ（登録商標）を含む。例示的実施例では、ランプ室は、放物面または楕円形状に近似する反射面を提供することができ、バルブの中心は、特定の形状に対する焦点に、またはその近くに配置することができる。例示的実施例では、プラズマのアークの長さは比較的小さく、アークは反射型ランプ室の焦点、またはその近くを中心とすることができる。
【００１２】
図１１に示される例では、バルブ１４６は、全体をランプ室１４０の内部に配置することができ、ランプ室の焦点に、またはその付近にあってもよい。一部の代替実施例では、バルブの一部は、導波管または別の材料の壁と接触して、その壁は、ヒートシンクの役割を果たし得る。また、代替実施例では、バルブの端はランプ室の外側に延在し、それを最高プラズマ強度の領域から隔離し得る。しかし、図１１の例示的実施例は、高い輝度および所望の反射／光線発散を提供するために、全体がランプ室内に配置され、導波管の反射壁から間隔をあけられるバルブを使用する。例示的実施例では、電力はバルブの全長に沿って提供されるので、バルブのアークの長さは、主にバルブのサイズによって決定される。バルブは、内側の長さが比較的短くて体積が小さく、小さいアークの長さおよび高い電力密度を提供する。例示的実施例では、アークの長さは、２ｍｍから１０ｍｍの範囲、またはそれに含まれる任意の範囲とすることができる。バルブはまた、比較的厚い壁も有し、プラズマ環境への暴露に耐える。例示的実施例では、バルブの最上部および底部は、２つの端を接続する中心円筒部を備える半球形状を有する。特定の実施例では、バルブは、約３ｍｍの内側の幅、約５ｍｍの内側の長さ、約２３．５５ｍｍ３の体積、および約３．５ｍｍの壁の幅を有することができる。
【００１３】
その他の実施例では、他のバルブ構造を使用することができる。例えば、バルブは平面最上部および底部、または半球最上部および底部を有する円筒型であってもよく、またはバルブは球形であってもよく、またはバルブには湾曲上面および底面を備える楕円形断面があってもよい。このような形状は例に過ぎず、放物面状輪郭のバルブまたは不規則な形状のバルブ（例えば、砂時計形バルブ）などの他の形状も使用してよい。
【００１４】
上記のバルブのそれぞれは、バルブの内壁間の長さＬ、および外側の長さＯＬを有する。バルブのそれぞれはまた、バルブの内壁の幅Ｗ、および外側の幅ＯＷをも有する。円形断面を有するバルブでは、幅Ｗはバルブの内径に等しく、外側の幅ＯＷはバルブの外径に等しい。球形バルブでは、長さと幅はどちらも直径に等しい。不規則な形状のバルブでは、電力が主にバルブに結合される領域の最大の内部幅を使用することによって、内側の幅を決定することができ、内側の長さは、バルブの遠位端間の最大の長さを使用して決定することができる。
【００１５】
例示的実施例では、バルブは、上記の形状またはその他の形状のいずれかにすることができ、例えば、２から３５ｍｍの範囲またはそれに含まれる任意の範囲の外側の幅ＯＷ、１から２５ｍｍの範囲またはそれに含まれる任意の範囲の内側の幅Ｗ、０．５から５ｍｍの範囲またはそれに含まれる任意の範囲の壁の厚さ、３から２０ｍｍの範囲またはそれに含まれる任意の範囲の内側の長さＬを有する。例示的実施例では、バルブの体積は、１０．４７ｍｍ３から７５０ｍｍ３、またはそれに含まれる任意の範囲とすることができる。上記の寸法は例に過ぎず、他の寸法のバルブもまた、本発明の実施例で使用することができる。
【００１６】
上記の構成のいずれかのバルブの例は、水晶、サファイア、またはその他の固体誘電体などの、透過物質のエンベロープを備えることができる。一部の実施例では、バルブエンベロープは単一、一体の材料から形成することができる。その他の実施例では、バルブは、エンベロープを形成する物質の組み合わせによって形成することもできる。例えば、セラミックの反射体は、水晶、サファイア、または透過物質の透過窓によって覆われる開口を有することができる。一部のバルブは、導波管本体の表面および／またはランプ本体のその他の表面により、一部を形成することもできる。例えば、ランプ室は、導波管本体内に形成され、水晶、サファイア、または透過物質の透過窓によって覆うことができる。
【００１７】
一部のバルブは、その後密閉される小さい開口を通して充填することができる。これは、バルブが密閉される、「先端」または「管」と呼ばれる表面の不規則性を形成する可能性がある。特に、一部のバルブは、バルブの側壁を通して充填することがあり、不規則な側管を形成することがある。無電極バルブ内の高温度および高圧力により、薄すぎる側管は故障しやすい場合があり、厚すぎる側管は光学的ひずみを導入する場合がある。不均一性はまた、故障の原因となり得る局部的な熱点を引き起こす場合もある。例えば、無電曲プラズマバルブの内側の圧力は、５０気圧から２５０気圧以上の範囲、またはそれに含まれる任意の範囲となり、温度は摂氏８００度以上となり得る。
【００１８】
例示的実施例では、バルブは、側管の不規則性を形成しない無先端方法を使用して、水晶などの誘電体の管より加工することができる。管は一方の端で密閉され、充填物は管のもう一方の端を通して提供される。そして、管のもう一方の端は、所望の内側の長さより約１インチ長い地点で、トーチで閉じられる。この種類のバルブは、プラズマ環境に耐える比較的厚く均一な壁、およびプラズマアークを閉じ込める比較的小さい内部体積で加工することが可能である。先端の表面の不規則性が回避されるため、より均一な熱放散および光収集用のより均一な光学面を達成することができる。例示的実施例では、この過程を使用して、実質上均一な厚さを有する比較的厚いバルブを形成することができる。例えば、壁の厚さは約２．５ｍｍから５ｍｍの範囲、またはそれに含まれる任意の範囲とすることができ、壁の厚さの均一性は、壁の厚さの±５−２０％以内、またはそれに含まれる任意の範囲とすることができる。一部の例示的実施例では、壁の厚さの均一性は±０．２５ｍｍ以内とすることができる。
【００１９】
バルブは、台座またはその他の支持材を使用してランプ室内に配置することができる。例示的な一実施例では、無線端バルブを使用し、バルブの下方の管状部は保持され、バルブに対する支持材の役割を果たす。支持材はランプ室の壁に取り付けることができるか、または導波管の穴を通過して、別の支持材に取り付けることができる。バルブは、ランプ室の壁から間隔をあけて離されたランプ室内で、かつランプ室の最上部の開口の下方に配置することができる。上記のように、バルブは、ランプ室に対する焦点に、またはその近くにあってもよい。一部の実施例では、バルブの内部からランプ室の底部までの距離は、バルブの内側の長さの約半分から、バルブの内側の長さの２倍以上にまで及ぶことができる。一部の例示的実施例では、この距離は、２ｍｍから２５ｍｍ以上まで、またはそれに含まれる任意の範囲に及ぶことができる。一部の実施例では、バルブの内側からランプ室の壁までの最短距離は、２ｍｍから２５ｍｍ以上、またはそれに含まれる任意の範囲にすることもできる。一部の実施例では、バルブの内部からランプ室の底部までの距離は、バルブの内側の長さの約半分から、バルブの内側の長さの２倍以上にまで及ぶことができる。一部の例示的実施例では、この距離は、２ｍｍから４０ｍｍ以上まで、またはそれに含まれる任意の範囲に及ぶことができる。一部の実施例では、バルブアークの焦点および位置は、最上部開口よりも、ランプ室の底部頂点に近い。上記の寸法は例に過ぎず、他の寸法のバルブ構造もまた、本発明の実施例で使用することができる。
【００２０】
増幅器１３８などの電源は、導波管本体に連結されて、５０ＭＨｚから３０ＧＨｚの範囲、またはそれに含まれる任意の範囲の周波数で、電力を提供することができる。増幅器１３８は、ドライブプローブ１３４に連結され、導波管本体に電力を提供することができる。ドライブプローブは導波管本体に形成される開口に挿入することができ、導波管本体と直接接触して、導波管本体内に電力を効果的に結合する。フィードバックプローブ１３６は、導波管本体および増幅器に連結することができ、導波管本体からフィードバックを得てそれを増幅器に提供する。フィードバックプローブは導波管本体に形成される開口に挿入することができ、導波管本体と直接接触して、導波管本体からのフィードバックを効果的に得る。
【００２１】
導波管本体１３２の外面は、導電性材料でコーティングすることができる。例示的実施例では、膜は金属電気めっきとすることができる。他の実施例では、膜は銀塗料またはその他の金属塗料とすることができる。塗料は、導波管本体に塗装または吹き付けることができ、高温で熱乾燥または硬化することができる。例示的実施例では、電力が効果的に導波管本体に結合することを可能にするために、プローブが挿入される穴は導電性膜でコーティングされず、同様に、ランプ室の壁はコーティングされず、電力が導波管本体からランプ室１４０内へ結合されることを可能にする。ランプ室１４０は、所望の反射特性を提供するために、バルブ１４６よりも大幅に大きくすることがあるため、一部の実施例は、バルブに隣接する部分に導電性材料を使用して、バルブ付近の無線周波数電力を集中させることがある。図１１の１４２および１４４で示されるように、導電性材料はバルブの内部の外側にすることができるが、バルブの内部の極めて近くに延在することができる。例えば、材料は、バルブの内部から約１ｍｍとすることができる。他の例示的実施例では、この距離は、０．１ｍｍから５ｍｍ以上まで、またはそれに含まれる任意の範囲に及ぶことができる。一部の実施例では、この距離はバルブ壁の厚さより小さくすることができ、導電性材料はバルブ壁内に延在することができる。導電性材料は、バルブ付近の電力を集中させるアンテナの役割を果たす。アーク放電および酸化を回避するために、導電性材料は、水晶などの誘電体で囲むことができる。この例では、導電性材料は、少なくとも電力密度が最も高いバルブに隣接する領域において、誘電体で密閉することができる。例示的な一実施例では、導電性材料は、モリブデンまたはその他の導電性材料の薄箔である。例えば、箔は、約１００ミクロン以下の厚さを有することができる。一部の実施例では、箔は、約２０ミクロン以下の厚さを有することができる。水晶などの誘電体に密閉され、または誘電体の内側の導電体材料の熱膨張による損害を引き起こすことなくバルブ壁を貫通することさえ可能であるため、モリブデン箔などの極めて薄い導電性材料が有利となることができる。導波管１３２の外面上の導電性膜、および導電性アンテナ１４２および１４４は接地される。例示的実施例では、共通接地をこれらの要素に提供することができる。
【００２２】
図１１の例示的実施例では、導波管本体は、特定の周波数において電力が増幅器１３８から供給されると、共振するように構成されている。しかし、バルブ内のプラズマの点火、およびバルブと導波管本体の加熱により、共振状態が変わる場合がある（例えば、負荷特性の変化、およびバルブと導波管本体の熱膨張により）。フィードバックは変化するランプの状態に適応し、振動を維持する。ランプの状態が変化する際、導波管本体１３２からの電力の反射を軽減して電力の効率的な結合を維持するため、移相器ＰＳ１を使用して、信号相を調節することができる。相はまた、点火過程中に調節することができ、バルブ内のプラズマの初期点火を促進する電力をスパイクするために、短時間、電力を導波管本体に過剰結合する。移相器は、起動過程および定常状態中に、マイクロコントローラＭＣ１、またはその他の制御回路によって制御され、所望の動作特性を達成することができる。
【００２３】
例示的実施例に関する追加詳細を、図１〜図１０を参照して説明する。図１、図２、および図３を参照して、例示的実施例によるプラズマランプ２０は、電気伝導性材料２３でコーティングされた略円形外面２２Ｓを有する円筒状誘電体導波管本体２２と、略円形面２４Ｓによって決定される孔２４と、電気伝導性材料２３でコーティングされた対向する概平行上下面２２Ｕ、２２Ｌを含む。外面３０Ｓ、および表面３２Ｓによって決定される放物面ランプ室３２を有する円筒型誘電体スリーブ３０は、孔２４内で接近して受け止められる。誘電体スリーブ３０は、所望の反射型ランプ室３２を形成するが、製造を簡略化するために、導波管本体２２の孔２４に収まることが可能な別の挿入物として加工される。図１、図２、および図３は、誘電体スリーブ３０が孔２４に挿入される方法を図示するが、誘電体スリーブ３０の最上部は、この例示的実施例において完全に組み立てられると、導波管本体２２の最上部と並ぶ。アルミナが特定の例示的実施例で使用されるものの、導波管２２およびスリーブ３０は、いかなる低損失の高伝導率材料製にもなり得る。
【００２４】
プラズマランプ２０は、電磁界集中アンテナ４０が電気接地される下面３４Ｌを有する金属最上部アダプタプレート３４と、上面および下面３６Ｕ、３６Ｌを有する金属底部アダプタプレート３６をさらに含む。穴の縁３８Ｌを有する概円筒型の金属ホルダ３８は、表面３６Ｕに取り付けられる。上下端５０Ｕ、５０Ｌを有するバルブアセンブリ５０は、導波管本体２２およびランプ室３２の共通長手方向軸に沿って対称的に配置される。上記のように、バルブアセンブリは、一方の端の付近で密閉される誘電体の管より形成され、バルブアセンブリ内でバルブ５６を形成することができる。もう一方の端は、バルブアセンブリを支持する管の長さを備える。管は、穴２５Ｈおよび３１Ｈを通って挿入され、ランプ室３２内にバルブを配置する。アンテナ４０はバルブアセンブリの上端５０Ｕに近接するが、接触しない。バルブアセンブリ端５０Ｌは、ホルダ３８の内部で近接して受け取られ、それに接合される。表面３６Ｌは、マイクロ波増幅器６３および関連回路を含む回路基板６２、およびヒートシンクラジエータ６４を含む筐体６０に取り付けられる。アダプタプレート３４および３６は、筐体６０にボルトで固定される。ドライブプローブ６６およびフィードバックプローブ６８に繋がる同軸フィードは、回路基板６２を通って延在し、導波管本体２２の表面２２Ｌにおいて、それぞれ、穴６６Ｈ、６８Ｈの内部で受け止められる。アダプタプレートは、プローブ用の貫通孔に対して適切な位置にバルブアセンブリ５０を保持し、バルブアセンブリおよびプローブを導波管本体２２および誘電体スリーブ３０にそろえるための便利な機構の役割を果たす。よって、プラズマランプ２０は、導波管本体２２、ランプ室３２、アンテナ４０、バルブアセンブリ５０、回路基板６２、およびヒートシンクラジエータ６４を一体化する単一ユニットである。
【００２５】
さらに図３を参照して、導波管本体２２には、中央穴２５Ｈを有する下部固体部分２５があり、スリーブ３０には、穴２５Ｈと並んだ中央穴３１Ｈを有する下部固体部分３１がある。バルブアセンブリ５０は、穴２５Ｈおよび３１Ｈを通って近接して受け止められる。スリーブ３０の外面３０Ｓは、孔表面２４Ｓに接合するアルミナ接着剤３０Ａでコーティングされる。室表面３２Ｓは、上記のように、可視スペクトルを反射するように設計された複数の多層誘電体膜３２Ｃでコーティングされる。室３２は、長手方向軸の周りを回転した放物線の形状を有して示されているが、その形状は、多数の同様に回転した円錐曲線、複数の離散ファセット表面、または光学光線追跡分析によって最適化されるような任意の形状の表面のいずれか１つとなり得る。
【００２６】
あるいは、一体型の導波管本体およびランプ室を使用することが可能である。図４は、外面７０Ｓおよび上下面７０Ｌ、７０Ｕによって接合される、円筒型の誘電体導波管本体７０を示す。本体７０は、複数の誘電体膜７２Ｃでコーティングされる放物面７２Ｓによって決定されるランプ室７２を含む。室７２の底は、バルブアセンブリを近接して受け止めるようなサイズの穴７４と連通している。穴７６Ｈ、７８Ｈは、ドライブプローブおよびフィードバックプローブをそれぞれ近接して受け止めるようなサイズである。
【００２７】
プラズマバルブは、高壁面温度（＞８００℃）および内部圧力（５０から２５０気圧）で動作しなければならない。別の充填管（「先端」）を使用して、発光材料を管ストックからできているバルブ内に導入する加工方法は、充填管が典型的に厚さ１−１．５ｍｍの管に取り付けられた非常に薄い閉鎖、またはその他の表面の不規則性を結果としてもたらす可能性がある。そのような「薄い部分」のあるバルブは、そのような高温度および圧力では信頼性の問題を抱える場合があり、潜在的に破裂する可能性がある。また、先端を使用することにより、光のスループットを減少させるバルブ表面上の光学的欠陥が生じる場合がある。また、バルブによっては、ハロゲン化物の一貫した蒸発（およびそれにより、一貫した色およびルーメン、ならびに完全な明るさまでの一貫したウォーミングアップ時間）に影響し得る熱非対称性が発生する場合がある。
【００２８】
一部のランプの例では、導波管本体は、バルブに隣接する領域で狭くすることができ、プラズマ領域の長さを制限する。図１〜図４に示される例示的実施例では、バルブは、壁から間隔をあけて離されたランプ室内に配置され、所望の反射および光線発散を提供する。これらの例示的実施例では、バルブの内部体積全体は、導波管本体からランプ室に結合される電力に暴露される。結果として、バルブ内のプラズマ領域の長さおよび直径は、バルブに隣接する導波管本体の形状ではなく、バルブの寸法によって制限される。短いアークを提供するために、図１〜図４の例示的実施例では、内部バルブ体積を極めて短く狭くすることが望ましい。例示的な一実施例では、バルブの内側の長さは約５ｍｍとすることができ、内側の幅は約３ｍｍとすることができる。
【００２９】
一部のランプの例では、導波管本体はまた、ヒートシンクも提供して、過剰なバルブ温度を回避する。図１〜図４に示される例示的実施例では、バルブは壁から間隔をあけて離される。バルブがヒートシンクに接触していないと、バルブは、単位表面積につき、大幅に高い電源負荷（つまり、大幅に高いバルブ温度）に耐え抜かなければならない。図１〜図４の例示的実施例でこれを達成するためには、バルブの壁は、実用的なほどに均一な壁の厚さで、比較的厚く作られる。厚壁バルブは、薄壁バルブ、または厚さの不均一性があるものよりも、はるかに均等に熱を分配する。これらの特性は、例示的実施例において、水晶などの誘電体の管より無先端バルブを形成うることによって、達成することができる。管から無先端バルブを加工するステップに対する付加的な利益は、所望の長さに容易に合わせ、ランプ室内のバルブを支持することが可能な、同じ管ストックから形成される便利な取り付け柄である。
【００３０】
図５に示されるバルブ５６の例は、別の先端を必要とせずに、水晶などの管ストックから加工される。バルブ５６などのプラズマバルブを形成する例示的方法は、下記の通りである。
・典型的により長いストックから切断される管は、所望のバルブとほぼ同じ外径および壁の厚さ、およびバルブアセンブリの所望の長さに左右される長さを有して、選択される。一例において、外径は約７ｍｍであり、壁の厚さは約２ｍｍである。
・管は浄化および洗浄される。
・酸素・水素トーチを使用して、管の一方の端は、ガラス旋盤上で丸められて滑らかにされ、管の内半径とほぼ同じ内半径、および管の壁の厚さとほぼ同じ壁の厚さを有するほぼ半球状の閉鎖（５２、図５）を形成する。他の実施例では、その他の熱源または機構を使用して、管の端を閉じることができる。
・部分的に形成された本体は、再浄化される。
・管の開放端（５４、図５）は、「発光体」で充填される。典型的に、水銀または臭化インジウムが使用される。その他の実施例では、ヨウ化物、リチウムの臭化物および／または塩化物、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、スカンジウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ハフニウム、タリウム、ルテチウム、イットリウム、エルビウム、ツリウム、テルビウム、およびユウロピウムを含む、その他の発光体物質を使用することができる。純金属およびハロゲンもまた、管の中に導入され、所望の特性を達成することが可能である。
・充填された管は、適切な直径の標準接続具（例えば、ＳｗａｇｅＬｏｋ  Ｉｎｃ．より市販されているＵｌｔｒａＴｏｒｒ（登録商標）接続具）により高真空システムに取り付けられ、空にされる。そして管は、所望の圧力で、所望の「起動ガス」で埋め戻される。他の実施例ではネオン、クリプトン、またはキセノンを使用することができるが、典型的に、起動ガスはアルゴンである。例示的実施例では、ガス圧力は、約１０から５００トールの範囲、またはそれに含まれる任意の範囲内である。
・そして、管は、バルブの所望の内側の長さ（約５ｍｍ）より約１インチ長い地点（５５、図５）で水素・酸素トーチで閉じられ、バルブ（５６、図５）を形成する。密閉されたバルブは、液体窒素槽などの低温材料を使用して、管内で凍結させることができるので、内部陽圧を生じる内部充填材料の蒸発なしで、柄は、所望のバルブ縁まで、陰圧で熱虚脱することが可能である。
・バルブおよび取り付けられた柄（５８、図５）は、真空システムから取り出される。必要であれば、柄は正しい長さまで切り取って形を整えることが可能である。残留シリカ粉塵は、フッ化水素酸またはバフ研磨材を使用して、ランプ表面から取り除かれる。
【００３１】
バルブアセンブリは、図１のアダプタプレート３６などの、誘電体導波管本体の外側の構造上に装着することができる。柄はバルブ支持材の役割を果たし、図３に示される穴２５Ｈおよび３１Ｈを通って延在して、ランプ室３２内の所望の場所でバルブ５６を配置する。このことは、バルブを固定して整列させ、それをランプ室内に配置する容易な方法を提供する。代替実施例では、バルブ支持材は、焼結アルミナ粉末層またはその他の接着剤で、ランプ室または導波管本体の底に接合され、所望の位置にバルブを保持することができる。
【００３２】
図６は、ホルダ３８内に装着され、高温度エポキシ接合剤でホルダに結合された柄５８を示す。ホルダ３８は、底アダプタプレート３６に取り付けるためのネジ３９を含む。バルブおよび柄の全体長さは、ランプ室内のバルブに対する所望の位置に左右される。例示的実施例では、これは、ランプ室の反射面の焦点距離、および装着設計の詳細に左右される場合がある。
【００３３】
例示的実施例では、誘電体導波管本体２２は、本体内に閉じ込められる無線周波数（ＲＦ）界の特定の時空間的分布としてそれぞれ表される、１つ以上の共振モードを有する。ランプ内の適切に設計されたアンテナは、ランプ室内のＲＦ界を妨害し、その中にＡＣ電流を生じることが可能である。アンテナ内のＡＣ電流は次に、バルブが接近して受け止められている部分的閉鎖空間内へと放射状に広がることが可能である。この空間の寸法は、ＲＦ界波長と比べて小さくなければならず、正味の影響は、閉鎖空間、つまりバルブに近接する空間内のＲＦ界の集合である。バルブに隣接する導電性材料を使用して、この種類のアンテナを形成することによって、バルブ付近のＲＦ界を集中させることができる。
【００３４】
図７を参照して、電界集中アンテナ４０は、約０．１ｍｍから５．０ｍｍの範囲、またはそれを含む任意の範囲の距離間隔で狭い半閉鎖空間を形成するワイヤケージ４２を有する、「最上部」アンテナである。ケージ４２は、ケージ４２の位置を維持し、膜２３、アダプタプレート３４、３６および筐体６０との共通電機接地を形成する剛リードワイヤ４４に取り付けられる。例示的実施例では、そのようなアンテナは、１０７ジーメンス／メートル以上の電気伝導率を有する高融点を備える伝導体より、加工することができる。例示的実施例は、ニッケル、プラチナ、モリブデン、およびチタニウムなどの導電性材料を使用することができる。機械加工に加えて、アンテナは、型打ち板金またはワイヤを使用して加工することが可能である。例示的実施例では、アンテナの厚さは、溶解に抵抗するのに十分厚く、容認できない割合の光の遮断を避けるのに十分薄くなるように、選択される。また、例示的実施例では、アンテナの厚さは、ＲＦ侵入度（「表皮厚さ」）よりも有意に大きくなるように選択される。例示的実施例では、厚さは、約０．１ｍｍから２ｍｍの範囲、またはそれに含まれる任意の範囲とすることができる。例示的実施例では、アンテナは、誘電体導波管本体の導電性膜でコーティングされた表面に接地される。アンテナの様々な物理的形状を使用して、これらの特性を達成することが可能である。最上部アンテナ、底部アンテナ、または両方を使用することが可能である。例示的実施例では、囲いはワイヤケージ、フォーク、またはリングの形を取ることが可能である。その他の形状もまた、その他の実施例で使用することが可能である。最上部および底部アンテナの形状は、一部の実施例で異なり得る。そのようなアンテナの設計は、ペンシルベニア州ピッツバーグのＡｎｓｏｆｔ，Ｉｎｃ．より入手可能なＨＦＳＳ（登録商標）、マサチューセッツ州バーリントンのＣＯＭＳＯＬ，Ｉｎｃ．より入手可能なＦＥＭＬＡＢ（登録商標）などの、市販の電磁モデリングソフトウェアを使用して、最適化することが可能である。これらの例示的実施例では、電界集中アンテナは、ドライブまたはフィードバックプローブに物理的に接続されていない。
【００３５】
図８は、ＨＦＳＳ（登録商標）ソフトウェアパッケージを使用した、８７８ＭＨｚの周波数で共振する円筒型アルミナ導波管本体８０内の電界空間的強度の分布の設計シミュレーションである。本体８０は、バルブ８６を有するバルブアセンブリ８４が挿入される放物面ランプ室８２を含み、挿入されたドライブプローブ８８を収容する。簡単にするために、電界へのその結合（および電界上のその摂動）は意図的に小さいため、フィードバックプローブはシミュレーションされていない。矢印は電界の方向を指し、その長さは相対的強度を示す。
【００３６】
図９は、電界集中アンテナ９０のケージ９２が、１ｍｍの距離間隔でバルブ８６の周りに狭い半閉鎖空間を形成する場合の、電界空間的強度の分布を示す。アンテナ９０の電界集中効果が明白である。そのようなシミュレーションは、アンテナがある場合と、ない場合の、バルブの中心における電界強度の比率は、約１．０５から１０の範囲であることを予測する。
【００３７】
図１０は、「上下」アンテナ構造を有するバルブアセンブリ１００の例を示す。この例示的実施例では、アンテナは、バルブの最上部および底部から延在する水晶管などの誘電体で囲まれている。このことは、裸アンテナの故障を引き起こし得る問題を回避するのに役立つ。裸アンテナは、伝導性表面へのアーク放電、および／または、アンテナを通って流れる高ＲＦ電流および／またはバルブから伝導または放射される高温による急速な酸化または溶解による、故障機構を有する場合がある。水晶管より加工されるバルブアセンブリ１００は、上下柄１０４、１０６の間に配置される中心バルブ１０２を含む。対向する「最上部」および「底部」アンテナ要素１０８、１１０はそれぞれ、管開口１１６、１１８それぞれを通って出て行くリードワイヤ１１２、１１４へスポット溶接される。アンテナ要素１０８、１１０は、共通電気接地に接続される。各バルブアセンブリ端において、複数のリードワイヤを使用して、電気および熱両方の伝導率を改善することができる。アンテナ要素１０８、１１０は、水晶などの誘電体に密閉され、リードワイヤ１１２、１１４は、バルブ１０２が位置１１９Ａ、１１９Ｂにおいて管を密閉することによって形成されると、適切な位置に固定される。下柄１０６は、底部アダプタプレート３６に取り付けるためのネジ１１２を含む金属ホルダ１２０内に近接して受け止められ、それに接合される。アンテナ要素は、約０．００１インチの厚さ、２から１０ｍｍの範囲またはそれに含まれる任意の範囲の長さ、および１から５ｍｍの範囲またはそれに含まれる任意の範囲の幅を典型的に有する、モリブデンマイクロ箔の切片とすることができる。極めて薄い箔およびスポット溶接の使用は、水晶で囲んだ密閉の亀裂、ならびにアンテナが高温度環境に暴露されるＲＦ電流を伝導することが可能な金属ワイヤの任意の直径の拡張不一致による故障を防ぐ。アセンブリ１００などの、バルブアセンブリの単純形状により、それは、アセンブリ５０などのバルブアセンブリよりも加工しやすくなる。上記のアンテナ構造および寸法は例に過ぎず、その他の構造もその他の実施例で使用することができる。
【００３８】
バルブアセンブリ１００などのバルブアセンブリは、バルブアセンブリ５０について上記に説明される「一体型」方法に従って、またはバルブに融合される分離柄にアンテナ要素を事前に密閉することによって、加工することが可能である。下記は、１本および２本柄／アンテナ構造両方に対する、バルブアセンブリ加工過程の例を要約する。
【００３９】
完成したバルブアセンブリは、単一柄（接合剤または他の手段によって誘電体導波管本体および／またはランプ室に取り付けるため）を伴って、または、アンテナを一方の端または両方の端で囲んで配置するための各端における柄を伴って、製造することが可能である。上記のように、例示的実施例では、アンテナはバルブの近接近におけるモリブデンマイクロ箔とすることができ、外側導線はマイクロ箔にスポット溶接され、電気接地に取り付けられている。上端に密閉されたアンテナが存在する場合、そのアンテナは、「収縮」密閉処理を使用して、上端に密閉することができる。これは、解放下柄がすでに取り付けられたバルブを含む部分的バルブアセンブリに後に融合される分離柄に事前に密閉することによって行われるが、それは充填材料が挿入される前で、かつ第２アンテナが使用される場合は、それが下柄に密閉される前である。あるいは、上アンテナは、収縮密閉処理を使用して、各端に開放柄を有する予備成形されたアセンブリの一方のアームに密閉することが可能である。そしてバルブアセンブリ（上アンテナが使用される場合は、上柄が密閉されて取り付けられ、そうでない場合は、上アームがないが、バルブアセンブリは開放下柄を除く全体を密閉されている）は、清潔な条件下で、下柄を通して必要な固体および／または液体充填材料を充填される。柄の中のアンテナサブアセンブリ（例えば、アンテナ要素およびリードワイヤ）が、誘電体導波管またはランプ室に装着される場合は、取り付けられたリードワイヤを伴うアンテナが下柄に挿入され、軸位置にそろえられる。そしてバルブアセンブリは、下柄およびバルブを希ガスで充填するために、適切な位置に配置される。アンテナサブアセンブリの充填材料および全ての部品は、バルブ／下柄内にに完全に封入されて、バルブアセンブリは、Ｏリングまたはその他の適切な手段によってガス充填装置に取り付けられる。（陰ゲージ圧）ガス充填後、下柄は「長い先端」となる（つまり、箔／リードワイヤサブアセンブリの挿入された長さを越える距離で加熱することによって虚脱される）。そして密閉構造は、極低温環境（例えば液体窒素）にバルブを浸す装置に配置されるので、下柄の最終密閉（アンテナサブアセンブリがあってもなくても）は、（加えられた熱および最終閉鎖下で水晶の虚脱を妨げる）陽圧を生じる充填材料の蒸発なしで、バルブ縁までの陰圧で柄を熱虚脱することによって、達成することが可能である。そして各バルブアセンブリ柄は適切な長さに切断され、共通電気接地に取り付けるためのリードワイヤを露出する。必要に応じて、バルブの正確な整列のために、金属（または、リードワイヤが突き出る場合は、溝付き金属または非導電端キャップ）を下柄に取り付けることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のプラズマランプは、大型テレビおよびデジタル光処理投影システムなどの製品において、光源として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】円筒型誘電体導波管本体、光反射放物面を有するランプ室を形成する誘電体スリーブ挿入物、無先端バルブ、および電界集中アンテナを含む例示的実施例による、プラズマランプの部分的分解斜視図である。
【図２】図１の導波管本体およびスリーブの分解斜斜視図である。
【図３】図２の線３−３に沿って取られた、導波管本体およびスリーブの断面図である。
【図４】光反射放物面を備えるランプ室を有する、一体型円筒型の誘導体導波管本体の断面図である。
【図５】例示的実施例による、図１のバルブアセンブリの断面図である。
【図６】金属ホルダに接合された図１のバルブアセンブリの断面図である。
【図７】図１の電界集中アンテナおよびバルブアセンブリ、および図６の金属ホルダの詳細斜視図である。
【図８】８７８ＭＨｚの共振周波数に対する、電界集中アンテナがない図１の導波管本体およびランプ室における、電界の空間分布および強度を図式的に示す図である。
【図９】８７８ＭＨｚの共振周波数に対する、電界集中アンテナを有する図１の導波管本体およびランプ室における、電界の空間分布および強度を図式的に示す図である。
【図１０】２つの電界集中アンテナ要素が水晶バルブアセンブリ内に一体化されている、バルブの実施例の斜視図である。
【図１１】図１０のバルブアセンブリを有するプラズマランプ用の電気回路を略図的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０  プラズマランプ
２２  導波管本体
２４  孔
３０  スリーブ
３２  ランプ室
３４  アダプタプレート
３６  アダプタプレート
３８  ホルダ
４０  電界集中アンテナ
５０  バルブアセンブリ
５６  バルブ
６０  筐体
６２  回路基板
６３  マイクロ波増幅器
６４  ヒートシンクラジエータ
６６  ドライブプローブ
６８  フィードバックプローブ
【図１】
2009532823.tif 000003
【図２】
2009532823.tif 000004
【図３】
2009532823.tif 000005
【図４】
2009532823.tif 000006
【図５】
2009532823.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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