專利名稱：光學(xué)控制陶瓷電弧管中的光的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及在燈中使用以產(chǎn)生光的陶瓷電弧管，更特別涉及光學(xué)控制來自高壓放電燈中陶瓷電弧管的光。
背景技術(shù)：
高壓放電燈通過使用在兩個(gè)電極之間通過的電弧電離填充材料例如汞與鹵素或者金屬鹵化物的混合物來發(fā)光。電極和填充材料密封在電弧管中的半透明或者透明弧形腔或者放電腔中，該電弧管中包含并且保持激勵(lì)填充材料的壓力并且允許發(fā)射的光通過。在歷史上，電弧管由石英形成。然而，為了提高色溫、現(xiàn)色性和發(fā)光效率，同時(shí)減少與填充材料的反應(yīng)，已經(jīng)研發(fā)了在更高的溫度和壓力下工作的陶瓷電弧管。參見美國(guó)專利No.5,866,982，其內(nèi)容在此引作參考。然而，使用的陶瓷材料的折射率比石英的折射率更高，而且有可能比石英更有效地散射光。這使得難以控制射向并且通過陶瓷電弧管的光。這需要改進(jìn)陶瓷電弧管，其發(fā)射的光更有效并且有效控制以提高性能。本發(fā)明就是針對(duì)這種需要。本發(fā)明在稱為短弧放電燈中具有特別的應(yīng)用，其弧隙為大約例如1mm，更一般的應(yīng)用于產(chǎn)生良好控制的光束的任何燈中。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種用于放電燈產(chǎn)生電弧的陶瓷電弧管，所述電弧管包括具有球形部分的陶瓷外壁。該電弧管還包括在所述球形部分中弧形腔內(nèi)部的填充材料并且還包括一對(duì)電極。該陶瓷電弧管具有選自以下組的一個(gè)或多個(gè)光的光學(xué)控制特征a)在所述球形部分的外表面上或內(nèi)表面上的抗反射干涉涂層；b)球形部分的外壁的外表面或內(nèi)表面基本上是球形；以及c)球形部分外壁的壁厚成形為從圓弧向光耦合到電弧管的反光鏡的預(yù)定選擇區(qū)域聚焦光線。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管的橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管可選擇實(shí)施例的橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管可選擇實(shí)施例的橫截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管可選擇實(shí)施例的橫截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管可選擇實(shí)施例的橫截面圖；圖6是包含根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管的反光燈的橫截面示意圖；具體實(shí)施方式
如在此使用的，當(dāng)給定范圍例如5-25或者5至25時(shí)，這表示優(yōu)選至少為5，優(yōu)選不超過25。
參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的陶瓷電弧管10的橫截面。電弧管10包括電極12、14、外部導(dǎo)線16、18、導(dǎo)電材料體20、22、圓柱形陶瓷外殼或外壁24和端塞26、28。示出了設(shè)置在電弧管10的外表面上的抗反射(A/R)薄膜干涉涂層30。陶瓷外殼24是圍繞由外部導(dǎo)線16，18和電極12，14的縱軸定義的縱軸成形的圓柱形，外殼24可以具有4-20mm，更優(yōu)選6-10mm的外部直徑。
陶瓷外殼24優(yōu)選是多晶釔-鋁-石榴石(PC YAG)-Y3Al5O12；不太優(yōu)選單晶YAG；不太優(yōu)選藍(lán)寶石(Al2O3)；不太優(yōu)選微晶氧化鋁(MCA)；不太優(yōu)選尖晶石(MgAl2O4)或者AlON(Al23O27N5)或者Yttrialox(Y2O3和ZrO2)或者多晶氧化鋁(PCA)。陶瓷外殼24的厚度優(yōu)選0.3-3mm，更優(yōu)選1-2mm，更優(yōu)選1.5-1.6mm。
端塞26、28優(yōu)選是陶瓷并且優(yōu)選是與外殼24相同的陶瓷材料，使得它們的熱膨脹系數(shù)匹配。端塞26、28的厚度與外殼24的厚度相同或者與外殼24的厚度相當(dāng)?？蛇x擇地，該端塞可以不包括在電弧管中。外部導(dǎo)線16、18優(yōu)選是鉬或鈮。電極12、14是難熔金屬，優(yōu)選鎢。導(dǎo)電材料體20、22優(yōu)選是本領(lǐng)域公知的金屬陶瓷(陶瓷金屬復(fù)合材料)材料或者可選擇的是金屬導(dǎo)體例如具有緊密繞卷(優(yōu)選鉬)的鉬心軸(mandrel)。從表面32至表面34的內(nèi)部燈泡長(zhǎng)度優(yōu)選5-20mm，更優(yōu)選6-15mm，更優(yōu)選8-12mm。在表面32和表面34之間的腔36還稱為弧形腔或者放電腔，并且包含本領(lǐng)域公知的填充材料。電弧管10在弧形腔末端的部分是腳部；示出了腳部38。也示出了球形部分(bulbsection)40。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種涂覆于電弧管10的外表面上的抗反射(A/R)薄膜干涉涂層30，用于補(bǔ)償由于陶瓷非常高的折射率引起的從球形部分40的外陶瓷表面的不希望的高菲涅爾反射。通常優(yōu)選陶瓷材料的折射率在1.7至1.9的范圍內(nèi)，而石英在可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)的折射率是1.46。更特別地，YAG的折射率是1.84，PCA或者藍(lán)寶石的折射率是1.77。折射率是1.84時(shí)，YAG封套或者弧形腔的內(nèi)表面和外表面都將致使垂直入射的光的8.7％被菲涅爾反射，而石英封套的各個(gè)表面將僅僅引起3.5％的菲涅爾反射。因此，陶瓷封套每個(gè)表面通常將引起比傳統(tǒng)的石英封套更多大約5％的菲涅爾反射，或者封套兩面比傳統(tǒng)分石英封套更多10％的菲涅爾反射。在所需要的應(yīng)用中，大部分菲涅爾反射光線不容易聚集成有用的光束。
一般來講，菲涅爾反射光通常朝向弧光源反射回來。如果光直接通過該弧光源，那么該光將從作為可能有用的光束輸出光源的弧光源重新出現(xiàn)。然而，輸出光束將可能丟失任何缺少(miss)弧光源(位于反光鏡焦點(diǎn))的菲涅爾反射光，因?yàn)槠湟呀?jīng)從反光鏡的焦點(diǎn)外側(cè)發(fā)射出來。因此，不包含本發(fā)明的典型陶瓷電弧管在光束中提供10％之多的不太有用的光。
A/R涂層涂覆于陶瓷電弧管的外表面或者內(nèi)表面上通常能夠消除大約65-90％的菲涅爾反射，因此在每一表面的損耗可以減少大約3-4個(gè)百分點(diǎn)，由此如果兩表面都涂覆A/R就直接增加了大約6-8％的光束輸出量。如圖1所示，A/R涂層30可以設(shè)置在外殼24和端塞26、28的外表面。可選擇地，涂層30可以僅僅設(shè)置在外殼24長(zhǎng)度方向的外部圓周上(不設(shè)置在垂直于它的暴露端部上)，或者僅僅在弧形腔外部的外壁24部分上，也就是，在球形部分40的外表面上。優(yōu)選地，所有的或者幾乎所有的球形部分的外表面和/或內(nèi)表面涂覆有涂層30。如果涂覆到內(nèi)表面，A/R涂層需要僅僅涂覆到表面32和表面34之間的內(nèi)殼長(zhǎng)度方向的圓周。涂覆的A/R涂層是干涉薄膜涂層，在具有硅石的交替層中優(yōu)選使用鉭酸鹽(tantala)?？蛇x擇地，可以使用以下材料來取代鉭酸鹽二氧化鈦、氧化鈮、氧化鋁、混合氧化物溶液例如二氧化鈦-鉭酸鹽，或者本領(lǐng)域公知的其它材料。A/R涂層優(yōu)選是傳統(tǒng)的A/R涂層，例如通常涂覆于折射率為1.4-1.5的玻璃或石英基板的涂層，但是本A/R涂層應(yīng)該按照本領(lǐng)域公知的方式進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)1.7-1.9、通常大約1.8的更高陶瓷折射率。
本發(fā)明中的A/R涂層可以使用任何本領(lǐng)域公知的普通涂層工藝進(jìn)行涂覆，優(yōu)選地用化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)和蒸發(fā)法。這些普通涂覆工藝系列存在很多變形，包括但不限于金屬-有機(jī)CVD(MOCVD)、等離子增強(qiáng)CVD(PECVD)、等離子促進(jìn)CVD(PACVD)、等離子脈沖CVD(PICVD)、常壓CVD(APCVD)。還存在相似的大量PVD變形，絕大部分使用濺射材料作為涂覆源。普通蒸發(fā)系統(tǒng)使用例如電子束以熔化并且引起涂覆材料源的蒸發(fā)或者離子促進(jìn)蒸發(fā)。本領(lǐng)域公知的掩模工藝可以用于僅僅在球形部分40上提供A/R涂層。
現(xiàn)在給出一個(gè)在陶瓷YAG基板上的A/R涂層的實(shí)例，使用鉭酸鹽和硅石。僅僅涂覆一側(cè)。直接相鄰基板的層#1是160.13nm的硅石。其它的層是層2是12.41nm的鉭酸鹽；層3是18.89nm的硅石；層4是101.45nm的鉭酸鹽；層5是82.37nm的硅石。未涂覆的YAG基板具有大約17.4％的光反射率。與涂覆具有非常好非反射涂層的YAG基板一側(cè)有關(guān)的效果(entitlement)將整個(gè)反射率減少至大約8.7％。具有該實(shí)例的5層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)期反射率減少至大約9.4％，其相應(yīng)于整個(gè)反射率減少大約41％或者效果的大約91％。本領(lǐng)域公知的其它A/R涂層可以用于電弧管10上。
此外，相同或相似的A/R涂層可以涂覆于陶瓷電弧管10的內(nèi)表面，優(yōu)選地例如涂覆于具有如圖1所示的直圓柱的陶瓷電弧管的內(nèi)表面上。如果使用CVD涂覆工藝涂覆陶瓷電弧管的內(nèi)表面，那么縱橫比(長(zhǎng)度/內(nèi)徑)應(yīng)該優(yōu)選小于20，更優(yōu)選小于10，以控制層厚度。如果該涂層涂覆于YAG基板的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上，那么全反射將減少至大約1.4％，其對(duì)應(yīng)于全反射減少91％。而且，可以根據(jù)本領(lǐng)域公知常識(shí)調(diào)整A/R涂層設(shè)計(jì)以減少紫外線(UV)的反射損耗。將UV保持在電弧管內(nèi)部具有減小下游光學(xué)元件暴露于光束中的UV的優(yōu)點(diǎn)，和/或進(jìn)一步增加弧光放電效率的優(yōu)點(diǎn)。A/R涂層30優(yōu)選包含2-100、更優(yōu)選3-20、更優(yōu)選3-7層。
參考圖2，示出了與電弧管10相同的陶瓷電弧管，除了球形部分42具有橢圓(或者可選擇的是任何凹曲線)外表面和內(nèi)表面，如圖所示，該橢圓外表面和內(nèi)表面圍繞電極之間的大約中間位置的焦點(diǎn)44。(本領(lǐng)域公知的，該弧位于焦點(diǎn)上，該焦點(diǎn)在電極之間的大約中間位置并且是反光鏡的焦點(diǎn)。)例如，該外表面和內(nèi)表面可以是其中心在焦點(diǎn)44之下或之上的圓弧。好處是當(dāng)與圖1所示的直圓柱球形部分40相比時(shí)，球形部分42的內(nèi)表面和外表面反射出來的射線46、48的更多部分將返回通過焦點(diǎn)44，因此用作有用的控制光束輸出成分。而且，可以涂覆A/R涂層30。但是，對(duì)于沒有用于減少菲涅爾反射的A/R涂層的陶瓷電弧管，用于通過該弧引導(dǎo)菲涅爾反射光線的曲線表面的優(yōu)點(diǎn)甚至更有用。
參考圖3，示出了與圖2的電弧管相同的陶瓷電弧管，如圖所示，除了球形部分50是具有球形或者大致上球形的球形形狀，并且具有它們的中心在焦點(diǎn)52的同心外表面和內(nèi)表面(當(dāng)以橫截面示出時(shí)其是圓形)；而且，為了簡(jiǎn)潔起見沒有示出A/R涂層30，盡管可以涂覆A/R涂層30。因此，圖3示出了球形或者大致上球形的球形部分的外壁的外表面和內(nèi)表面。對(duì)于沒有減少菲涅爾反射的A/R涂層的陶瓷電弧管，用于通過該弧引導(dǎo)菲涅爾反射光線返回的球形表面的優(yōu)點(diǎn)甚至更有用處。其好處是，球形部分50的內(nèi)表面和外表面反射出的很多、或者物質(zhì)部分或材料部分、或者大部分、或者大致上所有的光線54將通過焦點(diǎn)52返回，并且因此用作有用可控光束輸出的部分。這種設(shè)計(jì)對(duì)于圖2的設(shè)計(jì)是更優(yōu)選的，而圖2的設(shè)計(jì)又優(yōu)選于圖1的設(shè)計(jì)，因?yàn)榍蛐尾糠值膬?nèi)表面和外表面反射出的更多光線通過焦點(diǎn)返回，并且用作有用光束輸出部分。不太優(yōu)選的球形部分的內(nèi)表面或外表面(并不是兩者)可以是中心在焦點(diǎn)52的球形形狀。
圖2-6的電弧管可以沒有A/R涂層30，但是優(yōu)選它們具有如上所述的A/R涂層30。
圖4示出了與圖1的電弧管相同的陶瓷電弧管，除了為了簡(jiǎn)潔起見沒有示出A/R涂層，球形部分56是如圖所示增厚的以產(chǎn)生透鏡部分62，其聚焦(lens)該發(fā)射光線。例如，圖1示出了起源于電極之間大約中間位置的焦點(diǎn)59、并且基本上直線穿過陶瓷外壁24的光線58。然而，在圖4中，光線64起源于焦點(diǎn)60并且當(dāng)其通過陶瓷外壁的透鏡部分62時(shí)被聚焦或者彎曲。通過改變壁厚和提供透鏡部分62，這引起來自弧的光線朝向反光鏡的更優(yōu)選區(qū)域(例如反光鏡的中心或中間部分)聚焦，以增加集中到裝置中的光線總量。為了實(shí)現(xiàn)光線聚焦，調(diào)整陶瓷外壁的形狀，使得外表面的曲率大于內(nèi)表面的曲率，作用就象或者是凸透鏡，在赤道線66壁厚最大，并且隨著你靠近腳部68、70逐漸以及平滑地變薄。因此，獲得希望的透鏡。如圖4所示，球形部分56的內(nèi)表面是圍繞由電極的縱軸定義的縱軸的圓柱形。
圖5與圖4的相同，除了通過提供具有中心在焦點(diǎn)82的球形內(nèi)表面76和拋物線、橢圓或者其它彎曲外表面78的球形部分74來實(shí)現(xiàn)透鏡部分72。因此，球形部分74的內(nèi)表面76圍繞由電極的縱軸定義的縱軸定義了非圓柱球形?？梢钥闯觯峁┩哥R部分72，因?yàn)殡S著你從赤道線80向腳部走，壁厚減小。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從球形內(nèi)表面76反射出的光線被反射回焦點(diǎn)82，并且因此用作有用光束輸出，同時(shí)A/R涂層30可以提供在外表面78上，使得減少或者最小化外表面78的反射?？蛇x擇地，可以提供透鏡部分72，其中外表面78基本上是其中心在焦點(diǎn)82的球形(也就是，類似于圖3中的外表面77)，同時(shí)內(nèi)表面76是(a)具有比外表面78的曲率半徑更長(zhǎng)或者相當(dāng)長(zhǎng)的曲率半徑的弧形，從而提供透鏡形狀，或者(b)類似于圖2中的內(nèi)表面81的橢圓形或者淺曲線狀。結(jié)果是提供了優(yōu)選具有光滑弧形外表面和平坦或者光滑弧形內(nèi)表面并且在赤道線更厚而隨著接近腳部逐漸變薄的透鏡。
在其中腳部84、86連接或者結(jié)合成球形部分74的部分，以及在因此其中外壁88結(jié)合成透鏡部分72的部分，優(yōu)選壁厚保持不變或者基本上不變，使得從外壁88到透鏡部分72具有平滑的過渡，然后如圖所示透鏡部分72逐漸變厚。關(guān)于透鏡部分62和72，在赤道線的透鏡部分厚度與其中結(jié)合成腳部外壁的透鏡部分厚度的比率優(yōu)選在10和1.01之間，更優(yōu)選地在5和1.05之間，更優(yōu)選地在3和1.1之間，更優(yōu)選地在2.5和1.3之間，更優(yōu)選地是2或大約2。
參考圖6，示出了一種反光燈92，包括與圖5的電弧管相當(dāng)?shù)奶沾呻娀」?0，安裝在本領(lǐng)域公知的反光鏡94中并且與其光耦合，該反光燈94優(yōu)選是拋物線形或者橢圓形。這示出了透鏡部分96的優(yōu)點(diǎn)；如果光線97被發(fā)射出而沒有聚焦，其將逃脫反光鏡94并且在有用光束輸出中消失。然而，由于透鏡部分96，光線97a被彎曲或者聚焦，使得其射向反光鏡94，因此被聚集并且用作有用光束輸出。光線98還朝向反光鏡94的更優(yōu)選區(qū)域聚焦。
圖1的陶瓷外殼或者外壁24優(yōu)選通過擠壓制造；圖2-6的電弧管的陶瓷外殼或者陶瓷外壁(包括球形部分)可以通過本領(lǐng)域公知的注模法或者粉漿澆鑄法或者其它方法來制造。如果注射成形，陶瓷外殼或者陶瓷外壁可以選擇制成兩對(duì)稱片(沿著赤道線66或者80分開)，然后燒結(jié)在一起。
本發(fā)明的另一方面提供一種減少來自球形部分的體積散射的陶瓷電弧管。在材料體積中的光散射可能使得光線偏離它們的入射路徑。散射的光線可能落在聚焦光束之外，并且降低整體性能。在燒結(jié)多晶材料中的體積散射是由殘留孔隙和顆粒之間的邊界引起的，這些顆粒通常具有10至50微米的尺寸。在玻璃狀材料中例如石英或者單晶陶瓷，它們沒有顆粒邊界，并且其密度理論上是100％，因此沒有內(nèi)部孔隙。這些材料具有有效的零體積散射。在多晶陶瓷材料中的體積散射可以通過提高密度來減少，由此減少孔隙和內(nèi)部孔隙，或者增加顆粒尺寸以減少顆粒數(shù)量，以至將顆粒尺寸減小至大約1微米或者更小。
為了減小或者最小化體積散射量，陶瓷材料優(yōu)選是藍(lán)寶石(單晶氧化鋁Al2O3)或者單晶釔-鋁-石榴石(SC YAG)-Y3Al5O12；不太優(yōu)選的是多晶尖晶石(PC尖晶石)-MgAl2O4；不太優(yōu)選的是多晶釔-鋁-石榴石(PC YAG)-Y3Al5O12；不太優(yōu)選的是多晶氧化鋁(PCA)-Al2O3。在優(yōu)選實(shí)施例中，球形部分的外壁是由單晶制成的。
在通常的應(yīng)用中，這些材料的折射率“n”、兩表面的合成菲涅爾反射“R”、光聚集效率“e”說明體積散射和菲涅爾反射損耗，分別是1、藍(lán)寶石n＝1.77；R＝15.4％；e＝92％2、SC YAGn＝1.84；R＝17.5％；e＝90％
3、PC尖晶石n＝1.72；R＝14.0％；e＝90％4、PC YAGn＝1.84；R＝17.5％；e＝85％5、PCAn＝1.77；R＝15.4％；e＝55％優(yōu)選地，本發(fā)明用于與燈的連接，優(yōu)選高壓放電燈，優(yōu)選具有非常短的弧隙以及非常精確的光束模式控制，具有以下優(yōu)選特征。因此，更低和更高瓦數(shù)的燈具有這些值規(guī)定的參數(shù)。
1、填充材料汞、鹵素(優(yōu)選溴，不太優(yōu)選的是其它鹵素)、稀有氣體(優(yōu)選氬)和少量氧氣。本領(lǐng)域公知的，在優(yōu)選的短弧放電燈中填充物不包括金屬鹵化物。
2、在操作期間的汞蒸汽壓2-600atm，更優(yōu)選5-600atm，更優(yōu)選50-600atm，更優(yōu)選100-400atm，更優(yōu)選200-300atm，更優(yōu)選225-275atm，更優(yōu)選大約250atm。
3、添加汞的量0.01-2mg/mm3，更優(yōu)選0.05-1.5mg/mm3，更優(yōu)選0.1-1mg/mm3，更優(yōu)選大約0.5mg/mm3。
4、在電極之間的距離(間隙)0.2-10mm，更優(yōu)選0.2-5mm，更優(yōu)選0.5-2mm，更優(yōu)選0.7-1.3mm，更優(yōu)選大約1mm。
5、額定電壓30-300V，更優(yōu)選60-120V，更優(yōu)選大約75V。
6、額定功率10-3000W，更優(yōu)選50-500W，更優(yōu)選100-300W，更優(yōu)選大約300W。該燈通常提供50-70LPW。
7、壁負(fù)載(基于弧形腔的內(nèi)表面積)0.1-5W/mm2，更優(yōu)選1-3W/mm2，更優(yōu)選大約2W/mm2。
8、弧形腔內(nèi)部體積10-1000mm3，更優(yōu)選50-300mm3，更優(yōu)選大約200mm3。
9、對(duì)于石英短弧燈，電極的直徑、形狀和尺寸是本領(lǐng)域公知的；參見美國(guó)專利No.5,357,167、5,109,181和5,497,049。其內(nèi)容在此引作參考。優(yōu)選地，柄直徑為0.1-1mm，更優(yōu)選的0.3-0.5mm，更優(yōu)選的大約0.5mm；優(yōu)選的頭直徑為0.3-5mm，更優(yōu)選1-2mm，更優(yōu)選大約2mm。
10、如果在填充物中使用溴，溴的添加量?jī)?yōu)選為10-12至10-7摩爾/mm3，更優(yōu)選大約10-11至10-9摩爾/mm3。如果使用其它的鹵素，量相似。
本發(fā)明優(yōu)選的用途是用于視頻投射燈的短弧陶瓷電弧管、同樣用于汽車、光導(dǎo)纖維、顯示器、醫(yī)學(xué)、科學(xué)設(shè)備中，特別是用于高密度放電燈設(shè)備中。其它商業(yè)應(yīng)用為使用陶瓷或者高性能電弧管的在應(yīng)用時(shí)要求良好控制光束(高亮度、低眩目等)的任何燈產(chǎn)品中。本發(fā)明還可以用于高溫白熾鹵素?zé)糁?，其中這種應(yīng)用需要具有透明陶瓷電弧管的簡(jiǎn)潔更小的外套，以及具有透明陶瓷電弧管的簡(jiǎn)潔無電極高密度放電燈。本發(fā)明還應(yīng)用在具有陶瓷電弧管的所有高壓放電燈中，優(yōu)選高壓汞燈(不包括金屬鹵化物)，不太優(yōu)選高壓汞-金屬鹵化物燈(包含汞和金屬鹵化物)以及高壓金屬鹵化物燈(填充物中不包含汞)，同樣可以用于白熾鹵素?zé)艉蜔o電極高強(qiáng)度放電燈。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可以進(jìn)行各種變化以及對(duì)其元件進(jìn)行等同替換。此外，在不脫離其實(shí)質(zhì)范圍的前提下，可以進(jìn)行許多修改以使特殊情形或者材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明不局限于作為用于執(zhí)行本發(fā)明最佳實(shí)施方式公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入附加的權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于放電燈產(chǎn)生電弧的陶瓷電弧管，所述電弧管包括具有球形部分的陶瓷外壁，所述電弧管還包括在所述球形部分中弧形腔內(nèi)部的填充材料，所述陶瓷電弧管具有選自以下組的一個(gè)或多個(gè)光的光學(xué)控制特征a)在所述球形部分的外表面上或內(nèi)表面上的抗反射干涉涂層；b)球形部分的外壁的外表面或內(nèi)表面基本上是球形的；以及c)球形部分的外壁的壁厚成形為從圓弧向光耦合到所述電弧管的反光鏡的預(yù)定選擇區(qū)域聚焦光線。
2.權(quán)利要求1的電弧管，其中所述電弧管具有在球形部分的外表面或者內(nèi)表面上的抗反射干涉涂層。
3.權(quán)利要求2的電弧管，其中所述電弧管具有涂覆在球形部分的基本整個(gè)外表面上的所述抗反射干涉涂層。
4.權(quán)利要求1的電弧管，其中球形部分的外壁的外表面或者內(nèi)表面基本上是球形。
5.權(quán)利要求4的電弧管，其中球形部分的外壁的外表面基本上是球形。
6.權(quán)利要求4的電弧管，其中球形部分的外壁的內(nèi)表面基本上是球形。
7.權(quán)利要求5的電弧管，其中球形部分的外壁的內(nèi)表面基本上是球形。
8.權(quán)利要求1的電弧管，其中球形部分的外壁的壁厚成形為從圓弧向光耦合到所述電弧管的反光鏡的預(yù)定選擇區(qū)域聚焦光線。
9.權(quán)利要求8的電弧管，其中球形部分的內(nèi)表面為圍繞由電極的縱軸定義的縱軸成形的圓柱形。
10.權(quán)利要求8的電弧管，其中球形部分的內(nèi)表面圍繞由電極的縱軸定義的縱軸定義非圓柱球形。
11.權(quán)利要求8的電弧管，其中球形部分的外壁的外表面基本上是球形。
12.權(quán)利要求8的電弧管，其中球形部分的外壁的內(nèi)表面基本上是球形。
13.權(quán)利要求12的電弧管，其中所述電弧管具有在球形部分的基本整個(gè)外表面上的所述抗反射干涉涂層。
14.權(quán)利要求1的電弧管，其中球形部分的外壁由單晶材料制成。
15.權(quán)利要求1的電弧管，其中所述電弧管設(shè)置在視頻投射燈中。
16.權(quán)利要求15的電弧管，所述電弧管還包括一對(duì)電極。
17.權(quán)利要求4的電弧管，其中球形部分的外壁由選自由藍(lán)寶石、單晶釔-鋁-石榴石和多晶釔-鋁-石榴石組成的組中的材料制成。
全文摘要
一種陶瓷電弧管，優(yōu)選用于高壓放電燈。該陶瓷電弧管可以具有在電弧管的球形部分的外表面上或內(nèi)表面上的抗反射干涉涂層。該電弧管球形部分的外壁的外表面和/或內(nèi)表面可以基本上是球形以提高效率。該球形部分的外壁的壁厚可以成形為聚焦從圓弧向光耦合于電弧管的反光鏡的預(yù)定選擇區(qū)域傳播的光線，從而提高效率。
文檔編號(hào)H01J61/33GK1914708SQ200580003387
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者G·R·阿倫, A·G·查爾默斯, D·C·杜迪克, V·K·瓦加, P·布朗 申請(qǐng)人:通用電氣公司