CN101273434A

CN101273434A - 反射灯

Info

Publication number: CN101273434A
Application number: CNA2006800334133A
Authority: CN
Inventors: 阿克塞尔·邦克; 弗兰克·格勒克勒; 克里斯托弗·克里格尔迈尔
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-09-24
Also published as: WO2007031542A3; TW200731320A; WO2007031542A2; CA2622199A1; US20090051287A1; DE202005014516U1

Abstract

本发明公开了一种反射灯，特别是卤素反射灯，具有可透光的灯容器，在该灯容器中容纳有至少一个发光体，其中灯容器的至少一个容器区段设置有反射涂层。按照本发明，反射涂层具有干涉滤光器，该干涉滤光器对于可见波长范围中的光基本上是不可穿透的，而对于红外波长范围中的光则具有确定的透射和反射特性。

Description

反射灯

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的反射灯。

背景技术

根据本发明的反射灯原则上可以应用在多种灯系统中。然而，反射灯的主要应用领域应在用于一般照明、例如用于天花板内嵌式光源或家具内嵌式光源、灵活的照明系统、信令设备或者辐射器的卤素反射灯中。

这种反射灯例如已在本申请人的DE 103 18 051 A1中公开。传统的卤素反射灯具有透光的、单侧密封的灯容器，该灯容器在其内设置有螺旋形灯丝。与传统的反射灯相比，在这种卤素反射灯的情况下，灯容器的容器区段设置有反射光的涂层。在该解决方案中，反射光的涂层被构造为由铝或银构成的金属涂层，因为这种涂层基本上对所有光波长都具有高反射率。所公开的结构明显比传统的带有反射体的反射灯构造得更简单，该反射体由抛物面或椭圆面状的、由压制玻璃构成的玻璃罩构成，并且反射灯具有内嵌式灯例如卤素白炽灯，内嵌式灯被固定在反射体的光轴上。由此，这种反射灯被构造得极其紧凑并且在安装时需要最小的安装空间。

这种反射灯的缺点一方面是，金属镜面反射层的透射特性和反射特性在宽的光谱范围上是确定的，其中金属镜面反射层对于在可见波长范围中的光和在红外波长范围中的光具有高反射率，并且由此热辐射大部分在光出射方向上离开反射灯。由此，受灯照射的对温度敏感的对象会受到损害。此外，不利的是，这种金属镜面反射层在个别情况下不具有足够高的温度稳定性，并且尤其是在空间狭小的热光源中，该金属镜面反射层在灯的使用寿命期间蒸发或者扩散到灯容器的玻璃中。由此，反射涂层的反射效果在灯的使用寿命期间急剧下降。出于这样的原因，需要通过附加的例如由钌构成的保护层来防止在高的温度负载时金属镜面反射层氧化。由于需要保护层，所以用于制造这种反射灯的涂布工艺是复杂并且高成本的。此外还应指出，由铝或银构成的金属反射涂层的反射率值经常满足不了对反射效果的高要求。

发明内容

本发明的任务在于提供一种反射灯，其中相对于传统的解决方案，能够在改进反射涂层对可见波长范围中的光的温度稳定性和反射效果的情况下，实现以限定方式调节对红外波长范围中的光的透射特性和反射特性。

该任务按照本发明通过权利要求1所述的特征来解决。本发明的特别有利的实施形式描述在从属权利要求中。

根据本发明的反射灯具有透光的灯容器，在该灯容器中容纳有至少一个发光体，其中灯容器的容器区段设置有反射涂层。按照本发明，反射涂层具有干涉滤光器(二色性滤光器)，该滤光器对于可见波长范围中的光基本上是不可穿透的，而对于红外波长范围中的光具有限定的透射特性和反射特性。相对于按照DE 103 18 051 A1的具有金属涂层的现有技术，由于存在干涉滤光器所以可以调节反射涂层的光谱特性并且使在灯的发射方向上的热效应适配，使得被灯照射的例如温度敏感的对象不会受到损害，或者在天花板内嵌式灯的情况下防止底座侧过热和反射灯的使用寿命缩短。此外，干涉滤光器的氧化层比金属明显更耐热，这样氧化层特别是在空间狭小的热光源中在灯的使用寿命期间不会蒸发或者扩散到灯容器的玻璃中。由此，不需要通过附加的保护层来防止金属镜面反射层在高的温度负载时氧化。此外由于干涉滤光器的层结构，还可以实现反射灯的较高的反射率。由此，即使在例如由于这种灯的进一步小型化而引起的高温度的情况下，根据本发明的反射灯也能满足对反射效果的要求。

按照一种特别优选的实施例，该反射涂层对于可见波长范围中的光具有90％以上的平均反射率，这样反射灯在所希望的可见光谱中具有高的光学效率。

证明为特别有利的是，反射涂层被施加在容器区段的外环周上。由于涂层位于外部，所以干涉滤光器不会受到灯容器中的填充物(例如卤素填充物)的腐蚀作用，并且在简化的涂层方法中承受较少的热。

按照本发明的一种优选的实施形式，干涉滤光器具有多个低光学折射率的和高光学折射率的层。

低光学折射率的层优选为SiO₂层，而高光学折射率的层优选为TiO₂层、Nb₂O₅层、Ta₂O₅层、ZrO层或者Al₂O₃层。干涉滤光器涂层可借助由常用现有技术所公开的涂布方法、例如通过PVD或CVD真空涂布方法或浸渍工艺来实现。

干涉滤光器优选被优化为使得第一滤光边缘(filterkante)处于从大约360nm至440nm的波长范围中，优选在410nm。由此，灯发射可见波长范围中的辐射的大部分，使得实现了反射灯的改进的光学效率。

按照本发明的一种优选的实施形式，干涉滤光器构成宽带镜面涂层(Breitbandverspiegelung)，该宽带镜面涂层被优化为使得第二滤光边缘处于红外波长范围中，尤其在1200nm至1400nm的波长范围中，优选在1350nm。在这种例如适合于天花板内嵌式光源的解决方案中，光源的热负荷被减小，因为辐射的红外部分(热辐射)大部分被从光源中反射出去。

在该变形方案中，低光学折射率的层优选基本上具有大约80nm至190nm范围中的层厚，高光学折射率的层基本上具有大约50nm至125nm范围中的层厚，并且交替地设置。在此，干涉滤光器优选由48层构成。

按照反射灯的另一实施例，干涉滤光器构成冷光镜面涂层(Kaltlichtverspiegelung)，该冷光镜面涂层被优化为，使得对于红外波长范围中的光的反射率平均小于20％。在这种解决方案中，进一步减少被反射涂层从灯容器辐射到空间中的灯的热辐射，因为反射涂层对于热辐射很大程度上是可穿透的，这样热辐射可向后、即朝着底座离开反射灯。由此，即使在对象对温度非常敏感的情况下，也避免了由于灯所发射的辐射而造成损害。

在根据本发明的一个变形方案中，干涉滤光器构成中间镜面涂层(Mittelverspiegelung)，它被优化为使得对于红外波长范围中的光的反射率平均小于50％。由此，减少了被反射涂层从灯容器辐射到空间中的反射灯的热辐射，这样在光源仅承受低的热负荷的情况下防止了灯所照射的对温度敏感的对象的损坏。

优选地，灯容器的被密封的末段被构造为底座，以便保证反射灯的尺寸尽可能小而无需附加的部件。

在一种优选的实施例中，发光体具有至少一个螺旋形灯丝。该螺旋形灯丝优选在灯容器中被轴向定向。由此，螺旋形灯丝可以简化地被插入灯容器的灯颈部中。此外，相对于螺旋形灯丝的水平布置，在螺旋形灯丝轴向布置的情况下使不希望的进入反射体颈部的辐射最小化，并且由此进一步改进了反射灯的光学效率。

按照具有轴向反射体的反射灯的第一变形方案，反射涂层基本上环形地设置在灯容器的邻接底座的抛物面状的容器区段上和/或设置在灯颈部上。由此，实现了在灯容器的纵轴方向上限定的光辐射。由于抛物面状的反射区段，反射灯具有高的光学效率。

在该变形方案中，反射涂层优选至少分段地延伸直到底座的纵侧面上，这样避免了不希望的通过底座发射的散射光。

按照本发明的具有侧向反射体的一个代替实施形式，反射涂层最大在灯容器环周的50％上延伸。由此，通过反射涂层避免了光阴影并且实现了横向于灯容器纵轴的灯的限定的光辐射。

为了避免不希望的底座的散射光发射并且进一步改进反射灯的光学效率，反射涂层优选至少分段地延伸直至底座的区域中。

优选的是，在具有侧向反射体的实施例中，螺旋形灯丝与灯容器的纵轴平行地、朝着反射涂层错开地被设置在灯容器中。由此，螺旋形灯丝被反射涂层包围，使得它被设置在反射涂层的焦点区域中，并且在横向于灯容器的纵轴的方向上定向的光辐射被进一步改进。

附图说明

下面借助优选的实施例更为详细地阐述本发明。其中：

图1示出了根据本发明的具有轴向反射体的反射灯的第一实施例的主视图；

图2示出了根据本发明的具有侧向反射体的反射灯的第二实施例的主视图；

图3示出了图2中的反射灯的侧视图；

图4示出了根据图1至3的干涉滤光器涂层的反射曲线；

图5示出了具有构造为中间镜面涂层的干涉滤光器涂层的反射灯的反射曲线；

图6示出了具有构造为冷光镜面涂层的干涉滤光器涂层的反射灯的反射曲线。

具体实施方式

下面借助从一侧带有灯座的、使用低电压技术的卤素反射灯来阐述本发明，它们例如大量使用在一般照明中。然而，如开始所提及的那样，根据本发明的反射灯绝不限于这种灯类型。

借助图1首先阐述了根据本发明的具有轴向反射体的反射灯的第一实施例。

图1示出了构造为低压-卤素反射灯1的反射灯，该反射灯具有由石英玻璃构成的关于灯纵轴2旋转对称的灯容器4，在灯容器4(图1中)的下末段上通过收缩封头(Quetschdichtung)6构造类型为GY6.35的底座8，卤素反射灯1通过底座8可以插入未被示出的灯座。收缩封头6经过大致圆柱形的灯颈部10过渡到灯容器4的容器区段12，该容器区段漏斗状地变宽、基本上是抛物面状。灯容器4的远离于底座8的末段通过拱顶状成形的圆顶14构成，该圆顶具有与收缩封头6正相对地设置的抽吸管突出部(Pumpstengelansatz)16，在制造灯1时在抽吸管突出部上安置有抽气管，以便将灯容器内部抽成真空并且填充以含卤素的填充气体。在填充之后，该抽气管被移除并且抽吸管突出部16被熔合上。灯容器4的石英玻璃设置有吸收紫外线的掺杂材料并且相对于其纵轴2轴向对称地构造。在灯容器4中设置有发光体18，该发光体在所描述的实施例中被实施为由钨丝构成的螺旋形灯丝20。螺旋形灯丝20被构造为具有内回线(Innenrueckfuehrung)的轴向灯丝，其中螺旋形灯丝20的末段22中心地穿过大致呈圆柱状的螺旋基体24。由此，螺旋形灯丝20具有减小的直径并且能够在制造时通过灯颈部10插入灯容器4中。此外，内回线相对于螺旋形灯丝20的从外部返回的的末段22防止了在灯1的工作期间由末段22产生阴影，使得保证了反射灯1的均匀的光辐射特性。此外，相对于螺旋形灯丝20的水平布置，在轴向布置螺旋形灯丝的情况下使不希望的进入灯颈部10的辐射最小化，并且由此改进了反射灯1的光学效率。螺旋形灯丝20的内部电流馈送线26、28直接通过螺旋丝的两个末段来构成，并且分别与气密地嵌入收缩封头6中的钼片30焊接，钼片30又与外部电流馈送线32，34相连接。外部电流馈送线32、34的与钼片30焊接的端部36、38被折弯地并且平整地实施并且由钼构成，而其由收缩封头6中导出的端部与由镍构成的触针40、42相连接，所述触针具有相对于外部的电流馈送线32、34更大的直径。

根据图1，灯容器4的漏斗状容器区段12环绕地设置有反射涂层44(为了能看到灯的内部仅简要表示)，其中灯容器4的与底座8背离的圆顶14构成光出射开口46。反射涂层44还延伸到底座8的纵侧面48、50上，从而避免不希望的经过底座8发射的散射光。螺旋形灯丝20的发射光的螺旋基体24完全被灯容器4的漏斗状的容器区段12包围，使得螺旋形灯丝20被反射涂层44遮盖。由此，螺旋形灯丝20所产生的辐射被反射涂层44偏转到与反射灯1的纵轴2成大约30度的辐射角内，并且实现定向的光辐射。

按照本发明，反射涂层44具有干涉滤光器(二色性滤光器)，它对于在可见波长范围中的光基本上是不可穿透的，而对于在红外波长范围中的光具有限定的透射特性和反射特性。由于存在干涉滤光器44，所以反射涂层44的光谱特性可以被调节并且在灯1的辐射方向上的热效应可被适配，使得被灯1照射的例如温度敏感的对象不会受到损害，或者在天花板内嵌式灯的情况下防止底座侧过热和反射灯1的使用寿命缩短。此外，干涉滤光器44的氧化层明显比金属更耐热，这样反射涂层44具有高的温度稳定性，并且尤其是在空间狭小的热光源中在灯的使用寿命期间不会蒸发或者扩散到灯容器4的玻璃中。由此，即使在例如由于这种灯的进一步小型化而引起的高温的情况下，反射灯1也满足对反射效果的要求。在所示的实施例中，反射涂层44被施加在容器区段12的外环周45上。由于涂层44位于外部，所以干涉滤光器44不会受灯容器4中的卤素填充物的腐蚀作用，并且在简化的涂层方法中承受较少的热。干涉滤光器涂层44由多个低光学折射率和高光学折射率的层构成，它们借助由常用现有技术所公开的涂布方法、例如通过PVD或CVD真空涂布方法或者浸渍工艺被施加到灯容器4的容器区段12上和底座8的纵侧面48、50上。反射涂层44的层厚例如可以通过涂布工艺的持续时间来控制。

在所示的实施例中，干涉滤光器涂层44按照表1由总共48个干涉层构成，这些干涉层交替地由低光学折射率和高光学折射率的层构成，这些层由金属氧化物构成，其中低光学折射率的层为SiO₂(二氧化硅)，而高光学折射率的层为TiO₂(二氧化钛)。干涉层以1号层开始设置在容器区段12的外表面45和底座8的纵侧面50、52上，其中层1至48直接地彼此相随并构成反射涂层44。

表1

在本发明的一个未示出的变形方案中，高光学折射率的层为Nb₂O₅层、Ta₂O₅层、ZrO层或者Al₂O₃层。

按照图2，示出了根据本发明的具有侧向反射体的反射灯52，卤素反射灯52具有由石英玻璃构成的、绕灯纵轴54旋转对称的、基本上圆柱状的灯容器56，在灯容器56的(在图2中)下区段上通过收缩封头58构造有类型为G4的底座60。底座60经过灯颈部62过渡到灯容器56中。灯容器56的远离底座60的末段由圆顶64构成，在其上构造有抽吸管突出部66。

如从图3(示出了图2中的卤素反射灯52的侧视图)可以看到，灯容器56的第一半壳68在外环周面70上设置有在图1中所述的反射涂层44(为了能看到灯的内部在图3中仅简要表示)。灯容器56的第二半壳72可透光地构造为光出射窗并且不具有涂层。在所示的实施例中，两个半壳68、72的分隔面沿着灯容器56的纵轴54走向，使得反射涂层44实际在灯容器56的、从底座60到抽吸管突出部66的总高度上在灯容器56的环周的50％上延伸。由此，避免了由于反射涂层44引起的光阴影，并且实现灯52的横向于灯容器56的纵轴54的限定的光幅射。在另外的变形方案中，在被涂布的和未被涂布的半壳68、72之间的分隔面可以与卤素反射灯52的纵轴54成锐角地走向。此外，灯容器56表面的被涂布的和未被涂布的部分之间的比例是可变的。在灯容器56中设置有发光体74，该发光体在所示的实施例中被实施为轴向定向的、由钨丝构成的螺旋形灯丝76，该螺旋形灯丝相对于灯容器56的纵轴54平行向左、即朝着灯容器56的设置有反射涂层44的半壳68错开，使得至反射涂层44的距离T小于至由第二半壳72构成的光出射窗的距离t。螺旋形灯丝76完全被设置有反射涂层44的半壳68包围，这样螺旋形灯丝76被反射涂层44完全遮盖。换句话说，通过干涉滤光器涂层44构成了反射区，该反射区分段间隔地围绕螺旋形灯丝76并且将辐射出的光朝着光出射窗72的方向反射，使得卤素反射灯52的辐射角受到限制，并且由此能够实现对预先确定的面的均匀照明。尤其是如从图2可看出的那样，灯丝76的内部电流馈送线78、80直接通过螺旋丝的两个末段来构成，并且分别与气密地嵌入收缩封头58中的钼片82焊接，钼片又与由钼构成的外部电流馈送线84、86相连接。外部电流馈送线84、86的与钼片82焊接的第一末段被折弯地并且平整地实施。外部电流馈送线84、86的第二末段作为触针从收缩封头58中引出。

为了最小化底座60的不希望的散射光发射并且进一步改进反射灯52的光学效率，在反射灯52的一个未示出的变形方案中，反射涂层44至少分段地延伸直至底座60的区域中。

在图4中通过曲线88示出了按照图1至3的反射灯1、52的干涉滤光器涂层44的反射特性。按照曲线88，灯容器4、56的反射涂层44在这些实施例中被构造为，使得它们基本上反射由螺旋形灯丝20、76发射的直至超过1100nm的波长范围中的辐射的所有波长范围(宽带镜面涂层)。干涉滤光器44为此被优化为，使得第一滤光边缘90处于大约410nm的波长，并且灯1、52发射在可见波长范围中的辐射的大部分，使得实现了反射灯1、52的高的光学效率。干涉滤光器44的第二滤光边缘92按照图4处于大约1350nm波长的红外光谱区中。在这种例如适合于天花板内嵌式光源的解决方案中，该光源的热负荷被减小，因为辐射的红外部分(热辐射)大部分从该光源中被反射出去。

图5借助曲线94示出了未示出的根据本发明的反射灯的反射特性，该反射灯具有构造为中间镜面涂层的干涉滤光器。按照图5干涉滤光器在此被优化，使得对于在红外波长范围中的光的反射率平均小于50％。滤波边缘96处于大约410nm的波长，使得反射涂层反射在达到大约780nm的可见波长范围中的辐射的大部分。由此，减少了被反射涂层从灯容器辐射到空间中的反射灯的热辐射，使得在光源仅承受小的热负荷的情况下防止了被灯照射的温度敏感的对象的损害。

在图6中通过曲线98示出了按照反射灯的另一未示出的实施例的、被构造为冷光镜面涂层的干涉滤光器涂层的反射特性。该干涉滤光器在此被优化，使得对于在红外波长范围中的光的反射率平均小于20％，而反射涂层基本上反射在达到大约780nm的可见波长范围中的辐射。干涉滤光器为此被优化，使得第一滤光边缘100处于大约410nm的波长，而第二滤光边缘102处于大约800nm。在该实施例中，被反射涂层从灯容器辐射到空间中的灯的热辐射被进一步减小，因为反射涂层对于热辐射很大程度上是可穿透的，使得它可以向后、即朝着底座离开反射灯。由此，即使是在对象对温度很敏感的情况下也可避免由灯发射的热辐射引起的损害。

本发明并不限于上面详细描述的实施例，尤其是本发明可以被应用于具有任意的灯容器几何形状和具有各种干涉滤光器设计的白炽灯1、52中。此外，其他的合适的材料和涂布工艺可以用于干涉层。本发明本质在于，反射涂层44具有干涉滤光器，该干涉滤光器对于可见波长范围中的光基本上是不可穿透的，而对于红外波长范围中的光则具有限定的透射特性和反射特性。

本发明公开了反射灯1、52，特别是卤素反射灯，所述反射灯具有可透光的灯容器4、56，在所述灯容器中容纳有至少一个发光体18、74，其中灯容器4、56的至少一个容器区段12、68设置有反射涂层44。按照本发明，反射涂层44具有干涉滤光器，该干涉滤光器对于可见波长范围中的光基本上是不可穿透的，而对于红外波长范围中的光则具有限定的透射特性和反射特性。

Claims

1.一种反射灯，特别是卤素反射灯，具有可透光的灯容器(4，56)，在所述灯容器中容纳有至少一个发光体(18，74)，其中灯容器(4，56)的至少一个容器区段(12，68)设置有反射涂层(44)，其特征在于，反射涂层(44)具有干涉滤光器，所述干涉滤光器对于可见波长范围中的光基本上是不可穿透的，而对于红外波长范围中的光具有限定的透射特性和反射特性。

2.根据权利要求1所述的反射灯，其特征在于，反射涂层(44)对于可见波长范围中的光具有90％以上的平均反射率。

3.根据权利要求1或2所述的反射灯，其特征在于，反射涂层(44)被施加在容器区段(12，68)的外环周(45，70)上。

4.根据上述权利要求中任一项所述的反射灯，其特征在于，干涉滤光器(44)具有多个低光学折射率的层和高光学折射率的层。

5.根据权利要求4所述的反射灯，其特征在于，低光学折射率的层为SiO₂层，而高光学折射率的层优选为TiO₂层、Nb₂O₅层、Ta₂O₅层、ZrO层或者Al₂O₃层。

6.根据上述权利要求中任一项所述的反射灯，其特征在于，干涉滤光器(44)被优化为，使得滤光边缘(90，96，100)处于从大约360nm至440nm的波长范围中，优选处于410nm。

7.根据上述权利要求中任一项所述的反射灯，其特征在于，干涉滤光器(44)构成宽带镜面涂层，所述宽带镜面涂层被优化为，使得滤光边缘(92)处于红外波长范围中，尤其在从1200nm至1400nm的波长范围中，优选处于1350nm。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的反射灯，其特征在于，低光学折射率的层基本上具有大约80nm至190nm范围的层厚，而高光学折射率的层基本上具有大约50nm至125nm范围的层厚，并且交替地设置。

9.根据权利要求8所述的反射灯，其特征在于，干涉滤光器(44)具有48层。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的反射灯，其特征在于，干涉滤光器(44)构成中间镜面涂层，所述中间镜面涂层被优化为，使得对于红外波长范围中的光的反射率平均小于50％。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的反射灯，其特征在于，干涉滤光器(44)构成冷光镜面涂层，所述冷光镜面涂层被优化为，使得对于红外波长范围中的光的反射率平均小于20％。

12.根据上述权利要求中任一项所述的反射灯，其特征在于，发光体(18，74)具有至少一个在灯容器(4，56)中被轴向定向的螺旋形灯丝(20，76)。

13.根据上述权利要求中任一项所述的反射灯，其特征在于，灯容器(4，56)的被密封的末段(6，58)被构造为底座(8，60)。

14.根据权利要求13所述的反射灯，其特征在于，反射涂层(44)作为轴向反射体基本上环形地设置在灯容器(4)的邻接底座(8)的、抛物面状的容器区段(12)上和/或设置在灯颈部(10)上。

15.根据权利要求13或14所述的反射灯，其特征在于，反射涂层(44)至少分段地在底座(8)的纵侧面(48，50)上延伸。

16.根据权利要求1至13中任一项所述的反射灯，其特征在于，反射涂层(44)作为侧向反射体最大在灯容器(56)的环周的50％上延伸。

17.根据权利要求16所述的反射灯，其特征在于，螺旋形灯丝(76)与灯容器(56)的纵轴(54)平行地、朝着反射涂层(44)错开地设置。

18.根据权利要求16或17所述的反射灯，其特征在于，反射涂层(44)至少分段地延伸直至底座(60)的区域中。