FI69940B - Reflekterande lampa - Google Patents

Description

Ι·*^·1 ΓΒ1 m1,kuulutusjulkaisu

VjeM @ I6·* UTLÄGGNINGSSKRIFT °^7 4U

(45) (51) Kv.lk.7int.CI.* H 01 K I/32 SUOMI—FINLAND (21) Patenttihakemus Patentansökning 792098 (22) Hakemispäivä - Ansökningsdag 0 3 07 79 /FI) ' ' (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 03.07.79

(41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 0^ gQ

Patentti- ja rekisterihallitus (44\ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. — o. 12

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad -5 .1^.02 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 03-07.78 Japani-Japan(jP) 80755/78 (71) Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horΐkawa-cho, Saiwai-ku Kawasaki-shi, Japani-Japan(JP) (72) Tomiyoshi Hirano, Yokohama-shi, Michiyuki Sawada, Yokohama-shi Hidehiro Shinada, Kanagawa-ken, Japani-Japan(JP) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Heijastava lamppu - Ref 1ekterande lampa Tämän keksinnön kohteena on heijastava lamppu, joka käsittää hehkulampun kuvun ja siihen sisällytetyn hehkulangan, jossa hehkulampun kuvussa on etulinssiosa ja siihen sulatettu heijastava peiliosa, jolloin etulinssiosa on sisäpinnaltaan päällystetty ensimmäisellä ohuella kalvolla, joka heijastaa infrapunasäteitä ja päästää lävitseen näkyvää valoa, ja jolloin heijastava peiliosa koostuu neodyvmiä sisältämättömästä lasiaineesta ja on sisäpinnaltaan päällystetty toisella ohuella kalvolla, joka heijastaa näkyvää valoa.

Yleensä on käytetty laajalti hehku- ja fluoroivia lamppuja yleisvalaistuksen valonlähteinä. Nämä valonlähteet eivät kuitenkaan olleet tyydyttäviä hyvän värintoiston kannalta, kuten esim. näyteikkunan valonlähteinä. Esim. fluoroivalla lampulla on se huono puoli, että sen lämmin väri yms. tulevat heikoiksi, vaikka sen valkoinen väri, kylmä väri yms. tulevat voimakkaiksi. Siksi on yritetty eliminoida fluoroivan lampun tämä huono puoli parantamalla esim. fosforin koostumusta. Vielä ei kuitenkaan ole saavutettu tyydyttävää tulosta. Lisäksi hehkulampulla on se huono puoli, että sen valkoiseen vivahtava väri on heikko, koska se säteilee keltaiseen vivahtavia valokompo- 2 69940 nentteja. Tämän haitan poistamiseksi käytetään hehkulamppua, jonka kupu on tehty neodyymiä sisältävästä lasiaineesta. Neodyymiä sisältävä lasiaine absorboi valikoivasti valot, joiden aallonpituus on 580 nm ja lähellä 580 nm, so. keltaiseen vivahtavat valot. Jos hehkulampun kupu näin ollen tehdään tällaisesta lasiaineesta, se absorboi keltaiset valot, joita on paljon hehkulampun säteilemissä valoissa. Näin ollen lampun valaisemien esineiden kaikki värit, mm. lämpimät värit, kylmät värit, valkoiseen vivahtavat värit jne., näyttävät hyvin kirkkailta. Tämä merkitsee, että tällainen hehkulamppu antaa hyvän värien toiston. Siksi hehkulamppu soveltuu tuoreiden ruokien, kuten kalan, lihan ja vihannesten, sekä värikkäiden kankaiden valaistukseen.

Neodyymiä sisältävällä lasiaineella on kuitenkin se ominaisuus, että se ei ainoastaan absorboi edellä mainittuja keltaisia valoja, vaan lisäksi valot, joiden aallonpituudet ovat sen alueen sisällä, joka on lähellä punaisten ja lähes infrapunaisten valojen aallonpituuksien välistä rajaa. Siksi tästä lasiaineesta tehty kupu kuumenee enemmän kuin tavallisesta lasiaineesta tehty kupu. Varsinkin tuoreita ruokia valaisevalta lampulta vaaditaan, että se korostaa ruokien tuoreutta. Tämä merkitsee, että tältä lampulta vaaditaan suuri valais-tusvoima. Tästä on tuloksena kuvun suuri valovuo pintayksikköä kohden. Tämä aiheuttaa kuvun lämpötilan ylen suuren kasvun, mikä aiheuttaa kaasujen kehittymisen siitä. Tämä lyhentää hehkulampun kestoikää. Sen lämpötilan kohoamisen estämiseksi on rajoitettava sen neodyymisisäl-töä. Tämä asettaa kuitenkin esteen hyvän värien toiston saavuttamiselle. Lisäksi neodyymi on nykyään hyvin kallista, joten lamppu, jossa käytetään tätä kallista neodyymiä sisältävää lasiainetta, on myös kallis. Tämä rajoittaa tällaisen lampun yleisempää käyttöä.

Keksinnön tavoitteena on kehittää heijastava lamppu, joka estää kuvan lämpötilan liian suuren kasvun ja joka silti antaa riittävän värien toiston ja jonka valmistuskustannuksia voidaan pienentää.

Tämä tavoite on saavutettu alussa mainitun kaltaisella heijastavalla lampulla, jolle on ominaista, että etulinssiosa koostuu lasi-aineesta, joka sisältää neodyymiä, jonka määrä on alueella 0,5 - 5,0 paino-% laskettuna Nd20^:na lasiaineen kokonaispainon perusteella, ja että toisella ohuella kalvolla on kyky päästää lävitseen infrapunasäteitä .

li 69940

Piirustus esittää läpileikkauskuvantoa keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesta, heijastavasta lampusta.

Keksinnön erään toteutusmuodon mukaista, heijastavaa lamppua kuvataan nyt viitaten oheiseen piirustukseen.

Piirustuksen mukaisesti hehkulampun kupu 1 sisältää suppilon muotoisen heijastavan peiliosan 2 ja etulinssiosan 3, joista osa 2 on sulatettu ilmanpitävästi kiinni osaan 3 niiden kehäreuna-osien kohdalla. Lampun kanta 4 on asennettu heijastavan peiliosan 2 kaulaosalle. Kuvun 1 sisällä on hehkulanka 3 ja siihen on suljettu inerttinen kaasu, kuten argonkaasu.

Heijastava peiliosa 2 on tehty painevalantamenetclmällä tavallisesta lasiaineesta, joka ei sisällä erikoisainetta, kuten boorHasista. Heijastavan peiliosan 2 sisäpinta on esim. ellipsoi-din muotoinen ja se on peitetty ns. kylmäpeilikalvolla 6, joka heijastaa näkyvät valonsäteet ja joka päästää läpi infrapunasäteet. Kalvo 6 voidaan tehdä monikerroksiseksi häiriökalvoksi, joka koostuu esim. MgF2-Ge-MgF2-Ti02:n muodostamasta neljästä kerroksesta. Etulinssiosa 3 on tehty neodyymiä sisältävästä lasiaineesta, esim. boor ilasista, joka sisältää tavallisia komponentteja, kuten SiC>2 , B202 jne., sekä neodyymioksidia (Nd202). Boorilasin sisältämä Nd202:n määrä vastaa 0,5 - 5,0 paino-%, tai mieluummin 1,0 - 2,5 paino-%, mikä perustuu lasiaineen kokonaispainolle. Neodyymillä on se ominaisuus, että se absorboi valikoivasti keltaiseen vivahtavat valonsäteet, joiden allonpituudet ovat 580 nm:n alueella ja sen lähellä, ja lisäksi valonsäteet, joiden aallonpituudet ovat alueella, joka on lähellä punaisten ja infrapunaisten valojen aallonpituuksien välistä rajaa. Etulinssiosa 3 on samoin kuin heijastava peiliosa 2 painevalantatyyppiä ja sen sisäpinnalla on muodostettu useat puolipallon muotoiset ulkonemat 7 osan 3 läpäisevien valonsäteiden hajottamiseksi. Etulinssiosan 3 sisäpinta on peitetty ohuella kalvolla 8, joka päästää läpi näkyvät valonsäteet ja heijastaa infrapunasäteet. Kalvo 8 voi olla ns. EC-peitekalvo, esim. ohut kalvo, joka valmistetaan lisäämällä aivan pienet määrät Sb, Sn jne. metallihaloidiin, kuten Sn, In tms. Osan 3 ja osan 2 välisestä, sulatetusta osasta on riittävästi poistettu jäämärasi-tus, joka syntyi silloin, kun molemmat osat sulatettiin yhteen.

Koska heijastavalla lampulla on kerrottu rakenne, niin hehkulangan 5 säteilemien valonsäteiden kulkiessa etulinssiosan 3 läpi 69940 ne säteet, joiden aallonpituudet ovat sillä alueella ja sen alapuolella, joka on lähellä 580 nm, tulevat osan 3 absorboimiksi.

Tästä seuraa heijastavan lampun säteilemissä valonsäteissä siniseen, vihreään ja punaiseen vivahtavien säteiden suhteellinen kasvu. Siksi keksinnön mukainen lamppu korostaa tällaisia sinisiä, vihreitä ja punaisia valoja. Täten se voi antaa hyvän värien toiston. Lisäksi hehkulanka 5 säteilee suuren määrän infrapunasäteitä. Nämä säteet menevät osaksi kylmäpeilikalvon 6 läpi ja poistuvat ulkopuolelle tai taaksepäin. Kylmäpeilikalvo 6 heijastaa nämä säteet osittain. Infrapunasäteet, jotka hehkulanka 5 säteilee suoraan etu-linssiosaan 3, ja kylmäpeilikalvon 6 säteilemät infrapunasäteet heijastuvat suurimmaksi osaksi ohuesta kalvosta 8, joka peittää etu-linssiosan 3 sisäpinnan ja ne iskevät kylmäpeilikalvoon 6 mennäkseen tämän läpi, jolloin ne poistuvat ulkopuolelle tai taaksepäin. Tällä tavalla etulinssiosan 3 absorboituvien tai sen läpi kulkevien infrapunasäteiden määrä pienenee huomattavasti. Tämä aiheuttaa etu-linssiosan 3 absorboimien infrapunasäteiden aiheuttaman etulinssi-osan lämpötilan kohoamisen vähenemistä. Koska lisäksi etulinssi-osan 3 sisäpinnalla on suuri määrä valonsäteet hajottavia ulkone-mia, muuttuvat osan 3 läpi kulkevat valonsäteet hajavalonsäteiksi. Tämä estää langan 5 kuvan näkymästä valaistulla tasolla.

Etulinssiosan 3 muodostavan lasiaineen sisältämä neodyymin määrä on mieluiten alueella 0,5 - 5,0 paino-% laskettuna Nd20^:na.

Syyt tähän ovat seuraavat. Jos määrä on alle 0,5 paino-%, on keltaiseen vivahtavien valonsäteiden osaan 3 tapahtuva absorptio riittämätön, jolloin ei saavuteta sitä suotavaa vaikutusta, jonka lasiaineen sisältämän neodyymin pitäisi antaa. Jos määrä on yli 5,0 paino-%, on keltaisten valonsäteiden absorptio liian suuri, jolloin muut valot, kuten punainen, tulevat liian voimakkaiksi ja koko lampulla on epäluonnolliset värit. Jos määrä on yli 5,0 paino-%, muodostuu saadun lasiaineen ja heijastavan peiliosan 2 muodostavan, neodyymiä sisältämättömän lasiaineen lämpölaajenemiskertoimien välinen ero liian suureksi, jolloin on vaikeaa sulattaa kaksi osaa 2 ja 3 kiinni toisiinsa.

Edeltävässä toteutusmuodossa on kuvattu esimerkkiä, jossa osan 2 sisäpinta on peitetty ns. kylmäpeilikalvolla, joka heijastaa näkyvät valonsäteet ja päästää läpi infrapunasäteet. Heikkotehoisessa, esim. 60 W, heijastavassa lampussa voidaan kuitenkin

II

5 69940 käyttää ohutta kalvoa, joka heijastaa näkyvän valon, mutta joka ei päästä läpi infrapunasäteitä, kuten ohut kalvo, joka peittää heijastavan peiliosan 2 sisäpinnan, jolloin tämä ohut kalvo ts. heijastaa sekä näkyvät valonsäteet että infrapunasäteet. Tämä ohut kalvo on esim. Al-kerroksen muodostama kalvo. Tällaisessa heijastavassa lampussa etulinssiosasta 3 heijastuvat infrapunasäteet heijastuvat toistuvasti kuvun sisällä ja absorboituviit lopulta siihen. Tällaisessa lampussa nämä infrapunasäteet tulevat kuitenkin myös suuressa määrin hajotetuiksi ja absorboiduiksi heijastuspeiliosaan 2, niin että etulinssiosan 3 lämpötila ei kohoa suuresti. Mutta tällaisessakin tapauksessa on heijastava peiliosa 2 tehtävä lasiai-neesta, joka ei sisällä neodyymiä, jotta mahdollisimman suuri määrä näitä infrapunasäteitä poistuisi kuvun ulkopuolelle ja käytettävän neodyymimäärän vähentämiseksi.

Ulkonemia ei tarvitse aina muodostaa etulinssiosan sisäpinnalla.

Edellä kuvatussa toteutusmuodossa kyImäpeilikalvon, EC-pei-tekalvon ja Al-kerroksen muodostaman kalvon eri riittävät paksuudet ovat suunnilleen monen kymmenen mikronin luokkaa tai mieluiten alueella 10-30 ^,u.

Keksinnön heijastavan lampun mukaisesti hehkulangan sätei-lemiin valonsäteisiin sisältyvät infrapunasäteet heijastuvat ohuesta kalvosta, joka peittää etulinssiosan sisäpinnan ja joka heijastaa infrapunasäteet ja päästää läpi näkyvät valonsäteet, ja ne kulkevat heijastavan peiliosan läpi ja poistuvat ulkopuolelle, tai vaihtoehtoisesti ne hajotetaan ja absorboidaan hehkulampun kupuun kokonaisuutensa. Näin ollen voidaan pienentää etulinssiosaan absorboituvien infrapunasäteiden määrää, niin että etulinssiosan lämpötilan kohoaminen voidaan pitää alhaisella tasolla. Tämä voi eliminoida sellaisen haitan kuin kaasujen kehittymisen, jonka aiheuttaa kuvun lämpötilan kohoaminen. Näin on mahdollista saada aikaan lamppu, jonka kestoikä on pitkä. Koska etulinssiosan lämpötilan kohoaminen voidaan pitää alhaisella tasolla, voimme tällä määrällä lisätä etulinssiosan muodostavan lasteineen sisältämän neodyymin määrää. Näin voimme saavuttaa tarpeeksi hyvän värien toiston. Koska lisäksi lampun säteilemien infrapunasäteiden määrä on pieni, niin esim. tuoreiden ruokien valaistuksessa ruokien tuoreus ei kärsi. Koska lisäksi käytetään neodyymiä sisältämätöntä lasia heijastavan 69940 peiliosan aineena, poistuvat hehkulangan säteilemät infrapunasäteet hyvin tehokkaasti ulkopuolelle. Näin voimme pitää kuvun lämpötilan kohoamisen alhaisella tasolla ja lisäksi vähentää lasiaineessa käytetyn neodyymin määrää. Näin voimme alentaa heijastavan lampun kustannuksia. Lisäksi meidän menetelmämme, jonka mukaan muodostamme etulinssiosan neodyymiä sisältävästä lasiaineesta, tarjoaa seu-raavat edut.

Ohut kalvo 8, jolla peitetään etulinssiosan sisäpinta, asetetaan tälle pinnalle, kun tämän osan on annettu kuumentua korkeaan lämpötilaan. Koska tässä tapauksessa neodyymiä sisältävä lasiaine absorboi infrapunaisia säteitä, voidaan mainittu kuumentaminen suorittaa helposti, joten ohut kalvo 8 voidaan muodostaa helposti. Kun kysymyksessä on suojasädetyyppinen heijastava lamppu, jossa etulinssiosa sulatetaan kiinni heijastavaan peiliosaan molempien osien valmistuksen jälkeen, sallii tämä meidän helposti peittää etulinssiosan sisäpinnan ohuella kalvolla ennen tätä sulatustyötä.

Il

Claims (5)

69940 7

1. Heijastava lamppu, joka käsittää hehkulampun kuvun (1) ja siihen sisällytetyn hehkulangan (5), jossa hehkulampun kuvussa (1) on etulinssiosa (3) ja siihen sulatettu heijastava peiliosa (2), jolloin etulinssiosa (3) on sisäpinnaltaan päällystetty ensimmäisellä ohuella kalvolla (8), joka heijastaa infrapunasäteitä ja päästää lävitseen näkyvää valoa, ja jolloin heijastava peiliosa (2) koostuu neodyymiä sisältämättömästä lasiaineesta ja on sisäpinnaltaan päällystetty toisella ohuella kalvolla (6), joka heijastaa näkyvää valoa, tunnot-t u siitä, että etulinssiosa (3) koostuu lasiaineesta, joka sisältää neodyymiä, jonka määrä on alueella 0,5 - 5,0 paino-% laskettuna ^2^3 :na lasiaineen kokonaispainon perusteella, ja että toisella ohuella kalvolla (6) on kyky päästää lävitseen infrapunasäteitä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen heijastava lamppu, tunnettu siitä, että toinen ohut kalvo (6) on kylmäpeilikalvo.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen heijastava lamppu, tunnettu siitä, että kylmäpeilikalvo on monikerroksinen interfe-renssikalvo, jonka muodostavat MgF0 - Ge - MgF0 - TiO-,.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen heijastava lamppu, tunnet-t u siitä, että neodyymin määrä etulinssiosassa (3) on alueella 1,0- 2,5 paino-% laskettuna Nd202:na lasiaineen kokonaispainon perusteella.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen heijastava lamppu, tunnettu siitä, että etulinssiosan (3) sisäpinnalla on suuri määrä ulkonemia (7) valon hajoittamista varten.