KR20040095679A - 유색 광선 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐쇄된 내부 볼륨(3)을 형성하는 제1 영역(21), 및 상기 제1 영역(21)에 인접한 폐쇄 영역(22)을 갖는 투명 외피(2), 상기 내부 볼륨(3) 내에 위치하며 상기 폐쇄 영역(22)을 통해 외부와 전기적으로 접속되는 광원(4), 상기 제1 영역(21) 외부에 형성되며, 투명 스펙트럼 영역을 규정하는 간섭 필터 코팅(8), 및 상기 제1 영역(21) 외부에 형성되며, 상기 폐쇄 영역(22)에 인접하게 상기 제1 영역(21)의 일부를 둘러싸는 링 형상부(71)를 포함하는 광선 흡수 코팅(7)을 포함하는 램프에 관한 것이다.

Description

유색 광선 발생 장치{LAMP FOR GENERATING COLORED LIGHT}
본 발명은 유색, 바람직하게는 적색 또는 황색 광선을 발생시키기 위한 램프에 관한 것으로, 상기 램프의 투명 외피 겉면에 간섭 필터 코팅 및 광선 흡수 코팅이 형성되어 있다. 이러한 램프는 자동차의 미등, 브레이크 등 또는 방향 지시등, 주간 주행등 또는 주차등에 사용된다.
유럽 공개 명세서 EP 0 986 093 A1은 투명 램프관이 적색 또는 황색 광선을 방사하는 간섭 필터 코팅 및 광선 흡수 코팅을 갖는 백열 램프를 개시하고 있다. 광선 흡수 코팅은 5.4 ㎚ 내지 5.8 ㎚ 범위의 두께를 갖는 단일 층의 산화철(Fe2O3)로 구성된다.
유럽 공개 명세서 EP 1 156 514 A1은 투명 외피가 적색 광선을 방사하는 간섭 코팅 및 광선 흡수 코팅을 갖는 백열 램프를 개시하고 있다. 광선 흡수 코팅은 하나의 이산화규소 층에 의해 분리되는 2개의 산화철(Fe2O3) 층을 포함하며, 산화철 층의 두께는 각각 8 ㎚ 및 14 ㎚이다.
US 5,200,855는 보다 짧은 가시 파장에서 높은 흡수율을 갖는 물질인 산화철(Fe2O3)로부터 높은 광 굴절률의 간섭 코팅 층이 형성되는 다층 간섭 코팅의 사용을 개시하고 있다. 참조된 특허는 원하는 색 순도를 제공하는 동시에 흡수 층으로 인한 루멘 감소를 최소화하기 위해 고의로 불균일한 두께의 흡수 물질을 사용하는 실용을 교시하지 않는다. 상술한 특허에 따른 간섭 필터로 코팅된 램프 외피는 다층의 흡수 물질의 흡수 작용으로 인해 바람직하지 않게 낮은 루멘 출력을 갖게 된다.
본 발명의 목적은 유색 광선을 발생시키는 개선된 램프를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 바람직하지 않은 스펙트럼 영역들로부터 감소된 광선 출력을 갖는 램프를 제공하는 것이다.
상기 목적은 폐쇄된 내부 볼륨을 형성하는 제1 영역, 및 폐쇄 영역으로서 구성되며 상기 제1 영역에 인접하게 배치되는 제2 영역을 갖는 투명 외피, 상기 내부 볼륨 내에 위치하며 상기 폐쇄 영역을 통해 외부와 전기적으로 접속되는 광원, 상기 제1 영역의 외부에 형성되며, 투명 스펙트럼 영역을 규정하는 간섭 필터 코팅, 및 상기 제1 영역 외부에 형성되며, 적어도 20 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 200 ㎚ 범위의 층 두께를 갖는 링 형상부를 포함하는 광선 흡수 코팅을 포함하는 램프에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 램프는 단지 간섭 필터 코팅의 특성에 의해 결정되는 투명 스펙트럼 영역으로부터의 광선을 방사한다. 광원에 의해 발생된 투명 스펙트럼 영역 이외의 다른 스펙트럼 영역으로부터의 광선은 간섭 필터 코팅에 의해 차단된다. 따라서, 램프에 의해 방사되는 광선의 색상은 본래 간섭 필터 코팅에 의해 결정된다. 제1 영역의 형상 및 제1 영역에 대한 광원의 위치에 따라 다른 입사각의 광선이 간섭 필터 코팅에 부딪친다. 간섭 필터 코팅의 투명도는 간섭 필터 코팅에 부딪치는 광선의 입사각에 따라 달라지기 때문에, 간섭 필터 코팅의 투명 스펙트럼 영역 밖의 스펙트럼 영역의 일부 광선은 다른 부분의 광원에 의해 발생되는 광선이 간섭 필터의 각각의 위치의 각각의 입사각으로부터 부딪친다는 사실로 인해 간섭 필터 코팅에 의해 투과된다. 광선의 색 변화는 입사각에 따라 증가한다. 이는 간섭 필터 코팅을 사용하여 필요한 색상 범위를 갖는 램프의 구성을 어렵게 한다. 본 발명에 따른 램프의 광선 흡수 코팅은 간섭 필터 코팅의 투명 스펙트럼 영역 바깥의 광선을 흡수하는 역할을 하며, 일정한 색상의 광선 출력을 제공한다. 본 발명에 따르면, 상기 광선 흡수 코팅은 적어도 20 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 200 ㎚ 범위의 층 두께를 갖는 링 형상부를 포함한다. 상기 광선 흡수 코팅의 링 형상부의 두께는 램프의 광선 출력의 현저한 감소를 피하기 위해 200 ㎚를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 한편, 상기 광선 흡수 코팅의 링 형상부의 두께는 간섭 필터 코팅의 투명 스펙트럼 영역 바깥의 광선을 충분히 흡수하도록 20 ㎚ 미만, 바람직하게는 50 ㎚ 미만으로 떨어지지 않는다.
유리하게는, 상술한 광선 흡수 코팅의 링 형상부의 폭이 5 ㎜ 내지 20 ㎜ 범위이고, 상기 광선 흡수 코팅의 링 형상부는 램프 외피의 폐쇄 영역으로부터 0 ㎜ 내지 10 ㎜ 범위의 거리에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 치수들은 간섭 필터 코팅에 의해 형성된 투명 스펙트럼 영역 바깥의 광선 대부분이 광선 흡수 코팅에 의해 확실히 차단되게 하는 한편, 간섭 필터 코팅에 의해 형성된 투명 스펙트럼 영역의 적은 부분의 광선은 광선 흡수 코팅에 의해 흡수되게 한다. 본 발명의 대부분의 바람직한 실시예에 의하면, 광선 흡수 코팅은 산화철(Fe2O3)로 이루어지며 단일 층으로서 설계된다. 바람직하게는, 광선 흡수 코팅은 외피에 인접하고 간섭 필터 코팅은 광선 흡수 코팅에 겹쳐진다. 유리하게는, 광선 흡수 코팅은 외피의 제1 영역 전체로 확장된다. 그러나 제1 영역의 나머지를 덮는 광선 흡수 코팅 일부의 두께는 광선 흡수 코팅의 상술한 링 형상부의 두께보다 훨씬 더 작아 일정한 색상의 높은 광선 출력을 제공한다. 상술한 제1 영역의 나머지를 덮는 광선 흡수 코팅의 두께는 7 ㎚ 내지 40 ㎚ 범위가 바람직하다. 상술한 제1 영역은 구근(bulbous)영역 또는 관 영역이거나 그 밖의 다른 원하는 형상을 가질 수도 있다.
브레이크 등, 미등 또는 방향 지시등, 주간 주행등 또는 주차등에 사용하기 적합한 램프를 제공하기 위해, 간섭 필터 코팅은 적어도 적색 광선의 스펙트럼 영역, 바람직하게는 적색 및 황색 광선의 스펙트럼 영역을 포함하는 투명 스펙트럼 영역을 규정하도록 구성된다. 본 발명의 대부분의 바람직한 실시예에 따르면, 간섭 필터 코팅은 550 ㎚보다 긴 파장을 갖는 광선에 대해 투명하고 550 ㎚보다 짧은 파장을 갖는 광선에 대해 불투명한 다층 구조로 이루어진다. 본 발명은 후술하는 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 다른 투명 스펙트럼 영역을 규정하는 그 밖의 간섭 필터 코팅이 사용되어 그 밖의 다른 원하는 색상의 광선을 방사하는 램프를 제공할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 램프의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 램프의 이색 코팅의 개략적인 확대도를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 램프 2 : 투명 외피
3 : 내부 볼륨 4 : 필라멘트
5 : 전도체 6 : 기부 캡슐
7 : 광선 흡수 코팅 8 : 간섭 필터 코팅
21 : 구근 영역 22 : 폐쇄 영역
도 1은 황색 광선을 발생시키는 S8-웨지형 백열 램프(1)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 램프(1)는 자동차의 방향 지시등이나 경고등으로 사용되기에 적합하다. 램프(1)는 폐쇄된 내부 볼륨(3)을 형성하는 구근 영역(21) 및 상기 구근 영역(21)에 인접한 폐쇄 영역(22)을 갖는 유리로 만들어진 외피(2)를 포함한다. 구근 영역(21)의 높이, 즉 폐쇄 영역(22)으로부터 구근 영역(21)의 구형 단부까지의 거리는 31.5 ㎜이다. 광원 역할을 하는 코일 필라멘트(4)가 구근 영역(21) 내부 볼륨(3) 내에 중앙에 가깝게 배치된다. 필라멘트(4)는 전류 도입 전도체(5)에 의해 폐쇄 영역(22)을 통해 외부와 전기적으로 접속된다. 폐쇄 영역(22)에는 플라스틱으로 만들어진 기부(base) 캡슐(6)이 설치된다. 구근 영역(21)의 겉면은 단일층의 산화철(Fe2O3)로 구성된 광선 흡수 코팅(7)으로 완전히 코팅될 수도 있다. 상기 광선 흡수 코팅(7)은 램프 축 둘레에 대칭적으로 구근 영역(21) 상에서 외피 표면으로 확장하며 구근 영역(21)과 폐쇄 영역(22)이 인접하게 만나는 링 형상부(71)로서 형성된다. 코팅(7)은 충분히 커진 층 두께를 갖는다. 광선 흡수 층(7)의 상술한 링 형상부(71)는 폐쇄 영역(22)으로부터 10 ㎜의 거리로 두고 약 10 ㎜의 폭으로 배치된다. 광선 흡수 코팅(7)의 링 형상부(71)의 층 두께는 평균 120 ㎚이다. 상술한 링 형상부(71) 바깥의 광선 흡수 코팅(7)의 두께는 평균 20 ㎚ 정도이다. 광선 흡수 코팅(7)은 전체 구근 영역(21)으로 확장하는 간섭 필터 코팅(8)으로 덮여진다. 바람직한 실시예는 낮은 광 굴절률의 층과 높은 광 굴절률의 층이 교대로 14개 형성된 다층 구조를 갖는다. 낮은 광 굴절률의 층(81)들은 산화규소(SiO2)로 만들어지고 높은 광 굴절률의 층(82)들은 산화티탄(TiO2) 또는 산화니오븀(Nb2O2) 또는 산화탄탈(Ta2O5)로 만들어진다. 간섭 필터 코팅(8)은 550 ㎚보다 긴 파장을 갖는 가시광선을 충분히 투과시키고 550 ㎚보다 짧은 파장을 갖는 가시광선을 충분히 차단하는 스펙트럼 에지 필터로서 설계된다. 이는 간섭 필터 코팅(8)이 적색 및 황색 광선의 스펙트럼 영역에 대해 본래 투명하고, 녹색 광선에 대해 대체로 감소된 투명도를 가지며, 파란색 및 보라색 광선의 스펙트럼 영역에 대해 본래 불투명하다는 것을 의미한다. 이러한 간섭 필터 코팅(8)은 유럽 공개 명세서 EP 0 986 093 A1에 개시되었다. 이 간섭 필터 코팅(8)은 황색 광선을 발생시킨다. 광선 흡수 코팅(7)의 링 형상부(71)는 대체로 녹색 광선을 흡수하는 역할을 한다. 광선 흡수 코팅(7)의 나머지 부분은 간섭 필터 코팅(8)에 부딪치는 광선의 입사각에 대한 간섭 필터 코팅(8)의 투명도의 의존도를 감소시킨다. 백열 램프(1)는 황색 광선을 발생시킨다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어 적색 광선이 필요하다면, 램프(1)의 간섭 필터 코팅(8)은 일반적으로 590 ㎚보다 긴 파장을 갖는 광선을 투과시키고 590 ㎚보다 짧은 파장을 갖는 광선을 차단하는 에지 필터(예리한 파장 차단 필터)로서 설계된 유럽 공개 명세서 EP 1 156 514 A1에 개시된 간섭 필터 코팅으로 대체될 수도 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 램프의 광원은 상술한 바와 같이 단 하나 대신에 다른 용도로 2개의 필라멘트를 포함할 수도 있다. 이를테면, 제1 필라멘트가 브레이크 등 역할을 하고 제2 필라멘트가 미등 역할을 할 수도 있고, 또는 제1 필라멘트가 방향 지시등을 발생시키고 제2 필라멘트가 자동차의 주간 주행등을 발생시키는 역할을 할 수도 있다.
본 발명에 의해, 바람직하지 않은 스펙트럼 영역들로부터 감소된 광선 출력을 갖는 램프가 제공된다.

Claims (13)

  1. 축에 대해 대칭이며 폐쇄된 내부 볼륨(3)을 형성하는 제1 영역(21), 및 폐쇄 영역으로서 구성되며 상기 제1 영역(21)에 인접하게 배치되는 제2 영역(22)을 갖는 투명 외피(2);
    상기 내부 볼륨(3) 내에 위치하며 상기 폐쇄 영역(22)을 통해 외부와 전기적으로 접속되는 광원(4);
    상기 제1 영역(21)의 외부에 형성되며, 투명 스펙트럼 영역을 규정하는 간섭 필터 코팅(8); 및
    상기 제1 영역(21)의 외부에 형성되며, 상기 폐쇄 영역(22)에 인접하게 상기 제1 영역(21)의 일부를 둘러싸는 링 형상부(71)를 포함하는 광선 흡수 코팅(7)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 램프의 외피 부분은 적어도 20 ㎚의 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 램프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(7)의 상기 링 형상부(71)의 층 두께는 50 ㎚ 내지 200 ㎚ 범위인 것을 특징으로 하는 램프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(7)의 상기 링 형상부(71)의 폭은 5㎜ 내지 20 ㎜ 범위인 것을 특징으로 하는 램프.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(7)의 상기 링 형상부(71)는 상기 폐쇄 영역(22)으로부터 0 ㎜ 내지 10 ㎜ 범위의 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 램프.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(71)은 산화철(Fe2O3)로 이루어진 것을 특징으로 하는 램프.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(7)은 단일 층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 램프.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 스펙트럼 영역은 적어도 적색 광선의 스펙트럼 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 투명 스펙트럼 영역은 적색 및 황색 광선의 스펙트럼 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 간섭 필터 코팅(8)은 550 ㎚보다 긴 파장을 갖는 광선에 대해서는 본래 투명하고 550 ㎚보다 짧은 파장을 갖는 광선에 대해서는 본래 불투명한 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 램프.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(8)은 상기 제1 영역(21) 전체를 덮고, 상기 링 형상부(71) 바깥의 상기 광선 흡수 코팅(7)의 두께는 7 ㎚ 내지 40 ㎚ 범위인 것을 특징으로 하는 램프.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 흡수 코팅(7)은 상기 외피(2)에 인접하고, 상기 간섭 필터 코팅(8)은 상기 광선 흡수 코팅(7)에 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 램프.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 폐쇄 영역(22)에는 기부(base) 캡슐(6)이 제공되는 것을 특징으로 하는 램프.
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