CN1809912A - 具有干涉涂层和用于改善色温均匀性的阻挡装置的灯和照明单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非机动车前部照明的灯(1)，其包括照明元件(3)和透明灯泡(2)，所述灯泡的至少一部分配置有干涉涂层(4)，其用于，例如，改变灯(1)的颜色或者色温，还涉及一种照明单元(15)，其包括安装在反射体(12)中的这种灯(1)。但是本发明也涉及干涉涂层(4)不是涂在灯(1)而是涂在反射体(12)上的照明单元(15)。在这些灯(1)或者照明单元(15)中，未被干涉涂层(4)适当过滤的光成分(8)导致照明光束中不希望的波长和/或受到损害的光束颜色一致性。这种光成分(8)可来源于部分灯(1)上缺失或者不充足的滤光器，来源于滤光器(4)上和带有干涉涂层(4)的反射体(12)中的非法向入射的光线(8)，来源于未撞击反射体(12)的直接光线(8)。本发明在灯(1)和照明单元(15)上增加阻挡装置(5，6，7)，以便大致防止这些光成分(8)进入照明光束。尽管可构造的类似阻挡装置(5，6，7)可从机动车前部照明灯中已知，其用于防止眩目，但是在干涉涂层(4)的情况下它们的好处在现有技术中被忽略。

Description

具有干涉涂层和用于改善色温均匀性的阻挡装置的灯和照明单元

本发明涉及一种灯，其包括照明元件和透明灯泡，所述灯泡至少部分配置有干涉涂层。这种干涉涂层用于，例如，改变灯的颜色显示，或者提高其色温。其中，这种灯能被安装在反射体中，因而获得的照明单元可用于各种照明应用，例如，商店、家庭、重点、场所或者剧场照明。因而，本发明包含这种照明单元，其包括反射体和发明的灯。

但是本发明还涉及包括反射体和灯的照明单元，其中反射体配置有干涉涂层。这些照明单元可替换首先提到其中灯带有干涉涂层的照明单元。相应地，这种单元的两种实施例能被用于类似的目的。而且，具有干涉涂层的灯也可用在具有干涉涂层的反射体中，这些干涉涂层互相补充。例如，灯的干涉涂层仅能传输蓝光以下的波长，但是反射体的涂层在反射可见光的同时能传输红外光，因而，组合产生黄色“冷”光，冷表示缺少红外光。

DE 86 00 642 U1公开一种灯，其带有用于改变灯的颜色的干涉涂层。该涂层由交替的λ层的相对低折射指数的材料和相对高折射指数的材料制成，该涂层可通过例如蒸镀或者浸涂制造。文献进一步公开若干对获得黄色灯有用的滤光器设计。该颜色过滤可通过给干涉涂层补充另外的波长选择吸收滤光器而进一步改进，所述波长选择吸收滤光器例如由一层或两层Fe2O3、Sr2O3、CoO或者CuO制成，其优选地通过具有相对低折射指数的适应层与干涉涂层分离。为了避免进一步细述该文献的公开内容，DE 86 00 642 U1的整体内容被包含在本申请中用作参考。除了DE 86 00 642 U1中引用的用于另外的波长选择吸收滤光器的上述材料之外，也可使用其它材料，例如CoAl2O4。

DE 86 00 642 U1在第2页第23-38行提到在某些实施例中，由灯的照明元件产生的光可以相当大的非法向入射照射到灯泡的干涉涂层上。例如，这可发生在相对长的灯泡上。这种非法向入射具有如下影响：应该被干涉涂层反射回灯内的波长部分被传输，因而影响灯的颜色显示。但是DE 86 00 642 U1集中于机动车前部照明灯，把这种影响看得很小，指出使用另外的波长选择吸收滤光器可消除该影响。

EP 0 986 093 A1再次陈述由这种在干涉涂层上的非法向入射引起的问题。但是EP 0 986 093 A1也将其称为机动车前部照明灯的小问题(第1栏第26-30行)，它指出在其它应用中的灯，例如用于机动车停车灯或者灯塔，其具有不同的结构，例如梨形灯泡。在这种灯中，非法向入射的影响不可忽略，而是例如可能造成分别在不同的视角灯出现不同的颜色，可能造成灯在被照明的目标区域产生彩色照明模式。

为了解决这些问题，EP 0 986 093 A1提到在EP 0 460 913 A2中公开的方法，其在灯和灯安装其中的反射体中使用局部改变厚度的干涉涂层，以避免环形彩色照明模式。EP 0 986 093 A1接着进一步发展该方法，对怎样确定干涉涂层的局部厚度给出规定。再次为了避免进一步细述EP 0 986 093 A1的公开内容，例如涉及具体的滤光器实施例和制造方法，该文献的整体内容被包含在本申请中用作参考。

尽管根据EP 0 986 093 A1改变干涉涂层的局部厚度提供了对由非法向入射引起的问题的解决方案，但是该方法在制造复杂性和成本方面造成相当大的增加。而且，因为制造限制，可能会有灯的灯泡的一部分不带有干涉涂层，或者仅带有不充足的干涉涂层，这将导致没有或者至少不充足的已过滤的光成份。例如，在涂上干涉涂层之后，灯泡的收缩部分可能会被喷砂，这种喷砂除去了收缩部分上的干涉涂层。以同样的方式，在灯泡强烈弯曲的部分上，干涉可能被很差地确定，例如，在灯泡收缩和中间部分之间的过渡区域内，或者在单端灯的顶端。在后者情况下，当然，非法向入射的问题也会同时出现。在照明单元中，其中反射器带有干涉涂层，直接离开照明单元的光，即由灯的照明元件产生、被导向反射体开口端的光，未被该干涉涂层过滤，因而在照明单元的光束中增加了不希望的波长。

所有这些非法向入射的现象，缺失或者很差地确定的干涉涂层，以及直接光共同点在于：未被干涉涂层适当过滤的光成份出现在照明光束中。这种成份导致照明光束中不希望的波长和/或损害了照明光束的颜色一致性。

因而本发明的目的是：在非机动车前部照明灯的领域以及在反射体照明单元的领域提供一种简单而廉价的解决方案，至少在很大程度上减轻以下问题：由照明光束中未适当过滤的光成份引起的不希望的波长和不充足的颜色一致性。

第一个目的通过一种非机动车前部照明的灯实现，其包括：

透明灯泡，

位于灯泡内部的照明元件，

位于灯泡的至少一部分上的干涉涂层，以及

阻挡装置，其被设计用于阻挡由照明元件产生、未被干涉涂层适当过滤的至少一部分光线。

为了在现有技术上建立新颖性，术语“非机动车前部照明”用于否定理解，即“非机动车前部照明的灯”表示除了构造用于车辆前部照明的灯之外的任何灯。

已经在介绍部分指出，这种灯可安装在反射体内以形成照明单元。因而，本发明也涉及照明单元，其包括：

反射体，以及

如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯，其安装在反射体的内部。

在这种照明单元中，阻挡装置可以不被构造成灯的一部分，而是被构造成单独的护罩。因此，本发明还包括一种非机动车前部照明的照明单元，该单元包括：

反射体，

护罩，

安装在反射体的内部的灯，所述灯包括

透明灯泡，

位于灯泡内部的照明元件，以及

位于灯泡的至少一部分上的干涉涂层，

其中，护罩被设计用于吸收由照明元件产生、未被干涉涂层(4)适当过滤的至少一部分光线。

而且，在在介绍部分还指出，代替灯的涂层，反射体可被涂有干涉滤光层。因而，本发明的第二目的通过照明单元实现，其包括：

具有干涉涂层的反射体，

安装在反射体内部的灯，以及

阻挡装置，其被设计用于阻挡由灯产生、被导向反射体开口端的至少一部分光线。

当然，对熟悉的技术人员是明显的，也如EP 0 986 093 A1中提到的，灯和反射体干涉涂层可以组合在一个照明单元中。

因而，本发明依赖于洞察到一种用于至少在很大程度上减轻由未适当过滤的光成份引起的问题的简单而成本有效的解决方案，其存在于阻挡这些光成份到达照明区域。也就是，一部分光被阻挡，否则其不会通过任何干涉滤光器，而是仅通过不充足的滤光器，或者以非法向入射通过该滤光器。

不得不指出，在它们的灯泡上带有干涉涂层、以及在它们的顶端拥有不透明涂层的灯在机动车前部照明应用中是公知的。例如，DE 8600 642 U1附图中显示的灯，其中讨论了这种类型的灯。该文献在第4页第10-16行明确提到灯被设想安装在反射体内，用于产生低光束(“Abblendbündel”)和高光束(“Hauptbündel”)，其清楚地将该灯分类到用于机动车前部照明。而且，作为特殊的示例，该文献提到黄色的H4-机动车-灯。

但是这些现有技术中机动车前部照明灯的存在已经清楚地区别于所述的本发明：机动车前部照明灯的顶端上的不透明涂层，通常被成为灯泡、包套或者黑色帽，起到的唯一目的是：调整前部照明的亮度，以便防止由灯的照明元件的直接光引起的使其它交通参与者炫目。这些帽在引入干涉涂层之前就是已知的，在所述的本发明之前的技术没有认识到这种阻挡装置用于要求保护的目的的有益效果：降低干涉涂层灯或照明单元中未适当过滤的光成份。

现有技术实际上忽略了要求保护的有益效果，例如，从DE 86 00642 U1和EP 0 986 093 A1已经引用的段落中可以明显看出，其认为由非法向入射引起的问题在机动车前部照明灯中是很小或较小的，以及从如下事实中可以明显看出，尽管已知机动车前部照明灯的帽，但EP 0 986 093 A1研究了该问题的另一种解决方案，也就是，进一步研究了局部可改变厚度的干涉涂层的思想。

发明的灯可以是任意一种光源，也就是包含卤素灯和放电灯，以及进一步也包括其它光源，例如利用化学效果的光源，唯一的先决条件是光源发射光谱，其能被干涉涂层有用地过滤。相应地，发明的灯的照明元件表示发射设想被干涉涂层过滤的光的灯的一部分，例如，白炽灯的灯丝，高压放电灯的弧，或者转变荧光灯中产生的紫外线的磷光体。

发明的灯的灯泡上或者反射体上的干涉涂层可以是任意类型，其传输光谱的一部分，反射另一部分。这种滤光器的设计和制造现在达到最新技术发展水平，例如，传输黄色、橙色或者红色波长的滤光器实例已在DE 86 00 642 U1或者EP 0 986 093 A1中给出。但是除改变灯的颜色之外，这种干涉涂层也被设计用于制造更像日光的灯，也就是用于提高其色温，或者用于分别增加它们的能量效率，通过将红外光反射回灯内至少部分地避免照明区域的不希望的加热。后者效果，也就是获得“冷”光也能通过在灯安装其中的反射体上涂上涂层获得，该反射体传输红外光，同时反射可见光。

阻挡装置通过吸收或者反射照射到其上的光或者通过其混合执行其功能。反射提供增加灯或者照明单元效率的优势：在白炽灯中，反射光至少部分地加热灯丝。在照明单元中，其反射体带有干涉涂层，由阻挡装置反射的光照射反射体和其干涉涂层，因而在很大程度上有助于照明光束。

例如，阻挡装置可以如下方式实现：护罩，被安装作为灯的一部分或者作为分离元件；帽，例如，由吸收或者反射金属制成，并安装在灯泡上，覆盖灯泡的一部分，或者作为灯泡的一部分上的不透明涂层，例如，如机动车前部照明灯中已知的同样的类型；例如由标准硅铁氧化物黑色颜料制成的黑色帽。原则上，阻挡也能通过在灯泡的适当位置使用不透明材料实现，例如，用不透明材料制造灯泡的端部，仅在灯泡的中间部分使用透明材料。

阻挡装置被设置在其阻挡至少一部分光的位置，所述光包含未适当过滤的光成份。因而，为了阻挡被安装在反射体内的灯的直接光，必须阻止光从光元件被引到反射体开口。以这种方式，除了抑制未适当过滤的光成份之外，阻挡装置同时用于防止来自该直接光的炫目的目的。

例如，非法向入射的问题在长的照明元件中很突出，所述照明元件与圆柱对称性的灯轴线横向地安装，伸长的灯泡和弯曲的灯泡外形也是这样。常用的实例是用于家庭照明的低压卤素灯。这些灯是单端的，也就是，它们的电接触在一侧离开灯，反之在相对侧灯的壁以凹入的倒圆和最后以突出的顶端终止，必然导致照明元件的光相当大的非法向入射，额外地显示在灯泡顶端强烈弯曲部分上很差地确定的干涉涂层的问题。根据本发明用于这种灯的有效的阻挡元件存在于不透明涂层或者覆盖灯的顶端的帽，也就是，它们相对电接触的端部。

尽管本发明的上述方面大部分已经独立讨论，对熟悉的技术人员这是明显的：它们也可组合使用，还可使用进一步的措施组合。例如，照明单元中的干涉涂层可使用在灯和反射体上，传输蓝光以下波长的灯的涂层和传输红外光的反射体的涂层，因而组合产生黄色“冷”光。而且，另外的波长选择吸收涂层可帮助干涉涂层，例如，如DE 86 00642 U1中公开的。

发明的照明单元被设计用于各种应用，依赖于灯和干涉涂层滤光器曲线的类型。一些设想的应用是商店照明、家庭照明、重点照明、局部照明、剧场照明、纤维光学应用，以及通用的投影***。

本发明的这些和进一步的方面和优势将通过实施例进一步阐述，尤其是通过附图的描述。

图1至3显示发明的非机动车前部照明的灯的实施例的剖视图。

图4和5显示发明的照明单元的实施例的剖视图。

图1显示发明的非机动车前部照明的灯1的第一实施例，其中与本发明最相关的部件都标记了参考数字，给出了以mm为单位的示例性尺寸，部分还给出了其公差。但是灯1也可以制造成不同的尺寸。灯1是单端卤素白炽灯，例如，其能被***反射体中，用于商店或者家庭照明。它在12V电压下工作，功率为50W，但是其也能被设计为在其它低电压工作，例如6V和24V，或者也能被设计用于电源电压，例如110V和220V。单端意味着两个电接触21仅在一侧离开灯1。相对的一侧被称为灯1的顶端22。灯1还包括可透射光的灯泡2，在其外侧涂有干涉涂层4，图1中用虚线表示。灯1的照明元件3是形成为线圈的钨丝。

由其制造工艺造成的，灯泡2的顶端22由若干凹入和凸出部分组成，必然导致照明元件的光相当多的非法向入射。为了阻止该光离开灯1，顶端22在干涉涂层4的外侧上涂有不透明涂层5，其起到阻挡装置的作用，其可通过例如浸涂或者溅射工艺制造。例如，涂层5可由标准硅铁氧化物黑色颜料组成，其吸收照射到涂层上的光，涂层5也可构造成将照射光反射回灯1的镜子。当然，因为干涉涂层4在顶端22上没有起作用，所以那儿的干涉涂层可被完全省略，或者不透明涂层5可设置在灯泡2和干涉涂层4之间，只要任何一个更适合手头的制造工艺。

但是在反射涂层5用作阻挡装置的情况下，将反射涂层5设置在干涉涂层4下面或者省略干涉涂层4更具有优势。在这种情况下，被反射涂层5反射的部分光在灯丝3处被再次吸收，因而加热灯丝3，节约一些对灯1的能量输入。而且，依赖于灯的几何形状，被反射涂层5反射的另外部分光在灯泡2的另外地方以大致法向的入射穿过那儿的干涉涂层，从而离开灯1。但是在该后者情况下，必须当心没有太多反射光在其穿过干涉涂层1的位置以非法向入射离开灯1。

图2显示发明的非机动车前部照明的灯的第二实施例，除了阻挡装置形成为非透明帽6之外，其余的与图1一致。例如，帽6可通过压配合使其与灯泡2紧密接触的方式与灯泡2机械连接，或者胶粘到灯泡2。为了阐述，图2显示由照明元件3产生的两条光线8以非法向入射照射干涉涂层4。为了举例说明，光线8中的一条，也就是光线9，以被黑色吸收帽6吸收的方式绘制，然而，光线8的另一条，也就是光线10，以被例如反射镜覆盖帽6反射的方式绘制。

图3显示发明的非机动车前部照明的灯的第三实施例，其显示了两端白炽灯1，其具有灯泡2、电接触21、作为照明元件的灯丝3以及在灯泡2中间部分上的干涉涂层4。在一些制造工艺中，灯泡2的外部收缩部分会被喷砂，这种喷砂破坏这些外部部分上可能先有的干涉涂层。为了避免未过滤的光通过这些外部部分离开灯1，它们已经被涂有作为阻挡装置的吸收涂层5。因而，来自灯丝3的以不同的方式离开灯1和给照明光束增加不希望成份的光线8现在将被阻挡装置5吸收。当然，如果灯1被用于反射体内部，***反射体颈部的灯泡2的收缩部分不需要涂有吸收涂层5，因为被导向那部分的光无论如何会在反射体颈部内被吸收。

图4显示发明的具有以mm给定示例性尺寸的照明单元15的第一实施例。灯安装在反射体12内部，在其内侧带有干涉涂层4，如点线所示。参考数字21表示灯的电接触，2表示其灯泡，3表示其照明元件。护罩7，其通过板13固定到反射体12，用作照明元件3的被导向反射体12开口端的光的阻挡元件。为了解释，这些光线8的其中之一被显示，照射到护罩7上，并在那儿被吸收。照明元件3的被导向反射体12内侧的光11在那儿被反射进入反射体的主光束，同时被干涉涂层4过滤。

图5显示发明的照明单元15的第二实施例，再次显示被安装在反射体12内的灯，在其内侧带有干涉涂层4的反射体12。但是与图4中使用单侧白炽灯相反，图5显示两侧高压气体放电灯，其电接触21通向反射体12的后侧。照明元件3现在由在气体放电灯的灯泡2内部的电极23之间发光的弧3实现。现在，灯泡2中间部分上的反射涂层5和灯泡2外部收缩部分上的吸收涂层5’阻挡照明元件3的直接光，这两部分都被导向反射体12的开口侧。因而，不是仅有从弧3到反射体12被导向的光线11形成照明光束，而且光线8，在反射涂层5处反射之后，穿过其干涉涂层4照射反射体12，以光线11’投入照明光束。从弧3到反射体开口侧灯泡2外部收缩部分被导向的光线被吸收涂层5’吸收，否则其将给照明光束增加不希望的波长。

在图4和5反射体12带有干涉涂层4的情形下，给灯的灯泡2装配另外的滤光器是有利的，所述滤光器本质上也是干涉滤光器，例如，如果反射体12的干涉滤光器4被设计用于提高反射光的色温，例如使其更像日光，灯的灯泡2可设置红外反射(IR)干涉滤光器。这种IR滤光器将红外光反射回灯中，用作加热白炽灯的灯丝3或者放电灯的放电器的额外能量源，因而节约一些对灯1的能量输入。

Claims (11)

1.一种非机动车前部照明的灯(1)，包括：

透明灯泡(2)，

位于灯泡(2)内部的照明元件(3)，

位于灯泡(2)的至少一部分上的干涉涂层(4)，以及

阻挡装置(5，6，7)，其被设计用于阻挡由照明元件(3)产生、未被干涉涂层(4)适当过滤的至少一部分光线(8)。

2.如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其特征在于，阻挡装置(5，6，7)的阻挡功能通过以下方式中的一种执行：

吸收(9)照射到阻挡装置(5，6，7)上的光线(8)，

反射(10)照射到阻挡装置(5，6，7)上的光线(8)，以及

吸收(9)照射到阻挡装置(5，6，7)上的光线(8)的一部分，反射(10)照射到阻挡装置(5，6，7)上的光线(8)的剩余部分。

3.如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其特征在于，阻挡装置(5，6，7)是选自以下组中的一个：

护罩(7)，

安装到灯泡(2)上并覆盖部分灯泡(2)的帽(6)，以及

部分灯泡(2)上的不透明涂层(5)。

4.如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其特征在于，灯(1)被设计用于安装在反射体(12)中，阻挡装置(5，6，7)被设计用于阻挡由照明元件(3)产生、被导向反射体(12)开口端的至少一部分光线(8)。

5.如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其特征在于，

灯(1)是单端的(21)，以及

阻挡装置(5，6)包括选自以下组中的一个：

覆盖灯(1)的顶端(22)的不透明涂层(5)，以及灯(1)的顶端(22)上的帽(6)。

6.如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其特征在于，干涉涂层(4)被设计用于

提高由照明元件(3)发射的光的色温，和/或

改变由照明元件(3)发射的光的颜色。

7.如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其特征在于，灯(1)包括另外的波长选择吸收涂层，其被设计用于支持干涉涂层(4)的过滤特性。

8.一种照明单元(15)，包括：

反射体(12)，以及

如权利要求1所述的非机动车前部照明的灯(1)，其安装在反射体(12)的内部。

9.一种非机动车前部照明的照明单元(15)，包括：

反射体(12)，

护罩(7)，

安装在反射体(12)的内部的灯(1)，所述灯(1)包括：

透明灯泡(2)，

位于灯泡(2)内部的照明元件(3)，以及

位于灯泡(2)的至少一部分上的干涉涂层(4)，

其中，护罩(7)被设计用于阻挡由照明元件(3)产生、未被干涉涂层(4)适当过滤的至少一部分光线(8)。

10.一种照明单元(15)，包括：

具有干涉涂层(4)的反射体(12)，

安装在反射体(12)内部的灯(1)，以及

阻挡装置(5，6，7)，其被设计用于阻挡由灯(1)产生、被导向反射体(12)开口端的至少一部分光线(8)。

11.如权利要求8至10中任一项所述的照明单元(15)，其被设计用于在下列应用之一中使用：

商店照明，

家庭照明，

重点照明，

局部照明，

剧场照明，

纤维光学应用，以及

投影***。

Images