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Technisches Gebiet
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Vorliegende
Erfindung betrifft eine Beschichtung für eine Lampe mit
einem bestimmbaren Lichtemissionsspektrum, wobei die Beschichtung
dazu ausgelegt ist, das Emissionsspektrum der Lampe mittels Absorption
und/oder Interferenz zu beeinflussen, eine Lampe mit einer solchen
Beschichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Lampe.
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Stand der Technik
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Aus
dem Stand der Technik sind eine Reihe von Beschichtungen für
Lampen bekannt, wobei beispielsweise die Druckschrift
US 6,369,510 eine blau eingefärbte
Lampe offenbart, die aufgrund der Blaufärbung verbesserte
Nachtsichtcharakteristiken aufweist und beispielsweise die Druckschrift
DE 4039948 eine Lampe beschreibt,
deren Beschichtung dazu ausgelegt ist, dass die Lampe Licht im gelben
Emissionsspektrum abgibt.
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Des
Weiteren wurden die Probleme der Haftung der Beschichtung auf dem
Lampenkolben beispielsweise durch das Aufbringen einer zusätzlichen SiO
2-Schicht, wie in der Druckschrift
EP 0371553 beschrieben,
verbessert.
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Des
Weiteren offenbart die Druckschrift
WO 98/18736 eine
hochtemperatur- und UV-stabile Absorptionsbeschichtung, die es zum
einen ermöglicht, eine Beschichtung in nur einem einzigen
Beschichtungsschritt auf den Lampenkolben aufzubringen. Zudem ist
die Beschichtung kostengünstig und kann hohen Temperaturen
bis zu 900°C ausgesetzt werden. Die Beschichtung kann dabei
beliebige Färbungen aufweisen.
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Nachteilig
an diesen bekannten Beschichtungen ist jedoch, dass insbesondere
bei Lampen mit blauer Kolbenbeschichtung zwar höhere Farbtemperaturen
erzielt werden und somit ein Licht erhalten wird, das dem Tageslicht ähnlicher
ist, die spektrale Intensitätsverteilung der Emission jedoch
nicht der Helligkeitsempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges
entspricht. Ganz im Gegenteil, gerade bei farbiger beispielsweise
blauer oder roter Beschichtung entfernt sich das spektrale Gewicht
der Emission von dem Maximum der Helligkeitsempfindlichkeitskurve.
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Liegt
jedoch das Gewicht der Emission bei größeren oder
kleineren Wellenlängen ist die Lichtempfindlichkeit geringer.
Das bedeutet aber auch, dass, um einen „gleich hellen” Eindruck
zu erhalten eine größere Strahlungsleistung benötigt
wird.
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Darstellung der Erfindung
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Aufgabe
vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine Beschichtung für
eine Lampe bereitzustellen, die bei geringer Strahlungsleistung
eine gute Helligkeitsausleuchtung bereitstellt.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Beschichtung für
eine Lampe, insbesondere einen Fahrzeugscheinwerfer, mit einem bestimmbaren Lichtemissionsspektrum,
wobei die Be schichtung dazu ausgelegt ist, das Emissionsspektrum
der Lampe mittels Absorption und/oder Interferenz an eine Helligkeitskurve
des menschlichen Auges anzupassen, sowie eine Lampe mit einer solchen
Beschichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Lampe.
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Vorliegende
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass, da das Auge für
Strahlung im grünen Bereich bei 555 nm am empfindlichsten
ist, bei Wellenlängen, die größer bzw.
kleiner sind, eine größere Strahlungsleistung
benötigt wird, um einen gleich hellen Eindruck zu erhalten.
Dies kann beispielsweise bei Lampen, die mit einer blauen Beschichtung versehen
sind dazu führen, dass die Strahlungsleistung einer blau
eingefärbten Lampe deutlich erhöht werden muss,
um das gleiche Helligkeitsempfinden bei einem Menschen hervorzurufen
wie bei einer Lampe ohne Beschichtung. Versucht man dagegen, statt
Tageslicht zu simulieren das Emissionsspektrum der Lampe an die
Helligkeitsempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges anzupassen,
kann bei gleicher oder auch verringerter Lichtleistung der Lampe
ein gutes Helligkeitsempfinden des Menschen bereitgestellt werden.
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Dabei
kann, wie ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, entweder
die Helligkeitsempfindlichkeitskurve für das photopische
Sehvermögen, also das sogenannte Tagsehen, als Basis für
die Helligkeitsempfindlichkeitskurve verwendet werden, es ist jedoch
auch möglich, das Emissionsspektrum der Lampe an das skotopische
Sehen anzupassen, was dem Helligkeitsempfinden des menschlichen
Auges in der Nacht entspricht.
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Insbesondere
die Anpassung an das Nachtsehen hat Vorteile, da Fahrzeugscheinwerfer
vorzugsweise in Dämmerung oder Nacht verwendet werden,
so dass durch diese Anpassung ein verbessertes Sehen eines Fahrers
bei Nachtfahrt erreicht werden kann. Der Einsatz einer erfindungsgemäß beschichteten
Lampe als Fahrzeugscheinwerfer hat allgemein den Vorteil, dass durch
die bessere Anpassung der Emission an das Helligkeitsempfinden des menschlichen
Auges, die Verkehrssicherheit für einen Fahrer und andere
Verkehrsteilnehmer erhöht werden kann.
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Eine
solche Annäherung des Emissionsspektrums an die Helligkeitsempfindlichkeitskurve des
menschlichen Auges kann beispielsweise über eine grüne
Beschichtung des Lampenkolbens erreicht werden. Dabei kann eine
solche Beschichtung aus einer Kombination von Absorptions- und Interferenzschichten
aufgebaut sein, es ist jedoch auch möglich, reine Absorptions-
oder Interferenzbeschichtungen zu verwenden.
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Besonders
vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine gelbe
Interferenzbeschichtung mit einer blauen Absorptionsbeschichtung
kombiniert wird, um eine solche grüne Beschichtung auszubilden.
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Als
weiteren Grenzbereich muss eine solche Lampe natürlich
Licht innerhalb des ECE-Weißfeldes abgeben, wenn sie als
Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den
Unteransprüchen der Beschreibung und den Figuren definiert.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand von den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1:
Eine schematische Darstellung einer Fahrzeuglampe mit erfindungsgemäßer
Beschichtung;
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2:
eine schematische Darstellung der spektralen Helligkeitsempfindlichkeitskurve;
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3:
eine graphische Darstellung der Messung von Farborten eines ersten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Bevorzugte Ausführung
der Erfindung
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Scheinwerferlampe 1,
die einen Glaskolben 2 aufweist, in dem ein Haupt- oder
Fernlichtfaden 3 sowie ein Neben- oder Abblendlichtfaden 4 angeordnet sind,
die sich beide parallel zu der optischen Achse oder der Achse des
Glaskolbens erstrecken. Der Fernlichtfaden 3 kann hinter
dem Abblendlichtfaden 4 zurückversetzt sein. Unterhalb
des Abblendlichtfadens 4 ist eine Abdeckkappe 5 angeordnet.
Das vordere, sockelabgewandte Ende des Glaskolbens 2 ist mit
einem lichtundurchlässigen Film 6 beschichtet, während
an dem rückwärtigen Ende ein Sockel 7 vorgesehen
ist. Der Glaskolben 2 weist eine Beschichtung 8 auf,
die erfindungsgemäß dazu ausgelegt ist, über
Absorption und/oder Interferenz das Emissionsspektrum des von dem
Abblendlichtfaden 4 bzw. dem Fernlichtfaden 3 abgegebenen
Lichts an die Helligkeitsempfindlichkeitskurve des menschlichen
Auges anzupassen.
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Die
Beschichtung 8 kann beispielsweise mittels SolGel-Verfahren
auf die Lampe aufgebracht sein. Es ist jedoch auch möglich,
das Glas des Glaskolbens entsprechend einzufärben oder
jede andere Technik zum Aufbringen eines Filters bzw. einer Beschichtung
auf einen Glaskolben zu verwenden.
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2 zeigt
schematisch die spektrale Helligkeitsempfindlichkeitskurve, wobei
auf der x-Achse die Wellenlänge λ und auf der
y-Achse der spektrale Helligkeitsempfindlichkeitsgrad angegeben
ist. Die mit 10 bezeichnete Kurve entspricht der spektralen Helligkeitsempfindlichkeit
des menschlichen Auges für Tagsehen, also photopisches
Sehen, während die mit 12 bezeichnete Kurve die
spektrale Helligkeitsempfindlichkeit bei Nachtsehen, also skotopischem Sehen,
beschreibt.
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Über
Vergleich beider Kurven ist leicht zu sehen, dass die Beschichtung,
um das Emissionsspektrum an diese Helligkeitsempfindlichkeitskurven
anzupassen, relativ gut definiert sein muss und eine einfache Grünbeschichtung
des Lampenkolbens nicht ausreichend ist.
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Vorzugsweise
kann die Beschichtung dahingehend optimiert werden, dass das Transmissionsmaximum
mit dem Maximum der spektralen Helligkeitsempfindlichkeitskurve
zusammenfällt. Je nach Anwendungsfall kann dabei das Transmissionsmaximum
bei dem Maximum für skotopisches Sehen 12 oder
photopisches Sehen 10 angeordnet sein.
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Für
den Anwendungsfall einer Scheinwerferlampe muss die erfindungsgemäße
Beschichtung zudem erfüllen, dass das Emissionsspektrum
der Lampe in dem ECE-Weißfeld, das für Autoscheinwerfer vorgeschrieben
ist, liegt. Dieses vorgeschriebene Weißfeld stellt sicher,
dass die Grundfarbgebung, also das Grundemissionsspektrum, das ein
Betrachter wahrnimmt, bei Anblick des Scheinwerfers nicht farbig
sondern weiß erscheint. Eine lediglich grün beschichtete
Lampe würde ein solches Erfordernis nicht erfüllen.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung des Farborts, wobei der mit den Linien 14 begrenzte Bereich 16 das
ECE-Weißfeld darstellt, innerhalb dessen die Emission der
Lampe liegen muss. Mit den Begrenzungen 18 ist ein weiterer
Bereich in dem ECE-Weißfeld gekennzeichnet, innerhalb dessen das
Emissionsspektrum der an die Helligkeitsempfindlichkeitskurve angepassten
Lampe liegen muss.
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Des
Weiteren zeigt 3 Messwerte 13 einer
mit einer erfindungsgemäßen Absorptionsbeschichtung
beschichteten Fahrzeuglampe, wobei die Beschichtung mittels SolGel-Verfahrens
durchgeführt wurde.
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Es
ist jedoch auch möglich, eine Absorptionsbeschichtung über
Einfärben des gesamten Lampenkolbens bereitzustellen.
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Wie 3 zu
entnehmen ist, sind die Emissionsspektren zweier gleich beschichteter
Lampen gemessen worden, und wie festzustellen ist, liegen ihre Emissionswerte
in dem durch die Linien 18 begrenzten vorgeschriebenen
Bereich 20, so dass die Lampe zwar anscheinend weißes
Licht abgibt, das Emissionsspektrum jedoch auf die Helligkeits empfindlichkeitskurve
des menschlichen Auges optimiert ist.
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Statt
der reinen Absorptionsbeschichtung kann selbstverständlich
eine Kombination aus Absorptionsbeschichtung und Interferenzbeschichtung auf
den Lampenkolben aufgebracht sein. Beispielsweise kann eine gelbe
Interferenzbeschichtung und eine blaue Absorptionsbeschichtung auf
dem Glaskolben aufgebracht werden, wobei Interferenz und Absorption
so miteinander Wechselwirken, dass das Emissionsspektrum an die
Helligkeitsempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepasst
ist. Dabei ist vorteilhaft, wenn erst die Interferenzbeschichtung
und auf die Interferenzbeschichtung die Absorptionsbeschichtung
aufgebracht wird.
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Offenbart
wird eine Beschichtung für Fahrzeugscheinwerfer, wobei
die Beschichtung dazu ausgelegt ist, das Emissionsspektrum der Lampe
mittels Absorption und/oder Interferenz an eine Helligkeitsempfindlichkeitskurve
des menschlichen Auges anzupassen, sowie eine solche Lampe und ein
Verfahren zum Herstellen einer solchen Lampe.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6369510 [0002]
- - DE 4039948 [0002]
- - EP 0371553 [0003]
- - WO 98/18736 [0004]