DE10233635A1

DE10233635A1 - Lampenröhre, die ein einheitliches Beleuchtungsprofil aufweist, und Herstellungverfahren derselben

Info

Publication number: DE10233635A1
Application number: DE10233635A
Authority: DE
Inventors: Kurt E Spears
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: TWI296815B; US20030038584A1; JP2003151433A; GB2383894A; GB2383894B; JP5039688B2; GB0219050D0; US6747403B2; JP2009054604A; US20040174112A1; DE10233635B4

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Lampenröhre wird geliefert, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, das ein Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das erste Ende der Lampenröhre und ein Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das zweite Ende der Lampenröhre aufweist. Eine Beleuchtungsquelle wird geliefert, die eine lineare Röhre aufweist, die ein erstes Ende und ein zweites Ende und eine innere Oberfläche aufweist, auf der eine Lumineszenzsubstanz verteilt ist, wobei eine longitudinale Verteilung der Lumineszenzsubstanz ein Minimum an einem ersten Punkt der inneren Oberfläche aufweist und eine Lumineszenzsubstanzdichte an jedem des zweiten und des dritten Punktes der inneren Oberfläche größer als das Minimum ist, wobei der erste Punkt longitudinal zwischen dem zweiten und dem dritten Punkt angeordnet ist.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Lampenröhren und insbesondere auf eine Lampenröhre, die ein einheitliches Beleuchtungsprofil aufweist, und auf ein Behandlungsverfahren zum Herstellen derselben.
Optische Scanner erzeugen maschinenlesbare Bilddaten, die ein gescanntes Objekt, wie zum Beispiel ein Bild auf einem Papierdokument oder auf einem anderen Medium, darstellen. Optische Flachbettscanner sind feststehende Vorrichtungen, die eine transparente Platte aufweisen, auf der das Medium oder das Objekt, das gescannt werden soll, plaziert wird. Ausrüstung, wie zum Beispiel Flachbettscanner, Filmscanner, Kopiergeräte und einige Digitalkameras, können eine lineare Kaltkathodenleuchtstofflampe (lineare CCFL; CCFL = cold cathode flourescent lamp) als Lichtquelle verwenden. Das Medium oder das Objekt wird durch eine sequentielle Bilderzeugung von schmalen Streifen oder Scanlinienabschnitten des Mediums oder des Objektes durch eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie zum Beispiel ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD; CCD = charge-coupled device) gescannt. Die Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt Bilddaten, die jeden Scanlinienabschnitt des gescannten Mediums oder Objekts darstellen. Eine lineare Anordnung von lichtempfindlichen Elementen, wie zum Beispiel CCD-Photodetektoren, wird verwendet, um Licht in elektrische Ladungen umzuwandeln. Es gibt viele relativ billige eindimensionale Farb- und Schwarz/Weiß- Array-CCD-Photodetektoren, die für Bildscansysteme verfügbar sind. Elektronische Bilderzeugungssysteme können alternativ zweidimensionale Arrays lichtempfindlicher Elemente, wie zum Beispiel CCD-Arrays, verwenden. Diese Arrays sind jedoch teuer, da sie niedrige Herstellungserträge aufweisen. Lineare Photodetektoren sind sehr viel billiger als Arraydetektoren, da sie sehr viel kleiner sind und größere Herstellungserträge aufweisen.
Obwohl lineare CCFLs hell, billig und zuverlässig sind, haben sie auch einen Hauptnachteil: sie haben ein nichteinheitliches Beleuchtungsintensitätsprofil, das eine analoge oder digitale Korrekturverstärkung zur Normierung erfordert. Diese Vorrichtungen leiden aufgrund der verminderten Lichtintensität auf dem Objekt oder dem Medium und durch das optische System an niedrigen Signal-zu-Rauschen- Verhältnissen an den Enden der Scanlinien.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Lampenröhre oder eine Beleuchtungsquelle mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder eine Beleuchtungsquelle gemäß Anspruch 14 gelöst.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Behandeln einer Lampenröhre geschaffen, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, das ein Einbringen einer ersten Menge einer lumineszierenden Substanz bzw. Lumineszenzsubstanz in das erste Ende der Lampenröhre und ein Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das zweite Ende der Lampenröhre aufweist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungsquelle geschaffen, die eine lineare Röhre aufweist, die ein erstes Ende und ein zweites Ende und eine innere Oberfläche aufweist, auf der eine Lumineszenzsubstanz verteilt ist, wobei eine longitudinale Verteilung der Lumineszenzsubstanz ein Minimum an einem ersten Punkt der inneren Oberfläche und eine Lumineszenzsubstanzdichte an jedem eines zweiten und dritten Punktes der inneren Oberfläche, die größer als das Minimum ist, aufweist, und wobei der erste Punkt longitudinal zwischen dem zweiten und dem dritten Punkt angeordnet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Scanmediendokumentes darstellt, das durch ein Bilderzeugungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung gescannt werden kann;
Fig. 2 ein Diagramm, das eine Beleuchtung eines Scanobjektes darstellt, die von einem einzelnen Punkt einer Beleuchtungsquelle beigetragen wird;
Fig. 3 ein Diagramm, das die kumulative Beleuchtung eines mittleren Punktes eines Scanobjektes darstellt, die aus der Gesamtheit der Beleuchtungsquelle resultiert;
Fig. 4 ein Diagramm, das die kumulative Beleuchtung eines Endpunktes eines Scanobjektes darstellt, die aus der Gesamtheit der Beleuchtungsquelle resultiert;
Fig. 5A und 5B jeweils ein Strahlungsprofil und ein Beleuchtungsprofil einer Beleuchtungsquelle, die eine einheitliche Lumineszenzsubstanzverteilung aufweist, und ein Strahlungsprofil und ein Beleuchtungsprofil einer Beleuchtungsquelle, die eine typische Lumineszenzsubstanzverteilung aufweist, die beim Stand der Technik bekannt ist;
Fig. 6A bis 6D ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsquelle gemäß der vorliegenden Erfindung und exemplarische Lumineszenzsubstanzdichtenprofile, die aus derselben resultieren;
Fig. 7 ein Diagramm, das ein Strahlungsprofil und ein Beleuchtungsprofil eines Bilderzeugungssystems gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung darstellt, das die Beleuchtungsquelle verwendet, die Bezug nehmend auf Fig. 6 beschrieben ist;
Fig. 8A bis 8J Querschnittsansichten einer Lampenröhre, die einem Behandlungsverfahren zum Herstellen der Lampenröhre mit einer nicht linearen Lumineszenzverteilung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterzogen wird.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und seine Vorteile werden am besten Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 8 der Zeichnungen verstanden, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet werden.
In Fig. 1 ist ein Scanmedium dargestellt, wie zum Beispiel, jedoch nicht einschränkend, ein Medium 100, das durch ein Bilderzeugungssystem, zum Beispiel einen Flachbettscanner, eine Digitalkamera, ein Kopiergerät, einen Filmscanner oder eine andere Vorrichtung, gescannt werden kann. Das Bilderzeugungssystem verwendet eine Beleuchtungsquelle, zum Beispiel eine lineare Kaltkathodenleuchtstoff- bzw. -Fluoreszenz-Lampe (lineare CCFL), die Phosphor aufweist, oder eine andere Lumineszenzsubstanz, die durch Quecksilbermoleküle oder eine andere Ultraviolettstrahlungsquelle angeregt wird, um sequentielle Scanlinienabschnitte 10A-10N des Mediums 100 zu scannen. Andere Typen von Lampen werden häufig bei Bilderzeugungsvorrichtungen verwendet, wie zum Beispiel Xenonlampen, die Phosphor aufweisen, das durch Ultraviolettstrahlung von Xenonmolekülen in der Lampenröhre angeregt wird. Eine Scanlinie wird mit einer CCFL mit einer Mehrzahl von Fokuspunkten auf jeder Scanlinie beleuchtet. Die Gesamtheit des Lichtes, das auf einen bestimmten Fokuspunkt auftrifft, kann betrachtet werden, um von einer endlichen Anzahl von Punktquellen entlang der CCFL zu stammen. Das Licht, das in einem Fokuspunkt fokussiert wird, wird allgemein durch ein Bilderzeugungssystem geleitet, wie zum Beispiel einen Bildstabilisator, ein Filter, ein optisches System, eine einzelne Linse, eine holographische Linse oder eine andere Vorrichtung. Das Licht wird dann zu einem Photodetektor geleitet, an dem dasselbe in eine elektrische Ladung umgewandelt wird. Allgemein wird gemäß dieser Technik eine Mehrzahl elektrischer Ladungen für eine bestimmte Scanlinie erzeugt. Sobald elektrische Ladungen für eine bestimmte Scanlinie erzeugt wurden, werden die Ladungen für die nächste Scanlinie erzeugt. Dieses allgemeine Verfahren wird wiederholt, bis alle Scanlinien des Mediums 100 bilderzeugt wurden.
In Fig. 2 ist eine Beleuchtungsquelle dargestellt, zum Beispiel eine CCFL 150, die Licht auf ein Scanobjekt 160 strahlt. Das Scanobjekt 160 stellt eine Scanlinie, zum Beispiel eine Scanlinie 10A, des Scanmediums 100 dar. Tatsächlich strahlt die CCFL 150 Licht entlang einer kontinuierlichen zylindrischen Quelle, die kollineare Endpunkte aufweist (die Abschlußenden der CCFL 150). Zur Vereinfachung der Besprechung wird das Licht, das von der CCFL 150 abgestrahlt wird, betrachtet, um von einer linearen Quelle zu stammen, die aus einer endlichen Anzahl von Punktquellen 150A-150K besteht, die kollinear an der CCFL 150 angeordnet sind.
Lichtstrahlen werden von jeder Punktquelle 150A-150K der CCFL 150 in mehreren Richtungen abgestrahlt, zum Beispiel werden Lichtstrahlen 150F_a-150F_k von der Punktquelle 150F emittiert. Jede Punktquelle 150A-150K emittiert Lichtstrahlen, die entlang des Scanobjektes 160 auftreffen. Jede Punktquelle, zum Beispiel die Punktquelle 150F, strahlt eine Mehrzahl von Lichtstrahlen ab, die an verschiedenen Punkten 160a-160k entlang des Scanobjektes 160 auftreffen. Die Intensität der Beleuchtung an einen bestimmten Punkt 160a-160k ist eine Funktion des Abstandes zwischen dem Punkt 160a-160k und der Punktquelle 150A-150K, die zu der Beleuchtung des Punktes 160a-160k beiträgt. Insbesondere ist die Intensität der Beleuchtung, die durch eine bestimmte Punktquelle 150A-150K geliefert wird, proportional zu 1/r², wobei r = d(cos(α))^-1 ist, wobei d der Abstand zwischen dem beleuchteten Punkt 160a-160k und der Beleuchtungspunktquelle ist, und wobei α ein Auftreffwinkel der Lichtstrahlen, die von den Punktquellen 150A-150K stammen, auf einen bestimmten Punkt 160a-160k ist. So ist die kumulative oder Gesamtbeleuchtungsintensität eine integrale Menge, die umgekehrt proportional zu dem Quadrat von r ist. So weist der Punkt 160f aufgrund des direkten, d. h. senkrechten, Auftreffens des Lichtstrahls 150F_f auf den Punkt 160f eine größere Beleuchtungsintensität auf, die von der Punktquelle 150F resultiert, als die Beleuchtungsintensität eines anderen Punktes 160a-160e und 160g-160k. Die Beleuchtungsintensität für alle anderen Punkte 160a-160e und 160g-160k, die aus licht resultiert, das von der Punktquelle 150F abgestrahlt wird, nimmt mit zunehmendem Abstand zwischen denselben ab.
Die kumulative Beleuchtung des Punktes 160f des Scanobjektes 160 kann betrachtet werden, um ein Integral des Lichtes zu sein, das entlang der Gesamtheit von Punktquellen 150A-150K abgestrahlt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Gesamtbeleuchtungsintensität des Punktes 160f des Scanobjektes 160 ein Integral der Beleuchtungsbeiträge von verschiedenen Lichtstrahlen 150A_f-150K_f, die entlang der Länge der CCFL 150 ihren Ursprung haben. Das Sammeln von Lichtstrahlen 150A_f-150K_f kann betrachtet werden, um einen Hauptlichtstrahl 150F_f zu umfassen, der auf den Punkt 160f senkrecht zu demselben auftritt, d. h. der Hauptlichtstrahl 150F_f trifft auf den Punkt 160f mit einem Auftreffwinkel α von 0 auf, während verbleibende Lichtstrahlen 150A_f-150E_f und 150G_f-150K_f mit verschiedenen Auftreffwinkeln α, die größer als 0 sind, auf den Punkt 160F auftreffen. Wie bereits erwähnt wurde, nimmt der Beitrag eines Lichtstrahls zu der Beleuchtungsintensität des Punktes 160f mit wachsendem Abstand zwischen der Beleuchtungsquelle und dem beleuchteten Punkt 160a-160k ab. So liefert der Lichtstrahl 150A_f weniger Strahlung an den Punkt 150f als zum Beispiel der Lichtstrahl 150B_f.
Wenn die CCFL 150 eine ideale (d. h. strahlt Lichtstrahlen entlang der Länge derselben mit einheitlicher Intensität ab) und eine unendlich lange Lichtquelle wäre, würde jeder Punkt 160a-160f mit einer identischen Intensität bestrahlt werden. Da die CCFL 150 jedoch eine endliche Länge aufweist, zeigt sich ein nicht einheitliches Beleuchtungsintensitätsprofil entlang des Scanobjektes 160, was zu einer weniger intensiven Beleuchtung an Punkten nahe dem Ende des Scanobjektes 160 führt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist das Licht, das den Punkt 160k an dem entfernten Ende des Scanobjektes 160 bestrahlt, einen Hauptstrahl 150K_k auf, der Hilfsstrahlen 150A_k-150J_k aufweist, die von nur einer Seite des Hauptstrahls 150K_k herrühren. So ist die Beleuchtungsintensität des Punktes 160k kleiner als zum Beispiel die Beleuchtungsdichte des Punktes 160f, da die Beleuchtung des Punktes 160k tatsächlich ein Integral von Punktquellenbeleuchtungen über nahezu 90 Grad ist, während die Beleuchtung des Punktes 160f ein Integral von Punktquellenbeleuchtungen über annähernd 180 Grad ist. Das Ergebnis ist ein nicht einheitliches Beleuchtungsintensitätsprofil 210, das in Fig. 5A gezeigt ist. Das Strahlungsprofil 200 zeigt ein ungefähres Strahlungsprofil entlang der Länge der Beleuchtungsquelle, zum Beispiel der CCFL 150, die eine einheitliche Verteilung einer Lumineszenzsubstanz entlang der Oberfläche der CCFL 150 aufweist. Eine typische CCFL zum Beispiel weist eine verschlossene Glasröhre mit einer Lumineszenzsubstanz, wie zum Beispiel Phosphor, das entlang der inneren Oberfläche derselben verteilt ist, auf. Eine CCFL, die eine Oberfläche mit einer einheitlichen Verteilung einer Lumineszenzsubstanz aufweist, strahlt Licht mit einer einheitlichen Intensität entlang der Länge derselben ab, wie durch das Strahlungsprofil 200 dargestellt ist. Es ist zu bemerken, daß das Strahlungsprofil 200 eine nicht integrale Messung ist, d. h. jeder Punkt der Strahlungsprofilauftragung zeigt nur die Strahlungsintensität von Punkten (O bis L) entlang der Länge der CCFL 150 an, wohingegen das Beleuchtungsintensitätsprofil 210 den integralen Effekt der Beleuchtung bei Punkten 160a-160k eines Objektes zeigt, das durch eine Beleuchtungsquelle beleuchtet wird, die das Strahlungsprofil 200 aufweist. Punkte entlang eines Mittelabschnitts des Scanobjektes 160 weisen aufgrund des zuvor genannten integralen Effekts der Beleuchtung eine größere Beleuchtung auf als Punkte nahe einem der Endpunkte, zum Beispiel Punkte 160a und 160k, des Scanobjektes 160.
Das nicht einheitliche Beleuchtungsintensitätsprofil 210 der CCFL 150 kann auch eine zweite Ursache haben, der aus einer gut dokumentierten Funktion der Lichtsammelfähigkeit einer typischen Linse resultiert, die bei Bilderfassungssystemen verwendet wird. Der beitragende Effekt des nicht einheitlichen Beleuchtungsintensitätsprofils 110 aufgrund der Lichtsammelfähigkeiten einer Linse hat sich als eine cos⁴-Funkton zwischen der Mittellinie des optischen Pfades und einer Linie herausgestellt, die zu dem relevanten Bereich des Bildes gezogen wird. Der Gesamteffekt bewirkt einen exponentiellen Verlust des Lichtes, wenn der Winkel an den Endpunkten des Scanobjektes 100 ansteigt. So leiden Bilderzeugungssysteme, wie zum Beispiel Scanner, die CCFLs verwenden, aufgrund eines abnehmenden Lichtes auf das Scanobjekt oder die Seite und durch das verbleibende optische System an niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnissen an den Enden der Scanlinien.
Das nicht einheitliche Beleuchtungsintensitätsprofil 210, das in Fig. 5A gezeigt ist, resultiert daraus, daß die CCFL 150 eine einheitliche Beschichtung aus Phosphor- oder einer anderen Beleuchtungssubstanz entlang der Länge der CCFL 150 aufweist, wie durch ein Beleuchtungssubstanzdichtenprofil 195 angezeigt ist. Die Phosphorbeschichtung jedoch ist oft entlang der Länge einer CCFL aufgrund der nicht idealen Eigenschaften üblicher Herstellungsverfahren nicht einheitlich. Eine herkömmliche Herstellungstechnik zum Beispiel führt zu einer einheitlichen Verteilung einer Lumineszenzsubstanz um den Umfang der Beleuchtungsquelle, führt jedoch auch zu einer nicht einheitlichen Verteilung der Lumineszenzsubstanz entlang der longitudinalen Achse der Beleuchtungsquelle. In Fig. 5B ist eine typische CCFL 220 dargestellt, die eine nicht einheitliche Verteilung einer Beleuchtungssubstanz auf einer inneren Oberfläche derselben aufweist, wie durch ein Beleuchtungssubstanzdichtenprofil 225 angezeigt ist. Ein Abschnitt (zur Darstellung durch einen schattierten Bereich 220A₁ bezeichnet) der CCFL 220 weist eine größere Beleuchtungssubstanzdichte auf als der verbleibende Abschnitt der CCFL 220. Folglich führt das Ende der CCFL 220, das die größere Beleuchtungssubstanzdichte aufweist, zu einer erhöhten Lichtintensität, die von diesem Ende abgestrahlt wird, wie durch einen schräg verlaufenden Bereich 230A des Strahlungsprofils 230 dargestellt ist. Der schräg verlaufende Bereich 230A führt zu einem Gegeneffekt, der den üblichen Verlust der Beleuchtung nahe den Enden eines Scanobjektes aufgrund des beschriebenen Integraleffektes der Beleuchtung versetzt. Ein resultierendes Beleuchtungsintensitätsprofil 240 weist eine linearere Auftragung an dem entsprechenden Ende auf und führt zu einer Reduzierung oder Beseitigung der erforderlichen Korrekturnormierung an diesem Ende. Die vorliegende Erfindung nutzt dieses Phänomen vorteilhaft aus. Ein neues Lampenröhrenbehandlungsverfahren erzeugt eine Lampenröhre, die eine nicht einheitliche Beleuchtungssubstanzverteilung aufweist, die eine Lumineszenzsubstanzdichte umfaßt, die an beiden Enden, und nicht nur an einem Ende, der Röhre größer ist als an einem Mittelabschnitt der Röhre, wobei eine derartige Röhre wirksam ist, um ein verbessertes, einheitliches Beleuchtungsintensitätsprofil zu liefern.
In Fig. 6A ist eine CCFL 250 oder eine andere Beleuchtungsquelle mit einer neuartigen Phosphor- oder einer anderen Lumineszenzsubstanzdichteverteilung entlang der Länge derselben dargestellt, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Ein Mittelabschnitt 260B der CCFL 250 weist eine im allgemeinen konstante Phosphordichteverteilung auf, wie durch das Lumineszenzsubstanzdichtenprofil 255 (Fig. 6A) dargestellt ist. Die Enden 260A₁ und 260A₂ der CCFL 250 weisen verglichen mit dem Mittelabschnitt 260B eine höhere Phosphordichtenverteilung auf. Während die Darstellung zeigt, daß die CCFL 250 Bereiche mit zwei unterschiedlichen Phosphordichten aufweist, wird darauf hingewiesen, daß die Enden 260A₁ und 260A₂ auch eine nicht konstante Phosphordichte aufweisen können. Die Enden 260A₁ und 260A₂ zum Beispiel können eine Phosphordichteverteilung aufweisen, die in Richtung der Enden der CCFL 250 zunimmt, wie durch das Lumineszenzsubstanzdichtenprofil 260 (Fig. 6C) dargestellt ist. Tatsächlich kann auch der Mittelabschnitt 260B eine leicht ansteigende Phosphordichteverteilung von seinem mittleren Punkt (Punkt M1) nach außen in Richtung der Abschnitte 260A₁ und 260A₂ aufweisen, wie durch das Lumineszenzsubstanzdichtenprofil 265 (Fig. 6D) dargestellt ist. So ist die CCFL 250 allgemein charakterisiert, um eine nach außen von einem mittleren Punkt M1 der CCFL 250 ansteigende Phosphordichtenverteilung aufzuweisen, und weist eine entsprechende minimale Strahlungsdichte an dem mittleren Punkt M1 der CCFL 250 auf. Die minimale Strahlungsintensität kann allgemein von einem Abschnitt der CCFL 250, einschließlich des mittleren Punktes M1, abgestrahlt werden und sich von dort aus nach außen in Richtung eines (oder beider) Endpunktes (O oder L) zu einem Punkt erstrecken, an dem die Strahlungsintensität ansteigt. Die Lumineszenzsubstanzdichteverteilung liefert vorzugsweise ein einheitliches Beleuchtungsintensitätsprofil 310, das in Fig. 7 dargestellt ist, das aus einem nicht einheitlichen Strahlungsprofil 300 resultiert. Wie dies gezeigt ist, hat das Beleuchtungsintensitätsprofil 310 an allen Punkten entlag der Länge des Scanobjektes eine im wesentlichen gleiche Intensität.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liefert die CCFL 250, um das einheitliche Beleuchtungsintensitätsprofil 310 zu erzielen, vorzugsweise eine nicht einheitliche Strahlungsintensität entlang der Länge der CCFL 250, d. h. das Strahlungsprofil 300 ist vorzugsweise nicht einheitlich, um die Integraleffekte der Beleuchtung und/oder Linsenverluste, wie dies oben besprochen wurde, auszugleichen. Wie Bezug nehmend auf Fig. 6 beschrieben ist, wird eine nicht lineare Phosphorverteilung zum Erzielen einer Beleuchtungsintensität verwendet, die nahe den Enden 260A₁ und 260A₂ größer als entlang des Mittelabschnittes der CCFL 250 ist. Vorzugsweise ist die Phosphorverteilung der CCFL 250 derart implementiert, daß das Strahlungsprofil 300 die Umkehrung des Beleuchtungsintensitätsprofils 210 ist, das in Fig. 5 dargestellt ist. Eine Beleuchtung mit einer derartigen Lichtquelle erzeugt eine einheitliche Beleuchtung eines Scanobjektes durch ein Ausgleichen einer Beleuchtung an den Enden eines Scanobjektes durch ein Auftreffenlassen von Hauptstrahlen auf dasselbe, die eine größere Intensität aufweisen als Hauptstrahlen, die entlang des Mittelabschnittes des Scanobjektes abgestrahlt werden.
Die Fig. 8A bis 8J zeigen Querschnittsansichten einer Lampenröhre 400 zu verschiedenen Stufen eines Behandlungsverfahrens, das zu der Lampenröhre 400, die eine nicht lineare Lumineszenzsubstanzdichtenverteilung aufweist, gemäß den Lehren der Erfindung führt. In einem ersten Schritt (Fig. 8A) wird eine Lampenröhre 400 in eine Lumineszenzsubstanzbeschichtungsmaschine geladen. Eine Lumineszenzsubstanz, wie zum Beispiel eine Phosphorlösung, wird als nächstes in ein erstes Ende 410 der Röhre eingebracht (Fig. 8B). Trockene Luft wird dann in die Röhre 400, zum Beispiel bei einem zweiten Ende 420 der Röhre 400, eingebracht, um die Lumineszenzsubstanz zu trocknen (Fig. 8C). Wenn die Lumineszenzsubstanz getrocknet ist, erscheint die Lumineszenzsubstanzdichteverteilung allgemein so, wie in Fig. 8D dargestellt ist (schraffierte Bereiche stellen Bereiche mit einer größeren Lumineszenzsubstanzdichte dar als nicht schraffierte Bereiche) und umfaßt einen Bereich 450, der eine hohe Dichte der Lumineszenzsubstanz aufweist.
Um die Standfläche der Beschichtungsmaschine zu minimieren, beschichten übliche Herstellungsprozesse Lumineszenzlampenröhren so, daß die Lampenröhre 400 vertikal ausgerichtet ist, obwohl die Lampenröhre 400 auch in einem spitzen Winkel positioniert sein kann. Dadurch wird das Lumineszenzmaterial oft von einer Lumineszenzquelle in die Röhre gezogen, die sich an dem unteren (B) oder ersten Ende 420 der Röhre 400 befindet. Zur Herstellungsvereinfachung wird die Trocknungsluft sehr oft in das zweite Ende 420 der Röhre 400 injiziert, das dem ersten Ende 410 gegenüberliegt, d. h. die Trocknungsluft wird allgemein in das obere (T) Ende der Röhre 400 injiziert. Der Effekt eines derartigen Verfahrens führt allgemein zu der einheitlichen Lumineszenzbeschichtung um den Umfang der Röhre 400, erzeugt jedoch einen Unterschied der Ende-zu-Ende-Lumineszenzsubstanzdichtenverteilung, d. h. eine nicht einheitliche Lumineszenzsubstanzdichtenverteilung entlang der longitudinalen Achse der Röhre 400. Dieser Effekt ist in Fig. 8D ersichtlich, in der ein Bereich 450 nahe dem ersten Ende 410 eine größere Lumineszenzsubstanzdichte aufweist als der verbleibende Abschnitt der Röhre 400. Die Region 450 entlang der Röhre 400, die eine größere Lumineszenzsubstanzdichte aufweist, hat allgemein keinen scharfen Übergang, sondern ist eine allmähliche Veränderung der Lumineszenzsubstanzdichte.
Die vorliegende Erfindung nutzt vorteilhafterweise den Effekt des Erzeugens einer nicht einheitlichen Verteilung einer Lumineszenzsubstanz an dem unteren Ende der Röhre 400 aus, wenn eine Röhre durch ein Umdrehen der Röhrenausrichtung (Fig. 8F) in der Röhrenbehandlungsmaschine und ein Wiederholen des oben beschriebenen allgemeinen Verfahrens behandelt wird. Nachdem die Enden 410 und 420 der Röhre umgedreht sind (derart, daß das Ende 410 die Position einnimmt, die ursprünglich das Ende 402 hatte, und umgekehrt), wird als nächstes eine vorbestimmte Menge der Lumineszenzsubstanz, zum Beispiel einer Phosphorlösung, in das zweite oder untere Ende 420 der Röhre eingebracht (Fig. 8G). Luft wird dann in die Röhre 400 eingebracht, um die Lumineszenzsubstanz zu trocknen (Fig. 8H), zum Beispiel durch ein Injizieren oder Blasen trockener Luft in das erste Ende 410 der Röhre 400 (das sich nun an der oberen (T) Position in der Behandlungsmaschine befindet). Die longitudinale Verteilung der Lumineszenzsubstanz in der Röhre 400 erscheint so, wie es allgemein in Fig. 8I dargestellt ist, nachdem die Lumineszenzsubstanz getrocknet ist. Wie dargestellt führt der Eintritt einer zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz und ein Trocknen derselben in der Röhre 400 nach einem Umkehren der Ausrichtung zu einem zweiten Bereich 451, der eine hohe Dichte der Lumineszenzsubstanz aufweist, in dem Ende gegenüber dem ersten Bereich 450. Ein Abschnitt 460 des ersten Endes 410 der Röhre 400 kann als nächstes für eine interne Elektrodenbefestigung gereinigt werden (Fig. 8E). Alternative Elektrodenbefestigungen umfassen externe Elektrodenbefestigungen und die Kombination einer internen und einer externen Elektrodenbefestigung. Ein Abschnitt 461 des zweiten Bereichs 451 kann dann zum Bereitstellen eines Elektrodenbefestigungsbereichs gereinigt werden. Folglich weist die Röhre 400 Bereiche 450 und 451 nahe an den Enden 410 und 420 auf, die höhere Oberflächendichten der Lumineszenzsubstanz aufweisen als an einem Mittelabschnitt 455 der Röhre 400.
Es ist aus der vorangegangen Beschreibung ersichtlich, daß eine Beleuchtungsquelle, wie zum Beispiel eine CCFL-Röhre, die eine nicht einheitliche Lumineszenzsubstanzverteilung aufweist, gemäß den hierin offenbarten Lehren hergestellt werden kann. Die Beleuchtungsquelle umfaßt allgemein Bereiche einer höheren Lumineszenzsubstanzdichte nahe den Enden der Beleuchtungsquelle. Licht mit höherer Intensität wird dadurch von den Bereichen der hohen Lumineszenzsubstanzdichte abgestrahlt, wenn die Röhre in einer Lampe zum Beleuchten eines Objektes verwendet wird, so daß ein einheitliches Beleuchtungsintensitätsprofil erzielt werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Lampenröhre (400), die ein erstes Ende (410) und ein zweites Ende (420) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das erstes Ende (410) der Lampenröhre (400); und
Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das zweite Ende (420) der Röhre (400).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das erste Ende (410) der Lampenröhre (400) ferner ein Positionieren des ersten Endes (410) der Lampenröhre (400) an einem ersten Ort in einer Röhrenbehandlungsanordnung vor dem Einbringen der ersten Menge der Lumineszenzsubstanz in das erste Ende (410) der Lampenröhre (400) aufweist, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Neupositionierens der Röhre (400) aufweist, derart, daß das zweite Ende (420) vor einem Einbringen der zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz in das zweite Ende (420) der Röhre (400) an dem ersten Ort positioniert ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das Positionieren des ersten Endes (410) der Lampenröhre (400) an dem ersten Ort ferner ein vertikales Ausrichten der Röhre (400) in der Röhrenbehandlungsanordnung aufweist und das Neupositionieren der Röhre (400) ferner ein Neupositionieren der Röhre (400) in einer vertikal ausgerichteten Position aufweist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem die Röhre (400) mit einem spitzen Winkel in der Röhrenbehandlungsanordnung ausgerichtet ist, wenn eines des ersten Endes (410) und des zweiten Endes (420) an dem ersten Ort positioniert ist.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner folgende Schritte aufweist:
Einbringen einer ersten Menge Luft in die Röhre (400) nach einem Einbringen der ersten Menge der Lumineszenzsubstanz, wobei die erste Menge Luft die erste Menge der Lumineszenzsubstanz trocknet; und
Einbringen einer zweiten Menge Luft in die Röhre (400) nach einem Einbringen der zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz, wobei die zweite Menge Luft die zweite Menge der Lumineszenzsubstanz trocknet.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Einbringen der ersten Menge Luft ferner ein Blasen der ersten Menge Luft in das zweite Ende (420) der Röhre aufweist und das Einbringen der zweiten Menge Luft ferner ein Blasen der zweiten Menge Luft in das erste Ende (410) der Röhre aufweist.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner folgende Schritte aufweist:
Reinigen eines Abschnitts einer inneren Oberfläche des ersten Endes (410) nach einem Einbringen der ersten Menge der Lumineszenzsubstanz; und
Reinigen eines Abschnitts einer inneren Oberfläche des zweiten Endes (420) nach einem Einbringen der zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz ferner ein Einbringen einer ersten Menge Phosphor aufweist und das Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz ferner ein Einbringen einer zweiten Menge Phosphor aufweist.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz ferner ein Einbringen einer zweiten Menge, die gleich einer ersten Menge ist, einer Lumineszenzsubstanz aufweist.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Einbringen einer ersten Menge der Lumineszenzsubstanz ferner ein Anlegen eines Vakuums an das zweite Ende (420) der Röhre aufweist, wobei das Vakuum die Lumineszenzsubstanz in die Röhre (400) zieht, und das Einbringen einer zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz ferner ein Anlegen eines Vakuums an das erste Ende (410) der Röhre aufweist, wobei das Vakuum die Lumineszenzsubstanz in die Röhre zieht.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das erste Ende (410) der Lampenröhre ferner ein Einbringen der ersten Menge der Lumineszenzsubstanz in das erste Ende einer Kaltkathodenleuchtstofflampenröhre aufweist und das Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz in das zweite Ende (420) der Röhre ferner ein Einbringen einer zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz in das zweite Ende der Kaltkathodenleuchtstofflampenröhre aufweist.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz in ein erstes Ende (410) der Lampenröhre ferner ein Einbringen der ersten Menge der Lumineszenzsubstanz in ein erstes Ende einer Xenon-Lampenröhre aufweist und das Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz in ein zweites Ende (420) der Röhre ferner ein Einbringen einer zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz in ein zweites Ende einer Xenon- Lampenröhre aufweist.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Einbringen einer ersten Menge einer Lumineszenzsubstanz in ein erstes Ende (410) der Lampenröhre ferner ein Einbringen der ersten Menge der Lumineszenzsubstanz in ein erstes Ende einer linearen, zylindrischen Röhre aufweist und das Einbringen einer zweiten Menge einer Lumineszenzsubstanz in ein zweites Ende (420) der Röhre ferner ein Einbringen einer zweiten Menge der Lumineszenzsubstanz in ein zweites Ende der linearen, zylindrischen Röhre aufweist.

14. Beleuchtungsquelle, die eine lineare Röhre (400) aufweist, die ein erstes Ende (410) und ein zweites Ende (420) aufweist, wobei die Röhre eine innere Oberfläche aufweist, auf der eine Lumineszenzsubstanz verteilt ist, wobei eine longitudinale Verteilungsdichte (255) der Lumineszenzsubstanz ein Minimum an einem ersten Punkt der inneren Oberfläche aufweist, wobei die Röhre (400) eine Lumineszenzsubstanzdichte an jedem eines zweiten (450) und eines dritten (451) Punktes der inneren Oberfläche aufweist, die größer ist als das Minimum, wobei der erste Punkt longitudinal zwischen dem zweiten und dem dritten Punkt (450; 451) angeordnet ist.

15. Beleuchtungsquelle gemäß Anspruch 14, bei der die Lumineszenzsubstanzdichte des zweiten und des dritten Punktes (450; 451) gleich ist.

16. Beleuchtungsquelle gemäß Anspruch 14 oder 15, bei der die Lumineszenzsubstanz Phosphor ist.

17. Beleuchtungsquelle gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der die Röhre (400) einen ersten Elektrodenbefestigungsbereich (460) und einen zweiten Elektrodenbefestigungsbereich (461) umfaßt, wobei der zweite Punkt (450) longitudinal zwischen dem ersten Punkt und dem ersten Elektrodenbefestigungsbereich (460) angeordnet ist, und wobei der dritte Punkt (451) longitudinal zwischen dem zweiten Punkt (450) und dem zweiten Elektrodenbefestigungsbereich (461) angeordnet ist.

18. Beleuchtungsquelle gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der die Beleuchtungsquelle eine Kaltkathodenleuchtstofflampe ist.

19. Beleuchtungsquelle gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der die Beleuchtungsquelle eine Xenonlampe ist.