HU222634B1

HU222634B1 - Izzólámpa

Info

Publication number: HU222634B1
Application number: HU9902777A
Authority: HU
Inventors: Albert Bodmer; Martin Enders; Reinhard Schäfer
Original assignee: Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH.
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2003-09-29
Also published as: KR100398557B1; JP4484275B2; EP0986093A1; ES2368648T3; HUP9902777A2; HUP9902777A3; KR20000023011A; EP0986093B1; HU9902777D0; DE19841304A1; JP2000090887A

Abstract

A találmány tárgya izzólámpa, amelynek lámpaburája (2) helyileg eltérőrétegvastagságú interferenciaszűrővel (5) van bevonva. Azinterferenciaszűrő (5) rétegvastagsága oly módon változóan vankiképezve, hogy az interferenciaszűrővel (5) bevont lámpabura (2)összes tartománya az izzólámpa bekapcsolt állapotában azonosszínösszetételű fényt emittál. A találmány szerinti izzólámpaelőnyösen narancsszínű vagy piros színű fényt emittáló gépjármű-jelzőlámpa. ŕ

Description

A találmány tárgya izzólámpa, amely tartalmaz:

- fényáteresztő lámpaburát,

- a lámpabura által körülzárt izzószálat,

- interferenciaszűrőt, amely több, kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú réteggel van ellátva, és amely helyileg eltérő rétegvastagságú bevonatként a lámpaburán van elrendezve, ahol

- az interferenciaszűrő egy előre megadott első hullámhossztartományba eső fény számára kis áteresztőképességgel, egy előre megadott második hullámhossztartományba eső fény számára pedig nagy áteresztőképességgel rendelkező interferenciaszűrő,

- az interferenciaszűrő az első és a második hullámhossztartományt egymástól szétválasztó, átmeneti tartománnyal rendelkezik.

A találmány tárgya továbbá izzólámpa, amely tartalmaz:

- forgásszimmetrikus lámpaburát, amely fényáteresztő anyagból áll,

- egy, a lámpabura által körülzárt izzószálat,

- árambevezetéseket az izzószál számára, ahol

- a lámpabura több kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegből álló, egy előre meghatározott színképtartományba eső fény számára áteresztő interferenciaszűrővel van bevonva.

A találmány tárgya ezenkívül izzólámpa, amely tartalmaz:

- fényáteresztő lámpaburát,

- egy, a lámpabura által körülzárt izzószálat,

- interferenciaszűrőt, amely helyileg eltérő rétegvastagságú bevonatként a lámpaburán van elrendezve.

A találmány tárgya továbbá jelzőlámpa fényforrással. A találmány különösen olyan izzólámpákra vonatkozik, amelyek színes fényt állítanak elő, és amelyek például fényforrásként gépjárműben alkalmazhatók. A kereskedelmi forgalomban találhatók olyan, gépjárművekhez való reflektorlámpák, amelyek hengeres lámpaburával és tompított és távolsági fény előállítására szolgáló, a lámpaburában axiálisan elrendezett egy vagy két izzószállal vannak ellátva, ahol az izzószálak tartományában a lámpabura interferenciaszűrő-réteggel van bevonva, amely interferenciaszűrő-réteg a fehér fény színhőmérsékletének csökkentésére vagy növelésére szolgál. Az elsőként említett esetben a lámpa sárgás árnyalatú fehér fényt, a második esetben pedig kékes árnyalatú fehér fényt emittál. Ismert, hogy az interferenciaszűrőréteg által áteresztett fény hullámhossza nemcsak az interferenciaszűrő felépítésétől, hanem a fénynek az interferenciaszűrőre való beesési szögétől is függ. A gépjárművekhez való reflektorlámpák esetén a beesési szögtől való függőség viszont a lámpabura hengerszimmetriájának és az izzószálak axiális elrendezésének köszönhetően csak alárendelt szerepet játszik.

Ezzel ellentétben a gépjárműben a fékezésnél és irányjelzésnél alkalmazott fény előállítására szolgáló izzólámpák szokásosan forgásszimmetrikus, körte alakú lámpaburával és a lámpatengelyre keresztirányban elrendezett izzószállal vannak ellátva. A piros vagy narancssárga fényszínt ebben az esetben vagy a lámpában elrendezett színes szűrők vagy színes műanyag szórótárcsák vagy kadmiumadalékkal színezett üvegedény vagy a lámpaburán elrendezett színes lakkréteg segítségével állítják elő. A lámpában elrendezett színes szűrők a rendszeres szerelési költségeket növelik. A színes műanyag szórótárcsák a régi járművekben alkalmazott anyagok fajtatiszta újrahasznosítását megnehezítik, és a karosszériatervező számára nem kívánt színeltéréseket okoznak. Az üvegedényhez hozzáadott kadmiumadalék sem problémamentes, mivel a kadmium nehézfémmérget képez. A lakkozott üvegburával ellátott izzólámpák a lakkréteg nagy termikus igénybevétele miatt túl alacsony élettartammal rendelkeznek. Ezenkívül a színezett vagy lakkozott lámpabura esetén úgynevezett fantomfém keletkezik, amelyet a napfénynek a reflektoron - amelybe a lámpa be van helyezve - való visszaverődése miatt keletkezik, és amely jelző funkciót színlel.

A bevezetőben ismertetett izzólámpák például az EP 0460 913 számú közzétételi iratból ismertek. Ezen közzétételi irat olyan világítóberendezést ismertet, amely reflektorból és lényegében hengeres lámpaburával ellátott izzólámpából áll. Ezen világítórendszer viszonylag nagy színhőmérséklettel, hozzávetőleg 3050-3060 K. tartományba eső színhőmérséklettel jellemezhető fehér fényt állít elő. Az izzólámpa lámpaburája első interferenciaszűrővel van ellátva, amely meghatározott hullámhossztartományba eső látható fény számára áteresztő, míg a reflektor egy második interferenciaszűrőt tartalmaz, amely infravörös sugárzás számára áteresztő és látható fényt visszaverő szűrő. Mindkét interferenciaszűrő helyileg eltérő rétegvastagsággal rendelkezik, hogy a megvilágítandó tárgyfelületen a gyűrű alakú színes fényminták kialakulását megakadályozzák.

A G 86 00 642.3 számú német használati minta színezett halogén izzólámpára vonatkozik. Ennél az izzólámpánál egy úgynevezett H4-gépjárműlámpáról van szó, amely sárgás színű fényt emittál. A lámpa lényegében hengeres lámpaburával és a lámpaburán belül axiálisan elrendezett két izzószállal van ellátva. A lámpabura csúcsa fényzáró fekete bevonattal van ellátva, míg a lámpabura hengeres része sárga fény vonatkozásában áteresztő interferenciaszűrővel van bevonva.

A találmány révén megoldandó feladat, hogy olyan izzólámpát hozzunk létre, amely jelzőlámpaként, különösen gépjárművekhez való jelzőlámpaként alkalmazható, és amely a technika állásának fentiekben ismertetett hátrányait kiküszöböli.

A feladat megoldására olyan izzólámpát hoztunk létre, amely tartalmaz:

- fényáteresztő lámpaburát,

- a lámpabura által körülzárt izzószálat,

- az interferenciaszűrő egy előre megadott első hullámhossztartományba eső fény számára kis át2

HU 222 634 Β1 eresztőképességgel, egy előre megadott második hullámhossztartományba eső fény számára pedig nagy áteresztőképességgel rendelkező interferenciaszűrő,

- az interferenciaszűrő az első és a második hullámhossztartományt egymástól szétválasztó, átmeneti tartománnyal rendelkezik, ahol a találmány szerint a lámpaburán lévő, interferenciaszűrővel bevont, két tetszőleges hely vonatkozásában az interferenciaszűrő ezen helyeken mérhető teljes rétegvastagságára vonatkozóan közelítőleg az alábbi összefüggés teljesül:

d2 λ(αΐ)

-= (FI) dl λ(α2) ^v ahol

- λ(αΐ): al beesési szög és az interferenciaszűrő előre megadott dl teljes rétegvastagsága esetén az átmeneti tartományból azon hullámhossz, amelynél az interferenciaszűrő átbocsátási tényezője egy előre meghatározott T értéket vesz fel,

- λ(α2): α2 beesési szög és az interferenciaszűrő azonos dl teljes rétegvastagsága esetén az átmeneti tartományból azon hullámhossz, amelynél az interferenciaszűrő átbocsátási tényezője az előre meghatározott T értéket veszi fel,

- az al beesési szög, illetve az a2 beesési szög azon szöggel egyenlő, amelyet a hely és az izzószál központja közötti összekötő vonal a vonatkozó helyen a lámpabura normálisával zár be.

Az izzószálat itt leegyszerűsítve pont alakúnak tekintjük. Ezáltal a lámpabura minden egyes pontjához egyértelmű módon mindenkor egy beesési szög rendelhető hozzá.

Előnyös, ha az átbocsátási tényező előre meghatározott T értéke vonatkozásában 0,4 és 0,5 közötti értéktartományból egy értéket vagy előnyösen 0,5-et vagy olyan értéket választunk ki, amelynél az átbocsátás a maximális átbocsátási érték felének felel meg. Az ehhez tartozó hullámhosszak az interferenciaszűrő átmeneti tartományában helyezkednek el. Különösen a T=0,5 értékhez vagy a maximális átbocsátási érték feléhez tartozó hullámhossz az interferenciaszűrő élének tekinthető, amely a kis fényáteresztő képességhez tartozó hullámhossztartományt a nagy fényáteresztő képességhez tartozó hullámhossztartománytól szétválasztja. Az interferenciaszűrő egy úgynevezett élszűrő, amelynek szűrőéle a kis és nagy fényáteresztő képességgel jellemezhető színképtartományokat egymástól különválasztja. A találmány szerinti izzólámpa interferenciaszűrőjének átmeneti tartománya, illetve éle, előnyösen a zöld fény színképtartományában helyezkedik el, úgyhogy az interferenciaszűrő főleg zöld, sárga és piros színű fényt visz át, azaz ereszt át. A találmánynak egy különösen előnyös kiviteli alakja esetén az interferenciaszűrő átmeneti tartománya 250 nm és 570 nm közötti hullámhossztartományban van. így az izzólámpa narancsszínű fényt emittál. Ennek köszönhetően a találmány szerinti izzólámpa előnyösen jelzőlámpához való fényforrásként alkalmazható, különösen a gépjárművekben alkalmazott villanófényes irányjelzőhöz. Ezenkívül a találmány szerinti izzólámpa előnyösen legalább egy Fe₂O₃abszorberréteggel van ellátva. Az előbbiekben említett vas-oxid-abszorberréteg kék és ibolya színképtartományba eső, rövidhullámú fényt abszorbeál, és az interferencia fényáteresztő képességének szögfüggőségét csökkenti.

Gyártástechnikai okokból az interferenciaszűrő egyes rétegeinek díj, d2j rétegvastagságait a Pl, P2 helyeken, azaz az interferenciaszűrő kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegeinek a Pl, P2 helyeken mérhető rétegvastagságait előnyösen az interferenciaszűrő teljes dl, d2 rétegvastagságának ezen Pl, P2 helyeken mérhető viszonyának megfelelően változtatjuk. Az interferenciaszűrő egyes rétegeinek díj, d2j rétegvastagságai számára közelítőleg az alábbi összefüggés teljesül:

Az összefüggésben alkalmazott i index az interferenciaszűrő összes rétegén végighalad.

Nem feltétlenül szükséges, hogy az interferenciaszűrő összes egyéni rétegeinek dl j, d2j rétegvastagságai a Pl, P2 helyeken az ezeken a Pl, P2 helyekre vonatkozó dl, d2 összrétegvastagságának viszonyával egyenlő arányban változzanak. Előnyös, ha az interferenciaszűrő egy-egy kis optikai törésmutatójú rétege és egy vele szomszédos, nagy optikai törésmutatójú rétege párban van összefogva, ahol a kis optikai törésmutatójú rétegnek a Pl, P2 helyeken mérhető dl_{L i}, d2_{L i} rétegvastagságai és az említett pár ehhez csatlakozó nagy optikai törésmutatójú réteg dl_{H i+b} d2_{H i+1} rétegvastagságai vonatkozásában ezeken a Pl, P2 helyeken közelítésképpen az alábbi összefüggés érvényesül:

^l,í⁺42h,í+i _ d2 dl_Li+dl_Hj+1 dl

Az egyenletben alkalmazott i index az interferenciaszűrő kis optikai törésmutatójú rétegeken megy végig. A fenti összefüggés mindenekelőtt az interferenciaszűrő két, egymással szomszédos rétegnél, azaz egy kis optikai törésmutatójú és egy evvel szomszédos, nagy optikai törésmutatójú réteg esetén az úgynevezett „mismatch” (illesztetlenség) hatást veszi figyelembe. A „mismatch” hatás alatt a kis optikai törésmutatójú, illetve a nagy optikai törésmutatójú réteg rétegvastagságának a másik, vele szomszédos réteg rovására történő növekedését értjük, úgyhogy a két rétegvastagság összege változatlan marad. Az interferenciaszűrőre jellemző fényáteresztési görbe élének helyzetét a „mismatch” hatás nem befolyásolja.

A lámpaburán elhelyezkedő interferenciaszűrő rétegvastagságának a fentiekben ismertetett, találmány szerinti változtatásával biztosítjuk, hogy az emberi szem számára a lámpaburának az izzószálakkal megvilágított, interferenciaszűrővel bevont összes tartományából egységes színárnyalatú, illetve azonos színösszetételű fény kerüljön kisugárzásra. A találmány lehetővé teszi, hogy a színes fénynek a lámpabura interferenciaszűrővel történő bevonásával való előállítását tetszőleges lámpabura3

HU 222 634 Bl geometriájú és izzószál-elrendezésű izzólámpáknál alkalmazzuk. A találmány különösen lehetővé teszi, hogy a gépjárművek féklámpájában és villanófényes irányjelzőjében alkalmazott izzólámpák körte alakú lámpaburáján elrendezett interferenciaszűrő-bevonat segítségével narancssárga vagy piros színű fényt állítsunk elő. Ennek köszönhetően az előbbiekben említett lámpákban a vonatkozó színszűrők alkalmazásától eltekinthetünk. Ezenkívül eltekinthetünk a színesen lakkozott lámpaburákkal ellátott izzólámpák alkalmazásától is. A lámpaburán elrendezett, találmány szerinti interferenciaszűrő-bevonat nagy termikus igénybevétellel és karcolásokkal szemben ellenálló. Ezért a találmány szerinti izzólámpák a fentiekben említett lakkozott izzólámpákkal szemben nagyobb élettartammal jellemezhetők.

A találmányt az alábbiakban egy előnyös kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az

1. ábrán a találmánynak egy előnyös kiviteli példája szerint kiképzett izzólámpa oldalnézete, a

2. ábrán az 1. ábra szerinti izzólámpa oldalnézete részben metszve, vázlatosan, a

3. ábrán a lámpabura interferenciaszűrő bevonatára vonatkozó áteresztési görbék három különböző beesési szög és az interferenciaszűrő állandó rétegvastagságai esetén, és a

4. ábrán a találmány előnyös kiviteli példája szerinti izzólámpa lámpaburáján elrendezett interferenciaszűrő áteresztési görbéi láthatók három eltérő beesési szög és az interferenciaszűrő megfelelően hozzáigazított rétegvastagságai esetén.

A találmány előnyös kiviteli példája olyan izzólámpára vonatkozik, amelynek villamosteljesítmény-felvétele hozzávetőleg 25 W, és amely például gépjármű villanófényes irányjelzőben fényforrásként alkalmazható. Ezen izzólámpa bajonettszerű 1 lámpaaljzattal, 2c üvegből való, A-A lámpatengely körül forgásszimmetrikus, körte alakú 2 lámpaburával, 3 izzószállal, valamint a 3 izzószál számára két 4 árambevezetéssel van ellátva. A 2 lámpabura megközelítően gömbszimmetrikus, megvastagított 2a résszel és csökkentett keresztmetszetű 2b résszel van ellátva, ahol a 3 izzószálat a megvastagított 2a rész veszi körül és a csökkentett keresztmetszetű 2b rész az 1 lámpaaljzatban van rögzítve. A 2 lámpabura teljes külső felülete 5 interferenciaszűrőt képező bevonattal van ellátva, amely több, kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú réteggel van ellátva. Az 5 interferenciaszűrő összrétegvastagsága a lámpabura csúcsánál található Pl helynél mérhető minimális d^jn értéktől kiindulva a 2 lámpaburán az aljzathoz közel elhelyezkedő P3 hely irányába húzott legrövidebb összekötő vonal mentén egy maximális értékig folyamatosan növekszik. Az előnyös kiviteli példa esetén a ^max.

Ánin, arány hozzávetőleg 1,07. Az 5 interferenciaszűrő a piros, sárga és zöld színű fény színképtartományára vonatkozóan nagy áteresztőképességgel, a kék és ibolyaszínű fény színképtartományára vonatkozóan pedig kis áteresztőképességgel rendelkezik. A kis áteresztőképesség tartománya és a nagy áteresztőképesség tartománya közötti átmenet a zöld színű fény színképtartományában helyezkedik el. Az 5 interferenciaszűrő éle, azaz azon hullámhossz, amelyen az 5 interferenciaszűrő fény áteresztő képessége a beeső fény 50%-ának felel meg, a 4. ábra szerint hozzávetőleg 550 nm-nél található. Az izzólámpa ezért bekapcsolt állapotban narancssárga fényt emittál. Az izzólámpa által emittált fény színe a DIN 5033 (német szabvány) szabványosított színtáblázata szerint olyan tartományon belül helyezkedik el, amelyet az x, y színkoordináták, illetve a szabványosított színértékhányadok számára felállított alábbi három egyenlőtlenség határolja:

y>-x+0,993; y>0,398;

y<0,420

Az 5 interferenciaszűrő összesen tizenhat rétegből áll, ahol az első közvetlenül a 2 lámpaburára felhordott réteg egy Fe₂O₃ abszorberréteg, amely főleg a kék és ibolya színképtartományban lévő szint abszorbeál. Az ezt követő tizenöt réteg váltakozva kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegekből áll. A kis optikai törésmutatójú rétegek SiO₂-rétegek, amelyeknek törésmutatója 1,46, míg a nagy törésmutatójú rétegek TiO₂-rétegek, amelyeknek törésmutatója 2,4. Ahogy a fentiekben már ismertettük, az SiO₂-rétegek és a TiO₂rétegek vastagsága és ezáltal az 5 interferenciaszűrő teljes rétegvastagsága az 5 interferenciaszűrőre eső és a 3 izzószál által emittált fény beesési szögétől függően változik. A 2 lámpabura csúcsán lévő Pl helyen az 5 interferenciaszűrő SiO₂-rétegei és TiO₂-rétegei a legkisebb rétegvastagsággal, az 1 lámpaaljzat közelében pedig a legnagyobb rétegvastagsággal rendelkeznek. Az 5 interferenciaszűrőnek a 2 lámpaburán lévő azon helyek, amelyek állandó rétegvastagsággal jellemezhetők, az A-A lámpatengely körül koncentrikus körgyűrűkön helyezkednek el. Az 1-3. táblázatokban az 5 interferenciaszűrő teljes rétegvastagságára vonatkozó értékek és az 5 interferenciaszűrő egyes rétegeinek rétegvastagságára vonatkozó értékek vannak megadva, a 2 lámpaburán példaképpen kiválasztott Pl, P2 és P3 helyekre vonatkozóan. Az 1-3. táblázatban található rétegvastagság-adatok pontossága hozzávetőleg ±3%. A rétegvastagságra vonatkozó adatoknál és az interferenciaszűrőre jellemző átbocsátási görbék éle meghatározásánál tapasztalható tűrések miatt az FI, F2, F3 összefüggések csak közelítéssel teljesülnek. A 4. ábrán az 5 interferenciaszűrőnek ezen Pl, P2, P3 helyekhez tartozó 1,2, 3 átbocsátási görbéi láthatók. Összehasonlításképpen a 3. ábrán az Γ, 2’, 3’ átbocsátási görbék láthatók, amelyek állandó rétegvastagságú interferenciaszűrő és a Pl, P2, P3 helyekhez tartozó al, a2, a3 beesési szögekre vonatkoznak. A 3. ábrán az 1,2’, 3’ átbocsátási görbék szűrőélei 550 nm-nél, 543 nm-nél, illetve 513 nm-nél helyezkednek el.

A 2. és 3. táblázat szerint a rétegvastagság változásának meghatározása során azon leegyszerűsített feltételezésből indulunk ki, hogy a 3 izzószál pont alakú, azaz

HU 222 634 Bl hogy a fényemisszió a 3 izzószál központjából indul ki. Ebben az esetben a 2 lámpaburán elhelyezkedő minden egyes Pl, P2, P3 stb. helyhez egyértelmű módon egyegy olyan al, a2, a3 stb. beesési szög rendelhető hozzá, amely alatt a 3 izzószál által emittált fény a 2 lámpabura belső felületére és - a 2 lámpabura 2c üvegében előforduló fénytörést elhanyagolva - az 5 interferenciaszűrőre esik. A 3. ábrán látható, hogy az 5 interferenciaszűrő élének helyzete növekvő a beesési szöggel a rövidebb hullámhossz felé tolódik el. Az 1 átbocsátási görbe al=0° beesési szögnek, azaz függőleges fénybeesésnek (a beesési szöget a függőlegeshez, illetve a lámpabura falához húzott normálishoz képest mérjük), felel meg. Ilyen beesési szög a 2 lámpabura csúcsának Pl helyén mérhető. A 2’ átbocsátási görbe az 5 interferenciaszűrő állandó rétegvastagságai esetén a2=17° beesési szögnek felel meg, amelyet a lámpabura „ekvátor vonalán” P2 helyen mérhetünk. A 3’ átbocsátási görbe az interferencia állandó rétegvastagságai esetén a3=45° beesési szögnek felel meg, amely a 2 lámpabura csökkentett keresztmetszetű, az aljzathoz közel lévő 2b részében P3 helyen mérhető. Az 1 átbocsátási görbe éléhez képest a 2’, illetve 3’ átbocsátási görbék éleinek helyzete a hullámhossz skáláján 1,3%-kal, illetve 7,2%-kal a rövidebb hullámhosszak felé tolódott el. Mivel az 5 interferenciaszűrő maximális fényáteresztő képessége 100% helyett csak 90%-ot tesz ki, az 5 interferenciaszűrő élének meghatározásához nem az 50%-os átbocsátási értékhez tartozó hullámhosszt vettük figyelembe, hanem ehelyett a 45%-os átbocsátási értékhez tartozó hullámhosszt részesítettük előnyben. Annak érdekében, hogy a 2 lámpabura összes része egységes színösszetételű fényt emittáljon, az 5 interferenciaszűrő élének a 2 lámpabura összes Pl, P2, P3 stb. helyére és a megfelelő hozzá tartozó al, a2, a3 beesési szögekre vonatkozóan lényegében azonos hullámhosszon kell lennie. A 4. ábrán az 5 interferenciaszűrőnek az 1-3. táblázatokban megadott rétegvastagságokhoz tartozó 1, 2,3 átbocsátási görbéi és a vonatkozó al, a2, a3 beesési szögek példaképpen a Pl, P2, P3 helyek vonatkozásában vannak megadva. Az 1 és 2 átbocsátási görbék megközelítően azonosak és ezért a 4. ábrán alig különböztethetők meg. Az 5 interferenciaszűrő éle a három al, a2, a3 beesési szög vonatkozásában ugyanazon hullámhosszon, kb. 550 nm-es hullámhosszon, helyezkedik el. Az 5 interferenciaszűrőnek a P2 helyen, illetve P3 helyen mért rétegvastagságai hozzávetőleg 1,2%-1,3%kal, illetve 7,1%-7,2%-kal nagyobbak, mint a 2 lámpabura csúcsán lévő Pl helyen mérhető rétegvastagságok. A 2 lámpaburán található minden egyes P hely és a hozzárendelt a beesési szög vonatkozásában az ezen a P helyen mérhető rétegvastagságoknak a 2 lámpabura csúcsán lévő Pl helyen mérhető rétegvastagságokhoz képesti növekedése az interferenciaszűrőnek az a beesési szöghöz és 0°-hoz tartozó átbocsátási görbéi élének azonos rétegvastagságok esetén tapasztalható eltolódásából határozható meg. Ezen összefüggést az FI egyenlet írja le, amelynek alapján tetszőleges lámpabura-geometria számára a vonatkozó átbocsátási görbékből az interferenciaszűrő rétegvastagságának változásai határozhatók meg, amennyiben az interferenciaszűrőnek a lámpabura egy helyén mérhető rétegvastagságai előre meg vannak adva. Gyártástechnikai okokból az Fe₂O₃-abszorberréteg rétegvastagsága szintén helyileg változóan van kiképezve, annak ellenére, hogy erre nincs feltétlenül szükség. Amennyiben az Fe₂O₃-abszorberréteg rétegvastagsága helyileg nem változóan van kiképezve, úgy ezen abszorberréteg vastagságát az interferenciaszűrő teljes vastagságának vagy egyes rétegei vastagságának a meghatározása során figyelmen kívül hagyjuk.

A találmány szerinti izzólámpa 5 interferenciaszűrőjét az előnyös kiviteli példa esetén katódporlasztásos eljárással (sputter) hozzuk létre. A rétegvastagságot a porlasztás időtartamával és a porlasztáshoz alkalmazott villamos feszültséggel, valamint diaffagmák segítségével szabályozhatjuk.

A találmány nem korlátozódik a fentiekben részletesebben ismertetett kiviteli példára. A találmány például tetszőleges lámpabura-geometriával és tetszőleges izzószál-elrendezésű izzólámpáknál alkalmazható. Ezenkívül a találmány tetszőleges rétegkialakítású interferenciaszűrőkhöz alkalmazható, amelynek kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegeinek száma is tetszőleges lehet. Ezenkívül a kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegek kialakításához az SiO₂-től és TiO₂-től eltérő anyagok is alkalmazhatók.

Ezenkívül a találmány alkalmazása nem korlátozódik olyan interferenciaszűrőkre, amelyeknek átbocsátási görbéje zöld színképtartományban elhelyezkedő éllel rendelkezik. Például piros fényt emittáló izzólámpa kialakításához a fentiekben ismertetett előnyös kiviteli példánál leírt 5 interferenciaszűrő helyett olyan interferenciaszűrőt alkalmazhatunk, amelynek átbocsátási görbéje például 590 nm vagy 600 nm hullámhosszon elhelyezkedő éllel rendelkezik. A találmány szerinti izzólámpa interferenciaszűrője ezenkívül a porlasztásos eljárásoktól eltérő más eljárások alkalmazásával, például merüléses eljárásokkal állítható elő.

1. táblázat

A lámpabura csúcsán lévő Pl hely interferenciaszűrővel történő bevonása al=0° beesési szögre vonatkozóan

	Rétegfajta	Rétegvastagság (nm)
>	Fe₂O₃	5,4
2	SiO₂	78,9
3	TiO₂	36,8
4	SiO₂	73,5
5	TiO₂	47,5
6	SiO₂	73,5
7	TiO₂	47,5
⁸	SiO₂	73,5
9	TiO₂	47,5

HU 222 634 Bl

1. táblázat (folytatás)

Retegszam	Rétegfajta	Rétegvastagság (nm)
10	SiO₂	73,5
11	TiO₂	47,5
12	SiO₂	73,5
13	TiO₂	47,5
14	SiO₂	69,9
15	TiO₂	17,9
16	SiO₂	32,3
		846,2

Az interferenciaszűrőnek a lámpabura csúcsán lévő Pl helyén mérhető teljes dl rétegvastagsága 846,2 nm. A teljes dl rétegvastagság a dl_f rétegvastagságok összegzéséből adódik, ahol az i index az 1-16 értékeken megy végig.

2. táblázat

A 2 lámpabura ekvátorján lévő P2 helyen elrendezett interferenciaszűrő-bevonat a2=17° beesési szög esetén

Rétegszám	Rétegfajta	Rétegvastagság (mn)
1 ¹	Fe₂O₃	5,4
1 ²	SiO₂	79,8
1 ³	TiO₂	37,2
1 ⁴	SiO₂	74,4
1 ⁵	TiO₂	48,1
1 ⁶	SiO₂	74,4
1 ⁷	TiO₂	48,1
1 ⁸	SiO₂	74,4
9	TiO₂	48,1
10	SiO₂	74,4
11	TiO₂	48,1
12	SiO₂	74,4
1 ¹³	TiO₂	48,1
¹⁴	SiO₂	70,8
¹⁵	TiO₂	18,2
I 16	SiO₂	32,7
		856,6

Az interferenciaszűrőnek a 2 lámpabura ekvátorján lévő P2 helyen mérhető teljes d2 rétegvastagsága 856,6 nm. A d2/dl rétegvastagság-arány 1,012. A teljes d2 rétegvastagság a d2j; rétegvastagságok összegzéséből adódik, ahol az i index az 1-16 értékeken halad végig.

3. táblázat

A 2 lámpabura aljzatközeli P3 helyen létrehozott interferenciaszűrő-bevonat a3=45° beesési szög esetén

Rétegszám	Rétegfajta	Rétegvastagság (nm)
1	Fe₂O₃	5,8
2	SiO₂	84,5
3	TiO₂	39,3
⁴	SiO₂	78,7
5	TiO₂	50,9
6	SiO₂	78,7
7	TiO₂	50,9
8	SiO₂	78,7
9	TiO₂	50,9
10	SiO₂	78,7
11	TiO₂	50,9
12	SiO₂	78,7
13	TiO₂	50,9
14	SiO₂	74,9
15	TiO₂	19,2
1 ¹⁶	SiO₂	34,5
		906,2

Az interferenciaszűrőnek az aljzatközeli P3 helyen mérhető teljes d3 rétegvastagsága 906,2 nm. A d3/dl rétegvastagság-arány 1,071. A teljes d3 rétegvastagság a d3 j rétegvastagságok összegzéséből adódik, ahol az i index az 1-16 értékeken halad végig.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Izzólámpa, amely tartalmaz:

- fényáteresztő lámpaburát (2),

- a lámpabura (2) által körülzárt izzószálat (3),

- interferenciaszűrőt (5), amely több, kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú réteggel van ellátva, és amely helyileg eltérő rétegvastagságú bevonatként a lámpaburán (2) van elrendezve, ahol

- az interferenciaszűrő (5) egy előre megadott első hullámhossztartományba eső fény számára kis áteresztőképességgel, egy előre megadott második hullámhossztartományba eső fény számára pedig nagy áteresztőképességgel rendelkező interferenciaszűrő,

- az interferenciaszűrő (5) az első és a második hullámhossztartományt egymástól szétválasztó, átmeneti tartománnyal rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a lámpaburán (2) lévő, interferenciaszűrővel bevont, két tetszőleges hely (Pl, P2) vonatkozásában az interferenciaszűrő (5) ezen helyeken (Pl, P2) mérhető teljes rétegvastagságára (dl, d2) vonatkozóan közelítőleg az alábbi összefüggés teljesül:

HU 222 634 Bl d2 λ(α!) dl ^_ λ(α2) ahol

- λ(αΐ): al beesési szög és az interferenciaszűrő (5) előre megadott dl teljes rétegvastagsága esetén az átmeneti tartományból azon hullámhossz, amelynél az interferenciaszűrő (5) átbocsátási tényezője egy előre meghatározott T értéket vesz fel,

- λ(α2): α2 beesési szög és az interferenciaszűrő (5) azonos dl teljes rétegvastagsága esetén az átmeneti tartományból azon hullámhossz, amelynél az interferenciaszűrő (5) átbocsátási tényezője az előre meghatározott T értéket veszi fel,

- az al beesési szög, illetve az a2 beesési szög azon szöggel egyenlő, amelyet a hely (Pl, illetve P2) és az izzószál (3) központja közötti összekötő vonal a vonatkozó helyen (Pl, illetve P2) a lámpabura (2) normálisával zár be.
2. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az interferenciaszűrőhöz (5) tartozó kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegeknek a megadott helyeken (Pl, P2) mérhető dl;, d2j rétegvastagságaira közelítőleg az alábbi összefüggés teljesül:

d2j d2 dl; dl ahol i az interferenciaszűrőhöz (5) tartozó kis optikai törésmutatójú, illetve nagy optikai törésmutatójú rétegek indexét jelöli.
3. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az interferenciaszűrőhöz tartozó, kis optikai törésmutatójú rétegnek a meghatározott helyeken (Pl, P2) mérhető dl_Li, d2_{L i} rétegvastagságaira és az interferenciaszűrőhöz (5) tartozó, ezzel szomszédos, nagy optikai törésmutatójú rétegnek a vonatkozó helyeken (Pl, P2) mérhető dl_{H i+1}, d2_{H i+1}, rétegvastagságaira vonatkozóan közelítőleg az alábbi összefüggés érvényesül:

d2L,i+d2_H;i₊₁ d2 dlL,i+dlH,i+i dl ahol az i az interferenciaszűrő (5) kis optikai törésmutatójú rétegeinek indexét jelöli.
4. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az átbocsátási tényező előre meghatározott T értéke 0,4-0,5 értéktartományba eső érték.
5. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az átmeneti tartomány zöld színű fény színképtartományában helyezkedik el.
6. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az átmeneti tartomány 520 nm és 570 nm hullámhossztartományba esik.
7. Izzólámpa, amely tartalmaz:

- forgásszimmetrikus lámpaburát (2), amely fényáteresztő anyagból (2c) áll,

- egy, a lámpabura (2) által körülzárt izzószálat (3),

- árambevezetéseket (4) az izzószál (3) számára, ahol

- a lámpabura (2) több kis optikai törésmutatójú és nagy optikai törésmutatójú rétegből álló, egy előre meghatározott színképtartományba eső fény számára áteresztő interferenciaszűrővel (5) van bevonva, azzal jellemezve, hogy

- a lámpabura (2) körte alakú,

- az izzószál (3) a körte alakú lámpabura (2) megvastagított részével (2a) van körülzárva,

- az interferenciaszűrő (5) rétegvastagsága (d) a lámpaburán (2) lévő legrövidebb, a forgástengely (A-A) és a lámpabura (2) metszéspontját képező helyet (Pl) egy, a lámpabura (2) csökkentett keresztmetszetű részében (2b) lévő hellyel (P3) összekötő vonal mentén egy minimális d_min értékről a vonal végpontját képező helyen (P3) egy maximális d_max értékre elérve folyamatosan növekvően van kiképezve.
8. A 7. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy azonos rétegvastagságú helyek a lámpabura (2) forgástengelye (A-A) körüli koncentrikus gyűrűket képezve helyezkednek el.
9. Az 1. vagy 7. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a kis optikai törésmutatójú rétegek SiO₂-rétegek, míg a nagy törésmutatójú rétegek TiO₂rétegek.
10. Az 1. vagy 7. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az interferenciaszűrő (5) legalább egy Fe₂0₃-abszorberréteggel van ellátva.
11. Az 1. vagy 7. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az ECE-R37 előírás szerinti színtűrésnek eleget tevő fényt emittáló lámpaként van kiképezve.
12. Izzólámpa, amely tartalmaz:

- fényáteresztő lámpaburát (2),

- egy, a lámpabura (2) által körülzárt izzószálat (3),

- interferenciaszűrőt (5), amely helyileg eltérő rétegvastagságú bevonatként a lámpaburán (2) van elrendezve, azzal jellemezve, hogy az interferenciaszűrő (5) rétegvastagsága helyileg oly módon változóan van kiképezve, hogy az interferenciaszűrővel (5) bevont lámpaburának (2) az izzószál (3) által megvilágított összes pontja olyan fényt emittál, amelynek színkoordinátái (x, y) a DIN 5033 szabványosított színtáblázatnak megfelelően az alábbi egyenlőtlenségeket teljesítik:

y>-x+0,993; y>0,398;

y<0,420
13. Jelzőlámpa fényforrással, azzal jellemezve, hogy fényforrása, az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti izzólámpa.