DE10023936C2

DE10023936C2 - Glühlampe, Fahrzeugleuchte mit einer Glühlampe und Verwendung einer Glühlampe

Info

Publication number: DE10023936C2
Application number: DE10023936A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schaefer; Juergen Ruemmelin
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: DE10023936A1; EP1156514A1; DE50115746D1; BR0102002A; EP1156514B1; ATE492903T1; US6661164B2; US20010043033A1; CA2347603A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glühlampe, deren Lampengefäß (20) ein Interferenzfilter (30) mit lokal unterschiedlicher Schichtdicke zur Erzeugung von rotem Licht aufweist. Das Interferenzfilter (30) besitzt eine zweite Absorberschicht und zusätzliche optisch niedrigbrechende und optisch hochbrechende Schichten zur Verringerung seiner Transmission im violetten, blauen und grünen Spektralbereich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühlampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Fahrzeugleuchte mit einer Glühlampe gemäß dem Patentanspruch 4 sowie die Verwendung einer Glühlampe gemäß dem Patentanspruch 5.

I. Stand der Technik

Eine derartige Glühlampe ist beispielsweise in der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 986 093 A1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Glühlampe, deren Lam pengefäß eine Interferenzfilterbeschichtung mit lokal unterschiedlicher Schichtdicke aufweist. Die Schichtdicke des Interferenzfilters variiert derart, daß alle Bereiche des interferenzfilterbeschichteten Lampengefäßes im eingeschalteten Zustand der Glüh lampe Licht derselben Farbzusammensetzung emittieren. Die Glühlampe ist als eine orangefarbenes oder rotes Licht emittierende Fahrzeug-Signallampe ausgebildet.

II. Darstellung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Glühlampe mit einem ver besserten Interferenzfilter zur Erzeugung von rotem Licht bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Glühlampe ist mit einem lichtdurchlässigen, im wesentlichen rotationssymmetrischen Lampengefäß, einer vom Lampengefäß umschlossenen Glühwendel und einem auf dem Lampengefäß angeordneten, als Kantenfilter ausge bildeten Interferenzfilter ausgestattet, wobei das Interferenzfilter optisch niedrigbre chende und optisch hochbrechende Schichten zur Einstellung der Kante des Interfe renzfilters im roten Spektralbereich aufweist. Die Schichtdicken der optisch niedrig brechenden und optisch hochbrechenden Schichten sind in Abhängigkeit des Einfallswinkels des von der Glühwendel emittierten und auf das Interferenzfilter auftref fenden Lichts lokal unterschiedlich. Außerdem weist das Interferenzfilter erfin dungsgemäß mindestens zwei Absorberschichten mit jeweils einer dazwischen ange ordneten optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht zur Absorption von blauem und violettem Licht sowie zusätzliche optisch niedrigbrechende und optisch hoch brechende Schichten zur weiteren Unterdrückung von Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich auf. Durch diese Maßnahmen wird gewährleistet, daß die erfindungsgemäße Glühlampe im wesentlichen rotes Licht emittiert und für die Ver wendung als Bremslichtlampe oder Schlußlichtlampe eines Fahrzeugs geeignet ist.

Vorteilhafterweise besteht das Interferenzfilter aus mindestens vier Stapeln von Schichten, wobei der erste Stapel unmittelbar auf dem Lampengefäß angeordnet ist und die mindestens zwei Absorberschichten mit jeweils einer dazwischen angeord neten optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht zur Absorption von blauem und violettem Licht enthält, und wobei mindestens einer der nachfolgenden Stapel die zusätzlichen optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten ent hält, deren Schichtdicken derart optimiert sind, daß dieser mindestens eine Stapel eine geringe Transmission für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich und eine hohe Transmission für Licht aus dem roten Spektralbereich besitzt, und wobei die anderen Stapel die optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten zur Einstellung der Kante des Interferenzfilters im roten Spektralbereich enthalten. Die Schichtdicken der optisch niedrigbrechenden und optisch hochbre chenden Schichten dieser Stapel sind derart optimiert, daß die Kante des Interferenz filters in dem Wellenlängenbereich von 580 nm bis 600 nm liegt. Auf diese Weise kann ein Interferenzfilter mit vergleichsweise wenigen Schichten hergestellt werden, das im Wellenlängenbereich von 580 nm bis 600 nm einen steilen Übergang von dem Spektralbereich geringer Transmission zu dem Spektralbereich hoher Transmis sion besitzt.

Der erste Stapel enthält vorteilhafterweise mindestens zwei Absorberschichten aus Eisenoxid Fe₂O₃ mit jeweils einer dazwischen angeordneten, optisch niedrigbre chenden Schicht. Eisenoxid ist ein Material mit einem vergleichsweise hohen optischen Brechungsindex. Die Eisenoxidschichten besitzen bei ausreichend dünner Schichtdicke im violetten und blauen Spektralbereich metallische Eigenschaften und im roten Spektralbereich dielektrische Eigenschaften. Mit der jeweiligen optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht wird durch Anpassung und Optimierung ihrer Schichtdicke der Interferenzeffekt in Kombination mit den optisch hochbrechenden Eisenoxidschichten ausgenutzt, um eine hohe Transmission des ersten Stapels für Licht aus dem roten Spektralbereich und eine hohe Reflexion des ersten Stapels für Licht aus dem blauen Spektralbereich zu erreichen.

III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Seitenansicht einer Glühlampe gemäß des bevorzugten Ausführungs beispiels der Erfindung

Fig. 2 Einen vergrößerten Ausschnitt des Lampengefäßes der in Fig. 1 abgebil deten Glühlampe in geschnittener, schematischer Darstellung

Fig. 3 Transmissionskurven des Interferenzfilters und der einzelnen Stapel des Interferenzfilters der Glühlampe gemäß des bevorzugten Ausführungsbei spiels

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Glühlampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 25 W, die beispiels weise als Lichtquelle in der Heckleuchte zur Erzeugung des Schlußlichts oder Bremslichts verwendbar ist. Diese Glühlampe besitzt einen bajonettartigen Lampen sockel 10 und ein um die Lampenachse A-A rotationssymmetrisches, birnenförmiges Lampengefäß 20 aus Glas, das eine Glühwendel (nicht abgebildet) umschließt. Die äußere Oberfläche des Lampengefäßes 20 ist mit einem Interferenzfilter 30 be schichtet, das für rotes Licht eine hohe Transmision besitzt und für Licht anderer Spektralbereiche nahezu undurchlässig ist. Die Schichtdicke des Interferenzfilters 30 variiert lokal in Abhängigkeit des Einfallswinkels des von der Glühwendel emittierten und auf das Interferenzfilter 30 auftreffenden Lichts. An der Kuppe des Lampen gefäßes 20 besitzt das Interferenzfilter 30 die geringste Schichtdicke und in Sockel nähe die größte Schichtdicke. Die Schichtdicke des Interferenzfilters 30 nimmt stetig von der Kuppe zum Sockel zu. Der Unterschied zwischen der geringsten und der größten Schichtdicke beträgt ungefähr 7 Prozent. Entlang konzentrischer Ringe um die Lampenachse A-A ist die Schichtdicke des Interferenzfilters 30 konstant. Das Interferenzfilter 30 besteht aus insgesamt 28 Schichten, die in fünf Stapeln 31-35 angeordnet sind.

Der erste Stapel 31, der unmittelbar auf dem Lampengefäß 20 angebracht ist, besteht aus einer ersten Absorberschicht aus Fe₂O₃ mit einer physikalischen Schichtdicke von ca. 8 nm und einer zweiten Absorberschicht aus Fe₂O₃ mit einer physikalischen Schichtdicke von ca. 14 nm sowie einer zwischen den beiden Absorberschichten angeordneten, optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht aus SiO₂ mit einer physi kalischen Schichtdicke von ungefähr 87 nm. In Fig. 3 ist das Transmissionsverhal ten des ersten Stapels 31 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge durch die Kurve 1 dargestellt.

Der zweite Stapel 32 wird von einer einmal wiederholten Schichtenfolge gebildet, die aus einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von ungefähr 12 nm, einer optisch niedrigbrechenden Schicht aus SiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von ca. 40 nm und einer optisch hochbrechen den Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von 25 nm besteht. Der zweite Stapel 32 ist optional. Er bringt eine zusätzliche Reduktion der Transmission des Interferenzfilters 30 im violetten Spektralbereich. Sein Transmissionsverhalten ist in Fig. 3 nicht dargestellt.

Der dritte Stapel 33 wird von einer zweimal wiederholten Schichtenfolge gebildet, die aus einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von ca. 14 nm, einer optisch niedrigbrechenden Schicht aus SiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von 77 nm und einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von ca. 14 nm besteht. Die ser dritte Stapel 33 besitzt eine geringe Transmission für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich und eine hohe Transmission für Licht aus dem roten Spetral bereich. Er dient neben dem Absorptionsfilter zur weiteren Unterdrückung von vio lettem und blauem Licht. In Fig. 3 ist das Transmissionsverhalten des dritten Sta pels 33 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge durch die Kurve 2 dargestellt.

Der vierte Stapel 34 wird von einer zweimal wiederholten Schichtenfolge gebildet, die aus einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von ungefähr 24 nm, einer optisch niedrigbrechenden Schicht aus SiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von 79 nm und einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von 24 nm besteht. Die Kur ve 3 der Fig. 3 zeigt das Transmissionsverhalten des vierten Stapels 34 in Abhän gigkeit von der Lichtwellenlänge.

Der fünfte Stapel 35 wird von einer dreimal wiederholten Schichtenfolge gebildet, die aus einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von ca. 25 nm, einer optisch niedrigbrechenden Schicht aus SiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von 86 nm und einer optisch hochbrechenden Schicht aus TiO₂ mit einer physikalischen Schichtdicke von 24 nm besteht. Die Kur ve 4 der Fig. 3 zeigt das Transmissionsverhalten des fünften Stapels 35 in Abhän gigkeit von der Lichtwellenlänge. Alle Schichtdickenangaben beziehen sich auf die Kuppe des Lampengefäßes 20.

Der vierte 34 und fünfte Stapel 35 dienen zur Einstellung der Kante des Interferenz filters 30 bei ungefähr 590 nm. Die Schichtdicken der SiO₂- und TiO₂-Schichten dieser beiden Stapel sind derart optimiert, daß das Interferenzfilter 30 bei einer Lichtwellenlänge von ca. 590 nm einen steilen Übergang von dem kurzwelligen Spektralbereich geringer Transmission zu dem langwelligen Spektralbereich hoher Transmission besitzt. In Fig. 3 ist das Transmissionsverhalten des gesamten Interfe renzfilters 30 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge durch die Kurve 5 darge stellt. Die fünf Stapel 31-35 folgen nahtlos aufeinander. Das Interferenzfilter 30 be sitzt daher 28 Schichten.

Claims

1. Glühlampe mit einem lichtdurchlässigen, im wesentlichen rotationssymmet rischen Lampengefäß (20), einer vom Lampengefäß (20) umschlossenen Glühwendel und einem auf dem Lampengefäß (20) angeordneten, als Kan tenfilter ausgebildeten Interferenzfilter (30), wobei
das Interferenzfilter (30) optisch niedrigbrechende und optisch hochbre chende Schichten zur Einstellung der Kante des Interferenzfilters (30) im roten Spektralbereich aufweist,
die Schichtdicken der optisch niedrigbrechenden und optisch hochbre chenden Schichten in Abhängigkeit des Einfallswinkels des von der Glühwendel emittierten und auf das Interferenzfilter auftreffenden Lichts lokal unterschiedlich sind,
das Interferenzfilter (30) Absorberschichten zur Absorption von blauem und violettem Licht aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Absorberschichten vorgese hen sind, wobei sich zwischen jeweils zwei dieser Absorberschichten eine optisch niedrigbrechende Zwischenschicht befindet, und das Interferenzfilter zusätzliche optisch niedrigbrechende und optisch hochbrechende Schichten zur weiteren Unterdrückung von Licht aus dem violetten und blauen Spekt ralbereich besitzt.

2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenz filter aus mindestens vier Stapeln (31, 33, 34, 35) von Schichten besteht, wo bei
der erste Stapel (31), der unmittelbar auf dem Lampengefäß (20) ange ordnet ist, die mindestens zwei Absorberschichten mit der dazwischen angeordneten, optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht enthält,
mindestens einer der nachfolgenden Stapel (33) die zusätzlichen optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten enthält, wobei deren Schichtdicken derart optimiert sind, daß dieser mindestens eine Sta pel (33) eine geringe Transmission für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich und eine hohe Transmission für Licht aus dem roten Spektralbereich besitzt,
die anderen Stapel (34, 35) die optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten zur Einstellung der Kante des Interferenzfil ters (30) im roten Spektralbereich enthalten, wobei die Schichtdicken der optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten dieser Stapel (34, 35) derart optimiert sind, daß die Kante des Interferenzfilters (30) in dem Wellenlängenbereich von 580 nm bis 600 nm liegt.

3. Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die minde stens zwei Absorberschichten aus Eisenoxid bestehen und die Schichtdicken der mindestens zwei Absorberschichten so optimiert sind, daß die Absorber schichten im violetten und blauen Spektralbereich metallische Eigenschaften und im roten Spektralbereich dielektrische Eigenschaften besitzen, und wobei die Schichtdicke der jeweiligen Zwischenschicht derart optimiert und auf die Schichtdicken der mindestens zwei Absorberschichten abgestimmt ist, daß die jeweilige Zwischenschicht und die mindestens zwei Absorberschichten eine hohe Transmission im roten Spektralbereich besitzen.

4. Fahrzeugleuchte mit einer Glühlampe nach Anspruch 1, 2 oder 3.

5. Verwendung einer Glühlampe nach Anspruch 1, 2 oder 3 als Schlußlicht- oder Bremslichtlampe.