專利名稱：反射器燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大致由光源、主反射器(二級(jí)反射器)、和初級(jí)反射器形成的反射器燈，該光源的形式為高壓氣體放電燈(HID[高強(qiáng)放電]燈或UHP[超高性能]燈)，借助初級(jí)反射器，來(lái)自該光源的光反射到主反射器上。
這種類型的反射器燈由于其光學(xué)特性因而優(yōu)選地用于特別是投射用途，并且在例如DE 10151267.8中進(jìn)行了描述。用于這種應(yīng)用的重要特征尤其是盡可能地高的發(fā)光功效和在照射投射表面中盡可能平均的輻射特征。
例如由于在主反射器中用于燈的緊固元件和/或引入端導(dǎo)致發(fā)自光源的光被部分地遮擋和/或照射到不反射的區(qū)域上或者具有對(duì)于該反射器燈的輻射特征有不利影響的反射特性，因此產(chǎn)生了阻礙這些特性優(yōu)化的問(wèn)題。
就此而論，有利的是，將反射器部分與頸部區(qū)分開(kāi)，該反射器部分具有特定的旋光作用的形狀并且支承該主反射器(反射層)，該頸部主要用于固定燈并且電源線穿過(guò)其中。這兩個(gè)部分形成反射器主體，該主體具有反射器開(kāi)口或發(fā)光開(kāi)口。
在安裝過(guò)程中，燈必須在反射器主體內(nèi)依據(jù)主反射器的形狀對(duì)準(zhǔn)并且隨后(例如使用燈粘合劑)固定在正確的位置，以便獲得最佳的光特性或特定的輻射特征。
頸部的尺寸確定成便于被容納的燈可以正確地對(duì)準(zhǔn)。盡管一方面考慮到反射器主體和燈的制造公差另一方面考慮到實(shí)際的光源即在放電燈內(nèi)的放電電弧由于制造技術(shù)的原因在放電空間內(nèi)不是位于精確限定的且可再現(xiàn)的位置，但是也必須如此確定頸部的尺寸。因此，電弧必須處于反射器的焦點(diǎn)，即位于最佳位置，同時(shí)進(jìn)行光學(xué)檢驗(yàn)并且燈是點(diǎn)亮的。這意味著頸部的直徑或開(kāi)口必須足夠大，以便有足夠的空間用于調(diào)節(jié)該燈。
然而，另外所需的是，由于光學(xué)原因該頸部的直徑即其開(kāi)口應(yīng)當(dāng)盡可能的小，以便不損失過(guò)多的用于反射器的表面面積。特別是對(duì)于燈插入到反射器中比較深使得其非常接近反射器的后端的情況下更是如此。在通常的具有大約7.5mm的焦距的拋物線形的反射器中，其中燈的放電容器具有大約9mm的直徑，該放電容器距離反射器表面不超過(guò)大約3mm。因此，光輻射的相對(duì)較大的空間角度與相對(duì)較小的反射器表面面積相關(guān)，由此與相應(yīng)的大的光損失相關(guān)。正是由于該原因，在反射器中為燈保留的最后開(kāi)口的直徑與燈的直徑之間的差別通常允許大約為1mm，因此用于安裝和調(diào)節(jié)的可用空間仍然相對(duì)較小。
頸部的所需的小開(kāi)口也使得難以進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)和安裝。該燈必須由其后端保持以便可以在工作位置中進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，這意味著該燈必須經(jīng)頸部引入到反射器主體中或者該燈必須由其前端夾緊以便插入到反射器的發(fā)光開(kāi)口中并隨后再次由其后端夾緊。這兩種替代方案在機(jī)械方面需要非常大的費(fèi)用，燈粘合劑的引入和相對(duì)較慢的固化進(jìn)一步增加該費(fèi)用。
另一問(wèn)題在于，反射器主體特別是反射器部分的最后端部分制成后的幾何形狀的精確度小于位于發(fā)光窗口的區(qū)域中的前部。這樣做的原因是因?yàn)樵诜瓷淦髦黧w的后部中厚度較大，并且頸部和適當(dāng)?shù)木o固元件也將在該處形成。這種幾何不準(zhǔn)確具有明顯的缺點(diǎn)，這是因?yàn)樵诜瓷淦骱蟛恐械拿恳徊灰?guī)則部分具有與其相關(guān)的相對(duì)較寬的空間角度，因此與在反射器前部中的不規(guī)則部分相比這對(duì)于輻射特性的影響明顯更大。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種開(kāi)始段落中所述類型的反射器燈，借助反射器部分的所述后部和/或在反射器部分中的其它物件，該該反射器燈的光學(xué)特性沒(méi)有受到不利地影響以大致降低到明顯更低的程度，或根本不受不利地影響。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種反射器燈，該燈可以以低成本用相對(duì)較低的機(jī)械費(fèi)用進(jìn)行自動(dòng)安裝和對(duì)準(zhǔn)，并且不需要確定這樣的結(jié)構(gòu)，其中有效反射器表面的一部分可不再使用。
另一目的在于提供一種可顯著地小型化的反射器燈，并且光損失基本上不明顯地高于已知反射器燈可能的光損失。
依據(jù)權(quán)利要求1，借助一種帶有光源、主反射器或二級(jí)反射器、和至少一個(gè)初級(jí)反射器的反射器燈，該初級(jí)反射器設(shè)置成，使得由光源發(fā)出的沿主反射器的無(wú)旋光區(qū)域的方向傳播或沿主反射器的由其它物件遮擋的區(qū)域的方向傳播的光部分中的至少大致的反射光經(jīng)由光源反射到主反射器上。
無(wú)旋光區(qū)域應(yīng)理解成沒(méi)有反射特性或具有不利地影響反射器燈的輻射特征的反射特性的區(qū)域，例如在主反射器中的頸部的開(kāi)口以及該開(kāi)口的邊緣。由此所述光部分的反射程度基本上取決于所選擇的反射器材料的反射率和初級(jí)反射器的形狀和位置的精確度。
該技術(shù)方案的特殊優(yōu)點(diǎn)在于，反射器燈特別適用于投射用途，這是因?yàn)橐陨纤鲱愋偷姆瓷錄](méi)有明顯地增加光源的范圍(即輻射特性的大致寬度)，因此即使初級(jí)反射器具有相對(duì)較大的尺寸時(shí)，在插入到投射光學(xué)系統(tǒng)的情況下也不會(huì)出現(xiàn)適配問(wèn)題。
另外，即使在這些情況下也至少大致地消除了無(wú)旋光區(qū)域?qū)τ谠摲瓷淦鳠舻妮椛涮卣鞯挠绊?，即無(wú)旋光區(qū)域(例如形式為頸部)與已知反射器燈相比制造成較大尺寸，以便可使得包括光源的燈可以自動(dòng)安裝，和/或借助該燈在頸部中至少部分地定位從而在基本上沒(méi)有光損失的情況下實(shí)現(xiàn)高程度的小型化，和/或可以使用用于燈的機(jī)械緊固裝置以代替燈粘合劑，該緊固裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于它們可以明顯更精確、可靠、穩(wěn)固地緊固該燈。
最后，通過(guò)本發(fā)明可以避免在主反射器的區(qū)域中的物件對(duì)于輻射特征的有利影響，這些物件例如是緊固元件、冷卻裝置、等等，其中考慮所述物件的位置和尺寸可以定位(可能的另一)主反射器。
從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的其它的有利實(shí)施例。
權(quán)利要求2和3涉及優(yōu)選地消除無(wú)旋光區(qū)域或物件的不利影響。
如權(quán)利要求4和5所述的反射器燈可以以特別簡(jiǎn)單、有效、和低成本的方式制造。
如權(quán)利要求6和7所述的實(shí)施例使得本發(fā)明的反射器燈可以高程度的小型化，同時(shí)由于發(fā)射光的強(qiáng)度和組合，如權(quán)利要求8所述的實(shí)施例可以特別有利用于投射場(chǎng)合。
參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，可更好地理解本發(fā)明的其它特點(diǎn)、特征、和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中

圖1是第一實(shí)施例的縱向截面示意圖2是第二實(shí)施例的縱向截面示意圖；和圖3是第三實(shí)施例的縱向截面示意圖。
在圖1-3中的相同的附圖標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的部件。
依據(jù)本發(fā)明的反射器燈在各個(gè)實(shí)施例及其各附圖中均包括反射器主體1和燈2。
反射器主體1一方面包括反射器部分11，該反射器部分在其內(nèi)壁上承載形式為光學(xué)反射層的反射器表面(主反射器或二級(jí)反射器)12。該內(nèi)壁的形狀確定成便于燈2的光以所需的輻射特征從反射器主體1的發(fā)光開(kāi)口發(fā)出。通常，該形狀具有拋物面梯度(拋物面反射鏡)，但是可替代地使用橢圓式和其它形狀，這些形狀依據(jù)給定應(yīng)用場(chǎng)合所需產(chǎn)生的光束來(lái)選擇。
例如可由金屬層或單層電介體或彼此層疊的多層電介體形成光學(xué)反射層。
另一方面，反射器主體1在其與發(fā)光開(kāi)口相對(duì)的后端處包括基本上用于容納并固定該燈2的頸部。
在這種情況下所示的燈2是氣體放電燈，其包括帶有放電空間的燃弧器21，其中形成光源22的電弧放電在兩個(gè)電極以及在第一和第二燈端部23、24之間被激勵(lì)，電源電流經(jīng)該燈端部被引入。至少第一燈端部23延伸穿過(guò)反射器主體1的頸部13，以便固定該燈2。
可替換的是，可使用白熾燈或其它形式的燈。
另外，如圖1-3所示，燈2的燃弧器21在其表面上設(shè)置有光學(xué)反射層(初級(jí)反射器)25，該反射層與反射器表面12相似可由例如金屬層或多層層疊的電介體層(多層二向性濾光器)形成，并且該反射層可由已知的涂敷工藝來(lái)設(shè)置。
在此，該反射層或涂層25位于燃弧器21的最后半部即位于頸部13的開(kāi)口附近的部分上，并且該反射層沿向前方向(即光輻射的方向)延伸，例如如圖1和3所示，直到燃弧器21的“赤道圈”，即直到光源22(電弧放電或白熾線圈)的幾何中心的大致水平面。
因此涂層25至少是大致重復(fù)地提供了反射器表面12的最后部分或遮擋部分的光學(xué)功能。因此至少大致消除了反射器表面12的相對(duì)較低光學(xué)性能對(duì)于該反射器燈的輻射特征的負(fù)面影響。
在其效果中，頸部13的開(kāi)口尺寸相對(duì)于如上所述的在反射器表面12上的損失而言不再是關(guān)鍵的，并且因此可特別地制造成較大尺寸以至于燈2可以從后面插入到反射器主體1中，同時(shí)有足夠的空間用于其的對(duì)準(zhǔn)。這使得可以以相對(duì)低的花費(fèi)來(lái)實(shí)施自動(dòng)組裝。
另外，反射器主體1的后端的尺寸可以更加自由地確定，因此對(duì)于燈2而言，例如可使用適當(dāng)?shù)目蓹C(jī)械調(diào)節(jié)的緊固元件，以便代替燈粘合劑。
設(shè)置有涂層25的表面有利地如此成型，即，使得從光源22發(fā)出的光和照射到涂層25上的光至少大致朝向其本身反射并且由此指向光源22經(jīng)其照射到反射器表面12上。這種背反射具有另一優(yōu)點(diǎn)，即光源22的延伸范圍沒(méi)有因?yàn)樵谕繉?5上的反射而增加，即光源的輻射特征沒(méi)有明顯加寬，因此特別在投射系統(tǒng)中，當(dāng)插入到光投射系統(tǒng)中時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)額外的適配問(wèn)題。
在圖1所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例中，頸部13的直徑的尺寸確定成便于燈2可用其第一燈端部23以所需的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)并固定在其中，但是在這種情況下，燈以常規(guī)方式經(jīng)反射器主體1的發(fā)光開(kāi)口插入到頸部中。在該實(shí)施例中涂層25在燃弧器21的表面上在位于頸部13中的第一燈端部23的開(kāi)始處與燃弧器21的大致“赤道圈”之間延伸，該“赤道圈”大致位于光源22的幾何中心的水平面處。
在圖2和圖3所示的實(shí)施例中，頸部13具有如此的直徑，即，使得燈2可經(jīng)該頸部13插入，即從后方插入到反射器主體1中。
在圖2所示的第二實(shí)施例中，同樣存在有燃弧器21位于頸部13內(nèi)的部分，并且反射涂層25從位于頸部13中的第一燈端部23的開(kāi)始處延伸，僅只是沿反射器主體1的發(fā)光開(kāi)口的方向，該開(kāi)口在光學(xué)上代替頸部13的開(kāi)口，并可代替反射器表面12緊靠圍繞該頸部開(kāi)口的區(qū)域，該區(qū)域可以具有不充分的光學(xué)特性。
從這些實(shí)施例中可明顯地看出，由于存在涂層25，因此在光學(xué)上不再需要反射器表面12的后部，即圍繞(相對(duì)較窄的)頸部13的開(kāi)口的該后部。
在圖3所示的第三實(shí)施例中，不僅第一燈端部23而且燃弧器21的大致一半位于反射器主體1的頸部13內(nèi)，以便反射器表面12的幾何(虛擬)延續(xù)部分延伸經(jīng)過(guò)燃弧器21。
第二和特別是第三實(shí)施例具有另一優(yōu)點(diǎn)，即反射器部分11的焦距和燃弧器21的直徑可以彼此獨(dú)立地選擇。這可以使得反射器燈進(jìn)一步地小型化，以便獲得與已知反射器燈相比大致相同的光收集效率，其中反射器部分11的焦距必須大于燃弧器21的半徑，以便避免光損失。
所有實(shí)施例還提供了反射涂層25不對(duì)稱設(shè)置的可能性，并且特別是在燃弧器21的表面上非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。這是有用的，如果另一部件例如安裝元件、燈觸點(diǎn)、例如頂突或冷卻裝置等的起弧輔助裝置設(shè)置在反射器主體1內(nèi)靠近燈2處，則這是特別有用的。在這種情況下，涂層25的邊緣可以如此延伸，即，使得該部件被遮擋，而涂層25將光反射回到涂層本身上，并且使得光經(jīng)光源22照射到反射器表面12的自由區(qū)域上。
可替換的是，可以布置有另一初級(jí)反射器，其形式為在燃弧器表面上的局部涂層，以便對(duì)應(yīng)于這些物件的位置和尺寸。
在所述的公開(kāi)物DE 10151267.8中描述了一級(jí)和二級(jí)反射器的優(yōu)選組合，這通過(guò)引證結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中。在其中描述了各種反射涂層和材料，如果可適用的話，優(yōu)選由這些材料制成該涂層，以便實(shí)現(xiàn)它們所需的光學(xué)特性(例如二向性反射涂層)并實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)與反射器部分11和燃弧器21的熱膨脹系數(shù)盡可能地相似。這些材料特別是SiO2，和/或ZrO2，和/或Ta2O5。
權(quán)利要求
1.一種帶有光源(22)、主反射器或二級(jí)反射器(12)、和至少一個(gè)初級(jí)反射器(25)的反射器燈，該初級(jí)反射器設(shè)置成，使得由光源(22)發(fā)出的沿主反射器(12)的無(wú)旋光區(qū)域的方向傳播或沿主反射器(12)的由這些物件遮擋的區(qū)域的方向傳播的光部分中的至少大致的反射光經(jīng)由光源(22)反射到主反射器(12)上。
2.如權(quán)利要求1所述的反射器燈，其特征在于所述無(wú)旋光區(qū)域由在主反射器(12)中的貫穿通道形成，其設(shè)置用于包括該光源(22)的燈(2)。
3.如權(quán)利要求1所述的反射器燈，其特征在于所述物件是緊固裝置、冷卻裝置、或設(shè)置用于使光源(22)啟動(dòng)和/或工作的其它裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的反射器燈，其特征在于該初級(jí)反射器由光學(xué)反射涂層(25)形成，其設(shè)置在包括該光源(22)的燈(2)的表面上。
5.如權(quán)利要求4所述的反射器燈，其特征在于該光學(xué)反射涂層(25)由金屬層或由多個(gè)電介體層或二向性濾光器形成。
6.如權(quán)利要求1所述的反射器燈，其特征在于其包括反射器主體(1)，該反射器主體帶有支承主反射器(12)的反射器主體(11)和用于引入包括該光源(22)的燈(2)的頸部(13)，以便該主反射器(12)的幾何延續(xù)部分經(jīng)過(guò)燈(2)的燃弧器(21)。
7.如權(quán)利要求1所述的反射器燈，其特征在于其包括反射器主體(1)，該反射器主體帶有支承主反射器(12)的反射器主體(11)和用于引入包括該光源(22)的燈(2)的頸部(13)，以便該主反射器(12)的焦距小于被容納的燈(2)的燃弧器(21)的半徑。
8.如權(quán)利要求1所述的反射器燈，其特征在于該光源(22)在高壓氣體放電燈(2)中的電弧放電。
9.一種帶有至少一個(gè)如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反射器燈的投射系統(tǒng)。
全文摘要
一種大致由光源(22)、主反射器(12)、和初級(jí)反射器(25)形成的反射器燈，該光源的形式為高壓氣體放電燈(HID[高強(qiáng)放電]燈或UHP[超高性能]燈)，借助初級(jí)反射器，來(lái)自該光源的光反射到主反射器上。該初級(jí)反射器(25)布置成，由于在主反射器中用于燈的緊固元件和/或引入端導(dǎo)致發(fā)自光源的光被部分地遮擋，使得主反射器(12)的這些區(qū)域沒(méi)有反射特性或者具有對(duì)輻射特征有不利影響的反射特性。由于其較高的發(fā)光功效，該反射器燈有利地適用于投射場(chǎng)合。另外，可以實(shí)現(xiàn)該燈的大致自動(dòng)和低成本的組裝。
文檔編號(hào)G03B21/14GK1643646SQ03805918
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者A·里茨, H·芒什 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司