Glühlampe

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.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Glühlampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

I. Stand der Technik

[0002] Eine derartige Glühlampe ist beispielsweise in der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 986 093 A1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Glühlampe, deren Lampengefäß eine Interferenzfilterbeschichtung mit lokal unterschiedlicher Schichtdicke aufweist. Die Schichtdicke des Interferenzfilters variiert derart, daß alle Bereiche des interferenzfilterbeschichteten Lampengefäßes im eingeschalteten Zustand der Glühlampe Licht derselben Farbzusammensetzung emittieren. Die Glühlampe ist als eine orangefarbenes oder rotes Licht emittierende Fahrzeug-Signallampe ausgebildet.

II. Darstellung der Erfindung

[0003] Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Glühlampe mit einem verbesserten Interferenzfilter zur Erzeugung von rotem Licht bereitzustellen.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0005] Die erfindungsgemäße Glühlampe ist mit einem lichtdurchlässigen, im wesentlichen rotationssymmetrischen Lampengefäß, einer vom Lampengefäß umschlossenen Glühwendel und einem auf dem Lampengefäß angeordneten, als Kantenfilter ausgebildeten Interferenzfilter ausgestattet, wobei das Interferenzfilter optisch niedrigbrechende und optisch hochbrechende Schichten zur Einstellung der Kante des Interferenzfilters im roten Spektralbereich aufweist. Die Schichtdicken der optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten sind, in Abhängigkeit des Einfallswinkels des von der Glühwendel emittierten und auf das Interferenzfilter auftreffenden Lichts, lokal unterschiedlich. Außerdem weist das Interferenzfilter erfindungsgemäß mindestens zwei Absorberschichter mit jeweils einer dazwischen angeordneten optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht zur Absorption von blauem und violettem Licht sowie zusätzliche optisch niedrigbrechende und optisch hochbrechende 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 Verwendung als Bremslichtlampe oder Schlußlichtlampe eines Fahrzeugs geeignet ist.

[0006] 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 angeordneten 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 enthält, 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 hochbrechenden Schichten dieser Stapel sind derart optimiert, daß die Kante des Interferenzfilters 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 Transmission besitzt.

[0007] Der erste Stapel enthält vorteilhafterweise mindestens zwei Absorberschichten aus Eisenoxid Fe₂O₃ mit jeweils einer dazwischen angeordneten, optisch niedrigbrechenden 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

[0008] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Eine Seitenansicht einer Glühlampe gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung

Figur 2

Einen vergrößerten Ausschnitt des Lampengefäßes der in Figur 1 abgebildeten Glühlampe in geschnittener, schematischer Darstellung

Figur 3

Transmissionskurven des Interferenzfilters und der einzelnen Stapel des Interferenzfilters der Glühlampe gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels

[0009] Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Glühlampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 25 W, die beispielsweise als Lichtquelle in der Heckleuchte zur Erzeugung des Schlußlichts oder Bremslichts verwendbar ist. Diese Glühlampe besitzt einen bajonettartigen Lampensockel 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 beschichtet, 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 Lampengefäßes 20 besitzt das Interferenzfilter 30 die geringste Schichtdicke und in Sockelnähe 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.

[0010] 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 physikalischen Schichtdicke von ungefähr 87 nm. In Figur 3 ist das Transmissionsverhalten des ersten Stapels 31 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge durch die Kurve 1 dargestellt.

[0011] 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 hochbrechenden 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 Figur 3 nicht dargestellt.

[0012] 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. Dieser dritte Stapel 33 besitzt eine geringe Transmission für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich und eine hohe Transmission für Licht aus dem roten Spetralbereich. Er dient neben dem Absorptionsfilter zur weiteren Unterdrückung von violettem und blauem Licht. In Figur 3 ist das Transmissionsverhalten des dritten Stapels 33 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge durch die Kurve 2 dargestellt.

[0013] 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 Kurve 3 der Figur 3 zeigt das Transmissionsverhalten des vierten Stapels 34 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge.

[0014] 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 Kurve 4 der Figur 3 zeigt das Transmissionsverhalten des fünften Stapels 35 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge. Alle Schichtdickenangaben beziehen sich auf die Kuppe des Lampengefäßes 20.

[0015] Der vierte 34 und fünfte Stapel 35 dienen zur Einstellung der Kante des Interferenzfilters 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 Figur 3 ist das Transmissionsverhalten des gesamten Interferenzfilters 30 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge durch die Kurve 5 dargestellt. Die fünf Stapel 31-35 folgen nahtlos aufeinander. Das Interferenzfilter 30 besitzt daher 28 Schichten.

Ansprüche

1. Glühlampe mit einem lichtdurchlässigen, im wesentlichen rotationssymmetrischen Lampengefäß (20), einer vom Lampengefäß (20) umschlossenen Glühwendel und einem auf dem Lampengefäß (20) angeordneten, als Kantenfilter ausgebildeten Interferenzfilter (30), wobei

- das Interferenzfilter (30) optisch niedrigbrechende und optisch hochbrechende Schichten zur Einstellung der Kante des Interferenzfilters (30) im roten Spektralbereich aufweist,

- die Schichtdicken der optisch niedrigbrechenden und optisch hochbrechenden Schichten, in Abhängigkeit des Einfallswinkels des von der Glühwendel emittierten und auf das Interferenzfilter auftreffenden Lichts, lokal unterschiedlich ist,

- das Interferenzfilter (30) Absorberschichten zur Absorption von blauem und violettem Licht aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß
das Interferenzfilter mindestens zwei dieser Absorberschichten mit jeweils einer dazwischen angeordneten optisch niedrigbrechenden Zwischenschicht aufweist und zusätzliche optisch niedrigbrechende und optisch hochbrechende Schichten zur weiteren Unterdrückung von Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich besitzt.

2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzfilter aus mindestens vier Stapeln (31, 33, 34, 35) von Schichten besteht, wobei

- der erste Stapel (31), der unmittelbar auf dem Lampengefäß (20) angeordnet 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 ist, daß dieser mindestens eine Stapel (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 Interferenzfilters (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 mindestens zwei Absorberschichten aus Eisenoxid bestehen und die Schichtdicken der mindestens zwei Absorberschichten so optimiert sind, daß die Absorberschichten 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.

Zeichnung