專(zhuān)利名稱：電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括鹵素?zé)舻鹊仍趦?nèi)的白熾型電燈，尤其涉及一種用作光纖照明系統(tǒng)的光源的電燈。
背景技術(shù)：
通常，光纖照明系統(tǒng)一方面廣泛應(yīng)用于用來(lái)照亮靠近例如在工廠里進(jìn)行精心制作工作的工人手部的區(qū)域的照明與櫥窗的裝飾性照明，另一方面廣泛應(yīng)用于內(nèi)窺鏡、掃描儀、照相放大器、光聚合劑等等所需的照射。
圖7示意性示出了光纖照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，其中常規(guī)型鹵素?zé)粲米鞴庠?，A示出了鹵素?zé)襞c光纖之間的空間關(guān)系，而B(niǎo)示出了由光纖射出的射出光的光分布。在圖7中，參考標(biāo)號(hào)100表示鹵素?zé)簦?00表示光纖。鹵素?zé)?00包括由石英玻璃制成的燈泡101和由玻璃制成的反射器102。燈泡101帶有密封103并且鹵素氣體填充于燈泡101中。而且，所謂的縱向燈絲104(例如C-8型)設(shè)置于燈泡101中。反射器102帶有內(nèi)表面上形成有反射涂層的橢圓形反射部分105和頸狀部分106。燈泡101的密封103插入反射器102的頸狀部分106中并且使用粘合劑如水泥固定。在這種情況下，燈泡101和反射器102被同心定位以便使燈絲104的線圈軸線與反射部分102的光軸(參見(jiàn)圖中的單點(diǎn)劃線)重合。
對(duì)于光纖200，可以使用石英型光纖、多組分光纖或者塑料光纖等等。在該圖中，只示出了一根光纖，但通常使用幾根至幾萬(wàn)根的纖維，它們通常被捆成束。此外，光纖200的數(shù)值孔徑NA表明其可以在其端面上接收光的角度。根據(jù)所使用的光纖200的數(shù)值孔徑NA和鹵素?zé)?00的反射器102的反射部分105的曲率，鹵素?zé)?00和光纖200被定位成彼此相距適當(dāng)?shù)木嚯xX。在這種情況下，鹵素?zé)?00和光纖200被同心定位以便使(成束)光纖200的軸線與反射器102的反射部分105的光軸(參見(jiàn)圖中的單點(diǎn)劃線)重合。
在圖7中的光纖照明系統(tǒng)中，光纖200所射出的射出光的光分布如圖7B所示。所示的這種光分布還與鹵素?zé)?00和光纖200同心。
如圖7B中的光分布所顯示，靠近光纖200所射出的光的中心處的光強(qiáng)度與常規(guī)型光纖照明系統(tǒng)中周邊上的光強(qiáng)度相比降低。這可以歸因于反射器102帶有頸狀部分106這一事實(shí)。就是說(shuō)，沒(méi)有反射涂層可以在反射器102的這個(gè)區(qū)域中形成，因而就形成了不容許光被反射的暗點(diǎn)。因此，來(lái)自反射器102的大部分反射光就以某個(gè)入射角進(jìn)入光纖200。當(dāng)光以某個(gè)角度進(jìn)入光纖時(shí)，光在光纖內(nèi)部傳遞同時(shí)重復(fù)全反射。此時(shí)，由于入射角＝反射角，因此光纖的另一端所射出的光就具有環(huán)形形狀。而且，由面對(duì)光纖200的燈絲104的尖端部分產(chǎn)生的光的數(shù)量不會(huì)如此大。因此，從燈絲104平行地直接進(jìn)入光纖200的光的數(shù)量不會(huì)如此大。因此，常規(guī)型光纖系統(tǒng)最終具有的光分布中，在中心區(qū)中的光強(qiáng)度下降，如圖7B所示。這種光分布不適合于光纖照明，專(zhuān)門(mén)用途除外?？紤]到這點(diǎn)，嘗試通過(guò)定位鹵素?zé)艉凸饫w，同時(shí)在鹵素?zé)?00的光軸與光纖200的軸線之間形成一個(gè)角度，來(lái)使得平行的光從鹵素?zé)暨M(jìn)入到光纖。然而，在這種情況下，并不入射到光纖上的光的數(shù)量就會(huì)增加，從而導(dǎo)致低利用率。因此，常規(guī)型鹵素?zé)舻膯?wèn)題在于其不適合用作光纖照明系統(tǒng)的光源。
此外，當(dāng)使用圖中所示的鹵素?zé)?00時(shí)，用于模制玻璃反射器102的模具成本非常昂貴，因此難以為多種類(lèi)型的反射器102的橢圓形反射部分105提供不同曲率并且提供它們涉及巨大的成本。實(shí)際情況就是只可以提供少數(shù)類(lèi)型的反射器并且它們通過(guò)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合調(diào)整燈泡的尺寸、形式等等或者根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合在反射器內(nèi)部移動(dòng)燈泡而進(jìn)行調(diào)整。然而，利用這種調(diào)整，難以獲得所需光分布特性并且甚至不可能這樣做。
此外，當(dāng)使用圖中的鹵素?zé)?00時(shí)，就需要作為與燈泡無(wú)關(guān)的零件的反射器102，而這會(huì)產(chǎn)生難以減小光纖照明系統(tǒng)尺寸的問(wèn)題。
應(yīng)當(dāng)指出，使用白熾電燈作為光源的光纖照明系統(tǒng)見(jiàn)于德國(guó)實(shí)用新型No.DE-7904647 U中。這種光纖照明系統(tǒng)帶有位于白熾電燈的燈泡上的反射層。這種光纖照明系統(tǒng)還具有靠近光纖所射出的光的光分布的中心區(qū)中的光強(qiáng)度與周邊上的光強(qiáng)度相比降低的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種白熾型電燈，特別是鹵素?zé)?，其適于用作光纖照明系統(tǒng)的光源，其制造成本很低并且結(jié)構(gòu)尺寸較小。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明的電燈的特征在于包括燈泡和燈絲，所述燈泡包括第一曲面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并且向外凸出，而所述燈絲包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中，其中反射涂層形成于第一曲面的整個(gè)外表面或者整個(gè)內(nèi)表面上，并且第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面上反射的射出光被提供至該光傳輸介質(zhì)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，具有基本上橢圓形形狀的橫截面的第一曲面制造于電燈的燈泡本身中并且反射涂層形成于第一曲面的整個(gè)外表面或整個(gè)內(nèi)表面上，因此可以以很低的成本制造電燈并且大大減少了電燈的尺寸。此外，在使用上述結(jié)構(gòu)的電燈作為光源的光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)中，光傳輸介質(zhì)如光纖的射出光可以具有使峰值位于中心附近的光分布特性。具有這種光分布特性的光非常適用于光纖照明的應(yīng)用。
優(yōu)選地，在上述電燈中，面對(duì)第一曲面的第二面包括基本上為球形的形狀并且燈泡還包括用于使第一曲面的圓周尾部與第二面的圓周尾部互連的圓周面。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于電燈的燈泡厚度基本上固定于燈泡的內(nèi)部空間的部分中。玻璃厚度均衡有利于防止燈泡的破裂。
優(yōu)選地，在上述電燈中，第二面包括平的部分并且優(yōu)選地，平的部分為圓形形狀并且其至少具有一定尺寸以便使幾乎所有的在第一焦點(diǎn)處產(chǎn)生于線圈部分處并且在第一曲面上反射的射出光通過(guò)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于可以容易地通過(guò)使平的部分接觸著提供于光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)中的平基準(zhǔn)面來(lái)定位電燈和光傳輸介質(zhì)。其有利之處還在于穿過(guò)平的部分的射出光在平的部分處僅以小度數(shù)折射。其有利之處還在于可以在視覺(jué)上準(zhǔn)確確認(rèn)燈絲穿過(guò)平的部分的位置。
優(yōu)選地，在上述電燈中，第二面包括朝向光傳輸介質(zhì)突出的突出部分。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處還在于可以容易地通過(guò)使突出部分插入提供于光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)中的基準(zhǔn)面的孔中來(lái)定位電燈和光傳輸介質(zhì)。
優(yōu)選地，在上述電燈中，第二面具有用于反射、傳遞或吸收特定波長(zhǎng)的光的涂層。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其在降低成本與使光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)小型化方面有利，因?yàn)椴恍枰獑为?dú)提供具有如紅外切割之類(lèi)特性的過(guò)濾器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電燈的特征在于包括燈泡和燈絲，所述燈泡包括第一曲面和第二曲面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，而第二曲面面對(duì)第一曲面，第二曲面的橫截面基本上為橢圓形形狀且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，所述燈絲包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中，其中相應(yīng)的反射涂層形成于第一曲面和第二曲面上，其中反射涂層包括用于使產(chǎn)生于線圈部分中并在第一曲面或第二曲面上反射的射出光通過(guò)的開(kāi)口，第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面上反射的射出光被通過(guò)開(kāi)口提供至該光傳輸介質(zhì)，而第二曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第二曲面上反射的射出光被通過(guò)開(kāi)口提供至該光傳輸介質(zhì)。優(yōu)選地，第一和第二曲面具有相同的曲率。此外，優(yōu)選地，至少一個(gè)開(kāi)口為圓形，并且其至少具有一定尺寸以便使幾乎所有的在第一曲面或第二曲面的第一焦點(diǎn)處產(chǎn)生于線圈部分中并且在第一曲面或第二曲面反射上的射出光通過(guò)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，具有基本上橢圓形形狀的橫截面的第一、第二曲面制造于電燈的燈泡本身中并且反射涂層形成于第一、第二曲面上，因此可以以很低的成本制造電燈并且大大減少了電燈的尺寸。此外，使用上述結(jié)構(gòu)的電燈作為光源的光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)容許光通過(guò)這個(gè)電燈進(jìn)入光傳輸介質(zhì)如兩根光纖并且容許來(lái)自這些光傳輸介質(zhì)的射出光具有峰值位于中心附近的光分布特性。這種光分布特性非常適用于光纖照明的應(yīng)用中。
優(yōu)選地，在上述電燈中，至少一個(gè)開(kāi)口包括平的部分。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于可以容易地通過(guò)使平的部分接觸著提供于光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)中的平基準(zhǔn)面來(lái)定位電燈和光傳輸介質(zhì)。其有利之處還在于穿過(guò)平的部分的射出光只在平的部分處以小度數(shù)折射。其有利之處還在于可以在視覺(jué)上準(zhǔn)確確認(rèn)燈絲穿過(guò)平的部分的位置。
優(yōu)選地，在上述電燈中，至少一個(gè)開(kāi)口包括朝向光傳輸介質(zhì)突出的突出部分。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于可以容易地通過(guò)使突出部分插入提供于光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)中的基準(zhǔn)面的孔中來(lái)定位電燈和光傳輸介質(zhì)。
優(yōu)選地，在上述電燈中，突出部分的端面具有透鏡作用。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于可以沿著所需方向會(huì)聚、擴(kuò)散或者校準(zhǔn)光。
優(yōu)選地，在上述電燈中，反射涂層形成于突出部分的側(cè)面上。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于光不會(huì)從突出部分的側(cè)面漏出。
優(yōu)選地，在上述電燈中，當(dāng)從光傳輸介質(zhì)側(cè)觀察時(shí)，線圈部分為方形形狀或圓形形狀。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)中的上述電燈，其有利之處在于可以防止在燈絲的線圈部分處產(chǎn)生并且在第一或者第二曲面上反射的光被燈絲阻斷。
優(yōu)選地，在上述電燈中，燈泡包括用于使第一曲面的圓周尾部與第二曲面的圓周尾部互連的圓周面。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于電燈的燈泡厚度可以基本上固定于燈泡的內(nèi)部空間的部分中。玻璃厚度均衡還有利于防止燈泡的破裂。
優(yōu)選地，在上述電燈中，反射涂層的材料為T(mén)a2O5/SiO2。Ta2O5/SiO2在耐熱性與抗剝落方面性能優(yōu)異。
優(yōu)選地，在上述電燈中，第一曲面和/或第二曲面包括多個(gè)曲率不同的部分。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電燈，其有利之處在于可以使光會(huì)聚于光傳輸介質(zhì)如光纖上的不同的第二焦點(diǎn)上。
優(yōu)選地，在上述電燈中，鹵素填充于燈泡的內(nèi)部空間中。
此外，根據(jù)本發(fā)明，光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)，或者尤其是光纖照明系統(tǒng)的特征在于包括電燈和光傳輸介質(zhì)，電燈包括燈泡和燈絲，所述燈泡包括第一曲面和第二面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，而第二面面對(duì)第一曲面，所述燈絲包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中，并且光傳輸介質(zhì)設(shè)置于第二面附近，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面上反射的射出光被提供至該光傳輸介質(zhì)，其中反射涂層形成于第一曲面的整個(gè)外表面或整個(gè)內(nèi)表面上，并且第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處。
此外，根據(jù)本發(fā)明，光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)，或者尤其是光纖照明系統(tǒng)的特征在于包括電燈和兩個(gè)光傳輸介質(zhì)，電燈包括燈泡和燈絲，所述燈泡包括第一曲面和第二曲面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，而第二曲面面對(duì)第一曲面，第二曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，所述燈絲包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中，并且兩個(gè)光傳輸介質(zhì)分別設(shè)置于第一曲面和第二曲面附近，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面或第二曲面上反射的射出光被提供至該光傳輸介質(zhì)，其中相應(yīng)反射涂層形成于第一曲面和第二曲面上，反射涂層包括用于使得在線圈部分處產(chǎn)生并在第一曲面或第二曲面上反射的射出光通過(guò)的開(kāi)口，第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于一個(gè)光傳輸介質(zhì)處，在第一曲面上反射的射出光通過(guò)開(kāi)口提供至該光傳輸介質(zhì)，而第二曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于另一個(gè)光傳輸介質(zhì)處，在第二曲面上反射的射出光通過(guò)開(kāi)口提供至該另一個(gè)光傳輸介質(zhì)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的電燈的第一實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，B為左視圖而C為右視圖；圖2示意地示出了如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的燈的制造步驟；圖3示意地示出了一種光纖照明系統(tǒng)，其中如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的燈用作光源，其中A示出了光源與光纖之間的空間關(guān)系，而B(niǎo)示意地示出了光纖所射出的射出光的光分布情況；
圖4為根據(jù)本發(fā)明的電燈的第二實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，B為左視圖而C為右視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的電燈的第三實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，B為左視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的電燈的第四實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，B為左視圖；以及圖7示意地示出了一種光纖照明系統(tǒng)，其中常規(guī)型鹵素?zé)粲米鞴庠矗渲蠥示出了光源與光纖之間的空間關(guān)系，而B(niǎo)示意地示出了光纖所射出的射出光的光分布情況。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參看附圖，以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的電燈的第一實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，B為左視圖而C為右視圖；在這個(gè)實(shí)施例中的電燈1為鹵素?zé)?。這種鹵素?zé)?包括由例如石英玻璃制成的燈泡2。這種燈泡的下半部分帶有收縮密封3，而它的尖端帶有抽空密封4并且鹵素氣體填充著內(nèi)部空間5。此外，由例如鎢絲制成的燈絲6提供于燈泡3的內(nèi)部空間5中。燈絲6包括通過(guò)纏繞線材形成的線圈部分16并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光。在收縮密封3中，嵌入了一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)線(在這個(gè)實(shí)施例中一對(duì)線性尾部還用作這些內(nèi)部導(dǎo)線)7a、7b和一對(duì)外部導(dǎo)線8a、8b并且內(nèi)部導(dǎo)線7a、7b和外部導(dǎo)線8a、8b分別通過(guò)Mo箔9a和9b形成電連接。在這個(gè)實(shí)施例中，燈絲6的線圈部分16、內(nèi)部導(dǎo)線7a、7b、外部導(dǎo)線8a、8b和Mo箔9a、9b(即，隨后將會(huì)進(jìn)行描述的燈絲結(jié)構(gòu))基本上平行于穿過(guò)燈絲6的燈泡2的軸線(圖1中的單點(diǎn)劃線)延伸。在這個(gè)實(shí)施例中，所提供的收縮密封3與燈泡2的軸線同心。然而，這不是必需的結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)需要，還可以提供相對(duì)于燈泡2的軸線偏心的收縮密封3并且使燈絲結(jié)構(gòu)與其適應(yīng)。
在這個(gè)實(shí)施例中，燈泡2具有基本上為橢圓形形狀的橫截面且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)F1和第二焦點(diǎn)F2并且具有向外凸出的第一曲面10。反射涂層(圖1中的對(duì)角陰影面積)形成于第一曲面10的整個(gè)外表面上。在這個(gè)實(shí)施例中，第一曲面10的光軸基本上與燈泡2的軸線正交，并且形成于第一曲面的圓周尾部的平面基本上平行于燈泡2的軸線。第一曲面10的第一焦點(diǎn)F1定位于燈絲6的線圈部分16處。第一曲面10的第二焦點(diǎn)F2定位于光纖20處，在燈絲6的線圈部分16處產(chǎn)生并且在第一曲面10上反射的射出光被提供至該光纖20(參見(jiàn)圖3)。
在這個(gè)實(shí)施例中，燈泡2具有面對(duì)第一曲面10的基本上為球形的第二面11。此外，燈泡2包括用于使第一曲面10的圓周尾部與第二面11的圓周尾部互連的圓周面12。圓周面12和密封3通過(guò)過(guò)渡部分13互連。提供球形第二面11和圓周面12有利于將電燈1的燈泡2的厚度基本上固定于內(nèi)部空間5的部分中。這樣做的理由將會(huì)參考這個(gè)實(shí)施例的燈的制造步驟進(jìn)行說(shuō)明。
這個(gè)實(shí)施例的電燈的制造與常規(guī)型鹵素?zé)舻闹圃旎旧舷嗤４送?，模制燈泡的方法也與常規(guī)制造方法相同。第一曲面10的橫截面基本上為橢圓形形狀，燈泡2的基本上為球形的第二面11和圓周面12通過(guò)以下方法模制，首先加熱具有預(yù)定管徑的玻璃管的預(yù)定部分，然后利用模具環(huán)繞加熱部分，向管中吹入空氣并且使加熱部分膨脹。在那種情況下，相似的風(fēng)壓施加于離玻璃管的軸線等距的這些部分上，因而模制之后玻璃的厚度均勻。在這個(gè)實(shí)施例中，在上述膨脹的情況下，從玻璃管的軸線上的點(diǎn)到第二面11和圓周面12以及第一曲面10的部分的距離基本上相等，因此模制之后玻璃的厚度相等。玻璃厚度均衡就有利于防止燈泡破裂。
此外，在模制上述燈泡2時(shí)，還對(duì)與密封3相應(yīng)的部分和過(guò)渡部分進(jìn)行模制。如此模制的玻璃管示出于圖2A中。
另一方面，將帶有線圈部分16的燈絲6、內(nèi)部導(dǎo)線7a、7b、外部導(dǎo)線8a、8b和Mo箔9a、9b電焊接起來(lái)，由此形成圖2B中所示的燈絲結(jié)構(gòu)。這種燈絲結(jié)構(gòu)被從下面插入到如圖2A所示模制的玻璃管中，并且被固定于預(yù)定位置上，隨后對(duì)應(yīng)于密封3的部分被加熱并且被收縮密封。于是，鹵素氣體就被從玻璃管的尖端引入。最后，玻璃管的尖端被加熱而后被密封(參見(jiàn)圖2C)。
然后，反射涂層通過(guò)汽相沉積如化學(xué)汽相沉積形成于第一曲面10的整個(gè)外表面上，而后電燈制作完成(參見(jiàn)圖2D)。在圖2B中所示的燈絲結(jié)構(gòu)被插入如圖2A所示模制的玻璃管中之前，反射涂層還可形成于曲面10的整個(gè)外表面上。此外，反射涂層還可形成于第一曲面10的整個(gè)內(nèi)表面而非其外表面上。
應(yīng)當(dāng)指出，優(yōu)選的是使上述過(guò)渡部分13(特別是參見(jiàn)圖1A)盡可能狹窄以便使得第一曲面10的反射區(qū)域盡可能大。
此外，根據(jù)上述制造方法，第一曲面10、第二面11和圓周面12、對(duì)應(yīng)于密封3的部分以及過(guò)渡部分均由一根玻璃管模制，但這些部件也可以由不同的玻璃管模制后再合為一體。
在上述說(shuō)明中，第一曲面10、第二面11和圓周面12被視為不同的部件，但本發(fā)明也可以調(diào)整為使圓周面包括于第一和/或第二曲面中并且在第一曲面和第二面接觸時(shí)形成以便形成內(nèi)部空間。
與常規(guī)型鹵素?zé)粝喾?，根?jù)這個(gè)實(shí)施例的電燈，反射涂層直接形成于燈泡的外表面上，因此要求構(gòu)成反射涂層的材料具有耐熱性。此外，由于可以預(yù)料電燈在制造工作期間常常被人手觸摸，所以還需要高度的抗剝離性?？紤]到所有這些點(diǎn)，因此在這個(gè)實(shí)施例中，在耐熱性和強(qiáng)度方面性能優(yōu)異的Ta2O5/SiO2被用作構(gòu)成反射涂層的材料。然而，根據(jù)需要還可以使用如鋁、金、ZnS/MgF2、ZnS/SiO2、TiO2/SiO2之類(lèi)的材料。
在這個(gè)實(shí)施例中，帶有線圈部分16的燈絲6為所謂的橫向CF-6型，當(dāng)從光纖20側(cè)觀察時(shí)其具有方形形狀，并且放置于燈泡2的內(nèi)部空間5中以便使得第一曲面10的光軸穿過(guò)方形形狀的中心。此外，第一曲面10的第一焦點(diǎn)F1位于燈絲6的線圈部分16的中心處。這樣有利于防止在燈絲6的線圈部分16處產(chǎn)生并且在第一曲面10上反射的射出光被燈絲6阻斷。然而，在這方面，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例而言優(yōu)選的是燈絲6為CF-6類(lèi)型，當(dāng)從光纖20側(cè)觀察時(shí)其為圓形形狀并且放置于燈泡2的內(nèi)部空間5中以便使得第一曲面10的光軸穿過(guò)圓形部分的中心。然而，根據(jù)需要還可以采用從光纖20側(cè)觀察時(shí)為矩形的形狀并且還可以使用C-6型、CF-8型等等的燈絲。
圖3示意地示出了一種光纖照明系統(tǒng)，其中如圖1所示的燈用作光源，其中A示出了電燈與光纖之間的空間關(guān)系，而B(niǎo)示意地示出了光纖所射出的射出光的光分布情況。在這種光纖照明系統(tǒng)中，電燈1和光纖20同心定位成彼此相距預(yù)定距離Y，以便使第一曲面10的光軸與光纖20的軸線(參見(jiàn)圖3中的單點(diǎn)劃線)基本上重合。在此，第一曲面10的曲率適合于光纖20的數(shù)值孔徑NA，而第一曲面10的第二焦點(diǎn)F2定位于光纖20處。應(yīng)當(dāng)指出光纖20本身可以與常規(guī)型光纖相同并且多個(gè)光纖可以捆成束。因此，如圖3所示，在第一焦點(diǎn)F1處產(chǎn)生于燈絲6的線圈部分16并在第一曲面10上反射的射出光被會(huì)聚于定位于光纖20處的第二焦點(diǎn)F2上。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，由于反射涂層形成于第一曲面10的整個(gè)外表面上，所以不會(huì)有暗點(diǎn)。此外，由于沒(méi)有密封3等等存在于第一曲面10的光軸上，所以射出光不會(huì)受阻。此外，在從光纖20所觀察的側(cè)上，平行光從方形的線圈部分16直接進(jìn)入光纖20。這個(gè)線圈部分產(chǎn)生極大量的光。因此，所獲得的光分布不是環(huán)形但其峰值位于中心附近，如圖3B中所示。這種光分布還表示成與鹵素?zé)?和光纖20同心。這種光分布非常適用于上述光纖照明的應(yīng)用。
于是，在相同的光纖照明系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以便比較帶有分離式反射器的常規(guī)型鹵素?zé)艉透鶕?jù)本發(fā)明的電燈分別以相同的電壓(5V)照明時(shí)光纖所射出的光的量。因此，就已經(jīng)確認(rèn)使用本發(fā)明的電燈可以使光的量大致增加32％。
此外，與用于模制常規(guī)型分離式反射器的成本相比，用于模制燈泡2的成本極低。
而且，本發(fā)明的電燈尺寸很小，因?yàn)槠洳话ǚ蛛x式反射器。此外，本發(fā)明的電燈燈泡的橢圓形部分較小并且可以具有極短的焦距。與常規(guī)型電燈相比，這就容許本發(fā)明的電燈更靠近光纖。因此，在使用帶有分離式反射器的常規(guī)型電燈作為光源的常規(guī)型光纖照明系統(tǒng)中，常規(guī)型電燈所需要的空間對(duì)于根據(jù)本發(fā)明電燈而言已足夠。因此，只需改變電燈的安裝結(jié)構(gòu)就可以使根據(jù)本發(fā)明的電燈適應(yīng)于常規(guī)型光纖照明系統(tǒng)。另一方面，當(dāng)制造新光纖照明系統(tǒng)時(shí)，可以將這種系統(tǒng)的尺寸制成小于常規(guī)型光纖照明系統(tǒng)。
在常規(guī)型光纖照明系統(tǒng)中，已知一種帶有介于電燈與光纖之間的分離式紅外切割過(guò)濾器等等。通過(guò)在圖1中的電燈的第二面11上形成具有紅外切割過(guò)濾器特性的涂層，就可以省略這種分離式過(guò)濾器。這在降低系統(tǒng)成本與使其小型化方面有利。如果需要，還可以在第二面11上形成具有其它特性如紅外線反射過(guò)濾器、紫外切割過(guò)濾器、分色過(guò)濾器等等的涂層。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的電燈的第二實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，B為左視圖而C為右視圖。這個(gè)實(shí)施例的電燈40不同于根據(jù)圖1中的第一實(shí)施例的電燈1之處在于燈泡41具有帶有平的部分43的基本上為截頭圓錐形的第二面42而不是基本上為球形的第二面11。平的部分43為圓形形狀并且其尺寸可使在第一焦點(diǎn)F1處產(chǎn)生于燈絲6的線圈部分16處并在第一曲面10上反射的幾乎所有的射出光通過(guò)。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的電燈40的有利之處在于可以容易地通過(guò)使平的部分43接觸著提供于光纖照明系統(tǒng)中的扁平基準(zhǔn)面來(lái)定位電燈與光纖。此外，有利之處還在于穿過(guò)平的部分43的射出光在平的部分43中僅以小度數(shù)折射。有利之處還在于可以在視覺(jué)上準(zhǔn)確確認(rèn)燈絲6穿過(guò)平的部分43的位置。
圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，而B(niǎo)為左視圖。圖5中的電燈的右視圖與所述左視圖相同。這個(gè)實(shí)施例的電燈50顯著不同于圖1中的第一實(shí)施例的電燈之處在于光是沿兩個(gè)方向提供。電燈50的燈泡51包括第一曲面52，其橫截面基本上為橢圓形形狀且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)F1和第二焦點(diǎn)(未示出)并且向外凸出。反射涂層(圖5中的對(duì)角陰影面積)形成于第一曲面52的外表面上。第一曲面52的第一焦點(diǎn)F1定位于燈絲6的線圈部分16的中心。第一曲面52的第二焦點(diǎn)定位于光纖(未示出)處，在燈絲6的線圈部分16處產(chǎn)生并在第一曲面52上反射的射出光提供至該光纖。此外，燈泡51包括第二曲面53，其橫截面基本上為橢圓形形狀且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)F1和第二焦點(diǎn)(未示出)并且向外凸出。第一曲面52和第二曲面53具有相同的曲率。反射涂層(圖5中的對(duì)角陰影面積)形成于第二曲面53的外表面上。第二曲面53的第一焦點(diǎn)F1也定位于燈絲6的線圈部分16的中心。第二曲面53的第二焦點(diǎn)定位于另一個(gè)光纖(未示出)處，在燈絲6的線圈部分16處產(chǎn)生并在第二曲面53上反射的射出光被提供至該光纖。這些反射涂層所用的材料與圖1中所述相同。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，形成于第一曲面52的外表面上的反射涂層具有第一開(kāi)口54。第一開(kāi)口54為圓形并且其尺寸可使在第二曲面53的第一焦點(diǎn)F1處產(chǎn)生于燈絲6的線圈部分16處并在第二曲面53上反射的幾乎所有的射出光通過(guò)。此外，形成于第二曲面53的外表面上的反射涂層具有第二開(kāi)口55。第二開(kāi)口55也為圓形形狀并且其尺寸可使在第一曲面52的第一焦點(diǎn)F1處產(chǎn)生于燈絲6的線圈部分16處并在第一曲面52上反射的幾乎所有的射出光通過(guò)。在第一開(kāi)口54的區(qū)域中，第一曲面52具有第一平的部分，而在第二開(kāi)口55的區(qū)域中，第二曲面53具有第二平的部分。這些平的部分起到與圖4中的實(shí)施例中所述相同的作用與效果。
此外，燈泡52包括用于使第一曲面52的圓周尾部與第二曲面53的圓周尾部互連的圓周面56。如上所述，提供圓周面56就有利于將電燈50的燈泡51的厚度基本上固定于內(nèi)部空間57的區(qū)域內(nèi)。此外，提供圓周面56的有利之處在于當(dāng)設(shè)計(jì)燈泡51時(shí)，通過(guò)根據(jù)所使用的光纖的數(shù)值孔徑NA既調(diào)整第一曲面52與第二曲面53的曲率，又調(diào)整與其相關(guān)聯(lián)的圓周面56的沿寬度方向的尺寸，就可以使得燈泡51的反射面的面積盡可能大并且使得第一開(kāi)口54與第二開(kāi)口55盡可能小。應(yīng)當(dāng)指出，沒(méi)有反射涂層形成于圓周面56的外表面上。這是因?yàn)橛蓤A周面56圍繞的線圈部分16不會(huì)產(chǎn)生如此大的光量。然而，如果需要，也可以在圓周面56上形成反射涂層、紅外切割過(guò)濾器或者其它性質(zhì)的涂層。
在使用這個(gè)實(shí)施例中的電燈50作為光源的光纖照明系統(tǒng)中，兩個(gè)光纖彼此相對(duì)地放置于電燈50的兩側(cè)，并且電燈50和這些光纖按照如圖3中所述的方式定位。在這個(gè)實(shí)施例的電燈50中，反射涂層具有開(kāi)口54、55，但大量平行光從面對(duì)這些開(kāi)口的方形線圈部分16直接進(jìn)入光纖，因此光纖所射出的光的光分布特性不是環(huán)形而是其峰值位于中心附近。因此，這種光分布也非常適用于光纖照明的上述應(yīng)用。此外，與圖1和圖4中帶有單面涂層的實(shí)施例相比，燈會(huì)聚效率增加。上述兩個(gè)光學(xué)纖維可以用于不同的照明，但也可以被捆成一束來(lái)用于同一照明應(yīng)用。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的示意圖，其中A示出了前視圖，而B(niǎo)為左視圖。在圖6的電燈中，右視圖與所述左視圖相同。這個(gè)實(shí)施例的電燈60不同于圖5中的第三實(shí)施例的電燈50之處在于在燈泡61中，圖5中的第三實(shí)施例的第一開(kāi)口具有第一突出62，而其中的第二開(kāi)口具有第二突出63。在這個(gè)實(shí)施例中，這些突出的端面為扁平。然而，如果需要，也可以在突出62、63的端面處提供所需彎曲并且為其提供透鏡功能。還可以在突出62、63的側(cè)面上形成反射涂層，以便防止光從突出的側(cè)面漏出。應(yīng)當(dāng)指出，這個(gè)實(shí)施例的電燈60的有利之處在于可以容易地通過(guò)使這些突出62、63插入提供于光纖照明系統(tǒng)中的基準(zhǔn)面的孔中來(lái)定位電燈和光纖。
在參考圖1至圖6進(jìn)行說(shuō)明的這些實(shí)施例中，橫截面基本上為橢圓形形狀的曲面由僅有一個(gè)彎曲的部分組成。然而，也可以構(gòu)造帶有具有多個(gè)彎曲的部分的曲面并且在光纖中提供不同的第二焦點(diǎn)。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以用作光纖照明系統(tǒng)所用的光源，所述光纖照明系統(tǒng)用于照亮靠近例如在工廠里進(jìn)行精心制作工作的工人手的區(qū)域所需的照明、櫥窗的裝飾照明以及內(nèi)窺鏡、掃描儀、照相放大器、光聚合劑等等所需的照射。
權(quán)利要求
1.一種電燈，其特征在于包括包括第一曲面的燈泡，第一曲面的橫截面基本上為橢圓形形狀且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并且向外凸出，以及燈絲，其包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中，其中反射涂層形成于第一曲面的整個(gè)外表面或者整個(gè)內(nèi)表面上，并且第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面上反射的射出光被提供至該光傳輸介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電燈，其特征在于，面對(duì)第一曲面的第二面包括基本上為球形的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電燈，其特征在于，燈泡包括用于使第一曲面的圓周尾部與第二曲面的圓周尾部互連的圓周面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述電燈，其特征在于，第二面包括平的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電燈，其特征在于，平的部分為圓形形狀并且其至少具有一定尺寸以便使幾乎所有的在第一焦點(diǎn)處產(chǎn)生于線圈部分處并且在第一曲面上反射的射出光通過(guò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的電燈，其特征在于，第二面包括朝向光傳輸介質(zhì)突出的突出部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的電燈，其特征在于，第二面具有用于反射、傳遞或吸收特定波長(zhǎng)的光的涂層。
8.一種電燈，其特征在于包括燈泡，其包括第一曲面和第二曲面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，而第二曲面面對(duì)第一曲面，第二曲面的橫截面基本上為橢圓形形狀且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，以及燈絲，其包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中，其中相應(yīng)的反射涂層形成于第一曲面和第二曲面上，反射涂層包括用于使產(chǎn)生于線圈部分中并在第一曲面或第二曲面上反射的射出光通過(guò)的開(kāi)口，第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面上反射的射出光被通過(guò)開(kāi)口提供至該光傳輸介質(zhì)，并且第二曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第二曲面上反射的射出光被通過(guò)開(kāi)口提供至該光傳輸介質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電燈，其特征在于，第一曲面和第二曲面具有相同的曲率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電燈，其特征在于，至少一個(gè)開(kāi)口為圓形形狀，并且其至少具有一定尺寸以便使幾乎所有的在第一曲面或第二曲面的第一焦點(diǎn)處產(chǎn)生于線圈部分中并且在第一曲面或第二曲面上反射的射出光通過(guò)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8、9或10所述的電燈，其特征在于，至少一個(gè)開(kāi)口包括平的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求8、9、10或者11所述的電燈，其特征在于，至少一個(gè)開(kāi)口包括朝向光傳輸介質(zhì)突出的突出部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或12所述的電燈，其特征在于，突出部分的端面具有透鏡作用。
14.根據(jù)權(quán)利要求6、12或13所述的電燈，其特征在于，反射涂層形成于突出部分的側(cè)面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的電燈，其特征在于，當(dāng)從光傳輸介質(zhì)側(cè)觀察時(shí)，線圈部分具有方形形狀或者圓形形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的電燈，其特征在于，燈泡包括用于使第一曲面的圓周尾部與第二曲面的圓周尾部互連的圓周面。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的電燈，其特征在于，反射涂層的材料為T(mén)a2O5/SiO2。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的電燈，其特征在于，第一曲面和/或第二曲面包括多個(gè)具有不同曲率的部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的電燈，其特征在于，鹵素填充于燈泡的內(nèi)部空間中。
20.一種光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)，其特征在于包括電燈和光傳輸介質(zhì)，電燈包括燈泡，其包括第一曲面和第二面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，而第二面面對(duì)第一曲面；燈絲，其包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中；并且光傳輸介質(zhì)設(shè)置于第二面附近，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面上反射的射出光被提供至該光傳輸介質(zhì)，其中反射涂層形成于第一曲面的整個(gè)外表面或整個(gè)內(nèi)表面上，并且第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于光傳輸介質(zhì)處。
21.一種光傳輸介質(zhì)照明系統(tǒng)，其特征在于包括電燈和兩個(gè)光傳輸介質(zhì)，電燈包括燈泡，其包括第一曲面和第二曲面，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，而第二曲面面對(duì)第一曲面，第二曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)和第二焦點(diǎn)，并向外凸出，以及燈絲，包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分定位于燈泡的內(nèi)部空間中；并且兩個(gè)光傳輸介質(zhì)分別設(shè)置于第一曲面和第二曲面附近，在線圈部分處產(chǎn)生并且在第一曲面或第二曲面上反射的射出光被提供至所述光傳輸介質(zhì)，其中相應(yīng)反射涂層形成于第一曲面和第二曲面上，反射涂層包括用于使得在線圈部分處產(chǎn)生并在第一曲面或第二曲面上反射的射出光通過(guò)的開(kāi)口，第一曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于一個(gè)光傳輸介質(zhì)處，在第一曲面上反射的射出光通過(guò)開(kāi)口提供至該光傳輸介質(zhì)，并且第二曲面被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)定位于線圈部分處，而第二焦點(diǎn)定位于另一個(gè)光傳輸介質(zhì)處，在第二曲面上反射的射出光通過(guò)開(kāi)口提供至該另一個(gè)光傳輸介質(zhì)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的電燈(1)按照如下方式構(gòu)造電燈包括包括燈泡(2)和燈絲(6)，所述燈泡(2)包括第一曲面(10)，第一曲面的橫截面形狀基本上為橢圓形且?guī)в械谝唤裹c(diǎn)(F1)和第二焦點(diǎn)(F2)，并且向外凸出，而所述燈絲(6)包括通過(guò)纏繞線材而形成的線圈部分(16)并且通過(guò)受到激勵(lì)而產(chǎn)生光，燈絲設(shè)置成使得線圈部分(16)定位于燈泡(2)的內(nèi)部空間(5)中，其中反射涂層形成于第一曲面(10)的整個(gè)外表面或者整個(gè)內(nèi)表面上，并且其中第一曲面(10)被調(diào)整成使其第一焦點(diǎn)(F1)定位于線圈部分(16)處，而第二焦點(diǎn)(F2)定位于光傳輸介質(zhì)(20)處，在線圈部分(16)處產(chǎn)生并且在第一曲面(10)上反射的射出光被提供至光傳輸介質(zhì)(20)。
文檔編號(hào)H01K1/28GK1830063SQ200480021866
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2004年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
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