專利名稱：：Nir白熾燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的白熾燈。技術(shù)背景例如在車輛
技術(shù)領(lǐng)域：
中，這樣的白熾燈被用作有源夜視儀器的NIR(近紅外)光源。在例如被布置在車輛上的這樣的夜視儀器中，安裝在車輛前部上的NIR前燈發(fā)射出近紅外輻射，該近紅外輻射由公路上的或者公路邊緣上的對象反射并且通過裝備有CCD傳感器或CMOS傳感器的數(shù)字照相機(jī)來記錄。從照相機(jī)接收到的圖像被示在車輛內(nèi)部中的平面屏幕上，或者借助平視顯示器在司機(jī)的視野中被投影到擋風(fēng)玻璃上。通過采用有源夜視儀器，在利用常規(guī)的汽車前燈能識別對象之前，這些對象對于車輛駕駛員變成可見的。為了不由對向交通將NIR前燈與尾燈或者制動燈相混淆，必要的是通過光學(xué)濾波系統(tǒng)完全抑制可見波長范圍中的所有光。在此，通過陡峭的濾波器邊緣(Filterkante)，從被抑制的可見波長范圍(VIS范圍)到適于拍照的(bildwirksame)NIR波長范圍的過渡范圍必須是非常窄的。由于陡峭的濾波器邊緣，一方面防止過渡范圍位于VIS波長范圍中和發(fā)射不期望的紅色余光，而另一方面防止過渡范圍過遠(yuǎn)地延伸到NIR范圍中并且輻射強(qiáng)度在該范圍中下降。從德國的公布文獻(xiàn)DE10023936Al中，公知一種用于產(chǎn)生可見的紅色光譜中的光的白熾燈，該白熾燈的燈泡具有由五個(gè)層堆(Schichtstapel)組成的耐熱的氧化的干涉濾波器涂層。干涉濾波器的第一層堆構(gòu)造了具有兩個(gè)集成的薄的吸收劑層的吸收層，用于吸收不期望的藍(lán)色和紫色光譜。安放在隨后的四個(gè)層堆中的干涉涂層由在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層組成，并且這些干涉涂層用于進(jìn)一步抑制來自紫色和藍(lán)色光譜范圍的光以及用于調(diào)節(jié)干涉濾波器在可見的紅色光譜范圍中的濾波器邊緣。這樣的白熾燈由于其陡哨的濾波器邊緣而在波長為約590nm時(shí)產(chǎn)生可見的紅色光。為了將濾波器邊緣移到NIR波長范圍中，必須將較厚的層用于干涉濾波器，但是這些較厚的層引起短波VIS范圍中的透射性，并且由此發(fā)射對于NIR應(yīng)用不期望的余光。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所基于的任務(wù)在于創(chuàng)造一種白熾燈，該白熾燈相對于常規(guī)的解決方案在同時(shí)在NIR波長范圍中的透射性最大的情況下實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)地抑制可見光。根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1所述的特征來解決該任務(wù)。在從屬權(quán)利要求中說明了本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方案。根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生近紅外波長范圍(NIR波長范圍)中的電磁輻射的白熾燈具有透光的燈泡和布置在燈泡上的干涉濾波器，該燈泡包圍發(fā)光裝置，該干涉濾波器具有多個(gè)帶有許多在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層的層堆。干涉濾波器的第一層堆被構(gòu)造為具有至少兩個(gè)吸收層和一個(gè)被布置在這些吸收層之間的在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層的吸收濾波器，用于吸收不期望的光譜。根據(jù)本發(fā)明，吸收濾波器具有對于基本上為紅色的光譜范圍中的光的微小透射，其中，干涉濾波器由于其它的層堆而擁有在NIR波長范圍中的濾波器邊緣。由于吸收濾波器在紅色光譜范圍中的微小透射，相對于現(xiàn)有技術(shù)必需更少的層堆，因?yàn)殡S后的層堆的層厚能按照陡峭的濾波器邊緣和針對來自NIR光譜范圍的光的高透射來進(jìn)行優(yōu)化。由此，在所希望的NIR范圍中發(fā)射電磁輻射，并且在很大程度上防止發(fā)射不期望的紅色余光。優(yōu)選地，構(gòu)造吸收層的層厚和在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層的層厚，以致這些吸收層和中間層具有對于來自紅色光譜范圍的光的微小透射和對于來自NIR波長范圍的電磁輻射的高透射。吸收濾波器尤其是在590nm至700nm的波長范圍中具有小于或等于50%的透射。由于以上的闡述而優(yōu)選地陡峭地構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的干涉濾波器的濾波器邊緣，以致在小于或等于50nm的波長范圍中實(shí)現(xiàn)透射從10%到80%的過渡。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，兩個(gè)吸收層由氧化鐵Fe203組成。在層厚足夠厚的情況下，F(xiàn)e203層在紫色至紅色光譜范圍中擁有金屬特性而在NIR波長范圍中擁有介電特性。通過匹配和優(yōu)化F&03層的層厚，與在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層結(jié)合地實(shí)現(xiàn)NIR波長范圍中的高透射和對于可見的紫色至紅色光譜范圍中的光的高吸收。在優(yōu)選的實(shí)施例中，直接布置在燈泡上的第一吸收層的層厚與跟隨在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層的第二吸收層的層厚具有在約1:3至1:9的范圍中的層厚比。第一吸收層優(yōu)選地具有在約20nm至40nm的范圍中的層厚，和/或第二吸收層具有在約180nm至210nm的范圍中的層厚。優(yōu)選地優(yōu)化干涉濾波器，以致濾波器邊緣位于NIR波長范圍中，尤其是位于約760nm至1000nm的波長范圍中，優(yōu)選地位于780nm至790nm的范圍中。由此確保了，根據(jù)本發(fā)明的白熾燈發(fā)射在NIR波長范圍中的光譜，并且防止發(fā)射不期望的紅色余光。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施形式中，在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層是Si02層，而在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層是Nb20s層。但是也能應(yīng)用其它的、在薄膜技術(shù)中通用的材料，諸如TiO"Ta205、ZrO"HfO"或者應(yīng)用金屬氮化物。借助從一般的現(xiàn)有技術(shù)中公知的涂層方法，例如通過濺射過程或者CVD過程能實(shí)現(xiàn)干涉濾波器涂層。在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層基本上具有在約100nm至130nm的范圍中的層厚，而在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層基本上具有在約30nm至80nm的范圍中的層厚，并且這兩種層交替地被布置在燈泡上。已證明為特別有利的是，由至少三個(gè)層堆和/或36個(gè)層來構(gòu)造干涉濾波器。干涉濾波器的第二層堆優(yōu)選地從層厚約為10nm至20nm的在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層開始，和/或干涉濾波器的笫三層堆以層厚約為25nm至45nm的在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層來結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的白熾燈優(yōu)選地作為紅外輻射器被用于夜視儀器中，尤其是被用于NIR車輛前燈中。但是，該白熾燈也可被用作加熱目的紅外輻射器。以下借助優(yōu)選的實(shí)施例來詳細(xì)闡述本發(fā)明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的白熾燈的側(cè)視圖，和圖2示出了千涉濾波器的三個(gè)層堆的透射曲線和才艮據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的干涉濾波器的透射曲線，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的干涉濾波器的透射曲線。具體實(shí)施方式圖1示出了一種用于產(chǎn)生NIR波長范圍中的光的白熾燈1，該白熾燈1例如在NIR車輛前燈中被用作有源夜視儀器的光源。該白熾燈1擁有^皮構(gòu)造為收縮封頭(Quetschdichtung)2的燈座4和圍繞燈軸A-A旋轉(zhuǎn)對稱的、經(jīng)過排氣管6密封的、由燈玻璃10所制成的燈泡8，該燈泡8包圍發(fā)光裝置12。發(fā)光裝置12是在燈泡8中軸向?qū)?zhǔn)的白熾燈絲16，該白熾燈絲16的燈絲抽頭14分別與被嵌入燈泡8的收縮封頭2中的鉬箔18、20焊接。鉬箔18、20分別與從收縮封頭2中突出的電源線22、24相連接。用干涉濾波器28對燈泡8的基本上整個(gè)外表面26進(jìn)行涂覆，該干涉濾波器28根據(jù)本發(fā)明對于在NIR波長范圍中的電磁輻射擁有高透射，而對于其它光譜范圍的電磁輻射幾乎不透射。根據(jù)表1，干涉濾波器28由總共36個(gè)干涉層和吸收層組成，這些干涉層和吸收層與現(xiàn)有技術(shù)相反，不是以五個(gè)層堆而是以三個(gè)層堆30、32、34從層編號1開始被布置在燈泡8的外表面26上。干涉濾波器28的層結(jié)構(gòu)由以濺射技術(shù)交替地被安放到燈泡8上的、在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層組成。干涉濾波器28的第一層堆30被構(gòu)造為吸收濾波器并且直接被安放在燈泡8上。吸收濾波器由Fe203(氧化鐵)制成的第一吸收層和Fe203制成的第二吸收層、以及Si02(二氧化硅)制成的在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層組成，該第一吸收層的物理層厚約為32nm，該第二吸收層具有約194nm的顯著更大的物理層厚，該中間層被布置在兩個(gè)吸收層之間的并且物理層厚大約為55nm。第一吸收層的層厚與第二吸收層的層厚構(gòu)成了約1:6的層厚比，也就是比第一吸收層顯著更厚地構(gòu)造第二吸收層。第二Fe20廣吸收層由于其194nm的層厚而在紫色至紅色光譜范圍中具有金屬特性，并且在NIR波長范圍中具有介電特性。與在光學(xué)上進(jìn)行低折射的Si(h中間層相結(jié)合，由此實(shí)現(xiàn)了在NIR波長范圍中的高透射，和對于可見的紫色至紅色光譜范圍中的光的高吸收。通過根據(jù)本發(fā)明的、吸收濾波器在紅色光譜范圍中的微小透射，相對于現(xiàn)有技術(shù)只必需三個(gè)層堆來代替五個(gè)層堆，因?yàn)楦S第一層堆30的層堆32、34的層厚按照陡峭的濾波器邊緣和對于來自NIR光譜范圍的光的高透射來優(yōu)化。由此發(fā)射了所希望的NIR范圍中的光，并且防止發(fā)射不期望的紅色余光。由八次重復(fù)的層序列構(gòu)成了第二層堆32，該第二層堆32由Nb205(五氧化二鈮)制成的在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層和Si02制成的在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層組成。該第二層堆32擁有對于來自紫色和藍(lán)色光譜范圍的光的微小透射，并且除了用于由第一層堆30所構(gòu)成的吸收濾波器之外還用于進(jìn)一步抑制綠色和黃色光譜。第三層堆32同樣由八次重復(fù)的層序列構(gòu)成，該第三層堆32由Nb205制成的在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層和Si(h制成的在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層組成，并且除了用于抑制紅色光譜之外，還用于將干涉濾波器28在NIR波長范圍中的濾波器邊緣調(diào)節(jié)在大約790nm處。在該堆中優(yōu)化Nb20s層的和Si02層的層厚，以致干涉濾波器28在光波長約為790nm時(shí)具有從微小透射的可見光譜范圍到高透射的NIR范圍的陡峭過渡。在圖2中，通過曲線36示出了被構(gòu)造為吸收濾波器的第一層堆30的透射特性，通過用點(diǎn)線勾畫的曲線38示出了第二層堆32的透射特性，以及通過用點(diǎn)劃線勾畫的曲線40示出了第三層堆34的透射特性。此外還通過虛線曲線42勾畫了按照才艮據(jù)DE10023936Al的現(xiàn)有技術(shù)的第一層堆的透射特性。根據(jù)曲線36，構(gòu)造第一層堆30的吸收濾波器，以致大部分地吸收對于NIR應(yīng)用不期望的短波紫色至紅色光鐠范圍(約<720nm)。也就是，通過第一層堆30的吸收作用重疊了曲線38和40在約400nm至580nm的范圍中的透射振蕩。由于、根據(jù)本發(fā)明的、吸收濾波器在紅色光譜范圍中相對于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的曲線42的減小透射，隨后必需較少的層堆，因?yàn)榘凑斩盖偷臑V波器邊緣和對于來自NIR光語范圍(>780nm)的電磁輻射的高透射，優(yōu)化跟隨的層堆32、34的層厚。出于此原因，干涉濾波器28由三個(gè)層堆代替五個(gè)層堆來組成。通過干涉濾波器28的第二和第三層堆32、34，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步抑制黃色-紅色光譜范圍中的透射，并且實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的干涉濾波器28在NIR波長范圍中的陡峭的濾波器邊緣。根據(jù)圖2，層堆34的濾波器邊緣位于約790nm處，在該濾波器邊緣中，根據(jù)曲線40的透射為入射光的50%。在圖3中示出了由三個(gè)層堆30、32和34組成的根據(jù)本發(fā)明的完整的干涉濾波器28的透射曲線。完整的干涉濾波器28的濾波器邊緣位于780nm與790nm之間。在干涉濾波器28在僅為37nm的窄波長范圍的情況下，實(shí)現(xiàn)了透射從10%到80%的過渡。由此，在所希望的NIR范圍中發(fā)射電磁輻射，并且防止發(fā)射不期望的紅色余光。根據(jù)本發(fā)明的白熾燈1因而發(fā)射了NIR波長范圍中的電磁輻射，并且在NIR車輛前燈中可被用作有源夜視儀器的紅外輻射器。本發(fā)明不限于上面詳細(xì)闡述的實(shí)施例，尤其是對于干涉層能應(yīng)用其它的適當(dāng)材料和涂層工藝。按照涂層工藝，可替換地例如也能將Ti02(二氧化鈦)用作在光學(xué)上進(jìn)行高折射的材料。于是根據(jù)不同的折射率，將Ti(L的物理層厚調(diào)整大約0.9的系數(shù)。此外，本發(fā)明也能利用另一數(shù)目的在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層以及層堆來實(shí)施。本發(fā)明不限于上面闡述的實(shí)施例，本發(fā)明尤其是可被用于具有任意燈泡幾何形狀的白熾燈。除了用作夜視儀器的輻射源之外，本發(fā)明也可被用于其它的用途，例如用作IR熱輻射器。針對最少的可見余光意圖使用該詳細(xì)闡述的、優(yōu)選的實(shí)施方案。通過修改層設(shè)計(jì)能以多種多樣的方式和變型來調(diào)節(jié)余光值以及該層設(shè)計(jì)的所發(fā)射的色溫。公并了一種用于產(chǎn)生近紅外波長范圍(NIR波長范圍)中的電磁輻射的白熾燈l、尤其是面素白熾燈，該白熾燈1具有透光的燈泡8、由燈泡8所包圍的發(fā)光裝置12和布置在燈泡8上的干涉濾波器28，該干涉濾波器28具有多個(gè)帶有許多在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層的層堆30、32、34，其中，干涉濾波器28的第一層堆30被構(gòu)造為用于吸收不期望的光譜的吸收濾波器30，該吸收濾波器30具有至少兩個(gè)吸收層和一個(gè)被布置在這些吸收層之間的、在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層。根據(jù)本發(fā)明，吸收濾波器30具有對于基本上為紅色的光譜范圍中的光的微小透射，其中該干涉濾波器28由于其它的層堆32、34而擁有在NIR波長范圍中的濾波器邊緣。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.用于產(chǎn)生近紅外波長范圍(NIR波長范圍)中的電磁輻射的白熾燈，該白熾燈具有透光的燈泡(8)、由所述燈泡(8)包圍的發(fā)光裝置(12)和布置在所述燈泡(8)上的干涉濾波器(28)，該干涉濾波器(28)具有多個(gè)帶有許多在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層的層堆(30，32，34)，其中，所述干涉濾波器(28)的第一層堆(30)被構(gòu)造為用于吸收不期望的光譜的吸收濾波器(30)，該吸收濾波器(30)具有至少兩個(gè)吸收層和一個(gè)被布置在所述吸收層之間的、在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層，其特征在于，所述吸收濾波器(30)具有對于基本上為紅色的光譜范圍中的光的微小透射，并且所述干涉濾波器(28)由于其它層堆(32，34)而擁有在NIR波長范圍中的濾波器邊緣。2.按權(quán)利要求1所述的白熾燈，其中，優(yōu)化所述吸收層的層厚和所述在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層的層厚，以致所述吸收層和所述中間層具有對于來自紅色光譜范圍的光的微小透射和對于來自NIR波長范圍的光的高透射。3.按權(quán)利要求1或2所述的白熾燈，其中，直接布置在所述燈泡上的第一吸收層的層厚與跟隨在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層的第二吸收層的層厚具有在約1:3至1:9的范圍中的層厚比。4.按權(quán)利要求3所述的白熾燈，其中，所述兩個(gè)吸收層是Fe203層。5.按權(quán)利要求3或4所述的白熾燈，其中，所述第一吸收層具有在約20nm至40nm的范圍中的層厚，和/或所述第二吸收層具有在約180nm至210nm的范圍中的層厚。6.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，所述在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層是Si02層，而所述在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層是Nb205層。7.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，所述在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層基本上具有在約100nm至130nm的范圍中的層厚，而所述在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層基本上具有在約30nm至80nm的范圍中的層厚，并且交替地布置所述在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和所述在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層。8.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，所述干涉濾波器(28)由至少三個(gè)層堆(30，32，34)組成。9.按權(quán)利要求8所述的白熾燈，其中，所述干涉濾波器(28)的第二層堆(32)在輻射方向上具有層厚約為10nm至20nm的在光學(xué)上進(jìn)行高折射的第一層，和/或所述干涉濾波器(28)的第三層堆(34)具有層厚約為25nm至45nm的最后的在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層。10.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，所述干涉濾波器(28)具有36個(gè)層。11.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，構(gòu)造所述干涉濾波器(28)，以致該干涉濾波器(28)的濾波器邊緣位于760nm至1000nm的波長范圍中，優(yōu)選地位于780nm至790nm的范圍中。12.按權(quán)利要求1所述的白熾燈，其中，所述吸收濾波器(30)對于波長范圍為590nm至700nm的光的透射小于或等于50%。13.按權(quán)利要求1或11所述的白熾燈，其中，構(gòu)造所述濾波器邊緣，以致在小于或等于50nm的波長范圍中進(jìn)行透射從l(^到80%的過渡。14.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，所述燈(l)在夜視儀器中、尤其是在NIR車輛前燈中得到采用。15.按以上權(quán)利要求之一所述的白熾燈，其中，所述燈(l)被用作加熱目的的電紅外輻射器。全文摘要公開了一種用于產(chǎn)生近紅外波長范圍(NIR波長范圍)中的光的白熾燈、尤其是鹵素白熾燈，該白熾燈具有透光的燈泡、由燈泡包圍的發(fā)光裝置和布置在燈泡上的干涉濾波器，該干涉濾波器具有多個(gè)帶有許多在光學(xué)上進(jìn)行低折射的層和在光學(xué)上進(jìn)行高折射的層的層堆(30，32，34)，其中，干涉濾波器(28)的第一層堆(30)被構(gòu)造為用于吸收不期望的光譜的吸收濾波器，該吸收濾波器具有至少兩個(gè)吸收層和一個(gè)被布置在這些吸收層之間的、在光學(xué)上進(jìn)行低折射的中間層。根據(jù)本發(fā)明，吸收濾波器(30)具有對于基本上為紅色的光譜范圍中的光的微小透射，并且干涉濾波器(28)由于其它層堆(32，34)而擁有在NIR波長范圍中的濾波器邊緣。文檔編號H01K1/32GK101116169SQ200680004294公開日2008年1月30日申請日期2006年2月2日優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日發(fā)明者R·沙弗申請人:電燈專利信托有限公司