[发明专利]具有灯和反射器的大功率照明器

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率照明器，该大功率照明器具有至少一个灯和一个部分地围绕灯的反射器，该反射器用于将由灯发出的光聚束成一个定向射束，其中，反射器具有一个反射内表面，该反射内表面由于到灯的距离不同而具有一些具有不同要求的区域。

背景技术

在此所述类似的大功率照明器例如是用于数字投影的光源以及用于对舞台、建筑物及类似物进行照射的聚光灯。由于灯例如卤素灯、尤其是超高压水银灯的高功率，包围灯的反射器受制于其热负荷极限，因为由灯发出的热辐射通常与灯的光功率成比例。但因为照明器的结构尺寸不应以与所使用的光功率或热功率相同的程度提高，所以反射器每单位表面的热负荷强烈上升，由此达到对于反射器体的长期热形状稳定性关系重大的临界值，如转变温度、软化温度和额定平均线热膨胀系数。转变温度和软化温度是所述体的长期热形状稳定性的参数，而额定平均线热膨胀系数a反映所述体对短期温度变化的耐抗性。

具有很小的通常适用于反射器的线膨胀系数a的玻璃类型是硼硅酸盐玻璃，这种硼硅酸盐玻璃如以商标(Schott股份公司，美因兹)在市场上出售。但这种玻璃类型对于上述应用情况受制于其负荷极限，由此，必须使用替代材料。

作为替代材料尤其是适用玻璃陶瓷，这种玻璃陶瓷尤其抗耐短期温度变化，这种温度变化如当闭合的聚光灯系统中的发光器接通或关断时产生。因此，在高功率聚光灯的情况下优选使用玻璃陶瓷反射器，在这种玻璃陶瓷反射器中产生热引起的破裂之前，这种玻璃陶瓷反射器具有明显高的交变温度耐抗性。但玻璃陶瓷反射器的缺点尤其在于与用玻璃组合物例如制成的、尺寸可比较的、按照标准的反射器相比其制造成本高。此外，用玻璃陶瓷制造的反射器在内反射器面被涂覆时具有技术缺点——当其通过涂覆方法、尤其是PICVD方法(Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)来制造时，因为该方法基于将微波输入耦合到待涂覆的区域中。玻璃陶瓷根据其陶瓷化状态对于微波具有明显变动的穿透性或明显不同的吸收能力。由此，涂层参数以及由此在涂覆过程中得到的涂层特性如透射能力、光学折射值以及机械或化学涂层特性强烈地与反射器材料的陶瓷化状态相关。由此，尤其是特性保持相同的大玻璃陶瓷反射器的批量生产非常困难。反射器材料的涂层意义重大，因为这种涂层在多数情况下这样构造，使得该涂层不仅镜面反射尽可能多的光，而且同时使光源(灯)的热辐射穿透反射器，由此，在光路中相继的光学部件如透镜漫射盘或滤波器承受显著低的热负荷。为了将尽可能多的热辐射从反射器输出耦合，涂层必须这样构造，使得该涂层在约400至700nm的可见范围内反射尽可能多的光，以便产生高的镜面作用，而在紧接其后的高于700nm的波长范围(近红外范围)内，尽可能大部分的热辐射应穿过涂层。这种红外辐射于是通常在很大程度上不仅穿过涂层，而且穿过反射器材料，由此，该红外辐射被直接从聚光灯系统输出耦合。

这样一种用于所谓冷光镜系统的涂层在舞台聚光灯和用于数字投影(例如电影投影)的投影仪中广泛流行并且不可通过简单的金属涂层实现。而是必须施加一系列具有不同折射指数的光学干涉交替层。这种干涉层系统也用于其它应用情况，如UV保险滤波器、色转换滤波器、带通滤波器、反射消除层等等，因此已经充分公知。这种干涉层系统由交替地高折射率和低折射率的层构成，这些层在视觉范围内必须足够透明。尤其适用于低折射率的层的是具有约1.45折射值的二氧化硅SiO2，因为该二氧化硅非常透明并且可承受非常高的热负荷。

作为高折射率的层，大多使用用具有2.4至2.5折射值的二氧化钛TiO2制成的层，但其中该材料不是非常耐抗温度并且经常在可见范围内容易吸收。具有约2.35折射值的五氧化二铌Nb2O5具有类似特性。

作为交替层系统中的透明的并且热稳定的高折射率的材料大多使用氧化锆ZrO2或五氧化二钽Ta2O5。但这两种在其它情况下在高热负荷下很好地适用于冷光镜的材料具有缺点：它们的折射值与具有约2.05至2.15的氧化钛的折射值相比明显低。由此，在干涉层系统中需要明显多的用ZrO2和SiO2或用Ta2O5和SiO2制成的交替层，以便实现与在用TiO2和SiO2制成的交替层系统中相同的光谱曲线特性，这对反射器的涂层成本产生不利影响。

因此，存在具有不同优点和缺点的系统供反射器的涂层使用。通常，高的温度稳定性产生高的制造成本，这尤其是对于较大的反射器尤其起决定作用。

发明内容

因此，本发明的问题在于，可将确定的基本材料和涂层的优点用于反射器，但达到合理的制造成本。