专利名称：红外线辐射器及照射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的红外线辐射器、及具有此种红外线辐射器的照射装置。
背景技术：
此种红外线辐射器例如在欧洲专利EP 1 072 841 A2号中公开。本专利描述一种红外线辐射器，其结构大致和白炽灯相同。白炽灯丝作为红外线辐射源，该白炽灯丝在作业期间发射红外线辐射及光。红外线辐射器被一抛物线反射器围绕，该反射器引导红外线辐射至所期望方向而且发射可见辐射。反射器开口以不透光滤光圆片所覆盖。包围白炽灯丝的红外线辐射器的容器设在具有反光涂层的顶部区域内，该涂层优选地被设计为冷光平面镜。
发明内容
本发明的任务在提供具有尽可能简单结构的一种有效率的红外线辐射器。
本任务根据权利要求1的特征来解决。本发明极为有利的特征公开在附属权利要求内。
本发明所述的红外线辐射器具有用于产生红外线辐射的发光元件，该发光元件配置在红外线辐射可透过的容器内部空间。该容器具有包围内部空间的区域，及至少一个与此相连的封闭端。此外，容器涂层有干涉滤光片，其根据本发明至少扩展到包围内部空间的整个容器区域，而且被如此设计使得该干涉滤光片对波长范围700nm至3500nm的预定子范围的红外线辐射是可透过的，并且自可见光谱范围的发光元件发射的辐射透射，以及在预定波长范围外的红外红辐射被反射回到容器的内部空间。使用上述干涉滤光片确保了大致只有所期望波长范围的红外线辐射被本发明所述的红外线辐射器发射。发光元件所产生的可见辐射及非期望的红外线辐射被反射回容器之内部空间内，并且这两种幅射用来加热发光元件。这样提高了红外线辐射器的效率，而且不需要其他的辐射装置即可在很大程度上避免发光元件所产生的光及红外线辐射的非期望部分被发射。
优选的是，干涉滤光片被设计为在容器外表面上的涂层，从而避免干涉滤光片和容器内所封闭物质的化学反应而损坏。有利的是，使用白炽光元件，优选是白炽光灯丝，或者是在氙气内的气体放电作为红外线辐射源。虽然这些红外线辐射源是发光元件，因为它们除了所期望的红外线辐射之外也产生光，但是也证明了，使用它们可获得比使用其他红外线辐射源更高效率。根据本发明尤为有利的一个实施例。为本目的，白炽光元件在具有额定作业数据红外线辐射器作业期间，优选地，被加热到温度至少2900℃。
有利的是，红外线辐射器的容器被设计为轴向对称，而且被优选地设计为白炽光灯丝的白炽光元件在容器内轴向设置，用以确保白炽光元件被干涉滤光片反射回到内部空间的辐射以及反射加在到内部空间内的光以最佳方式来加热。优选的是，包围内部空间的容器区域被设计为扁椭圆形，使得在干涉滤光片上的反射角度依赖性被减少到最小，以致干涉滤光片的厚度在整个区域上大致可保持恒定。
可透射干涉滤光片的波长范围700nm至3500nm的预定子范围取决于本发明的红外线辐射器的使用。如果本发明所述的红外线辐射器使用于具有红外线底片的照相机，透射子范围就有利地扩展至720nm到920nm。对于用于具有以硅为基础(silicon-based)的半导体影像传感器的电子照相机，干涉滤光片的透射子范围有利地扩展至800nm到1000nm。对于用于以铟/镓/砷为基础的(InGaAs)半导体影像传感器的电子照相机，干涉滤光片的透射子范围有利地扩展至800nm到2000nm。对于用作热辐射器，干涉滤光片的透射子范围有利地扩展至800nm到1200nm。对于用于煮水器或干燥装置中，干涉滤光片的透射子范围有利地扩展至2500nm到3500nm。干涉滤光片被如此设计，使得其在透射子范围内的透射(transmission)，至少是辐射源在本子范围内所发射辐射的80％；而且其在透射子范围之外的波长的透射至多是10％。对比从透射子范围发出的波长更短的电碰辐射的透射性(transparency)优选地甚至明显地低于10％。对光透射性优选地仅为0.1％。
为了获得本发明所述的红外线辐射器所产生红外线辐射的定向发射，辐射器有利地可使用在具有一个包围红外线辐射器反射器的照射装置中。抛物线形金属物体适合作为反射器，如铝制的物体或抛物线形塑胶或玻璃物体，其内侧设有金属层，这种物体也适合作为反射器。
及
具体实施例方式
本发明在下文中将参照优选实施例来更详细地说明附图表示图1本发明的优选实施例的红外线辐射器侧视图；图2具有图1所示红外线辐射器的照射装置；图3是本发明第二实施例的红外线辐射器侧视图。
图1所示的红外线辐射器大致是具有大约50瓦特电力消耗功率的卤素白炽光灯泡。该灯泡具有石英玻璃容器1，其在一端处密封，而且设有吸收紫外线辐射的添加剂。钨白炽灯丝2配置在容器1的内部空间，而且以自容器1的密封端10所突出的两条电源供给线3、4来供给电力。包围容器1的内部空间的区域11，即密封端10及与密封端10相对的顶部12之外的容器区域，大致具有扁椭圆形，该扁椭圆相对于卤素白炽灯或红外线辐射器的纵轴A-A旋转对称。容器1的顶部12由被熔化的密封抽气管所形成。白炽灯丝2轴向地设置在扁椭圆区域范围内。扁椭圆区域范围11的外表面及容器1的顶部12被涂层有干涉滤光片13，其大致仅对800nm至1000nm的波长范围的红外线辐射为可透射的。在作业期间白炽灯丝2所发射的光及其所产生、在透射波长范围之外的红外线辐射，大致完全被干涉滤光片13反射回到白炽灯丝2，而且用来对所述白炽灯丝2加热。干涉滤光片以公知方式由大量交替性替换的低及高光折射系数的二氧化硅(SiO2)及二氧化钛(TiO2)层来构成。为了进一步降低在800nm以下短波范围的透射性，尤其对光，干涉滤光片13也可包含例如三氧化二铁(Fe2O3)所构成吸收层。干涉滤光片13的透光性大约是白炽灯丝2所发射光的0.1％。白炽光灯丝2在作业期间被加热到温度2900℃。
图2表示本发明所述的照射装置6的概略图示，其大致包含图1所示红外线辐射器7及抛物线形铝反射器8。此外，如果需要，照射装置6可包含冷却装置，例如排风扇。红外线辐射器7的密封端10插置在反射器颈部80内，使得红外线辐射器7被配置在铝反射器8的对称轴上。红外线辐射器7所产生的红外线辐射被铅反射器8导向到一个在平行于反射器8的对称轴线的方向。该照射装置6例如适用于做为汽车的红外远光的红外线辐射源。
图3概略地表示本发明所述的红外线辐射器的第二实施例。本红外线辐射器大致和第一实施例所述的红外线辐射器相同。它同第一实施例中的红外线辐射器的区别仅在于5密封端10相对的顶部区域中的容器形状。因此，相同附图标记使用于图1及图2的红外线辐射器的相同部分。同图1所示的红外线辐射器不同的是，图3所示的红外线辐射器的容器1没有抽气管突缘12。容器1在被密封之前，通过容器1的末端10对容器1抽真空，导入卤素填充物，例如在无尘室条件下，在保护性气体环境内实施的上述工序。替代性地，也可使用排气管(未图示)，其设置在密封端10内的电源线3、4中间。
附图标记说明1容器2发光元件3、4 电源引线5内部空间10 密封端11 区域12 顶部13 干涉滤光片A纵轴
权利要求
1.一种红外线辐射器，具有用于产生红外线辐射的发光元件(2)，该发光元件配置在对红外线辐射可穿透的容器(1)的内部空间(5)中，其中，该容器(1)具有包围该内部空间(5)的区域(11)及至少一个与该区域连接的密封端(10)，而且其中该容器(1)被涂层有干涉滤光片(13)，其特征在于该干涉滤光片(13)至少在包围该内部空间(5)的整体区域(11)上扩展，而且设计该干涉滤光片(13)，使得该干涉滤光片对自700nm至3500nm波长范围的预定子范围的红外线辐射是可透过的，并且自可见光谱范围的发光元件(2)所发射的辐射透射以及在预定波长范围以外的红外线辐射被反射回到该容器(1)的内部空间(5)。
2.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该干涉滤光片(13)被设计为在该容器(1)的外表面上的涂层。
3.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该发光元件(2)包含至少一个白炽光元件。
4.如权利要求3所述的红外线辐射器，其特征在于，选择该至少一个白炽光元件(2)的材料、几何形状及大小，使得该白炽光元件(2)在具有额定作业数据该红外线辐射器作业期间，具有温度至少2900℃。
5.如权利要求3所述的红外线辐射器，其特征在于，该至少一个白炽光元件(2)是白炽光灯丝。
6.如权利要求5所述的红外线辐射器，其特征在于，该容器(1)被设计为轴向对称，而且该至少一个白炽光灯丝(2)在该容器(1)内轴向设置。
7.如权利要求6所述的红外线辐射器，其特征在于，包围该内部空间(5)的容器(1)的区域(11)被设计为扁椭圆形。
8.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该预定的子范围在720nm至920nm范围内。
9.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该预定的子范围在800nm至1000nm范围内。
10.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该预定的子范围在800nm至1200nm范围内。
11如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该预定的子范围在800nm至2000nm范围内。
12.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该预定的子范围在2500nm至3500nm范围内。
13.如权利要求1所述的红外线辐射器，其特征在于，该发光元件是在氙内的气体放电。
14.一种照射装置，具有如权利要求1至13的任一或多项所述的红外线辐射器。
15.如权利要求14所述的照射装置，具有包围该红外线辐射器(7)对红外线辐射的反射器(8)。
全文摘要
本发明涉及一种红外线辐射器，其辐射源是发射光及IR(红外线)辐射的发光元件(2)，而且其包围发光元件(2)的容器(1)被涂层有干涉滤光片(13)，该干涉滤光片仅对自700nm至3500nm波长范围的特定子范围的红外线辐射呈可穿透的。在该子范围以外的电磁辐射被反射回到该容器(1)内。
文档编号H01K1/28GK1777825SQ200480010964
公开日2006年5月24日 申请日期2004年3月24日 优先权日2003年4月25日
发明者H·－J·史密特 申请人:电灯专利信托有限公司