专利名称：金属反射器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于制造高精度金属反射器的方法以及金属反射器。投影系统也构成本发明的主题。
背景技术：
实践中，反射器具有很宽的应用范围，可以提到特别是头灯反射器，尤其是在汽车工业中，反射器可用于投影系统中，例如数字投影仪。
DE100 29 905描述了一种用于机动车辆的反射器，其中通过沉积工艺施加了冷光涂层。该反射器具有由塑料制成的基体。
这种类型的塑料反射器具有不特别耐热的缺点。特别是如果反射器装备有所谓的冷光镜涂层，即，能传输以及部分吸收红外线的层，那么会产生高的热应力，尤其在高功率投影系统的情况下。
同样经常在实践中使用的深冲压金属反射器，常常不具备所要求的精度。而且，这些反射器相对较薄。由于材料的体积小，使得充分冷却比较困难，特别是在投影系统中，结果使反射器达到很高的温度。
US3,944,320公开了一种带有搪瓷涂层的冷光镜。这种类型的搪瓷涂层的特定缺陷是它不可能获得很高的精度，这对于投影系统的光学质量具有不利的影响。而且，搪瓷层是高温度敏感的，使得这种类型的镜子不能使用在高功率投影仪中。
为了获得好的光学特性，具有由玻璃形成的基体的反射器被首先用于高功率投影仪。这种类型的反射器的特点是具有较高的精度。然而，一个缺点是玻璃的导热较差，结果冷却比较困难，特别是在高功率投影机中，这将导致高温，特别是在反射器表面。特别是如果反射器具有冷光镜涂层，即，优先传输红外射线以及反射至少部分可见光谱区域的层，就是这样。由于一定比例的通过玻璃体的红外线被玻璃体吸收，玻璃体显著地发热。因此，高功率投影系统中的玻璃反射器通常仅具有有限的寿命。
发明内容
相反，本发明是基于提供具有优良光学特性的反射器的目的。本发明进一步的目的是提供对高温不敏感以及允许所产生的热良好地散发的反射器。本发明的另一个目的是提供具有优良光学品质和能以高精度水平制造的冷光镜涂层与金属反射器的结合。本发明的又一个目的是提供具有优良光学特性和高冷却的投影系统。也希望能够制造具有容易更换的反射器的高功率投影系统。
本发明的目的是通过如各独立权利要求中的一个所述的用于制造高精度反射器的方法、具有反射内侧面和外侧面的反射器、以及用于涂覆金属反射器的方法和投影系统来实现的。
本发明的优选实施方案和细化方案通过各个从属权利要求给出。
根据本发明，提供了高精度反射器的制造，首先通过提供由金属制成的固体物，然后通过材料去除加工工艺制作反射器的几何形状。由此制造具有高精度的厚壁金属反射器成为可能。相反，深冲压金属反射器是由薄材料构成的。在这种情况下，由深冲压操作制作的几何形状不能具有像由材料去除加工工艺获得的几何形状一样的精度。
所提供的固体材料物可以具有任意想要的几何形状，例如对于反射器而言，可理解的是其由立方形钢块或圆形材料。然而，也可以理解的是，提供具有已经基本上对应于反射器几何形状的半成品，以便需要被去除的材料更少。
出人意料的是，已经显示出用这种方式制造的金属反射器具有与玻璃反射器相似的精度，能有相似的优良的光学特性，而且，与相应的高精度玻璃反射器相比制造成本低得多。
此外，材料去除加工工艺可用来制造任何想要的几何形状的反射器，不仅包括抛物型或椭圆形的，也包括任意想要的多面形状的。
此外，由于厚壁反射器几何形状成为可能，根据本发明制造的金属反射器的特点包括具有高的热稳定性并且尤其能够特别成功地冷却。
在该方法优选的实施方案中，使用了形成切屑的方法，特别是，反射器的几何形状被车削或铣削(milled)。这种类型的方法在实际应用中是常见的并能被非常精确地完成，例如，使用金刚石尖端工具。
特别是，如果要制造更复杂的几何形状，推荐反射器几何形状至少部分通过放电机械加工方法制作。特别是窄的通道常常只能使用这种类型的机械加工方法实现。
优选反射器表面，即反射器前侧的反射表面，进行表面处理，特别是研磨，磨光，抛光，以便产生低粗糙度和高尺寸精度。
在本方法的优选实施方案中，制造了抛物线型或椭圆形的反射器几何形状，但是其它任何想要的几何形状，例如多面型几何形状，也是可能的。
在本发明的更具体实施方案中，在反射器的后侧面上，即，远离反射侧的一侧，制造结构，同样采用材料去除的方法。
特别是，根据本发明的方法使得提供具有螺纹、具有冷却片或具有定位或定心装置的后侧成为可能。也由此使得提供具有功能元件例如在后侧上的定心销、螺纹等等的单片反射器，成为可能。
在本文中，特别是反射器基体基本上包含金属是有利的，特别是不锈钢、铝、铜或银。与玻璃不同，这些材料不易发生脆性断裂，因此使即使是复杂的几何形状或冷却通道也成为可能。具有高导热性的金属，例如某些钢合金、铝铜合金(aluminum copper)或银是特别优选的。
在本发明的更具体实施方案中，反射器在前侧面涂覆有反射层，特别是包含铝和银的层。这种类型的层，能增加表面的反射率，是公知的。
特别是，这里也提供待涂覆有适当的冷光镜层的金属反射器。这些涂层是本领域技术人员公知的，其吸收红外光并至少在部分可见光谱区域反射可见光，将金属反射器制成冷光镜。由于这种类型的涂层导致反射器上的热应力极大地增加，因此根据本发明的反射器的特别的优点在于能够高冷却。
特别地，这里提供光学功能层，其根据本申请也包括冷光镜层，该冷光镜层将通过PVD(物理汽相沉积)或CVD(化学汽相沉积)工艺提供的。以这种方式提供的层的特点是高尺寸精度，能牢固粘接到基底并能以薄的膜厚度提供。
特别地，如果至少两层由一个设备(例如真空设备)提供是有利的。在本文中，已特别考虑到先提供反射层然后是冷光镜层。而且，还推荐给反射器提供透明防划层或自净层。如果这些层是由一个设备提供的，作为优选，整个涂层操作可以一口气完成。
本发明也涉及具有反射内侧面和外侧面的反射器，该反射器包括金属基底和至少一个通过PVD或CVD工艺沉积的涂层。
本发明人已经发现如果恰当地采用合适的工艺参数，以前被开发用于塑料或玻璃的涂覆的PVD和CVD工艺，基本上也适用于金属反射器的涂覆。特别是，这种类型的具有沉积涂层(尤其是反射涂层)的金属反射器能够获得与玻璃反射器同样优良的光学特性，但还极大地提高了冷却性和具有更长的使用寿命。
为提高冷却性，将冷却片设置在反射器外侧面。作为其的替换或附加，反射器也可以具有与外冷却回路连接的冷却通道。这使得直接冷却反射器并经由外部冷却器冷却成为可能。特别是，提供至少一个用于与外部冷却剂回路连接的凸缘。在本文中，反射器基体基本上包含金属是重要的。在玻璃中形成精确的螺纹和冷却通道是非常困难的。
在本发明的一个改进例中，反射器包括至少部分填充冷却剂的腔。冷却剂能在该腔中流通，其中，例如，也可以有冷却片，这样就能仅通过对流冷却反射器。这样即使对于高功率投影机甚至也可以提供不需要强制空气流通的反射器。在高功率投影系统中风扇驱动的强制空气流通具有相对噪声大的缺陷。这特别对于胶片投影的操作人员非常不利。
在本发明的一个改进例中，引入了在接近工作温度下会发生相变的冷却剂。作为例子，可以设想使反射器的腔仅仅部分填充这种类型的冷却剂，这使得通过凝结和转换为气态而获得更高的冷却能力成为可能。
在本发明的一个改进例中，至少在反射器的后侧具有定位装置。术语定位装置应理解为对本领域技术人员来说能将反射器以确定的方式固定在相应支撑物上的任何设备。所用的定位装置可以为销、舌榫(tongue-and-groove)系统或可替换地为锥体，或本领域技术人员熟知的其它装置。根据本发明的反射器的另一优点在于这种类型的定位装置能以高精度水平设置在金属基底上或引入到金属基底中，使反射器被装配在精确确定的位置。这使得提供具有容易更换以及更换后不需要调节的反射器的投影系统成为可能。
特别是如果这是用于投影机的反射器，那么反射器优选具有在内侧面的吸收红外线的涂层，即，配置作为冷光镜，是有利的。
这种类型的红外吸收层可以，例如，包括不仅对红外线而且对可见光谱区域吸收的黑色层。这能通过例如汽相沉积提供。尤其，TiCN、WCH和AlTiN层已经证明是适合这个目的的。特别是搪瓷吸收层具有良好耐受热应力的能力。另外的选择是通过电镀或通过与基底材料化学反应制作黑色层(black layer)。通过这种方式，制作阳极化吸收层。最后，也可能提供黑色铬和/或黑色镍层，对其通过电镀进行末端沉积(end deposition)是同样适合的。这种类型的层在较宽的波长范围内有非常好的吸收特性。
为了获得，与施加到黑色层的干涉层系统相结合的良好的冷光特性，根据本发明的改进例，至少设置在反射器的内侧面的黑色层对可见光和特别也对最高至1800nm波长的红外线区域具有至少为80％的吸收，优选对最高至2400nm的波长具有至少75％的吸收。
反射器的反射内侧面有利地具有小于200nm，优选小于50nm，更优选小于20nm的平均粗糙度Ra。如此光滑的结构具有高反射率的特征。
在反射器的优选实施例中，至少在内侧面上的公差带宽度为小于200μm，优选小于50μm，特别优选小于10μm。对于金属反射器，提供相对于想要的尺寸仅具有极小的偏差的高精度元件是可能的。
在反射器的优选实施例中，至少在反射内侧面其具有超过0.3mm的材料厚度，优选超过0.8mm，更优选超过1.5mm。由此至少提供反射器外壳以形成相对厚壁的金属结构，其具有尤其好的冷却。这在使用深冲压金属反射器时是不可能的，因为深冲压工艺仅仅适合于薄壁金属板。
在优选实施例中，反射器是整体件形式的。在本发明的范围内，反射器应被理解为整个元件，其如本发明的主题所描述的一样，包括冷却通道，冷却片等等。
在本发明的改进例中，反射器至少在后侧具有截面基本为弹坑状的凹痕。这种类型的凹痕，也称作窝坑，其具有特别有利的效果，当流体流过反射器时，形成湍流或龙卷风状结构，这能显著地提高冷却。
本发明的主题也涉及用于涂覆金属反射器的方法。该方法包括提供包含金属的反射器基底以及在反射器基底的表面上沉积功能层，特别是吸收层和/或反射层。术语吸收层应理解为对波长谱的至少部分区域具有吸收特性的层。反射层在可见光波长谱的至少部分区域具有反射特性。各层可通过沉积工艺以非常高的精度形成，特别是化学或物理沉积工艺。
提供反射器基底，其通常是由固体材料通过材料去除加工工艺生产的基底或深冲压金属基体。
特别地，想要提供具有由沉积工艺施加的冷光镜涂层的冷光金属反射器。
这种类型的层可以尤其通过沉积金属层然后氧化和沉积氧化物和氮化物层获得。
特别是，提供反射层，特别是用于增加金属反射器的表面的反射率的铝或银层，首先被沉积，因为许多金属材料，特别是工具钢，本身在可见光区域内仅具有相对较低的反射率。
提供由具有高和低折射率的子层构成的透明交替层，例如氧化硅和氧化钛，作为冷光镜层应用。在本申请中，术语透明应理解为至少在可见光波长谱的部分区域具有透明特性的层。特别是，至少一个部分吸收红外线的氧化铬层地提供在交替层系统中。
本领域技术人员熟知的有利的沉积工艺包括PVD工艺，如溅射和蒸发镀覆工艺，以及电子束物理汽相沉积、或CVD工艺，特别是等离子-增强的CVD工艺。
在该方法的改进例中，特别是在深冲压金属反射器的情况下，将冷却片通过焊接、软钎焊或粘接到后侧。特别是在薄壁深冲压金属反射器的情况下，经常冷却不充分。因此，根据本发明提供冷却片焊接到反射器的后侧。
在一个特别的实施例中，提供与反射器的轴线平行设置的翅片(fins)，术语翅片应理解为基本上朝向后部逐渐变细为一个点的金属片。
在本发明的改进例中，翅片同时装备有定心装置，特别是定位销被固定在翅片的末端，通过定位销反射器可以被精确地固定到相应的支撑物中。
本发明的另一个主题是投影系统，投影系统包括金属反射器以及用于金属反射器的支撑物，在反射器和支撑物之间提供有定位装置。
在本申请的上下文中，金属反射器应被理解为基本上包括金属的反射器，即，特别是根据本发明具有金属基底的反射器。通过定位装置的方式，特别是定位销、舌榫系统或锥形物，可以将反射器精确地固定到支撑物中。这使得提供具有反射器和支撑物的投影系统成为可能，这使得更换反射器而不必随后调整成为可能。使用由固体材料制成的反射器是有利的，其中定位装置可形成为在后侧结构的一部分。在本文中，对投影系统有利的是这种类型的反射器能以高尺寸精度制造，并且机械功能元件如销和螺丝钉能由固体金属材料特别顺利地形成。
在本发明的改进例中，导热膏被设置在投影系统的反射器和支撑物之间。这进一步改善了从反射器到支撑物的冷却。
在本发明的改进例中，反射器和支撑物能以可锁闭系统的方式，特别是通过插栓式封闭(bayonet closure)的方式，彼此连接。特别是，提供能被可锁闭在支撑物中并容易装配和移走的反射器。
根据本发明，反射器特别是具有冷光镜涂层的反射器的冷却，也能通过支撑物实现。也提供在反射器和支撑物之间通过的冷却剂。这种冷却剂可以是任何合适的流体，即，包括空气。如果热也经过支撑物散发，那么具有较好热导率的材料是有利的，特别是金属，同样也用于支撑物。也可以将冷却片设置在支撑物上。这使得提供不需要使用任何电机驱动风扇的投影系统成为可能。热能够仅通过辐射和对流散发。
在反射器的前面设置透明平板或透镜是有利的，可以提供保护或获得其它的光学功能。
本发明的一个改进例使用平板，优选反射红外线区域的光，从而防止热辐射穿透到外部。这种类型的设计尤其通过根据本发明的金属反射器的快速冷却特性成为可能。
本发明下面将参照附图1至10作更详细的说明图1a示出了根据本发明的反射器的示意截面图，该反射器具有铝或银反射层以及在其上面具有保护层，如SiO2，图1b示出了根据本发明的反射器的示意截面图，该反射器具有铝或银反射层以及在其上面的SiO2和TiO2层的交替层系统，其中该SiO2和TiO2的交替层用于增加对光谱的可见光区域的反射率，图1c示出了根据本发明的反射器的示意截面图，该反射器具有铝或银反射层以及在其上面的冷光镜涂层，该冷光镜涂层包括氧化铬层和在其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统，图1d示出了根据本发明的反射器的示意截面图，该反射器具有铝或银反射层以及在其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统，用于增加对光谱的可见光区域的反射率，以及在其上面的冷光镜涂层，冷光镜涂层包括氧化铬层和在其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统；图1e示出了根据本发明的反射器的示意截面图，该反射器具有铝或银反射层以及在其上面的两部分冷光镜涂层，该两部分冷光镜涂层包括氧化铬层和在其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统，以及另外的氧化铬层和其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统；
图1f示出了根据本发明的反射器的示意截面图，该反射器具有铝或银反射层和在其上面的用于增加对光谱的可见光区域的反射率的交替层系统，以及在其上面的两部分冷光镜涂层，该两部分冷光镜涂层包括氧化铬层和在其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统，以及另外的氧化铬层和其上面的由SiO2和TiO2层组成的交替层系统；图1g示出了根据本发明的具有黑色吸收层以及在其上面的交替层系统的反射器的实施例；图2示出了根据本发明的具有高功率灯的反射器的相似的示意截面图；图3示出了根据本发明的包括冷却片的反射器的示意图；图4示出了根据本发明的具有冷却片的反射器的示意图；图5示出了根据本发明的具有弹坑状凹痕的反射器的透视图；图6示出了根据本发明的包括定心装置和反射保护板的反射器的另一示意截面图；图7示出了根据本发明的包括外部冷却剂供给的反射器的示意图；图8示出了根据本发明的反射器的另一示意截面图，该反射器包括装备有用于冷却流体的腔和冷却片的基体；图9示出了用于涂覆根据本发明反射器的涂覆设备；图10示出了根据本发明的投影系统的示意图；图11至13示出了黑色层的反射率的光谱曲线，该黑色层可被用作用于本发明的反射器的冷光反射器涂层的红外吸收层。
具体实施例图1a至1f示出了根据本发明的反射器1在多个施加涂层实施例中的示意截面图。反射器是由金属块通过形成切屑的工艺制得的，并因此具有厚壁金属基底2。反射器的几何形状基本为抛物线型。反射器1具有同心开口9，能通过该同心开口9插入发光装置。
根据图1a所示的示范性实施例，金属基底2装备有银或铝的反射层3以及单层形式保护层6，例如SiO2。光源7在反射器的中心示意示出。
根据图1b所示的示范性实施例，金属基底2装备有银或铝反射层3和交替层4，在这个示范性实施例中，交替层4总共包括三层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。与反射器1的未涂覆金属表面的反射相比，本示范性实施例中施用的交替层具有增加至少部分可见光的反射的作用。光源7在反射器1的中心示意示出。
根据图1c所示的示范性实施例，金属基底2装备有银或铝反射层3和部分吸收氧化铬层5以及交替层4，在这个示范性实施例中，交替层4总共包括四层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。这个示范性实施例起反射金属基底上的冷光镜涂层的作用。光源7在反射器1的中心示意示出。
根据图1d所示的示范性实施例，金属基底2装备有银或铝反射层3以及在它顶上用于增加金属表面的反射的交替层4。在这个示范性实施例中，交替层4总共包括三层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。冷光镜涂覆层，其包括部分吸收氧化铬层5和另外的交替层4，被施加到这个高反射表面上。在这个示范性实施例中，该另外的交替层4总共包括四层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。该示范性实施例起特别高反射金属基底上的冷光镜涂层的作用。光源7在反射器1的中心示意示出。
根据图1e所示的示范性实施例，金属基底2装备有银或铝反射层3。分层冷光镜涂层已施加到该反射层3，该分层冷光镜涂层在所有情况下都包括部分吸收的氧化铬层5和随后的交替层4。在这个示范性实施例中，交替层4总共包括四层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。该示范性实施例的功能是具有特别好的冷光镜作用的反射金属基底上的冷光镜涂层。光源7在反射器1的中心示意示出。
根据图1f所示的示范性实施例，金属基底2装备有银或铝反射层3以及在它顶上用于增加金属表面的反射的交替层4。在这个示范性实施例中，交替层4总共包括三层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。将分层冷光镜涂层施加到交替层4，该分层冷光镜涂层在所有情况下都包括部分吸收的氧化铬层5和随后的交替层4。在该示范性实施例中，交替层4总共包括四层氧化钛和氧化硅层，其通过溅射交替地形成。该实施例的功能是具有极好的冷光镜作用的特别高反射的金属基底上的冷光镜涂层。光源7在反射器1的中心示意示出。
图1g示出了根据本发明的反射器的另一实例的示意截面图。吸收的黑色层33应用到反射器内侧面，以及将交替层系统，其就像冷光反射器那样，反射可见光而透射红外光光，施加到黑色层33。红外光被黑色层33吸收并转化为热，并被反射器本体或金属基底吸收，并且如果合适的话，采用冷却剂进行耗散。
黑色层可以，例如，包括通过汽相沉积施加的TiCN，WCH或AlTiN层。对于抵抗温度改变的能力来说，搪瓷吸收层也已经证明是尤其适合的。这种类型的层同样可以如吸收阳极化层一样通过电镀形成。黑铬和/或黑镍层也是适合的。
根据本发明的黑色层在以下情况下是特别合适的，对可见光以及特别对最高至1800纳米波长的红外线范围具有至少80％的吸收，优选对最高至2400纳米波长具有至少75％的吸收。
图2同样示出了反射器1的示意截面图，该反射器1具有基于图1c所示的实施例的例子的厚壁金属基底2、反射层3和红外吸收冷光镜涂层。所提供的光源7为高功率灯。
图3同样示出了根据本发明的反射器1的示意实例。该反射器1同样是通过形成切屑的工艺由固体金属块制得的。反射器是单片形式的。在它的后侧，金属基底2具有曲折的冷却片8，以及在它的前侧同样具有基于图1c所示的实施例的例子的反射层3和红外吸收冷光镜涂层。
图4所示为根据本发明的反射器的透视图形式的另外的示范性实施例。反射器1具有冷却片8和在侧壁中呈孔状的开口9，以便引入发光装置(未示出)。
图5所示为根据本发明的反射器的又一实施例。该反射器1在后侧具有弹坑状凹痕(crater-like indentations)10，也称作窝坑(dimples)。设定适当的边界条件，这些窝坑可使流过的冷却流体产生湍流。通过这种方式，能显著提高反射器的冷却。
图6所示为根据本发明的反射器1的又一示意截面图。作为定位装置，该反射器具有定位销11，通过这种方式能将反射器装配到支撑物(未示出)中的确定位置。另外，红外吸收板12设置在前侧上，以致于仅有少量的红外线泄漏到外部。
图7所示为根据本发明的反射器1的又一示范性实施例的示意截面图。该反射器也包括金属基底2。该反射器具有曲折的冷却片8，在该曲折的冷却片8中预埋有冷却通道13。冷却通道在入口14和出口15与外部冷却回路(未示出)连接。
图8所示为根据本发明的反射器的又一优选实施例。反射器1包含由在边上具有冷却片8的金属基底2组成的金属基体。在后侧上，反射器1也具有腔16，腔16内填充有冷却剂，冷却剂在腔16内通过对流进一步提高冷却。这使即使在反射器1包括高功率发光装置形式的光源7的情形下，也能够省去使用通过例如电驱动风扇等装置得到强制空气流通成为可能。
图9示出了根据本发明用于涂覆工艺的涂覆装置20的实施例。涂覆装置20包括传送带21，反射器基底22布置在传送带21上。传送带的运动方向以箭头标记。首先，使用银或铝靶25通过溅射工艺可提供银或铝反射层。然后，使用铬靶26通过溅射可提供铬层。然后，基底移动通过硅靶27和钛靶28，采用设置在它们之间的氧等离子体源23，使得由铬层生成氧化铬层以及提供交替的氧化钛和氧化硅层系统成为可能。该装置通过至少一个真空泵24抽空。
图10示出了根据本发明的投影系统的示意图。反射器具有定位销11形式的定位装置，定位销11是金属基体2的一部分。高功率发光灯形式的光源7设置在反射器1中。定位销11可使反射器1被安装在支撑物30上的预定位置。然后，借助于穿过支撑物30拧紧的螺丝31固定反射器1使其不脱落。
图11至13示出了各个红外吸收层的示范性实施例的光谱吸收特性，该红外吸收层能够被用作，例如，如图1g中所示的用于反射器的黑色层33，或附加于氧化铬吸收层5或作为其的替代，如图1c至1f或图2所示的示范性实施例中所示。在本文中，图11示出了黑色铬层的光谱反射。这种类型的层优选通过电镀沉积在金属反射器本体上。从图11中可以看出这种类型的层在宽的波长范围内具有非常好的吸收特性。例如，对从小于300nm至超过2400nm的范围内的射线具有大约为95％的光谱吸收。
图12描绘了作为黑色层的黑色阳极化层的吸收特性。在这种情形下对可见光谱区域的吸收特别高，而对红外线的反射缓慢地增加。总的来说，能够看到采用黑色阳极化层，在从400nm至2400nm的波长范围内的射线的大约85％至95％被吸收。
最后，图13示出了吸收搪瓷层形式的黑色层的光谱反射率。该吸收特性比黑色阳极化层或黑色铬层的吸收特性稍差，但是在这种情况下在可见光以及特别也在红外区域也获得了至少75％的平均吸收。从紫外区域到2400nm的红外区域光谱吸收甚至保持在75％以上，特别是在最高至1800nm的波长范围内超过大约80％。而且，搪瓷层能非常好的结合到金属基底上以及有非常好的抵御温度变化的能力。
附图标记列表1 反射器2 金属基底3 反射层4 交替层5 氧化铬层6 保护层7 光源8 冷却片9 开口10 凹痕11 定位销12 平板13 冷却通道14 入口15 出口16 腔20 涂覆装置21 传送带22 基底23 氧源24 真空泵25 Al或Ag靶26 Cr靶27 Si靶28 Ti靶30 支撑物31 螺丝33 黑色层
权利要求
1.一种制造高精度反射器的方法，包括步骤-提供包括至少一种金属的主体-利用至少一种材料去除加工工艺制作反射器的几何形状。
2.如权利要求1所述的制造反射器的方法，其中材料去除加工工艺包括形成切屑的工艺，特别是车削和/或铣削。
3.如权利要求1所述的制造反射器的方法，其中材料去除加工工艺包括放电加工。
4.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中反射器的表面至少部分被研磨、磨光和/或抛光。
5.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中制造基本上为抛物型的或椭圆型的反射器几何形状。
6.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中使用材料去除工艺在反射器的后侧上制造至少一个结构。
7.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中所述结构包括至少一个螺纹、冷却片和/或定位装置。
8.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中所述主体包括不锈钢、铝、铜和/或银。
9.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中反射器被涂覆反射层，特别是包括铝和/或银的层。
10.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中将交替层，特别是包括氧化硅和氧化钛的交替层，被施加到反射层。
11.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中反射器涂覆有冷光镜层。
12.如前一权利要求中所述的制造反射器的方法，所述冷光镜层包括氧化铬层。
13.如前一权利要求中所述的制造反射器的方法，其中将交替层，特别是包括氧化硅和氧化钛的交替层，被施加到冷光镜层。
14.如前述权利要求中的任意一个所述的制造反射器的方法，其中至少一层通过PVD或CVD工艺沉积。
15.如前一权利更求中所述的制造反射器的方法，其中至少两层在一个涂覆设备中施加。
16.一种具有反射内侧面和外侧面的反射器，特别是可由前述权利要求之一中所述的方法制造，所述反射器包括金属基底和至少一个通过PVD或CVD工艺沉积的涂层。
17.如前一权利要求所述的反射器，其至少在外侧面具有冷却片。
18.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其包括冷却通道。
19.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其包括至少一个用于与外部冷却剂回路连接的凸缘。
20.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其包括至少部分填充有冷却剂的至少一个腔。
21.如前一权利要求所述的反射器，其中冷却剂在工作温度附近具有相变，特别是冷却剂包括丙烷和/或丁烷。
22.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其包括定位装置，特别是销、凹槽、榫舌或锥形物。
23.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其至少在内侧面具有吸收红外线的涂层。
24.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其包括至少在内侧面上的黑色层。
25.如权利要求24所述的反射器，其中黑色层包括TiCN、WCH或AlTiN层。
26.如权利要求24或25所述的反射器，其中黑色层包括吸收剂搪瓷层。
27.如权利要求24至26中的一个所述的反射器，其中黑色层包括吸收剂阳极化层。
28.如权利要求24至26中的一个所述的反射器，其中黑色层包括黑色铬层和/或黑色镍层。
29.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其包括至少设置在反射器内侧面上的黑色层，所述黑色层对可见光以及特别还对最高至1800纳米波长的红外线区域具有至少80％的吸收，优选对最高至2400纳米波长具有至少75％的吸收。
30.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其中所述内侧面的表面具有小于200nm的平均粗糙度Ra，优选小于50nm，更优选小于20nm。
31.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其中，至少在内侧面上，具有小于200μm的公差带范围，优选小于50μm，特别优选小于10μm。
32.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其中至少在反射内侧面其具有超过0.3mm的材料厚度，优选超过0.8mm，更优选超过1.5mm。
33.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其是单片形式的。
34.如前述权利要求中的一个所述的反射器，其至少在后侧具有截面基本上为弹坑状的凹痕。
35.一种用于涂覆金属反射器的方法，特别是如前述权利要求中的一个所述的金属反射器，包括步骤-提供反射器基底-至少在反射器基底的顶面，沉积至少一个功能层，特别是吸收层和/或反射层。
36.如前一权利要求中所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中所使用的基底是由固体材料通过材料去除加工工艺制造的反射器基底。
37.如前一权利要求中所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中所使用的反射器基底是深冲压金属反射器基底。
38.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中，沉积基本吸收红外线的层。
39.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中金属层被沉积和氧化。
40.如前述权利要求中的任一个所述的方法，其中黑色吸收层通过汽相沉积施加到至少反射器的内侧面。
41.如前述权利要求中的任一个所述的方法，其中包含TiCN、WCH或AlTiN的吸收剂黑色层至少施加到反射器的内侧面。
42.如前述权利要求中的任一个所述的方法，其中吸收剂搪瓷层被施加到至少反射器的内侧面。
43.如前述权利要求中任一个所述的方法，其中至少在反射器的内侧面通过电镀或与基底材料化学反应制造吸收剂阳极化层。
44.如前述权利要求中任一个所述的方法，其中吸收剂黑色铬层或黑色镍层被施加到至少反射器的内侧面。
45.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中，沉积氧化物和/或氮化物层。
46.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中至少一个反射层被沉积到金属基底上。
47.如前一权利要求中所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中所施加的反射层是铝和/或银层。
48.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中透明保护层被施加到反射器。
49.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中施加透明交替层。
50.如前一权利要求中所述的用于涂覆金属反射器的方法，所述交替层包括氧化硅和氧化钛。
51.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中沉积至少一个氧化铬层。
52.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中至少一层通过PVD，特别是溅射或蒸发涂覆，或CVD工艺施加。
53.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中至少两层是通过一个真空设备施加的。
54.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中冷却片通过焊接、钎焊或粘接而基本上与后侧结合。
55.如前述权利要求中的任一个所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中冷却片基本上形成为平行于反射器轴线设置的翅片。
56.如前一权利要求中所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中所述翅片包括定心装置，特别是定位销。
57.一种投影系统，包括金属反射器和用于该金属反射器的支撑物，其中定位装置设置在反射器和支撑物之间。
58.一种用于涂覆如前述权利要求中的任一个所述的金属反射器的方法，其中首先是反射层，特别是包括铝或银的层，然后是吸收红外线的层，特别是氧化铬层，接着是交替层，特别是包括氧化硅和氧化钛的交替层，被沉积在反射器基底上，特别是通过溅射。
59.如前一权利要求中所述的用于涂覆金属反射器的方法，其中所述各层通过涂覆设备连续地沉积。
60.如前一权利要求所述的投影系统，其中定位装置是定位销、榫舌和沟槽和/或锥形物。
61.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中导热膏被设置在反射器和支撑物之间。
62.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中反射器是可更换的。
63.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中反射器和支撑物能借助于插入式封盖连接。
64.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中反射器能锁定在支撑物上。
65.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中该反射器是前述反射器的权利要求中的一个所述的反射器。
66.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中冷却剂可以在反射器和支撑物之间导通。
67.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中支撑物包括具有高热导率的材料，特别是金属。
68.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中非电机驱动的风扇形成该投影系统的一部分。
69.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中至少一个透明板和/或透镜设置在反射器前面。
70.如前一权利要求中所述的投影系统，其中所述板反射红外光。
71.如前述权利要求中的一个所述的投影系统，其中反射器和/或支撑物能通过对流冷却。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造高精度反射器以及它的涂层的方法。反射器是从固体材料采用材料去除工艺制造，并且反射器被涂覆冷光镜层。
文档编号F21V7/00GK1811493SQ200510121649
公开日2006年8月2日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月7日
发明者A·梅尔腾斯, T·屈佩尔, L·措格 申请人:肖特股份公司