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DE29703797U1 - Beleuchtungs-Einrichtung für einen Projektor - Google Patents

Beleuchtungs-Einrichtung für einen Projektor

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DE29703797U1
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Description

Gebrauchsmusteranmeldunq
5
Dr. Franc Godler, Großenhainer Straße 19 D-01968 Senftenbercr
Beleuchtungseinrichtung für einen Projektor
10
Die Neuerung betrifft eine Beleuchtungs-Einrichtung zum Ausleuchten eines ausgedehnten bilderzeugenden Feldes in einem Projektor mit Lichtquellen-Mitteln und einem hinter den Lichtquellen-Mitteln angeordneten Reflektor.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Video-Projektoren, bei denen das bilderzeugende Feld von einem Flüssigkristall-Feld (Flüssigkristallanzeige oder -panel) gebildet ist, wobei die Flüssigkristalle nach Maßgabe von Videosignalen ansteuerbar sind. Das bilderzeugende Feld kann jedoch auch ein Diapositiv-Feld sein.
Bei Projektoren hoher Leistung werden als Lichtquellen üblicherweise Halogen-Metalldampflampen verwendet. Solche Halogen-Metalldampflampen haben eine unerwünscht kurze Lebensdauer von etwa 250 bis 1000 Stunden. Sie sind sehr teuer, so daß damit ausgerüstete Projektoren praktisch nur für kommerzielle Zwecke einsetzbar sind.
30
Es sind xenonhaltige Lampen bekannt, die als Lampen für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer verwendet werden. Solche Lampen werden in großen Stückzahlen hergestellt und sind daher relativ preiswert. Weiterhin besitzen sie eine hohe Lebensdauer von über 3 00 0 Stunden. Der Nachteil dieser xenonhaltigen Lampen besteht darin, daß ihre Helligkeit begrenzt ist. Der Lichtstrom solcher Lampen beträgt maximal 5000 Im bei 50 W elektrischer Leistung.
Eine Projektion eines Flüssigkristall-Feldes auf eine Leinwand mittels eines Video-Projektors erfordert aber einen Lichtstrom der Lampe von wenigstens 15 000 Im, wenn eine ansprechende Helligkeit von z.B. 200 bis 300 ANSI-Lumen auf der Leinwand erreicht werden soll.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preisgünstige Beleuchtungs-Einrichtung für einen Projektor bei ausreichender Helligkeit des projizierten Bildes zu schaffen.
0 Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lichtquellen-Mittel von einer Mehrzahl von xenonhaltigen Lampen, vorzugsweise xenonhaltigen Gasentladungs-Scheinwerferlampen sind.
5 Als Lichtquellenmittel werden somit preisgünstige aber weniger helle xenonhaltige Lampen verwendet. Die erforderliche Gesamthelligkeit wird dadurch erreicht, daß parallel mehrere solcher xenonhaltigen Lampen vorgesehen sind.
0 Das wird vorteilhaft dadurch ermöglicht, daß der Reflektor aus einer Mehrzahl von aneinandergrenzenden Reflektor-
Abschnitten besteht, wobei jeder dieser Reflektor-Abschnitte zu einer der xenonhaltigen Lampen optisch ausgerichtet ist, derart, daß eine weitgehend gleichmäßig ausgeleuchtete Fläche erhalten wird. Beispielsweise kann der Reflektor rechteckige Grundform besitzen und aus vier rechteckigen Reflektor-Abschnitten bestehen, vor denen je eine xenonhaltige Lampe angeordnet ist.
Ein solcher Reflektor ermöglicht es, vier (oder mehr) Lampen so anzuordnen, daß jede Lampe im wesentlichen ein Viertel des bilderzeugenden Feldes beleuchtet. Durch eine gewisse Unscharfe, die sich durch die endliche Ausdehnung der Lampen ergibt, sind die Übergänge nicht sichtbar.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Neuerung sind die xenonhaltigen Lampen auf der Rückseite des Reflektors gehaltert und ragen durch Durchbrüche des Reflektors hindurch. Die Durchbrüche für die Lampen sind dabei kreisförmig mit seitlichen Ausschnitten für die Stromzuführung ausgebildet. Die Lampen sind relativ zu dem Reflektor justierbar.
Vorteilhaft sind die Reflektor-Abschnitte Paraboloide. Sie können aber auch andere asphärische Flächen besitzen. Da 5 die xenonhaltigen Scheinwerferlampen eine ungleichmäßige radiale Abstrahlungs-Charakteristik aufweist, sind zweckmäßig die Lampen jeweils gegenüber den Mitten der Reflektor-Abschnitte versetzt. Vorteilhaft sind dann die Achsen der Paraboloide ebenfalls gegenüber den Mitten der 0 Reflektor-Abschnitte versetzt, so daß sie durch die versetzten Lampen verlaufen. Die Richtung des Versatzes der
xenonhaltigen Lampen und der Achsen der Paraboloide hängt dabei von der Orientierung der Lampen ab. Der Versatz sollte in der Richtung erfolgen, in welcher die radiale Abstrahlung der Lampe am geringsten ist. Die Lampen können also sowohl zur Mitte des gesamten Reflektors als auch nach außen hin versetzt sein. Dadurch wird eine glechmäßige Ausleuchtung des bilderzeugenden Feldes erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Neuerung besteht darin, daß der Reflektor aus Glas mit einer für Infrarot durchlässigen Verspiegelung besteht. Auf diese Weise kann infrarote Strahlung (Wärmestrahlung) durch den Spiegel hindurchtreten und wird nicht auf das bilderzeugende Feld reflektiert. Dadurch kann die Wärmebelastung des bilderzeugenden Feldes erheblich vermindert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist nachstehend unter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
20
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungs-Einrichtung mit einer Lampeneinheit mit vier Refektor-Abschnitten in Vorderansicht.
25
Fig. 2 ist eine schematische geschnittene Darstellung und zeigt einen Projektor mit einer Beleuchtungs-Einrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht.
Fig. 3 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt den Projektor von Fig. 2 in einer Ansicht von schräg vorne.
Fig. 4 ist eine schematisch Darstellung und zeigt eine xenonhaltige Scheinwerferlampe in Seitenansicht.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Lampeneinheit einer Beleuchtungs-Einrichtung bezeichnet. Die Lampeneinheit 10 hat einen rechteckigen Reflektor 11. Der Reflektor 11 kann aus verspiegeltem Metall bestehen, bevorzugt jedoch aus Glas mit einer für infrarote Strahlung durchlässigen Verspiegelung. Der Reflektor 11 ist in vier aneinandergrenzenden rechteckigen Reflektor-Abschnitten 12, 14 16 und 18 eingeteilt. Die jeweiligen Reflektor-Abschnitte 12, 14, 16 und 18 bilden in Fig. 1 nach hinten gewölbte Paraboloide, wobei die durch die Scheiteln der Paraboloide verlaufende Achsen 20, 22, 24 bzw. 26 gegenüber den Mitten der jeweiligen Reflektor-Abschnitte 12, 14 16 bzw. 18 zur Mitte 28 des gesamten Reflektors 11 hin versetzt sind. Dies ist durch entsprechende Höhenlinien {z.B. 30) beispielhaft im Reflektor-Abschnitt 18 angedeutet, wobei für die Höhe &zgr; in Abhängigkeit vom Abstand r zur Achse 26 des Reflektor-Abschnittes 18 &zgr; = r /4f ist (f = Brennweite).
Im Scheitel der jeweiligen paraboloidförmigen Reflektor-Abschnitte 12, 14, 16 bzw. 18 sind Durchbrüche 32, 34, 36 bzw. 3 8 für xenonhaltige Scheinwerferlampen vorgesehen. Diese Durchbrüche 32, 34, 3 6 und 3 8 sind kreisförmig mit seitlichen Ausschnitten 40, 42, 44 bzw. 46 für die Stromzuführung der xenonhaltigen Scheinwerferlampen ausgebildet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Reflektor 11 folgende Maße (Fig. 1):
- Die Außenmaße des Reflektors 11 sind ax = 176 mm und ay = 132 mm.
- Die Außenmaße der jeweiligen Reflektor-Abschnitte 12, 14, 16 und 20 sind bx = 88 mm und by = 66 mm.
- Die Scheitel der Paraboloide befinden sich auf Abstände ex = 35 mm und cy = 26,2 mm von den Innenkanten der Reflektor-Abschnitte 12, 14, 16 und 20.
- Die Brennweite f der Paraboloide beträgt f = 20 mm.
- Die Durchbrüche 32, 34, 36 und 38 haben einen Durchmesser von 12 mm.
- Die seitlichen Ausschnitte 40, 42, 44 und 46 sind 6 &khgr; 4 mm.
Fig. 2 und 3 zeigen einen Projektor, in welchen die in Fig. 1 dargestellte Lampeneinheit 10 verwendet wird. Entsprechende Teile sind in Fig. 2 und 3 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
In den Durchbrüchen 32, 34, 36 und 38 (Fig. 1) sitzt jeweils eine xenonhaltige Scheinwerferlampe 48, 50, 52 bzw. 54. Die Lampen 48, 50, 52 bzw. 54 befinden sich in dem Brennpunkt des jeweiligen Reflektor-Abschnittes 12, 14, 16 bzw. 18, sind auf der Rückseite des Reflektors 11 gehaltert und relativ zu den Reflektor-Abschnitten 12, 14, 16 bzw. 18 mittels Verstellschrauben verstellbar, von welchen nur zwei Verstellschrauben 56 und 58 in Fig. 2 sichtbar sind.
Im Strahlengang vor der Lampeneinheit 10 befinden sich ein Infrarot-Filter 60 {Fig. 2), ein bilderzeugendes Feld in Form eines Flüssigkristall-Feldes 62, eine Fresnel-Linse 64 und ein Objektiv 66.
5
Auf dem Flüssigkristall-Feld 62 wird in bekannter und hier nicht näher dargestellter Weise ein Bild erzeugt, das von der Fresnel-Linse 64 und dem Objektiv 66 auf einer (nicht dargestellten) Leinwand abgebildet wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein Flüssigkristall-Feld 62 von der Größe 130 &khgr; 98 mm von der Lampeneinheit 10 gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Die Lampeneinheit 10 ist etwas größer als die Fläche des Flüssigkristall-Feldes 62 und befindet sich in einem Abstand von ca. 20 cm von dem Flüssigkristall-Feld 62.
Durch die besondere Ausgestaltung der Reflektor-Abschnitte 12, 14 16 und 18 und die außermittige Anordnung der Lampen 48, 50, 52 und 54 in diesen Reflektor-Abschnitten 12, 14 16 bzw. 18 wird eine gleichmäßige Ausleuchtung des Flüssigkristall-Feldes 62 erreicht. Weiterhin erlaubt die Verstellbarkeit der Lampen 48, 50, 52 und 54 eine Feinjustierung.
In Fig. 4 ist eine in der vorliegenden Erfindung verwendbare, handelsübliche, xenonhaltige Scheinwerferlampe dargestellt. Die Lampe besteht aus einem Sockel 68, einem Glaskörper 70 mit einer oberen und einer unteren Elektrode, 0 einer unteren Stromzuführung 72 und einer oberen Stromzuführung 74. Die obere Stromzuführung verläuft axial
entlang dem Glaskörper 70 von dem Sockel 68 bis zu dem dem Sockel 68 abgewandeten Ende des Glaskörpers 70.
Die ungleichmäßige radiale Abstrahlungs-Charakteristik der dargstellten Lampe wird durch die durch die obere Stromzuführung 74 verursachte Abschattung hervorgerufen. In dem in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Orientierung der Lampen 48; 50, 52 und 54 so gewählt, daß die obere Stromzuführung 74 zur Mitte des gesamten Reflektors hin zeigt. In diesen Richtungen finden sich also Einbuchtungen in der Abstrahlungs-Charakteristik. Dies wird durch den Versatz der Lampen 48, 50, 52 und 54 zur Mitte des gesamten Reflektors hin ausgeglichen. Es sei ausdrücklich erwähnt, daß die vorliegende Neuerung nicht auf eine solche Orientierung der Lampen 48, 50, 52 und 54 beschränkt ist. Sollten die Einbuchtungen der Abstrahlungs-Charakteristik Lampen 48, 50, 52 und 54 in eine andere Richtung zeigen, dann wird der Versatz der Lampen 48, 50, 52 und 54 entsprechend in dieser Richtung vorgenommen.

Claims (13)

Schutzansprüche
1. Beleuchtungs-Einrichtung zum Ausleuchten eines ausgedehnten bilderzeugenden Feldes in einem Projektor mit Lichtquellen-Mitteln und einem hinter den Lichtquellen-Mitteln angeordneten Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen-Mittel von einer Mehrzahl von xenonhaltigen Lampen (48,50,52,54) gebildet sind.
2. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die xenonhaltigen Lampen (48,50,52,54) Gasentladungs-Scheinwerferlampen (Fig.4) sind.
3. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) aus 0 einer Mehrzahl von aneinandergrenzenden Reflektor-Abschnitten (12,14,16,18) besteht, wobei jeder dieser Reflektor-Abschnitte (12,14,16,18) zu einer der Lampen (48,50,52,54) optisch ausgerichtet ist, derart, daß eine weitgehend gleichmäßig ausgeleuchtete Fläche erhalten wird.
4. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) rechteckige Grundform besitzt und aus vier rechteckigen Reflektor-0 Abschnitten (12,14,16,18) besteht, vor denen je eine Lampe (48,50,52,54) angeordnet ist.
5. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) auf der Rückseite des Reflektors (11) gehaltert sind und durch Durchbrüche (32,34,36,38) des Reflektors (11) hindurchragen.
6. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (32,34,36,38) für die Lampen (48,50,52,54) kreisförmig mit seitlichen Ausschnitten (40,42,44,46) für die Stromzuführung (74) ausgebildet sind.
7. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) relativ zu dem Reflektor (11) justierbar sind.
8. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektor-Abschnitte (12,14,16,18) Paraboloide sind, in deren Brennpunkten die Lampen (48,50,52,54) sitzen.
9. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Größe des gesamten Reflektors (11) etwa der Form und Größe des bilderzeugenden Feldes (62) entsprechen.
10. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) jeweils gegenüber den Mitten der Reflektor-Abschnitte (12,14,16,18) versetzt sind.
11. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (20,22,24,26) der Paraboloide ebenfalls gegenüber den Mitten der Reflektor-Abschnitte (12,14,16,18) versetzt sind, so daß sie durch die versetzten Lampen (48,50,52,54) verlaufen.
12. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß das bilderzeugende Feld (62) von einem Flüssigkristall-Feld gebildet ist.
13. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) aus Glas mit einer für Infrarot durchlässigen Verspiegelung besteht.
DE29703797U 1997-02-19 1997-02-19 Beleuchtungs-Einrichtung für einen Projektor Expired - Lifetime DE29703797U1 (de)

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