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WO1998037455A1 - Lighting device for a projector - Google Patents

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WO1998037455A1
WO1998037455A1 PCT/DE1997/001889 DE9701889W WO9837455A1 WO 1998037455 A1 WO1998037455 A1 WO 1998037455A1 DE 9701889 W DE9701889 W DE 9701889W WO 9837455 A1 WO9837455 A1 WO 9837455A1
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WO
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reflector
lamps
lighting device
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reflector sections
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Application number
PCT/DE1997/001889
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French (fr)
Inventor
Franc Godler
Original Assignee
Franc Godler
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Publication date
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Priority to JP53612898A priority patent/JP2001511913A/en
Priority to CA002281517A priority patent/CA2281517A1/en
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/14—Details
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for illuminating an extensive image-producing field in a projector with light source means and a reflector arranged behind the light source means.
  • the invention relates to video projectors in which the image-producing field is formed by a liquid crystal field (liquid crystal display or panel), the liquid crystals being controllable in accordance with video signals.
  • the imaging field can also be a slide field.
  • Metal halide lamps are commonly used as light sources in high power projectors. Such metal halide lamps have an undesirably short lifespan of approximately 250 to 1000 hours. They are very expensive, so that projectors equipped with them can practically only be used for commercial purposes. Lamps containing xenon are known which are used as lamps for motor vehicle headlights. Such lamps are manufactured in large numbers and are therefore relatively inexpensive. They also have a long lifespan of over 3000 hours. The disadvantage of these xenon-containing lamps is that their brightness is limited. The luminous flux of such lamps is a maximum of 5000 Im at 50 W electrical power.
  • projection of a liquid crystal field onto a screen using a video projector requires a lamp luminous flux of at least 15,000 Im if an appealing brightness of e.g. 200 to 300 ANSI lumens should be achieved on the screen.
  • the invention has for its object to provide an inexpensive lighting device for a projector with sufficient brightness of the projected image.
  • Light source means are formed by a plurality of lamps, preferably xenon-containing gas discharge headlight lamps.
  • the lamps can also be of another type, for example halogen lamps with a smaller luminous flux.
  • the reflector consists of a plurality of adjoining reflector sections, each of these reflector sections being optically aligned with one of the lamps in such a way that a largely uniformly illuminated area is obtained.
  • the reflector can have a rectangular basic shape and consist of four rectangular reflector sections, in front of which a lamp is arranged in each case.
  • Such a reflector makes it possible to arrange four (or more) lamps so that each lamp illuminates essentially a quarter of the imaging field. Due to a certain blurring, which results from the finite expansion of the lamps, the transitions are not visible.
  • the lamps are held on the rear side of the reflector and protrude through openings in the reflector.
  • the openings for the xenon lamps can be circular.
  • the circular openings can be formed with side cutouts for the power supply.
  • the lamps are adjustable in one or more directions relative to the reflector.
  • the reflector sections are paraboloidal. You can also have other aspheric surfaces. Since the xenon-containing headlight lamps have an uneven radial radiation characteristic, the lamps are expediently offset from the center of the reflector sections. The axes of the paraboloids are then advantageously also offset with respect to the centers of the reflector sections, so that they run through the offset lamps. The direction of the offset of the xenon lamps and the axes of the paraboloids depends the orientation of the lamps. The offset should be in the direction in which the radial radiation of the lamp is the least. The lamps can thus be offset both towards the center of the entire reflector and towards the outside. As a result, a uniform illumination of the image-producing field is achieved.
  • the reflector is made of glass with an infrared-reflecting mirroring.
  • infrared radiation heat radiation
  • This can significantly reduce the thermal load on the imaging field.
  • the uniform illumination of the imaging field can be further improved by designing the reflecting surfaces of the reflector or the reflector sections in such a way that the reflectivity has local differences. In this way, irregularities in the radiation characteristics of the lamps can be compensated.
  • the locally different reflectivity can be generated, for example, by completely or partially faceting the reflecting surfaces of the reflector or the reflector sections. Individual facets can then e.g. be matted. It has proven to be advantageous if the regions of the reflector which are close to the lamps are facetted and the outer region of the reflector remains smooth, these smooth surfaces being matted.
  • Illumination of the imaging field is to provide magnetic field generating means that are nearby of the lamps are arranged and through which the radiation of the lamps can be influenced.
  • the generated magnetic field acts on the ion and electron current of the lamp.
  • the radiation characteristics can be changed during operation of the lamps. In particular, influences of gravitation can be compensated for.
  • Fig. 1 is a schematic illustration and shows a
  • FIG. 2 is a schematic sectional illustration and shows a projector with an illumination device according to FIG. 1 in a side view.
  • FIG. 3 is a schematic perspective illustration and shows the projector of FIG. 2 in an oblique view from the front.
  • Fig. 4 is a schematic representation and shows a xenon-containing headlight lamp in side view.
  • 10 denotes a lamp unit of a lighting device.
  • the lamp unit 10 has a rectangular reflector 11.
  • the reflector 11 can be made of mirrored metal, but preferably made of glass with a lens that is transparent to infrared radiation. Reflection.
  • the reflector 11 is divided into four adjacent rectangular reflector sections 12, 14, 16 and 18.
  • Openings 32, 34, 36 and 38 for xenon-containing headlight lamps are provided in the apex of the respective paraboloid-shaped reflector sections 12, 14, 16 and 18. These openings 32, 34, 36 and 38 are circular with side cutouts 40, 42, 44 and 46 for the power supply of the xenon-containing headlight lamps.
  • the reflector 11 has the following dimensions (FIG. 1):
  • the openings 32, 34, 36 and 38 have a diameter of 12 mm.
  • FIGS. 2 and 3 show a projector in which the lamp unit 10 shown in FIG. 1 is used. Corresponding parts in FIGS. 2 and 3 are provided with the same reference symbols as in FIG. 1.
  • FIG. 1 In the openings 32, 34, 36 and 38 (FIG. 1) there is a xenon-containing headlight lamp 48, 50, 52 and 54, respectively.
  • the lamps 48, 50, 52 and 54 are located in the focal point of the respective reflector section 12 , 14, 16 and 18 are mounted on the back of the reflector 11 and are adjustable relative to the reflector sections 12, 14, 16 and 18 by means of adjusting screws, of which only two adjusting screws 56 and 58 are visible in FIG. 2.
  • An infrared filter 60 (FIG. 2), an image-producing field in the form of a Flussigk ⁇ stall field 62, a Fresnel lens 64 and an objective 66 are located in the beam path in front of the lamp unit 10.
  • An image is generated on the liquid crystal field 62 in a known and not shown manner, which image is imaged by the Fresnel lens 64 and the lens 66 on a screen (not shown).
  • a liquid stall field 62 of 130 x 98 mm in size is to be uniformly illuminated by the lamp unit 10.
  • the lamp unit 10 is somewhat larger than the area of the liquid crystal field 62 and is located at a distance of approximately 20 cm from the liquid crystal field 62.
  • the surfaces are faceted only in an area close to the lamps 48, 50, 52 and 54, so that about 2/3 of the respective surface is smooth. Depending on the radiation characteristics of lamps 48, 50, 52 and 54, some of the facets are matted.
  • the areas to be matted can be determined mathematically and / or experimentally.
  • the special design of the reflector sections 12, 14 16 and 18 and the eccentric arrangement of the lamps 48, 50, 52 and 54 in these reflector sections 12, 14 16 and 18 ensure uniform illumination of the liquid crystal field 62 reached. Furthermore, the adjustability of the lamps 48, 50, 52 and 54 allows fine adjustment.
  • the xenon-containing lamps are each provided with an iron core with a coil, which are attached to the rear of the reflector near the lamps.
  • the iron core has an air gap in which the lamp's combustion chamber is located. The air gap begins at the rear of the reflector and ends there. A further fine adjustment of the illumination can be achieved by applying a magnetic field.
  • the lamp shows a commercially available xenon-containing headlight lamp which can be used in the present invention.
  • the lamp consists of a base 68, a glass body 70 with an upper and a lower electrode, a lower power supply 72 and an upper power supply 74.
  • the upper power supply runs axially along the glass body 70 from the base 68 to that Base 68 facing away from the end of the glass body 70.
  • the uneven radial radiation characteristic of the lamp shown is caused by the Infeed 74 caused shading and caused by a salt filling in the combustion chamber.
  • the orientation of the lamps 48, 50, 52 and 54 is chosen such that the upper power supply 74 points towards the center of the entire reflector. In these directions and towards the earth's surface there are indentations in the radiation characteristic. This is compensated for by the offset of the lamps 48, 50, 52 and 54 towards the center of the entire reflector and by the application of a magnetic field. It is expressly noted that the present invention is not limited to such orientation of lamps 48, 50, 52 and 54. If the indentations of the radiation characteristic lamps 48, 50, 52 and 54 point in another direction, then the lamps 48, 50, 52 and 54 are offset accordingly in this direction.

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Abstract

The invention relates to a lighting device for illuminating an extensive, image-creating field (62) in a projector, comprising light-source elements and a reflector (10) arranged behind said light-source elements. The light-source elements take the form of a plurality of lamps (48, 50, 52, 54), preferably xenon-containing gas discharge reflector lamps. The reflector (10) consists of a plurality of adjoining reflector segments (12, 14, 16, 18), whereby each of the reflector segments (12, 14, 16, 18) is optically aligned with one of the lamps (48, 50, 52, 54) in such a way that the result is a generally evenly illuminated surface.

Description

Beleuchtungs-Einrichtung für einen Projektor Lighting device for a projector
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungs-Einrichtung zum Ausleuchten eines ausgedehnten bilderzeugenden Feldes in einem Projektor mit Lichtquellen-Mitteln und einem hinter den Lichtquellen-Mitteln angeordneten Reflektor.The invention relates to a lighting device for illuminating an extensive image-producing field in a projector with light source means and a reflector arranged behind the light source means.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Video-Projektoren, bei denen das bilderzeugende Feld von einem Flüssig- kristall-Feid (Flüssigkristallanzeige oder -panel) gebildet ist, wobei die Flüssigkristalle nach Maßgabe von Videosignalen ansteuerbar sind. Das bilderzeugende Feld kann jedoch auch ein Diapositiv-Feld sein.In particular, the invention relates to video projectors in which the image-producing field is formed by a liquid crystal field (liquid crystal display or panel), the liquid crystals being controllable in accordance with video signals. However, the imaging field can also be a slide field.
Zugrundeliegender Stand der TechnikUnderlying state of the art
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. 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 Lebens- dauer von über 3000 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.Metal halide lamps are commonly used as light sources in high power projectors. Such metal halide lamps have an undesirably short lifespan of approximately 250 to 1000 hours. They are very expensive, so that projectors equipped with them can practically only be used for commercial purposes. Lamps containing xenon are known which are used as lamps for motor vehicle headlights. Such lamps are manufactured in large numbers and are therefore relatively inexpensive. They also have a long lifespan of over 3000 hours. The disadvantage of these xenon-containing lamps is that their brightness is limited. The luminous flux of such lamps is a maximum of 5000 Im at 50 W electrical power.
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.However, projection of a liquid crystal field onto a screen using a video projector requires a lamp luminous flux of at least 15,000 Im if an appealing brightness of e.g. 200 to 300 ANSI lumens should be achieved on the screen.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preisgünstige Beleuchtungs-Einrichtung für einen Projektor bei ausreichender Helligkeit des projizierten Bildes zu schaffen .The invention has for its object to provide an inexpensive lighting device for a projector with sufficient brightness of the projected image.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dieAccording to the invention this object is achieved in that the
Lichtquellen-Mittel von einer Mehrzahl von Lampen, vorzugsweise xenonhatigen Gasentladungs-Scheinwerferlampen gebildet sind.Light source means are formed by a plurality of lamps, preferably xenon-containing gas discharge headlight lamps.
Die Lampen können jedoch auch von anderem Typ sein, beispielsweise Halogenlampen mit kleinerem Lichtstrom.However, the lamps can also be of another type, for example halogen lamps with a smaller luminous flux.
Als Lichtquellenmittel werden somit preisgünstige aber weniger helle Lampen verwendet. Die erforderliche Gesamthelligkeit wird dadurch erreicht, daß parallel mehrere solche Lampen vorgesehen sind. Das wird vorteilhaft dadurch ermöglicht, daß der Reflektor aus einer Mehrzahl von aneinandergrenzenden Reflektor- Abschnitten besteht, wobei jeder dieser Reflektor- Abschnitte zu einer der Lampen optisch ausgerichtet ist, derart, daß eine weitgehend gleichmäßig ausgeleuchtete Flache erhalten wird. Beispielsweise kann der Reflektor rechteckige Grundform besitzen und aus vier rechteckigen Reflektor-Abschnitten bestehen, vor denen je eine Lampe angeordnet ist.Inexpensive but less bright lamps are therefore used as light source means. The required overall brightness is achieved in that several such lamps are provided in parallel. This is advantageously made possible by the fact that the reflector consists of a plurality of adjoining reflector sections, each of these reflector sections being optically aligned with one of the lamps in such a way that a largely uniformly illuminated area is obtained. For example, the reflector can have a rectangular basic shape and consist of four rectangular reflector sections, in front of which a lamp is arranged in each case.
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.Such a reflector makes it possible to arrange four (or more) lamps so that each lamp illuminates essentially a quarter of the imaging field. Due to a certain blurring, which results from the finite expansion of the lamps, the transitions are not visible.
Bei einer bevorzugten Ausf hrung der Erfindung sind die Lampen auf der Ruckseite des Reflektors gehaltert und ragen durch Durchbruche des Reflektors hindurch. Die Durchbruche für die xenonhaltigen Lampen können kreisförmig sein. Die kreisförmigen Durchbruche können mit seitlichen Ausschnitten für die Stromzufuhrung ausgebildet sein. Die Lampen sind relativ zu dem Reflektor in einer oder mehreren Richtungen justierbar.In a preferred embodiment of the invention, the lamps are held on the rear side of the reflector and protrude through openings in the reflector. The openings for the xenon lamps can be circular. The circular openings can be formed with side cutouts for the power supply. The lamps are adjustable in one or more directions relative to the reflector.
Vorteilhaft sind die Reflektor-Abschnitte Paraboloide. Sie können aber auch andere aspharische Flachen besitzen. Da die xenonhaltigen Scheinwerferlampen eine ungleichmäßige radiale Abstrahlungs-Charakteristik aufweist, sind zweck- maßig die Lampen jeweils gegenüber den Mitten der Reflektor-Abschnitte versetzt. Vorteilhaft sind dann die Achsen der Paraboloide ebenfalls gegenüber den Mitten der Reflektor-Abschnitte versetzt, so daß sie durch die versetzten Lampen verlaufen. Die Richtung des Versatzes der xenonhaltigen Lampen und der Achsen der Paraboloide hangt 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.The reflector sections are paraboloidal. You can also have other aspheric surfaces. Since the xenon-containing headlight lamps have an uneven radial radiation characteristic, the lamps are expediently offset from the center of the reflector sections. The axes of the paraboloids are then advantageously also offset with respect to the centers of the reflector sections, so that they run through the offset lamps. The direction of the offset of the xenon lamps and the axes of the paraboloids depends the orientation of the lamps. The offset should be in the direction in which the radial radiation of the lamp is the least. The lamps can thus be offset both towards the center of the entire reflector and towards the outside. As a result, a uniform illumination of the image-producing field is achieved.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung 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.Another advantageous embodiment of the invention is that the reflector is made of glass with an infrared-reflecting mirroring. In this way, infrared radiation (heat radiation) can pass through the mirror and is not reflected on the imaging field. This can significantly reduce the thermal load on the imaging field.
Die glechmäßige Ausleuchtung des bilderzeugenden Feldes kann weiterhin verbessert werden, indem die reflektierenden Flächen des Reflektors bzw. der Reflektorabschnitte so ausgestaltet werden, daß die Reflektivität lokale Unterschiede aufweist. Dadurch können Ungleichmäßigkeiten der Abstrahluns-Charakteristik der Lampen ausgeglichen werden. Die lokal unterschiedliche Reflektivität kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß die reflektierenden Flächen des Reflektors bzw. der Reflektorabschnitte vollständig oder teilweise facettiert werden. Einzelne Facetten können dann z.B. mattiert werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die nahe an den Lampen liegenden Bereiche des Reflektors facettiert werden und der äußere Bereich des Reflektors glatt blebt, wobei diese glatten Flächen mattiert werden.The uniform illumination of the imaging field can be further improved by designing the reflecting surfaces of the reflector or the reflector sections in such a way that the reflectivity has local differences. In this way, irregularities in the radiation characteristics of the lamps can be compensated. The locally different reflectivity can be generated, for example, by completely or partially faceting the reflecting surfaces of the reflector or the reflector sections. Individual facets can then e.g. be matted. It has proven to be advantageous if the regions of the reflector which are close to the lamps are facetted and the outer region of the reflector remains smooth, these smooth surfaces being matted.
Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der glechmäßigenAnother measure to improve gender equality
Ausleuchtung des bilderzeugenden Feldes besteht darin, magnetfelderzeugende Mittel vorzusehen, welche in der Nähe der Lampen angeordnet sind und durch welche die Strahlung der Lampen beeinflußbar ist. Das erzeugte Magnetfeld wirkt dabei auf den Ionen- und Elektronenstrom der Lampe. Dadurch kann die Abstrahlungs-Charakteristik in Betrieb der Lampen verändert werden. Insbesondere können Einflüsse der Gravitation kompensiert werden.Illumination of the imaging field is to provide magnetic field generating means that are nearby of the lamps are arranged and through which the radiation of the lamps can be influenced. The generated magnetic field acts on the ion and electron current of the lamp. As a result, the radiation characteristics can be changed during operation of the lamps. In particular, influences of gravitation can be compensated for.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt einFig. 1 is a schematic illustration and shows a
Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungs-Einrichtung mit einer Lampeneinheit mit vier Refektor-Embodiment of a lighting device with a lamp unit with four refector
Abschnitten in Vorderansicht.Sections in front view.
Fig. 2 ist eine schematische geschnittene Darstellung und zeigt einen Projektor mit einer Beleuchtungs- Einrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht.FIG. 2 is a schematic sectional illustration and shows a projector with an illumination device according to FIG. 1 in a side view.
Fig. 3 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt den Projektor von Fig. 2 in einer Ansicht von schräg vorne.FIG. 3 is a schematic perspective illustration and shows the projector of FIG. 2 in an oblique view from the front.
Fig. 4 ist eine schematisch Darstellung und zeigt eine xenonhaltige Scheinwerferlampe in Seitenansicht.Fig. 4 is a schematic representation and shows a xenon-containing headlight lamp in side view.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
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 Ver- Spiegelung. Der Reflektor 11 ist in vier aneinander- grenzenden 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 Para- boloide, 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 z in Abhängigkeit vom Abstand r zur Achse 26 des Reflektor- Abschnittes 18 z = r2/4f ist (f = Brennweite) .In Fig. 1, 10 denotes a lamp unit of a lighting device. The lamp unit 10 has a rectangular reflector 11. The reflector 11 can be made of mirrored metal, but preferably made of glass with a lens that is transparent to infrared radiation. Reflection. The reflector 11 is divided into four adjacent rectangular reflector sections 12, 14, 16 and 18. The respective reflector sections 12, 14, 16 and 18 form paraboloids curved backwards in FIG. 1, the axes 20, 22, 24 and 26 running through the apexes of the paraboloids relative to the centers of the respective reflector sections 12 , 14 16 and 18 are offset towards the center 28 of the entire reflector 11. This is indicated, for example, by corresponding contour lines (for example 30) in the reflector section 18, the height z depending on the distance r from the axis 26 of the reflector section 18 being z = r 2 / 4f (f = focal length).
Im Scheitel der jeweiligen paraboloidförmigen Reflektor- Abschnitte 12, 14, 16 bzw. 18 sind Durchbrüche 32, 34, 36 bzw. 38 für xenonhaltige Scheinwerferlampen vorgesehen. Diese Durchbrüche 32, 34, 36 und 38 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) :Openings 32, 34, 36 and 38 for xenon-containing headlight lamps are provided in the apex of the respective paraboloid-shaped reflector sections 12, 14, 16 and 18. These openings 32, 34, 36 and 38 are circular with side cutouts 40, 42, 44 and 46 for the power supply of the xenon-containing headlight lamps. In the exemplary embodiment shown, the reflector 11 has the following dimensions (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.- The outer dimensions of the reflector 11 are ax = 176 mm and ay = 132 mm. - The external dimensions of the respective reflector sections 12, 14, 16 and 20 are bx = 88 mm and 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.- The vertices of the paraboloid are at distances ex = 35 mm and cy = 26.2 mm from the inner edges of the reflector sections 12, 14, 16 and 20. - The focal length f of the paraboloid is f = 20 mm.
- Die Durchbrüche 32, 34, 36 und 38 haben einen Durchmesser von 12 mm.- The openings 32, 34, 36 and 38 have a diameter of 12 mm.
- Die seitlichen Ausschnitte 40, 42, 44 und 46 sind 6 x mm. Fig. 2 und 3 zeigen einen Projektor, in welchen die in Fig. 1 dargestellte Lampeneinheit 10 verwendet wird. Entsprechende Teile sind m Fig. 2 und 3 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.- The side cutouts 40, 42, 44 and 46 are 6 x mm. 2 and 3 show a projector in which the lamp unit 10 shown in FIG. 1 is used. Corresponding parts in FIGS. 2 and 3 are provided with the same reference symbols as in FIG. 1.
In den Durchbruchen 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 Ruckseite 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.In the openings 32, 34, 36 and 38 (FIG. 1) there is a xenon-containing headlight lamp 48, 50, 52 and 54, respectively. The lamps 48, 50, 52 and 54 are located in the focal point of the respective reflector section 12 , 14, 16 and 18 are mounted on the back of the reflector 11 and are adjustable relative to the reflector sections 12, 14, 16 and 18 by means of adjusting screws, of which only two adjusting screws 56 and 58 are visible in FIG. 2.
Im Strahlengang vor der Lampeneinheit 10 befinden sich ein Infrarot-Filter 60 (Fig. 2) , ein bilderzeugendes Feld in Form eines Flussigkπstall-Feldes 62, eine Fresnel-Linse 64 und ein Objektiv 66.An infrared filter 60 (FIG. 2), an image-producing field in the form of a Flussigkπstall field 62, a Fresnel lens 64 and an objective 66 are located in the beam path in front of the lamp unit 10.
Auf dem Flussigkristall-Feld 62 wird in bekannter und hier nicht naher dargestellter Weise ein Bild erzeugt, das von der Fresnel-Linse 64 und dem Objektiv 66 auf einer (nicht dargestellten) Leinwand abgebildet wird.An image is generated on the liquid crystal field 62 in a known and not shown manner, which image is imaged by the Fresnel lens 64 and the lens 66 on a screen (not shown).
In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel soll ein Flussig- kπstall-Feld 62 von der Große 130 x 98 mm von der Lampen- emheit 10 gleichmaßig ausgeleuchtet werden. Die Lampen- einheit 10 ist etwas großer als die Flache des Flussig- kristall-Feldes 62 und befindet sich in einem Abstand von ca. 20 cm von dem Flussigkristall-Feld 62.In the exemplary embodiment shown, a liquid stall field 62 of 130 x 98 mm in size is to be uniformly illuminated by the lamp unit 10. The lamp unit 10 is somewhat larger than the area of the liquid crystal field 62 and is located at a distance of approximately 20 cm from the liquid crystal field 62.
Die reflektierende Flachen der Refektor-Abschnitte 12, 14,The reflective surfaces of the refector sections 12, 14,
16 und 18 sind mit (nicht dargestellten) Facetten versehen.16 and 18 are provided with facets (not shown).
Dabei sind die Flachen nur m einem Bereich nahe an den Lampen 48, 50, 52 und 54 facettiert, so daß etwa 2/3 der jeweiligen Flache glatt ist. In Abhängigkeit von der Abstrahlungs-Charakteristik der Lampen 48, 50, 52 und 54 sind einige der Facetten mattiert. Die zu mattierenden Flachen können rechnerisch und/oder experimentell bestimmt werden.The surfaces are faceted only in an area close to the lamps 48, 50, 52 and 54, so that about 2/3 of the respective surface is smooth. Depending on the radiation characteristics of lamps 48, 50, 52 and 54, some of the facets are matted. The areas to be matted can be determined mathematically and / or experimentally.
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 gleichmaßige Ausleuchtung des Flussig- kristall-Feldes 62 erreicht. Weiterhin erlaubt die Verstellbarkeit der Lampen 48, 50, 52 und 54 eine Feinjustierung.The special design of the reflector sections 12, 14 16 and 18 and the eccentric arrangement of the lamps 48, 50, 52 and 54 in these reflector sections 12, 14 16 and 18 ensure uniform illumination of the liquid crystal field 62 reached. Furthermore, the adjustability of the lamps 48, 50, 52 and 54 allows fine adjustment.
In einem weiteren (nicht dargestellten) Ausfuhrungsbeispiel sind die xenonhaltigen Lampen mit jeweils einem Eisenkern mit Spule versehen, welche an der Ruckseite des Reflektors in der Nahe der Lampen angebracht sind. Der Eisenkern hat einen Luftspalt, in den sich der Brennraum der Lampe befindet. Der Luftspalt beginnt an der Ruckseite des Reflektors und endet dort. Durch Anlegen eines Magnetfeldes laßt sich eine weitere Feinjustierung der Ausleuchtung erreichen.In a further exemplary embodiment (not shown), the xenon-containing lamps are each provided with an iron core with a coil, which are attached to the rear of the reflector near the lamps. The iron core has an air gap in which the lamp's combustion chamber is located. The air gap begins at the rear of the reflector and ends there. A further fine adjustment of the illumination can be achieved by applying a magnetic field.
In Fig. 4 ist eine in der vorliegenden Erfindung verwendbare, handelsübliche, xenonhaltige Scheinwerferlampe dargestellt. Die Lampe besteht aus einem Sockel 68, einem Glas- korper 70 mit einer oberen und einer unteren Elektrode, einer unteren Stromzufuhrung 72 und einer oberen Strom- zufuhrung 74. Die obere Stromzufuhrung verlauft axial entlang dem Glaskörper 70 von dem Sockel 68 bis zu dem dem Sockel 68 abgewandeten Ende des Glaskörpers 70.4 shows a commercially available xenon-containing headlight lamp which can be used in the present invention. The lamp consists of a base 68, a glass body 70 with an upper and a lower electrode, a lower power supply 72 and an upper power supply 74. The upper power supply runs axially along the glass body 70 from the base 68 to that Base 68 facing away from the end of the glass body 70.
Die ungleichmäßige radiale Abstrahlungs-Charakteristik der dargstellten Lampe wird durch die durch die obere Strom- Zuführung 74 verursachte Abschattung und durch eine Salzfüllung im Brennraum 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 und zur Erdoberfläche 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 und durch das Anlegen eines Magnetfeldes ausgeglichen. Es sei ausdrücklich erwähnt, daß die vorliegende Erfindung 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. The uneven radial radiation characteristic of the lamp shown is caused by the Infeed 74 caused shading and caused by a salt filling in the combustion chamber. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1-3, the orientation of the lamps 48, 50, 52 and 54 is chosen such that the upper power supply 74 points towards the center of the entire reflector. In these directions and towards the earth's surface there are indentations in the radiation characteristic. This is compensated for by the offset of the lamps 48, 50, 52 and 54 towards the center of the entire reflector and by the application of a magnetic field. It is expressly noted that the present invention is not limited to such orientation of lamps 48, 50, 52 and 54. If the indentations of the radiation characteristic lamps 48, 50, 52 and 54 point in another direction, then the lamps 48, 50, 52 and 54 are offset accordingly in this direction.

Claims

Patentansprücheclaims
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 Lampen (48,50,52,54) gebildet sind.Illumination device for illuminating an extensive image-forming field in a projector with light source means and a reflector arranged behind the light source means, characterized in that the light source means are formed by a plurality of lamps (48, 50, 52, 54) .
Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54)Lighting device according to claim 1, characterized in that the lamps (48, 50, 52, 54)
Gasentladungslampen, insbesondere xenonhaltige Gasentladungslampen sind.Gas discharge lamps, in particular xenon-containing gas discharge lamps.
3. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) Gasentladungs-Scheinwerferlampen (Fig.4) sind.3. Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the lamps (48,50,52,54) are gas discharge headlight lamps (Fig.4).
4. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungslampen4. Lighting device according to claim 2 or 3, characterized in that the gas discharge lamps
(48,50,52,54) jeweils(48,50,52,54) each
[a) einen Sockel (68) aufweisen, sowie[a] have a base (68), and
(b) einen länglichen Glaskörper (70) mit einem ersten, dem Sockel (68) zugewandten Ende und einem zweiten, dem Sockel (68) abgewandten Ende,(b) an elongated glass body (70) with a first end facing the base (68) and a second end facing away from the base (68),
(c) eine erste, in dem Glaskörper (70) nahe dem ersten Ende angeordnete Elektrode,(c) a first electrode located in the vitreous (70) near the first end,
(d) eine zweite, in dem Glaskörper (70) nahe dem zweiten Ende angeordnete Elektrode, (e) eine mit der ersten Elektrode verbundene erste Stromzufuhrung (72), und(d) a second electrode located in the vitreous body (70) near the second end, (e) a first power supply (72) connected to the first electrode, and
(f) eine mit der zweiten Elektrode verbundene zweite Stromzufuhrung (72), welche sich entlang des Glaskörpers (70) zwischen dem Sockel (68) und dem zweiten Ende des Glaskörpers (70) erstreckt.(f) a second power supply (72) connected to the second electrode, which extends along the glass body (70) between the base (68) and the second end of the glass body (70).
5. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) aus einer Mehrzahl von anemandergrenzenden 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 gleichmaßig ausgeleuchtete Flache erhalten wird.5. Lighting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reflector (11) consists of a plurality of adjacent reflector sections (12, 14, 16, 18), each of these reflector sections (12, 14, 16, 18) is optically aligned with one of the lamps (48, 50, 52, 54) in such a way that a largely uniformly illuminated surface is obtained.
6. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) rechteckige Grundform besitzt und aus vier rechteckigen Reflektor- Abschnitten (12,14,16,18) besteht, vor denen e eine Lampe (48,50,52,54) angeordnet ist.6. Lighting device according to claim 5, characterized in that the reflector (11) has a rectangular basic shape and consists of four rectangular reflector sections (12, 14, 16, 18), in front of which a lamp (48, 50, 52) , 54) is arranged.
7. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) auf der Ruckseite des Reflektors (11) gehaltert sind und durch Durchbruche (32,34,36,38) des Reflektors (11) hindurchragen .7. Lighting device according to claim 5 or 6, characterized in that the lamps (48,50,52,54) on the back of the reflector (11) are held and through openings (32,34,36,38) of the reflector (11) protrude through.
8. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbruche (32,34,36,38) für die Lampen (48,50,52,54) kreisförmig mit seitlichen Ausschnitten (40,42,44,46) für die Stromzufuhrung (74) ausgebildet sind. 8. Lighting device according to claim 7, characterized in that the openings (32,34,36,38) for the lamps (48,50,52,54) circular with side cutouts (40,42,44,46) for the power supply (74) are formed.
9. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) relativ zu dem Reflektor (11) justierbar sind.9. Lighting device according to claim 7 or 8, characterized in that the lamps (48,50,52,54) are adjustable relative to the reflector (11).
10. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis10. Lighting device according to one of claims 5 to
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektor-Abschnitte (12,14,16,18) Paraboloide sind, in deren Brennpunkten die Lampen (48,50,52,54) sitzen.9, characterized in that the reflector sections (12, 14, 16, 18) are paraboloids, in the focal points of which the lamps (48, 50, 52, 54) are seated.
11. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis11. Lighting device according to one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Größe des gesamten Reflektors (11) etwa der Form und Größe des bilderzeugenden Feldes (62) entsprechen.10, characterized in that the shape and size of the entire reflector (11) correspond approximately to the shape and size of the imaging field (62).
12. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis12. Lighting device according to one of claims 1 to
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (48,50,52,54) jeweils gegenüber den Mitten der Reflektor-Abschnitte (12,14,16,18) versetzt sind.11, characterized in that the lamps (48, 50, 52, 54) are each offset from the centers of the reflector sections (12, 14, 16, 18).
13. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 12, 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.13. Lighting device according to claim 12, characterized in that the axes (20,22,24,26) of the paraboloid are also offset from the centers of the reflector sections (12,14,16,18) so that they pass through the offset lamps (48, 50, 52, 54) run.
14. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bilderzeugende Feld (62) von einem Flüssigkristall-Feld gebildet ist.14. Lighting device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the imaging field (62) is formed by a liquid crystal field.
15. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) aus Glas mit einer für Infrarot durchlässigen Verspiegelung besteht . 15. Lighting device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the reflector (11) consists of glass with an infrared-reflective mirroring.
16. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis16. Lighting device according to one of claims 1 to
15, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektivität der reflektierenden Flächen des Reflektors (11) bzw. der Reflektorabschnitte lokal unterschiedlich ist.15, characterized in that the reflectivity of the reflecting surfaces of the reflector (11) or the reflector sections is locally different.
17. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis17. Lighting device according to one of claims 1 to
16, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Flächen des Reflektors (11) bzw. der Reflektorabschnitte facettiert sind.16, characterized in that the reflecting surfaces of the reflector (11) or the reflector sections are faceted.
18. Beleuchtungs-Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Flächen des Reflektors (11) bzw. der Reflektorabschnitte in bestimmten Bereichen facettiert und anderen Bereichen glatt sind.18. Lighting device according to claim 17, characterized in that the reflecting surfaces of the reflector (11) or the reflector sections in certain areas are faceted and other areas are smooth.
19. Beleuchtungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch magnetfelderzeugende Mittel, deren magnetischen Feld den Brennraum der Lampen durchsetzen und durch welche die Strahlung der Lampen (48,50,52,54) beeinflußbar ist derart, daß das Ionen- und Elektronen-Gasgemisch der Lampen (48,50,52,54) frei wird von den Einflüssen der Gravitation. 19. Lighting device according to one of claims 1 to 18, characterized by magnetic field generating means whose magnetic field penetrate the combustion chamber of the lamps and through which the radiation from the lamps (48, 50, 52, 54) can be influenced such that the ion and electron-gas mixture of the lamps (48, 50, 52, 54) becomes free from the effects of gravitation.
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