專利名稱：用于投影器的燈模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈模塊，尤其是用于數(shù)據(jù)投影或者視頻投影的投影器 的燈模塊，該燈模塊具有至少一個(gè)燈，所述至少一個(gè)燈^^使用在反射器中 并且具有帶有兩個(gè)彼此正相對設(shè)置的燈桿的燈容器。
背景技術(shù)：
用于數(shù)據(jù)投影或者視頻投影的數(shù)字投影器的市場從發(fā)明DLP技術(shù)以 來在世界范圍迅猛增長。日益廣泛的應(yīng)用的原因尤其也在于，投影器由于 所使用的技術(shù)而能夠越來越價(jià)^f氐廉地制造并且在其尺寸上緊湊地實(shí)施， 使得其能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)地使用于辦公室曰常事務(wù)中。尤其是，存在對扁平的 數(shù)據(jù)投影器的需求。由此也在^Jt器直徑和反射器高度方面形成了對照明 光學(xué)系統(tǒng)的i殳計(jì)的限制。在此，需要如下解決方案這些解決方案與傳統(tǒng) 的設(shè)計(jì)相比盡可能地保持屏幕上的亮度，即在給定的有效光的情況下能夠 實(shí)現(xiàn)燈的相同的電功率以及燈模塊的類似的光技術(shù)效率。問題在于，在給 定的電功率的情況下，不能使燈更小并且因此不容易使整個(gè)燈模塊(燈和 >^射器)小型化。如果僅僅縮小反射器，則由于熱的原因使運(yùn)行變得不可 能，并且由于幾何結(jié)構(gòu)的原因出現(xiàn)效率的明顯降低。
在數(shù)字投影系統(tǒng)中，主要將反射器高壓放電燈用作光源，如例如在 www.osram.de中以視頻燈和投影燈(VIP燈)為題所描述的那樣。這些 反射器高壓放電燈具有使用在反射器中的高壓放電燈。在設(shè)計(jì)這種反射器 高壓放電燈時(shí)必須注意的是，在出現(xiàn)非常高的溫度的情況下既不熱損傷反 射器也不熱損傷燈。這些燈通常帶有大致居中設(shè)置的放電容器，該放電容 器過渡到兩個(gè)彼此正相對設(shè)置的燈桿中。如果嘗試通過小的反射器來滿足 延長的扁平的結(jié)構(gòu)，則該結(jié)構(gòu)會(huì)具有小的焦距以及小的焦點(diǎn)距離，因?yàn)榉?射器的數(shù)值偏心率基本上通過所希望的角度分布來給定，因此由于熱而受 限的燈軸長所導(dǎo)致的小的焦點(diǎn)距離使得所發(fā)出的輻射的一部分反射到桿 的端部區(qū)段上,使得出現(xiàn)不希望的遮蔽(該遮蔽導(dǎo)致M射的光束的漸暈) 并且出現(xiàn)燈桿的極大的熱負(fù)荷。在US 2006/0126341 Al中提出如下地構(gòu)*^射器使得所發(fā)出的輻 射并不射到燈桿上，而是在桿端部之后才借助沿著燈的光軸設(shè)置的、構(gòu)建 為環(huán)面非球體的旋轉(zhuǎn)體匯聚，并且引導(dǎo)到積分器中，使得避免燈桿的遮蔽 和附加的升溫。然而已證實(shí)的是，這種設(shè)計(jì)M反射器的小的焦距有效， 使得僅可以使用具有小的燈泡外直徑的低瓦特的燈，或者效率更低。因此， 限制了屏幕上可達(dá)到的光通量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提出 一種燈模塊，該燈模塊具有最小的結(jié)構(gòu)尺寸以 及高的光學(xué)效率。
該任務(wù)通過一種燈員、尤其是用于數(shù)據(jù)投影或者視頻投影的投影器 的燈4莫塊來解決，該燈才莫塊具有至少一個(gè)燈，所述至少一個(gè)燈設(shè)置在反射 器中并且具有帶有兩個(gè)彼此正相對設(shè)置的燈桿的放電容器，其中設(shè)置有引 導(dǎo)光的光學(xué)透鏡用于使燈發(fā)射的輻射偏離出射側(cè)的燈桿。本發(fā)明的特別有 利的實(shí)施形式在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。
在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中，通過引導(dǎo)光的光學(xué)透鏡使燈發(fā)射的輻射 偏離出射側(cè)的燈桿，使得防止或者顯著降低由于燈桿造成的遮蔽，并且保 證了燈模塊的最大效率。由于透鏡的光出射面提供了使發(fā)射的光束與所希 望的角分布相匹配的另一自由度，所以相對于根據(jù)US 2006/0126341 Al 的現(xiàn)有技術(shù)，反射器的數(shù)值偏心率可以選擇得較大，這在相同焦點(diǎn)的情況 下能夠?qū)崿F(xiàn)更大的焦距，并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)使用具有相應(yīng)燈泡直徑的大功 率的燈。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，反射器至少部分構(gòu)建為橢面，并且 具有范圍在大約0.80到0.85的婆:值偏心率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，透鏡具有凹進(jìn)部，該凹進(jìn)部至 少部分^tr的出射側(cè)的燈桿通過。
已證明為特別有利的是，透鏡在反射器側(cè)具有凹形的光入射面，而在 出射側(cè)具有凸形的光出射面。該透鏡可以構(gòu)建為凸透鏡。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，光入射面和/或光出射面構(gòu)建為 圃錐形、球形或者非球形。
在本發(fā)明的一個(gè)變形方案中，透鏡構(gòu)建為使得光出射面設(shè)置在出射側(cè) 的燈桿的端部之后。當(dāng)透鏡設(shè)置有削平部以便將透鏡推移到反射器上時(shí)，在反射器與透鏡 之間的連接可以被進(jìn)一步優(yōu)化。
透鏡優(yōu)選地安置在反射器上并且于是可以構(gòu)建燈模塊的前板,使得該 燈才莫塊,皮至少部M閉。
在用于投影系統(tǒng)的放電燈中，放電弧設(shè)置在反射器的較小焦距的焦點(diǎn)
中。該焦距優(yōu)選在大約6mm到8mm的范圍中(已表明的是，該尺度是 緊湊的結(jié)構(gòu)與燈和>^射器的最小熱負(fù)荷之間的最佳折衷)。
燈優(yōu)選實(shí)施為高壓放電燈、尤其是實(shí)施為高壓汞放電燈。在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施形式中，燈的燈桿具有范圍在大約4mm到7.5mm的直徑，優(yōu)選 具有6mm的直徑。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，燈的調(diào)節(jié)在預(yù)安裝的、由反射器和透鏡 構(gòu)成的模塊中進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的燈模塊例如可以用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)投影器和視頻投影器。


以下參照優(yōu)選的實(shí)施例更為詳細(xì)地闡述本發(fā)明，其中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的燈模塊的側(cè)視圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的燈模塊的側(cè)視圖； 圖3示出了圖2中的燈模塊的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖l，根據(jù)本發(fā)明的燈模塊1具有示意性示出的燈2，該燈設(shè)置 在反射器4中并且具有帶有兩個(gè)彼此正相對設(shè)置的燈桿8、 10的放電容器 6，其中引導(dǎo)光的光學(xué)透鏡12被設(shè)置用于使燈2所發(fā)射的輻射偏離出射側(cè) 的燈桿10。借助透鏡12使燈2發(fā)射的輻射偏離出射側(cè)的燈桿10，使得避 免了由于燈桿10造成的遮蔽并且保證了燈才莫塊1的最大效率。燈2的背 側(cè)的燈桿8插入反射器4的容納部14中。透鏡12固定在反射器4上并且 形成燈模塊1的前板，使得燈模塊至少部分地通itit鏡12封閉。為了容 納出射側(cè)的燈桿IO，透鏡12具有大致居中設(shè)置的、圓柱形的凹進(jìn)部16, 該凹進(jìn)部被燈桿10部分通過。透鏡12在>^射器側(cè)具有凹形的光入射面18而在出射側(cè)具有凸形的光出射面20。透鏡12的光入射面和光出射面 18、 20構(gòu)建為圓錐形，其中光出射面20設(shè)置在出射側(cè)的燈桿10的端部 之后。在本發(fā)明的一個(gè)未示出的實(shí)施例中，透鏡的光入射面和光出射面實(shí) 施為球形或者非球形。燈2例如與Jl射器4一同形成預(yù)安裝的單元，該單 元可以使用于未示出的投影器中，例如使用于通過DLP/DMD技術(shù)或 LCD技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)投影或視頻投影的數(shù)字投影器中。
在所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，燈2實(shí)施為高壓放電燈。這種放電燈2 的結(jié)構(gòu)是已知的，這些放電燈例如在www.osram.de下以P-VIP燈為題進(jìn) 行了描述，使得進(jìn)一步闡述變得不必要。燈2的放電容器6設(shè)置在反射器 4內(nèi)，使得產(chǎn)生的放電弧存在于反射器4的焦點(diǎn)R中。焦點(diǎn)R的焦距& 在大約6mm到8mm的范圍中(已表明的是，該尺度是緊湊的結(jié)構(gòu)與燈2 和反射器4的最小熱負(fù)荷之間的最佳折衷)。在放電容器6中通itit電弧 產(chǎn)生的光通過反射器4和透鏡12成像到焦點(diǎn)F2上，該焦點(diǎn)在未示出的積 分器的輸入孔(Eingangsapertur)中。由于放電弧不是點(diǎn)狀光源，所以 該成像并未(如圖1中理想化地表示的那樣)以點(diǎn)狀方式精確地出現(xiàn)在焦 點(diǎn)F2。由于透鏡12的光出射面20提供了用于使所發(fā)射的光束與所希望 的角分布相匹配的另一自由度，所以反射器4的數(shù)值偏心率可以選擇得比 較大，使得在相同的焦點(diǎn)R的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)較大的焦距F2，并且由此 能夠?qū)崿F(xiàn)使用具有相應(yīng)較大的桿長度和桿直徑的大功率的燈2。在所示的 實(shí)施例中，反射器4部分構(gòu)建為橢面，并且具有范圍在0.80到0.85的數(shù) 值偏心率。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的燈模塊1的側(cè)視圖。根據(jù)圖2， 透鏡22在該變形方案中具有相對于圖1中的透鏡12減小的厚度并且設(shè)置 在燈桿10的端部與放電容器6之間。為了容納出射側(cè)的燈桿IO，透鏡22 具有大致居中設(shè)置的、圓柱形的凹進(jìn)部24，該凹進(jìn)部被燈桿10通過。透 鏡22構(gòu)建為具有凹形的光入射面18和凸形的光出射面20的凸透鏡。
圖3示出了圖2中的燈模塊1的俯視圖。如尤其是從圖3中可看到的 那樣，透鏡22固定在反射器4上，使得該透鏡形成燈模塊1的前面板， 并且該燈模塊部分通過透鏡22封閉。由于燈2的發(fā)熱和與此相關(guān)的使用 壽命限制，有效的冷卻是有利的。對此，氣體通過未示出的通風(fēng)機(jī)軸向地 ^^射器4中。冷卻氣流包圍燈2并且隨后通過兩個(gè)冷卻氣體出口 26 徑向地從Jl射器4出來。由此有效地防止了燈模塊l中形成熱阻塞。
此外，反射器4和透鏡22設(shè)計(jì)有彼此正相對地平行間隔設(shè)置的削平部28 (在圖3中其他削平部不可見)。由此，燈模塊l的安裝高度被進(jìn)一 步最小化。
根據(jù)本發(fā)明的燈模塊l并不限于所示的實(shí)施例，而是透鏡12、 22可 以具有現(xiàn)有技術(shù)中已知的不同形狀。例如透鏡12、 22構(gòu)建為平凸形。
本發(fā)明公開了一種燈模塊l，尤其是用于數(shù)據(jù)投影或視頻投影的投影 器的燈模塊，其具有至少一個(gè)燈2，所述至少一個(gè)燈i殳置于^Jt器4中， 并且具有帶有兩個(gè)正相對設(shè)置的燈桿8、 10的放電容器6。根據(jù)本發(fā)明， 引導(dǎo)光的光學(xué)透鏡12、 22被設(shè)計(jì)用于使燈2發(fā)射的輻射偏離出射側(cè)的燈 桿10。
權(quán)利要求
1.一種燈模塊，尤其是用于數(shù)據(jù)投影或視頻投影的投影器的燈模塊，所述燈模塊具有至少一個(gè)燈(2)，所述至少一個(gè)燈設(shè)置在反射器(4)中并且具有帶有兩個(gè)正相對設(shè)置的燈桿(8、10)的放電容器(6)，其特征在于所述燈模塊包括引導(dǎo)光的光學(xué)透鏡(12、22)，所述光學(xué)透鏡用于使燈(2)發(fā)射的輻射偏離出射側(cè)的燈桿(10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈模塊，其中透鏡(12, 22)具有凹進(jìn)部(16, 24),該凹進(jìn)部至少部分凈皮燈(2)的出射側(cè)的燈桿(10)通過。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的燈模塊，其中透鏡(12， 22)是凸透鏡。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中透鏡(12, 22)在反射器側(cè)具有凹形的光入射面(18)，而在出射側(cè)具有凸形的光出射面(20 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈模塊，其中光入射面和/或光出射面(18，20)構(gòu)建為圓錐形、球形或者非球形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的燈模塊，其中透鏡(12 )構(gòu)建為使得光出射面(20)設(shè)置在出射側(cè)燈桿(10)的端部之后。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中反射器(4)至少部分是橢面。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中反射器(4)和/或透鏡(12， 22)設(shè)置有至少兩個(gè)削平部(28， 30),所述至少兩個(gè)削平部基本上成對地彼此正相對i殳置。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中反射器(4)具有容納區(qū)段(14),在該容納區(qū)段中能夠容納燈(2)的背側(cè)的燈桿(10)。
10. 根據(jù)上^利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中透鏡(12， 22)固定在^Jt器(4)上。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中反射器(4)的焦距(& )在大約6mm到8mm的范圍中。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中反射器(4)具有范圍在大約0.80到0.85的翁:值偏心率。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中燈(2)的燈桿(8， 10)具有范圍在大約4mm到7.5mm的前直徑，優(yōu)選具有6mm的前直徑。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中燈(2)在由反射器(4)和透鏡(12， 22)構(gòu)成的預(yù)安裝的模塊中被調(diào)節(jié)。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，其中燈(2)是高壓放電燈、尤其是高壓汞放電燈。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燈模塊，用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)投影或者視頻投影。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燈模塊，尤其是用于數(shù)據(jù)投影或視頻投影的投影器的燈模塊，該燈模塊具有至少一個(gè)燈(2)，所述至少一個(gè)燈設(shè)置在反射器(4)中并且具有帶有兩個(gè)正相對設(shè)置的燈桿(8、10)的放電容器(6)。根據(jù)本發(fā)明，引導(dǎo)光的光學(xué)透鏡(12)設(shè)計(jì)用于使燈發(fā)射的輻射偏離出射側(cè)的燈桿(10)。
文檔編號(hào)G03B21/20GK101518094SQ200780035460
公開日2009年8月26日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者亨寧·雷恩 申請人:奧斯蘭姆有限公司