DE10329315A1 - Lichtzusammenführungssystem - Google Patents

Lichtzusammenführungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE10329315A1
DE10329315A1 DE10329315A DE10329315A DE10329315A1 DE 10329315 A1 DE10329315 A1 DE 10329315A1 DE 10329315 A DE10329315 A DE 10329315A DE 10329315 A DE10329315 A DE 10329315A DE 10329315 A1 DE10329315 A1 DE 10329315A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
lamp
focus
mirror
ellipse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10329315A
Other languages
English (en)
Inventor
Sean Chang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delta Electronics Inc
Original Assignee
Delta Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delta Electronics Inc filed Critical Delta Electronics Inc
Publication of DE10329315A1 publication Critical patent/DE10329315A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0605Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using two curved mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Lichtzusammenführungssystem hat eine erste Lampe (61) an einem ersten Fokus einer Ellipse; und eine Lichtführungseinrichtung (71), die am Kreuzungspunkt der langen Achse und der kurzen Achse der Ellipse angeordnet ist, um Licht von der ersten Lampe auf eine Seite hin zu sammeln bzw. zusammenzuführen, die an der kurzen Achse der Ellipse liegt, um das Licht auszugeben.

Description

  • FELD DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Lichtzusammenführungssystem, insbesondere ein Lichtzusammenführungssystem mit mehreren Lampen für Projektoren.
  • Heute bekannte Projektionstechniken können hauptsächlich in zwei Arten eingeteilt werden: Flüssigkristallanzeige (LCD)-Projektoren und Digitallichtverarbeitung (DLP)-Projektoren. Die DLP-Projektoren wurden von Texas Instruments entwickelt. Die DLP-Technologie verwendet einen sehr kleinen Spiegel, der auf einem Mikrochip angeordnet ist und "Digital Micro Mirror Device" (DMD) genannt wird, um Licht zu reflektieren und sehr helle und scharfe projizierte Bilder zu erzeugen. LCD- oder DLP-Projektoren verwenden üblicherweise eine einzige Lampe als Lichtquelle zur Projektion von Bildern. Um höhere Lichtleistungen (Lumen) für die Projektoren zu erhalten, ist ein gängiger Ansatz, Lampen mit höherer Leistung zu verwenden. Ein anderer Ansatz ist es, optische Prinzipien zum Zusammenführen von Licht zu verwenden, um größere Ausgangsleistungen zu erreichen, so dass größere Lichtleistungen (Lumen) als Ausgang für die Projektion von Bildern zur Verfügung steht.
  • Lampen größerer Leistung haben jedoch üblicherweise kürzere Lebensdauern, eine geringere Lichtausbeute und größeren elektrischen Leistungsbedarf. Die Teilekosten steigen. Dies ist somit keine optimale Wahl.
  • Neben der Verwendung von Lampen größerer Leistung gibt es auch Techniken, die optische Prinzipien zum Zusammenführen von Licht aus Lampen geringerer Leistung verwenden, um Lichtstrahlen größerer Leistung auszugeben. 1 zeigt ein solches Beispiel. Es weist einen ersten paraboloiden Spiegel 11 mit einer ersten Lampe 21 in dessen Fokus und einen zweiten paraboloiden Spiegel 12 mit einer zweiten Lampe 22 in dessen Fokus auf. Gemäß dem Snell'schen Gesetz wird das von der ersten Lampe 21 emittierte Licht 21A vom ersten paraboloiden Spiegel 11 reflektiert und wird auf den zweiten paraboloiden Spiegel 12 geworfen und dann durch ein rechtwinkliges Prisma 30 in einen Lichttunnel 40 reflektiert. In ähnlicher Weise wird Licht 22B von der zweiten Lampe 22 auf den ersten paraboloiden Spiegel 11 reflektiert, und von dort direkt auf ein rechtwinkliges Prisma 30 projiziert, dass das Licht in den Lichttunnel 40 reflektiert. In ähnlicher Weise gelangt Licht 22A und 22B vom zweiten paraboloiden Spiegel 12 auf gleichem Weg zum Lichttunnel 40. Das rechtwinklige Prisma 30 bewirkt, dass Licht von der ersten Lampe 21 und von der zweiten Lampe 22 in den Lichttunnel 40 gelangt, so dass die Energie der ersten Lampe 21 und der zweiten Lampe 22 kombiniert wird.
  • Das in 1 gezeigte Lichtzusammenführungssystem nutzt die Eigenschaften der paraboloiden Spiegel und des rechtwinkligen Prismas. Die Effizienz der Lichtzusammenführung liegt zwischen 1,3 und 1,4. Im Hinblick auf den Energieverlust der Lampen gibt es somit noch Raum für Verbesserungen. Außerdem müssen bei der Herstellung paraboloider Spiegel nicht-kugelförmige Herstellungsverfahren angewendet werden, was vergleichsweise schwierig ist. Fehler bei der Herstellung der paraboloiden Spiegel und des rechtwinkligen Prismas machen die Erzeugung parallelen Lichts schwierig. Deshalb sinkt der Wirkungsgrad der so vorgenommenen Lichtzusammenführung.
  • Es ist deshalb notwendig, ein Lichtzusammenführungssystem zu entwickeln, das mehr als eine Lampe relativ geringerer Leistung verwendet und das optische Prinzipien verwendet, um gleiche Beträge von Ausgangs-Lichtleistungen (Lumen) zu erhalten, um die Lichtzusammenführungseffizienz zu erhöhen und den Problemen höheren Leistungsverbrauchs und geringen Beleuchtungswirkungsgrads in bekannten Techniken abzuhelfen.
  • Im Hinblick auf die oben genannten Nachteile ist es vorrangige Aufgabe der Erfindung, ein Lichtzusammenführungssystem anzugeben, das Lichtzusammenführungsprinzipien verwendet und mehr als eine Lampe zur Erhöhung der Ausgangsleistung und zur Bereitstellung größerer Lichtleistungen (Lumen) für Projektoren verwendet.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lichtzusammenführungssystem mit hohem Wirkungsgrad anzugeben, das einen ellipsoiden Spiegel als Reflexionsspiegel für Licht verwendet. Die Tatsache, dass eine Ellipse zwei Fokusse hat, erlaubt es, das Licht der Lampe im ersten Fokus auf den ellipsoiden Spiegel geworfen und in den zweiten Fokus reflektiert wird, um nach der Reflexion Energieverluste zu verringern und den Wirkungsgrad der Lichtzusammenführung zu erhöhen.
  • Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist das Lichtzusammenführungssystem eine in einem Fokus einer Ellipse angeordnete Lampe und eine Lichtführungseinrichtung auf, die am Kreuzungspunkt der langen Achse und der kurzen Achse der Ellipse angeordnet ist. Das von der Lampe emittierte Licht kann dann gesammelt und an einer Seite, die sich von der kurzen Achse der Ellipse ausgehend erstreckt, abgegeben werden.
  • Die eben genannte Lampe weist eine erste Lampenabschirmung mit einer ellipsoiden Oberfläche auf, wobei die Lampe an einem ersten Fokus angeordnet ist, um Licht, das von der Lampe ausgesendet wurde zur Lichtführungseinrichtung hin zu sammeln bzw. konvergieren. Außerdem ist eine zweite Lampenabschirmung vorgesehen, die auch mit einer ellipsoiden Oberfläche ausgebildet ist und die gegenüber der ersten Lampenabschirmung angeordnet ist, um das ausgesendete Lampenlicht zum ersten Fokus der zweiten Lampenabschirmung hin zu sammeln bzw. zu konvergieren. Durch das Fokussierungsmerkmal der ersten Lampenabschirmung und der zweiten Lampenabschirmung können Verluste während der Lichttransmission verringert und der Wirkungsgrad der Lichtzusammenführung erhöht werden. Die Lichtführungseinrichtung kann ein Prisma sein und weist einen Strahlteiler und einen Reflektor auf. Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Lichtzusammenführungssystem mit zwei Lampen ausgestattet, die jeweils in einem Fokus einer Ellipse liegen, und mit einer Lichtführungseinrichtung am Kreuzungspunkt der langen Achse unter der kurzen Achse der Ellipse. Das von den Lampen imitierte Licht kann gesammelt bzw. konvergiert werden und an einer Seite, die sich an die kurze Achse der Ellipse anschließt, ausgegeben werden.
  • Die eben genannte Lampe weist eine Lampenabschirmung vor, die mit einer ellipsoiden Oberfläche ausgebildet ist, um Licht von der Lampe zur Lichtführungseinrichtung hin zu konvergieren bzw. zu sammeln. Durch die fokussierende Eigenschaft der Lampenabschirmung können Verluste während der Lichttransmission verringert und der Wirkungsgrad der Lichtzusammenführung erhöht werden. Die Lichtführungseinrichtung kann ein Prisma sein und weist einen Strahlteiler und einen Reflektor auf.
  • Die oben beschriebenen Merkmale sowie weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden ausführlicher bezugnehmend auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, es zeigen:
  • 1 die schematische Ansicht eines herkömmlichen Lichtzusammenführungssystems,
  • 2 die schematische Ansicht eines Lichtzusammenführungssystems nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 3 die schematische Ansicht eines Lichtzusammenführungssystems in 2, die den Lichtsammelvorgang für von der ersten Lampe emittiertes Licht zeigt,
  • 4 die schematische Ansicht des Lichtzusammenführungssystems in 2, die den Lichtzusammenführungsvorgang für von der zweiten Lampe emittiertes Licht zeigt,
  • 5 die schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Lichtführungseinrichtung des Lichtzusammenführungssystems der Erfindung;
  • 6 die schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Lichtführungseinrichtung des Lichtzusammenführungssytems der Erfindung, und
  • 7 die schematische Ansicht eines Lichtzusammenführungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Zur Erleichterung des Verständnisses wird in der folgenden Beschreibung die Lampe durch eine ellipsoide Abschirmung dargestellt. Es kann aber eine beliebige Lampe für die Erfindung verwendet werden, wenn sie Licht auf einen Fokuspunkt sammeln bzw. konvergieren kann.
  • 2 zeigt ein Lichtzusammenführungssystem nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Lichtzusammenführungssystem mit zwei Lampen weist einen ersten ellipsoiden Spiegel 51, einen zweiten ellipsoiden Spiegel 52, eine erste Lampe 61, eine zweite Lampe 62, einen Strahlteiler 71, einen Reflektor 72 und einen Lichttunnel 40 auf. Der erste ellipsoide Spiegel 51 und der zweite ellipsoide Spiegel 52 weisen jeweils eine innere Seite auf, die mit einer vollständig reflektierenden Schicht überzogen sind, um das auf den ersten ellipsoiden Spiegel 51 projizierte Licht und das auf den zweiten ellipsoiden Spiegel 52 projizierte Licht zu reflektieren. Der erste ellipsoide Spiegel 51 und der zweite ellipsoide Spiegel 52 wirken als die jeweilige Lampenabschirmung der ersten Lampe 61 und der zweiten Lampe 62. Der Strahlteiler 71 und der Reflexionsspiegel 72 dienen als Lichtführungseinrichtung, um Licht von der ersten Lampe 61 und von der zweiten Lampe 62 zur Ausgabeseite für die Ausgabe zu leiten.
  • Das Lichtzusammenführungssystem der Erfindung verwendet ellipsoide Spiegel anstelle von Parabolspiegeln, die in herkömmlichen Gerätschaften verwendet werden. Man macht dies, weil herkömmliche Lichtzusammenführungssysteme die Lampe im Fokus des Paraboloidspiegels anordnen, um nach der Reflexion durch den Paraboloidspiegel parallele Lichtbündel zu erzeugen, wobei das parallele Licht von einem rechtwinkligen Prisma reflektiert wird, um ein paralleles Lichtbündel für die Ausgabe zu erzeugen. Üblicherweise aber wird das Licht vor der Ausgabe mehrfach reflektiert. Die Fehler des Paraboloidspiegels und des Prismas machen somit die Ausgabe eines parallelen Lichtbündels schwierig.
  • Die Ellipse hat zwei Fokusse, nämlich einen ersten Fokus und einen zweiten Fokus. In einer vervollständigten Ellipse, die mit einer Schicht für vollständige Reflexion überzogen ist, wird vom ersten Fokus imitiertes Licht am Reflexionsrim reflektiert und am zweiten Fokus gesammelt bzw. konvergiert. In ähnlicher Weise wird vom zweiten Fokus emittiertes Licht am ersten Fokus konvergiert bzw. gesammelt. Somit ist der Einfallswinkel zum Führen des gesammelten Lichts zum Lichttunnel leichter zu beherrschen, so dass ein größerer Fehlerbereich zulässig und die Flexibilität größer sind. Das Lichtzusammenführungssystem der Erfindung verwendet das Merkmal der Fokusse einer Ellipse. Die erste Lampe 61 befindet sich im ersten Fokus des ersten ellipsoiden Spiegels 51, und die zweite Lampe 62 befindet sich im ersten Fokus des zweiten ellipsoiden Spiegels 52. Die Positionen des ersten ellipsoiden Spiegels 51 und des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 bilden eine Ellipse, so dass der erste Fokus des ersten ellipsoiden Spiegels 51 und der zweite Fokus des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 zusammenfallen, und der zweite Fokus des ersten ellipsoiden Spiegels 51 und der erste Fokus des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 fallen ebenso zusammen.
  • Der Lichttunnel 40 und der Reflektor 72 befinden sich jeweils auf einer Seite der Verlängerung der kurzen Achse der durch den ersten ellipsenförmigen Spiegel 51 und den zweiten ellipsoiden Spiegel 52 gebildeten Ellipse. Der Lichttunnel leitet das zusammengeführte Licht zum nächsten optischen System. Der Lichttunnel 40 kann als systemnotwendiges Element angesehen werden. Es kann auch ein Fokussierprisma zum Konvergieren bzw. Sammeln des Lichts an einem Fokus sein.
  • Der Strahlteiler 71 befindet sich am Kreuzungspunkt der langen Achse und der kurzen Achse der durch den ersten ellipsoiden Spiegel 51 und den zweiten ellipsoiden Spiegel 52 gebildeten Ellipsenebene und reflektiert das vom ersten Fokus und vom zweiten Fokus einfallende Licht. Das Licht, das den Strahlteiler 71 ohne Reflexion durchdringt, wird durch die ellipsoiden Spiegel 51, 52 reflektiert und durch den Strahlteiler 71 in den Lichttunnel 40 geführt. Der Reflektor 72 dient der Reflexion von Streulicht zurück zum Strahlteiler 71, um Lichtverluste zu reduzieren.
  • 3 zeigt den Vorgang der Lichtsammlung für die erste Lampe 61. Licht 61A aus der ersten Lampe 61 wird gemäß dem Snell'schen Gesetz durch den ellipsoiden Spiegel 51 reflektiert und zum Strahlteiler 71 projiziert. Über Lichtreflexionspfade vom Strahlteiler 71, dem Reflektor, dem ersten ellipsoiden Spiegel 51, dem zweiten ellipsoiden Spiegel 52 und dem Teiler 71 wird Licht 61A schließlich in den Lichttunnel 40 geführt. Das Licht 61A wird jedoch vom Strahlteiler 71 nicht vollständig reflektiert. Ein Teil des Lichts 61A gelangt durch den Strahlteiler 71 und ist danach als Licht 61A, wie in 3 gezeigt, bezeichnet.
  • Auch der Weg des Lichts 61AA folgt dem Snell'schen Gesetz. Das Licht 61AA wird vom zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert, ebenso vom Strahlteiler 71, und gelangt in den Lichttunnel 40. Die erste Lampe 61 sendet außerdem einen anderen Lichtstrahl 61B aus, der vom Strahlteiler 71 und dem Reflektor 72 reflektiert und auf den zweiten ellipsoiden Spiegel 52 projiziert wird. Über den zweiten ellipsoiden Spiegel 52 und den Strahlteiler 71 wird es dann in den Lichttunnel 40 reflektiert. Die Pfade der Lichtstrahlen 61A, 61AA und 61B zeigen, dass mittels Strahlteiler 71 das von der ersten Lampe 61 ausgesendete Licht in den Lichttunnel 40 gesammelt bzw. dorthin konvergiert werden kann, unabhängig davon, ob es vom ersten ellipsoiden Spiegel 51 oder vom zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert wird.
  • 4 zeigt den Lichtsammelvorgang für die zweite Lampe 62. Licht 62A von der zweiten Lampe 62 wird gemäß dem Snell'schen Gesetz vom zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert und auf den Strahlteiler 71 projiziert, der das Licht in den Lichttunnel 40 reflektiert. Ein Teil des Lichts 62A läuft durch den Strahlteiler 71 hindurch und wird Licht 62AA. In ähnlicher Weise wird Licht 62AA nach dem Snell'schen Gesetz durch den ersten ellipsoiden Spiegel 51 und dann den Strahlteiler 71 in den Lichttunnel 40 reflektiert. Die zweite Lampe 62 emittiert ein anderes Licht 62B, das vom zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert und auf den Reflektor 72 projiziert wird, vom Strahlteiler 71 reflektiert und dann vom ersten ellipsoiden Spiegel 51 reflektiert wird. Es nimmt den gleichen Weg wie das Licht 62AA und gelangt schließlich in den Lichttunnel 40. Wie schon besprochen, kann mit dem Strahlteiler 71 das von der zweiten Lampe 62 emittierte Licht in den Lichttunnel 40 konvergiert bzw. gesammelt werden, und zwar unabhängig davon, ob es vom ersten ellipsoiden Spiegel 51 oder vom zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert wird. Durch den Reflektor 72 kann Streulicht zum ersten ellipsoiden Spiegel 51 und zum zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert werden, um Reflexionsverluste zu verringern.
  • Somit wird beliebiges Licht von der ersten Lampe 61 oder der zweiten Lampe 62 vollständig vom ersten ellipsoiden Spiegel 51 und dem zweiten ellipsoiden Spiegel 52 reflektiert, durch den Strahlteiler 71 geleitet und schließlich durch den Strahlteiler 71 gesammelt bzw. konvergiert. Auf diese Weise wird Lichtenergie von zwei unterschiedlichen Lampen reflektiert und vereint und wird so Licht größerer Leistung.
  • Das Lichtzusammenführungssystem der Erfindung kann gleichzeitig auch nur eine Lampe anstelle von zwei Lampen verwenden. Wegen des Merkmals des Fokusses des ersten ellipsoiden Spiegels und des zweiten ellipsoiden Spiegels kann die Effizienz der Lichtzusammenführung erhöht werden. Der Strahlteiler kann mit einem (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Teilungsgitter an der Lichtausgangsseite in der Nähe des zweiten ellipsoiden Spiegels belegt sein, um Licht in rotes Licht, grünes Licht und weißes Licht zu zerlegen, bevor es in den Lichttunnel gelangt.
  • Die Struktur des Strahlteilers 71 und des Reflexionsspiegels 72 der Lichtführungseinrichtung ist in 2 gezeigt. Außerdem kann der Reflexionsspiegel 72, wie in 5 gezeigt, auch ein ellipsoider Spiegel sein. Ein dritter ellipsoider Spiegel 53 wird dazu verwendet, das vom Strahlteiler 71 reflektierte Licht zu fokussieren und es zurück zum Strahlteiler 71 und dem ersten oder dem zweiten ellipsoiden Spiegel 51 oder 52 zu reflektieren, um Lichtverluste zu verringern.
  • Die Lichtführungseinrichtung kann außerdem ein Prisma 73 verwenden, wie in 6 gezeigt. Das Prisma 73 ist am Kreuzungspunkt der langen und der kurzen Achse der Ellipse angeordnet, um mit der fokussierenden Eigenschaft des ersten ellipsoiden Spiegels und des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 Licht von der ersten Lampe 61 und der zweiten Lampe 62 zu sammeln bzw. zu konvergieren.
  • 7 zeigt ein Lichtzusammenführungssystem nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das Lichtzusammenführungssystem mit drei Lampen weist einen ersten ellipsoiden Spiegel 51, einen zweiten ellipsoiden Spiegel 52, einen dritten ellipsoiden Spiegel 53, eine erste Lampe 61, eine zweite Lampe 62, eine dritte Lampe 63, einen Strahlteiler 71 und einen Lichttunnel 40 auf. Der erste ellipsoide Spiegel 51, der zweite ellipsoide Spiegel 52 und der dritte ellipsoide Spiegel 53 haben eine Innenseite, die mit einer vollständig reflektierenden Schicht ausgelegt ist, um Licht zu reflektieren, das auf den ersten, zweiten oder dritten ellipsoiden Spiegel 51, 52, 53 einfällt.
  • Das Lichtzusammenführungssystem der zweiten Ausführungsform nützt ebenso das Merkmal des Fokusses der Ellipse. Die erste Lampe 61 ist im ersten Fokus des ersten ellipsoiden Spiegels 51 angeordnet, und die zweite Lampe 62 ist im ersten Fokus des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 angeordnet. Die Positionen des ersten ellipsoiden Spiegels 51 und des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 formen eine Ellipse. Es fallen somit der erste Fokus des ersten ellipsoiden Spiegels 51 und der zweite Fokus des zweiten ellipsoiden Spiegels 52 zusammen, genauso wie der zweite Fokus des ersten ellipsoiden Spiegels 51 mit dem ersten Fokus des zweiten ellipsoiden Spiegels zusammenfällt.
  • Die dritte Lampe 63 befindet sich im ersten Fokus des dritten ellipsoiden Spiegels 53. Die kurze Achse der vom ersten ellipsoiden Spiegel 51 und vom zweiten ellipsoiden Spiegel 52 geformten Achse und die lange Achse der Ellipse des dritten ellipsoiden Spiegels fallen zusammen.
  • Der Lichttunnel 40 befindet sich am zweiten Fokus des dritten ellipsoiden Spiegels 53, um das zusammengeführte Licht zum nächsten optischen System zu führen. Der Lichttunnel 40 kann, muß aber nicht als systemnotwendiges Element angesehen werden. Es kann sich hierbei auch um ein Prisma handeln.
  • Der Strahlteiler 71 befindet sich am Kreuzungspunkt der langen Achse und der kurzen Achse der durch den ersten ellipsoiden Spiegel 51 und den zweiten ellipsoiden Spiegel 52 gebildeten Ellipsenebene, um Licht vom ersten Fokus und vom zweiten Fokus zu reflektieren. Das Licht, das den Strahlteiler 71 durchläuft, ohne reflektiert zu werden, wird von den ellipsoiden Spiegeln reflektiert und durch den Strahlteiler 74 in den Lichttunnel 40 geführt.
  • Die Pfade und der Sammel- bzw. Konvergierungsvorgang des von der ersten Lampe 61 und der zweiten Lampe 62 ausgesendeten Lichts sind ähnlich denjenigen der oben erläuterten ersten Ausführungsform. Licht von der dritten Lampe 63 wird vom dritten ellipsoiden Spiegel 53 reflektiert und wird, wie in der ersten Ausführungsform, über den Strahlteiler 71 in den Lichttunnel 40 hinein konvergiert bzw. gesammelt.
  • Das Lichtzusammenführungssystem wie oben beschrieben kann auch nur eine oder zwei Lampen anstelle von drei Lampen gleichzeitig benützen. Dank der Fokuseigenschaft des ellipsoiden Spiegels kann die Effizienz der Lichtzusammenführung erhöht werden. Auch kann der Strahlteiler mit einem (in der Zeichnung nicht gezeigten) Teilungsgitter auf der Seite in der Nähe des zweiten ellipsoiden Spiegels belegt sein, um Licht in rotes Licht, grünes Licht und weißes oder blaues Licht zu zerlegen, bevor es den Lichttunnel betritt.
  • Das erfindungsgemäße Lichtzusammenführungssystem verwendet Lampen geringerer Lichtleistung (Lumen) und vereinigt mittels optischer Reflexionsprinzipien die Leistungen von Lampen unterschiedlicher Lichtleistung (Lumen), um eine größere Ausgangsleistung zu erreichen. Im praktischen Betrieb kann gleichzeitig auch nur eine einzige Lampe angeschaltet sein. Für jede Lampe kann eine Leistungserfassungsschaltung und eine Schaltschaltung vorgesehen sein. Wenn eine der Lampen das Ende ihrer Lebenszeit erreicht, kann automatisch für deren Ersatz auf eine andere Lampe umgeschaltet werden. Um es dem Benutzer zu erlauben, unterschiedliche gewünschte Lampen auszuwählen, kann auch ein manuelles Umschaltverfahren angewendet werden. Zwei Lampensätze können auch unterschiedliche Ausgangslichtleistungen (Lumen) haben, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Durch Umschalten der Lampen wird die Gesamtlebensdauer länger.
  • Das Lichtzusammenführungssystem der Erfindung verwendet die Eigenschaft zweier Fokusse einer Ellipse, damit Licht auf einem anderen Fokus gesammelt bzw. konvergiert werden kann, unabhängig davon, ob es von einem ersten Fokus oder einem zweiten Fokus imitiert wurde. Es führt das Licht durch eine Lichtführungseinrichtung zu einer Lichtausgangsseite als Lichtausgang. Der Wirkungsgrad der Lichtzusammenführung der Erfindung erreicht zumindest 1,5, was deutlich höher ist als in herkömmlichen Techniken.
  • Außerdem verwendet die Struktur der Erfindung weniger Lichttunnel als herkömmliche Techniken, ist somit einfacher herzustellen und verringert auch die Kosten von Bauteilen und Modulen.
  • Zum Zwecke der Erläuterung und Offenbarung wurden oben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Abwandlungen und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind fachmännischen Lesern geläufig. Die beiliegenden Ansprüche sollen alle Ausführungsformen abdecken, die nicht vom Geist und vom Umfang der Erfindung abweichen.

Claims (18)

  1. Lichtzusammenführungssystem, mit: einer ersten Lampe (61) an einem ersten Fokus einer Ellipse; und einer Lichtführungseinrichtung (71), die am Kreuzungspunkt der langen Achse und der kurzen Achse der Ellipse angeordnet ist, um Licht von der ersten Lampe auf eine Seite hin zu sammeln bzw. zusammenzuführen, die an der kurzen Achse der Ellipse liegt, um das Licht auszugeben.
  2. System nach Anspruch 1, bei dem die erste Lampe eine erste Abschattung oder Lichtführung (51) aufweist zum Konvergieren oder Sammeln des Lichts, das in der ersten Lampe erzeugt wurde, hin zur Lichtführungsseinrichtung.
  3. System nach Anspruch 2, bei der die erste Lichtführung (51) eine erste ellipsoide Oberfläche auf der Ellipose aufweist, wobei sich die erste Lampe im ersten Fokus der ellipsoiden Oberfläche befindet.
  4. System nach Anspruch 1, mit einer zweiten Abschattung oder Lichtführung gegenüber der ersten Abschattung oder Lichtführung.
  5. System nach Anspruch 4, bei der die zweite Lichtführung eine zweite ellipsoide Oberfläche auf der Ellipse so bildet, dass von der ersten Lampe emittiertes Licht auf einen zweiten Fokus der zweiten ellipsoiden Oberfläche konvergiert bzw. gesammelt wird.
  6. System nach Anspruch 5, mit einer zweiten Lampe (62) am zweiten Fokus der zweiten ellipsoiden Oberfläche (52), wobei die zweite Lichtführung Licht von der zweiten Lampe auf den ersten Fokus der ersten Lichtführung hin sammelt oder konvergiert.
  7. System nach Anspruch 1, bei der die Lichtführungseinrichtung aufweist: einen Strahlteiler (71) in der Mitte der Ellipse; und einen Reflektor (72), der sich an der anderen Seite der kurzen Achse der Ellipse befindet.
  8. System nach Anspruch 7, bei dem der Reflektor (72) ein ebener Spiegel ist.
  9. System nach Anspruch 7, bei dem der Reflektor ein ellipsoider Spiegel ist.
  10. System nach Anspruch 1, bei dem die Lichtführungseinrichtung ein Prisma ist.
  11. Lichtzusammenführungssystem, mit: zwei Lampen in je einem Fokus einer Ellipse; und einer Lichtführungseinrichtung am Kreuzungspunkt der langen Achse und der kurzen Achse der Ellipse zum Sammeln des von den zweiten Lampen emittierten Lichts auf eine Seite der kurzen Achse der Ellipse hin für dessen Ausgabe.
  12. System nach Anspruch 11, bei dem beide Lampen jeweils eine Abschattung oder Lichtführung zum Sammeln bzw. Konvergieren des Lichts von der jeweiligen Lampe hin zur Lichtführungseinrichtung aufweist.
  13. System nach Anspruch 12, bei dem die zwei Lichtführungen eine erste ellipsoide Oberfläche und eine zweite ellipsoide Oberfläche jeweils bilden, und die zwei Lampen jeweils im ersten Fokus der ersten ellipsoiden Oberfläche und im zweiten Fokus der zweiten ellipsoiden Oberfläche liegen.
  14. System nach Anspruch 11, bei dem die Lichtführungseinrichtung aufweist: einen Strahlteiler im Mittelpunkt der Ellipse; und einem an der anderen Seite der kurzen Achse der Ellipse angeordneten Reflektor.
  15. System nach Anspruch 14, bei dem der Reflektor ein ebener Spiegel ist.
  16. System nach Anspruch 14, bei dem der Reflektor ein ellipsoider Spiegel ist.
  17. System nach Anspruch 16, bei dem der ellipsoide Spiegel außerdem eine in einem dritten Fokus des ellipsoiden Spiegels angeordnete Lampe aufweist.
  18. System nach Anspruch 11, bei dem die Lichtführungseinrichtung ein Prisma ist.
DE10329315A 2002-10-11 2003-06-30 Lichtzusammenführungssystem Ceased DE10329315A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW91123415 2002-10-11
TW091123415A TW588163B (en) 2002-10-11 2002-10-11 Light consolidating system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10329315A1 true DE10329315A1 (de) 2004-05-06

Family

ID=32067588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10329315A Ceased DE10329315A1 (de) 2002-10-11 2003-06-30 Lichtzusammenführungssystem

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6939025B2 (de)
JP (1) JP3945581B2 (de)
DE (1) DE10329315A1 (de)
TW (1) TW588163B (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7118228B2 (en) * 2003-11-04 2006-10-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image display system
CN100498040C (zh) * 2004-05-26 2009-06-10 汤姆逊许可证公司 双灯照明系统
JP2011209697A (ja) * 2010-03-12 2011-10-20 Panasonic Corp 照明光学装置、及び、当該照明光学装置を用いた投写型表示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5765934A (en) * 1995-08-04 1998-06-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection type display
JP2002031850A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Fuji Photo Optical Co Ltd 照明装置およびこれを用いた投射型表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW588163B (en) 2004-05-21
US6939025B2 (en) 2005-09-06
JP2004134364A (ja) 2004-04-30
JP3945581B2 (ja) 2007-07-18
US20040070979A1 (en) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60309400T2 (de) Beleuchtungsvorrichtung und Bildprojektionsgerät mit dieser Vorrichtung
DE10329316A1 (de) Beleuchtungssysteme mit mehreren Lampen
DE602004010573T2 (de) Lichtleiteinheit, Beleuchtungsvorrichtung und Projektionsanzeigevorrichtung
DE10392852T5 (de) Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen
DE2139326A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für eine Vorlagenebene in einem Kopiergerät
DE2934397A1 (de) Hochleistungs-lichtquelle
DE3536550A1 (de) Lichtsammelvorrichtung fuer ein lichtprojektionssystem
DE69631860T2 (de) Optische Polarisationsvorrichtung und Flüssigkristall-Projektionssystem damit
DE1925683A1 (de) Beleuchtungseinrichtung fuer einen Projektionsapparat
DE2135698A1 (de) Optisches System insbesondere Projektor
DE10329315A1 (de) Lichtzusammenführungssystem
EP3086025A1 (de) Abstrahleinheit für eine operationsleuchte
DE3150195A1 (de) "reflektorlampe"
DE10256712A1 (de) Beleuchtungsverfahren und- vorrichtung für ein Projektionssystem
DE60221754T2 (de) Polarisationsstrahlenteiler und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2636137A1 (de) Gluehlampe mit optischem system
DE19940207B4 (de) Reflektorsystem zum Führen von Licht unter kleinen Einfallswinkeln
DE3938938A1 (de) Realbild-auflichtprojektor
DE10109592C2 (de) Anordnung zum Erzeugen eines leuchtenden Feldes
DE643216C (de) Einrichtung zum Kopieren von Linsenrasterfilmen
DE102012218179A1 (de) Vorrichtung zur Strahlformung von Licht
DE19944761A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur wellenlängenabhängigen Lichtauskupplung
DE862402C (de) Flaechenleuchte fuer Reproduktionskameras
DE1904924B2 (de) Beleuchtungsvorrichtung fuer die erzeugung von zweimit ihren mittelachsen im wesentlichen parallelen lichtbuendeln
DE3300811A1 (de) Sammeloptik fuer hochleistungs-lichtquellen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection