DE202006015526U1

DE202006015526U1 - Projektionsvorrichtung mit Filter

Info

Publication number: DE202006015526U1
Application number: DE202006015526U
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: JP2010506225A; WO2008043680A1; TWM334948U; US20100079734A1; CN101518093A

Abstract

Projektionsvorrichtung (1) mit einer Lichtquelle (6), einer Bildanzeigeeinrichtung (2) und zumindest einer Filtereinrichtung (10, 12) zum Übertragen eines ersten Teils der Strahlung von der Lichtquelle (6) in einem ersten Wellenlängenbereich im sichtbaren Bereich zu der Bildanzeigeeinrichtung (2) sowie zur vorzugsweise diffusen Reflexion eines zweiten Teils der Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Bereiches.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung mit Filter, insbesondere für Lichtstrahlung außerhalb des sichtbaren Bereiches.
Stand der Technik
Bei Bildprojektionssystemen mit Entladungslampen nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise das in der WO 07/024120 A1 beschriebene, ist eine Entladungslampe mit einem elliptischen Reflektor vorgesehen und gelangt die Strahlung über einen Ultraviolett-Filter,/Infrarot-Filter, d.h. einen UV-Filter oder einen IR-Filter oder einen UV-IR-Filter zu einem Bildanzeigesystem. Der Ultraviolett-Filter/Infrarot-Filter sind normalerweise plan ausgebildet. Als Entladungslampe kommt eine Ultrahochdruck-Entladungslampe zum Einsatz. Durch die Rückreflexion der Strahlung von den Filtern zur Lampe, wobei ein Teil des Lichtbündels zur Lampe fokussiert werden kann, werden hohe Temperaturen auf Teilen der Lampe erzeugt, durch die eine deutliche Verkürzung der Lebensdauer der Lampe zu verzeichnen ist und durch die die Lampe sogar zum Platzen gebracht werden kann.
Im Stand der Technik wurden ferner ebene Gläser mit dichroitischer Beschichtung eingesetzt, die unter einem Winkel von 5° bis 20° im Strahlengang vorlagen. Ein geringer Anstellwinkel der Gläser hat oft den Nachteil, dass das Risiko einer Rückreflexion auf die Lampe steigt. Beispielsweise kann Licht auf die Frontseite des Brenners fokussiert werden und die dort vorhandene Stromzuführung kann geschädigt werden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsvorrichtung zu schaffen, mit der eine hohe Lebensdauer der Lichtquelle bei voller Funktion des UV/IR-Blockers möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Es wird eine Projektionsvorrichtung mit einer Lichtquelle, einer Bildanzeigeeinrichtung und zumindest einer Filtereinrichtung zum Übertragen eines ersten Teils der Strahlung von der Lichtquelle in einem ersten Wellenlängenbereich im sichtbaren Bereich zu der Bildanzeigeeinrichtung sowie zur Reflexion eines zweiten Teils der Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Bereiches vorgesehen. Durch die Reflexion an der erfindungsgemäßen Oberflächenform des UV/IR-Blockers wird die reflektierte Energie diffus verteilt, so dass lokal eng begrenzte Überhitzung an der Lichtquelle vermeidbar ist.
Der zweite Wellenlängenbereich ist vorzugsweise der Bereich der Ultraviolett- und/oder Infrarot-Strahlung, so dass für das menschliche Auge nicht sichtbares Licht, das zu einer Erwärmung der Lichtquelle führen kann, vor einem Eintritt in die Bildanzeigeeinrichtung herausfilterbar ist.
Die Lichtquelle ist entsprechend einer Ausführungsform eine Entladungslampe, vorzugsweise eine Hochdruckentladungslampe, wodurch neben ausgezeichneter Farbwiedergabe und langer Lebensdauer die bei Projektionsanwendungen geforderten extrem großen Lichtmengen auf kleinstem Raum umsetzbar sind.
Es wird bevorzugt, wenn die Filtereinrichtung eine gekrümmte Oberfläche aufweist, durch die die von der Filtereinrichtung reflektierte Energie diffus verteilbar ist.
Es ist von Vorteil, wenn die zur Lichtquelle weisende gekrümmte Oberfläche der Filtereinrichtung aus Sicht der Lichtquelle konkav ist.
Zwischen der zumindest einen Filtereinrichtung und der Bildanzeigeeinrichtung kann ein Integrator vorgesehen sein, so dass eine homogene Lichtverteilung zur Bildanzeigeeinrichtung abstrahlbar ist.
Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Projektionsvorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
2 eine Projektionsvorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf das in 1 gezeigte, erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Projektionsvorrichtung 1 weist ein Bildanzeigesystem 2, ein optisches System 4 und eine Lichtquelle 6 mit eine Reflektor 8 auf, der die durch die Lichtquelle 6 vom optischen System 4 weg, d.h. die in 1 nach links, emittierte Lichtstrahlung bündelt und zum optischen System 4 hin, d.h. in 1 nach rechts umlenkt. Der Reflektor 8 hat im Wesentlichen die Form eines Ellipsoids, so dass die Brennpunktstrahlen der Lichtquelle 6 auf den sekundären Brennpunkt fokussiert werden.
Die Lichtquelle 6 in 1 ist eine Hochdruck-Entladungslampe. Eine zwischen dem Reflektor 8 und dem optische System 4 angeordnete Frontscheibe 16 dient hier als Explosionsschutz, falls die Hochdruck-Entladungslampe explodieren sollte. Es kann für die Lichtquelle jedoch auch jede beliebige Lampe eingesetzt werden, die die für die Projektionsvorrichtung 1 gewünschten Eigenschaften aufweist, d.h. beispielsweise auch andere Arten von Entladungslampen. Die Lichtquelle 6 strahlt sichtbares Licht, Infrarot-Licht und ultraviolettes Licht ab. Für den Einsatz der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, wenn die Lichtquelle Licht außerhalb des für den Menschen sichtbaren Bereiches ausstrahlt, wie z.B. Infrarot-Licht oder ultraviolettes Licht.
Das optische System 4 weist einen Ultraviolett-Filter 10 (UV-Filter), einen Infrarot-Filter 12 (IR-Filter), einen Integrator 14 sowie die restliche Projektoroptik in Form eines Bildanzeigesystems 2 auf.
Der Ultraviolett-Filter 10 und der Infrarot-Filter 12 können dichroitische Gläser sein und entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1 plankonkav ausgebildet sein. Die dichroitisch beschichtete Oberfläche hat einen Krümmungsmittelpunkt in Richtung der Lampe. Es erfolgt somit keine Fokussierung der vom UV-Filter und IR-Filter zurückgeworfenen Strahlung auf Teile der Lampe, sondern die von den Filtern reflektierte Energie wird diffus verteilt und kann somit nicht zu einer lokal begrenzten Überhitzung führen. Dies ist anhand einiger repräsentativer Lichtstrahlen dargestellt. Aufgrund der von der gekrümmten Oberfläche diffus zurückgeworfenen Energie lässt sich die Zuverlässigkeit des Systems erhöhen und die Fehlerrate durch Rückreflektion, insbesondere im Hinblick auf eine Überhitzung an den Elektroden verringern. Der Kühlaufwand für die Projektionsvorrichtung ist u.U. geringer und die Kühlung lässt sich zielgerichtet ausführen.
Das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht trifft auf die Filter 10 und 12 auf und wird über den Integrator 14 zum Bildanzeigesystem 2 geleitet. Im Bildanzeigesystem wird das vom optischen System 4 erzeugte Licht mit seinen beispielsweise roten, grünen und blauen Anteilen modu liert, um auf einem Projektionsschirm ein Bild anzuzeigen.
In 2 sind eine UV-Beschichtung 20 und eine IR-Beschichtung 22 auf die entgegengesetzten Seiten eines konkav-konvexen Filters aufgebracht. Somit ergibt sich ein verringerter Platzbedarf für den Filter. Die sonstige Gestaltung des optischen Systems entspricht dem von 1.
Alternativ dazu kann die UV-Beschichtung 20 auf einen konkav-konvexen Filter aufgebracht sein und/oder die IR-Beschichtung 22 auf einen konkav-konvexen Filter aufgebracht sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das gleichzeitige Vorsehen von Ultraviolett-Filter 10 und Infrarot-Filter 12 beschränkt, sondern nur einer dieser Filter kann vorgesehen sein und aufgrund seiner gekrümmten Ausbildung die diffuse Verteilung der reflektierten Energie bewirken.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das getrennte Vorsehen von UV-Filter 10 und IR-Filter 12 beschränkt, sondern beide Filterfunktionen können in einer Schicht vereinigt werden.

Claims

Projektionsvorrichtung (1) mit einer Lichtquelle (6), einer Bildanzeigeeinrichtung (2) und zumindest einer Filtereinrichtung (10, 12) zum Übertragen eines ersten Teils der Strahlung von der Lichtquelle (6) in einem ersten Wellenlängenbereich im sichtbaren Bereich zu der Bildanzeigeeinrichtung (2) sowie zur vorzugsweise diffusen Reflexion eines zweiten Teils der Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Bereiches.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Wellenlängenbereich der Bereich der Ultraviolett- und/oder Infrarot-Strahlung liegt.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtquelle (6) eine Entladungslampe, vorzugsweise eine Hochdruckentladungslampe, ist.
Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinrichtung (10, 12) eine gekrümmte Oberfläche aufweist, durch die die von der Filtereinrichtung (10, 12) reflektierte Energie diffus verteilbar ist.
Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mit einer UV/IR-Beschichtung versehene, gekrümmte Oberfläche einen Krümmungsmittelpunkt vom Filter aus gesehen in Richtung der Lampe aufweist.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die gekrümmte Oberfläche asphärisch, vorzugsweise konisch, oder sphärisch ausgebildet ist.
Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der zumindest einen Filtereinrichtung (10, 12) und der Bildanzeigeeinrichtung (2) ein Integrator (14) vorgesehen ist.
Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinrichtung (10, 12) plankonkav oder konkav-konvex ausgebildet ist.