(57)【要約】【課題】最小の構造空間および高い光効率を有するランプモジュールを提供する。【解決手段】反射鏡（４）内に挿入され、２つの互いに正反対に配置されたランプ軸部（８，１９）を持つランプ容器（６）を有する少なくとも１つのランプ（２）を備え、特にデータプロジェクションまたはビデオプロジェクションのためのプロジェクタに用いられるランプモジュールが開示されている。本発明によれば、ランプ（２）から放出された放射を出口側のランプ軸部（１０）からそらすための光偏向レンズ（１２，２２）が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射鏡（４）に挿入され、２つの互いに正反対に配置されたランプ軸部（８，１０）を持つランプ容器（６）を有する少なくとも１つのランプ（２）を備え、特にデータプロジェクションまたはビデオプロジェクションのためのプロジェクタに用いられるランプモジュールにおいて、ランプ（２）から放出された放射を出口側のランプ軸部（１０）からそらすための光偏向レンズ（１２，２２）が設けられているランプモジュール。
【請求項２】
レンズ（１２，２２）が開口部（１６，２４）を有し、この開口部（１６，２４）がランプ（２）の出口側のランプ軸部（１０）によって少なくとも部分的に貫通されている請求項１記載のランプモジュール。
【請求項３】
レンズ（１２，２２）が集光レンズである請求項１又は２記載のランプモジュール。
【請求項４】
レンズ（１２，２２）が反射鏡側に凹面状の光入射面（１８）を有し、出口側に凸面状の光出射面（２０）を有する請求項１乃至３の１つに記載のランプモジュール。
【請求項５】
光入射面および光出射面（１８，２０）が円錐形、球形、非球形に形成されている請求項４記載のランプモジュール。
【請求項６】
レンズ（１２）は光出射面（２０）が出口側のランプ軸部（１０）の端部の後に配置されているように構成されている請求項４又は５記載のランプモジュール。
【請求項７】
反射鏡（４）が少なくとも部分的に楕円体である請求項１乃至６の１つに記載のランプモジュール。
【請求項８】
反射鏡（４）および／またはレンズ（１２，２２）が少なくとも２つの平らな部分（２８，３０）を備え、２つの平らな部分（２８，３０）がほぼ対をなして互いに正反対に配置されている請求項１乃至７の１つに記載のランプモジュール。
【請求項９】
反射鏡（４）が受口部（１４）を有し、受口部（１４）内にランプ（２）の背面側のランプ軸部（１０）が収納可能である請求項１乃至８の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１０】
レンズ（１２，２２）が反射鏡（４）に固定されている請求項１乃至９の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１１】
反射鏡（４）の焦点距離（ｆ1）が約６〜８ｍｍの範囲にある請求項１乃至１０の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１２】
反射鏡（４）が約０．８０〜０．８５の範囲の数値的な離心率を有する請求項１乃至１１の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１３】
ランプ（２）のランプ軸（８，１０）が約４〜７．５ｍｍの範囲、好ましくは６ｍｍの前面直径を有する請求項１乃至１２の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１４】
ランプ（２）が反射鏡（４）とレンズ（１２，２２）とからなる予め組み立てられたモジュール内において調整されている請求項１乃至１３の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１５】
ランプ（２）が高圧放電ランプ、特に水銀高圧放電ランプである請求項１乃至１４の１つに記載のランプモジュール。
【請求項１６】
ディジタルデータおよびビデオプロジェクタに使用するための請求項１乃至１５の１つに記載のランプモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射鏡内に挿入され、２つの互いに正反対に配置されたランプ軸部を持つランプ容器を有する少なくとも１つのランプを備え、特にデータプロジェクションまたはビデオプロジェクションのためのプロジェクタに用いられるランプモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
データプロジェクションまたはビデオプロジェクションのためのディジタルプロジェクタの市場は、ＤＬＰ（登録商標）技術の発明以来世界的に著しく増大した。この普及の増大は、とりわけ、プロジェクタが使用技術に基づいて常に低コストにて製作可能であり、プロジェクタがオフィスにおいて日常的に移動使用可能であるように寸法的にコンパクトに構成されていることに理由がある。特に、平たいデータプロジェクタへの需要が存在する。それによって反射鏡直径および反射鏡高さに関する照明光学設計にも制限が生じる。この場合に、スクリーンにおける明るさを通常設計に比べて可能なかぎり維持する解決策、すなわち与えられた有効光において同じランプ電力とランプモジュールの類似の発光効率とを可能にする解決策が求められている。問題は、与えられた電力においてランプが小さくならず、したがってランプモジュール全体（ランプおよび反射鏡）が簡単に小型化できないことにある。反射鏡だけを小さくすれば、熱的な理由から点灯が不可能にもなり得るし、幾何学的な理由から明白な効率低下も生じ得る。
【０００３】
ディジタルプロジェクションシステムの場合には、光源として、例えばｗｗｗ．ｏｓｒａｍ．ｄｅにおいてビデオおよびプロジェクションランプ（ＶＩＰランプ）項目のもとに
記載されているような反射鏡付き高圧放電ランプが使用される。反射鏡付き高圧放電ランプは、反射鏡内に挿入された高圧放電ランプを有する。この種の反射鏡付き高圧放電ランプを設計する際、発生する非常に高い温度において反射鏡もランプも熱的に損傷されないように配慮されなければならない。ランプは一般にほぼ中央に配置された放電容器を備え、放電容器は互いに正反対に配置された２つのランプ軸部へ移行する。要求される平たい構造形態を小さな反射鏡によって実現しようとする場合に、反射鏡は短い焦点距離および焦点の短い間隔を持つであろう。なぜならば、反射鏡の数値的な離心率が主として所望の角度分布によって予め与えられているからである。したがって、短い焦点距離は、熱的に制限されたランプ軸長に基づいて、放出された放射の一部が軸部端で反射されるようにするので、（反射される光ビームのぼやけをもたらす）願わしくない陰影およびランプ軸部の激しい熱負荷を生じる結果になる。
【０００４】
放出された放射がランプ軸部に当らず、ランプ光軸に沿って配置され円環面の非球体として形成された回転体により軸部端の背後で初めて集束されてインテグレータ内に導かれることによって、陰影とランプ軸部の付加的な加熱とが回避されるように反射鏡を構成することは公知である（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この種の設計は反射鏡の短い焦点距離にしか有効でないので、小さいガラス球外径を有する低電力ランプしか使用可能でないか、または効率が低い。したがって、スクリーンにおいて得られる光束が制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１２６３４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、最小の構造空間および高い光効率を有するランプモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、反射鏡内に挿入され、２つの互いに正反対に（直径方向に）配置されたランプ軸部を持つランプ容器を有する少なくとも１つのランプを備え、特にデータプロジェクションまたはビデオプロジェクションのためのプロジェクタに用いられるランプモジュールであって、ランプから放出された放射を出口側のランプ軸部からそらすための光偏向レンズが設けられているランプモジュールによって解決される。本発明の特に有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明による解決策においては、光偏向レンズによって、ランプから放出された放射が出口側ランプ軸部からそらされるので、ランプ軸部による陰影が防止され、または著しく低減され、ランプモジュールの最大効率が保証されている。レンズの光出射面が、放出された光ビームの所望の角度分布に合わせるための更なる自由度を提供することから、反射鏡の数値的な離心率が特許文献１による従来技術に比べて大きく選定可能であり、このことは、同じ焦点において、より長い焦点距離を可能にし、それゆえその焦点距離に相応したガラス球直径を有する高出力ランプの使用を可能にする。反射鏡は、本発明の実施態様では、少なくとも部分的に楕円体として構成され、約０．８０〜０．８５の範囲の数値的な離心率を有する。
【０００９】
本発明の特に有利な実施態様によれば、レンズが開口部を有し、この開口部がランプの出口側のランプ軸部によって少なくとも部分的に貫通されている。
【００１０】
レンズが反射鏡側に凹面状の光入射面を有し、出口側に凸面状の光出射面を有すると特に有利であることがわかった。レンズは集光レンズとして構成されているとよい。
【００１１】
本発明の有利な実施態様では、光入射面および光出射面が円錐形、球形、非球形に形成されている。
【００１２】
本発明の変形において、レンズは光出射面が出口側のランプ軸部の端部の後に配置されているように構成されている。
【００１３】
反射鏡上においてレンズをずらすことができるように、反射鏡およびレンズが平らな部分を備えているならば、反射鏡とレンズとの間の接続が更に最適化される。
【００１４】
レンズが反射鏡に取り付けられてランプモジュールの前面板を形成し、それによってランプモジュールが少なくとも部分的に閉じられているとよい。
【００１５】
プロジェクションシステムのための放電ランプにおいて、放電アークは反射鏡の短い焦点距離の焦点に配置されている。この焦点距離は約６〜８ｍｍの範囲にあるとよく、この寸法がランプおよび反射鏡のコンパクトな構造様式と最小の熱負荷との間の最適な妥協であることが分かった。
【００１６】
ランプは高圧放電ランプ、特に水銀高圧放電ランプとして実施されるとよい。ランプのランプ軸部は本発明の実施態様では約４〜７．５ｍｍの範囲の、好ましくは６ｍｍの直径を有するとよい。
【００１７】
本発明の実施態様ではランプの調整が反射鏡とレンズとからなる予め組み立てられたモジュールにおいて行なわれる。
【００１８】
本発明によるランプモジュールは、例えばディジタルデータプロジェクタおよびビデオプロジェクタに使用することができる
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の第１の実施例によるランプモジュールの側面図である。
【図２】図２は本発明の第２の実施例によるランプモジュールの側面図である。
【図３】図３は図２のランプモジュールの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下において有利な実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
【００２１】
図１によれば、本発明によるランプモジュール１は、反射鏡４内に挿入され、２つの互いに正反対に（直径方向に）配置されたランプ軸部８，１０を持つ放電容器（放電管）６を有する概略的に示されたランプ２を備えている。ランプ２から放出された放射を出口側のランプ軸部１０からそらすための光偏向レンズ１２が設けられている。レンズ１２により、ランプ２から放出された放射が出口側のランプ軸部１０からそらされるので、ランプ軸部１０による陰影が防止され、ランプモジュール１の最大効率が保証されている。ランプ２の背後側のランプ軸部８は反射鏡４の受口１４内に挿入されている。レンズ１２は反射鏡４に固定され、ランプモジュール１の前面板を形成しているので、ランプモジュール１は少なくとも部分的にレンズ１２によって閉じられている。出口側のランプ軸部１０の受け入れのためにレンズ１２はほぼ中央に配置された円筒状の開口部１６を有し、開口部１６はランプ軸部１０によって部分的に貫通されている。レンズ１２は、反射鏡側に凹面状の光入射面１８を持ち、そして出口側に凸面状の光出射面２０を持つ。レンズ１２の光入射面１８および光出射面２０は円錐形に形成され、光出射面２０が出口側のランプ軸部１０の端部の後に配置されている。本発明の図示されていない実施例において、レンズの光入射面および光出射面は球面または非球面に構成されている。ランプ２は、例えば反射鏡４と共に予め組み立てられたユニットを構成し、このユニットは、図示されていないプロジェクタ、例えばディジタルプロジェクタにおいてＤＰＬ／ＤＭＤまたはＬＣＤ技術によるデータプロジェクションまたはビデオプロジェクションのために使用可能である。
【００２２】
本発明の図示された実施例において、ランプ２は高圧放電ランプとして構成されている。この種の放電ランプ２の構造は公知であり、これは、例えばｗｗｗ．ｏｓｒａｍ．ｄｅにおいて、Ｐ−ＶＩＰ−Ｌａｍｐｅｎの名前で記載されているので、これ以上の説明は必要としない。ランプ２の放電容器６は、発生する放電アークが反射鏡４の焦点Ｆ1にあるように、反射鏡４の内側に配置されている。焦点Ｆ1の焦点距離ｆ1は約６〜８ｍｍの範囲内にあり、この寸法はランプ２および反射鏡４のコンパクトな構造様式と最小の熱負荷との間の最適な妥協であることが分かった。放電容器６内に放電アークによって発生された光が反射鏡４およびレンズ１２によって図示されていないインテグレータ内の入口アパーチャにある焦点Ｆ2上に結像される。放電アークは点状の光源ではないために、この結像は、図１において理想化されて示されているようには点状に正確に焦点Ｆ2内に生じない。レンズ１２の光出射面２０が、放出される光ビームを所望の角度分布に合わせるための更に別の自由度を提供するために、同じ焦点Ｆ1でより大きな焦点距離Ｆ2が可能にされるように、したがって相応に大きな軸部長さおよび軸部直径を有する高出力ランプの使用が可能にされるように、反射鏡４の数値的な離心率が大きく選ばれるとよい。反射鏡４は、図示された実施例において、部分的に楕円体として構成され、約０．８０〜０．８５の範囲の数値的な離心率を有する。
【００２３】
本発明の第２の実施例によるランプモジュール１の側面図を示す図２によれば、レンズ２２は、図１のレンズ１２に比べて薄い厚さを有し、ランプ軸部１０の端部と放電容器６との間に配置されている。出口側のランプ軸部１０の受け入れのために、レンズ２２は、ほぼ中央に配置された円筒状の開口部２４を有し、この開口部２４はランプ軸部１０によって貫通されている。レンズ２２は凹面状の光入射面１８および凸面状の光出射面２０を有する集光レンズとして構成されている。
【００２４】
特に、図２のランプモジュール１の平面図を示す図３から分かるように、レンズ２２は反射鏡４に、レンズ２２がランプモジュール１の前面板を構成し、かつランプモジュール１が部分的にレンズ２２によって閉じられているように固定されている。ランプ２の熱発生およびそれに起因する寿命制限のゆえに、有効な冷却を行なうことが好ましい。このために、図示されていない送風機を介して軸線方向に反射鏡４内に空気が吹き込まれる。冷却空気流がランプ２を取り囲み、引続いて２つの冷却空気出口２６を介して放射方向（半径方向）に反射鏡４から流れ出る。それによってランプモジュール１内の蓄熱の生成が効果的に防止される。
【００２５】
更に、反射鏡４およびレンズ２２は、互いに正反対に平行間隔にて配置された平らな部分２８を備えている（図３においては他方の平らな部分は示されていない）。それによってランプモジュール１の組込み高さが更に最小限に減らされる。
【００２６】
本発明によるランプモジュール１は、図示された実施例に限定されず、むしろ従来技術から公知の形とは異なったレンズ１２，２２を有することができる。例えばレンズ１２，２２は平凸面に構成することができる。
【００２７】
反射鏡４内に挿入され、２つの互いに正反対に配置されたランプ軸部８，１０を持つ放電容器６を有する少なくとも１つのランプ２を備え、特にデータプロジェクションまたはビデオプロジェクションのためのプロジェクタに用いられるランプモジュール１が開示されている。本発明によれば、ランプ２から放出された放射を出口側のランプ軸部１０からそらすための光偏向レンズ１２，２２が設けられている。
【符号の説明】
【００２８】
１          ランプモジュール
２          ランプ
４          反射鏡
６          放電容器
８          ランプ軸部
１０        ランプ軸部
１２        レンズ
１４        受口
１６        開口部
１８        光入射面
２０        光出射面
２２        レンズ
２４        開口部
２６        冷却空気出口
２８        平らな部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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