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DE10329316A1 - Beleuchtungssysteme mit mehreren Lampen - Google Patents

Beleuchtungssysteme mit mehreren Lampen Download PDF

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DE10329316A1
DE10329316A1 DE10329316A DE10329316A DE10329316A1 DE 10329316 A1 DE10329316 A1 DE 10329316A1 DE 10329316 A DE10329316 A DE 10329316A DE 10329316 A DE10329316 A DE 10329316A DE 10329316 A1 DE10329316 A1 DE 10329316A1
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DE
Germany
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light
beam splitter
light tunnel
lighting system
tunnel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10329316A
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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
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Publication date
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Abstract

Ein Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen (22) wird zur Erreichung größerer Lumen-Leistungen vorgesehen. Es weist mehrere Lichtführungseinrichtungen (20) auf, die jeweils eine Lampe (22), einen Reflektor (21) und einen Lichttunnel (23) aufweisen. Der Lichttunnel (23) weist eine End-Reflexionsoberfläche (231) mit einer Eingangsapertur (232) auf. Mehrere Lichtführungseinrichtungen (20) sind mit einem Strahlteiler über jeweilige Eingangsfläche (12) verbunden. Der Strahlteiler (10) kann eine reflektierende Oberfläche (11) aufweisen. Über eine Lichtausgangsfläche (13) wird Licht abgegeben.

Description

  • FELD DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen, und insbesondere ein Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen zum Sammeln des von den Lampen emittierten Lichts an einem Fokus.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die heute bekannten Projektionstechniken können in zwei Typen gruppiert werden, nämlich Flüssigkristallsanzeige(LCD)-projektoren und Digitallichtbearbeitungs(DLP)-projektoren. Der DLP-Projektor wurde von Texas Instruments entwickelt. Er hat einen auf einem Mikrochip angeordneten, sehr kleinen Spiegel, der "Digital Micromirror Device (DMD)" genannt wird, um Licht zu reflektieren und sehr helle und scharfe Projektionsbilder zu erzeugen. LCD- oder DLP-Projektoren verwenden aber üblicherweise eine einzelne Lampe als Lichtquelle zur Projektion von Bildern. Um höhere Lichtleistungen zu erhalten, benötigt der Projektor Lampen höherer Leistung.
  • Lampen mit höherer Leistung haben kürzere Lebensdauer und höheren Leistungskonsum. Die Verwendung von Lampen mit höherer Leistung erhöht die Kosten von Ersatzteilen. Dies ist somit keine optimale technische Lösung.
  • Es ist deshalb notwendig, eine Lösung zu entwickeln, die mehr als eine Lampe relativ geringer Leistung verwendet, um die gleiche Lichtleistung über einen optischen Sammlungsprozess bereit zu stellen, um dem Problem höheren Leistungsverbrauchs und geringerer Beleuchtungseffizienz, wie sie bei Lampen mit höher Leistung vorliegen, abzuhelfen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die obigen Nachteile ist es vorrangige Aufgabe der Erfindung, ein Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen anzugeben, das mehr als eine fokussierte Lampe hat, um die Lichtleistung zur Projektion von Bildern zu erhöhen.
  • Das Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen nach der Erfindung verwendet zwei säulenartige Lichttunnel und einen Strahlteiler, die unter einem bestimmten Winkel zueinander befestigt sind. Es verwendet einen reflektierenden Spiegel, um von unterschiedlichen Lampen ausgesendete Lichtstrahlen zu reflektieren, und sammelt die Lichtstrahlen, um dadurch eine höhere Leistung von Ausgangslicht für die Projektoren bereitzustellen.
  • Um die obige Aufgabe zu erreichen, weist das Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen nach der Erfindung einen Strahlteiler auf, der auf einer Seite eine strahlreflektierende Oberfläche hat, und angeordnet auf zwei Seiten des Strahlteilers, auf denen die reflektierende Oberfläche nicht angeordnet ist, jeweils einen Satz von Lichtführungseinrichtungen. Die Lichtführungseinrichtung weist eine Lampe auf, die Licht auf einen Fokuspunkt fokussiert aussendet, und einen Lichttunnel. Der Lichttunnel hat vorzugsweise an einem Ende eine reflektierende Oberfläche in der Nähe des Fokuspunkts der Lampe, wobei die andere Seite mit dem Strahlteiler verbunden ist. Die reflektierende Oberfläche des Lichttunnels hat eine Eingangsapertur im Fokus der Lampe so, dass das auf den Fokuspunkt gesammelte Licht die Eingangsapertur durchläuft und den Lichttunnel betritt und durch den Lichtkanal an den Strahlteiler ausgegeben wird. Der Strahlteiler hat vier Oberflächen mit einer reflektierenden Oberfläche, zwei Lichttunnelverbindungsflächen und eine Lichtausgabefläche.
  • Ein Teil des von einer beispielhaft betrachtenden Lampe an den Strahlteiler ausgegeben Lichts wird an der Strahlteilungsoberfläche reflektiert und durch die Lichtausgabefläche ausgegeben. Ein anderer Teil des Lichts durchläuft die Strahlteilungsfläche, wird an der Strahlreflexionsfläche reflektiert und gelangt in den Lichttunnel einer anderen Lichtführungseinrichtung, so dass das Licht von der vorzugsweise am Ende des Tunnels gelegenen reflektierenden Oberfläche reflektiert werden kann und wieder in den Strahlteiler läuft. Es wird dann an der Strahlreflexionsfläche reflektiert und durch die Lichtausgabefläche des Strahlteilers ausgegeben. Somit wird Licht wiederholt in den Strahlteiler reflektiert, so dass ein großer Teil des Lichts durch die Lichtausgabefläche des Strahlteilers ausgegeben werden kann. Das oben beschriebene Prinzip kann auch für eine weitere Lampe angewendet werden.
  • Der Aufbau des obigen Beleuchtungssystems mit mehren Lampen hat zwei Sätze von Lampen. Nach dem gleichen Prinzip können auch drei Sätzen von Lampen verwendet werden. Der Aufbau weist einen Strahlteiler und drei Lichtführungseinrichtungen auf. Die Lichtführungseinrichtungen sind jeweils an zwei aneinander angrenzenden Seiten des Strahlteilers angeordnet und weisen jeweils eine Lampe mit einem Fokus zum Sammeln des Lichts und einen Lichttunnel auf. Der Lichttunnel hat ein Ende als reflektierende Oberfläche in der Nähe des Fokus der Lampe und ein anderes Ende in Verbindung mit dem Strahlteiler. Die reflektierende Oberfläche am Ende des Lichttunnels hat eine Eingangsapertur, die am Fokus der Lampe liegt, so dass das am Fokus gesammelte Licht die Eingangsapertur durchlaufen und in den Lichttunnel gelangen kann, der das Licht zum Strahlteiler führt und an diesen ausgibt. Der Strahlteiler hat vier Oberflächen und weist eine Reflektionsoberfläche, drei Lichttunnelverbindungsoberflächen und eine Ausgangsoberfläche auf.
  • Das Licht einer beispielhaft betrachteten Lampe, das an den Strahlteiler ausgegeben wurde, wird an der Strahlreflexionsoberfläche reflektiert und durch die Lichtausgangsoberfläche ausgegeben. Ein anderer Teil des Lichts durchläuft die Strahlteilungsoberfläche und gelangt in den Lichttunnel einer anderen Lichtführungseinrichtung, so dass das Licht an der Lichttunnelende-Reflexionsoberfläche reflektiert wird und wieder in den Strahlteiler gelangt. Dadurch wird Licht wiederholt in den Strahlteiler reflektier, so dass ein großer Anteil des Lichts durch die Lichtausgangsoberfläche des Strahlteilers ausgegeben werden kann. Das oben beschriebene Prinzip kann auch für die zwei andren Lampen angewendet werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Das obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben, es zeigen
  • 1A eine schematische Ansicht der Systemarchitektur eines Beleuchtungssystems mit mehreren Lampen nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 1B eine schematische Ansicht der Systemsarchitektur eines Beleuchtungssystems nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
  • 2 die schematische Ansicht der Erfindung, die zeigt, wie Licht, das von einer Lampe ausgesendet wird, gesammelt und in einen Lichttunnel projiziert wird, und
  • 3 eine schematische Ansicht der Systemarchitektur eines Beleuchtungssystems mit mehreren Lampen nach der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1A zeigt die Systemarchitektur eines Beleuchtungssystems mit mehreren Lampen nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Beleuchtungssystem weist zwei Lampen 22 auf, einen Strahlteiler 10 und zwei Sätze von Lichtführungseinrichtungen 20. Der Strahlteiler 10 hat vier Oberflächen mit einer Strahlreflexionsoberfläche 11, zwei Lichttunnelverbindungsoberflächen 12 und einer Lichtausgabeoberfläche 13. Die Lichtführungseinrichtungen 20 sind jeweils an Seiten des Strahlteilers 10 angebracht, wo die reflektierende Oberfläche nicht angebracht ist, also an den Lichttunnelverbindungsoberflächen 12 wie in der Zeichnung gezeigt.
  • Zur Vereinfachung der Erläuterung ist die Lampe durch eine ellipsenförmige Lampe in der Zeichnung dargestellt. Es kann aber eine beliebige Lampe verwendet werden, die Licht fokussieren kann.
  • Die Lichtführungseinrichtung 20 besteht hauptsächlich aus einem ellipsenförmigen Spiegel 21, einer Lampe 22 und einem Lichttunnel 23. Der ellipsenförmige Spiegel 21 hat einen ersten Fokus und einen zweiten Fokus. Die Lampe 22 ist am ersten Fokus des ellipsenförmigen Spiegels 21 angeordnet, so dass von der Lampe 22 ausgesendetes Licht am ellipsenförmigen Spiegel 21 reflektiert und am zweiten Fokus konvergiert bzw. gesammelt wird. Der Lichttunnel 23 hat eine Endreflexionsoberfläche 231, die an einer Seite in der Nähe des ellipsenförmigen Spiegels 21 ausgebildet ist, wobei die andere Seite mit der Lichttunnelverbindungsoberfläche 12 des Strahlteilers 10 verbunden ist. Die Verbindung ist eine optische Verbindung oder weist einen kleinen Luftspalt auf. Das Ende des Lichttunnels nahe der reflektierenden Oberfläche 231 hat eine Eingangsapertur 232. Der Lichttunnel 23 ist mit einer Seite in der Nähe des ellipsenförmigen Spiegels 21 angeordnet und am zweiten Fokus des ellipsenförmigen Spiegels 21 so angeordnet, dass das auf dem zweiten Fokus konvergierende bzw. gesammelte Licht durch die Eingangsapertur 232 läuft und in den Lichttunnel 23 gelangt. Es durchläuft dann den Lichttunnel 23 und wird dann an den am anderen Ende des Lichttunnels angebrachten Strahlteiler 10 ausgegeben. Der Lichttunnel 23 kann hohl oder fest sein. Bei einem hohlen Lichttunnel ist das Innere des Tunnels mit einem voll reflektierenden Film ausgekleidet, um das durch die Eingangsapertur 232 einfallende Licht zu reflektieren.
  • Der Strahlteiler 10 reflektiert und transmittiert das vom Lichttunnel 23 kommende Licht. Die Eigenschaften des Strahlteilers 10 erlauben nicht die vollständige Reflektion des Lichts an der Strahlteilungsoberfläche 14. Ein Teil des Lichts tritt durch die Strahlteilungsoberfläche 14 hindurch und gelangt in einen anderen Lichttunnel und wird von der Lichttunnel-Endreflexionsfläche 231 reflektiert, so dass es abermals in den Strahlteiler 10 gelangt. Schließlich wird es durch die Lichtausgabeoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben.
  • Das in den Strahlteiler 10 einlaufende Licht wird im Strahlteiler 10 reflektiert und durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben. Das den Strahlteiler 10 durchlaufende Licht läuft in den Lichttunnel einer anderen Lichtführungseinrichtung, wird im Lichttunnel einer anderen Lichtführungseinrichtung zum Strahlteiler reflektiert und durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben. Durch die Strahlteilungsoberfläche 14 des Strahlteilers 10 werden sowohl das von der Strahlteilungsoberfläche 14 reflektierte Licht als auch das ihn durchlaufende Licht durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben. Der Lichtweiterleitungswirkungsgrad kann somit höher werden, und Verluste von Lichtenergie können verringert werden. Es wird so die Wirkung des Sammelns mehrerer Lampen bewirkt, und Licht einer größeren Ausgangsleistung steht an der Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 an.
  • Somit wird das Licht einer beliebigen der zwei Sätze von Lichtführungseinrichtungen vom Strahlteiler 10 bzw. von der Lichttunnelend-Reflexionsoberfläche des Lichttunnels 23 reflektiert oder weitergeleitet und schließlich durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben. Als Ergebnis wird Lichtenergie von zwei unterschiedlichen Lampen gesammelt, nachdem es reflektiert wurde, um zu Licht höhere Leistung zu werden. Die Lampen müssen nicht die gleiche Leistung haben. Lampen unterschiedlicher Leistung können je nach Notwendigkeit verwendet werden.
  • Die Lampen der Erfindung verwenden konvergierende bzw. sich sammelnde Lichtstrahlen anstelle paralleler Lichtstrahlen in bekannten Techniken. Letztere verwenden Spiegel mit parabolischer Oberfläche, wobei die Lampe im Fokus der parabolischen Oberfläche angeordnet ist, um Licht zu reflektieren und ein paralleles Lichtbündel als Ausgabe zu erzeugen. Das Ausgangslicht wird durch ein reflektierendes Prisma reflektiert, um das endgültige parallele Ausgangslicht zu erzeugen. Allgemein wird Licht mehrere Male an der parabolischen Oberfläche reflektiert, bevor es ausgegeben wird. Da der Spiegel mit parabolischer Oberfläche nicht kugelförmig ist, ist er schwierig herzustellen. Der Spiegel mit parabolischer Oberfläche und das Prisma neigen dazu, Fabrikationsfehler zu haben, so dass es schwierig ist mit ihnen parallele Lichtbündel zu erzeugen.
  • Verwendet man konvergierende Lichtstrahlen, wird das Licht, wenn es den Lichttunnel betreten hat, nicht weiter durch die Lampe beeinflusst. Licht wird zwischen dem Lichttunnel und dem Strahlteiler hin- und herreflektiert. Techniken zur Herstellung optischer Oberflächen für die Lichttunnel und Strahlteiler sind bekannt und seit über 100 Jahren gut beherrschbar. Die Herstellungstechnologien und das Verfahren sind vergleichsweise einfach und fangen Fehler in weiten Bereichen auf und erreichen so eine stabilere Ausgabe.
  • Statt der Ausführungsform, bei der die Lichtführungseinrichtungen 20 an zwei aneinander angrenzenden Seiten des Strahlteilers 10 wie in 1A gezeigt angeordnet sind, kann in einer anderen Ausführungsform die Anordnung auch an zwei gegenüberliegenden Verbindungsoberflächen 12 des Strahlteilers 10 sein, wie in 1B gezeigt.
  • 2 zeigt die Lichtausbreitungsbedingungen im Lichttunnel. Die Lampe 22 befindet sich am ersten Fokus des ellipsenförmigen Spiegels 21. Die von der Lampe 22 emittierten Lichtstrahlen werden am zweiten Fokus gesammelt bzw. konvergiert, so dass die optischen Pfade in einer konischen Zone konvergieren. Der Lichttunnel 23 am ellipsenförmigen Spiegel 21 hat eine End-Reflexionsoberfläche 231, die eine Eingangsapertur 232 aufweist, damit Lichtstrahlen in den Lichttunnel 23 gelangen können. Die Größe der Eingangsapertur 232 ist gerade groß genug, dass alle am zweiten Fokus gesammelten Lichtstrahlen durchtreten können. Je kleiner die Eingangsapertur 232 ist, desto unwahrscheinlicher sind Lichtstreuungen an der Eingangsapertur 232 des Lichttunnels 23. Der Lichttunnel 23 kann ein Festkörper sein, beispielsweise aus optischem Glas, oder er kann eine Hohlstruktur mit Luft als Medium sein.
  • Nimmt man die Festkörperstruktur als Beispiel, gelangen Lichtstrahlen durch die Eingangsapertur 232 in den Lichttunnel 23. Nach dem Snell'schen Gesetz werden Lichtstrahlen, die in den Lichttunnel gelangen, innerhalb des Tunnels vollständig reflektiert, ohne dass sie durch die Tunnelwände gelangen, wenn der Einfallswinkel kleiner als der kritische Winkel θc für vollständige Reflexion ist. Beispielsweise wird Lichtstrahl 22A am ellipsenförmigen Spiegel 21 reflektiert und gelangt durch die Eingangsapertur 232 in den Lichttunnel 23. Nachdem er im Inneren des Tunnels vollständig reflektiert wurde, gelangt das Licht 22A in den Strahlteiler 10. Ein Teil des Lichts wird an der Strahlteilungsoberfläche 14 reflektiert und durch die Lichtausgangsoberfläche 13 ausgegeben. In ähnlicher Weise wird Licht 22B am ellipsenförmigen Spiegel reflektiert und gelangt in den Lichttunnel 23 durch die Eingangsapertur 232. Nachdem es im Tunnel vollständig reflektiert wurde und in den Strahlteiler 10 gelangte, wird ein Teil des Lichts an der Strahlteilungsoberfläche 14 reflektiert und durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben. Nachdem die Lichtstrahlen 22A und 22B in den Strahlteiler 10 gelangen, werden sie nicht vollständig reflektiert. Ein Teil des Lichts tritt durch die Strahlteilungsoberfläche 14 hindurch und wird an der Strahlteiler-Reflexionsoberfläche 11 in den Lichttunnel einer weiteren Lichtführungseinrichtung reflektiert, nachdem es mehrfach reflektiert wurde, wird das Licht durch die Lichtausgangsoberfläche 13 ausgegeben.
  • Der Strahlteiler 10 und der Lichttunnel 23 können durch optische Verbindungsverfahren (etwa optisches Kleben) oder über einen Luftspalt zur Verringerung der Lichtabsorption beim Durchlauf von Licht durch eine Klebeoberfläche miteinander verbunden sein, wobei Letzteres den Lichtweiterleitungswirkungsgrad verbessert. Der Strahlteiler 10 hält die Lichtausbreitungswinkel innerhalb des Lichttunnels 23 kleiner als den kritischen Winkel θc unabhängig davon, ob der Ausbreitungswinkel des Lichts durch Reflexion geändert wird oder wegen Durchtritts ungeändert bleibt. Wegen der Lichttunnelend-Reflexionsoberfläche wird das meiste Licht durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 abgegeben, so dass ein Lichtsammeleffekt erreicht werden kann.
  • Die oben erläuterte Ausführungsform ist ein Beleuchtungssystem mit zwei Lampensätzen. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit drei Lampensätzen. Das Beleuchtungssystem weist einen Strahlteiler 10 und drei Sätze von Lichtführungseinrichtungen 20 auf. Die Lichtführungseinrichtungen 20 sind jeweils mit unterschiedlichen Verbindungsoberflächen des Strahlteilers 10 verbunden, also den drei Verbindungsoberflächen 12 für die in der Zeichnung gezeigten Lichttunnel. Wie in der ersten, oben erläuterten Ausführungsform besteht eine Lichtführungseinrichtung 20 aus einem ellipsenförmigen Spiegel 21, einer Lampe 22 und einem Lichttunnel 23. Der ellipsenförmige Spiegel 21 hat einen ersten Fokus und einen zweiten Fokus. Die Lampe 22 befindet sich am ersten Fokus des ellipsenförmigen Spiegels 21 so, dass das von der Lampe 22 emittierte Licht am ellipsenförmigen Spiegel 21 reflektiert und am zweiten Fokus konvergiert bzw. gesammelt wird. Der Lichttunnel 23 hat am Ende eine reflektierende Oberfläche 231, die an der Seite in der Nähe des ellipsenförmigen Spiegels 21 ausgebildet ist, wobei die andere Seite mit dem Strahlteiler 10 verbunden ist. Die Lichttunnelend-Reflexionsoberfläche 231 hat eine Eingangsapertur 232. Eine Seite des Lichttunnels 23 ist in der Nähe des zweiten Fokus des ellipsenförmigen Spiegels 21 und ist an dessen zweiten Fokus angeordnet. Die Eingangsapertur 232 befindet sich am zweiten Fokus. Das am zweiten Fokus gesammelte Licht durchläuft die Eingangsapertur 232 und gelangt in den Lichttunnel 23, durchläuft den Lichttunnel 23 und wird zum Strahlteiler 10 an der anderen Seite des Lichttunnels ausgegeben. Der Lichttunnel 23 kann hohl oder ein Festkörper sein. Bei einem hohlen Lichttunnel wird das Innere des Tunnels mit einem Vollreflexionsfilm beschichtet, um das durch die Eingangapparatur 232 eintretende Licht zu reflektieren.
  • Der Strahlteiler 10 erlaubt dem Licht vom Lichttunnel 23 Reflexion und Transmission. Aufgrund der Eigenschaften des Strahlteilers 10 wird das Licht nicht vollständig reflektiert. Ein Teil des Lichts tritt durch die Strahlteilungsoberfläche 14 hindurch und läuft in einen anderen Lichttunnel. Nach Reflexion wird Licht durch die Lichtausgangsoberfläche 13 des Strahlteilers 10 ausgegeben.
  • Somit wird Licht von einem beliebigen der drei Sätze der Lichtführungseinrichtungen an der Lichttunnelend-Reflexionsoberfläche und am Strahlteiler 10 reflektiert, bzw. durchläuft ihn und wird schließlich durch die optische Ausgangsoberfläche ausgegeben. Auf diese Weise kann Lichtenergie von drei unterschiedlichen Lampen reflektiert und gesammelt werden, um eine höhere Ausgangsleistung zu erhalten.
  • Das Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen nach der Erfindung verwendet Lampen niedrigerer Leistung und nützt optische Reflexionsprinzipien, und die Leistung unterschiedlicher Lampen zusammen, um eine höhere Leistungsausgabe zu erreichen, um dadurch für einen Projektor größere Lichtleistungen bereit zu stellen. Im Betrieb kann auch gleichzeitig immer nur eine Lampe eingeschaltet sein. Es können für jede Lampe eine Leistungserfassungsschaltung und eine Schaltschaltung vorgesehen sein. Wenn eine der Lampen sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähert, kann zum Ersatz automatisch auf eine andere Lampe umgeschaltet werden, um erstere zu ersetzen. Auch ein manuelles Umschaltverfahren kann vorgesehen sein, um es einem Benutzer zu erlauben, unterschiedliche gewünschte Lampen auszuwählen. Zwei Lampensätze können auch unterschiedliche Ausgangslichtleistungen (Lumen) haben, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden zu können. Durch Schalten der Lampen wird die Gesamtlebensdauer länger.
  • Das Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen nach der Erfindung verwendet Lichttunnel mit niedrigerer Lichtabsorptionsrate und einem kleinen Luftspalt im Verbindungsbereich, so dass der optimale Lichtreflexionsindex erreicht werden kann. Nur ein kleiner Anteil des Lichts entkommt nach der Reflexion durch die Apparatur. Wenn die Apparatur 30% der gesamten reflektierenden Oberfläche einnimmt, zeigen Berechnungen, dass theoretisch eine einzelne Lampe 80% des insgesamt abgegebenen Lichts erreichen kann. Wenn etwa eine Lampe von 1000 Lumen in die Duallampenstruktur nach der Erfindung eingebaut ist, kann eine Ausgabe von 1600 Lumen erreicht werden. Insgesamt erreicht man somit mit Lampen geringerer Lichtleistung bzw. eines geringeren Lichtstroms einen höheren Beleuchtungswirkungsgrad mit größeren Lichtleistungen bzw. einem größeren Lichtstrom.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurden exemplarisch für die Erfindung und zum Zwecke deren Offenbarung erläutert. Abwandlungen von offenbarten Ausführungsformen der Erfindung können sich für fachmännische Leser ergeben. Die folgenden Patentansprüche sollen alle Ausführungsformen abdecken, die nicht vom Sinn und vom Umfang der Erfindung abweichen.

Claims (20)

  1. Beleuchtungssysteme mit mehreren Lampen, mit einem Strahlteiler (10) mit einer Strahlreflexionsoberfläche (11) an einer Seite und einer Lichtausgabeoberfläche (13) an einer anderen Seite desselben und zwei Lichtführungseinrichtungen (20) an zwei übrigen Seiten (12) des Strahlteilers, wobei jede Lichtführungseinrichtung aufweist: eine Lampe (22); einen Lichttunnel (23) mit einer End-Reflexionsoberfläche (231) an der einen Seite in der Nähe der Lampe, wobei das andere Ende des Lichttunnels mit dem Strahlteiler (12) verbunden ist, wobei die End-Reflexionsoberfläche (231) eine Eingangsapertur (232) aufweist; wobei das von jeder Lampe emittierte Licht an der Endreflexionsoberfläche des entsprechenden Lichttunnels (23) gesammelt wird und durch die Eingangsapertur in den entsprechenden Lichttunnel gelangt, wobei dann das Licht an den an der anderen Seite des Lichttunnels gelegenen Strahlteiler ausgegeben und schließlich durch die Lichtausgangsoberfläche (13) des Strahlteilers (10) ausgeben wird.
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Lampe eine Abschattung oder Lichtführung (21) zum Sammeln bzw. Konvergieren des in der Lampe erzeugten Lichts hin zum entsprechenden Lichttunnel aufweist.
  3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Lichtführung mit einer ellipsenförmigen Oberfläche (21) so ausgebildet ist, dass sich die Lampe (22) am ersten Fokus der ellipsenförmigen Oberfläche befindet und die Eingangsapertur (232) der End-Reflexionsoberfläche (231) des Lichttunnels (23) am zweiten Fokus liegt.
  4. Beleuchtungssystem nach Anspruch. 1, bei dem Einfallswinkel von im Lichttunnel geführtem Licht (22A, 22B) kleiner sind als der kritische Winkel (θc) für vollständige Reflexionen im Lichttunnel.
  5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Lichttunnel ein Festkörper-Lichttunnel aus optischem Glas ist.
  6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Lichttunnel eine Hohlstruktur mit Luft darin ist.
  7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Lichttunnel mit einem vollständig reflektierenden Film überzogen ist.
  8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem Lichttunnel und Strahlteiler durch optisches Kleben miteinander verbunden sind.
  9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem Lichttunnel und Strahlteiler über einen Luftspalt miteinander verbunden sind.
  10. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Lampen der Lichtführungseinrichtungen (20) gleiche Leistung oder unterschiedliche Leistungen haben.
  11. Beleuchtungssystem mit mehreren Lampen, mit: einem Strahlteiler (10) mit einer Lichtausgangsoberfläche (13) auf einer Seite; drei Lichtführungseinrichtungen (20) an je einer von drei weiteren Seiten (12) des Strahlteilers (10), wobei jede Lichtführungseinrichtung (20) aufweist: eine Lampe (22); und einen Lichttunnel (23) mit einer End-Reflexionsoberfläche an einer Seite in der Nähe der Lampe (22), wobei das andere Ende des Lichttunnels mit dem Strahlteiler (10) verbunden ist, wobei die End-Reflexionsoberfläche (231) eine Eingangsapertur (232) aufweist; wobei das von einer Lampe emittierte Licht zur End-Reflexionsoberfläche eines entsprechenden Lichttunnels hin gesammelt bzw. konvergiert wird, und den entsprechenden Lichttunnel (23) durch die Eingangsapertur (232) betritt, dann an den an der anderen Seite des entsprechenden Lichttunnels angeordneten Strahlteiler ausgegeben wird und schließlich durch die optische Ausgangsoberfläche des Strahlteilers ausgegeben wird.
  12. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Lampe eine Abschattung oder eine Lichtführung zum Konvergieren des in der Lampe erzeugten Lichts hin zum entsprechenden Lichttunnel (23) aufweist.
  13. Beleuchtungssystem nach Anspruch 12, bei dem die Lampenlichtführung mit einer elliptischen Oberfläche so ausgebildet ist, dass sich die Lampe in einem ersten Fokus der ellipsenförmigen Oberfläche befindet und die Eingangsapertur (232) der End-Reflexionsoberfläche (231) des Lichttunnels (23) am zweiten Fokus liegt.
  14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Einfallswinkel der in den Lichttunnel geführten Lichtstrahlen kleiner sind als der kritische Winkel (θc) für vollständige Reflexionen im Lichttunnel.
  15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem der Lichttunnel ein Festkörper-Lichttunnel aus optischem Glas ist.
  16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem der Lichttunnel eine hohle Struktur mit Luft darin ist.
  17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem der Lichttunnel mit einem Film für vollständige Reflexionen überzogen ist.
  18. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem der Lichttunnel und der Strahlteiler durch optisches Verkleben miteinander verbunden sind.
  19. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem der Lichttunnel und der Strahlteiler über einen Luftspalt miteinander verbunden sind.
  20. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Lampen in der Lichtführungseinrichtung die gleiche Leistung oder unterschiedliche Leistungen haben.
DE10329316A 2002-10-11 2003-06-30 Beleuchtungssysteme mit mehreren Lampen Withdrawn DE10329316A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW091123418A TWI250312B (en) 2002-10-11 2002-10-11 Illumination system with multiple lamps
TW02-91123418 2002-10-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10329316A1 true DE10329316A1 (de) 2004-04-22

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ID=32041204

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