DE102004054837A1

DE102004054837A1 - Illuminating unit for rear projector, has illuminant including multiple LEDs, which are arranged adjacently and one above the other on printed circuit board, and heat sink arranged on rear side of LEDs

Info

Publication number: DE102004054837A1
Application number: DE200410054837
Authority: DE
Inventors: Walter Driessen
Original assignee: HELMUT MAUELL GmbH; Mauell Helmut GmbH
Current assignee: HELMUT MAUELL GmbH; Mauell Helmut GmbH
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-05-24

Abstract

The illuminating unit has a collimating device (4) includes a Fresnel lens for collimating light from an illuminant (3). An illuminant controlling and cooling device controls and cools the illuminant, where the illuminant includes multiple LEDs (8). The LEDs are arranged adjacently and one above the other on a printed circuit board. A heat sink is arranged on the rear side of the LEDs.

Description

Die Erfindung betriff eine Beleuchtungseinheit für einen Projektionsapparat, insbesondere einen Rückprojektionsapparat, mit einem Leuchtmittel, mit einer Vorrichtung zur Bündelung des von dem Leuchtmittel abgestrahlten Lichts und mit einer Einrichtung zur Steuerung und Kühlung des Leuchtmittels.The Invention relates to a lighting unit for a projection apparatus, in particular a rear projection apparatus, with a bulb, with a device for bundling of the light emitted by the light source and with a device for control and cooling of the bulb.

Projektionsapparate, die häufig einfach auch als Projektoren bezeichnet werden, dienen zum Anzeigen eines Bildes auf einem großflächigen Projektionsschirm. Dabei gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichen Projektionsapparaten, die sich von ihrem Aufbau und der verwendeten Technik zur Erzeugung des Bildes unterscheiden und in Abhängigkeit von den jeweiligen Einsatzbedingungen und Anforderungen unterschiedliche Vor- und Nachteile aufweisen. Projektionsapparate können zunächst in Auflicht- und Rückprojektionsapparate unterschieden werden.Projectors, the common simply referred to as projectors, serve to display a picture on a large projection screen. There are a variety of different projection apparatus, differ from their construction and the technique used to produce of the picture and depending on the respective Operating conditions and requirements different advantages and disadvantages exhibit. Projection apparatuses can first in incident and rear projection apparatus be differentiated.

Bei Auflichtprojektionsapparaten, die häufig im privaten Bereich für Heimkinos verwendet werden, wird das vom Projektor erzeugte Bild auf einem entfernten großflächigen Projektionsschirm angezeigt. Auflichtprojektionsapparate, die auch als Beamer bezeichnet werden, haben den Vorteil, daß sie relativ kompakt und damit mobil sind, so daß sie auch zur Präsentation bei Vorträgen und Konferenzen umfangreich eingesetzt werden. Voraussetzung zum sinnvollen Einsatz von Auflichtprojektionsapparaten ist jedoch zum einen eine freie Übertragungsstrecke zwischen dem Projektor und dem Projektionsschirm und zum anderen die Möglichkeit, den Raum, in dem die Projektor eingesetzt wird, abdunkeln zu können.at Front-mounted projectors, often in the private sector for home theaters used, the image generated by the projector will be on a remote large-screen projection screen displayed. Reflected-light projection apparatus, also referred to as a projector have the advantage of being relative compact and therefore mobile, so they are also for presentation at lectures and conferences are used extensively. Prerequisite for meaningful However, use of incident projection apparatuses is on the one hand free transmission path between the projector and the projection screen and, secondly, the possibility to be able to darken the room in which the projector is used.

Bei Rückprojektionsapparaten wird dagegen das anzuzeigende Bild über optische Elemente wie Umlenkspiegel von hinten auf einen zum Projektionsapparat gehörenden Bildschirm geworfen. Der Betrachter und der Projektor befinden sich somit – im Unterschied zu Auflichtprojektionsapparaten – auf unterschiedlichen Seiten des Bildschirmes. Rückprojektionsapparate werden im Bereich der Visualisierungstechnik überall dort eingesetzt, wo komplexe Bilder großflächig angezeigt werden sollen. Verbreitete Einsatzbereiche derartiger Rückprojektionsapparate sind Bildwände für industrielle Kontrollräume, Überwachungszentralen und Verkehrleitzentralen aber auch Präsentationen in Konferenzräumen oder Showrooms, die von mehreren Personen gleichzeitig betrachtet werden. Bei Großbildprojektionen wird das angezeigte Bild aus mehreren Teilbildern zusammengesetzt, die jeweils von einem Rückprojektionsmodul, dem sogenannten Cube, angezeigt werden. Ein wesentliches Merkmal derartiger Cubes ist dabei der nahezu randlose Bildschirm, auf den das Bild bzw. Teilbild von hinten projiziert wird.at Rear projection apparatus on the other hand, the image to be displayed is transmitted via optical elements such as deflecting mirrors thrown from behind on a screen belonging to the projection apparatus. The viewer and the projector are thus - in difference to incident light projectors - on different sides of the screen. Rear projection apparatus are used everywhere in the area of visualization technology complex images displayed over a large area should be. Widely used areas of such rear projection apparatuses are picture walls for industrial Control rooms, monitoring centers and traffic control centers but also presentations in conference rooms or showrooms, which are viewed by several people at the same time. For large screen projections the displayed image is composed of several sub-images, each from a rear projection module, the so-called cube. An essential feature Such Cubes is the almost borderless screen on the the image or partial image is projected from behind.

Wie eingangs bereits ausgeführt, unterscheiden sich die einzelnen Projektionsapparate insbesondere auch durch das jeweils verwendete Projektionsverfahren, d. h. die Technik des Projektors. Neben klassischen Röhrenprojektoren, die sehr groß und schwer sind und darüber hinaus eine ungleichmäßige Ausleuchtung des Projektionsschirms aufweisen, gibt es insbesondere LCD-Projektoren (Liquid Crystal Display) und DLP^TM-Projektoren (Digital-Light-Processing). Die von der Firma Texas Instruments entwickelte DLP^TM-Technik hat sich dabei in den letzten Jahren insbesondere bei professionellen Anwendungen zunehmend durchgesetzt. Kernstück der DLP^TM-Technik ist dabei der ebenfalls von Texas Instruments entwickelte DMD^TM-Chip (Digital Micromirror Device). Ein DMD^TM-Chip setzt sich aus über einer Million kleinster Spiegelelemente zusammen, wobei aktuelle DMD^TM-Chips nur eine Größe von 15 mm × 13 mm aufweisen. Die Größe der einzelnen Spiegelelemente entspricht einem einzigen Bildpunkt auf dem projizierten Bild. Das Projektionslicht wird mittels einer Steuerelektronik für jeden einzelnen Bildpunkt entweder angespiegelt, d. h. auf den Bildschirm geleitet oder gekippt, d. h. auf eine Absorptionsfläche geleitet. Das von der Projektionslampe erzeugte Licht wird dabei durch verschiedene Optiken und ein Farbrad hindurch auf den DMD^TM-Chip projiziert.As already stated, the individual projection apparatuses differ in particular also by the respectively used projection method, ie the technique of the projector. In addition to classic tube projectors, which are very large and heavy and, moreover, have uneven illumination of the projection screen, there are in particular LCD projectors (liquid crystal display) and DLP ^™ projectors (digital light processing). The DLP ^TM technology developed by Texas Instruments has become increasingly popular in recent years, especially in professional applications. The core of the DLP ^TM technology is the DMD ^TM chip (Digital Micromirror Device), also developed by Texas Instruments. A DMD ^™ chip is made up of over a million tiny mirror elements, with current DMD ^™ chips only measuring 15 mm x 13 mm. The size of each mirror element corresponds to a single pixel on the projected image. The projection light is either mirrored by means of control electronics for each individual pixel, ie directed or tilted onto the screen, that is directed onto an absorption surface. The light generated by the projection lamp is thereby projected through various optics and a color wheel on the DMD ^TM chip.

Als Farbrad wird dabei meist ein Dreifarben-Farbrad zur Erzeugung der Farben Rot, Grün und Blau (RGB Farbrad) verwendet, das sich synchron mit der Bildablenkung dreht. Dabei werden drei einzelne Farbbilder hintereinander erzeugt, die aufgrund der hohen Geschwindigkeit, das Farbrad dreht sich in der Regel mit einer Geschwindigkeit von 3600 U/min, vom Betrachter als ein Echtfarbbild wahrgenommen werden. Anstelle eines reinen Dreifarben-Farbrades wird häufig auch ein Farbrad verwendet, das zusätzlich die Farbe weiß aufweist (RGB-W Farbrad), da dadurch eine größere Helligkeit möglich ist.When Color wheel is usually a three-color wheel to produce the Colors red, green and Blue (RGB color wheel) is used, which synchronizes with the image deflection rotates. In doing so, three individual color images are created one behind the other, Due to the high speed, the color wheel turns in usually at a speed of 3600 rpm, by the viewer be perceived as a true color image. Instead of a pure one Tricolor color wheel becomes common also uses a color wheel, which additionally has the color white (RGB-W color wheel), as it allows greater brightness.

Projektionsapparate, insbesondere modular aus mehreren Projektionsapparaten aufgebaute Bildwände, müssen dabei hohen Anforderungen genügen, die bisher trotz vielfältiger Bemühungen noch nicht zufriedenstellend erfüllt werden können. Besondere Probleme ergeben sich dabei im Zusammenhang mit den in der Beleuchtungseinheit verwendeten Lampen. Neben herkömmlichen, relativ günstigen Halogenlampen, die jedoch keine besonders gute Helligkeit und Ausleuchtung besitzen, werden dabei insbesondere Xenon-Hochdrucklampen und Ultrahochdruck-Quecksilberlampen verwendet. Xenon-Hochdrucklampen und Ultrahochdruck-Quecksilberlampen weisen zwar relativ gute Helligkeits- und Farbwerte auf, sie haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ teuer sind. Alle bei Projektoren verwendeten Lampen haben darüber hinaus den Nachteil, daß sie den Großteil der verbrauchten Energie nicht in Licht sondern in Wärme umsetzen. Zur Abführung der von den Lampen erzeugten Abwärme sind daher Kühlelemente, insbesondere Lüfter mit einer hohen Kühlleistung erforderlich.Projection apparatuses, in particular modular screens constructed from several projection apparatuses, have to meet high requirements which, despite diverse efforts, can not yet be satisfied satisfactorily. Particular problems arise in connection with the lamps used in the lighting unit. In addition to conventional, relatively cheap halogen lamps, which however do not have particularly good brightness and illumination, in particular xenon high-pressure lamps and ultrahigh-pressure mercury lamps are used. Although xenon high-pressure lamps and ultra-high-pressure mercury lamps have relatively good brightness and color values, but they have the disadvantage that they are relatively expensive. Moreover, all lamps used in projectors have the disadvantage that they do not convert the majority of the energy consumed into light but into heat. To dissipate the waste heat generated by the lamps therefore cooling elements, especially fans with a high cooling capacity are required.

Darüber hinaus haben die verwendeten Lampen den Nachteil, daß sie nur eine begrenzte Lebensdauer von bis zu 8.000 Stunden haben. Um einen Ausfall eines Projektors aufgrund eines Defektes einer Lampe zu verhindern, werden die Lampen in der Regel vor dem Ende ihrer Lebensdauer ausgetauscht. Neben den dadurch bedingten Kosten für die Lampen sind damit auch relativ hohe Wartungskosten erforderlich, da der Austausch der Lampen durch Fachpersonal erfolgen soll und insbesondere bei Großbildprojektionen nach dem Austausch einer Lampe ein Abgleich der Farbeinstellung und der Helligkeit vorgenommen werden muß.Furthermore The lamps used have the disadvantage that they have a limited life of up to 8,000 hours. To a failure of a projector due to a defect of a lamp to prevent the lamps usually exchanged before the end of their life. Next the resulting costs for the lamps are therefore also relatively high maintenance costs required because the replacement of the lamps should be done by qualified personnel and especially for large-screen projections after replacing a lamp, adjusting the color setting and the brightness must be made.

Um eventuelle längere Standzeiten beim Austausch einer defekten Lampe zu verhindern, werden in jüngerer Zeit Projektionsapparate angeboten, die einen automatischen Lampenwechsel aufweisen. Hierzu ist in der Beleuchtungseinheit eine Ersatzlampe vorgesehen, die bei einem Ausfall der gerade aktiven Lampe automatisch an deren Position gebracht wird. Eine Fehlermeldung macht auf den Wechsel aufmerksam, so daß dieser nicht unbemerkt bleibt. Der dadurch erzielte Vorteil ist jedoch mit höheren Kosten verbunden. Außerdem fallen auch hierbei die zuvor genannten Wartungskosten an.Around any longer To prevent service life when replacing a defective lamp in younger Time projection machines offered an automatic lamp replacement exhibit. For this purpose, a replacement lamp is in the lighting unit provided in case of failure of the currently active lamp automatically is brought to their position. An error message makes on the Change attentively so that this does not go unnoticed. However, the advantage gained thereby is with higher costs connected. Furthermore fall in this case, the aforementioned maintenance costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Beleuchtungseinheit für einen Projektionsapparat zur Verfügung zu stellen, bei der die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden oder zumindest reduziert sind.Of the The present invention is therefore based on the object, an improved Lighting unit for to provide a projection apparatus in which the disadvantages described above avoided or at least reduced are.

Diese Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen Beleuchtungseinheit erfindungsgemäß zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß als Leuchtmittel eine Mehrzahl von LEDs vorgesehen ist. Die Verwendung von LEDs anstelle von herkömmlichen Lampen hat zunächst den Vorteil, daß LEDs eine um ein mehrfaches höhere Lebensdauer als die bisher bei Projektionsapparaten verwendeten Lampen aufweisen. Bei heutigen LEDs kann dabei mit einer Lebensdauer von bis zu 80.000 Stunden gerechnet werden, so daß die Zeitabstände zwischen dem Austausch der Leuchtmittel um etwa das Zehnfache vergrößert werden können. Dadurch reduzieren sich entsprechend auch die beim Betrieb eines Projektionsapparates anfallenden Wartungskosten. Darüber hinaus sind LEDs unempfindlich gegen Erschütterungen und Vibrationen, was bei herkömmlichen Lampen zu einem frühzeitigen Ausfall der Lampe, beispielsweise durch eine Zerstörung des Leuchtfadens, führen kann. Im Vergleich zu Ultrahochdruck-Quecksilberlampen bedeutet die Verwendung von LEDs darüber hinaus auch eine geringere Belastung der Umwelt.These Task is in the illumination unit described above according to the invention first and essentially solved by that as a light source a plurality of LEDs is provided. The use of LEDs instead from conventional Lamps has at first the advantage that LEDs one a multiple higher Lifespan than those previously used in projection apparatuses Have lamps. With today's LEDs can thereby with a lifetime of up to 80,000 hours, so the time intervals between the replacement of the bulbs are increased by about ten times can. As a result, also reduce the operation of a Projection apparatus incurred maintenance costs. Furthermore LEDs are insensitive to shocks and vibrations, what with conventional Lamps at an early age Failure of the lamp, for example, by a destruction of the Luminous thread, lead can. Compared to ultra-high pressure mercury lamps means the use of LEDs over it In addition, a lower burden on the environment.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil bei der Verwendung von LEDs als Leuchtmittel besteht darin, daß LEDs problemlos über eine entsprechende Impulssteuerung regelbar bzw. steuerbar sind, ohne daß dies negative Auswirkungen auf die Lebensdauer hat. Dagegen führt ein häufiges Ein- und Ausschalten oder Dimmen bei den bisher verwendeten Lampen zu einer Verringerung der Lebensdauer. Durch den von LEDs erzeugten gerichteten Lichtstrahl ist außerdem eine optimale Ausleuchtung des Bildschirmes möglich. Im Unterschied zu Metalldampflampen weisen LEDs auch keine Zündprobleme bei geringen Temperaturen auf, so daß die volle Helligkeit ohne Verzögerung zur Verfügung steht. Da die Leuchtkraft der LEDs auch nach einer hohen Anzahl an Betriebsstunden nur geringfügig nachläßt und darüber hinaus – wie zuvor bereits ausgeführt – LEDs ohne Auswirkung auf die Lebensdauer regelbar sind, kann auf einfache Art und Weise eine Angleichung der Helligkeit unterschiedlicher LEDs verschiedener Projektoren vorgenommen werden.One Another significant advantage of using LEDs as a light source is that LEDs easily over a corresponding pulse control can be controlled or controlled, without this has a negative effect on the service life. On the other hand leads frequent Switching on or off or dimming the lamps used so far to a reduction of the lifetime. By the generated by LEDs Directed beam is as well optimal illumination of the screen possible. Unlike metal halide lamps LEDs also no ignition problems at low temperatures, so that the full brightness without delay to disposal stands. As the luminosity of the LEDs even after a high number at operating hours only slightly diminishes and beyond - as before already executed - LEDs without Effect on the life span can be regulated on simple Way an approximation of the brightness different LEDs of different projectors are made.

Im einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird auf die Unteransprüche verwiesen. Darüber hinaus sollen nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert werden.in the There are a variety of ways to teach the individual To design and develop the invention. Reference is made to the dependent claims. About that In addition to the following particularly preferred embodiments of Invention closer explained become.

Zur Erreichung besonders guter Helligkeits- und Farbwerte werden als LEDs vorzugsweise lichtstarke weiße LEDs verwendet. Um eine möglichst optimale Lichtleistung zu erreichen werden vorzugsweise 40 bis 80 LEDs in mehreren Reihen auf einer gemeinsamen Leiterplatte nebeneinander und übereinander angeordnet. Zur Reduzierung der Abmessung können dabei die einzelnen LEDs benachbarter Reihen versetzt zueinander angeordnet sein.to Achieving particularly good brightness and color values are considered LEDs preferably high-brightness white LEDs used. To one as optimal as possible To achieve light output are preferably 40 to 80 LEDs in several rows on a common PCB next to each other and on top of each other arranged. To reduce the size of the individual LEDs adjacent rows can be arranged offset from one another.

Um die bedingt durch die Mehrzahl der LEDs auftretende Wärme möglichst gut abführen zu können, ist auf der Rückseite der LEDs vorzugsweise ein entsprechend konstruierter und dimensionierter Kühlkörper angeordnet. Durch den Kühlkörper wird die von den LEDs erzeugte Wärme besonders effektiv von den LEDs weggeleitet. Zur weiteren Reduzierung der von den LEDs erzeugten Wärme wird vorzugsweise ein Lüfter in der Nähe der LEDs bzw. des Kühlkörpers angeordnet. Mit dem Lüfter kann dabei sowohl kühlere Luft zu den LEDs geführt werden als auch die warme Luft von den LEDs bzw. dem Kühlkörper abtransportiert werden.Around the heat occurring due to the majority of the LEDs possible good drain to be able to is on the back the LEDs are preferably arranged a correspondingly constructed and dimensioned heat sink. Through the heat sink is the heat generated by the LEDs particularly effective away from the LEDs. For further reduction the heat generated by the LEDs is preferably a fan near arranged the LEDs or the heat sink. With the fan can be both cooler Air led to the LEDs are removed as well as the warm air from the LEDs or the heat sink become.

Wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, ist zur Erreichung der gewünschten Lichtleistung eine Mehrzahl von LEDs erforderlich. Damit bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit das von den LEDs abgestrahlte Licht möglichst vollständig auf den jeweiligen Bildgeber d. h. bei einem bevorzugt eingesetzten DLP^TM-Projektor durch das Farbrad auf den DMD^TM-Chip gelangt, ist eine Vorrichtung zur Bündelung des von den LEDs abgestrahlten Lichts erforderlich. Diese Bündelung bzw. Ausrichtung des abgestrahlten Lichts kann durch die Verwendung unterschiedlicher Vorrichtungen erreicht werden.As previously stated, a plurality of LEDs are required to achieve the desired light output. In order for the illumination unit to emit the light emitted by the LEDs as completely as possible onto the respective imager, ie in the case of a preferably used DLP ^™ projector, through the color wheel onto the DMD ^™ chip, a device for bundling the light emitted by the LEDs is required. This collimation or alignment of the emitted light can be achieved by using different devices.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung weist die Beleuchtungseinheit hierzu mindestens eine Optik, insbesondere eine Fresnell-Linse oder eine Prismen-Optik auf. Anstelle einer derartigen Linse bzw. einer Linsenkombination kann vorzugsweise auch eine Lichtdüse mit verspiegelter Innenkontur verwendet wer den. Beiden zuvor beschriebenen Optiken ist gemeinsam, daß sie das insgesamt von den LEDs ausgestrahlte Licht bündeln und auf einen bestimmten Bereich des in der Regel nicht zu der Beleuchtungseinheit gehörenden Farbrads des Projektors lenken. Eine Lichtdüse, die die Gestalt eines innenverspiegelten Trichter hat, bewirkt dabei einen Lichttunnel. Die Lichtdüse kann insbesondere aus Edelstahl bestehen, wobei die Lichtdüse ein- oder mehrteilig ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann als Lichtdüse ein polierter Stufenzylinder oder ein zweigeteilter konturgefräster kastenförmiger Körper aus Edelstahl verwendet werden. Alternativ dazu kann auch ein gegossener Kunststoffzylinder verwendet als Lichtdüse werden, dessen Innenfläche nachträglich verspiegelt wird. Schließlich ist es auch möglich, die Lichtdüse durch eine Kombination der vorgenannten Körper zu realisieren.According to one first embodiment, the lighting unit for this purpose at least an optic, in particular a Fresnel lens or a prism optic on. Instead of such a lens or a lens combination may preferably also a light nozzle with mirrored inner contour be used. Both optics described above are common, that she bundle the total emitted by the LEDs light and on a specific Area of the color wheel, which usually does not belong to the lighting unit of the projector. A light nozzle that takes the form of an internally mirrored Funnel has, thereby causing a light tunnel. The light nozzle can especially made of stainless steel, whereby the light nozzle or executed in several parts can be. For example, as a light nozzle, a polished step cylinder or a two-part contour-milled box-shaped body made of stainless steel be used. Alternatively, a cast plastic cylinder may also be used used as a light nozzle be, its inner surface later is mirrored. After all it is also possible that Lichtdüse to realize by a combination of the aforementioned body.

Als weitere alternative Ausgestaltung kann die Vorrichtung zur Bündelung des von den LEDs abgestrahlten Lichts auch aus einer der Anzahl der LEDs entsprechenden Anzahl an Lichtwellenleitern bestehen. Durch die einzelnen Lichtwellenleiter, bei denen es sich entweder um Kunststoff- oder Glasfaser-Lichtwellenleiter handeln kann, wird das Licht einer jeden LED getrennt geführt. Unter der Voraussetzung, daß die einzelnen Lichtwellenleiter einen geringeren Durchmesser als die einzelnen LEDs aufweisen, ist somit auch durch die Verwendung der Lichtwellenleiter eine Bündelung und Ausrichtung des von den LEDs insgesamt abgestrahlten Lichtes möglich. Dabei besteht auch die Möglichkeit, am Ausgang der Lichtwellenleiter, d. h. an dem den LEDs fernen Ende der Lichtwellenleiter, zusätzliche Linsen zur weiteren Bündelung des Lichtes anzuordnen.When Another alternative embodiment, the device for bundling of the light emitted by the LEDs also from one of the number consist of LEDs corresponding number of optical fibers. By the individual optical fibers, which are either plastic or fiber optic fiber can act, the light of each LED is led separately. Under the condition that the single optical fiber has a smaller diameter than the Having individual LEDs, is thus also by the use of Fiber optic a bundling and alignment of the total emitted by the LEDs light possible. there there is also the possibility at the output of the optical fibers, d. H. at the far end of the LEDs Optical fiber, additional Lenses for further bundling to arrange the light.

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von LEDs als Leuchtmittel besteht, wie zuvor bereits ausgeführt, daß die LEDs ohne Beeinträchtigung ihrer Lebensdauer in ihrer Lichtleistung geregelt bzw. gesteuert werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit ist daher eine Ansteuerungselektronik zur Steuerung und/oder Regelung der Lichtleistung der LEDs vorgesehen. Dabei kann die Ansteuerungselektronik in der Beleuchtungseinheit, d. h. innerhalb des Gehäuses der Beleuchtungseinheit integriert sein, oder über entsprechende drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen mit der Beleuchtungseinheit zusammenwirken. Durch die Verwendung einer Ansteuerungselektronik ist ein Ein- und Ausschalten der LEDs bei Bedarf möglich, so daß ein 24-Stunden-Betrieb des Projektionsapparates auch nur dann erfolgen muß, wenn dies aufgrund seiner Anwendung auch notwendig ist. Außerdem können die LEDs gedimmt werden, so daß die Helligkeit der Projektionsapparate an die Gegebenheiten besser angepaßt werden können. Beispielsweise kann die Helligkeit einer Anzeigewand in einem Kontrollraum in den Abendstunden oder Nachts gedimmt werden.One significant advantage of the use of LEDs as a light source, as previously stated, that the LEDs without impairment their life in their light output regulated or controlled can be. According to one advantageous embodiment of the lighting unit is therefore a Control electronics for controlling and / or regulating the light output the LEDs provided. In this case, the control electronics in the Lighting unit, d. H. inside the housing of the lighting unit be integrated, or over appropriate wired or wireless connections with the Lighting unit cooperate. By using a control electronics If necessary, switching the LEDs on and off is possible the existence 24-hour operation of the projection apparatus only then take place must if this due to its application is also necessary. In addition, the LEDs can be dimmed So that the Brightness of the projection apparatuses adapted to the circumstances better can. For example, the brightness of a display wall in a control room be dimmed in the evenings or at night.

Neben einer Ansteuerungselektronik kann die Beleuchtungseinheit zusätzlich auch eine Überwachungselektronik aufweisen. Mit der Überwachungselektronik kann insbesondere die Lichtleistung der LEDs gemessen und überwacht werden, so daß auch ein automatischer Abgleich der Helligkeit einzelner zu einer Großbildwand zusammengesetzter Projektoren möglich ist. Darüber hinaus können mit der Überwachungselektronik jedoch auch weitere Parameter der Beleuchtungseinheit, beispielsweise die Temperatur innerhalb der Beleuchtungseinheit oder die Leistung eines Lüfters überwacht werden.Next a control electronics, the lighting unit in addition also a monitoring electronics exhibit. With the monitoring electronics In particular, the light output of the LEDs can be measured and monitored so that too an automatic adjustment of the brightness of individual to a large screen composite projectors possible is. About that In addition, with the monitoring electronics but also other parameters of the lighting unit, such as the Temperature within the lighting unit or the power of a Fan monitors become.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenin the Individual there are now a variety of ways, the lighting unit according to the invention to design and develop. For this reference is made to the Claim 1 subordinate claims and to the following description preferred embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing show

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit und 1 a schematic representation of a lighting unit according to the invention and

2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils einer Beleuchtungseinheit. 2 an enlarged view of a part of a lighting unit.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit 1 für einen hier nur angedeuteten Rückprojektionsapparat 2. Die Beleuchtungseinheit 1 weist ein Leuchtmittel 3 und eine Vorrichtung 4 zur Bündelung des von dem Leuchtmittel 3 abgestrahlten Lichts auf. Die Beleuchtungseinheit 1, die in einem nach oben offenen Gehäuse 5 angeordnet ist, ist Bestandteil eines Rückprojektionsapparates 2, bei dem es sich vorzugsweise um einen DLP^TM-Projektor handelt. Zu dem DLP^TM-Projektor gehören neben der Beleuchtungseinheit 1 insbesondere noch ein – hier nur angedeutetes – Farbrad 6, ein DMD^TM-Chip, verschiedene Linsen und Optiken und ein Bildschirm. Dabei trifft das von dem Leuchtmittel 3 abgestrahlte Licht durch eine Öffnung 7 in dem Gehäuse 5 der Beleuchtungseinheit auf das Farbrad 6. 1 shows a schematic representation of a lighting unit according to the invention 1 for a here only hinted back projection apparatus 2 , The lighting unit 1 has a light source 3 and a device 4 for bundling the bulb 3 radiated light on. The lighting unit 1 in an upwardly open housing 5 is arranged, is part of a rear projection apparatus 2 in which it vorzugswei is a DLP ^TM projector. The DLP ^TM projector is next to the lighting unit 1 especially one more - here only hinted - color wheel 6 , a DMD ^™ chip, various lenses and optics and a screen. It hits the light bulb 3 radiated light through an opening 7 in the case 5 the lighting unit on the color wheel 6 ,

Im Unterschied zu bekannten Projektoren weist das Leuchtmittel 3 der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit 1 eine Mehrzahl von LEDs 8 auf. Die LEDs 8 sind dabei gemeinsam auf einer Leiterplatte 9 angeordnet, auf deren Rückseite eine Kühlkörper 10 zur Ableitung der von den LEDs 8 erzeugten Wärme angebracht ist. Zur zusätzlichen Kühlung des Leuchtmittels 3 bzw. der LEDs 8 sowie der weiteren in dem Gehäuse 5 angeordneten Bauteile ist ein Lüfter 11 vorgesehen. Darüber hinaus sind in den Seitenwänden des Gehäuses 5 Öffnungen vorgesehen, durch die die erwärmte Abluft austreten kann.Unlike known projectors, the light bulb 3 the lighting unit according to the invention 1 a plurality of LEDs 8th on. The LEDs 8th are together on a printed circuit board 9 arranged on the back of a heat sink 10 to derive the from the LEDs 8th generated heat is attached. For additional cooling of the bulb 3 or the LEDs 8th and the other in the housing 5 arranged components is a fan 11 intended. In addition, in the side walls of the housing 5 Provided openings through which the heated exhaust air can escape.

Bezüglich der Ausgestaltung der Vorrichtung 4 zur Bündelung des von den einzelnen LEDs 8 abgestrahlten Lichts auf die Öffnung 7 im Gehäuse 5 gibt es verschiedene Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann die Vorrichtung 4 beispielsweise eine Fresnell-Linse oder eine andere geeignete Prismen-Optik aufweisen. Selbstverständlich ist auch die Verwendung eines anderen geeigneten Linsensystems möglich.With regard to the design of the device 4 for bundling the of the individual LEDs 8th radiated light on the opening 7 in the case 5 There are different possibilities. According to a first embodiment, the device 4 For example, have a Fresnel lens or other suitable prism optics. Of course, the use of another suitable lens system is possible.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung 4 auch von einer Lichtdüse 12 mit verspiegelter Innenkontur 13 gebildet werden, wie dies in 2 dargestellt ist. Die Lichtdüse 12 grenzt dabei einerseits unmittelbar an die LEDs 8, wozu eine geeignete Bounding Area 14 vorgesehen ist, andererseits an einen in der Öffnung 7 im Gehäuse 5 angeordneten Focuskopf 15 an. Der Focuskopf 15 ist dabei vorzugsweise wechselbar ausgebildet und weist beispielsweise einen Öffnungsdurchmesser von ca. 5–10 mm, vorzugsweise von 6,5–8 mm auf.In addition, the device can 4 also from a light nozzle 12 with mirrored inner contour 13 be formed, as in 2 is shown. The light nozzle 12 On the one hand, it borders directly on the LEDs 8th What a suitable bounding area 14 is provided, on the other hand to a in the opening 7 in the housing 5 arranged focus head 15 at. The focus head 15 is preferably formed exchangeable and has, for example, an opening diameter of about 5-10 mm, preferably from 6.5 to 8 mm.

Schließlich besteht die – hier nicht dargestellte – Möglichkeit, an die einzelnen LEDs 8 einzelne Lichtwellenleiter anzuschließen, deren Ende dann in die Öffnung 7 hineinreichen bzw. auf den Focuskopf 15 stoßen. Dabei kann zwischen dem Ende der Lichtwellenleiter und dem Farbrad 6 eine weitere Abbildungsoptik angeordnet sein.Finally, there is the - not shown - possibility, to the individual LEDs 8th connect individual optical fibers, the end of which then into the opening 7 extend into or onto the focus head 15 bump. It can be between the end of the optical fiber and the color wheel 6 be arranged another imaging optics.

Schließlich kann den Figuren noch entnommen werden, daß die Beleuchtungseinheit 1 eine Ansteuerungselektronik 16, eine Überwachungselektronik 17, einen Versorgungsanschluß 18 und einen Trafo 19 aufweist. Darüber hinaus sind in dem Gehäuse 5 weitere – hier jedoch nicht dargestellte – elektronische Bauteile angeordnet, die zum Betrieb der LEDs 8 oder des Lüfters 11 erforderlich sind.Finally, it can be seen from the figures that the lighting unit 1 a control electronics 16 , a monitoring electronics 17 , a supply connection 18 and a transformer 19 having. In addition, in the case 5 further - not shown here - electronic components arranged to operate the LEDs 8th or the fan 11 required are.

Insgesamt ist die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 1 so ausgebildet und dimensioniert, daß sie auch in bestehende Projektionsapparate anstelle der dort vorhandenen Beleuchtungseinheiten eingesetzt werden kann. Ein Umsteigen auf die neue, im wesentlichen wartungsfreie Beleuchtungsmöglichkeit ist somit jederzeit ohne großen Aufwand möglich.Overall, the lighting unit according to the invention 1 designed and dimensioned so that it can be used in existing projection apparatuses instead of existing lighting units there. A change to the new, essentially maintenance-free lighting option is thus possible at any time without much effort.

Claims

Illumination unit for a projection apparatus, in particular a rear projection apparatus ( 2 ), with a light source ( 3 ), with a device ( 4 ) for bundling the light source ( 3 ) radiated light and with a device for controlling and cooling the illuminant ( 3 ), characterized in that the lighting means ( 3 ) a plurality of LEDs ( 8th ) having.

Lighting unit according to claim 1, characterized in that as LEDs ( 8th ) bright white LEDs are used.

Lighting unit according to Claim 1 or 2, characterized in that the LEDs ( 8th ) on a printed circuit board ( 9 ) are arranged in several rows side by side and one above the other.

Lighting unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the back of the LEDs ( 8th ) a heat sink ( 10 ) is arranged.

Lighting unit according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the device ( 4 ) for bundling the of the LEDs ( 8th ) radiated light has at least one optical system, in particular a Fresnel lens or a prism optics.

Lighting unit according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the device ( 4 ) for bundling the of the LEDs ( 8th ) radiated light a light nozzle ( 12 ) with mirrored inner contour ( 13 ) having.

Lighting unit according to claim 6, characterized in that the light nozzle ( 12 ) made of stainless steel with a polished inner contour ( 13 ) or made of plastic with a mirrored inner surface.

Lighting unit according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the device ( 4 ) for bundling the of the LEDs ( 8th ) radiated light one of the number of LEDs ( 8th ) has corresponding number of optical waveguides.

Lighting unit according to Ansprü che 1 to 8, characterized in that a control electronics ( 16 ) for controlling and / or regulating the light output of the LEDs ( 8th ) is provided.

Lighting unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that a monitoring electronics ( 17 ), in particular for measuring the light output of the LEDs ( 8th ) is provided.