CN101690412A

CN101690412A - 用于驱动气体放电灯的方法和驱动单元

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Publication number: CN101690412A
Application number: CN200880024257A
Authority: CN
Inventors: J·波尔曼-雷特希; J·J·P·J·范登伯格; U·麦肯斯; P·佩卡斯基; M·卡派; C·德佩
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: WO2009007914A1; JP2010533357A; US8217593B2; US20100244718A1; CN101690412B; JP5313243B2; ATE515928T1; EP2168408A1; EP2168408B1

Abstract

在这种方法中，对于电弧长度控制值进行监测，该电弧长度控制值表示气体放电灯(1)的放电电弧的电流长度；当电弧长度控制值指示：电弧长度大于转换阈值时，按第一操作模式(OM_P)利用第一电流波形来驱动灯(1)，对于所述第一电流波形进行选择，以便导致在灯(1)的电极(30)上生长的尖端(31)；并且当电弧长度控制值指示：电弧长度小于转换阈值时，按第二操作模式(OM_n)利用第二电流波形来驱动灯(1)，对于所述第二电流波形进行选择，以使电极(30)上的尖端(31)至少部分地回熔。在这种方法中，如果完成了与按第二操作模式(OM_n)驱动灯(1)的持续时间有关的第一时间标准，灯的操作频率从第一频率值(f₁)转换到第二频率值(f₂)，所述第二频率值(f₂)大于第一频率值(f₁)；并且，如果完成了与按第一操作模式(OM_P)驱动灯(1)的持续时间有关的第二时间标准，灯的操作频率从第二频率值(f₂)转换到第一频率值(f₁)。

Description

用于驱动气体放电灯的方法和驱动单元

技术领域

本发明涉及利用交流驱动气体放电灯、尤其是高压气体放电灯的方法。此外，本发明涉及按照这样的方法驱动气体放电灯的驱动单元。本发明还涉及包括气体放电灯和这样的驱动单元的图像绘制系统(image rendering system)，具体来说即投影仪系统。

背景技术

在许多应用中，特别是在投影系统中，需要尽可能小、同时还提供高的光通量的光源。因此，近年来，对于这样一些应用，高压气体放电灯如HID灯(高强度放电灯)或UHP灯(超高性能灯)已经变成了优先的选择，这是因为电极之间的距离很小、相应的电弧长度很短且亮度大。在投影应用中，稳定的电弧长度对于使用短弧高强度放电灯至关重要，因为恒定的高通量正是所期望的。尤其是对于新型的、超短电弧型式的UHP灯，在现代的投影仪中，通量的维持在很大程度上取决于短弧长度的长时间维持。通常用来维持电弧长度的措施包括电极的设计和灯的驱动方案。从原理上看，灯的驱动方案通过基本上控制灯电极上的结构物的生长和熔化，稳定了电弧长度。

例如，在WO2005/062684中提出了一种方法，其中使用了不同的电流波形和操作频率的特定组合。按第一操作模式，这实质上是通过如下方式来实现的：直接在电流换向(commutation)之前，在已知灯电流的块形状上叠加电流脉冲。换向按这个第一操作模式，灯总是由低频驱动的。按第二操作模式，在电极末端生长的薄细尖端总是具有一个熔化的前部结构，即使灯电流上没有电流脉冲亦是如此。按这个第二操作模式，灯总是由较高频率驱动的。对第三操作模式进行选择，使得要被回熔的电极尖端必定要处在熔化状态。这种现有方法的缺点是它将导致灯的操作频率的频繁变化。除了对于电弧稳定性偶尔产生的负面影响以外，这种频率变化还将使这种类型的灯在现代投影仪中的应用复杂化，在这种应用中通常的情况是，显示的控制必须与灯的操作频率同步。另一方面，电弧稳定性问题有时使操作频率的这种变化是不可避免的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的方法和驱动单元，用于驱动气体放电灯，导致操作频率的变化速率的减小，同时保证放电的稳定电弧长度。

为此，本发明提供了一种利用交变电流驱动气体放电灯的方法，由此，电弧长度控制值可得到监测，所述电弧长度控制值表示气体放电灯的放电电弧的电流长度；并且由此，当电弧长度控制值指示：电弧长度大于转换阈值时，按第一操作模式利用第一电流波形驱动灯，对该第一电流波形进行选择，以便导致在灯的电极上生长的尖端；当电弧长度控制值指示电弧长度低于转换阈值时，按第二操作模式利用第二电流波形驱动灯，对该第二电流波形进行选择，使电极上的尖端至少部分地被回熔。对于两种转换方向(第一电流波形→第二电流波形；第二电流波形→第一电流波形)的转换阈值可以是不同的，由此，从第一电流波形到第二电流波形的这种转换方向的转换阈值必须小于另一转换阈值，但它们也可以具有相同的值。如果两个转换阈值具有不同的值，将会产生“转换滞后”。于是，在位于两个转换阈值之间的电弧长度，用于操作灯的实际电流波形还取决于所述灯的先前的历史。在本发明的优选实施例中，对于无论哪一个转换方向，转换阈值都具有相同的值。因此，如果不对本发明加任何限制，下面假定采用单个阈值，除非另有明显说明。按此方法，如果完成了与第二操作模式驱动灯的持续时间有关的第一时间标准，灯的操作频率从第一频率值转换到第二频率值，其中的第二频率值大于第一频率值；如果完成了与第一操作模式驱动灯的持续时间有关的第二时间标准，灯的操作频率从第二频率值转换到第一频率值。

第一电流波形例如可以是这样的：它直接在电流换向时刻之前展现有意的电流脉冲。这个叠加在“标准”块电流(block current)波形上的附加脉冲导致在灯的电极上生长的一个小的尖端，这个尖端通常在电极的前表面上。这个尖端稳定了电弧并且可防止电弧闪烁。本领域的普通技术人员因此通常称这个脉冲为“抗抖动脉冲”(anti-flutter-pulse)。在每次换向之前都施加这样的脉冲并不是绝对必要的，例如每10个换向使用这个脉冲就足够了。第二电流波形没有展现出这样的“抗抖动脉冲”，或者说该脉冲没有叠加在换向时刻之前的电流上，但例如在一个电流半周期的前半时间出现。这将导致在电极的前表面上尖端的熔化。

使用这个驱动方案，主要通过改变电流波形实现了电弧稳定。但是，并非如应用至今的方法的情况那样不管灯的实际状态如何来改变操作频率，在按照本发明的方法中，对与按照第一或第二操作模式驱动所述灯的持续时间有关的时间标准进行监测。只在完成相应时间标准表示：操作频率的这个变化对于避免任何电弧不稳定性来说是可以接受的时候，才改变灯的操作频率。

利用按照本发明的方法，可以实现的电弧稳定性至少要和现有的方法所得到的电弧稳定性一样好。但在实现这种优秀的电弧稳定性的同时还避免了不必要的频率改变，因此有利于使这样的灯与时序投影显示器同步。在许多情况下，通过避免电极上的结构的扩大生长和熔化，在轴向(＜10μm)和横向，电弧稳定性甚至超过了现有的方法。

用于驱动气体放电灯的对应的驱动单元包括：换向单元，用于向气体放电灯施加交变电流；电流形成单元，用于形成向气体放电灯施加的电流波形；电弧长度监测单元，用于监测电弧长度控制值，电弧长度控制值表示气体放电灯的放电电弧的电流长度；以及控制单元。该控制单元控制所述电流形成单元，以使当电弧长度控制值指示电弧长度大于转换阈值时，按第一操作模式利用第一电流波形驱动所述的灯，该第一电流波形的形成导致在灯的电极上生长的尖端；并且当电弧长度控制值指示电弧长度小于转换阈值时，按第二操作模式利用第二电流波形驱动所述的灯，该第二电流波形的形成使电极上的尖端至少部分地被回熔。另外，控制单元控制所述换向单元，以使当完成了与按第二操作模式驱动灯的持续时间有关的第一时间标准时，灯的操作频率从第一频率值转换到第二频率值，该第二频率值大于第一频率值；并且，当完成了与按第一操作模式驱动灯的持续时间有关的第二时间标准时，灯的操作频率从第二频率值转换到第一频率值。

按照本发明的图像绘制系统，具体来说即投影系统，必须包括气体放电灯和按照本发明的驱动单元。

从属权利要求和随后的描述公开了本发明的特别有益的实施例和特征。

直接地或间接地确定放电电弧的电流电弧长度的方法有许多。例如可以使用光学测量(如投影的电弧的照相机观测)或分光镜测量(如从众所周知的发射线的线宽度确定电弧长度)来监测电流的电弧长度。通过对适当阈值的准确选择，这些测量技术中的任何一个在与本发明一起使用时都将导致不变的电弧长度。

如本领域的普通技术人员所知，电弧长度的变化将反映在操作电压的变化中。因此，在本发明的优选实施例中，使用灯的操作电压作为电弧长度控制值，并且当灯的操作电压大于转换阈值电压值时，按第一操作模式驱动所述的灯；并且当操作电压小于转换阈值电压值时，按第二操作模式驱动所述的灯。此外，两个转换阈值电压值在一般情况下可以不同，由此，从第一电流波形到第二电流波形的这个转换方向的转换阈值电压必须小于另一转换阈值电压，但二者也可以有相同的值。

用于气体放电灯的大多数驱动单元已经包括用于监测灯的操作电压的电压监测单元。因此，优选地，这样的电压监测单元可用作电弧长度监测单元，并且控制单元控制所述电流形成单元，以便在操作电压大于转换阈值电压值时按第一操作模式驱动所述的灯，并且当操作电压小于转换阈值电压值时按第二操作模式驱动所述的灯。

存在多个可能的时间标准，这些时间标准可充分用于频率变化的监测。在第一实施例中，第一时间标准包括与时间周期有关的第一极限，在所述第一极限按第二操作模式在测量时连续地驱动所述的灯。相应地，第二时间标准包括与时间周期有关的第二时限，在所述第二时限按第一操作模式连续地驱动所述的灯。第一和第二时限可以相同，或者可以是不同的时限。

在这个实施例的简单实施方案中，在第一和第二操作模式之间转换时，即从第一操作模式到第二操作模式的转换或者相反的转换时，复位并启动简单的计时器或计数器。如果计时器测量的时间值(例如简单的计数器的读数)等于或大于预定的计数器值极限，则操作频率在第二频率值和第一频率值之间转换。

在第二实施例中，还要考虑在恰好最后的模式转换之前驱动方案演变的历史。一旦发生简单的计时器被瞬时的模式转换复位，这就可以防止灯在不利条件下长时间操作。在这个第二实施例中，对按第一操作模式驱动灯的第一总停留时间以及按第二操作模式驱动灯的第二总停留时间进行测量。如果第二总停留时间和第一总停留时间之间的差等于或大于预定值，灯的操作频率从第一频率值转换到第二频率值；如果第一总停留时间和第二总停留时间之间的差等于或大于预定的第二值，灯的操作频率从第二频率值转换到第一频率值。再有，预定的第一值和预定的第二数值可以是相同的值，或者可以是不同的值。

还有，在这个第二实施例的相对容易的实施方案中，可以使用简单计数器。在这种情况下，计数器配置成：当按第一操作模式驱动灯时计数器在一个方向上计数，而当按第二操作模式驱动灯时计数器在相反方向计数。计数器在不同方向增加的值可以是相同的值，或者可以是不同的。如果计数器读数等于或大于预定的上限值，则灯的操作频率在第一频率值和第二频率值之间的一个方向进行转换，如果计数器读数等于或小于预定的下限值，则灯的操作频率在相反方向转换。在这里术语“方向”旨在表明操作频率的转换是“上升”到较高的频率还是“下降”到较低的频率。如本领域的普通技术人员公知的那样，通过适当地配置计数器，转换的“方向”是可以控制的。

如以上所述，第一电流波形可直接在换向时刻之前表现出有意的抗抖动脉冲。因此，在优选实施例中，在第一电流波形中直接在换向时刻之前强加有意的峰值脉冲电流，而在第二电流波形中，有意的峰值脉冲电流被移离换向时刻，最好移到交变电流周期的前一半。

还是如以上所述，按照本发明的方法将具有用于驱动图像绘制系统(具体来说即投影系统)中的灯的特定值。在驱动图像绘制系统的方法中，其中的灯是使用按照本发明的方法驱动的，第一和第二电流波形以及第一和第二频率值优选与显示操作模式和/或彩色产生循环(如彩色轮的周期)同步。如果投影仪系统是时序/色序微显示投影引擎，这尤其有用。在这样的投影仪中，光波形状并且因此电流幅度应该与显示操作以及彩色的分段产生同步。具体来说，应该保证，即使在操作模式或频率发生改变时，也维持光波的形状。

出于这个理由，电流脉冲相对于彩色帧产生循环不可能轻易地断开或移动。因此，在优选实施例中，峰值脉冲电流要保持它的相位位置(即相对于彩色帧产生循环的时间中的位置)，并且当第一和第二操作模式之间作出转换时换向时刻被移动。因为光波形状只依赖于电流幅度的绝对值，所以如果在不同的操作模式之间转换时换向时刻被移动，光波形状也不发生改变。换言之，第一电流波形和第二电流波形的不同点只在于换向时间发生在不同的时刻，由此电流波形对于光通量的贡献得以维持，并且继续保持与显示操作模式和彩色产生循环的同步。

为了便于与显示操作模式和/或彩色产生循环这样的同步，第二频率值优选是第一频率值的整数倍。例如，第一频率值可以在约30Hz和200Hz之间，因此第二频率值就可以在约180Hz和1500Hz之间。更加优选地，第一和第二频率值是投影仪系统的色序的整数倍。

在本发明的优选实施例中，可以定义应急阈值，应急阈值表示比转换阈值还短的电弧长度，例如定义应急阈值电压，应急阈值电压比转换阈值电压还低(或者，如果使用两个转换阈值，应急阈值电压是较低的转换阈值电压)。这个应急阈值的目的是，一旦电弧长度稳定性机制(由第一和第二操作模式之间的转换以及操作频率值的转换提供)临时不能充分发挥作用，避免电弧长度的过分减小。如果电弧长度控制值表明：电弧长度低于这个应急阈值，例如，如果灯的操作电压等于或小于应急阈值电压，则按第三操作模式驱动所述的灯，在这种操作模式中采取了防止连续电极尖端生长的其它措施。这样的措施包括应用低频交流电流或直流电流或PWM(脉冲宽度调制)驱动方案。例如在US6815907中描述了这样的PWM驱动方案。一系列研究确定，所有这些操作模式全都能可靠地熔化电极尖端，因此增加了电弧长度。方法和参数的实际选择取决于灯的设计和应用。

优选的是，转换阈值电压范围在35V和140V之间，取决于灯的目标电弧长度和操作压力。更加优选地，转换阈值电压在45V和90V之间的范围。如果两个转换方向的转换阈值电压有不同的值(因此产生转换滞后)，则两个转换阈值电压的差值优选在0.1V和10V之间；更优选地，这个差值在0.5V和4V之间的范围。优选地急阈值电压因此应该低于转换阈值电压1-20V；应急阈值电压低于转换阈值电压4-10V则更好(如果使用两个转换阈值电压，则低于最低的转换阈值电压)。

在另一优选的方法中，所述方法可用作替代方法或附加到应急阈值的定义上，如果完成了与在第二操作模式中驱动灯的持续时间有关的第三时间标准，则操作模式可以从第二操作模式转换到另一操作模式。相应地，如果完成了与在第一操作模式中驱动灯的持续时间有关的第四时间标准，则操作模式可以从第一操作模式转换到另一操作模式。

在某些情况下，例如几十或几百小时的操作以后，尽管使用上述的电弧长度稳定方法，当第一或第二操作模式长时间坚持而不超过转换阈值时，也可能发生电极的改变；在此转换阈值处，操作模式在第一和第二操作模式之间发生转换，反之亦然。例如，利用第一操作模式长时间地驱动所述的灯，有时可导致极端的尖端生长。另一方面，常常按第二操作模式的长时间的驱动可引起非常多的电极烧毁(burn-back)。当设置另外的计时条件时可以避免出现这些情况，所述这些计时条件可防止过分地或极长时间地按第一或第二操作模式进行驱动。

因为电极行为的基本点不仅是操作模式，还有操作模式和操作频率的特定组合，在本发明的优选实施例中，第三时间标准与利用第二操作频率按第二操作模式驱动灯的持续时间有关，和/或，第四时间标准与利用第一操作频率按第一操作模式驱动灯的持续时间有关。

优选地，如果完成了第三时间标准，操作模式可从第二操作模式转换到特定的第一应急(contingency)模式，其引起显著的电极烧毁。还有，如果完成了第四时间标准，操作模式从第一操作模式转换到特定的第二应急模式，其导致充分的电极生长。

在大多数实施例中，第一和第二应急模式将是不同的，当然还可能应用相同的操作模式，以便消除两类极端的电极改变。

用于期望目的的许多应急模式是众所周知的并且已有描述。某些例子包括：分别对频率、脉冲高度、或电流波形进行准确的选择以实现当时的目的，例如尖端的去除、或尖端的生长。例如，从上述已经描述的第三操作模式可以选择第一应急模式，并且例如，作为第二应急模式的可能的实施例，可以逐步简单地加大尖端生长的脉冲高度。

在另一简单的优选实施例中，驱动器并非转换到特定的应急模式，如果完成了第三时间标准，驱动器可以从第二操作模式转换到第一操作模式；和/或，如果完成了第四时间标准，驱动器可以从第一操作模式转换到第二操作模式；也就是说，如果使用阈值作为转换标准的“正常”电弧长度稳定过程长时间地没有导致操作模式的改变，则简单地通过计时条件来迫使驱动器改变操作模式。在这种情况下，第一和第二操作模式本身用作“应急模式”。

如以上对于第一和第二时间标准所述，第三和第四时间标准可以包括与时间周期有关的第三极限，在该第三极限，所述灯在测量时连续地按第二操作模式必要时利用第二操作频率来驱动；并且，第四时间标准可以包括与时间周期有关的第四时限，在该第四时限，所述灯在测量时连续地按第一操作模式必要时利用第一操作频率来驱动。第三和第四时限可以是相同的，或者可以是不同的时限。因此，可以使用简单的计时器或计数器来控制第三和第四时限，控制的方式与第一和第二时限的控制方式相似。

通过使用简单的时间标准来代替应急阈值，应急驱动模式的启动与预先选择的阈值无关，并且因此例如对于生产的进展是不敏感的；其中，当使用转换阈值的“正常”稳定方法暂时未能起作用时，应急驱动模式应该操作。如果模式改变之前的时间足够短(如小于60分)，则发生不明显的电极改变。

应急模式可以连续使用，一直到另外确定了“正常的”电弧长度稳定方法或可能的其它电弧长度稳定方法为止。可替换地，可以只对有限的持续时间(例如在0.1s(秒)和60分钟之间的持续时间)使用应急模式。如果只应用了极短的时间(＜1s)，则可以将应急模式认为是标准操作模式的一个简易的变化。特别是当使用特殊的应急模式时建议进行这样一种简易的应用，例如通过极大的脉冲引入足够强的扰动，以便防止连续的尖端生长或烧毁。

在许多情况下，在可与第三或第四时间条件相比拟的持续时间使用应急模式是很有意义的，从而可以获得足够多的时间来消除先前的(有可能是不利的)电极改变。在这段持续时间过后，应急模式应该转换回到先前的操作模式。如果第一和第二操作模式本身用作“应急模式”，如以上所述，通过“正常的”电弧长度稳定方法(即下一次应该超过阈值，或者应该完成下一时间标准)就可以简单地触发转换回先前模式。

本发明可应用到各种不同类型的气体放电灯。具体来说，本发明适合于高压气体放电灯，尤其是适合于UHP(超高性能)灯和/或HID(高强度放电)灯。如以上所述，如果本发明用于图像绘制系统中的气体放电灯，本发明具有明显的优点。然而，本发明不限于这些应用。例如，本发明还可有益地用于机动车辆中使用的气体放电灯，例如汽车前灯中的气体放电灯，或者在舞台和建筑聚光灯中使用的气体放电灯。

从下面结合附图考虑的详细描述，本发明的其它目的和特征将变得显而易见。但应该理解，附图的设计只是为了说明的目的，而不是作为本发明的限制。

附图说明

图1表示按照本发明在第一和第二操作模式期间加到气体放电灯的交变电流的可能示意波形；

图2表示在60Hz操作频率操作的UHP灯的操作电压的示意图，由此操作电压通过在第一和第二操作模式之间进行转换来稳定；

图3表示在360Hz操作频率操作的UHP灯的操作电压的示意图，由此操作电压通过在第一和第二操作模式之间进行转换来稳定；

图4示意地表示在脉冲操作模式在不同的操作频率下在电极的前表面上尖端的形成(左：低频；右：高频)；

图5说明用来操作按照本发明的一个实施例所述的灯的灯电压以及相关的模式/频率组合的可能的瞬时进展；

图6表示的是实验结果的表格，表示在灯的操作期间操作模式转换次数和频率转换次数；

图7a和7b表示第一和第二操作模式以及第一和第二频率值的不同组合的可能的驱动方案；

图8表示用于第三操作模式的可能的驱动方案；

图9说明用来操作按照本发明的另一个实施例所述的灯的灯电压以及相关的模式/频率组合的可能的瞬时进展；

图10表示UHP灯的操作电压随时间变化的曲线图，使用传统的操作模式来操作所述的灯；

图11表示UHP灯的操作电压随时间变化的曲线图，使用按照本发明的优化操作模式来操作所述的灯；

图12表示气体放电灯和可能的实施按照本发明的驱动单元的方块图。

为清楚起见，对于附图中物体的尺寸进行了选择，这个尺寸不一定反映实际的相关尺寸。图中的物体不一定是按比例画出的。

具体实施方式

如以上所述，本发明使用下述基本原理。

完全确定的观察结果是，不同的电流波形在UHP灯电极的前表面上导致结构的不同的瞬时进展。具体来说，利用在图1的左侧可以看见的直接在换向时刻之前叠加在“标准”块电流波形上的有意的脉冲的操作模式导致在电极前表面上小尖端的生长。经常称之为“脉冲式操作”的这种操作模式在这里称之为“第一”操作模式OM_P。另一方面，标准的方波操作(如在图1右侧所表示的)将导致这些小尖端被熔化。这个标准的“非脉冲式操作”在这里称之为“第二”操作模式OM_n。在典型操作频率的一个很宽的范围内，对于小电极尖端的影响与灯的操作频率无关。

尖端结构的存在改变了放电电弧的长度，因此也改变了灯的操作电压的电平。这就意味着，在灯电压随时间的进展中可以直接观察到这些尖端的生长和熔化。如以上所述，还可以使用任何其它的措施(代替灯电压的测量)，以确定电流的电弧长度。然而，因为在灯驱动器中可以用简单的方式实现灯电压的监测而不需要灯中附加的测量设备，因此假定在下面采用这种方法来(间接地)监测电弧长度。

在图2中，表示了测量标准的UHP灯的操作电压的示波器的屏幕快照。在操作这种灯过程中，应用下面的方案：高于某个转换电压电平或转换阈值电压V_T1(在这种情况下是77V)，所述灯按第一操作模式OM_P操作，而低于这个转换阈值电压V_T1，所述灯按第二操作模式OM_n操作，即脉冲被断开。这个方案导致小尖端的频繁生长和熔化。在图中可以看到灯电压的最终微小变化。然而，由于从第一操作模式OM_P到第二操作模式OM_n的模式转换以及相反的模式转换进行得极其迅速，在跨过转换阈值电压V_T1之后最多有250ms的延迟，不会产生或破坏任何大型结构。于是，电极的总体结构和电极之间的距离得以保持，产生极其稳定的操作电压。在图2中，时间刻度对应于约150s。在这个例子中，所述的灯是在60Hz操作的。图中的插入波形象征在转换阈值电压V_T1两侧所用的电流波形。

在其它的操作频率也可获得操作电压通过转换电流波形的这个稳定效果。作为示例，图3表示针对360Hz的频率测量操作电压的示波器屏幕快照。在这里，显示的电压范围甚至于比图2所示的还小。

但是，为了有益地使用这一效果，还必须考虑另一方面，即放电电弧的短期稳定性。对于UHP之类的灯，众所周知的问题是，在某些情况下，电极之间放电电弧的位置可以随时间变化。这种效应称之为“电弧闪烁”。尤其是当这些变化在短时间刻度上发生时，值得用户注意。

如以上所述，当使用第一操作模式OM_P时，由于电流脉冲使尖端在电极的前表面生长，这个尖端固定了放电电弧的位置并且因此抑制了电弧闪烁。但实际上在任何一个时间都在进展或生长的尖端的图案在很大程度上取决于灯的正在操作的频率。在低频，只有一个相对大的尖端或少量的这种尖端生长，而在高频，尖端的数目增多了，同时这些尖端的直径减小了。图4示意地表示了这种情况，图中的左手侧表示在低的操作频率(如60Hz)按脉冲式操作模式在电极30的前表面可能形成的尖端31，图中的右手侧表示在高的操作频率(如360Hz)按脉冲式操作模式在电极的前表面可能形成的尖端，这里有几个尖端32。于是，对于高频的脉冲操作，电弧闪烁不能完全排除，这是因为在高的操作频率下生长的许多尖端32提供多种电弧固定点，电弧可以在这些电弧固定点之间移动。

另一方面，按第二操作模式OM_n，没有直接在电流换向时刻之前的电流脉冲(当没有电极尖端生长时)，电弧闪烁的几率随操作频率的增加而减小。这来源于如下的事实：在阴极相位期间，在较高的操作频率下电极的冷却没有在较低的操作频率下冷却的那么多。

对于以上讨论的两种操作模式，当灯在不利的操作模式/频率的组合下操作时，电弧闪烁是在经过一个时间延迟后开始发生的。这是因为例如在使用第一(脉冲式)操作模式OM_P高频操作的情况下，多个电极尖端必定要首先进展或生长，这要花费时间，然后才会发生电弧闪烁。这个时间延迟取决于几种因素，并且在几十秒到几十分钟之间。因此，就电弧闪烁而论，在不利的模式/频率组合下，在有限的时间内操作所述的灯是安全的；然而，一旦这个有限时间已过，必须改变操作模式或操作频率，以保证无闪烁的灯操作。

因此，在按照本发明的驱动方法中，操作模式的转换要与操作频率的经过延迟的、有条件的转换组合起来。

每当灯电压跨过一个特定的转换阈值电压V_T1时，操作模式的转换就要发生。高于这个转换阈值电压V_T1，灯按第一操作模式OM_P驱动，引入尖端生长。低于这个转换阈值电压V_T1，灯按第二操作模式OM_n驱动，抑制进一步的尖端生长并至少部分地熔化掉已长成的尖端。

在本发明的第一实施例中，每当改变操作模式时，相关的计时器复位到0并启动。如果这个计时器超过了某个预定的极限，则灯的操作频率也要发生改变，改变到利用这个特定的操作模式无电弧闪烁发生的那个频率值。当在第一(脉冲式)操作模式OM_P利用第二(较高的)频率值f₂驱动所述的灯时，在超过转换阈值电压V_T1的情况下，操作频率转换到第一(较低的)频率值f₁。如果在第二(非脉冲式)操作模式OM_n利用第一(较低的)频率值f₁驱动所述的灯时，在低于转换阈值电压V_T1的情况下，操作频率转换到第二(较高的)频率值f₂。如果已经利用第一频率值f₁按第一操作模式OM_P驱动所述的灯，或者已经利用第二频率值f₂按第二操作模式OM_n驱动所述的灯，则不发生任何操作频率转换。因此，计时器实质上测量和限制所述的灯在不利的操作模式/频率的组合中的停留时间。

图5表示体现本发明的必要特征的驱动方案。转换阈值电压V_T1分隔使用不同操作模式的两个区域：大于转换阈值电压V_T1的第一操作模式OM_P和小于转换阈值电压V_T1的第二操作模式OM_n。当灯电压跨过这个转换阈值电压V_T1时，在图5中由实线箭头表示，计时器重新启动，操作模式发生改变，同时操作频率保持相同。然而，在某些情况下，在图5中由虚线箭头表示，可能发生的情况是，再次跨过转换阈值电压花费太长的时间，并且，在模式转换之间的时间Δt_n、Δt_p超过了预定的延迟时间或时限Δt₁、Δt₂。仅在这些少数情况下，也要改变操作频率，以便在避免闪烁的操作模式/频率组合下操作所述的灯。在一般情况下，对于f₁→f₂转换(在第二操作模式OM_n为操作时间Δt_n)和f₂→f₁转换(在第一操作模式OM_P为操作时间Δt_p)的两个时限Δt₁和Δt₂可以是不同的，如图5所示。在简单的实施方案中，时限Δt₁和Δt₂也可以是相同的。优选地，时限在1s和60分钟之间的范围内；时限在10s和300s之间则更好。两个时限Δt₁、Δt₂之比优选在0.01和100之间的范围内；在0.2和5之间的范围则更好。

使用这样的驱动方案，可以稳定灯电压，同时又避免了电弧闪烁。在大多数情况下，操作模式变化本身就有期望的效果，这是因为在短时间以后又重新跨过转换阈值电压V_T1，这又将导致操作模式的另一个变化，于是抑制了电极的前表面的过大的和/或长时间的改变。这些阈值跨越与相关计时器的复位相关联。因此，如果预定的时限足够大，在大多数情况下可以避免出现上述的操作频率改变和最终的缺点。此外，由于如下的事实：防止了电极的前表面的明显改变，所以在轴向和横向这两个方向的整体电弧稳定性都得以改进。

在第一实验中，其中在长达46小时的运行时间的90％中，灯是在接近所选的转换阈值电压(±1V)下操作的，共发生2510次操作模式转换，同时没有启动一个操作频率改变。在图6的表格里，表示出其它的实验结果。正如表格中所看到的，操作频率的改变很少发生。

在本发明的另一个实施例中，用于测量在某个操作模式下灯操作的时间的计时器或计数器的复位省略了。代替的办法是，在固定时间间隔(如每秒)之后将某增量加到实际的计数器值上去。对于两个可能的操作模式，第一操作模式和第二操作模式，所述增量具有相反的符号(正或负)。于是，在操作模式之一，计数器增加；而在另一个模式，计数器减小。当计数器达到某个预定的下限同时正在下降时，或者当计数器达到某个预定的上限同时正在增加时，那么操作频率发生改变。在这样的实施例中，计数器还记录了在恰好最后的模式转换之前驱动方案进展的历史。这就防止了在瞬时模式转换情况下(在先前的实施例中，可能使计数器复位)，灯在不利的条件下过长时间的操作。如果存储器为非易失性的，甚至于在确定所述的灯在不利的操作条件下停留的时间当中，还可考虑灯在先前断开之前的操作模式历史。

通过对于两个增量使用不同的绝对值，可以实现频率转换的不同时限。此外，频率转换的计数器极限不必是计数器存储器的实际上、下限。通过审慎地选择这些极限，可以引入附加的固定延迟，对于不同的操作模式这些固定延迟是不同的。而且，例如当达到实际的存储器极限时，可以防止延迟的无限制增加。

通过适当地选择计数器存储器的增量和容量，可以确定操作模式历史的可以虑及的长度。在许多情况下，即使廉价的8位存储器对于这个累加的计时器也就足够了。针对8位计数器的计数器极限优选是：下限在0到100的范围，上限在150到255的范围。其它的计数器容量将导致不同的但也是等效的极限。优选的是，两个增量的绝对速率范围在0.01s^-1和100s^-1之间。两个增量之比优选在-100和-0.01之间的范围，而在-5和-0.2之间则更好。

本发明还可以与时序/色序微显示投影引擎(如典型的DLP投影引擎)一起使用，这是最为有益的。在这样的投影仪中，光的波形(它是电流幅度的结果)与显示操作同步，并且必须保持相同，即使当跨越了转换阈值电压时亦是如此。因此，不可能象图1例子那样简单地切断电流脉冲。

然而，通过将第一操作模式中作为抗抖动脉冲使用的峰值电流脉冲移动到电流波形的不同的相对位置，可以实现类似的效果。因此，在这个实施例中，峰值电流脉冲保持时间上的固定，与操作模式无关，而灯电流的换向移动到时间上不同的时刻。这样的驱动方案对于光通量将没有任何影响，即，这种方案在应用中提供不变的通量图案，同时稳定了灯电压。

图7a和7b表示出这样的驱动方案的实例。这里所示的系统是一个对视频投影优化的

(数字式光处理)镜设备。它应用的是在每个视频帧期间转动三次的6段色轮。在图7a和7b的上部表示彩色分段循环，这个彩色分段循环具有三个彩色分段：红色r、绿色g、和蓝色b，在彩色分段r、g、b和它们到电流波形的相对位置之间具有“轮辐时间(spoke time)”，电流波形与彩色轮是同步的。在这个例子中，通过“光滑画面”摆动(wobulation)(用特定方式重叠像素)可使显示分辨率加倍。

除了实现在本发明中描述的电弧稳定效果外，通过在图7a和7b所示的电流波形还得到了另外的优点。在不同的彩色分段中通过使用具有固定的相对电平的灯电流脉冲，获得充分的彩色平衡。例如在图7a和7b中，通过在一个蓝色分段b中使用较高的电流幅度B，将彩色平衡移向蓝色。使用负的灯电流脉冲G来增加绿色的灰度分辨率。为了进一步讨论这些有关彩色的优点，例如见Moench等人的SID研讨会纪要37，1720-1723页或WO95/11572。在这里，选择这个电流波形来说明本发明对于比简单的方波电流更为复杂的驱动情况的适用性。图7a和7b表示示意的电流波形，其中没有例如过冲和阻尼振荡之类的可能的畸变，在实际的实施方案中可能发生这种过冲和阻尼振荡。

在第一操作模式OMP，在图7a的上边的电流曲线中表示出这种操作模式，换向时刻t_c直接定位在峰值脉冲电流P(抗抖动脉冲)之后，这导致尖端生长。附加的峰值P定位在色轮的轮辐时间内。如果操作电压大于如60V的转换阈值电压V_T1，则使用这种操作模式。在图7a的这个上边的电流曲线中，操作频率值f₁是60Hz。

当操作电压跨过转换阈值电压V_T1时，与灯电流的绝对值对应的波形幅度保持不变，而换向时刻t_c发生了移动。在图7a的下边电流曲线中表示出这个第二操作模式OM_n。在两个操作模式中，换向时刻t_c最好总是放在轮辐时间s当中。对于第二操作模式OM_n中的这些换向时刻t_c进行设计，以使电流脉冲P对于尖端的生长变为无效的，即，电流脉冲的位置要远离电流的换向时刻。以此方式中断了尖端的生长。

如果计时器指示在这个模式的操作时间过长，则必须改变频率。再一次地，幅度波形必须保持不变，同时将附加的换向时刻t_c放在轮辐s内。换言之，操作频率移动到较高的频率值f₂，如在图7b的上边电流曲线所示。在此例中，较高的频率值f₂是420Hz，这是较低的频率值f₁的7倍。

在此例中，当电压升高超过转换阈值电压V_T1时，通过再一次地改变换向计时，即通过转换回到第一操作模式OM_P但具有较高的操作频率，实现了尖端生长。现在，脉冲P再一次地刚好定位在换向时刻t_c之前。这种情况表示在图7b的下边的电流曲线。可以看到，在每个换向时刻t_c之前都有抗抖动脉冲P是不必要的，但为了实现尖端生长的效果，例如在每第7个换向时刻t_c之前有这样的脉冲P就足够了。

稍后，如果计时器再一次地指示：达到了时限，频率可变回到有利的较低频率值f₁。在图7a的上边电流曲线中可以再一次看到这种操作模式。

优选地，当灯接通时，驱动方案从第一操作模式OM_P和较低频率值f₁开始。与实施的计数器的类型有关，利用一个非零但等于预定值的数值接通后重新启动所述计数器是有益的，从而可以影响在第一频率转换发生前启动驱动方案过程中灯操作的时间间隔。

如以上所述，优选的是，让应急阈值电压作为一种失效保护。这个应急阈值的目的是，一旦上述电弧长度稳定机制在熔化电极上的尖端当中临时未能充分发挥作用的情况下，避免电弧长度的过度减小。如果操作电压降到低于这个应急阈值电压，将激活第三操作模式。在上例中，该应急阈值电压可以是54V。

公知的是，电极的阳极相位期间的热负荷大于在阴极相位期间的。因此，通过引入只在一个有效电流方向的长相位，就可以相对快地把电极前表面上的尖端熔化掉。由于用于大多数UHP灯的灯驱动器在一般情况下都不设计成产生低频，因为换向用于为转换产生内部电源电压，并且对于来说光波形状也必须保持不变，所以对于这个第三操作模式OM_PWM的解决方案可能如图8所示的那样出现。在这里，所述的灯是用一种伪直流模式进行驱动的，其中的电流主要是在一个方向施加到所述的灯上的，并且在另一个方向转换只有极短的周期。这个由PWM(脉冲宽度调制)产生的波形将有效地回熔在主要作为阳极操作的那个电极上的尖端。为了对于两个电极上的尖端都有效，当然必须例如通过使显示的电流波形反转来将如图8所示的伪直流模式施加到两个电极上。在图8所示的例子中，操作频率仍旧是420Hz，光波形状仍旧与图7的驱动方案实例相同(在蓝色分段b有较高的电流幅度B，在绿色分段g有较低的电流相位G)。这个第三操作模式通常只需要施加约0.03s到3s，直到在两个电极上的尖端都充分回熔并且操作电压返回到大于应急阈值电压的值为止。

图9表示类似于图5所示的驱动方案的增强的驱动方案。在这个增强的驱动方案中，引入附加的延迟时间或时限Δt₃、Δt₄。第三时限Δt₃在第一时限Δt₁结束时开始，并且和按第二(非脉冲式)操作模式OM_n用第二(较高的)操作频率f₁驱动所述灯的持续时间有关。相应地，第四时限Δt₄在第二时限Δt₂结束时开始，并且和按第一(脉冲式)操作模式OM_P用第一(较低的)操作频率f₁驱动所述灯的持续时间有关。相应的计时器只在按特定的操作模式/操作频率组合OM_n，f₂和OM_p，f₁操作所述灯时才启动。

如果在第二操作模式OM_n利用第二操作频率f₂操作灯，并且计时器将超过预定的第三时限Δt₃，则操作模式转换到特定的第一应急模式CM₁；如果在第一操作模式OM_p利用第一操作频率f₁操作灯，并且计时器将超过预定的第四时限Δt₄，则操作模式转换到特定的第二应急模式CM₂。这些应急模式CM₁、CM₂的目的是消除或反转前一操作模式的不利效果。上边已经说明了可能的应急模式CM₁、CM₂的实例。一个可能的第一应急模式CM₁可以是结合图8描述的第三操作模式OM_PWM。

第三和第四时限Δt₃、Δt₄可以是不同的，但也可以是相同的。优选的是，时限Δt₃、Δt₄在1s和60分钟之间的范围；在10s和300s之间则更好。

如以上所述，应急模式CM₁、CM₂可用于有限的持续时间，其例如可以和第三和第四时限Δt₃、Δt₄相比拟。然后，操作模式可转换回到先前的操作模式。然而，在应急模式的任何预定的持续时间，由转换阈值电压V_T1给出的转换计划应该起压倒优势；当达到转换阈值电压V_T1时，按照本发明的“通常的”电弧长度稳定方法确定随后应该使用哪种操作模式OM_P、OM_n。

在极其简单的实施例中，使用第一操作模式OM_P作为第一应急模式CM₁，并且使用第二操作模式OM_n作为第二应急模式CM₂，即，如果按一种操作模式OM_n、OM_P长时间地驱动所述的灯但未达到转换阈值电压V_T1，则利用计时条件触发向另一操作模式OM_P、OM_n的转换。

如果在应用中需要，则可以只对第一操作模式OM_P引入操作模式的有条件的计时器控制的变化，并且在大于转换阈值电压V_T1时应用，从而防止烧毁，但不能防止尖端生长。按相同的方式，可以只对第二操作模式OM_n引入有条件的计时器控制的操作模式变化，并且在小于转换阈值电压V_T1时应用，从而防止尖端生长，但不能防止烧毁。然而，在大多数实施例中，如果这种由应急计时器控制的操作模式变化应用到两种类型的最大电极改变上，最为有利。

此外，在增强驱动方案中，可以放弃上述的应急阈值电压V_T2，但也可以使用这样的附加应急阈值电压，作为失效保护的另一补救措施。

下边的两个图10和11展示本发明的有益效果。图10表示作为操作时间的函数在120W操作的超短弧的UHP灯的灯电压，没有现有技术所公知的任何特殊的电弧长度稳定方法。对比之下，对于图11所示结果的实验(也显示了作为操作时间的函数的灯电压)，对于在132W操作的超短弧UHP灯使用按照本发明的电弧长度稳定方法，将电弧长度固定在约0.6mm。由于灯电压线性地取决于电弧长度，曲线表明：从总体来看，所述电弧长度稳定方法的操作情况很好。为了减小在这个示例中驱动方案的复杂性，将所有的延迟时间都设定在同一数值，并从用于电弧长度稳定方法的同一组操作模式OM_P、OM_n中选择应急模式CM₁、CM₂。显然，按照本发明的这个新的驱动方案明显地减小了电压的变化，并因此减小了电弧长度的变化。

图12表示出气体放电灯1和按照本发明的驱动单元10的可能的实施方块图，它可以用在投影仪系统中。

图12所示的电路包括功率源20，利用这个功率源20使向下变换器(down converter)单元11可以得到例如380伏的直流电源电压U₀。向下变换器单元11的输出经过缓冲电容器C_B连接到换向单元12，换向单元12又提供点火级13，借助点火级使灯1点火并操作。

加到缓冲电容器C_B的电压又经电压分压器R₁、R₂另外提供给电压监测单元17。这里，电压监测单元17是控制单元16的一部分。可替选地，可以将电压监测单元17实施为与控制单元16相连的单独的部件。电压监测单元17监测操作电压，如已经描述的那样，看其是高于还是低于预定的转换阈值或应急阈值电压。

也可以实施为单独部件的控制单元16的另一个部件是计时器18。这个计时器18接收来自电压监测单元17的适当信号以指示操作电压实际所在的区域。在计时器18内累计或计数持续时间。按上述的方式，操作模式确定单元19根据操作电压实际所在的区域的指示，以及根据由计时器18累计的持续时间，确定将要按哪一种操作模式以及在哪一个频率驱动所述的灯。对于在灯操作方面的甚至更多的控制，使操作模式确定单元19和计时器18之间进行反馈也可能是有益的。这样的反馈例如可允许是例如在接通相位期间对计时器设置特定的预选值。

最终的信号从操作模式确定单元19转发到频率产生器15，频率产生器15在适当的频率驱动换向单元12，并且，附加信号被转发到波形成单元14，波形成单元14利用向下变换器11来确保对于期望的操作模式产生了正确的电流脉冲波形。控制单元16、频率产生器15、以及波形成单元14经驱动单元10的输入端21接收同步信号，用于同步灯驱动器与显示单元，或者投影系统的彩色产生单元。

如果所选的计时器或计数器具有并行地计数和存储不同值的能力，还可以使用计时器来控制如以上所述的第三和第四时限。如果计时器对于所有的计时标准总是要再次启动，则可以使用只存储一个计数值的简单计时器。

在这一方面应该注意的是，特别是控制单元16或控制单元16的至少某些部分，例如操作模式确定单元19，可以实施成能够在驱动单元10的处理器上运行的适当软件。具体来说，这就允许将现有的单元进行升级以使用按照本发明的方法操作，其条件就是驱动单元允许对于波形成单元和频率产生器进行所需的控制。驱动单元10还优选配备适当的接口，以便在制造期间或在此之后的时间，例如当要使用不同类型的灯时，可以配置各种不同的时限和阈值电压。

本发明可以优选地与可用上述的复杂驱动方案驱动的所有类型的短弧HID灯一起使用。这个驱动方案的使用结合超短弧UHP灯特别有用，其中稳定的电弧(在轴向和横向这两个方向)对于应用中不变的光通量是至关重要的。

虽然按照优选实施例及其变型的形式描述了本发明，但应该理解，可以对其进行一系列附加的改进和变化而不脱离本发明的范围。为清楚起见，还应该理解，在整个这个申请中使用“一个”并不排除存在多个，“包括”并不排除存在其它的步骤或元件。还有，“单元”可以包括一系列方块或设备，除非作为单个实体明确说明。

Claims

1、利用交变电流驱动气体放电灯(1)方法，

由此：对于电弧长度控制值进行监测，所述电弧长度控制值表示气体放电灯(1)的放电电弧的电流长度；

由此：当电弧长度控制值指示：电弧长度大于转换阈值时，按第一操作模式(OM_P)利用第一电流波形来驱动灯(1)，对于所述第一电流波形进行选择，以便导致在灯(1)的电极(30)上生长的尖端(31)；

并且当电弧长度控制值指示：电弧长度小于转换阈值时，按第二操作模式(OM_n)利用第二电流波形来驱动灯(1)，对于所述第二电流波形进行选择，以使电极(30)上的尖端(31)至少部分地回熔；

并且由此：如果完成了与按第二操作模式(OM_n)驱动灯(1)的持续时间有关的第一时间标准，灯的操作频率从第一频率值(f₁)转换到第二频率值(f₂)，所述第二频率值(f₂)大于第一频率值(f₁)；

并且，如果完成了与按第一操作模式(OM_P)驱动灯(1)的持续时间有关的第二时间标准，操作频率从第二频率值(f₂)转换到第一频率值(f₁)。

2、根据权利要求1所述的方法，其中：使用灯的操作电压作为电弧长度控制值，并且当灯的操作电压大于转换阈值电压值(V_T1)时，按第一操作模式(OM_P)驱动灯(1)，并且当操作电压小于转换阈值电压值(V_T1)时，按第二操作模式(OM_n)驱动灯(1)。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其中：第一时间标准包括与时间周期(Δt_n)有关的第一时限(Δt₁)，其中灯(1)按第二操作模式(OM_n)连续驱动；和/或，第二时间标准包括与时间周期(Δt_P)有关的第二时限(Δt₂)，其中灯(1)按第一操作模式(OM_P)连续驱动。

4、根据权利要求3所述的方法，其中：当操作模式在第一和第二操作模式(OM_P、OM_n)之间转换时，计时器(18)复位并启动；并且其中：如果由计时器(18)测量的时间值等于或大于预定的计时器值极限，则操作频率在第二频率值(f₂)和第一频率值(f₁)之间转换。

5、根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其中：

对于第一总停留时间和第二总停留时间进行测量；在第一总停留时间按第一操作模式(OM_P)驱动所述的灯(1)；在第二总停留时间按第二操作模式(OM_n)驱动所述的灯(1)；

并且，如果第二总停留时间和第一总停留时间之间的差等于或大于预定的第一值，则灯(1)的操作频率从第一频率值(f₁)转换到第二频率值(f₂)；

并且，如果第一总停留时间和第二总停留时间之间的差等于或大于预定的第二值，则灯(1)的操作频率从第二频率值(f₂)转换到第一频率值(f₁)。

6、根据权利要求5所述的方法，其中：

计时器(18’)配置成：在一个方向计数，同时灯(1)按第一操作模式(OM_P)驱动；和在相反方向计数，同时灯(1)按第二操作模式(OM_n)驱动；

并且，如果计时器读数等于或大于预定的上限值，则灯(1)的操作频率在第一频率值(f₁)和第二频率值(f₂)之间的一个方向转换；并且如果计时器读数等于或小于预定的下限值，则灯(1)的操作频率在第一频率值(f₁)和第二频率值(f₂)之间的相反方向转换。

7、根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其中：如果电弧长度控制值指示：电弧长度小于应急阈值，则按第三操作模式(OM_PWM)驱动所述的灯(1)。

8、根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其中：

如果完成了与按第二操作模式(OM_n)驱动灯(1)的持续时间有关的第三时间标准，则操作模式从第二操作模式(OM_n)转换到另一个操作模式(CM₁)；

和/或，如果完成了与按第一操作模式(OM_P)驱动灯(1)的持续时间有关的第四时间标准，则操作模式从第一操作模式(OM_P)转换到另一操作模式(CM₂)。

9、根据权利要求8所述的方法，其中：

第三时间标准与按第二操作模式(OM_n)利用第二操作频率(f₂)驱动灯(1)的持续时间有关；

和/或，第四时间标准与按第一操作模式(OM_P)利用第一操作频率(f₁)驱动灯(1)的持续时间有关。

10、根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其中：在第一电流波形中，使有意的峰值脉冲电流(P)直接强加在换向时刻(t_c)之前，在第二电流波形中，从换向时刻(t_c)移开所述有意的峰值脉冲电流(P)。

11、根据权利要求10所述的方法，其中：当在第一和第二操作模式(OM_P、OM_n)之间进行转换时，峰值脉冲电流(P)保持它的相位位置，并移动换向时刻(t_c)。

12、根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其中：第二频率值(f₂)是第一频率值(f₁)的整数倍。

13、用于驱动图像绘制系统的方法，图像绘制系统具体是投影仪系统，其中的灯(1)是根据前述权利要求中任何一个进行驱动的，由此第一和第二电流波形以及第一和第二频率值(f₁、f₂)与显示操作模式和/或彩色产生循环同步。

14、用于驱动气体放电灯(1)的驱动单元(10)，包括：

-用于向气体放电灯(1)施加交变电流的换向单元(12)；

-用于形成施加到气体放电灯(1)的电流波形的波形成单元(14)；

-用于监测电弧长度控制值的电弧长度监测单元(17)；所述电弧长度控制值指示气体放电灯(1)的放电电弧的电流长度，

-控制单元(16)，

所述控制单元(16)控制波形成单元(14)，以使当电弧长度控制值指示电弧长度大于转换阈值时，按第一操作模式(OM_P)利用第一电流波形来驱动灯(1)，对于所述第一电流波形进行选择，以便导致在灯(1)的电极(30)上生长的尖端(31)；

并且当电弧长度控制值指示电弧长度小于转换阈值时，按第二操作模式(OM_n)利用第二电流波形来驱动灯(1)，对于所述第二电流波形进行选择，以使电极(30)上的尖端(31)至少部分地回熔；

并且，所述的控制单元(16)控制换向单元(12)，以使如果完成了与按第二操作模式(OM_n)驱动灯(1)的持续时间有关的第一时间标准，灯(1)的操作频率从第一频率值(f₁)转换到第二频率值(f₂)，所述第二频率值(f₂)大于第一频率值(f₁)；

15、一种图像绘制系统，具体是投影仪系统，它包括气体放电灯(1)和根据权利要求14所述的驱动单元(10)。

16、直接可装入灯驱动单元(10)的可编程处理器的存储器中的一种计算机程序产品，它包括软件代码部分，当所述程序在处理器上运行时，所述软件代码部分用于实现根据权利要求1-13所述方法的各个步骤。