CN102763033A

CN102763033A - 冷却灯的方法

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Publication number: CN102763033A
Application number: CN2011800111776A
Authority: CN
Inventors: J-J.P.J.范登伯格; L.V.M.施里尔; S.L.R.德维德; K.A.D.格塞斯; J.库维斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: US9046748B2; JP5952745B2; WO2011104658A1; EP2539767B1; CN102763033B; US20130194553A1; JP2013520702A; EP2539767A1

Abstract

本发明描述了一种用于独立于投影仪(2,2')的定向(P_desk,P_ceiling)冷却在该投影仪(2,2')中的灯(1)的方法，该方法包括：在灯(1)的工作期间在该灯(1)的灯头(10)处对称地引导冷却气流(4)；以及将该冷却气流(4)交替地控制在至少第一冷却级(C-I)和第二冷却级(C-II)之间，使得在该第一冷却级(C-I)下的冷却期间，该灯头(10)的基部区域中的温度(T_base)下降到预定的最低工作温度(T_min)以下以允许该灯头(10)的内侧壁(100)的变黑，并且在该第二冷却级(C-II)下的冷却期间，该灯头(10)的上部区域中的温度(T_top)增加到预定的最高工作温度(T_max)以上并且该灯头(10)的基部区域中的温度(T_base)增加到预定的最低工作温度(T_min)以上以有利于灯头的壁(100)的清洁。本发明进一步描述了一种用于在投影仪(2,2')的定向独立的冷却装置(30)中使用的冷却模块控制器(31)；一种用于独立于投影仪(2,2')的定向(P_desk,P_ceiling)冷却在该投影仪(2,2')中的灯(1)的定向独立的冷却装置(30)；以及一种投影仪(2,2')。

Description

冷却灯的方法

技术领域

本发明描述了一种冷却在投影仪中的灯的方法、一种用于冷却在投影仪中的灯的定向独立的冷却装置、一种冷却模块控制器和一种投影仪。

背景技术

诸如大功率金属卤化物灯的灯有利于其中需要稳定非常亮的点状光源的应用。例如，许多投影系统使用高压汞蒸汽金属卤化物弧光灯，包括在能够承受高温的石英玻璃封套中的放电室或“灯头”。灯头包含由一种或多种稀有气体组成的填料，并且在汞蒸汽放电灯的情况下，填料主要由汞组成。通过跨越伸入到灯头中的两个电极（一般是钨）施加高电压，光弧在电极的末端之间产生，然后所述光弧能够在较低的电压下被保持。诸如自然光谱成分和高发光强度的光学性质能够利用高强度放电（HID）灯以及特别地超高性能（UHP）灯最佳地实现。

具有这种灯的灯头中的温度容易达到几百摄氏度，并且高工作温度是卤素循环正常运行所必须的。在这些高温下，钨从电极蒸发并且由电极再吸收（钨运输）。灯头中的对流气流导致灯头顶部比底部更热（在此处并且在下文中，术语‘顶部’应被理解为在灯头中的最上部的区域，而术语‘基部’被用来表示在灯头中的下部或底部区域）。然而，由于灯头壁的石英当经受非常高热量持续较长的时长时将会结晶，所以将不允许灯中的温度的升高太多。由于这个原因，一般例如通过在灯处引导冷却气流使在诸如投影仪的设备中的灯在工作期间冷却，并且冷却气流主要地在灯的顶部或上部区域被引导，使得该较热的区域比下部区域的冷却程度更大。该类型的冷却被称为'不对称冷却'。冷却一般受到控制，使得大功率卤素灯的顶部和底部灯头温度之间的差或增量（delta）位于某一范围内，例如对于UHP灯类型50°K至100°K。然而，能够在不同的竖直定向上而不是仅单个、固定的位置操作投影仪可能是有利的。在天花板位置中使用的（例如用于放映电影）便携式投影仪也可以在桌面位置（例如用于呈现）中使用，或反之亦然。被设计用于仅在某一位置（天花板或桌面）中使用的上述类型的固定的不对称冷却在这些情况下是不适用的，因为当投影仪在‘错误’的位置中时，冷却气流主要朝灯头的基部被引导，使得使基部冷却过度而使关键的上部区域冷却不足。由于基部中的低温度，水银蒸汽在此处冷凝。这对卤素循环的功能具有有害的影响。当过量的汞由于使基部过度冷却而凝固时，卤素将溶解在该液态汞中。因此，在灯头的其余部分中没有足够的可用的挥发性卤素（例如溴）来防止已蒸发的钨作为黑色物质沉积在灯头壁的内侧上，被称为‘变黑’的过程。虽然这些黑色沉积物能够沉淀在灯头的内侧壁上的任何位置，但是大部分由对流气流带入到灯头的顶部。然而，这也是在灯中的最热的区域，使得生成的变黑区域将吸收热量并且变得更热，最终导致在该区域中的石英的结晶，因石英玻璃的白色变色（white discoloration）而可见。结晶或‘变白’是相对慢但不可逆的过程，该过程会导致令人不满意的性能并且甚至有可能导致灯故障或爆炸。

为了避免这样的严重的问题，一些现有技术解决方案根据投影仪的位置（桌面或天花板）使用允许将冷却气流朝灯头的顶部再定向的复杂的机械系统。其它系统具有：两个风扇，灯头的每一‘端’一个；以及控制器，其用以根据投影仪的位置选择风扇速度。从某种角度来说，这一点必须被知晓，例如通过依赖于用户来选择某一输入配置，或通过在投影仪中合并能够区别‘向上’（桌面）和'向下'（天花板）竖直定向之间的运动传感器。然而，这样的解决方案增加总体复杂性并且因此增加投影仪的费用，并且依赖于用户输入的解决方案有错误的倾向。

因此，本发明的一个目的是提供替代的、更有效的且更经济的冷却灯的方法。

发明内容

本发明的目的通过如下方面实现：根据权利要求1所述的冷却在投影仪中的灯的方法；根据权利要求10所述的冷却模块控制器；根据权利要求11所述的用于冷却在投影仪中的灯的定向独立的冷却装置；以及根据权利要求12所述的投影仪。

根据本发明，独立于投影仪的竖直定向的冷却在投影仪中的灯方法包括：在灯的工作期间在灯的灯头处对称地引导冷却气流，以及将冷却气流交替地控制在至少第一冷却级和第二冷却级之间，使得在第一冷却级下的冷却期间，灯头的基部区域中的温度下降到预定的最低工作温度以下以允许灯头的内侧壁的变黑，以及在第二冷却级下的冷却期间，灯头的上部区域中的温度增加到预定的最高工作温度以上并且灯头的基部区域中的温度增加到预定的最低工作温度以上以有利于灯头壁的清洁。

正如已经在导言中指出的，由于钨运输而变黑是可逆过程。根据本发明的方法利用该事实，通过故意地‘过度冷却’灯（第一冷却级）以允许变黑形成（build up）并且然后通过允许灯中的温度增加到使冷凝的汞蒸发的程度来发起（promoting）‘恢复’期（第二冷却级），卤化物被释放，化学循环恢复，并且灯头壁被清洁。通过利用这样的‘加热器’冷却级来穿插（interspersing）过度冷却，因极端冷却所引起的变黑能够再一次被清理。在根据本发明的方法中，在灯的过度冷却期间，不仅底部温度在预定的最低工作温度以下，而灯头的顶部温度也在预定的最高工作温度以下。

因为冷却气流在根据本发明的方法中以对称或基本上均匀的方式被引导至灯的灯头处，所以投影仪的竖直定向不再是在冷却灯中要考虑的因数。不像现有技术冷却方法，根据本发明的方法没有特别地冷却顶部（即灯头的最热区域）的任何约束。相反地，根据本发明的方法仅在过度冷却的类型（其中，灯头基部被极端冷却，而灯头顶部温度正常）和‘恢复’（其中在灯头顶部处的温度被允许上升到所介绍的最大值以上，而灯头基部温度正常）之间交替，充分地利用如下既定的知识：变黑慢慢地形成但容易且迅速地被清除（在此处，术语‘正常’在温度的背景下意味着温度位于该灯类型的所介绍的规格内）。例如，观察结果已经表明，当灯在大功率下被驱动时，使得灯中的温度增加，卤素循环再次有效工作，并且沉积的钨被重新取回。本发明通过仅操纵灯中的温度来使用该知识。通过使在第一冷却级下‘过度’冷却灯，变黑被故意地促进或‘允许’，并且可能因此形成的任何变黑然后通过随后允许灯中的温度显著增加（例如通过故意不使灯冷却足够）而除去。通过以这种方式在过度冷却和恢复之间不断地切换，永久变黑沉积物被有效地阻止，而无论投影仪定向，使得潜在有害的‘变白’无法发展。独立地考虑，‘过度冷却’或‘恢复’冷却级都不是最佳的。事实上，如果过度冷却或恢复持续太久，灯可能遭受在引言中所描述的损坏类型。采取根据本发明的方法的新途径是结合这些冷却级，使得针对投影仪的任何竖直定向，在防止灯受到损坏的同时能够满意地使灯冷却。

由于关于投影仪的定向或灯中的实际温度的具体知识不是必须的，所以根据本发明的方法实现起来特别简单且廉价。

在投影仪的定向独立的冷却装置中使用的根据本发明的冷却模块控制器被实现成产生冷却模块控制信号用于在第一冷却级和第二冷却级下交替地驱动投影仪的冷却模块，使得在第一冷却级下的冷却期间，投影仪的灯的灯头的基部区域中的温度下降到预定的最低工作温度以下以允许灯头的内侧壁的变黑，并且在第二冷却级下的冷却期间，灯头的上部区域中的温度增加到预定的最高工作温度以上并且灯头的基部区域中的温度增加到预定的最低工作温度以上以有利于灯头壁的清洁。

根据本发明，用于独立于投影仪的定向地冷却在投影仪中的灯的定向独立的冷却装置包括这样的冷却模块控制器和冷却模块，该冷却模块被实现为响应于冷却模块控制器的冷却模块控制信号产生冷却气流并且在灯的工作期间在灯的灯头处对称地引导冷却气流。

根据本发明的投影仪包括高强度放电灯和这样的使用根据本发明的方法用于冷却灯的冷却装置。

从属权利要求和下列描述公开了本发明的特别有利的实施例和特征。可以视情况合并实施例的特征。

通过控制灯电压和电流，以常用方式使用灯驱动器以在期望的功率下驱动灯，如将为技术人员所熟知的。

在下文中，‘温度’将被用来表示灯的灯头中的温度，并且假定温度在极大程度上受到被引导至灯头处的冷却气流的控制，并且假定由于以变化的功率级驱动灯而产生的任何微小温度波动不起相关作用，除另有指示之外。术语“基部温度”或“底部温度”应被理解为意指在灯头的基部或底部处的温度，而术语“顶部温度”应被理解为在灯头的顶部即由于在灯的工作期间的向上对流而变得最热的区域处的温度。显然，灯头的针对一个竖直定向‘在上部’（比如，桌面位置）的实际物理区域针对其他相反的竖直定向将‘在底部’（天花板位置）。

某一灯类型的灯头在低温下工作持续某一时间，其中所沉积的变黑的数量（amount of blackening）可以在实验中例如通过使用适当的传感器来测量灯的光输出而很好地确定。类似地，当在较高的温度下驱动灯时清理变黑所需的时间也能够以相对直接的方式确定。因此，在本发明的特别优选的实施例中，使灯头在第一冷却级下冷却持续第一预定的持续时间并且在第二冷却级下冷却持续第二预定的持续时间，其中第一持续时间优选地至多仅长到允许低程度的变黑发生，并且第二持续时间足够长以便使变黑又被清理干净，但是不能长到允许结晶起作用。第一持续时间和第二持续时间能够使用定时器来控制。因此，第一持续时间和第二持续时间的相对长度能够视情况挑选。例如，对于特别简单的实现方式，第一持续时间和第二持续时间可包括相等的时长，在这种情况下，单个定时器将够用。

由于黑色沉积物在灯头内侧壁相对缓慢地形成但是可以通过允许灯温度增加足够量而非常迅速地除去，所以在本发明的一优选实施例中，第一预定的持续时间超过第二预定的持续时间，即，第二冷却级比第一冷却级短。例如，取决于灯和其中使用它的系统，第一持续时间比第二持续时间的比率可以包括在3:2和20:1之间的范围内的值。优选地，第一持续时间与第二持续时间的比率包括约7:3的值，使得，例如，使在第一冷却级下过冷却（意味着允许灯头基部温度下降到介绍的最小值以下）持续约14分钟并且随后在第二冷却级下恢复（意味着使灯头基部温度上升到介绍的最小值以上，并且灯头顶部温度因此上升到介绍的最大值以上）持续约6分钟。明显地，第一持续时间和第二持续时间也可以根据被驱动的灯的类型来挑选。因此，在一些实现方式中，可能甚至优选控制冷却使得第一持续时间比第二持续时间短。

冷却气流能够以任何适当的方式产生。然而，在特别简单的解决方案中，风扇被用来产生冷却气流，因为用于投影系统中的这样的风扇或通风装置是广泛可用的。一般来说，风扇旋转的速度与所产生的气流的冷却效应成正比。因此，在本发明的一特别优选实施例中，冷却级通过以预定的风扇速度在灯的灯头处引导冷却气流而获得。风扇速度通常通过调节施加到风扇的电压来控制。例如，风扇电压的增加常常与风扇速度的增加相关联。

如以上已经指出的，在固定持续时间的‘过度冷却’期和恢复期之间交替可以产生非常令人满意的冷却效果。然而，在某些情况下，例如由于某些视频渲染要求，灯驱动器可以利用产生的灯温度的增加或减小而使得灯功率临时地增加或降低。灯温度上的这样的附加影响可能导致例如在第一冷却级期间过度低温（由于低灯功率导致的温度的下降与在第一冷却级下的温度的下降结合）和较高程度的变黑，或在第二冷却级期间的过度高温（由于高灯功率导致的温度的上升与在第二冷却级下的温度的上升结合）。因此，在本发明的一优选实施例中，冷却级的持续时间和/或冷却级的程度基于灯功率值来挑选。灯功率值可以由灯驱动器来提供，并且被用来影响第一和/或第二冷却级的持续时间、或冷却强度。例如，如果在小功率下驱动灯一会儿，则灯中的温度将因此下降，并且冷却模块控制器可以相应地减少在第一冷却级下所花的持续时间。同样地，冷却模块控制器可以调节风扇速度以减小冷却的程度。明显地，冷却模块控制器可以结合两种方法，即，通过调节在冷却模式中所花的时间以及调节实际冷却的程度。

由于灯功率中的小波动随时间可能例如导致灯中累积的变黑，该变黑可能在第二冷却级下在工作期间无法令人满意地除去，在本发明的进一步的优选实施例中，冷却级的持续时间和/或程度基于灯功率的历史来挑选。以这种方式，可以通过调整第一和/或第二冷却级的持续时间和/或这些冷却级的强度来补偿灯功率中的小波动。灯功率历史可以例如是以离散间隔获得的一系列灯功率值、在某时间段内确定的平均灯功率值、或任何其它可被用作调节第一和/或第二冷却级的持续时间的依据的适当的值。

可以使用灯的工作历史中的灯功率的知识来推断或推论变黑的程度，如上所述。然而，变黑还能够例如通过使用传感器直接测量。因此，在本发明的一优选实施例中，冷却级的持续时间和/或程度基于例如通过测量灯的光输出中的下降所获得的灯变黑的值来挑选。这样的传感器可以是放置在适当的位置用于检测灯的发光输出中的改变的任何适当的传感器。

也可以挑选诸如持续时间和/或风扇速度的冷却参数使得长期的温度条件得到满足。因此，在本发明的另一优选实施例中，风扇速度和/或冷却级的持续时间被挑选，使得在灯的灯头的基部区域处的‘平均’温度高于预定的最低温度，其中术语“平均温度”可以是在某一时长内测量的灯头基部温度的移动平均（running average）。针对灯类型的冷却级持续时间和/或风扇速度的预定的值能够在测试阶段中通过例如监测灯温度以及应用风扇速度和冷却级持续时间的各种组合来确定有利的设置而确定。

投影仪系统的冷却模块能够以任何适当的方式驱动。在根据本发明的投影仪系统的一个实施例中，冷却模块控制器优选被实现为灯驱动器的一部分。用于控制诸如用于控制风扇速度的风扇电压的冷却模块的信号能够直接由在灯驱动器中并且连接到冷却模块的冷却模块控制器产生。这样的解决方案对于其中第一冷却级和第二冷却级以固定的持续时间交替的简单冷却算法来说将是有利的。如果灯驱动器被实现以监测诸如灯功率、灯工作历史等的灯参数值，该信息能够被用来控制冷却模块。

更复杂的投影仪系统可以包括用于管理系统的工作方面以及用于控制冷却模块的设置控制器。因此，在根据本发明的投影仪系统的进一步优选实施例中，冷却模块控制器被实现为设置控制器的一部分。在这样的解决方案中，冷却装置和灯驱动器是投影仪系统的独立模块。

无论冷却模块控制器被如何合并到投影系统，冷却模块能够受到控制使得冷却级的改变保持难以觉察。例如，在本发明的一优选实施例中，当增加（降低）风扇电压时风扇速度能够增加（下降），以便最小化噪声的任何显著的增加（下降）。这可以通过慢加速（ramping）适当的控制信号例如风扇电压信号来实现。

附图说明

图1是在不同竖直定向中的投影仪系统的灯的现有技术冷却装置的简化图；

图2是示出了归因于现有技术冷却装置的不正确冷却的灯头变黑的灯的示意表示；

图3是根据本发明的一实施例的带有冷却装置的投影仪的框图；

图4是在用于各种工作情况的灯的灯头中得到的温度的表示；

图5是根据本发明的一实施例的冷却方案和对应的灯的灯头温度曲线的示意表示；

图6是根据本发明的一实施例的灯和冷却装置的框图；

图7是根据本发明的第一实施例的投影仪系统的框图；

图8是根据本发明的第二实施例的投影仪系统的框图；

图9示出了针对根据本发明的方法获得的实验结果的图形。

在附图中，相似的标记自始至终表示相似的对象。附图中的对象不一定按比例绘制。

具体实施方式

图1示出在不同竖直定向P_desk, P_ceiling中的投影仪系统20中的灯1的现有技术冷却装置的简化图。通过将投影仪20放置在诸如桌子8的适当的表面上，该投影仪系统20能够以如在图的上部分中所示的桌面位置P_desk被操作。风扇3布置在投影仪20中以引导在灯1处特别地在灯1的顶部或上部区域处的冷却气流4。以这种方式，由于灯1的变得的最热的部分也被最大程度地冷却，所以灯1被最佳地冷却。当该投影仪20从诸如天花板的表面被悬吊并且在天花板位置P_ceiling中被使用时，如在图的下部中所示，风扇3现在在灯1的底部处吹空气4。由于灯1的底部现在被冷却过度，黑色材料可以沉积在灯头的顶部的内表面上。这些沉积物会吸收更多的热量，导致在灯1的顶部处不可逆转的结晶。借助于图2示出这种情况，图2在左手边示出了在投影仪中使用的类型的灯头1的示意表示，在该例子中是汞卤化物HID灯。石英玻璃封套包围灯头10或放电室10。两个电极11伸入到灯头10中。电极11借助于钼箔条12连接到外引线13。在灯1的工作期间，放电弧在电极11的末端之间产生。对流气流导致灯头10的上部区域102处的温度高于下部区域101中的温度。如果灯1的基部中的温度因为冷却气流4被引导至灯头10的下部101处而过低，则汞能够冷凝并且过量的卤化物能够溶解在液态汞中。因此，已蒸发的可以不再被重吸收的诸如钨的电极成分由对流气流向上携带并且在灯1的上部区域102中的灯头壁100上沉积为材料103。这种情况以在该图的右手边上的截面B-B'示意性地示出。当然，这样的沉积物103能够沉淀在灯头100的内侧壁101的任何区域上，并且该图仅强调临界区域102。

图3是带有包括冷却装置控制器31、冷却模块驱动器33和冷却模块3的冷却装置的投影仪2,2'的框图，在该例子中风扇3被布置成引导灯1的灯头10的对称周围的冷却气流4。冷却装置控制器31对冷却模块驱动器33提供用于调节诸如风扇速度的参数的信号，冷却模块驱动器33进而将这些信号转换为用于控制风扇3的风扇电压。由于气流4在灯头10处基本上沿着水平轴线X被对称地引导，所以投影仪2,2'的竖直定向是无关的，并且根据需要，这能够在桌面定向P_desk或在天花板定向P_ceiling中工作。由气流4实现的冷却程度受到冷却装置30的控制，如将在下文中被解释的。

图4是在用于各种工作情况的灯的灯头中实现的温度的表示。每种情况的灯头的顶部中的温度由黑点指示，并且灯头的底部中对应的温度由白点指示。在最佳情况S0下，顶部温度小于最高期望温度T_max（以使结晶最小化），并且底部温度高于最低期望温度T_min（以防止汞冷凝）。对于诸如UHP灯的灯，这些温度之间的差或增量Δ一般为约50至100°K，因而介绍的最高温度T_max、最低温度T_min和增量Δ依赖于灯类型。在第一个次佳（suboptimal）情况S1下，底部温度比在最佳情况S0下的最低期望温度T_min低很多，并且顶部温度也可以比最高期望温度T_max低。对于这种情况S1，顶部温度和底部温度之间的差Δ1大于介绍的或理想的增量Δ。该次佳情况S1与饱和状态相关联，其中卤化物溶解在汞中，导致灯头的内侧壁的变黑。在第二个次佳情况S2下，底部温度高于最低期望温度T_min，并且顶部温度也相应地高于最高期望温度T_max。再一次，顶部温度和底部温度之间的差Δ2大于介绍的或理想的增量Δ。该情况S2与在不饱和状态下的工作相关联，虽然在高于将被认为从长远来看期望的温度下，但是从短期来看这对于清洁灯头的内侧壁以除去任何可能在灯头的壁上的黑色沉积物是有用的。

图5是根据本发明的一实施例的冷却方案的示意表示，该冷却方案利用图5的次佳情况S1和S2来产生有利的冷却技术。在此处，灯在第一冷却级下C-I和第二冷却级C-Ⅱ下交替地被冷却。第一冷却级C-I能够对应于图5的‘情况S1’，其中灯被冷却的‘太多’并且被促使在饱和状态下工作。变黑很可能出现在第一冷却级C-I期间。到第二冷却级C-II的及时转换和持续短时间的灯的对应的‘过热’允许任何变黑在结晶能够发生之前又被清除掉。之后，灯根据第一冷却级C-I再次被冷却，依此类推。图的下部分别示出灯头的顶部和底部区域的温度曲线T_top、T_base。再一次，灯头顶部温度由黑点指示，并且灯头基部温度由白点指示。如这些曲线指示的，灯不在‘理想’情况下被驱动持续任何时长，而是故意地在次佳的‘过冷’和‘过热’情况下交替地被驱动。在利用220W 1.0 E20.6 UHP灯的实验中，在第一持续时间D-I期间观察到740℃的底部温度T_base（即在灯头的基座处的温度），在该第一持续时间中，灯在第一冷却级C-I下受到‘极端’冷却。对于该灯类型，该温度完全于介绍的最低温度T_min，使得能够预期一定量的变黑在此时间发展。在第二冷却级C-II下的随后恢复期D-II，允许温度上升，并且观察到840℃的底部温度T_base。这对于补救或消除可能在前一个冷却级中已经发展的任何变黑是足够的。

图6是根据本发明的一实施例的被实现成在灯1周围对称地引导冷却气流的冷却装置30的框图（至虚线的右侧）。冷却装置30包括冷却模块3，在该例子中为风扇3、以及冷却模块控制器31。冷却模块控制器31能够接收一个或多个输入信号。在该实例中，冷却模块控制器31接收灯功率值51、灯工作历史值52、和传感器测量值53。这些被转发到分析模块32，该分析模块32解释收到的信息。基于收到的数据，分析模块能够计算持续时间和对应的风扇速度，或其能够使用从存储器35获取的预定的持续时间D-I、D-II和对应的风扇速度F-I、F-II，并且将这些作为持续时间信号320和对应的风扇速度信号321输出到冷却模块驱动器33，该冷却模块驱动器33将风扇速度信号321转换成适当的冷却模块控制信号34例如风扇电压34并且维持该冷却模块控制信号34持续已确定的持续时间。分析模块32根据存储在存储器35内的预定的值或根据在工作期间收到的输入51、52、53不断地提供适当的持续时间信号320和风扇速度信号321。例如，分析模块32可以根据预定的值简单地驱动冷却模块，针对主要部分在两个冷却方案之间切换。然而，附加的输入51、52、53能够影响冷却策略。例如，传感器测量值53可以指示灯变黑的程度太高。然后，分析模块32可以决定驱动冷却模块3，使得冷却严重地减少一会儿，例如通过降低风扇速度和风扇电压来允许灯中的温度达到相对高的值，从而使汞蒸发并清洁灯头壁。同样地，对于特定图像渲染目的，灯功率值或灯历史值能够指示灯在某一功率值下被驱动一会儿。例如，灯可以在较低功率下被驱动以渲染暗淡的场景，并且因此更冷。为了抵消这一点，通过计算适当久的持续时间和/或低的风扇速度，分析模块能够增加‘过度冷却’冷却级的持续时间。其后，分析模块32能够恢复到使用从存储器35获取的预定的持续时间D-I、D-Ⅱ和对应的风扇速度F-I、F-II。

图7是根据本发明的第一实施例的投影仪系统2的框图。在此处，投影仪2包括用于根据视频输入信号（未示出）以常用方式驱动灯1的驱动器22。驱动器22包括冷却模块控制器31，该冷却模块控制器31对冷却模块驱动器33提供适当的信号持续特定持续时间，该冷却模块驱动器33产生冷却风扇3的对应的风扇电压34。冷却风扇3被布置成在灯1的灯头周围对称地吹冷却气流，即，使得气流在它经过灯时射几乎均匀地环绕灯头被分开。在这种简单的实现中，风扇电压34及其对应的持续时间能够由使用如上所述从存储器获取的预定的值对D-I、F-I；D-II、F-II的冷却模块控制器31容易地确定。因此，投影仪系统2的灯1能够在桌面或天花板位置安全地冷却。

图8是根据本发明的第二实施例的投影仪系统2'的框图。在该实例中，投影仪系统2'包括用于驱动灯1和附加的设置控制器24的驱动器22'。冷却模块3在此处包括被布置成在灯1的灯头周围对称地引导合并的冷却气流的两个可独立控制的风扇36、37。风扇36、37能够由单个控制信号34驱动，或控制信号34可以包括独立的控制信号以独立地驱动风扇36、37中的每一个。设置控制器24包括冷却模块控制器31，该冷却模块控制器31被提供来自红外变黑传感器23的传感器测量信号53、来自驱动器22'的灯功率信号51、和来自设置控制器24的监控单元25的灯功率历史信号52。使用除从存储器（未示出）获取的预定的值之外的这些与灯相关的信息源51、52、53，对于投影仪系统2'的任何竖直定向，冷却模块控制器31能够智能地控制冷却模块3的风扇以非常有效地冷却灯1。

根据本发明的方法的有利的冷却效应通过图9的图形阐明，图9示出在次佳S2模式下工作的投影仪的参考灯的结晶曲线（虚线），以及使用根据本发明的方法冷却的在投影仪系统中的灯的结晶曲线（实线）。使每盏灯（类型UHP 220 W 1.0 E20.6）工作持续2,000小时，并且在此期间内每隔一段时间就直观地测量灯封套中的结晶的程度。如图形清楚地示出，参考灯示出显著更多的结晶（达到20%，即灯头壁表面的五分之一在此期间变成乳白色），而使用根据本发明的方法冷却的灯示出可比较地非常有利的5%结晶。此外，结晶仅在250小时的工作后在参考灯中出现。使用根据本发明的方法冷却的灯在第一个500小时的工作内保持无任何结晶。虽然已经以优选实施例以及关于其变型的形式公开了本发明，但是，应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明作出许多附加修改和变型。例如，在冷却装置控制器中的分析模块可以使用任何其它适当的工作值或参数来确定诸如风扇速度的适当的持续时间和冷却模块工作参数。

为清楚起见，应理解的是，在本申请中对“一”或“一个”的使用自始至终不排除多个，并且对词语“包括”的使用不排除其它步骤或元素。“单元”或“模块”分别可以包括多个单元或模块。

Claims

1.一种用于独立于投影仪(2,2')的定向(P_desk, P_ceiling)冷却在所述投影仪(2,2')中的灯(1)的方法，所述方法包括：

- 在所述灯(1)的工作期间在所述灯(1)的灯头(10)处对称地引导冷却气流(4)；以及

- 将所述冷却气流(4)交替地控制在至少第一冷却级(C-I)和第二冷却级(C-II)之间，使得在所述第一冷却级(C-I)下的冷却期间，所述灯头(10)的基部区域中的温度(T_base)下降到预定的最低工作温度(T_min)以下以允许所述灯头(10)的内侧壁(100)的变黑，并且在所述第二冷却级(C-II)下的冷却期间，所述灯头(10)的上部区域中的温度(T_top)增加到预定的最高工作温度(T_max)以上并且所述灯头(10)的基部区域中的温度(T_base)增加到所述预定的最低工作温度(T_min)以上以有利于所述灯头的壁(100)的清洁。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述灯的灯头(10)在所述第一冷却级(C-I)下被冷却持续第一预定的持续时间(D-I)，并且所述灯的灯头(10)在所述第二冷却级(C-II)下被冷却持续第二预定的持续时间(D-II)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一预定的持续时间(D-I)超过所述第二预定的持续时间(D-II)。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述第一预定的持续时间(D-I)与所述第二预定的持续时间(D-II)的比率包括在3:2和20:1之间的值，更优选地7:3的值。

5.根据权利要求2至4中任意项所述的方法，其中冷却级(C-I,C-II)通过在所述灯的灯头(10)处以重新定义的风扇速度(S-I,S-II)引导所述冷却气流(4)来获得。

6.根据权利要求2至5中任意项所述的方法，其中冷却级(C-I,C-II)的持续时间(D-I,D-II)和/或冷却级(C-I,C-II)的程度基于灯功率值(51)来挑选。

7.根据权利要求2至6中任意项所述的方法，其中冷却级(C-I,C-II)的持续时间(D-I,D-II)和/或冷却级(C-I,C-II)的程度基于灯功率历史(52)来挑选。

8.根据权利要求2至7中任意项所述的方法，其中冷却级(C-I,C-II)的持续时间(D-I,D-II)和/或冷却级(C-I,C-II)的程度基于灯变黑的值(53)来挑选。

9.根据权利要求2至8中任意项所述的方法，其中冷却级(C-I,C-II)的持续时间(DI,DII)和/或风扇速度被挑选使得所述灯的灯头(10)的基部区域(101)处的平均温度高于预定的最低温度。

10.一种用于在投影仪(2,2')的定向独立的冷却装置(30)中使用的冷却模块控制器(31)，所述冷却模块控制器(31)被实现成产生冷却模块控制信号(34)用于在第一冷却级(C-I)和第二冷却级(C-II)下交替地驱动所述投影仪(2,2')的冷却模块(3)，使得在所述第一冷却级(C-I)下的冷却期间，所述投影仪(2,2')的灯(1)的灯头(10)的基部区域中的温度(T_base)下降到预定的最低工作温度(T_min)以下以允许所述灯头(10)的内侧壁(100)的变黑，并且在所述第二冷却级(C-II)下的冷却期间，所述灯头(10)的上部区域中的温度(T_top)增加到预定的最高工作温度(T_max)以上并且所述灯头(10)的基部区域中的温度(T_base)增加到所述预定的最低工作温度(T_min)以上以有利于所述灯头的壁(100)的清洁。

11.一种用于独立于投影仪(2,2')的定向(P_desk, P_ceiling)冷却在所述投影仪(2,2')中的灯(1)的定向独立的冷却装置(30)，所述冷却装置 (30)包括：

- 根据权利要求10所述的冷却模块控制器(31)，以及

- 冷却模块(3)，其被实现成响应于所述冷却模块控制器(31)的冷却模块控制信号(34)产生冷却气流(4)，并且被实现成在所述灯(1)的工作期间在所述灯(1)的灯头(10)处对称地引导所述冷却气流(4)。

12.一种投影仪(2,2')，包括高强度放电灯(1)和如权利要求11所述的冷却装置(30)，所述冷却装置(30)用于根据权利要求1至9所述的方法冷却所述灯(1)。

13.根据权利要求12所述的投影仪(2)，包括灯驱动器(22)并且其中所述冷却模块控制器(31)被实现为所述灯驱动器(22)的一部分。

14.根据权利要求12所述的投影仪(2')，包括灯驱动器(22')和设置控制器(24), 其中所述冷却模块控制器(31)被实现为所述设置控制器(24)的一部分。