CN104640333A - 用于运行放电灯的方法和投影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行用于投影装置的具有两个电极的放电灯的方法,其中在运行中将构成为交变电流的具有平均频率且具有预设波形的灯电流(I)输送给放电灯,所述波形具有预设的换向图(16a;16b)。预设的换向图(16a;16b)通过灯电流(I)的预设的时间次序的换向(K)来预设,其中以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相(20)偏离预设的换向图(16a;16b)。在此,至少一个预设的时间间隔最大为50秒。通过预设在直流相之间的这样短的时间间隔,能够在几何形状和位置方面稳定电极尖部从而提高放电灯的使用寿命。
Description
技术领域
本发明基于一种用于运行放电灯的方法,其中在运行中将构成为交变电流的具有平均频率且具有预设波形的灯电流输送给所述放电灯,所述波形具有预设的换向图,其中预设的所述换向图通过所述灯电流的预设的时间次序的换向来预设,并且其中以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相偏离预设的所述换向图。并且本发明涉及一种投影装置,所述投影装置具有放电灯和用于所述放电灯的镇流器,所述镇流器设计成用于:在运行所述投影装置时,将构成为交变电流的具有平均频率和预设波形的灯电流提供给所述放电灯,所述波形具有预设的换向图,其中预设的所述换向图通过所述灯电流的预设的时间次序的换向来预设,其中所述镇流器构成为用于提供所述灯电流,使得以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相偏离预设的所述换向图。
背景技术
从现有技术中已知的投影装置、例如DLP投影器包括色彩轮和用于照射色彩轮的放电灯。灯在此以交变电流运行并且通过镇流器操控。在灯电流换向时,放电灯的两个电极换极。在放电灯的工作频率匹配于色彩轮时,镇流器根据换向图提供具有特定的波形的适合的灯电流。
用于视频投影应用的气体放电灯由一对钨电极构成,在所述钨电极上在适当的运行方式下生长小的尖部。所述尖部用作为用于放电弧的起始点并且对于灯的好的性能而言是重要的,尤其关于高的亮度、小的闪烁倾向和小的回烧倾向。
对于稳定的灯性能而言,电极头部上的尖部的位置和几何形状必须尽可能在灯使用寿命中保持恒定。电极尖部在运行期间在其最前面的端部上达到接近钨的熔点的温度,使得钨持续地挥发。与此相应地,必须持续地从电极头部再提供材料。这能够通过下述方式实现:熔化的钨的区域在电极尖部中通过温度调节周期性地在其扩展方面发生变化。在此,正进行的熔化和凝固过程与钨的高的表面应力共同引起从电极头部向前到电极尖部中的材料输送。
此外,灯工作方式必须紧密地与顾客应用相协调。尤其地,在DLP投影器中必须与在那里通常应用的色彩轮精确同步。
在现有技术中已知的是,尖部的周期性的熔化进而伴随出现的尖部生长借助于所谓的维持脉冲能够在每个电流半波结束时直接在换向之前实现,如例如在EP 766906 B1中描述的那样。此外,从US 7,994,734B2和DE 10 2009 006 338 A1中已知,重复使用直流相以避免过量的尖部生长并且用于重塑尖部。所述直流相在此与灯电压相关地使用。因为灯电压与电极尖部的距离成比例地增大,因此通过灯电压能够推断出尖部的距离。
US 7,994,734 B2在此致力于重建电极,因为过量的电极生长引起闪烁现象和过高的灯电流。因为灯电压如提到的那样给出关于电极尖部的距离的结论,所以根据US 7,994,734 B2也与所测量的灯电压相关地调整灯的运行。如果在此灯电压低于极限值,那么在用于运行灯的灯电流的换向图中抑制换向,使得在此同样出现直流相。由此,引起电极尖部的熔化进而引起其重建。在此,直流相以一定间隔使用,所述间隔典型地大于150秒。通过所述措施当然仅能够避免过量的尖部生长,然而由此不可能使尖部位置稳定。
根据DE 10 2009 006 338 A1在灯运行时进行检查:灯电压是否小于下限、大于上限或在所述极限值之间。根据灯电压所处于的范围,重复地以一定时间间隔施加直流相,所述直流相的持续时间根据所测量的灯电压来确定。时间间隔在此位于180s和900s之间,以便灯的电极不过度负荷。非常长的直流相在此在短时间中熔化电极的整个端部,电极端部通过表面应力球形地构成并且因此引起电极尖部的重建。短的直流相仅引起电极尖部的过度熔化,使得能够影响电极尖部的形状。为了促进尖部生长,在长的直流相之后应用在上文中已经提到的维持脉冲。通过根据灯电压应用所述措施,能够影响电极尖部的间距并且避免电极尖部的碎裂。然而,通过所述方法同样不能够实现充分稳定尖部位置,因为尤其没有碎裂的电极尖部在灯的使用寿命期间也能够远离中部,这因此缩短灯的使用寿命。
因此,借助所述方法仅能够稳定尖部的大小、但是不能够足够稳定尖部的位置。但是,随着在现今的投影器中有效孔径的逐渐缩小,尖部的移动不再是可容忍的,因为尖部位置的改变引起光到投影光学元件中的耦合输入效率的大幅减小进而引起使用寿命提早结束。
用于解决所述问题的方法在于,在时间上调制用于运行灯的灯电流的频率(=波形或波形形状),如例如在WO 2013092750 A1中描述的那样。优点在此为电极尖部的适当分配的熔化,所述熔化一方面能够实现足够的生长,但是另一方面也能够实现尖部位置的稳定。所述效应通常最有效地借助下述波形实现,所述波形的平均频率位于90Hz的范围中。
然而,所述解决方案的缺点在于闪烁现象,所谓的闪动,所述闪烁现象能够在投影屏幕上明显地感觉出。通过使用具有对称的60Hz频率的波形或者但是使用具有明显更高的频率的经频率调制的不对称的波形,所述闪烁现象根据现有技术仅能够被抑制。借助这两个变型形式,虽然能够实现无闪烁的灯运行,但是引起大程度降低的使用寿命性能的代价。
已经证实为所述解决方案的另一个缺点的是:在具体的顾客应用的情况下,由于刚性预设的色彩轮通常难于找到具有有利的换向图的适合的波形。此外,仅能够难于得出或根本不能够得出关于灯的表现和其用于特定的换向图的电极尖部的预测。为了检查特定的换向图是否是适合的,即是否满足关于电极尖部的构成进而关于灯的使用寿命的特定的标准,需要的是,灯以根据所述换向图的灯电流至少在其使用寿命的大部分中或甚至在其整个使用寿命过程中运行。这是极其时间耗费的进而使寻找放电灯的运行方式和合适的换向图变难。然而,现在还没有找到放电灯的下述运行方式,所述运行方式使对放电灯的高的使用寿命和放电灯的无闪烁的运行的两个要求令人满意地协调。
发明内容
本发明的目的因此是,提供一种用于运行放电灯的方法和一种投影装置,借助于所述放电灯和所述投影装置能够实现关于放电灯的使用寿命和放电灯的无闪烁的运行的改进。
所述目的通过一种用于运行放电灯的方法来实现,其中在运行中将构成为交变电流的具有平均频率且具有预设波形的灯电流输送给所述放电灯,所述波形具有预设的换向图,其中预设的所述换向图通过所述灯电流的预设的时间次序的换向来预设,并且其中以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相偏离预设的所述换向图,其特征在于,至少一个预设的所述时间间隔最大为50秒,和投影装置来实现;并且通过一种和投影装置来实现,其中所述投影装置具有放电灯和用于所述放电灯的镇流器,所述镇流器设计成用于:在运行所述投影装置时,将构成为交变电流的具有平均频率和预设波形的灯电流提供给所述放电灯,所述波形具有预设的换向图,其中预设的所述换向图通过所述灯电流的预设的时间次序的换向来预设,其中所述镇流器构成为用于提供所述灯电流,使得以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相偏离预设的所述换向图,其特征在于,至少一个预设的所述时间间隔最大为50秒。有利的设计方案在下文中得出。
在根据本发明的用于运行用于投影装置的具有两个电极的放电灯的方法中,将构成为交变电流的具有平均频率并且具有预设波形的灯电流输送给放电灯,所述波形具有预设的换向图。在此,预设的换向图通过灯电流的预设的时间次序的换向来预设。此外,以至少一个可预设的时间间隔通过具有可预设的持续时间的至少一个直流相重复地偏离预设的换向图,其中至少一个预设的时间间隔最大为50s。
在此将至少一个可预设的时间间隔尤其理解成,直流相之间的时间间隔不必强制相等,使得在各两个直流相之间也能够设有多个不同长的时间间隔,然而,这些时间间隔分别最大为50s。
不同于在现有技术中进行的假设和方式,其中直流相用于重建电极并且假定过于频繁的直流相使电荷过度负荷进而负面地影响使用寿命,然而,令人惊喜地,直流相在适当安排时间的情况下也能够用于电极尖部的主动生长并且此外引起尖部位置的稳定。所述作用能够在下述情况下实现:直流相之间的时间间隔选择成适当短的并且更确切地说为50s。这样短间隔的直流相不仅不会引起放电灯的使用寿命减小,而且甚至相当大地增大使用寿命。因为通过尖部位置的由此引起的稳定,那么能够避免电极尖部在使用寿命期间的移动进而明显延长放电灯的使用寿命。另一个非常大的优点是,不同于借助于频率调制在为灯的闪烁表现补上90Hz频率的情况下稳定尖部位置的解决方案,通过根据本发明的方法,不与放电灯的特定的工作频率关联。这就是说,已经证实的是,时间上非常短间隔的直流相的所述设置在工作频率的宽的光谱中提高灯的使用寿命。由此,也能够以尤其有利的方式选择灯电流的平均频率,其中改进放电灯的闪烁表现。因此,通过根据本发明的方法能够实现的是,引起放电灯的使用寿命的延长并且同时实现闪烁表现的改进。
此外,已经证实的是,当两个直流相之间的时间间隔甚至更短时,能够实现尖部位置的尤其好的稳定。因此,本发明的一个尤其有利的设计方案为,至少一个可预设的时间间隔至多为25秒,优选至多位于一位数的秒范围中并且尤其优选地至多位于毫秒范围中。此外,可预设的时间间隔在此尤其为至少5毫秒。刚好在可预设的时间间隔位于一位数的秒范围中并且更小时,已经证实的是,在此能够实现关于放电灯的使用寿命的延长的尤其大的优点。在时间间隔位于毫秒范围中时,此外,直流相用于引起预设的换向图中的不对称性,这如已经证实的那样同样正面地作用于放电灯的使用寿命,并且由此因此还能够附加地加强时间上非常短间隔的直流相的延长使用寿命的作用。
相同地,已经证实为尤其有利的是,至少一个直流相在5毫秒和100毫秒之间持续。因为在此也已经证实的是,相持续时间的所述设计方案关于电极尖部的稳定进而关于放电灯的使用寿命具有正面作用。下述设计方案在此是尤其优选的,设有直流相的相持续时间,即放电灯以灯电流运行,所述灯电流的换向图是预设的,并且通过具有预设的一个或多个时间间隔并且具有预设的一个或多个相持续时间的直流相以预设的方式偏离所述换向图。通过本发明,即以尤其有利的方式可行的是,预设换向图和在上文中描述的直流相设计方案并且由此确保在整个使用寿命中电极尖部的正面表现进而确保延长放电灯的使用寿命。
在本发明的一个有利的设计方案中,至少一个直流相的至少一个参数通过灯电流的所测量到的电流强度来预设。至少一个参数在此优选为至少一个直流相的持续时间和/或至少一个可预设的时间间隔。对直流相的参数的调整在此是尤其有利的,使得随着所测量到的电流强度的减小,直流相的频繁性增大,即预设更短的时间间隔,并且尤其优选地,随着所测量的电流强度的减小,延长直流相的持续时间。尤其地,因此为在数值上小于所测量的第二电流强度的所测量到的第一电流强度预设至少一个参数,使得与所测量到的第二电流强度相比,至少一个直流相的持续时间更长和/或至少一个可预设的时间间隔更短。电流强度的减小或更小的电流强度在此例如能够取决于放电灯的使用寿命的流逝和/或也通过下述方式给出:以调光模式运行放电灯,其中放电灯的运行功率相对于标称功率减小。因为可能电极的负责延长使用寿命的熔化过程通过直流相可能在电流强度较小的情况下不再得出,有利地,通过根据所测量到的灯电流强度相应地调整直流相的参数,如在上文中描述的那样,在这种情形下也能够实现使用寿命的优化。对此,例如能够预设灯电流的特定的电流强度区间,其中每个电流强度区间能够与一组参数相关联,例如涉及直流相的持续时间和/或至少一个时间间隔。
将至少一个直流相在此同样理解成,也能够设有多个不同的直流相,所述直流相例如在其极性和/或其持续时间方面不同,其中尤其地,每个直流相的相持续时间位于5ms至100ms的范围中。
此外,直流相优选为下述时间段,在所述时间段中,灯电流的极性至少有效地没有翻转并且放电灯的两个电极至少有效地在直流相的持续时间中维持其极性。有效地,在此提出,电极在直流相期间保持在相应的阳极相或阴极相中,即不会从阳极相转换成阴极相或反之。
在此,将通过直流相偏离预设的换向图理解成,在预设的时间次序的换向中,至少在根据预设的换向图发生灯电流的换向且相应的电极从阳极相转变成阴极相并且反之的时间点,所述转变不发生并且电极不保持在其相应的阳极相或阴极相中。这能够通过下述方式实现:例如通过替代灯电流的极性转变而保持灯电流的极性,省掉根据换向图的一个或多个依次的换向。由于电路方面的简单的实现方案,所述“省掉”换向优选通过双换向来执行,这就是说,灯电流在一个时间点直接依次两次转变其极性。因此,至少一个直流相通过下述方式提供:根据预设的换向图的换向构成为双换向。所述双换向在此构成为,使得两个在此执行的换向时间上短地相继,使得放电灯的电极在此有效地不从阴极相转变成阳极相和反之,而是保持在其相应的相中。双换向的这两个换向在此发生在大约最大30微秒的时间区间中。
电极是否处于阳极相或阴极相中对电极的温度具有影响。在此,电极在阳极相中加热并且在阴极相中冷却。通过直流相,因此引起相应的电极的特定的温度变化。通过根据本发明的时间间隔的直流相,因此,能够引起电极温度的温度变化,所述温度变化尤其有利地影响尖部位置的稳定。通过在直流相期间的双换向,相应的电极的温度变化在此由于非常短暂的极性转变几乎不受到影响,因此直流相是否通过省去换向或通过相应的双换向执行有效地没有区别。
在本发明的另一个有利的设计方案中,通过多个依次的相互间具有至少一个预设的时间间隔的直流相偏离预设的换向图,其中各两个时间依次的直流相具有相反的极性。此外,有利的是,直流相分别具有相同的相持续时间。
因此,直流相在其相持续时间方面是相同的并且在其极性方面是交替的,使得各两个以至少一个预设的时间间隔依次的直流相具有相同的相持续时间,并且其中尤其地,各两个依次时间上间隔的直流相中的灯电流具有不同的极性。通过直流相的一致的相持续时间,所述方法能够以尤其简单的方式执行并且刚好也结合直流相的极性的交替的设计方案确保:两个电极以相同的方式负荷。这能够对极性的交替的设计方案替选地也通过下述方式完成:第一数量的依次的直流相具有第一极性并且相同多个其后的直流相具有相反的极性,尤其优选地在所述相应的直流相期间平均电流强度相同的前提下是上述情况。在此,存在多个其他的设计可行性,这涉及直流相的相持续时间和极性顺序,然而上述设计方案是最简单且最有效的。
在此,有利地,电极的相同的负荷应当不仅通过相应地构成直流相得出,而且通常在放电灯的整个运行持续时间中如此。
因此,在本发明的一个尤其有利的设计方案中,预设的换向图构成为,使得电流强度变化根据所述换向图构成为,使得对于预设的时间区间,平均没有直流分量余下。所述基本条件在此确保电极的均匀的负荷,尤其是通过下述方式确保:在此每个电极在所述预设的时间区间中认为,以相同的时间处于阳极相和阴极相中。预设的时间区间在此能够为放电灯的整个运行持续时间或例如在换向的以及直流相的周期性重复预设的时间次序的情况下仅为周期性区间,因为通过满足周期性区间的所述条件,也对于放电灯的整个运行持续时间确保所述条件。
因此,在本发明的一个有利的设计方案中,预设的换向图是周期性的。尤其地,电流强度根据所述周期性的换向图的时间变化在至少一个预设的时间间隔期间能够多次周期性地重复。所述变化在此不必强制地整数次地重复。此外,也能够提出,所述时间周期性仅涉及预设的换向图,即通过直流相偏离预设的换向图在此能够设计成,使得整体上得到灯电流的电流强度的非周期性的时间变化。但是,也能够提出,通过直流相偏离预设的换向图也在时间次序中并且在构成直流相时尤其关于相持续时间、在所述相持续时间期间的电流强度的时间变化和极性是周期性的。尤其地,此外优选的是,电流强度在直流相期间的时间变化在数值上相应于预设的换向图的一部分的时间变化,在所述时间点通过直流相偏离所述预设的换向图。如果例如应当用增大的光强照射色彩轮的一个或多个区段,那么灯电流的换向图的相应的电流区段与其他电流区段比具有相应更高的电流强度。通过现在直流相在数值上具有相应的换向图部段的相同的时间变化,有利地确保,时间上的强度变化在照射顺序照射的色彩轮区段时维持。这就是说,在通过直流相偏离预设的换向图时,因此,优选地在灯电流的极性方面偏离预设的换向图,然而不在电流强度的数值方面偏离。
对直流相的对称的设计方案替选地,即如上文描述的那样具有相同的相持续时间和交替的极性,也能够提出,直流相不对称地分布在两个电极上,即例如电极在直流相期间处于阳极相中的持续时间小于或大于电极在直流相期间处于阴极相中的持续时间。换言之,直流相能够在其持续时间和/或其时间间隔方面确定成,使得一个电极明显比另一个电极更频繁地或更长地处于阳极相中。取决于投影装置的结构的几何形状,尤其例如由于放电灯的电极与距色彩轮的间距不同,通过色彩轮对电极的向回辐射作用,在投影装置的运行持续时间期间出现相应的电极的不同强的平均加热。通过直流相关于电极的不对称的设计方案,因此能够以有利的方式克服所述不均匀的加热效应。
在本发明的另一个有利的设计方案中,灯电流的平均频率至少为180Hz,并且尤其为60Hz的整数倍。如已经提到的那样,直流相的所描述的设计方案对电极尖部的稳定的正面作用不局限于放电灯的特定的工作频率。因此,有利地,灯电流的平均频率能够选择成,通过所述频率能够改进放电灯的闪烁表现。如在相同申请人的申请号为13185019.0的欧洲申请中详细描述的那样,在色彩轮的所谓的2X操控中,即在操控色彩轮使得所述色彩轮在16.67ms中围绕转动轴线完整转动两圈时,换向图尤其有利地关于闪烁表现在所述时间区间16.67ms中具有偶数数量的换向,即灯电流具有60Hz、120Hz、180Hz等的平均频率,尤其是60Hz的偶数倍。因为还提出两个电极均匀负荷的边界条件,这些工作频率中的一些又是不适合的,尤其是120Hz的整数倍,因此为60Hz、180Hz、300Hz等的平均频率证实为是有利的。在此,大于等于180Hz的平均频率、尤其是为60Hz的整数倍的平均频率的优点是:得出关于换向图的换向的设置的更多自由度,并且尤其地,与60Hz的频率不同地,为了运行放电灯能够使用不对称的波形。通过灯电流的这种频率调制的波形,与对称的波形相比同样能够提高放电灯的使用寿命。通过所述尤其有利的设计方案,能够不仅无闪烁地、而且以尤其长的使用寿命运行放电灯。此外,类似内容适用于色彩轮的所谓的3X操控,仅关于闪烁表现,具有奇数数量换向的换向图在16.67ms的时间区间中是尤其有利的,因此对于色彩轮的3X操控优选得出为30Hz、90Hz、150Hz、210Hz等、即为30Hz的奇数倍的平均频率,其中在此优选还附加考虑其他的边界条件,所述边界条件必须针对换向图提出。
此外,根据本发明的设计方案的另一个大的优点也是,由此不仅能够在标称功率下优化放电灯的运行,而且也在放电灯的其他运行方式中优化放电灯的运行。示例为放电灯在处于标称功率的50%-85%的范围中的固定的Eco功率下在Eco模式中的运行,或在所谓的动态调光模式下的运行,在所述动态调光模式中,对灯功率的逐帧的调制根据图像内容的亮度进行。灯功率在此能够在标称功率的30%至100%之间变化。根据本发明的方法和其设计方案在放电灯以相对于标称功率减小的工作功率下运行的情况下应用在此是尤其有利的,因为通常刚好这种调光的运行模式是非常易闪烁的并且在所述运行模式中的所述强的闪烁迄今仅在容忍灯的使用寿命强烈减小的情况下减小或消除。然而,本发明现在实现,对于放电灯的这种调光的运行模式在保证放电灯的长的使用寿命的情况下也确保无闪烁的运行。因为如已经描述的那样,在这种调光模式中,直流相相对于常规运行由于灯电流的减小的电流强度起更小的作用,所以尤其有利的是,直流相的持续时间和/或频繁性匹配于这种运行模式,尤其是通过下述方式:直流相的持续时间相对于正常运行延长和/或直流相以更短的时间间隔出现。
在本发明的另一个有利的设计方案中,根据预设的换向图的各两个依次的换向之间的时间间隔至少部分是不同的。平均频率、尤其是也在在各两个换向之间具有不同长的时间间隔的换向图中的平均频率在此定义成在特定的时间区间中、尤其在换向图的周期性区间中的一半数量的换向除以时间区间的长度、即尤其除以换向图的周期性区间。换向的时间次序在此优选与投影装置的预设的色彩轮协调。换向图在此以所述方式在色彩轮的转动频率给定的情况下与色彩轮同步,使得仅当色彩轮的通过放电灯照射的区域刚好位于两个色彩区段之间、即位于所谓的盲区中时才进行光电流的换向。换向图的电流半波的长度、即两次换向之间的间距在此通过要照射的色彩轮的单独的或多个色彩轮区段得出,尤其在平均频率大的情况下,其中在色彩轮旋转期间多次换向并且必要时甚至在每个色彩区段之后换向。在此,在应通过放电灯照射的色彩轮的构成为不同大的色彩区段中,也得出灯电流的预设的换向图的不同长的电流半波。由此得出的不对称的、频率调制的波形如已经提到的那样同样关于放电灯的使用寿命是尤其有利的。
根据本发明的投影装置具有放电灯和用于放电灯的镇流器,所述镇流器设计成用于:在运行投影装置时,将构成为交变电流的具有平均频率和预设波形的灯电流提供给放电灯,所述波形具有预设的换向图。预设的换向图在此通过灯电流的预设的时间次序的换向来预设。在此,镇流器还构成为用于提供灯电流,使得以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相偏离预设的换向图,其中至少一个预设的时间间隔最大为50秒。
针对根据本发明的方法和其设计方案描述的特征在此能够实现通过其他主题特征改进根据本发明的投影装置。此外,针对根据本发明的方法和其设计方案提出的特征和特征组合和其优点以相同的方式适用于根据本发明的投影装置。
本发明的其他的优点、特征和细节从权利要求、下文中对优选的实施方式的描述中以及根据附图得出。
附图说明
在下文中应根据实施例详细阐述本发明。附图示出:
图1示出用于根据本发明的一个实施例的投影装置的色彩轮的示意图;
图2尤其在与在图1中示出的彩色轮协调的情况下示出在时间变化中的灯电流的可能的换向图的示意图,所述灯电流通过镇流器输送给放电灯;
图3以更大的时间间隔示出根据图2的换向图的示意图;和
图4示出根据本发明的一个实施例的用于运行放电灯的具有直流相的灯电流的换向图的示意图,其中尤其地,没有示出在直流相转变时通过双换向暂时出现的电流强度变化。
具体实施方式
图1示出用于根据本发明的一个实施例的投影装置的色彩轮10的示意图。所述色彩轮10在此示例性地具有六个色彩区段12a、12b、12c、12d、12e和12f,尤其是红色区段12a、黄色区段12b、白色区段12c、青色区段12d、蓝色区段12e和绿色区段12f。在各两个色彩区段12a、12b、12c、12d、12e和12f之间存在所谓的盲区14,所述盲区也称作为轮辐。所述色彩轮10由放电灯、尤其是高压气体放电灯照射,所述高压气体放电灯由交变电流I根据预设的换向图16a、16b(参见图2、图3和图4)操控。灯的光在此射入到色彩轮10的预设的区域上,使得在色彩轮10转动时色彩区段12a、12b、12c、12d、12e和12f按顺序被照射。因为灯电流I的换向K(参见图2)带来暂时的强度波动,灯电流I的换向K在此仅在色彩区段12a、12b、12c、12d、12e和12f之间发生,即当光所射入的区域刚好位于色彩轮10的盲区14中时。对此,色彩轮10的转动与灯电流I的换向图16a、16b相应地同步。灯电流I在此不必强制地在色彩轮10的每个盲区14中换向。
为了说明上述内容,图2在时间变化中示出灯电流I的可能的换向图16a的示意图,灯电流通过换向器被输送给放电灯,尤其在此与在图1中示出的色彩轮10协调。在此,具体地,以周期持续时间T示出换向图16a的周期性区间,所述周期性区间在此示例性地对应于色彩轮10转动两圈的持续时间。但是,也能考虑的是:灯电流I的周期性的时间变化,所述时间变化具有较小的或较大的周期持续时间T,使得电流变化例如在色彩轮转动3、4、5、6等圈之后才重复。典型地,色彩轮10在所谓的2X操控中在T=16.67ms时、即在频率为120Hz时转动两圈,在3X操控中在T=16.67ms时相应地转动三圈。换向图16a通过预设时间次序的换向K来预设。换向图16a因此在各两次换向K之间具有电流区段18a、18b、18c、18d和18e连同18f,在所述电流区段之内,将具有预设的时间恒定的电流强度的直流电流输送给放电灯。各个电流区段18a、18b、18c、18d和18e连同18f的电流强度在此能够是不同的。这些电流半波的大小在此按照期望关于各个电流区段12a、12b、12c、12d、12e和12f的权重取向。在该示例中,电流区段18b和18c与其他的电流区段18a、18d和18e连同18f相比分别具有数值更大的电流强度。由此,相应的色彩轮区段、在此为黄色区段12b和白色区段12c更强地加权。
在此,在该示例中,示出的第一电流区段18a与色彩轮10的红色区段12a同步,即第一区段18a对应于色彩轮10的红色区段12a,第二电流区段18b对应于色彩轮10的黄色区段12b并且第三区段18c对应于色彩轮10的白色区段12c。第四电流区段18d和18e对应于色彩轮10的淡蓝色区段12d和蓝色区段12e,即在浅蓝色区段12d和蓝色区段12e之间的盲区14中在该示例中不发生灯电流I的换向K。第五电流区段18f对应于色彩轮10的绿色区段12f。连接于第五电流区段18f以相反的极性重复图。通过该设计方案能够确保,两个电极在较长的时间中同样负荷。尤其地,通过周期性区间的两个一半的所述电流变化逆变,同样满足均匀地设计电极尖部所需要的多个条件。因此,即每个电极处于阳极相与处于阴极相的时间相同,并且阳极相的总和的平均电流强度也相应于阴极相的总和的平均电流强度,即在周期性区间之上观察平均电流强度为零。尤其地,因此,各个电极经过特定的时间电流变化并且随后重新具有相反的极性的相同的电流变化。此外,匹配于在图1中示出的色彩轮10,换向K的时间间隔在此是不同的。此外,示出的换向图具有为300Hz的平均频率,这就是说,在T=16.67ms的周期持续时间中发生10次换向K。当仅在盲区14中换向时,在2X操控时6区段色彩轮的最大平均频率因此为360Hz。
图3在较长的时间变化中示出根据图2的换向图16a的示意图。在此,尤其可见周期性区间的重复。
灯电流的波形、尤其是换向图的形成在此对放电灯的灯性能、即对于其使用寿命以及对于其闪烁表现是决定性的。换向图的构成在此对放电灯的电极尖部的构成具有大的影响。换向图此外受到基本条件,如例如所述换向图在与色彩轮同步时,仅两个色彩区段之间的盲区中的灯电流的换向是可行的,并且灯电流设计成,使得灯的两个电极相同负荷。通过本发明,现在有利地通过用适当的灯电流操控放电灯,不仅放电灯的易闪烁性减小、而且灯的使用寿命增大。对此,在可预设的小于50秒的时间段中,由于直流相偏离于预设的例如在此在图3中示出的换向图。尤其地,在此,在常规的间距中,直流相通过执行双换向产生,所述双换向在适当的长度中、即在5ms和50ms之间并且以重复率、即以优选1s至25s的时间间隔为了稳定电极尖部在几何形状和位置所需要的对电极尖部的温度调节方面起作用。对于所述方法的有利的作用而言,不仅平均灯频率、而且DC相的长度和其频繁性得到优化,其中关于平均灯频率的选择可能性通过对无闪烁的要求并且通过具体的色彩轮设计通常强烈受限。相反,在用于直流相的参数中,不存在值得一提的限制,使得所述方法理想地适合于用在广泛推广的单芯片DLP投影器中。
图4示出在时间变化中的灯电流I的换向图16b的示意图,尤其根据针对图2和图3所描述的那样,然而具有用于运行根据本发明的一个实施例的放电灯的直流相20。通过所述直流相20,在此现在在预设的持续时间中偏离预设的换向图16a。这通过下述方式实现:在所述直流相20期间,在根据如在图2中的换向图会发生换向K的时间点,发生双换向(没有详细示出),使得在所述持续时间期间有效地不发生灯电流I的换向K。所述双换向在此设计成依次的两次换向,所述换向间隔短到使得在与色彩轮同步的情况下仅在色彩轮的盲区期间或之内发生双换向。在此,对于改进灯性能而言重要的尤其是所述直流相的时间间隔。令人惊喜地,已经证实的是,通过这种相的相对短的时间间隔,即在1s和25s之间的范围中,能够引起尖部位置的稳定,并且甚至引起电极尖部的主动增大。而与常规的直流相相比,所述效应令人惊喜地用于:缩短电极尖部的长度并且将其以尽可能大的时间间隔设置,以便电极不会过多度地负荷。
此外,作为本发明的实施方案优选的是,直流相的长度能够在5ms和100ms之间持续。此外,灯电流的平均频率应当选择成,使得此外仍能够以有利的方式保证无闪烁。如已经描述的那样并且在相同申请人的申请号为13185019.0的欧洲申请中详细解释的,这能够通过执行这类换向图而实现,其中为色彩轮的每个色彩区段以大于人眼的感觉阈值的频率执行在阳极电极相和阴极电极相之间的转换。
以相同的方式,所述措施当然能够在为不同类型构成的色彩轮和例如3X操控上实施。在此,尤其重要的是直流相在上述时间范围中的重复率和相长度。结合灯电流的适当选择的平均频率,由此能够与色彩轮的构成和操控无关地,实现关于放电灯的使用寿命和闪烁表现的大的优点。
Claims (13)
1.一种用于运行用于投影装置的具有两个电极的放电灯的方法,其中在运行中将构成为交变电流的具有平均频率且具有预设波形的灯电流(I)输送给所述放电灯,所述波形具有预设的换向图(16a;16b),其中预设的所述换向图(16a;16b)通过所述灯电流(I)的预设的时间次序的换向(K)来预设,并且其中以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相(20)偏离预设的所述换向图(16a;16b),其特征在于,至少一个预设的所述时间间隔最大为50秒。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
至少一个能预设的所述时间间隔最大为25s、优选最大位于一位数的秒范围中并且尤其优选地位于毫秒范围中,其中至少一个能预设的所述时间间隔尤其至少为5毫秒。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
至少一个所述直流相(20)在5毫秒和100毫秒之间持续。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
至少一个所述直流相(20)的至少一个参数通过所述灯电流(I)的所测量到的电流强度来预设。
5.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,
至少一个所述参数为至少一个所述直流相(20)的持续时间和/或至少一个能预设的所述时间间隔,其中尤其对于在数值上小于所测量到的第二电流强度的所测量到的第一电流强度,将至少一个所述参数预设成,使得与所测量到的所述第二电流强度相比,至少一个所述直流相(20)的持续时间更长和/或至少一个能预设的所述时间间隔更短。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
至少一个所述直流相(20)通过下述方式提供:至少一个换向(K)根据所述换向图(16a;16b)构成为双换向。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
通过多个依次的相互间具有至少一个预设的时间间隔的直流相(20)偏离于预设的换向图(16a;16b),其中各两个时间上依次的直流相(20)具有相反的极性。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
通过多个依次的相互间具有至少一个预设的时间间隔的直流相(20)偏离于预设的所述换向图(16a;16b),其中所述直流相(20)分别具有相同的相持续时间。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
预设的所述换向图(16a;16b)设计成,使得所述灯电流(I)根据所述换向图(16a;16b)的电流强度变化设计成,使得预设的时间区间(T)平均不具有直流分量。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
预设的所述换向图(16a;16b)是周期性的,其中尤其所述电流强度根据周期性的所述换向图的时间变化在至少一个预设的所述时间间隔期间多次周期性地重复。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
所述灯电流(I)的平均频率至少为180Hz,并且尤其为60Hz的整数倍。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
根据预设的所述换向图(16a;16b)的各两个依次的换向(K)之间的时间间隔至少部分是不相同的。
13.一种投影装置,所述投影装置具有放电灯和用于所述放电灯的镇流器,所述镇流器设计成用于:在运行所述投影装置时,将构成为交变电流的具有平均频率和预设波形的灯电流(I)提供给所述放电灯,所述波形具有预设的换向图(16a;16b),其中预设的所述换向图通过所述灯电流(I)的预设的时间次序的换向(K)来预设,其中所述镇流器构成为用于提供所述灯电流(I),使得以至少一个预设的时间间隔重复地通过至少一个具有预设的持续时间的直流相(20)偏离预设的所述换向图(16a;16b),
其特征在于,至少一个预设的所述时间间隔最大为50秒。
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