CN115734414A - 用于操作放电灯的方法和放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种通过调整电流信号（w）来操作放电灯（100）的方法。定义分布函数（DF），其用于收集定义若干不同时间跨度（dt）的若干时间跨度值（dtv）。若干时间跨度值（dtv）由一个或多个随机数（ri）根据分布函数（DF）确定。在根据若干时间跨度（dt）中每个的期满的每个时刻处，使电流信号（w）换向。照明装置（200）设有控制单元（115）以执行任何方法。

Description

用于操作放电灯的方法和放电灯

技术领域

本发明涉及一种用于通过调整电流信号来操作放电灯的方法。本发明还涉及包括具有一对电极的电弧管和控制单元的放电灯。控制单元可以控制和/或调整电流信号或电流流动。

背景技术

放电灯通常以交替极性的矩形电流波形进行操作。已知电流的操作频率对放电灯的电极尖端的成形有主要影响，因此对放电灯的寿命和整体行为有主要影响。以单个频率的放电灯的连续操作通常不足以达到延长的寿命。同时，电流的操作频率会导致应考虑的其他影响，例如声学噪声、可见光波动、或对电视或移动电话相机中使用的成像传感器的操作的干扰。一般的方法是应用相位或频率调制方案。不同的操作频率可以应用于放电灯。

例如，欧洲专利说明书EP1 624 733 B1描述了一种用于高压放电灯的操作的设备，该设备包括由石英玻璃制成的放电容器（vessel），在该放电容器中存在一对相反的电极。馈电设备适于向放电灯提供交流电。作为固定操作频率，可在60Hz至1000Hz范围内应用交流电。低频可以插入到固定操作频率的交流电中。低频低于固定频率，并且在5Hz至200Hz范围内。

本发明基于以下知识：常规电流信号可能导致操作放电灯的缺点。放电灯中的电流信号或电流流动不应是完全确定的，但至少受到某种程度的随机性的影响。

本发明的任务可以是提供一种用于操作放电灯使得可以提高放电灯的质量和/或寿命的方法。

该任务可以通过本申请的独立权利要求来解决。在从属权利要求、说明书以及附图中描述了优点和替代实施例。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于通过调整电流信号来操作放电灯的方法。该方法包括以下步骤。在第一步骤中，定义和/或提供分布函数，其用于收集定义若干不同时间跨度的若干时间跨度值。时间跨度值可以用若干不同数值来表达。表示时间跨度值的这些数值优选地指示时间跨度的持续时间有多长。这意味着不同的时间跨度值可以定义若干时间跨度。时间跨度可以被认为是时间区间。时间跨度值或对应的数值可以定义几毫秒的持续时间。例如，时间跨度值5、10和6定义了三个不同的时间跨度。第一个时间跨度的持续时间为5ms，第二个时间跨度的持续时间为10ms，并且第三个时间跨度的持续时间为6ms。优选地，若干时间跨度或时间区间直接连续布置。这可能意味着在两个时间跨度之间，没有时间间隙。若干时间跨度值可以以包含若干时间跨度值的集合或数组的形式来表达。

在下一步骤中，根据分布函数，由一个或多个随机数确定若干时间跨度值。虽然时间跨度值受到分布函数的影响，但是时间跨度值的确定不是完全确定的，因为时间跨度值受到至少一个随机数的影响。一个或多个随机数可以由真随机数发生器、伪随机数发生器或通过应用低差异序列来生成。像反演方法这样的统计方法可以应用于根据规定的分布函数从随机数计算时间跨度值。随机数可以应用于分布函数，以便获得一个或多个时间跨度值。若干时间跨度值可以根据该分布函数来分布。

表达“第一”和“第二”优选地不包含任何具体的技术内容。这两个不同的表达“第一”和“第二”优选地只被认为是允许在不同频率之间区分的名称。

反演方法依赖于连续累积分布函数在开放区间（0，1）之上均匀分布的原理。如果u是（0，1）上的均匀随机数，则x=F^-1（u）用指定的累积分布函数F从任何连续分布生成随机数x。在这种情况下，F^-1可以被视为反函数。有时，这种方法被称为“逆变换采样”。

在下一步骤中，电流信号在根据若干时间跨度中每个的期满的每个时刻处换向（commutate）。术语“换向”可被认为是极性的切换。放电灯通常通过使用交流电来操作。根据该方法，也应用交流电，但时间跨度不同，此外由于（一个或多个）随机数而随机确定。灯电流的电流信号可以被构造为由电流方向的改变（换向）分开的直流电流的时间跨度的连续流。优选地，电流在时间跨度内是恒定的。特别地，在随后的时间跨度处，极性的改变是通过换向实现的。时间跨度或其持续时间可能对放电灯的电极尖端的成形有深刻的影响。因此，可以增加放电灯寿命。优选地，每个连续时间跨度的持续时间是随机选择的，其中特别地，不存在与前一个或后一个时间跨度的关系。放电灯的电流信号可以仅由分布函数和至少一个随机数来控制。替代地，可以强制随机数的某个预定相关性。预定的相关性可以导致在预先给定的时间区间之上的平均电流。电流优选地在所述时间区间之上取零平均值。其示例将是时间跨度的平衡，其中正负电流极性在包括若干时间跨度的时间区间之上被平均。另一种相关性可以是可能的。可以避免放电灯或电极尖端的不均匀或不规则负载。

电流信号可以被认为是电流流动。针对电流信号或电流流动所呈现的所有解释都可以扩展到电压信号。优选地，电流信号是指电流。

根据有利的附加或替代实施例，若干时间跨度直接相邻布置。放电灯的操作可以由若干时间跨度来定义。优选地，在两个时间跨度之间不出现时间间隙。这意味着在第一个时间跨度之后，可以立即跟随第二个时间跨度。这可能会为放电灯的操作产生更随机的电流信号。

根据有利的附加或替代实施例，使用若干分布函数，并且对于每个时间跨度值，根据另外的随机数来选择这些分布函数中的一个。另外的随机数可以是另一个附加随机数。另外的随机数会影响所选择的分布函数。这意味着通过用于确定另外的随机数的方法，每个分布函数可以有它自己的要选择的概率。这提供了调整选择分布函数的可能性或概率的可能。这可以通过确定或计算另外的随机数来实现。替代地，若干分布函数可以叠加到该分布函数。这种叠加分布函数可用于确定若干时间跨度值。

例如，均匀分布函数和高斯分布函数可以是不同的分布函数。叠加可以通过使用预定的加权因子对原始分布函数进行简单的相加来实现。加权因子可以影响分布函数对确定时间跨度值的影响。某些时间跨度值的出现可能受到刺激或抑制。

替代地，可以使用附加的另一随机数字来选择若干分布函数中的一个。例如，如果两个不同的分布函数可用，并且第一个分布出现的概率应为30%而第二个分布出现的概率应为70%，则可以从0到1的区间中随机选择附加的随机数字R，并且如果0≤R<0.3，则选择第一个分布，否则选择第二个分布。通过调整R的区间，本文为0至0.3，可以进一步支持或抑制第一分布函数的应用。

根据有利的附加或替代实施例，重复执行定义分布函数的步骤、确定若干时间跨度值的步骤和/或使电流信号换向的步骤。这意味着可以确定和/或创建多个时间跨度值和时间跨度。由于时间跨度值取决于至少一个随机数，因此可以确保始终存在一定程度的随机性。

根据有利的附加或替代实施例，根据一个或多个放电灯参数和/或关于放电灯的环境参数来定义分布函数。放电灯参数可以是灯电压、放电灯的功率水平、放电灯的位置和取向、通过放电灯的电流流动和/或一对电极尖端的磨损程度。此外，放电灯参数可以是平均灯电压、电极尖端的性质或条件、放电灯的操作时间和/或相反极性的时间跨度的电压比。分布函数可以考虑对放电灯的物理影响。分布函数可以是具有给定分布的函数。这可以是均匀分布、高斯分布、叠加分布、指数分布、幂律分布或任何其他分布。此外，可以附加考虑所有提到的放电灯参数，例如放电灯的倾斜度。

这些参数可以通过适当的传感器收集。电压可以由电压传感器测量，电流可以由电流传感器测量。这同样适用于可以由适当的传感器收集或测量的任何其他参数。传感器的数据可以被传输到配置成操作放电灯的控制单元。如果控制单元被激活，则控制单元能够实施或执行本文提到的任何方法或示例。

此外，该实施例允许经由分布函数来考虑一个或多个放电灯参数。也可以考虑电极尖端的形式或形状。如果电极尖端的厚度或尺寸低于预先给定的阈值，则可以以使得所得到的电流信号遵循在电极尖端上平缓或温和的频率范围的方式调整时间跨度值。可以基于放电灯参数来动态地选择或修改分布函数。灯参数可以表征电极的条件。这样的参数可以是平均灯电压、取决于电流方向的灯电压、或灯电压在分段长度期间的动态行为。

在另一个附加或替代实施例中，若干时间跨度定义了模式或构建块。每个模式可以包括具有固定持续时间比的两个或更多个时间跨度。每个模式的总持续时间可以根据一个或多个分布函数和至少一个随机数来随机确定。可以通过从多个模式中选择的偶然模式引入进一步的变化。这意味着存在若干模式，并且利用适当的随机数，可以选择或选定若干模式之一。所选择的模式可用于确定若干时间跨度值。根据时间跨度值，在根据若干时间跨度中每个的期满的每个时刻处执行换向。这允许考虑某些边界条件，然而，电流信号的随机特性可以保留。此外，在模式中也可以考虑放电灯参数。

根据有利的附加或替代实施例，基于描述灯参数和/或放电灯的一对电极的参数的一个或若干个测量量来动态地定义分布函数。例如，分布函数可以考虑电极尖端的条件、寿命或磨损。此外，所有分布函数可考虑灯电压。在该上下文中，还可以考虑灯电压在一个或多个时间跨度期间的动态行为。灯电压可以通过特性图来描述和/或表示。因此，可以考虑灯参数，但是用于操作的所得到的电流信号可以保持随机。

根据有利的附加或替代实施例，可以为不同类型的放电灯和/或为不同组的放电灯定义单独的分布函数。这意味着对于不同类型或不同组的放电灯，分布函数可以是单独的。例如，不同房间中的放电灯可以分配给不同的组。由于放电灯的填充气体不同，可能会出现不同类型的放电灯。充有气体氩的放电灯可以被解释为与充有氦、氪等作为填充气体的放电灯不同的类型。操作或工作电压范围不同的放电灯可视为不同组或不同类型的放电灯。优选地，每种类型或每组放电灯可以与某一分布函数相关。

根据有利的附加或替代实施例，将分布函数定义为具有对应的累积密度函数的概率密度函数，并且通过将一个或多个随机数应用于累积密度函数的对应反函数来确定若干时间跨度值。该实施例提供了通过使用一个或多个随机数来确定或评估一个或多个时间跨度值的特定方法。分布函数可以被定义或变换成概率密度函数。根据概率密度函数，可以定义和/或制定对应的累积密度函数。优选地，累积密度函数是可逆的。这意味着累积密度函数可能单调递增或递减。优选地，累积密度函数是严格递增或严格递减的。这可以确保累积密度函数是可逆的。如果将一个或多个随机数放入反函数中，则可以计算一个或多个时间跨度值。这种方法可以称为反演方法。可以使用或应用其他统计方法来计算用于时间跨度的数值。由于反演方法是已知的方法，所以它可以通过随机数发生器实施。

根据有利的附加或替代实施例，分布函数的定义基于平均灯电压的动态行为、每个时间跨度期间的灯电压的动态行为、和/或通过放电灯的电流流动的动态行为。此外，可以另外考虑所有提到的放电灯参数的动态行为。

根据有利的附加或替代实施例，给定了若干分布函数，并且基于关于放电灯电压的阈值来选择用于确定时间跨度值的分布函数。在该实施例中，可以从若干不同的分布函数中选择单个分布函数。分布函数的选择取决于放电灯电压的阈值。由于灯电压的不同范围会导致电极尖端的不同磨损或损耗，所以若干分布函数可以涉及或提出电流的不同频率范围。阈值以上或以下的灯电压可以指示放电灯或电极尖端的特定状态。

如果检测到特定状态，则可以应用另一个不同的分布函数，该不同的分布函数与关于电流的另一个频率范围相关，其非常适合于放电灯的改进操作。例如，如果灯电压降到60伏以下，则可以发起所应用的分布函数的改变。这意味着使用另一个分布函数来确定时间跨度值，因而根据按照另一个分布函数所确定的时间跨度值以不同的方式配置用于电流信号的电流。

根据有利的附加或替代实施例，给定了至少两个不同的概率函数，并且用于确定时间跨度值的分布函数是至少两个不同的概率函数的叠加，其中叠加取决于灯电压。概率函数可以称为初始函数。叠加可以取决于灯电压。每个初始函数可以与放电灯的特定条件或状态相关。例如，第一初始函数可能对于具有未示出显著程度的磨损和损耗的电极尖端的放电灯是适当的。如果放电灯的电极尖端处已经出现某一程度的磨损和损耗，则第二初始函数可能是适当的。可以根据灯电压来评估电极尖端的磨损和损耗的程度。这意味着灯电压允许评估关于电极尖端的磨损和损耗的程度的信息。如果放电灯示出在两个预先给定条件之间的状态，则不同初始函数的混合可以导致用于放电灯操作的改进分布函数。初始函数可视为概率分布。

根据有利的附加或替代实施例，分布函数由放电灯电压的特性图来定义。特别地，分布函数取决于放电灯电压的阈值。特性图可以是对放电灯有效的表、查找表和/或预定特性曲线。在该上下文中，可以关于特性图来分析灯电压。例如，可以使用相关性。相关性可以定义分布函数。上述优点和示例也适用于该实施例。

根据有利的附加或替代实施例，分布函数可以包含边界条件。例如，可以提供用于电流信号的某一范围的时间跨度值作为边界条件。这优选地导致对应的时间跨度值。例如，边界条件可以包含0.625ms至20ms的时间跨度区间。这将导致对应的时间跨度值。当然，关于时间跨度值限制的其他值也是可能的。

根据有利的附加或替代实施例，关于对应的预定时间跨度值的概率值由边界条件定义，或者关于对应的预定若干时间跨度值的若干概率值由边界条件定义。这可以包括关于时间跨度值的概率值可以取决于时间跨度的上限和/或下限。上限可以定义最大时间跨度值，而下限可以定义最小时间跨度值。特别地，在若干时间跨度值处的概率比可以由与彼此的最小和/或最大比来定义。若干时间跨度值的概率也可以通过与彼此的比来定义。可以通过分布函数为可能的时间跨度值定义下限和上限。在该上下文中，可以指定用于上限和下限的值（即，点T1和T2）处的概率密度的比。例如，本文作为公式指定的功率分布函数被完全定义。

分布函数可以影响用于预定时间跨度值的概率值。通过分布函数，可以调整或影响时间跨度值的可能性或概率。这可以通过对分布函数进行适当的数学调整来实现。这种调整可以被认为是边界条件。特别地，最大值和最小值可以由边界条件定义。边界条件可以包括对某些时间跨度值的预定选择，这些时间跨度值可以具有应用于灯操作的较高概率。边界条件可以完全排除某些预定时间跨度值。通过边界条件，可以削弱因素“随机性”，代之以少许确定性的影响。

两个或更多个时间跨度值可以组合在模式或构建块中。这意味着模式可以包括两个或更多个时间跨度值，因此包括两个或更多个时间跨度。在这种情况下，随机性可能被限制于放电灯操作所需的情况。这种情况可能是由于放电灯或其电极尖端的异常磨损和损耗而出现的。尤其，灯电压可以给定关于这种情况或放电灯状态的指示或信息。

构建块可以为电流信号定义单个时间跨度或时间跨度值。在这种情况下，电流信号可以由若干构建块组装，其中每个构建块可以定义另一个时间跨度或时间跨度值。若干构建块的组装可以取决于预先给定的规则。这种规则可以包含相等和/或不同构建块的某个预先给定序列。例如，组装具有相同时间跨度的两个构建块，然后使用具有不同时间跨度的另两个构建块。替代地，在具有相同时间跨度的两个构建块之间，可以插入具有不同时间跨度的另一个不同的第三构建块。所得到的电流信号可以是不同构建块的序列。可以通过使用随机数来随机选择构建块。此外，时间跨度值可以由一个或多个随机数确定。术语“构建块”可以被解释为用作分布函数或组装分布函数的数学函数。

优选地，不单独确定时间跨度值。边界条件优选地与直接相邻的时间跨度相关。这意味着可以完全独立于前面的时间跨度来确定后面的时间跨度。然而，可以被视为模式的一组时间跨度可以彼此独立地确定。模式可以包括大量的时间跨度或时间跨度值。例如，模式可以包括100到1000个时间跨度。此外，可以根据按照本申请的所有提到和解释的方法来随机确定模式的总持续时间。用于放电灯操作的电流流动或电流信号可以适应于某些要求，并且此外，可以包含有用程度的随机性。

根据有利的附加或替代实施例，分布函数与预定函数叠加。替代地，分布函数可以与若干预定函数或若干预定函数之一叠加，其中若干预定函数中的至少一个由至少一个随机数选择。在本实施例中，随机数用于两个目的。一方面，随机数可以用于选择与分布函数叠加的预定函数之一。另一方面，至少一个随机数也可以用于确定用于电流信号或电流流动的时间跨度值。替代地，对于每个目的，可以使用单独的随机数。这意味着第一随机数可用于选择与分布函数叠加的若干预定函数之一，而第二随机数可用于确定时间跨度值。当然，可以使用不同的第二随机数或一组若干不同的随机数来确定若干时间跨度值。此外，在该实施例中也可以考虑放电灯参数，如灯电压。测量的灯电压与阈值电压值的比较可以影响若干预定函数之一的叠加和/或选择。根据灯电压，可以选择不同的函数或不同的若干函数进行叠加。与阈值以下的电压值相比，阈值以上的电压值可以导致不同的叠加。

根据有利的附加或替代实施例，分布函数也可以由放电灯的寿命来定义或取决于放电灯的寿命。放电灯的寿命可以是放电灯可能存在的估计时间。特别地，该时间考虑放电灯的燃烧时间。燃烧时间通常由以小时为单位的值来表示。寿命还可以考虑自放电灯生产以来经过的时间。在这些情况下，放电灯的操作可以更单独地适应于对应的放电灯，并且此外在放电灯操作期间存在足够程度的随机性，以确保电流信号不是完全确定的。

根据有利的附加或替代实施例，电流信号或电流流动是波形信号、方波信号、或波形和方形信号的混合。优选地，电流信号是方波信号。不同的分布函数可以与不同类型的信号相关。例如，第一分布函数可以与波形信号相关，而另一个第二分布函数可以与方波信号相关。第三分布函数可以与波形和方波信号的混合相关。根据所选择的分布函数，信号形式也可能因随机影响而改变，所述随机影响是由于分布函数的随机选择而造成的。

如果可以被认为是基本函数的函数的一部分被用于创建随机化的电流流动或电流信号，则可以创建本发明的进一步评估。基本函数可视为规则。更确切地说，基本函数或规则是为放电灯操作创建电流信号的标准。如果满足边界条件或预定条件，则这种规则可以包括换向的执行或极性的改变。这种边界条件或预定条件可以是关于灯电压的阈值以上或以下的灯电压、温度、放电灯内的压力等。

根据有利的附加或替代实施例，分布函数被定义为均匀分布、正态分布、指数分布、幂律分布和/或叠加正态分布。此外，可以根据用于操作放电灯的规则来定义分布函数。上述优点和示例也适用于该实施例。

本发明的第二方面提出一种照明装置。该照明装置包括带有电弧管的放电灯。电弧管可以包括一对电极。优选地，电流信号或电流流过该对电极。由于通过该对电极的该电流流动，在放电灯内出现电弧。电流流动可以被认为是电荷载流子的流动。放电灯的电弧管中的电弧导致放电灯的发光。

照明装置可以包括一个或多个传感器。电压和/或电流传感器能够测量灯电压和/或通过放电灯的电流流动。照明装置可以包括镇流器（ballast）单元。镇流器单元可以为放电灯提供电流信号。传感器或电流传感器可以优选地位于镇流器单元处或中。镇流器单元可以包括控制单元。特别地，测量灯电压和/或电流的传感器可以是微处理器。照明装置可以包括光传感器以测量由放电灯发射的流明。所有传感器都可以布置在镇流器单元中。

照明装置可以包括控制单元。控制单元可以从传感器收集数据，以执行依赖于传感器数据的任何方法。电流检测器和/或电压检测器是可能的传感器。执行上述方法之一所需的光传感器、电流传感器、电压传感器或任何其他类型的传感器可以是放电灯的一部分。

电弧管内，可能存在填充气体。填充气体可以是稀有气体或金属气体。例如，蒸发的汞可以是金属气体。放电灯包括控制单元。该控制单元能够实施本申请中所有解释的方法和示例。优选地，控制可以定义用于收集若干时间跨度值的分布函数。控制单元还可以通过一个或多个随机数根据分布函数来确定若干时间跨度值。特别地，控制单元包含随机数发生器并且能够提供一个或多个随机数。控制单元能够控制电流信号。特别地，控制单元可以使电流信号换向。控制单元可以在根据若干时间跨度中每个的期满的每个时刻处使电流信号换向。控制单元能够并被配置成实施本申请中描述或解释的任何方法。

结合根据本发明第一方面的方法而呈现的特征、示例和优点比照地适用于根据本发明第二方面的放电灯，反之亦然。这意味着方法的特征可以被认为是放电灯的特征。相反，放电灯的特征可以被认为是用于操作放电灯的方法的特征。

控制单元可以包括一个或多个微处理器和/或一个或多个微控制器。此外，控制单元可以包括被设计成当由控制单元执行时执行本文描述的任何方法的程序代码。程序代码可以存储在控制单元的数据存储中。

控制单元可以包括适于执行本申请中提到的任何实施例或示例的方法的处理器。控制单元可以由计算机程序产品或放电灯实现，其中控制单元包括指令，当程序由计算机或控制单元执行时，所述指令使得控制单元或计算机执行本申请中提到的所有实施例或方法的任何步骤。计算机程序产品可以包括指令，当程序由控制单元或计算机执行时，所述指令使得控制单元执行或运行本申请中提到的任何实施例的步骤。

本发明可以提供一种计算机程序产品。计算机程序产品可以包括使得放电灯执行本申请中提到的所有实施例或方法的步骤的指令。此外，其上存储有计算机程序产品的计算机可读介质可以是本发明的一部分。

附图说明

本发明通过以下附图进行解释。应当认为，所有附图和它们的解释将仅指示实施本发明的一些可能实施例和可能性。在任何情况下，附图都不应以本文描述的示例限制了本发明的范围的方式进行解释。

在该上下文中，图中示出：

图1是放电灯的示意图；

图2是用于放电灯的示意性操作方案；

图3是从随机数确定或计算时间跨度值的示例；

图4是用于计算时间跨度值的图3所示的逆累积分布函数DF1和DF2所对应的预定概率密度函数PD1和PD2；

图5是基于根据图3的第一分布函数的在换向之间具有若干不同时间跨度的伪随机序列的输出电流信号；

图6是取决于灯电压的两个不同概率密度函数的叠加的示例；

图7是用于构建随机电流信号的简单模式或构建块的示例；

图8是根据图7的具有模式的随机序列的输出电流信号的示例，其中每个模式的持续时间基于根据图3的第一分布函数。

具体实施方式

在图1中，示出了具有放电灯100、控制单元115和镇流器单元125（作为操作单元）的照明装置200。放电灯100包括电弧管110。在电弧管110内，指示了一对电极尖端105。在这两个电极尖端105之间，可能出现电弧放电。如果电流A在电极尖端105之间流动，则放电灯100能够发光。在电弧管110内，可以存在惰性气体（例如氦、氩、氪等）或者金属气体（例如汞或钠）。如果放电灯100以单个频率处的交流AC进行操作，则放电灯100可能经受不均匀的磨损和损耗。本发明的重要方面是避免这样的缺点。这可以通过用相当随机而不是确定性的电流信号w操作放电灯100来实现。

随机电流信号w不意味着电流信号w可以取电流流动A的任何可能值。例如，灯电流的电流信号可以被构造为由电流方向的改变或换向分开的直流电流的时间跨度dt的连续流。直流电流的幅度可以根据灯的电压来固定，从而保持规定的标称灯功率。可以根据规定的分布函数DF来随机选择时间跨度值dtv。分布函数DF可能受到边界条件的限制或影响。这种边界条件可以是用于时间跨度值dtv的最小值或最大值。此外，分布函数DF可以遵循预先给定的分布。这种预先给定的分布可以是均匀分布、正态分布或任何其他函数。这些函数还可以考虑物理灯参数120，如放电灯电压U以及放电灯100的环境参数120。这意味着分布函数DF可以考虑统计参数和/或物理参数。

统计参数可以通过不同的预先给定的分布来考虑，而物理参数可以通过放电灯100的灯电压U以及其他环境参数120来考虑。分布函数DF可以考虑所有这些参数。这意味着一定程度的随机性可能会受到影响。由于时间跨度值dtv通过至少一个随机数ri计算，因此可以随机确定电流信号w。分布函数DF的具体定义可以限制随机性的程度，如果必要的话。控制单元115可以收集和/或检测放电灯100或照明装置200的放电灯参数和/或其他环境参数。

图2示出了照明装置200的若干组件的示例性概述。照明装置200可以包括操作单元125和DC/DC转换器10。电流流动A可以由电流检测器11和电压检测器12检测。灯操作单元125包括极性切换器13。控制单元115可以通过极性切换器13来切换极性。操作单元125可以是照明装置200的一部分。DC/DC转换器10被用于根据由控制单元115确定的设定值来控制电流流动A。可以基于输出电压的测量结果来确定设定值。此外，控制单元115可以收集用于放电灯参数120和/或环境参数120的值。这意味着控制单元115能够测量和/或收集关于电流流动A和关于放电灯100的环境参数120的参数。点火设备14可用于在灯操作开始时为放电灯100创建启动电压。

灯操作单元125（镇流器单元）可以包括随机数发生器17。随机数发生器17可以生成预定范围内的随机数ri的集合或流。预定范围可以在值0和1之间。若干随机数ri可以利用遵循均匀分布的函数来生成。通常，随机数发生器17基于均匀概率。这意味着随机数ri遵循均匀分布。随机数发生器17的调整不是必需的，因为分布成形单元18可以考虑物理和/或统计影响。在分布成形单元18中，这些随机数ri可以用于计算用于时间跨度dt的值。分布成形单元18和/或控制单元115可以根据分布函数DF或对应的分布表来计算若干时间跨度值dtv。

在图3中，示例性地示出了两个不同的分布函数。时间跨度值dtv可以被传递给定时器单元19。定时器单元19可以为时间跨度dt提供若干时间跨度值dtv。根据时间单元19的时间跨度dt，控制单元115可以调节或操作极性切换器13。由于时间跨度值dtv受到由随机数发生器17确定的一个或多个随机数ri的影响，因此可以随机地生成所得到的时间跨度值dtv。这可以导致随机化的电流信号w。随机化的电流信号w以电流流动A的极性改变之间或换向之间的不同的时间跨度dt或持续时间的形式表达。控制单元115可以在对应的时间跨度dt的每次期满之后切换电流流动A的极性或使电流流动A换向。这意味着控制单元115可以在根据每个时间跨度dt的期满的每个时刻处使电流信号w换向。

操作单元125的所得到的输出电流信号w可以是电流信号w的片段的直接对准周期的连续流，其中每个片段由具有时间跨度值dtv的持续时间的时间跨度dt表示。由此，根据可以由控制单元115和/或分布成形单元18计算的若干时间跨度值dtv，这些周期或片段可以具有不同的持续时间。根据潜在的分布函数DF，可以影响和/或控制随机性的程度。在极端情况下，分布函数DF可以消除这种随机影响。尽管这可以是可能的，但并不意图这样的操作。

在图3中，示出了两个不同的分布函数DF。在左侧，呈现第一分布函数DF1，并且在右侧，呈现第二分布函数DF2。

第一和第二分布函数DF1、DF2可以将时间跨度值dtv分配给随机数ri。随机数ri可以在由最小值和最大值定义的区间内。最小值用“min”指示，最大值用“max”指示。通过分布函数DF1和DF2，用于时间跨度dt的值或时间跨度dt的持续时间可以通过随机数ri计算。代替分布函数DF1或DF2，可以使用表或查找表。

第一分布函数DF1是具有递增随机数ri的递增函数。所有时间跨度值dtv都在由用于时间跨度值dtv的第一值T1和第二值T2定义的区间内。第一值称为T1，并且第二值称为T2。

第二分布函数DF2示出了另一行为。第二分布函数DF2看起来像类似于逆符号函数的函数，也称为反正弦（arcus sinus）。这意味着第二分布函数DF2可能导致其他时间跨度值dtv。这是由于第二分布函数DF2与第一分布函数DF1完全不同的事实。例如，控制单元115可以根据灯电压U来选择第一分布函数DF1或第二分布函数DF2。例如，如果灯电压U高于用于灯电压U的预先给定值（阈值），则可以应用或使用第二分布函数DF2。该示例可以扩展到任何其他参数或参数组合。这样的参数可以是温度、压力、倾斜度等。

分布成形单元18可以由控制单元115控制。该分布成形单元18可以包含多于一个或两个分布函数或分布表。控制单元115可以基于例如平均灯电压U、取决于电流A的方向的灯电压U、或灯电压U在前面的时间跨度dt期间的动态行为之类的量来确定使用或应用哪个分布函数DF或表。这意味着一个分布函数DF的选择可以取决于所述放电灯参数和/或放电灯100的环境参数120。

例如，如果期望电极尖端的生长，则可以应用第一分布函数DF1。第一分布函数DF1的选择可以取决于超过用于电压的预先给定的第一阈值U1的灯电压U。可以使用第二分布函数DF2，以便促进电极尖端105的收缩。如果控制电压U低于第一阈值U1，则优选地选择第二分布函数DF2。这意味着已知第一分布函数DF1允许电极尖端105的生长，并且已知第二分布函数DF2促进电极尖端105的收缩。

在图4中，示出了与分布函数DF1和DF2对应的概率密度函数PD1和PD2。第一分布函数DF1是第一初始概率函数PD1的累积的反函数。第二分布函数DF2是第二初始概率函数PD2的累积的反函数。

概率密度函数PD1可以依赖于修改的幂律分布。它可以用下式来表达：

t-D1=0；对于t<T1，

t-D1=K/[t^n]；对于T1≤t≤T2，

t-D1=0；对于t>T2。

t-D1可以被认为是作为用于时间跨度值dtv的可能值t的函数的概率密度。K是归一化常数，使得从t=0到t=无穷大的t-D1的积分值结果为1。值n是表征概率分布的常数，特别是边界T1和T2处的概率密度值的比。

概率密度函数PD2可以依赖于正态或高斯分布。它可以用下式来表达：

。t-D2可以被认为是作为用于时间跨度值dtv的可能值t的函数的概率密度。T3是分布的平均值或期望值。S是分布的宽度或标准差。

通过概率分布函数PD1，可以修改用于特定时间跨度值的概率值，如p1或p2。这意味着预定的边界条件可以通过适当的概率函数PD1或PD2来实现。这将导致新的修改的第一和第二分布函数DF1和DF2。函数DF1和PD1优选地不是独立的，它们彼此相关。例如，根据第一概率函数PD1，对于大于T2且小于T1的时间跨度值，时间跨度值dtv的概率为零。因此，所有时间跨度值dtv都位于T1和T2之间。关于该区间之外的时间跨度值dtv，概率为零。

第二概率分布PD2函数PD2示出了围绕值T3的局部最大值。这充分影响了第二分布函数DF2的形状。这意味着分布函数DF1和DF2优选地是概率分布函数PD1和PD2的结果。特别地，分布函数DF1是概率分布函数PD1在时间上的积分的反函数。DF2和PD2也是如此。

电极尖端105的状态可以通过控制电压U来估计或确定，所述控制电压U被用于操作照明装置200或放电灯100。第一阈值U1以上的控制电压U指示应当应用第一分布函数DF1，而第一阈值U1以下的控制电压指示应当应用第二分布函数DF2，以用于放电灯电压100的操作。

图5示出了根据不同时间跨度dt和时间跨度值dtv的电流信号w。图5中的电流信号w基于第一分布函数DF1并且因此基于概率密度函数PD1。第一概率分布PD1影响时间跨度值dtv的分布。

在图5中，时间跨度的不同值用dt-1、dt和dt+1表达。dt-1是dt的前一时间跨度，而dt+1是dt的后一时间跨度。在图5的情况下，根据由第一分布函数DF1产生的时间跨度值dtv，时间跨度dt的持续时间在T1和T2之间。第一分布函数DF1可以由第一概率分布函数PD1调整或影响。关于DF2和PD2也是如此。该第一概率分布PD1影响分布成形单元18中的时间跨度值dtv的生成。例如，控制单元115可以应用第一概率分布PD1，以便影响时间跨度值dtv的确定。

例如，第一概率分布PD1可能与一些情况相关。例如，控制单元115根据阈值以上或以下的灯电压值来选择第一概率分布PD1。控制单元115也可以选择第二概率分布PD2。在这种情况下，所计算的时间跨度值dtv的分布可以遵循由第二概率分布PD2表示的正态分布。虽然随机数发生器17提供均匀分布的随机数ri，但是时间跨度值dtv的分布可能受到第一或第二概率分布PD1或PD2的影响。

控制单元115也可以通过附加的单独随机数ri来选择若干概率分布之一。在图5的情况下，两个所示的概率分布中的一个可以由第二随机数选择。在这种情况下，每个概率分布具有由控制单元115选择的50%的概率。在这种情况下，另外的随机因素会影响时间跨度值dtv的计算或确定。

所计算的时间跨度值dtv的所得到的分布可以是所有概率分布根据为概率分布的选择而分配的概率的平滑混合。这意味着可以预先给定或定义另一概率分布，以便选择若干概率分布之一。特别地，用于选择概率分布的预定概率分布可以不是均匀的。用于选择的这种概率分布的总和优选为1，因为可能需要概率分布的选择以便操作放电灯100。概率分布的这种选择的示例是在图4所示的第一和第二概率分布PD1和PD2之间的提到的选择。根据灯电压U，可以选择或选定第一概率分布或第二概率分布PD2来确定时间跨度值dtv。可以对每个时间跨度dt执行选择过程。

在图6中，示出了作为第一概率分布PD1和第二概率分布PD2的叠加结果的第三概率分布PD3的示例。叠加可以是线性叠加。在图6的示例中，计算混合因子bf以便计算第三概率分布PD3。混合因子bf的计算优选地取决于灯电压U。在这种情况下，第一阈值U1和第二阈值U2与混合因子bf的计算相关。混合因子bf取决于两个可变的概率因子p1和p2。第一概率因子p1表示第一概率分布PD1的概率。第二概率因子p2表示第二概率分布PD2的概率。第一和第二概率因子p1和p2取决于灯电压U。

如果灯电压U低于第一阈值U1，则第一概率因子p1是1，且第二概率因子p2是0。如果灯电压U大于关于灯电压的第二阈值U2，则第二概率因子p2是1，且第一概率因子p1是0。在关于灯电压U的第一和第二阈值U1、U2之间，通过第一概率因子p1和第二概率因子p2的线性叠加来生成混合因子bf。在第三阈值U3处，第一和第二概率因子相等。第一概率因子p1根据下式1来定义：

；等式1。

第二概率因子p2可以由下式2表达：

；等式2。

也可以使用第一和第二概率分布的非线性叠加。在图6中，叠加后的第三概率分布PD3被示为高于电压U的第三阈值U3的值。可以看出，PD3是PD1和PD2的混合物。根据图6的示例，叠加程度取决于放电灯100的灯电压U。用于导致第三分布PD3的叠加的第一概率分布PD1和第二概率分布PD2的比可以通过等式1和2来计算。第三分布PD3可以表示第一概率分布PD1和第二概率分布PD2的叠加。

图7和8示出了本发明的另外的变型或实施例。在这种情况下，分段模式或构建块DFB可以用于创建随机化的电流信号w。在图8中，示出了输出电流A，其中输出电流A由根据图7的构建块DFB创建。图7的构建块DFB由长度相等且极性相反的两个分段或部分组成。构建块DFB可以遵循预先给定的系统化或规则。在图7的情况下，规则将是在时间跨度dt的中间改变极性。规则或系统化还可以取决于参数，例如灯电压U和放电灯100的其他灯参数120。

可以可能的是，可以给定若干构建块DFB，并且可以通过不同构建块DFB的随机组合来随机确定电流信号w。在这种情况下，对电流信号w的进一步随机输入是可能的。应用若干不同的构建块DFB可以被看作是根据分布函数DF来确定若干时间跨度值dtv的特殊形式。分布函数DF可以由对应的构建块DFB表示。通过一个或多个随机数ri，可以从若干构建块DFB中选择或选定某个构建块DFB。可以将不同的构建块DFB分配给不同的环境或物理灯参数120。控制单元115可以根据边界条件和/或通过至少一个随机数ri从若干构建块中选择一个或多个构建块。优选地，构建块DFB包括极性切换器，使得可以根据作为分布函数DF的构建块DFB来确定若干时间跨度值dtv。如果控制单元115根据从构建块DFB导出的电流信号w执行电流流动A，则出现电流信号w或电流流动A的换向。

可以根据规定的分布函数DF随机确定所有构建块DFB或每个构建块DFB的总持续时间。进一步的变化可以通过从预先给定的构建块DFB的池中随机选择模式或构建块DFB而引入。

总体上，利用这些方法，可以创建电流流动A或电流信号w的随机性，并且可以有助于平滑对图像传感器的干扰。与电流流动A相关的声学噪声（例如电感器中的噪声）可能散布在很大的频谱宽度之上，由此比在单一频率下发出的噪声更不易察觉。使用分布函数DF或相关函数（如构建块DFB）可以指定时间跨度dt的持续时间。这使得控制水平优于使用简单的频率调制或时间复用。同时，换向模式的随机性质有助于避免在电流频谱中出现频率峰值。这可以有助于减少使用成像传感器进行的记录中的可见干扰，因为任何剩余的伪影将被随机地模式化，这与现有技术的实施例相反，在现有技术的实施例中，伪影通常根据外差拍频来模式化。此外，与灯电流流动A相关的任何声学噪声（例如由通过电感器的电流流动A引起的噪声）将跨大的频率范围而散布，因此听觉效果明显较差。这可以有助于更高效地操作放电灯100，并且增加放电灯100的发光质量及其寿命。

一般而言，本发明提供了一种方法和具有放电灯100的照明装置200，其使用通过随机影响创建或组装的电流信号w。通过分布函数DF以及（一个或多个）随机数的组合，确保了随机影响。通过（一个或多个）随机数ri，确定与电流信号w相关的值。由于该计算取决于（一个或多个）随机数ri，因此可以保持一定程度的随机性。然而，分布函数DF可能包含边界条件，使得可以实现确定性控制和随机性之间的良好平衡。这可能有助于关于质量和/或寿命的更好放电灯操作。

参考符号的列表

200：照明装置

100：放电灯

110：电弧管

105：电极尖端

10：DC/DC转换器

11：电流检测器

12：电压检测器

13：极性切换器

14：点火设备

115：控制单元

17：随机数发生器

18：分布成形单元

19：定时器单元

125：操作单元

120：环境参数

100：放电灯

dt：时间跨度

dtv：时间跨度值

T1、T2、T3：第一、第二、第三时间值

DF1、DF2：第一、第二分布函数

DF：分布函数

ri：随机数

A：电流、电流流动

w：电流信号

PD1、PD2：第一概率分布、第二概率分布

dt：时间跨度、时间区间

min、max：最小值和最大值

DFB：构建块、模式

U：电压

bf：混合因子

p1、p2：第一和第二概率因子/值

U1、U2、U3：用于电压的第一、第二和第三阈值。

Claims (19)

1.一种用于通过执行以下步骤来调整电流信号（w）由此操作放电灯（100）的方法：

-（a）定义和/或提供用于收集若干时间跨度值（dtv）的分布函数（DF），所述若干时间跨度值（dtv）定义若干不同时间跨度（dt），

-（b）通过一个或多个随机数（ri）根据所述分布函数（DF）确定所述若干时间跨度值（dtv），

-（c）在根据若干时间跨度（dt）中每个的期满的每个时刻处，使所述电流信号（w）换向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述若干时间跨度（dt）直接相邻布置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用若干分布函数（DF），并且对于每个时间跨度值（dtv），根据另一随机数（ri）来选择这些分布函数（DF）中的一个。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中重复执行步骤a）、步骤b）和/或步骤c）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述分布函数（DF）根据一个或多个放电灯参数来定义，特别是灯电压（U）、放电灯（100）的功率水平、放电灯（100）的位置和取向、通过放电灯（100）的电流流动（A）、一对电极尖端（105）的磨损程度、和/或相反极性的时间跨度（dt）的电压比。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述分布函数（DF）基于一个或若干测量量来动态定义，所述一个或若干测量量描述放电灯（100）参数和/或放电灯（100）的一对电极的参数。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其中所述分布函数（DF）的定义基于平均灯电压（U）的动态行为、每个时间跨度期间的灯电压的动态行为、和/或通过放电灯（100）的电流流动（A）的动态行为。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中给定若干分布函数（DF），并且基于关于放电灯电压（U）的阈值来选择用于确定时间跨度值（dtv）的分布函数（DF）。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其中给定至少两个不同的概率函数（PD1、PD2），并且用于确定时间跨度值（dt）的分布函数（DF）是至少两个不同的概率函数（PD1、PD2）的叠加，其中所述叠加取决于灯电压（U）。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，所述分布函数（DF）由放电灯电压（U）的特性图来定义，特别地，所述分布函数（DF）取决于所述放电灯电压（U）的阈值（U1、U2）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于不同类型的放电灯和/或对于不同组的放电灯（100），定义单独的分布函数（DF）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述分布函数（DF）包含边界条件。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，关于对应的预定时间跨度值的概率值由边界条件定义，或者关于对应的预定若干时间跨度值（dtv）的若干概率值由边界条件定义，其中特别地，若干时间跨度值（dtv）的概率由与彼此的比来定义。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，最大值和最小值由边界条件定义。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述分布函数（DF）与预定函数或若干预定函数之一叠加，其中若干预定函数中的至少一个通过至少一个随机数（ri）来选择，以便确定时间跨度值（dtv）。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述放电灯（100）的寿命来定义分布函数（DF）。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电流信号（w）是波形信号、方波信号、或波形和方波信号的混合。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述分布函数（DF）被定义为均匀分布、正态分布、指数分布、幂律分布、和/或叠加正态分布。

19.一种照明装置（200），包括：

- 放电灯（100），具有带一对电极（105）的电弧管（110），

- 镇流器单元（125），用于为所述放电灯（100）提供电流信号（w），以及

- 控制单元（115），被配置成

- 定义和/或提供用于收集若干时间跨度值（dtv）的分布函数（DF），所述若干时间跨度值（dtv）定义若干不同时间跨度（dt），

- 通过一个或多个随机数（ri）根据所述分布函数（DF）确定所述若干时间跨度值（dtv），

- 在根据若干时间跨度（dt）中每个的期满的每个时刻处，使所述电流信号（w）换向。

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