TWI445456B

TWI445456B - 操作高壓放電燈的電路裝置及方法

Info

Publication number: TWI445456B
Application number: TW097102461A
Authority: TW
Inventors: Christian Breuer; Kai Wolter
Original assignee: Patent Treuhand Ges Fuer Elek Sche Gluehlampen M B H
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2014-07-11
Also published as: WO2008089846A1; KR101350329B1; EP2127399A1; JP5069317B2; KR20100014843A; US8154213B2; TW200836590A; US20100079735A1; JP2010517084A; EP2127399B1; CN101569206A; CN101569206B

Description

操作高壓放電燈的電路裝置及方法

本發明涉及一種操作高壓放電燈的電路裝置，包括：一整流裝置，其具有一輸入端，用來與直流電壓源相耦接、以及一輸出端，用來與高壓放電燈相耦接，須設計此整流裝置，使施加在該輸入端上的電壓可與輸出端相耦接；一控制裝置，其須設計成可對極性進行切換，此時施加至該整流裝置之輸入端上的電壓在極性上是與該整流裝置之輸出端相耦合；以及一同步裝置，其須設計成可在其輸出端上提供一種同步信號。本發明另外亦涉及一種具有上述電路裝置的投影裝置、一種在上述電路裝置上操作高壓放電燈之方法以及一種進行上述方法之各步驟用的電腦程式產品。

上述類型的電路裝置例如用於投影裝置中，該投影裝置另外具有一種色輪，其以固定的頻率來旋轉。此頻率通常與一種視頻有關，此視頻在歐洲是48圖像/秒且在美國是63圖像/秒。通常，該色輪以二倍至四倍之視頻來旋轉，依據上述的例子此時的頻率大約是96至252轉/秒。

上述方式已顯示在第1圖中。於此，第1c圖顯示周期T。依據第1a圖，周期T目前包括該色輪之三種旋轉，其中紅色R、綠色G和藍色B重複三次。彩色區段切換被視為整流時間點。於此，所謂光閥(valve)將短時間地斷開，於是在投影時不會形成二種混合彩色。曲線1b顯示實際上所選取的整流時間點。燈電流須整流。因此，整個電流周期需要二種整流。

第1b圖所顯示的一系列的整流時間點周期性地重複著。於此，在中點處一種整流頻率是3×視頻圖像序列，本實施例中在歐洲的視頻圖像序列時頻率是3×48赫(Hz)=144赫。當整個電流周期需要二種整流時，則燈之操作頻率是144赫/2=72赫。就視訊頻率而言，因此形成一種比例因數72赫/48赫=1.5。

在每周期T提高至四個色輪轉數時，則可得到一種比例常數2。於是，每一燈都具有一種最適合的燈操作頻率。這樣可達成一種無閃爍之操作，構成一種穩定的弧光且使電極在其壽命期間達成高的穩定性。

於是，將會出現二個問題：只要當一種使用上述電路裝置的投影裝置設計成最適合於歐洲的比例時，即，當燈以其最佳的燈操作頻率來操作時，則此種系統在美國操作時是不利的。另一方面，只能設定各種固定的比例因數。當在比例因數為1.5而出現一種最佳的燈操作頻率時，則此頻率不能以先前技術的手段來實現。

本發明之目的是進一步提供上述形式的電路裝置，以便能以最佳的燈操作頻率來操作高壓放電燈而與視頻圖像頻率無關。本發明另外可提供一種相對應的投影裝置、操作高壓放電燈的方法以及一種執行此方法用之電腦程式產品。

上述目的藉由一種具有申請專利範圍第1項特徵的電路裝置，一種具有申請專利範圍第10項特徵的投影裝置、一種具有申請專利範圍第12項特徵的方法以及一種具有申請專利範圍第13項特徵的電腦程式產品來達成。

本發明基本上以下述的認知為主：當上述的電路裝置擴大以包括一種定時器裝置和一種圖案裝置時可達成上述目的。於是，須設計該定時器裝置，以便在其輸出端上產生一種整流觸發信號，其是與高壓放電燈之一可預設的操作頻率同步。在該圖案裝置中選擇可能的整流時間點，此時此種選擇在時間上是與同步信號同步。該圖案裝置具有一輸入端，其是與該定時器裝置之輸出端相耦接以傳送該整流觸發信號。於是，須設計該圖案裝置，以便在接收一種整流觸發信號且在選擇下一個整流時間點時可使一種整流控制信號耦合至該控制裝置以達成一種整流作用。

因此，該同步信號較佳是與一視頻信號之訊框同步且因此與高壓放電燈之可預設的操作頻率無關。然後，在該圖案裝置中甚至同步於該視頻信號而存在著可能的整流時間點，但此種整流時間點不會周期性地重複。反之，最佳之燈操作頻率反映在定時器裝置中，該燈操作頻率用來選取適當的整流時間點。於是，所選取的整流時間點相對於視頻信號之周期而言可由一周期變化至另一周期。因此，一方面可設定很多較先前技術中更細微的比例因數，且以最佳的燈操作頻率來操作高壓放電燈時因此與該燈所在之處的視頻無關。這樣可造成一種較高的光效益、較高的效率、無閃爍的操作、最大的燈壽命以及其它類似的效果。

如上所述，該同步裝置較佳是具有一輸入端，已劃分成訊框的視頻信號可耦合至該輸入端，此時須設計該同步裝置，以同步於該視頻信號之訊框而提供該同步信號。於是可達成以下的優點：此系統可被廣泛地使用。由視頻信號的頻率直接導出該同步信號的頻率。然後，該定時器裝置就像先前一樣而與高壓放電燈之最佳操作頻率同步。由此可知：該燈就像先前一樣是以最佳操作頻率來操作而與視頻信號之頻率無關，該視頻信號耦合至該同步裝置之輸入端上。

此外，另一較佳的實施形式具有一種直流成份測量裝置，其設計成可測得該整流裝置之輸出端上所提供的信號之直流成份的實際值。

本發明之電路裝置較佳是包括：一額定值預設裝置，藉此可決定該整流裝置之輸出端上所提供的信號之直流成份的額定值；以及一調整裝置，其一方面與該圖案裝置相耦接，且另一方面與該直流成份測量裝置和該額定值預設裝置相耦接以傳送該整流裝置之輸出端上所提供的信號之直流成份的額定值和實際值，且該調整裝置須設計成可修改該整流控制信號之發出特性，特別是藉由延遲或清除來進行修改，使該整流裝置之輸出端上所提供的信號之直流成份的額定值和實際值之間的差值小於一可預設的門限(threshold)值。此種措施考慮了以下的情況：在由申請人所研發之名稱為"Unishape"之已知的方法中，高壓放電燈控制用的信號之對應於個別彩色之振幅會改變。於是，可達成多種高很多的解析度和較佳的彩色強度。現在，若整流時間點由一周期變化至另一周期，則存在著以下的危險性：依據上述Unishape中的方法的一種控制中控制該燈用的信號整體上不能無直流成份。直流成份可造成電極尖端不均勻的生長，且因此會造成例如在US 5,608,294，WO 03/098979 Al和DE 198 29 600 Al中所述的各種問題。就此而言，在一實施形式中由該額定值預設裝置所提供的額定值等於零。然而，藉由本發明的措施，則可考慮各種系統，其中各電極依據系統的不同而受到不同的負載，例如，可由於熱輻射的反射回來而使負載不同。在此種情況下，當由該額定值預設裝置所提供的額定值不等於零以確保各電極可受到相同的負載時已顯示是特別有利的。

在另一較佳的實施形式中，須設計該額定值預設裝置，以動態地使該額定值改變，此時該額定值預設裝置特別是與一溫度測量裝置及/或一電極尖端測量裝置相耦接。這樣可使額定值動態地針對溫度變化或尖端生長已固定的電極來改變，以便使燈的操作進一步達成最佳化。

可預設的操作頻率較佳是一種燈特有的操作頻率，特別是一種對該燈為最佳的操作頻率。然而，此種可預設的操作頻率亦須依據至少一種燈參數來選取，例如，最佳是依據壽命、效率、閃爍容易度等來選取。

在本發明的投影裝置的一較佳的實施形式中，該投影裝置包括一色輪和此色輪用的控制裝置，須設計此色輪用之控制裝置，使色輪以與該同步信號同步的方式而旋轉。於是，只要此同步信號是由該視頻信號所獲得，則此色輪的旋轉即可依據該視頻信號來調整。整流時間點的選取是與本發明的上述電路裝置的實施形式無關。

其它較佳的實施形式描述在申請專利範圍各附屬項中。與本發明的電路裝置相關的較佳實施形式及其優點只要可適用亦可對應地用於本發明的投影裝置、本發明的方法以及本發明的電腦程式產品中。

以下將參考附圖來詳述本發明的電路裝置和本發明的投影裝置之實施例。

第2圖顯示本發明的電路裝置10之構造上的圖解，其包括一整流裝置K，此整流裝置包括開關S1, S2, S3, S4，其中這些開關形成一種全橋式配置。整流裝置K具有一輸入和一輸出，此輸入包括二個輸入端E1和E2，此輸出包括二個輸出端A1和A2。在二個輸出端A1和A2之間耦接著由燈抗流圈L和高壓放電燈EL所構成的串聯電路。該四個開關S1至S4須由一開關裝置12來控制，以便交替地一方面使開關S1和S4導通且另一方面使開關S2和S3導通。於是，施加至該整流裝置K之輸入端上的電壓U_Zw (其通常是一種所謂中間電路電壓)之極性可被切換。該整流裝置K之輸出是與中間電路電壓相耦合。

電路裝置10另外包括一種同步裝置14，其在輸出端上提供一種同步信號Sy。一種劃分成訊框之視頻信號V傳送至此同步裝置14之輸入端上，須設計此同步裝置14，以提供此同步信號Sy使與該視頻信號V之訊框同步。

第2圖之電路裝置另外包括一種定時器裝置16，其在輸出端上提供一種整流觸發信號KA，其是與高壓放電燈EL之一可預設的操作頻率同步。此一可預設的操作頻率可以是燈特有的操作頻率，其亦可依據至少一種燈參數來選取，這些參數例如一種小的閃爍傾向、一種儘可能長的壽命、一種高的效率等等。整流觸發信號KA傳送至圖案裝置18，該同步裝置14之輸出信號Sy另外傳送至此圖案裝置18。

圖案裝置18中選取多個可能的整流時間點，其中選取可能的整流時間點時在時間上是與同步信號Sy同步地進行。圖案裝置18具有一輸入，其與定時器裝置16之輸出相耦接以傳送該整流觸發信號KA。須設計此圖案裝置18，以便在下一個整流時間點接收該整流觸發信號KA時發出一種整流控制信號KS以達成整流作用。只考慮在彩色過渡區上進行特定的選取以作為整流時間點，此乃因整流時間點必須滿足特定的準則。因此，針對最佳的燈操作來選取彩色過渡區，其特徵是一種高的振幅。然而，就最佳的投影結果而言，須剔除特定的彩色過渡區，此乃因在這些特定的彩色過渡區時可辨認出一種所謂的振盪，即，一種所謂的振盪過程。

第2圖的實施例中，該圖案裝置18之輸出信號KS傳送至一調整裝置20，其一方面傳送一種直流成份測量裝置22 之在該整流裝置K之輸出端上所提供的信號之直流成份的實際值且另一方面傳送該額定值預設裝置24之直流成份的額定值。須設計該調整裝置20，以便修改該整流控制信號之發出特性，特別是藉由延遲或消除來進行修改，使該整流裝置K之輸出端上所提供的信號之直流成份的實際值和額定值之間的差值小於一可預設的門限值。由該調整裝置20發出至該控制裝置12之信號是以KS'來表示。

可設計該額定值預設裝置24，以預設一種定值之額定值，其例如可等於零或可不等於零，以便使電極尖端或類似物件受到不均勻的加熱。對該額定值預設裝置24進行設計，以使額定值動態地改變時特別有利。目前，為了此一目的而使該額定值預設裝置24與一溫度測量裝置26、一電極尖端測量裝置28相耦接。然後，若已確定該高壓放電燈EL之二個電極位於不同的溫度，此種情況會造成電極不均勻地被使用，或已確定電極上所形成的尖端不均勻地變大，則在藉由該額定值預設裝置24而在該調整裝置20上預設該額定值時須考慮上述的情況。

第3圖顯示本發明第2圖的電路裝置中不同信號的時序圖。曲線a)顯示該同步裝置14所提供的同步信號Sy之時序圖。此同步信號Sy是與視頻信號V同步。曲線b)顯示該圖案裝置18中所儲存的各種可能的整流時間點之選擇。由圖中可知，這些整流時間點是與同步信號Sy同步。第3圖中可辨認出總共有四個周期T，周期T顯示出該選擇是以周期方式重複著。曲線d)顯示出該定時器裝置16 所提供的信號之時序圖，該信號是與高壓放電燈之一可預設的操作頻率同步而不是與視頻信號V同步。在每一上升的邊緣都將產生一種整流觸發信號KA且傳送至圖案裝置18，請參閱曲線c)。圖案裝置18在下一個整流時間點時產生一種整流控制信號KS且傳送至該控制裝置12，以達成整流作用，請參閱曲線b)。藉由此種方式，則該高壓放電燈EL可以該高壓放電燈EL之可預設的操作頻率來操作且與該視頻信號V之頻率無關。

第4圖顯示本發明的投影裝置之構造上的圖解，其包括本發明的電路裝置10和一色輪32用的控制裝置30。該視頻信號V傳送至本發明的電路裝置10和該色輪32用的控制裝置30，以便進行一種控制，使該色輪32之旋轉可與該視頻信號V同步。

在一較佳的實施例中，多個第2圖所示的組件和信號以軟體來實現且可在微控制器中作成電腦程式。這些組件包括：提供該同步信號Sy之同步裝置14、提供該整流觸發信號KA之定時器裝置16、提供該整流控制信號KS之圖案裝置18、直流成份測量裝置22、調整裝置20、額定值預設裝置24以及該控制裝置12。

10‧‧‧電路裝置

12‧‧‧控制裝置

14‧‧‧同步裝置

16‧‧‧定時器裝置

18‧‧‧圖案裝置

20‧‧‧調整裝置

22‧‧‧直流成份測量裝置

24‧‧‧額定值預設裝置

26‧‧‧溫度測量裝置

28‧‧‧電極尖端測量裝置

30‧‧‧控制裝置

32‧‧‧色輪

第1圖先前技術的一種電路裝置中由色輪的旋轉所構成的周期之彩色的時序圖及其中所選取的整流時間點。

第2圖本發明的電路裝置之構造上的圖解。

第3圖本發明的電路裝置中不同信號的時序圖。

第4圖本發明的投影裝置之構造上的圖解。