WO2010130292A1 - Verfahren zum betreiben eines projektors mit einer hochdruckentladungslampe - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines projektors mit einer hochdruckentladungslampe Download PDF

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WO2010130292A1 PCT/EP2009/055898 EP2009055898W WO2010130292A1 WO 2010130292 A1 WO2010130292 A1 WO 2010130292A1 EP 2009055898 W EP2009055898 W EP 2009055898W WO 2010130292 A1 WO2010130292 A1 WO 2010130292A1
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discharge lamp
pressure discharge
intensity
temperature
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PCT/EP2009/055898
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Bastian Dobler
Andreas Huber
Josef KRÖLL
Oskar Schallmoser
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • G09G2320/0646—Modulation of illumination source brightness and image signal correlated to each other

Definitions

  • the invention relates to methods for operating a projector with a high-pressure discharge lamp, with the projector image information can be projected and wherein for a projection light is emitted from the high-pressure discharge lamp while an intensity of light from a high-pressure discharge lamp supplied electrical power depends.
  • the invention also relates to a projector with a control unit.
  • a projector makes it possible to display a picture or sequence of pictures on a projection screen.
  • the image is often produced in a small format from image information by means of a liquid crystal display (LCD) in the interior of the projector.
  • the liquid crystal display is illuminated by means of a light source.
  • the light modulated by the liquid crystal display in accordance with the image information is transmitted to the projection surface via optics, e.g. a canvas, projected.
  • optics e.g. a canvas
  • a micromirror actuator DMD Digital Micromirror Device, DLP® - Digital Light Processing®
  • Understood brightness value resulting from the values for the brightness of the individual pixels (pixels) of the image results.
  • liquid crystal displays and similar display elements for producing a small image are often unable to suppress the luminous flux of the light source so much that in a black image area no light is actually projected onto the projection surface. Instead, such a region appears gray to a viewer because of the residual light passing through the liquid crystal display element. It is similar with micro-mirror actuators.
  • the projection of it has a different ratio of the brightness of the brightest area of the image and the darkest area of the image than is the case with the image itself.
  • the ratio of the brightness intensity values of the brightest and darkest image areas is referred to as the contrast of an image. Accordingly, when the contrast due to the residual light is reduced in the projection of dark images, it is considered to deteriorate the contrast.
  • US Pat. No. 5,717,422 A describes a projector in which the luminous intensity of a light source is changed as a function of the image information. To represent a relatively dark image while the intensity of the emitted light from the light source is reduced. By simultaneously changing a contrast of an image formed in a translucent display, a projection of the image with an improved contrast is produced.
  • HID lamp High Intensity Discharge
  • the temperature of the high pressure discharge lamp must be in a relatively narrow temperature range.
  • an optimum operating temperature may be, for example, approximately 900 ° Celsius, a deviation of which may then amount to, for example, at most 100 ° Celsius to higher or lower temperatures. If a high-pressure discharge lamp is operated at too low a temperature, undesired blackening of the lamp occurs. Over temperature operation can destroy the high pressure discharge lamp.
  • the intensity of the radiated light for adjusting a contrast can be changed by regulating the current intensity of a current passed through the high-pressure discharge lamp.
  • the electric power supplied to the high-pressure discharge lamp changes, which is emitted in the form of light.
  • the electric power can not be arbitrarily reduced. If too little electric power is supplied to a high-pressure discharge lamp, it cools down. The necessary for the operation of the high-pressure discharge lamp minimum temperature is then exceeded and the lamp thus damaged.
  • the high pressure discharge lamp should be operated gently and their life is not significantly affected.
  • a first aspect of the invention relates to a method for operating a projector with a high-pressure discharge lamp, wherein in the case of the projector an intensity of a light emitted by the high-pressure discharge lamp depends on an electrical power supplied to the high-pressure discharge lamp.
  • image information to be projected is provided, and a target value for the intensity of the light is determined as a function of the image information.
  • the high-pressure discharge lamp is supplied with electric power at least as a function of the desired value for the intensity.
  • the method further comprises the steps of determining a value correlated to a temperature of the high pressure discharge lamp and supplying the electric power in addition to the value for the temperature.
  • a value which is correlated with a temperature of the high-pressure discharge lamp can be an actually measured temperature value or else an indirectly determined value with which a temperature of the high-pressure discharge lamp can be deduced.
  • An indirect value may be a calculated value, as calculated from a simulation of a temperature history or using a model for the temperature history. However, it may also be a voltage value, e.g. is formed by means of an analog circuit, for example an RC element.
  • a value that correlates with the temperature does not mean a correlation in the mathematically exact sense. Also, the temperature does not have to be exactly determinable based on the value. Depending on the embodiment of the invention, it may be sufficient if it is only apparent from the value whether damage to the lamp is due to too high or too low a temperature. For example, a value for a temperature can also be calculated by determining a value for the resulting possible heating of the high-pressure discharge lamp from the setpoint value for the intensity and a time duration for which this setpoint value is present.
  • the inventive method has the advantage that in a projector automatically prevents undercooling or overheating of the lamp in a cost effective manner becomes. Possible damage to the lamp is automatically prevented by the fact that the electrical power supplied to the lamp is made dependent on the temperature. The supplied power makes it possible to control the temperature of the lamp very reliably and with low-cost devices.
  • the invention is based on the knowledge that a viewer often perceives a high contrast of a single image only when a previously projected image has a different brightness than the image in question. Especially with a film such a change can occur frequently.
  • the method according to the invention it is possible, for example when changing from a light to a dark image, to reduce the output for the high-pressure discharge lamp far below the value that is permissible for long-term operation. This can be used to create a particularly good contrast.
  • the lamp does not cool down too much.
  • the regulation of the electrical power as a function of the temperature protects the lamp.
  • this regulation does not intervene immediately after a change in the supplied electrical power due to the time constant for the temperature profile of a high-pressure discharge lamp. Therefore, it is possible to adjust the luminous intensity of the lamp of the projector so that the new image is displayed with a desired, high contrast, in particular when changing between two images whose average brightness differs.
  • more electric power is supplied than results from the setpoint for the intensity, if the value for the temperature is less than a predetermined minimum value, and / or less electrical power is supplied than the setpoint for the Intensity results if the value for the temperature is greater than a predetermined maximum value.
  • a further embodiment of the method according to the invention is that the value for the temperature is calculated from power values, each of which corresponds to one of the high-pressure discharge lamp supplied to a previous time electrical power.
  • the amount of electrical energy that has been supplied to the lamp in a period of time before a certain time is indicative of how hot the lamp is.
  • the value for the temperature is preferably calculated from the power values by smoothing or by filtering with a low-pass filter. This forms the course of the temperature of a high-pressure discharge lamp with known supplied power in an advantageous manner particularly reliable after.
  • the supplied power within a predetermined period of time is changed in amount by at most a predefinable value, wherein preferably the change takes place at least for a part of the predetermined time duration according to a ramp function or in several stages.
  • the invention also includes a projector with a high-pressure discharge lamp and a control unit which is designed to set a desired value for an intensity of a light emitted by the high-pressure discharge lamp
  • the control unit is designed to determine a value that corresponds to a temperature of the high-pressure discharge lamp, and the high-pressure discharge lamp in addition to supply electric power as a function of the value for the temperature.
  • the projector according to the invention has the same advantages as they result in the method according to the invention.
  • the projector may further be provided, in addition a cooling device, so e.g. To control a fan, for example, depending on the determined value for the temperature, such that an undercooling or overheating of the high-pressure discharge lamp is counteracted.
  • a cooling device so e.g. To control a fan, for example, depending on the determined value for the temperature, such that an undercooling or overheating of the high-pressure discharge lamp is counteracted.
  • a transparent or a reflective display element of the projector so e.g. an LCD display or a micromirror actuator, in such a way according to the supplied power to control that results in a desired improved contrast of a projected image.
  • a second aspect of the invention relates to a method of operating a projector with a high-pressure discharge lamp, wherein in the projector, as in the case of the method described above, an intensity of a light emitted by the high-pressure discharge lamp depends on an electrical power supplied to the high-pressure discharge lamp.
  • image information to be projected is likewise provided, a desired value for the intensity of the light is determined as a function of the image information, and an electrical power is supplied to the high-pressure discharge lamp at least as a function of the desired value for the intensity.
  • an average value for an electric power supplied to the high-pressure discharge lamp in a previous time period is calculated, and the electric power is additionally supplied to a target mean value depending on the calculated average value according to a control for controlling the average value.
  • This method advantageously prevents a permanent deviation of the temperature of the high-pressure discharge lamp from an optimum operating temperature. As a result, the lamp is operated very gently. In this case, in a simple manner, e.g. by setting appropriate time constants for the control, it can be ensured that the supplied electrical power for the purpose of improving the contrast of a projected image is short-term, ie. especially when switching between images of different brightness, can be adjusted.
  • the invention encompasses a projector of the type already mentioned with a high-pressure discharge lamp and a control unit, in which the control unit, unlike the projector already described or in addition to it, is designed to average a high-pressure discharge lamp in a preceding process.
  • the control unit unlike the projector already described or in addition to it, is designed to average a high-pressure discharge lamp in a preceding process.
  • the method just described is particularly easy to implement. It then results in accordance with the advantages as in the process.
  • the projector can also be configured further in accordance with the further developments of the method.
  • the method and the projector according to the second aspect of the invention may of course be developed such that the regulation of the average power is also used for controlling a cooling device to control an average temperature of the lamp by means of the cooling device.
  • a third aspect of the invention relates to a method for operating a projector with a high-pressure discharge lamp of the type mentioned above.
  • image information to be projected is provided as described above
  • a setpoint for the intensity of the light is determined as a function of the image information
  • electrical power is applied to the high-pressure discharge lamp Power supplied at least in dependence on the setpoint for the intensity.
  • a future target value is determined for an intensity to be provided at a predetermined future point in time.
  • a temperature of the high-pressure discharge lamp is changed as a function of the future desired value before this future time.
  • This method is developed in an advantageous manner if a) the determined desired value for the intensity is a future reference value, or b) a future reference value is estimated by means of a statistical evaluation of successive theoretical values for the intensity.
  • the temperature is increased if the future setpoint value falls below a predefinable first threshold value, and / or the temperature is reduced if the future threshold value exceeds a predefinable second threshold value.
  • the high-pressure discharge lamp is preheated or pre-cooled in an advantageous manner, if it is recognized that at a future time of the lamp, particularly little or especially much electrical power is to be supplied.
  • the electrical power is additionally supplied as a function of the future setpoint value, wherein a transparent or reflective display element of the projector, by means of which image information can be displayed and which for projecting from projected image information with the light of the high pressure discharge lamp is illuminated or illuminated, is changed in response to the future target value in its translucency or in its reflection behavior.
  • a cooling capacity of a cooling device for the high-pressure discharge lamp is changed to change the temperature.
  • a cooling device may be, for example, a fan or a fan of the projector.
  • the method can be implemented particularly advantageously on a projector belonging to the invention which has a high-pressure discharge lamp and a control unit similar to that already configured in connection with the methods according to the preceding aspects of the invention.
  • the control unit is designed, in particular, to determine a future setpoint value for an intensity to be provided at a predetermined future point in time and to change a temperature of the high-pressure discharge lamp as a function of the future setpoint value before the future point in time.
  • this projector can be further developed according to the various embodiments of the method, resulting in the corresponding advantages.
  • control units of the projectors according to the three aspects of the invention may also be provided together in the form of a single control unit which provides the functionalities of two of the three or all three control units.
  • the control units are in each case or all together preferably formed as part of an electronic ballast.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a control unit for setting a luminous intensity of a high-pressure discharge lamp of a projector for film screenings according to an embodiment of a projector according to the invention
  • FIG. 2 shows a graph with graphs of time profiles of variables which result in an embodiment of the method according to the invention which is carried out in the control unit explained in connection with FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a diagram of the profile of a temperature which results in a high-pressure discharge lamp which is preheated according to an embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. 4 is a diagram corresponding to the diagram of Figure 3, wherein, a high-pressure discharge lamp according to an embodiment of the method according to the invention is pre-cooled.
  • Fig. 1 is a block diagram is shown, which describes an operation of a control unit 1, with which in an unillustrated in Fig. 1 projector, an electric power for operating a high-pressure discharge lamp of the projector is set.
  • the Control unit 1 may be part of an electronic ballast for the high-pressure discharge lamp, via which the set electrical power of the high-pressure discharge lamp is supplied.
  • the intensity of the light emitted by the high-pressure discharge lamp changes accordingly, ie in other words the luminous intensity of the high-pressure discharge lamp.
  • the corresponding image information is received by the projector from an image source, not shown in FIG. a computer or a DVD player.
  • a liquid crystal display or a comparable translucent display can be installed in the projector with which a light intensity or a light color of the light of the high-pressure discharge lamp shining through the display can be changed for individual pixels.
  • the display can also be provided by a light-reflecting micromirror actuator instead of a transparent display, in which a reflection property can be determined by changing the position of individual micromirrors.
  • the luminous intensity of the high-pressure discharge lamp can be adjusted in such a way that the luminosity is reduced to project an overall dark image. This can improve a contrast of the projection of the image. In addition, the luminosity can be increased accordingly when a Picture should be displayed with relatively bright colors.
  • a value for its average brightness and a value for the contrast of the image are calculated in the projector from an image to be projected. From these two values, a value can be determined for the luminous intensity of the lamp with which the image can be optimally projected in relation to a contrast of a projection of the image.
  • the thus determined value for the luminous intensity represents a desired value 2 for the luminous intensity, which is transmitted to the control unit 1. It is also possible to have the desired value 2 calculated by the control unit 1 itself.
  • a power value 3 is calculated by the control unit 1, via which a power electronics (not shown in FIG. 1) of the electronic ballast of the projector is controlled.
  • the power electronics then supply the high-pressure discharge lamp with an electric power corresponding to the power value.
  • a limiting unit 4 ensures that only values 3 are output which are between a minimum value and a maximum value.
  • a rate limiter 5 for limiting the rate of change of the power value prevents the power value from decreasing to smaller values by more than a predetermined amount within a predetermined period of time.
  • the power value 3 is not just a function of the luminance setpoint 2. By controlling the power value 3, the control unit 1 also ensures that the high-pressure discharge lamp is operated gently.
  • a correction value is determined via an integrator 6, which is linked by means of a linking device 7 with the setpoint value 2 for the luminosity.
  • the correction value ensures that the electric power supplied via the power value 3 and supplied to the high-pressure discharge lamp ideally has an average value which corresponds to a predefined setpoint mean value.
  • the mean value of the power value 3 is regulated by means of the integrator 6 to a desired mean value 8.
  • T is a predeterminable time period for calculating the mean value and Pg 0 Ii the set average value 8.
  • a deviation of the current power value 3 from the setpoint mean value 8 is calculated as a difference value for controlling the power value 3 to the desired mean value 8 by means of a second linking device 7 ', and this difference value is transferred to the integrator 6.
  • the integrator 6 calculates therefrom according to the rules for an integral control (I control) or a proportional-integral control (PI control) or a similar control the correction value.
  • the correction value is then applied via the linking device 7 to the setpoint 2.
  • the linking devices 7 and 7 ' can be, for example, adders, it also being possible to calculate differences by weighting one of the inputs of such an adder with a proportionality factor. Linking devices with other links, such as a multiplication or a division, are also possible.
  • FIG. 2 In order to explain the influence of the correction value on the control of the power value 3, a diagram is shown in FIG. 2 in which a graph p (t) is formed from a sequence of power values 3 at different times t. In the diagram of FIG. 2, a graph h (t) is also formed from a sequence of nominal values 2 which are sent to the control unit at the respective times t 1 are handed over. Finally, an average value line M is entered in the diagram.
  • the graphs p (t) and h (t) are scaled differently with respect to the ordinal axis and are superimposed so that the mean line M serves as an orientation line for both graphs p (t) and h (t).
  • the mean value line M represents a target value 2, which results for an image with a medium brightness.
  • the mean value line M represents that power value 3 at which the optimum operating temperature for the high-pressure discharge lamp results. The case of the high pressure discharge lamp supplied electric power is referred to as rated power.
  • the graphs p (t) and h (t) result from sequences of corresponding values, such as result from a projection of a sequence of images of a film with the projector, which has already been explained in connection with FIG. Since a nominal value 2 is calculated for each individual image of the film and a power value 3 is correspondingly output, in this example 25 setpoint values are transmitted to the control unit 1 per second and 25 performance values are determined from this. In the diagram of Fig. 2, the individual successive values are connected to lines.
  • a scene change takes place in the film shown by means of the projector. This results in a change in the brightness of the projected images.
  • the images to the scene that are projected immediately after the time ti are significantly darker than images with a medium brightness. Therefore, the Setpoint 2 is reduced accordingly, so that the graph h (t) has a jump to smaller values at the time ti. Accordingly, the power value 3 is reduced in order to be able to project the darker images with a desired contrast.
  • the graph p (t) therefore points to smaller values at the time ti, such as the graph h (t).
  • the electronic ballast of the projector leads to the high-pressure discharge lamp according to less electric power, so that the luminous intensity of the high-pressure discharge lamp decreases in the desired manner.
  • a contrast of each displayed image is adapted to the reduced luminous intensity.
  • the supplied electrical power can be reduced to 20 percent of the rated power during a projection of dark images in this example.
  • a viewer of the projected image sequence desirably feels the transition between scenes due to the strong reduction of the image brightness during the scene change at the time ti as particularly clear.
  • the power value 3 which the control unit 1 outputs at the time ti is too small to be maintained for a longer time. This would lead to a cooling of the high-pressure discharge lamp below a minimum value for a temperature of the high-pressure discharge lamp. This would permanently damage the lamp.
  • the power value 3 is achieved during a time interval. valls between times ti and t 2 is not maintained at such low values, as it would arise in accordance with the course of the setpoints 2 for the luminosity according to the graph h (t) between the times ti and t 2 actually borrowed. Instead, the power value is raised again to the value represented by the mean value line M after the scene change at time ti. This prevents the high-pressure discharge lamp from cooling below a minimum temperature. This raising of the power value 3 is effected by the correction value which is output by the integrator 6 and added via the linking device 7 to the low setpoint value 2.
  • a viewer hardly perceives the raising of the luminous intensity of the high-pressure discharge lamp after the scene change at the time ti.
  • the desired value 2 for the luminosity increases, which can also be recognized by the corresponding curve of the graph h (t) between the times t 2 and t3.
  • the power value 3 is also raised above the rated power value represented by the mean value line M in order to also obtain correspondingly bright projections of the images.
  • the power value 3 is not raised as far as it would be after the setpoint 2 immediately after the time t 2 .
  • the power value 3 is limited by the limitation unit 4 to a maximum permissible maximum value Max. Since the maximum allowable power is supplied to the scene during the time interval between times t 2 and t 3 of the high-pressure discharge lamp, the lamp heats up to a maximum allowable temperature at a time t 2 '.
  • the temperature detection 9 determines a temperature of the lamp to be monitored on the basis of the power value 3.
  • the temperature detection 9 it is calculated in the temperature detection 9 by means of a simulation model how far the high-pressure discharge lamp has heated due to the previously supplied electrical power.
  • the temperature detection 9 can calculate by means of a low-pass filter a smoothed course of those power values as represented by the graph p (t). This smoothed course closely approximates the course of the temperature of the high-pressure discharge lamp.
  • the temperature detection 9 can also take into account information about a rotational speed of a fan, not shown in FIG. 1, of the projector in order to determine the temperature. It is also possible to directly measure the temperature of the lamp with a sensor.
  • the value determined by the temperature detection 9 for the temperature is evaluated by a temperature monitor 10.
  • the temperature monitor 10 Depending on the received value, the temperature monitor 10 generates a correction value similar to that which the integrator 6 outputs. Of the Correction value of the temperature monitoring 10 is also offset by the linkage 7 with the setpoint 2.
  • the temperature monitor 10 outputs a correction value which has no influence on the power value 3. If the linking device 7 is, for example, an adder, then the correction value can be the value zero.
  • the temperature monitor 10 If the temperature drops below the minimum value during operation of the high-pressure discharge lamp or if it rises above the maximum value, the temperature monitor 10 generates a correction value which changes the power value 3 such that the lamp is not damaged.
  • the power value 3 is reduced by the temperature monitor 10 at a time t 2 'after the temperature detection 9 has detected the impending overheating of the lamp.
  • the graph h (t) corresponding to the time t 2 ' has a jump towards small values.
  • the power value 3 is lowered even further by the correction value that the intergrator 6 outputs.
  • the rate limiter 5 prevents the power value 3 is abruptly lowered by such a large amount to a value as low as the set point 2 for the luminosity dictates.
  • the rate limiter 5 only a drop of the power value 3 is initially allowed at the time t3 by a similar amount as at the time ti.
  • the power value 3 is further lowered in a time interval between the times t3 and t3 'in accordance with a ramp function R.
  • the rate limiter 5 causes the power value 3 not to sink too fast to the value that it has at time t 3 '.
  • the limitation of the rate of change of the power supplied represented by the graph p (t) prevents an increase in the voltage drop across the high-pressure discharge lamp beyond a maximum permissible maximum voltage.
  • the rate of change of the power value can be reduced by the rate limiter 5 by e.g. after a jump of the setpoint, the power value is adjusted stepwise or according to a ramp function.
  • FIG. 3 shows two possible courses of a temperature of a high-pressure discharge lamp of a projector over time t. Different temperature values are plotted along the ordinate. The two different courses arise when the luminous intensity of the high-pressure discharge lamp is greatly reduced and the high-pressure discharge lamp is either preheated according to the invention or this is not according to the prior art.
  • the high-pressure discharge lamp has an optimum operating temperature T opt at a time t o .
  • the temperature of the high-pressure discharge lamp is symbolized in Fig. 3 by a corresponding circle.
  • the temperature of the high-pressure discharge lamp must be between a minimum temperature T min and a maximum temperature T max during operation, so that the lamp is not damaged.
  • a control unit of the projector is given a target value for the luminous intensity of the high-pressure discharge lamp, which causes the lamp to be supplied with a comparatively low electrical power. This leads to a cooling of the lamp.
  • a preheating of the lamp is possible in that the setpoint transferred at the time t0 controls an electric power to be supplied only at a future time to '.
  • the setpoint is monitored by the control unit.
  • the control unit is designed in such a way that the setpoint value received at the time t 0 relates from the outset to the future time to '.
  • the control unit Since it is detected by the control unit at time to that the power to be supplied is very low at the future time to ', the high-pressure discharge lamp is preheated. This initially results in a temperature curve represented by an arrow 12.
  • Preheating can be achieved by reducing the cooling capacity of a cooling unit of the projector. For example, a speed of a fan can be reduced. It may also be the luminosity of the lamp initially increased. This also causes an increase in the temperature of the lamp. Then, however, a display unit of the projector must be adjusted so that Images that are projected between the time to and to 'do not become excessively bright.
  • the power supplied is reduced according to the setpoint received at time to.
  • the high-pressure discharge lamp cools down.
  • a resulting course of the temperature is indicated in Fig. 3 by an arrow 13.
  • the high-pressure discharge lamp is then cooled to the minimum permissible minimum temperature T min , so that protective measures must be taken.
  • the effect of the protective measures on the temperature is not shown in the diagram of FIG. 3 as in the first case.
  • the time period ⁇ t 2 is longer than the time period ⁇ ti. Therefore, it is achieved by means of preheating that the luminosity of the high-pressure discharge lamp for a longer period of time can be reduced according to the desired value, without protection measures must be taken. This makes it possible to improve the contrast of a projection for a long time by reducing the luminosity of the high-pressure discharge lamp, even in dark images.
  • FIG. 4 shows temperature profiles of a temperature of a high-pressure discharge lamp corresponding to those of FIG. 3.
  • the temperature profiles in FIG. 4 result from a setpoint value for a projection of an above-average bright image.
  • the lamp is therefore supplied with a relatively large amount of electrical power, which leads to an increase in the temperature of the lamp.
  • the setpoint transferred at a time to control the instantaneous power to be supplied, there is an immediate increase in the temperature according to the arrow 14. After a period of time .DELTA.ti the lamp is heated to a maximum temperature T max .
  • the precooling may be carried out by means corresponding to those explained in connection with FIG. 3.
  • the supplied electric power is increased in accordance with the target value. This raises the temperature of the high pressure discharge lamp.
  • the course of the temperature is indicated by an arrow 16. After a period of time ⁇ t2, the temperature has risen to the maximum temperature T max .
  • precooling it is achieved that the time duration ⁇ t2 is greater than the time duration ⁇ ti.
  • pre-cooling of the high-pressure discharge lamp also makes it possible to supply the power longer in the way specified by the desired value.
  • the examples show how the invention makes it possible to reduce the contrast of proji- Improved decorative images.
  • the temperature of the lamp is monitored and the luminosity of the lamp corrected when the temperature of the lamp leaves the allowable temperature range.
  • the contrast is first improved in the desired manner by the luminous intensity of the lamp is briefly lowered particularly strong. The reduction can be more pronounced than has hitherto been possible in the prior art. Then the brightness is automatically increased again, which protects the lamp from cooling down.
  • the particularly high contrast transition is clearly perceived by a viewer, the subsequent increase in luminosity barely.
  • the temperature of the lamp can also be actively influenced in advance if, for example, a change from a bright image sequence to a dark image sequence is imminent. By preheating, the lamp can then be operated for a longer period of time with less power, since it takes longer to cool to a critical minimum temperature. This makes it possible to reduce the luminous intensity of the lamp for a longer period of time

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen LCD-Projektor mit Hochdruckentladungslampe, bei dem die Leuchtstärke der Lampe während einer Projektion an die mittlere Helligkeit des Bilds angepasst wird, um dadurch einen Kontrast der Projektion zu verbessern. Die Leuchtstärke der Lampe kann dabei bisher nicht in einem wünschenswerten Umfang angepasst werden kann. Einer Verringerung der Leuchtstärke der Lampe bei der Projektion eines dunklen Bilds steht z.B. entgegen, dass die Lampe vor einer zu starken Abkühlung geschützt werden muss. Erfindungsgemäß wird die Temperatur der Lampe überwacht und die Leuchtstärke der Lampe erhöht, wenn die Lampe zu kalt wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für das Projizieren von Bildsequenzen eines Films.

Description

Be s ehre ibung
Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe, wobei mit dem Projektor Bildinformationen projizierbar sind und wobei für eine Projektion Licht von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlt wird und dabei eine Intensität des Lichts von einer der Hochdruckentladungslampe zugeführten elektrischen Leistung abhängt. Die Erfindung betrifft auch einen Projektor mit einer Steuereinheit.
Stand der Technik
Ein Projektor ermöglicht es, ein Bild oder eine Bildfolge auf einer Projektionsfläche darzustellen. Zum Darstellen eines Bildes wird oft mittels einer Flüssigkristallanzeige (LCD - Liquid Cristal Display) im Inneren des Projek- tors aus Bildinformationen das Bild in einem Kleinformat erzeugt. Die Flüssigkristallanzeige wird dabei mittels einer Lichtquelle durchleuchtet. Das von der Flüssigkristallanzeige entsprechend den Bildinformationen modulierte Licht wird über eine Optik auf die Projektionsfläche, z.B. eine Leinwand, projiziert. Anstelle einer Flüssigkristallanzeige kann z.B. auch ein Mikrospiegelaktor (DMD Digital Micromirror Device, DLP® - Digital Light Processing®) verwendet werden.
Eine für das Projizieren wichtige Eigenschaft eines Bilds ist dessen Helligkeit. Darunter wird hier ein mittlerer
Helligkeitswert verstanden, der sich aus den Werten für die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte (Pixel) des Bilds ergibt .
Um ein verhältnismäßig dunkles Bild mittels eines Projektors zu projizieren, ist es dabei beispielsweise bei einer Flüssigkristallanzeige nötig, einen bedeutenden Teil des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts mit der Flüssigkristallanzeige zu blockieren, um auf der Projektionsfläche einen entsprechend dunklen Bereich zu erhalten. Flüssigkristallanzeigen und ähnliche Anzeigeelemente zum Erzeugen eines Bildes im Kleinformat sind dabei allerdings oft nicht in der Lage, den Lichtstrom der Lichtquelle so stark zu unterdrücken, dass in einem schwarzen Bildbereich auch tatsächlich kein Licht auf die Projektionsfläche projiziert wird. Statt dessen erscheint ein solcher Bereich wegen des durch das Flüssigkristallanzeigeelement hindurchtretenden Restlichts für einen Betrachter grau. Ähnlich ist es auch bei Mikrospiegelak- toren .
Wegen des Restlichts weist bei einem Bild, das insgesamt verhältnismäßig dunkel ist, die Projektion desselben ein anderes Verhältnis der Helligkeit des hellsten Bereichs des Bilds und des dunkelsten Bereichs des Bilds auf als dies bei dem Bild selbst der Fall ist. Das Verhältnis der Intensitätswerte der Helligkeit des hellsten und des dunkelsten Bildbereichs wird als Kontrast eines Bildes bezeichnet. Entsprechend wird von einer Verschlechterung des Kontrasts gesprochen, wenn der Kontrast aufgrund des Restlichts bei der Projektion von dunklen Bildern verringert ist. In der US 5,717,422 A ist ein Projektor beschrieben, bei dem die Leuchtstärke einer Lichtquelle in Abhängigkeit von den Bildinformationen verändert wird. Zum Darstellen eines verhältnismäßig dunklen Bildes wird dabei die Intensität des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts reduziert. Durch gleichzeitiges Verändern eines Kontrasts eines in einer lichtdurchlässigen Anzeige erzeugten Bilds wird eine Projektion des Bilds mit einem verbesserten Kontrast erzeugt.
Als Lichtquellen für Projektoren werden oftmals Hochdruckentladungslampen verwendet. Dieser Typ einer Gasentladungslampe wird auch HID-Lampe (HID - High Intensity Discharge) genannt. Sie können ein Licht mit besonders hoher Intensität ausstrahlen. Die Intensität eines Lichts beschreibt dabei die Strahlungsenergie, die pro Zeiteinheit in ein bestimmtes Raumwinkelelement von der Lampe abgestrahlt wird.
Während eines Betriebs einer Hochdruckentladungslampe muss sich die Temperatur der Hochdruckentladungslampe in einem verhältnismäßig engen Temperaturbereich befinden. In Abhängigkeit von dem Typ der Hochdruckentladungslampe kann eine optimale Betriebstemperatur z.B. bei ca. 900° Celsius liegen, eine Abweichung davon darf dann z.B. höchstens 100° Celsius zu höheren bzw. tieferen Tempera- turen hin betragen. Wird eine Hochdruckentladungslampe bei einer zu geringen Temperatur betrieben, kommt es zu einer unerwünschten Schwärzung der Lampe. Ein Betrieb bei Übertemperatur kann die Hochdruckentladungslampe zerstören . Bei einer Hochdruckentladungslampe kann die Intensität des abgestrahlten Lichts zum Anpassen eines Kontrasts dadurch verändert werden, dass die Stromstärke eines durch die Hochdruckentladungslampe geführten Stroms reguliert wird. Bei gleichbleibender Betriebsspannung ändert sich dadurch die der Hochdruckentladungslampe zugeführte elektrische Leistung, die in Form von Licht abgestrahlt wird. Zum Verbessern eines Kontrasts bei dunklen Bildern kann die elektrische Leistung allerdings nicht beliebig reduziert werden. Wird einer Hochdruckentladungslampe zu wenig elektrische Leistung zugeführt, so kühlt sie sich ab. Die für den Betrieb der Hochdruckentladungslampe nötige Mindesttemperatur wird dann unterschritten und die Lampe somit beschädigt.
Bei heutigen Projektoren mit Hochdruckentladungslampe wird daher die elektrische Leistung zum Darstellen von dunklen Bildern nur so weit reduziert, dass die Lampe mit ca. 75% einer Nennleistung betrieben wird. Ein Betrieb mit der Nennleistung führt dabei zu einer Erwärmung der Lampe auf ihre optimale Betriebstemperatur. Ein Betrieb bei ca. 75% der Nennleistung hat dann eine Abkühlung der Lampe auf eine gerade noch zulässige Mindesttemperatur zur Folge. Um die Lampe bei einem Betrieb mit reduzierter Leistung zu schützen, ist bekannt, eine aktive Kühlung der Lampe, wie sie z.B. durch ein Gebläse bewirkt wird, zu verringern. Dadurch erwärmt sich allerdings z.B. auch die Flüssigkristallanzeige des Projektors in unerwünschter Weise. Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Projektor mit Hochdruckentladungslampe einen von einem Benutzer wahrgenommenen Kontrast von projizierten Bildern, insbesondere bei einer Filmvorführung, zu verbes- sern. Dabei soll die Hochdruckentladungslampe schonend betrieben werden und ihre Lebensdauer nicht signifikant beeinträchtigt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 7 und 8 sowie durch die Projektoren gemäß den Ansprüchen 13, 14 und 15.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentla- dungslampe, wobei bei dem Projektor eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts von einer der Hochdruckentladungslampe zugeführten elektrischen Leistung abhängt. Bei dem Verfahren werden zu projizierende Bildinformationen bereitgestellt und in Abhängigkeit von den Bildinformationen ein Sollwert für die Intensität des Lichts ermittelt. Der Hochdruckentladungslampe wird dabei elektrische Leistung zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert für die Intensität zugeführt. Das Verfahren umfasst des Weiteren die Schritte des Ermitteins eines Werts, der mit einer Temperatur der Hochdruckentladungslampe korreliert ist, und des Zufüh- rens der elektrischen Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem Wert für die Temperatur. Ein Wert, der mit einer Temperatur der Hochdruckentladungslampe korreliert ist, kann dabei ein tatsächlich gemessener Temperaturwert oder aber auch ein indirekt ermittelter Wert sein, mit dem auf eine Temperatur der Hochdruckentladungslampe geschlossen werden kann.
Ein direktes Erfassen der Temperatur ist über entsprechende, aus dem Stand der Technik an sich bekannte Sensoren möglich. Ein indirekter Wert kann ein berechneter Wert sein, wie man ihn aus einer Simulation eines Temperaturverlaufs oder mit Hilfe eines Modells für den Temperaturverlauf berechnen kann. Es kann sich aber auch um einen Spannungswert handeln, der z.B. mit Hilfe einer analogen Schaltung, beispielsweise einem RC-Glied, gebildet wird.
Unter einem Wert, der mit der Temperatur korreliert, ist dabei keine Korrelation im mathematisch exakten Sinne zu verstehen. Auch muss die Temperatur anhand des Werts nicht exakt ermittelbar sein. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann es ausreichend sein, wenn anhand des Werts lediglich erkennbar ist, ob eine Beschädigung der Lampe wegen einer zu hohen oder zu niedrigen Temperatur droht. Beispielsweise kann ein Wert für eine Temperatur auch berechnet werden, indem aus dem Sollwert für die Intensität und eine Zeitdauer, für die dieser Sollwert vorliegt, ein Wert für die daraus resultierende, mögliche Erhitzung der Hochdruckentladungslampe ermittelt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass bei einem Projektor automatisch ein Unterkühlen oder Überhitzen der Lampe auf kostengünstige Weise verhindert wird. Eine mögliche Beschädigung der Lampe wird automatisch dadurch verhindert, dass die der Lampe zugeführte elektrische Leistung von der Temperatur abhängig gemacht wird. Über die zugeführte Leistung lässt sich die Tempe- ratur der Lampe sehr zuverlässig und mittels kostengünstiger Vorrichtungen einfach steuern.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass ein Betrachter oft nur dann einen hohen Kontrast eines einzelnen Bildes deutlich wahrnimmt, wenn ein zuvor projiziertes Bild eine andere Helligkeit aufgewiesen hat als das fragliche Bild. Insbesondere bei einem Film kann ein solcher Wechsel häufig vorkommen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es beispielsweise bei einem Wechsel von einem hellen zu einem dunklen Bild möglich, die Leistung für die Hochdruckentladungslampe weit unter den Wert zu reduzieren, der für einen Langzeitbetrieb zulässig ist. Damit kann ein besonders guter Kontrast erzeugt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei sichergestellt, dass die Lampe dennoch nicht zu stark auskühlt. Die Regelung der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Temperatur schützt die Lampe. Diese Regelung greift aber aufgrund der Zeitkonstanten für den Temperaturverlauf einer Hochdruckentladungslampe nicht unmittelbar nach einer Veränderung der zugeführten elektrischen Leistung ein. Deshalb ist es möglich, insbesondere bei einem Wechsel zwischen zwei Bildern, deren mittlere Helligkeit sich unterscheidet, die Leuchtstärke der Lampe des Projektors so anzupassen, dass das neue Bild mit einem gewünschten, hohen Kontrast darge- stellt wird. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mehr elektrische Leistung zugeführt als sich nach dem Sollwert für die Intensität ergibt, falls der Wert für die Temperatur kleiner als ein vorgegebener Mindest- wert ist, und/oder weniger elektrische Leistung zugeführt als sich nach dem Sollwert für die Intensität ergibt, falls der Wert für die Temperatur größer als ein vorgegebener Höchstwert ist.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren mittels des vorgebbaren Mindest- und Höchstwerts in einfacher Weise an eine Hochdruckentladungslampe ange- passt werden kann, die vor einer Unterkühlung bzw. Überhitzung geschützt werden soll.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungemäßen Verfah- rens besteht darin, dass der Wert für die Temperatur aus Leistungswerten berechnet wird, von denen jeder einer der Hochdruckentladungslampe zu einem vorangegangenen Zeitpunkt zugeführten elektrischen Leistung entspricht. Mit anderen Worten wird von der elektrischen Energie, die der Lampe in einem Zeitraum vor einem bestimmten Zeitpunkt zugeführt worden ist, darauf rückgeschlossen, wie heiß die Lampe ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Wert für die Temperatur der Lampe kostengünstig ohne zusätzlich Messanordnung ermittelt werden kann.
Der Wert für die Temperatur wird dabei bevorzugt aus den Leistungswerten durch eine Glättung oder durch eine Filterung mit einem Tiefpassfilter berechnet. Dies bildet den Verlauf der Temperatur einer Hochdruckentladungslampe bei bekannter zugeführter Leistung in vorteilhafter Weise besonders zuverlässig nach.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zugeführte Leistung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer betragsmäßig um höchstens einen vorgebbaren Wert geändert, wobei bevorzugt das Ändern zumindest für einen Teil der vorbestimmten Zeitdauer gemäß einer Rampenfunktion oder in mehreren Stufen erfolgt .
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Anstieg einer über der Hochdruckentladungslampe abfallenden elektrischen Spannung vermieden wird. Eine solche Änderung der Spannung tritt insbesondere dann ein, wenn die zugeführte elektrische Leistung zu schnell um einen bestimmten, messbaren Betrag gesenkt wird. Zu schnell wird die elektrische Leistung dann gesenkt, wenn die Temperatur der Elektroden und des Gases in der Lampe der Änderung der Leistung nicht ausreichend schnell folgen kann.
Zu der Erfindung gehört auch ein Projektor mit einer Hochdruckentladungslampe und einer Steuereinheit, welche dazu ausgelegt ist, einen Sollwert für eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten
Lichts entgegenzunehmen und der Hochdruckentladungslampe zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert elektrische Leistung zuzuführen.
Die Steuereinheit ist dabei dazu ausgebildet, einen Wert zu ermitteln, der einer Temperatur der Hochdruckentladungslampe entspricht, und der Hochdruckentladungslampe elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem Wert für die Temperatur zuzuführen.
Der erfindungsgemäße Projektor weist dieselben Vorteile auf, wie sie sich auch beim erfindungsgemäßen Verfahren ergeben. Selbstverständlich ist es möglich, den erfindungsgemäßen Projektor entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterzubilden, wodurch sich auch die entsprechenden Vorteile bei dem weitergebildeten Projektor ergeben .
Bei dem Verfahren und dem Projektor kann des Weiteren vorgesehen sein, zusätzlich eine Kühleinrichtung, also z.B. einen Lüfter, derart, beispielsweise in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert für die Temperatur, zu steuern, dass einem Unterkühlen oder einem Überhitzen der Hoch- druckentladungslampe entgegengewirkt wird.
Außerdem kann selbstverständlich vorgesehen sein, ein transparentes oder ein reflektierendes Anzeigeelement des Projektors, also z.B. eine LCD-Anzeige bzw. einen Mikro- spiegelaktor, derart entsprechend der zugeführten Leis- tung anzusteuern, dass sich ein gewünschter verbesserter Kontrast eines projizierten Bilds ergibt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe, wobei bei dem Projektor wie im Falle des zuvor beschriebenen Verfahrens eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts von einer der Hochdruckentladungslampe zugeführten elektrischen Leistung abhängt. Bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt werden ebenfalls zu projizierende Bildinformationen bereitgestellt, in Abhängigkeit von den Bildinformationen ein Sollwert für die Intensität des Lichts ermittelt und der Hoch- druckentladungslampe eine elektrische Leistung zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert für die Intensität zugeführt .
Des Weiteren wird ein Mittelwert für eine der Hochdruckentladungslampe in einem vorangegangenen Zeitabschnitt zugeführte elektrische Leistung berechnet und die elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem berechneten Mittelwert gemäß einer Regelung zum Regeln des Mittelwerts auf einen Sollmittelwert zugeführt.
Dieses Verfahren verhindert in vorteilhafter Weise eine dauerhafte Abweichung der Temperatur der Hochdruckentladungslampe von einer optimalen Betriebstemperatur. Dadurch wird die Lampe besonders schonend betrieben. Dabei kann in einfacher Weise, z.B. durch Festlegen entsprechender Zeitkonstanten für die Regelung, sicherge- stellt werden, dass die zugeführte elektrische Leistung zur Verbesserung des Kontrasts eines projizierten Bildes kurzzeitig, d.h. insbesondere bei einem Wechsel zwischen Bildern unterschiedlicher Helligkeit, angepasst werden kann .
Von der Erfindung mitumfasst ist ein Projektor der bereits genannten Art mit einer Hochdruckentladungslampe und einer Steuereinheit, bei dem die Steuereinheit im Unterschied zu dem bereits beschriebenen Projektor oder in Ergänzung dazu ausgebildet ist, einen Mittelwert für eine der Hochdruckentladungslampe in einem vorangegange- nen Zeitabschnitt zugeführte elektrische Leistung zu berechnen und die elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem berechneten Mittelwert gemäß einer Regelung zum Regeln des Mittelwerts auf einen Sollmittel- wert zuzuführen.
Mittels dieses Projektors ist das eben beschriebene Verfahren besonders einfach umsetzbar. Es ergeben sich dann entsprechend die Vorteile wie bei dem Verfahren. Der Projektor kann auch gemäß den Weiterbildungen des Verfah- rens weiter ausgestaltet werden.
Auch das Verfahren und der Projektor gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung können selbstverständlich derart weitergebildet werden, dass die Regelung der mittleren Leistung auch zum Steuern einer Kühleinrichtung verwendet wird, um eine mittlere Temperatur der Lampe mittels der Kühleinrichtung zu regeln.
Genauso kann vorgesehen sein ein Anzeigeelement des Projektors derart anzusteuern, dass einer Veränderung des Kontrasts eines projizierten Bilds entgegengewirkt wird, wenn durch die Regelung die der Lampe zugeführte Leistung verändert wird.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe der oben genannten Art. Bei dem Verfahren werden wie im obigen Fall zu projizierende Bildinformationen bereitgestellt, in Abhängigkeit von den Bildinformationen ein Sollwert für die Intensität des Lichts ermittelt und der Hochdruckentladungslampe elektrische Leistung zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert für die Intensität zugeführt. Bei dem Verfahren gemäß dem dritten Aspekt wird ein zukünftiger Sollwert für eine zu einem vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkt bereitzustellende Intensität ermittelt. Dabei wird vor diesem zukünftigen Zeitpunkt eine Temperatur der Hochdruckentladungslampe in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert verändert. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Lampe für einen längeren Zeitraum zum Verbessern des Kontrasts mit Leistungswert betrieben werden kann, der an sich für einen scho- nenden Betrieb der Lampe kritisch ist.
In vorteilhafter Weise weitergebildet wird dieses Verfahren, wenn a) der ermittelte Sollwert für die Intensität ein zukünftiger Sollwert ist, oder b) mittels einer statistischen Auswertung von aufeinanderfolgenden SoIl- werten für die Intensität ein zukünftiger Sollwert geschätzt wird.
Im Fall a) ergibt sich der Vorteil, dass der zukünftige Zeitpunkt einer Veränderung der zuzuführenden Leistung genau bekannt ist. Im Fall b) ergibt sich der Vorteil, dass der zukünftige Sollwert auch dann ermittelt werden kann, wenn es nicht möglich ist, von einer Quelle für die Bildinformationen, z.B. einem DVD-Abspielgerät (DVD Digital Versatile Disc, Digital Video Disc) die zukünftig zu projizierenden Bildinformationen zu entnehmen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Temperatur erhöht, falls der zukünftige Sollwert einen vorgebbaren ersten Schwellwert unterschreitet, und/oder die Temperatur verringert, falls der zukünftige Schwellwert einen vorgebbaren zweiten Schwellwert überschreitet. Mit anderen Worten wird die Hochdruckentladungslampe in vorteilhafter Weise vorgeheizt bzw. vorgekühlt, wenn erkannt wird, dass zu einem zukünftigen Zeitpunkt der Lampe besonders wenig bzw. besonders viel elektrische Leistung zuzuführen ist.
Zum Verändern der Temperatur vor dem zukünftigen Zeitpunkt der Hochdruckentladungslampe wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens die elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert zugeführt, wobei ein transparentes oder ein reflektierendes Anzeigeelement des Projektors, mittels welchem Bildinformationen darstellbar sind und welches zum Projizieren von zu projizierenden Bildinformationen mit dem Licht der Hochdruckentladungslampe durchleuchtet oder angeleuchtet wird, in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert in seiner Lichtdurchlässigkeit oder in seinem Reflexionsverhalten verändert wird.
Dies stellt in vorteilhafte Weise eine besonders kostengünstige Möglichkeit dar, die Temperatur der Lampe zu Steuern, ohne dass es dabei zu einer Beeinträchtigung des Kontrasts der vor dem zukünftigen Zeitpunkt projizierten Bilder kommt.
In einer alternativen Weiterbildung des Verfahren wird zum Verändern der Temperatur eine Kühlleistung einer Kühleinrichtung für die Hochdruckentladungslampe verändert. Eine solche Kühleinrichtung kann z.B. ein Gebläse oder ein Lüfter des Projektors sein. Diese Weiterbildung des Verfahrens weist den Vorteil auf, dass zum Verändern der Temperatur Kühleinrichtungen genutzt werden können, wie sie bei vielen Projektoren aus dem Stand der Technik bereits vorhanden sind. Dies macht die Umsetzung des Verfahrens besonders kostengünstig.
Das Verfahren kann in vorteilhafter Weise besonders einfach auf einem zur Erfindung gehörenden Projektor umgesetzt werden, der eine Hochdruckentladungslampe und eine Steuereinheit ähnlich derjenigen aufweist, die bereits im Zusammenhang mit den Verfahren gemäß den vorangegangen Aspekten der Erfindung ausgestaltet ist. Die Steuereinheit ist gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung allerdings insbesondere dazu ausgebildet, einen zukünftigen Sollwert für eine zu einem vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkt bereitzustellende Intensität zu ermitteln und vor dem zukünftigen Zeitpunkt eine Temperatur der Hochdruckentladungslampe in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert zu verändern. Auch dieser Projektor kann selbstverständlich entsprechend den verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens weitergebildet werden, woraus sich die entsprechenden Vorteile ergeben.
Die Steuereinheiten der Projektoren gemäß den drei Aspekten der Erfindung können auch gemeinsam in Form einer einzigen Steuereinheit bereitgestellt werden, welche die Funktionalitäten von zwei der drei oder aller drei Steuereinheiten bereitstellt. Die Steuereinheiten sind dabei jeweils oder alle zusammen vorzugsweise als Teil eines elektronischen Vorschaltgeräts ausgebildet.
Schließlich ist es natürlich im Rahmen der Erfindung auch möglich, Merkmale der Erfindung, wie sie sich aus den drei unterschiedlichen Aspekten der Erfindung ergeben, zu kombinieren . Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu zeigen die Figuren:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zu einer Steuereinheit zum Einstellen einer Leuchtstärke einer Hochdruckent- ladungslampe eines Projektors für Filmvorführungen gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors;
Fig. 2 ein Diagramm mit Graphen von zeitlichen Verläufen von Größen, wie sie sich bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben, das in der im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Steuereinheit durchgeführt wird;
Fig. 3 ein Diagramm zum Verlauf einer Temperatur, wie er sich bei einer Hochdruckentladungslampe ergibt, die gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeheizt wird; und
Fig. 4 ein Diagramm entsprechend dem Diagramm von Fig.3, wobei, eine Hochdruckentladungslampe gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgekühlt wird.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild gezeigt, das eine Funktionsweise einer Steuereinheit 1 beschreibt, mit der in einem in Fig. 1 nicht weiter dargestellten Projektor eine elektrische Leistung zum Betreiben einer Hochdruck- entladungslampe des Projektors eingestellt wird. Die Steuereinheit 1 kann Bestandteil eines elektronischen Vorschaltgeräts für die Hochdruckentladungslampe sein, über welches die eingestellte elektrische Leistung der Hochdruckentladungslampe zugeführt wird. Indem bei einem Betrieb der Hochdruckentladungslampe die zugeführte elektrische Leistung verändert wird, ändert sich entsprechend die Intensität des von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts, d.h. mit anderen Worten die Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe.
Mit dem Projektor kann ein einzelnes Bild oder auch eine Bildfolge, z.B. eines Films, an eine Wand projiziert werden. Die entsprechenden Bildinformationen empfängt der Projektor von einer in Fig. 1 nicht dargestellten Bildquelle, wie z.B. einem Computer oder einem DVD- Abspielgerät. Zum Erzeugen der Projektion kann in dem Projektor eine Flüssigkristallanzeige oder eine vergleichbare lichtdurchlässige Anzeige eingebaut sein, mit der für einzelne Bildpunkte (Pixel) eine Lichtintensität oder eine Lichtfarbe des durch die Anzeige scheinenden Lichts der Hochdruckentladungslampe veränderbar ist. Die Anzeige kann auch durch einen Licht reflektierenden Mikrospiegelaktor anstelle einer transparenten Anzeige bereitgestellt werden, bei dem eine Reflexionseigenschaft durch Verändern der Lage einzelner Mikrospiegel bestimm- bar ist.
Über die Steuereinheit 1 kann die Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe in der Weise angepasst werden, dass zum Projizieren eines insgesamt dunklen Bilds die Leuchtstärke verringert wird. Dadurch kann ein Kontrast der Projektion des Bilds verbessert werden. Außerdem kann die Leuchtstärke entsprechend erhöht werden, wenn ein Bild mit verhältnismäßig hellen Farben dargestellt werden soll .
Zum Einstellen der Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe wird in dem Projektor aus einem zu projizierenden Bild ein Wert für dessen mittlere Helligkeit und ein Wert für den Kontrast des Bilds berechnet. Aus diesen beiden Werten kann ein Wert für diejenige Leuchtstärke der Lampe bestimmt werden, mit dem sich das Bild in Bezug auf einen Kontrast einer Projektion des Bilds optimal projizieren lässt. Der so bestimmte Wert für die Leuchtstärke stellt einen Sollwert 2 für die Leuchtstärke dar, welcher der Steuereinheit 1 übergeben wird. Es ist auch möglich, den Sollwert 2 durch die Steuereinheit 1 selbst berechnen zu lassen .
In dem Blockschaltbild von Fig. 1 sind vorgegebene oder berechnete Werte durch Felder mit abgerundeten Kanten symbolisiert .
Anhand des Sollwerts 2 für die Leuchtstärke wird durch die Steuereinheit 1 ein Leistungswert 3 berechnet, über den eine in Fig. 1 nicht dargestellte Leistungselektronik des elektronischen Vorschaltgerätes des Projektors gesteuert wird. Die Leistungselektronik führt der Hochdruckentladungslampe dann eine dem Leistungswert entsprechende elektrische Leistung zu. Zum Schutz davor, dass ein für einen Betrieb des Vorschaltgeräts oder der Hochdruckentladungslampe zu hoher oder zu niedriger Leistungswert ausgegeben wird, sorgt eine Begrenzungseinheit 4 dafür, dass nur Werte als Leistungswert 3 ausgegeben werden, die zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert liegen. Des Weiteren verhindert ein Ratenbegrenzer 5 zum Begrenzen der Änderungsrate des Leistungswerts, dass der Leistungswert innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer um mehr als einen vorgegebenen Betrag zu kleineren Werten hin abfallen kann. Dadurch wird vermieden, dass es zu einer Erhöhung einer über der Hochdruckentladungslampe abfallenden Spannung aufgrund einer zu schnellen Verringerung der zugeführten Leistung kommt. Dies verhindert, dass eine Einheit zum Schätzen eines Grades eines Ver- schleißes der Lampe einen falschen Wert ermittelt. Zudem wird bei sehr großen Spannungssprüngen eine Beschädigung des Projektors verhindert.
Die Funktionsweise des Ratenbegrenzers 5 wird weiter unter näher erläutert.
Der Leistungswert 3 ist nicht nur eine Funktion des Sollwerts 2 für die Leuchtstärke. Durch die Steuereinheit 1 wird über eine Regelung des Leistungswerts 3 auch gewährleistet, dass die Hochdruckentladungslampe schonend betrieben wird.
Dazu wird über einen Integrator 6 ein Korrekturwert ermittelt, der mittels einer Verknüpfungseinrichtung 7 mit dem Sollwert 2 für die Leuchtstärke verknüpft wird. Der Korrekturwert sorgt dabei dafür, dass die über den Leistungswert 3 gesteuerte, der Hochdruckentladungslampe zugeführte elektrische Leistung im Idealfall einen Mittelwert aufweist, der einem vorgegebenen Sollmittelwert entspricht. Dazu wird der Mittelwert des Leistungswerts 3 mittels des Integrators 6 auf einen Sollmittelwert 8 geregelt. Als mathematische Gleichung ausgedrückt, gilt im Idealfall: 1 ° - \ p(t + τ)dτ = PsoU
T T
wobei p(t) der Leistungswert 3 zum Zeitpunkt t, T eine vorgebbare Zeitdauer für das Berechnen des Mittelswerts und Pg0Ii der Sollmittelwert 8 ist.
In der Steuereinheit 1 wird für das Regeln des Leistungswerts 3 auf den Sollmittelwert 8 mittels einer zweiten Verknüpfungseinrichtung 7' eine Abweichung des aktuellen Leistungswerts 3 von dem Sollmittelwert 8 als Differenzwert berechnet und dieser Differenzwert an den Integrator 6 übergeben. Der Integrator 6 berechnet daraus gemäß den Regeln für eine Integral-Regelung (I-Regelung) oder eine Proportional-Integral-Regelung (PI-Regelung) oder einer vergleichbaren Regelung den Korrekturwert. Der Korrekturwert wird dann über die Verknüpfungseinrichtung 7 auf den Sollwert 2 beaufschlagt. Die Verknüpfungseinrichtungen 7 und 7' können beispielsweise Addierer sein, wobei gegebenenfalls durch eine Gewichtung eines der Eingänge eines solchen Addierers mit einem Proportionalitätsfaktor auch Differenzen berechnet werden können. Verknüpfungseinrich- tungen mit anderen Verknüpfungen, wie z.B. einer Multiplikation oder einer Division, sind auch möglich.
Um den Einfluss des Korrekturwerts auf die Steuerung des Leistungswerts 3 zu erläutern, ist in Fig. 2 ein Diagramm gezeigt, in dem ein Graph p(t) aus einer Folge von Leistungswerten 3 zu unterschiedlichen Zeitpunkten t gebildet ist. In dem Diagramm von Fig. 2 ist auch ein Graph h(t) aus einer Folge von Sollwerten 2 gebildet, die zu den entsprechenden Zeitpunkten t an die Steuereinheit 1 übergeben werden. Schließlich ist in dem Diagramm eine Mittelwertlinie M eingetragen.
Die Graphen p(t) und h(t) sind in Bezug auf die Ordina- tenachse unterschiedlich skaliert und so übereinander geschoben, dass die Mittelwertlinie M als Orientierungslinie für beide Graphen p(t) und h(t) dient. In Bezug auf den Graphen h(t) repräsentiert die Mittelwertlinie M einen Sollwert 2, wie er sich für ein Bild mit einer mittleren Helligkeit ergibt. In Bezug auf den Graphen p(t) repräsentiert die Mittelwertlinie M denjenigen Leistungswert 3, bei dem sich für die Hochdruckentladungslampe eine optimale Betriebstemperatur ergibt. Die dabei der Hochdruckentladungslampe zugeführte elektrische Leistung wird als Nennleistung bezeichnet.
Die Graphen p(t) und h(t) ergeben sich aus Folgen von entsprechenden Werten, wie sie bei einer Projektion einer Bildfolge eines Films mit dem Projektor entstehen, der im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläutert wurde. Da zu jedem Einzelbild des Films ein Sollwert 2 berechnet wird und entsprechend ein Leistungswert 3 ausgegeben wird, werden in diesem Beispiel pro Sekunde 25 Sollwerte an die Steuereinheit 1 übergeben und dazu 25 Leistungswerte von dieser ermittelt. In dem Diagramm von Fig. 2 sind die einzelnen aufeinanderfolgenden Werte zu Linien verbunden.
Zu einem Zeitpunkt ti findet in dem mittels des Projektors dargestellten Film ein Szenenwechsel statt. Dabei kommt es zu einem Wechsel der Helligkeit der projizierten Bilder. Die Bilder zu der Szene, die unmittelbar nach dem Zeitpunkt ti projiziert werden, sind bedeutend dunkler als Bilder mit einer mittleren Helligkeit. Daher wird der Sollwert 2 entsprechend verringert, so dass der Graph h(t) im Zeitpunkt ti einen Sprung zu kleineren Werten hin aufweist. Entsprechend wird auch der Leistungswert 3 verringert, um auch die dunkleren Bilder mit einem gewünschten Kontrast projizieren zu können. Der Graph p(t) weist deshalb im Zeitpunkt ti einen Sprung zu kleineren Werten hin auf wie der Graph h(t) . Das elektronische Vorschaltgerät des Projektors führt der Hochdruckentladungslampe entsprechend weniger elektrische Leistung zu, so das die Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe in gewünschter Weise abnimmt. Gleichzeitig wird bei der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Anzeigeeinheit des Projektors ein Kontrast jedes angezeigten Bilds an die reduzierte Leuchtstärke angepasst.
Die zugeführte elektrische Leistung kann während einer Projektion von dunklen Bildern in diesem Beispiel bis auf 20 Prozent der Nennleistung gesenkt werden. Ein Betrachter der projizierten Bildfolge empfindet in erwünschter Weise den Übergang zwischen Szenen aufgrund der starken Reduktion der Bildhelligkeit beim Szenenwechsel zum Zeitpunkt ti als besonders deutlich.
Der Leistungswert 3, den die Steuereinheit 1 zum Zeitpunkt ti ausgibt, ist zu gering, als dass er für eine längere Zeit beibehalten werden könnte. Dies würde zu einer Auskühlung der Hochdruckentladungslampe unter einen Minimalwert für eine Temperatur der Hochdruckentladungslampe führen. Dadurch würde die Lampe dauerhaft beschädigt .
Durch die Regelung mittels des Integrators 6 wird er- reicht, dass der Leistungswert 3 während eines Zeitinter- valls zwischen den Zeitpunkten ti und t2 nicht auf so niedrigen Werten beibehalten wird, wie es sich gemäß dem Verlauf der Sollwerte 2 für die Leuchtstärke gemäß dem Graphen h(t) zwischen den Zeitpunkten ti und t2 eigent- lieh ergeben würde. Statt dessen wird der Leistungswert im Anschluss an den Szenenwechsel zum Zeitpunkt ti wieder zu dem durch die Mittelwertlinie M repräsentierten Wert angehoben. Dadurch wird verhindert, dass die Hochdruckentladungslampe unter eine Minimaltemperatur auskühlt. Bewirkt wird dieses Anheben des Leistungswerts 3 durch den Korrekturwert, der vom Integrator 6 ausgegeben und über die Verknüpfungseinrichtung 7 zu dem niedrigen Sollwert 2 hinzufügt wird.
Ein Betrachter nimmt das Anheben der Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe nach dem Szenenwechsel zum Zeitpunkt ti kaum wahr.
Aufgrund eines zweiten Szenenwechsels zum Zeitpunkt t2 ergibt sich eine Folge von verhältnismäßig hellen Bildern. Entsprechend steigt der Sollwert 2 für die Leucht- stärke, was auch an dem entsprechenden Verlauf des Graphen h(t) zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 zu erkennen ist. Auch der Leistungswert 3 wird über den durch die Mittelwertlinie M repräsentierten Nennleistungswert angehoben, um auch entsprechend helle Projektionen der Bilder zu erhalten.
Allerdings wird der Leistungswert 3 nicht so weit angehoben, wie es sich nach dem Sollwert 2 unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 ergeben würde. Der Leistungswert 3 wird durch die Begrenzungseinheit 4 auf einen maximal zulässi- gen Maximalwert Max begrenzt. Da zum Darstellen der Szene während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 der Hochdruckentladungslampe die maximal zulässige Leistung zugeführt wird, erhitzt sich die Lampe zu einem Zeitpunkt t2' auf eine maximal zulässige Temperatur.
Dies wird durch eine in Fig. 1 dargestellte Temperaturerfassung 9 erkannt, die ebenfalls Bestandteil der Steuereinheit 1 ist. Die Temperaturerfassung 9 ermittelt im vorliegenden Beispiel eine zu überwachende Temperatur der Lampe anhand des Leistungswerts 3.
Dazu wird in der Temperaturerfassung 9 mittels eines Simulationsmodells berechnet, wie weit sich die Hochdruckentladungslampe aufgrund der bisher zugeführten elektrischen Leistung erwärmt hat. Beispielsweise kann die Temperaturerfassung 9 mittels eines Tiefpassfilters einen geglätteten Verlauf derjenigen Leistungswerte berechnen, wie sie durch den Graphen p(t) wiedergegeben sind. Dieser geglättete Verlauf nähert den Verlauf der Temperatur der Hochdruckentladungslampe ausreichend genau an .
Die Temperaturerfassung 9 kann zum Ermitteln der Temperatur auch eine Information über eine Drehzahl eines in Fig. 1 nicht dargestellten Lüfters des Projektors berücksichtigen. Es ist auch möglich, die Temperatur der Lampe mit einem Sensor direkt zu messen.
Der durch die Temperaturerfassung 9 ermittelte Wert für die Temperatur wird durch eine Temperaturüberwachung 10 ausgewertet. In Abhängigkeit von dem empfangenen Wert erzeugt die Temperaturüberwachung 10 einen Korrekturwert ähnlich demjenigen, wie ihn der Integrator 6 ausgibt. Der Korrekturwert der Temperaturüberwachung 10 wird ebenfalls über die Verknüpfungseinrichtung 7 mit dem Sollwert 2 verrechnet .
Solange sich der Wert für die Temperatur zwischen einem zulässigen Minimalwert und einem zulässigen Maximalwert befindet, gibt die Temperaturüberwachung 10 allerdings einen Korrekturwert aus, der keinen Einfluss auf den Leistungswert 3 hat. Handelt es sich bei der Verknüpfungseinrichtung 7 beispielsweise um einen Addierer, so kann es sich bei dem Korrekturwert um den Wert Null handeln .
Fällt die Temperatur während des Betriebs der Hochdruckentladungslampe unter den Minimalwert oder steigt sie über den Maximalwert, so erzeugt die Temperaturüberwa- chung 10 einen Korrekturwert, der den Leistungswert 3 so verändert, dass die Lampe nicht beschädigt wird.
In dem in Fig. 2 gezeigten Fall wird der Leistungswert 3 zu einem Zeitpunkt t2' durch die Temperaturüberwachung 10 reduziert, nachdem die Temperaturerfassung 9 die drohende Überhitzung der Lampe erkannt hat. Der Graph h(t) weist entsprechend zum Zeitpunkt t2' einen Sprung zu kleinen Werten hin auf.
Unmittelbar nach dem Absenken des Leistungswerts 3 durch die Temperaturüberwachung 10 zum Zeitpunkt t2' wird der Leistungswert 3 durch den Korrekturwert, den der In- tergrator 6 ausgibt, noch weiter gesenkt.
Zum Zeitpunkt t3 wechseln die Szenen erneut und es beginnt eine Folge von sehr dunklen Bildern. Deshalb wird der Leistungswert 3 entsprechend dem Graph p(t) verrin- gert. Allerdings verhindert der Ratenbegrenzer 5, dass der Leistungswert 3 sprungartig um einen so großen Betrag auf einen so niedrigen Wert abgesenkt wird, wie es der Sollwert 2 für die Leuchtstärke vorgibt. Durch den Ratenbegrenzer 5 wird zunächst zum Zeitpunkt t3 nur ein Abfall des Leistungswerts 3 um einen ähnlichen Betrag wie zum Zeitpunkt ti zugelassen. Anschließend wird der Leistungswert 3 in einem Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t3 und t3' entsprechend einer Rampenfunktion R weiter abgesenkt. Insgesamt wird durch den Ratenbegrenzer 5 bewirkt, dass der Leistungswert 3 nicht zu schnell auf den Wert absinkt, den er zum Zeitpunkt t3' hat. Für ein Absinken um eine betragsmäßige Leistungsänderung ΔP von dem Wert p(t3) auf den Wert p(t3') gibt der Ratenbegren- zer 5 als kürzestes Zeitintervall die Dauer Δt3=t3'-t3 vor. Wie bereits beschrieben, verhindert die Begrenzung der Änderungsrate der durch den Graphen p(t) repräsentierten zugeführten Leistung einen Anstieg der über der Hochdruckentladungslampe abfallenden Spannung über eine maximal zulässige Höchstspannung hinaus.
Die Änderungsrate des Leistungswerts kann durch den Ratenbegrenzer 5 dadurch verringert werden, dass z.B. nach einem Sprung des Sollwerts der Leistungswert stufenweise oder gemäß einer Rampenfunktion nachgeführt wird.
Ab dem Zeitpunkt t3' überwiegt der Einfluss des Integrators 6 die Regelung des Leistungswerts 3. Der Graph p(t) läuft entsprechend wieder auf die Mittelwertlinie M zu.
In Fig. 3 sind zwei mögliche Verläufe einer Temperatur einer Hochdruckentladungslampe eines Projektors über der Zeit t dargestellt. Unterschiedliche Temperaturwerte sind entlang der Ordinate aufgetragen. Die beiden unterschiedlichen Verläufe ergeben sich, wenn die Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe stark reduziert wird und die Hochdruckentladungslampe dabei entweder erfindungsgemäß vorgeheizt ist oder dies gemäß dem Stand der Technik nicht ist.
Die Hochdruckentladungslampe weist in diesem Beispiel zu einem Zeitpunkt to eine optimale Betriebstemperatur Topt auf. Die Temperatur der Hochdruckentladungslampe ist in Fig. 3 durch einen entsprechenden Kreis symbolisiert. Die Temperatur der Hochdruckentladungslampe muss in dem Beispiel der Fig. 3 während eines Betriebs zwischen einer Minimaltemperatur Tmin und einer Maximaltemperatur Tmax liegen, damit die Lampe nicht beschädigt wird.
Zum Zeitpunkt to wird einer Steuereinheit des Projektors ein Sollwert für die Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe übergeben, durch den bewirkt wird, dass der Lampe eine verhältnismäßig geringe elektrische Leistung zugeführt wird. Dies führt zu einem Abkühlen der Lampe.
In Fig. 3 sind dazu zwei mögliche Verläufe der Temperatur dargestellt .
Zum einen ist der Fall gemäß dem Stand der Technik dargestellt, nach dem der zum Zeitpunkt to übergebene Sollwert eine zum selben Zeitpunkt to zuzuführende elekt- rische Leistung steuert. Deshalb wird die zugeführte elektrische Leistung sofort reduziert. Dadurch sinkt auch die Temperatur der Lampe gemäß einem durch einen Pfeil 11 dargestellten Verlauf unmittelbar. Nach einer Zeitdauer Δti ist die Hochdruckentladungslampe dann auf die minimal zulässige Mindesttemperatur Tmin abgekühlt, so dass Schutzmaßnahmen ergriffen werden müssen. Die Auswirkung der Schutzmaßnahmen auf die Temperatur ist in dem Diagramm von Fig. 3 nicht dargestellt.
In dem zweiten Fall wird ein Vorheizen der Lampe möglich, indem der zum Zeitpunkt to übergebene Sollwert eine erst zu einem zukünftigen Zeitpunkt to' zuzuführende elektrische Leistung steuert. Dazu wird der Sollwert von dem Steuergerät überwacht.
Für den Fall, in dem der zum Zeitpunkt to empfangene Sollwert die zuzuführende elektrische Leistung unmittelbar steuert, kann die zum Zeitpunkt to' zuzuführende elektrische Leistung beispielsweise durch eine statistische Auswertung der bis zum Zeitpunkt to empfangenen Sollwerte geschätzt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät derart ausgelegt ist, dass sich der zum Zeitpunkt t0 empfangende Sollwert von vornherein auf den zukünftigen Zeitpunkt to' bezieht.
Da durch das Steuergerät zum Zeitpunkt to erkannt wird, dass zu dem zukünftigen Zeitpunkt to' die zuzuführende Leistung sehr gering ist, wird die Hochdruckentladungslampe vorgeheizt. Dadurch ergibt sich zunächst ein durch einen Pfeil 12 dargestellter Temperaturverlauf.
Das Vorheizen kann durch ein Reduzieren einer Kühlleistung einer Kühleinheit des Projektors erreicht werden. Beispielsweise kann eine Drehzahl eines Lüfters reduziert werden. Es kann auch die Leuchtstärke der Lampe zunächst erhöht werden. Dies bewirkt ebenfalls einen Anstieg der Temperatur der Lampe. Dann muss allerdings eine Anzeigeeinheit des Projektors derart angepasst werden, dass Bilder, die zwischen dem Zeitpunkt to und to' projiziert werden, nicht übermäßig hell werden.
Zum Zeitpunkt to' wird die zugeführte Leistung entsprechend dem zum Zeitpunkt to empfangenen Sollwert redu- ziert. Dadurch kühlt sich die Hochdruckentladungslampe ab. Ein resultierender Verlauf der Temperatur ist in Fig. 3 durch einen Pfeil 13 angedeutet. Nach einer Zeitdauer Δt2 ist die Hochdruckentladungslampe dann auf die minimal zulässige Mindesttemperatur Tmin abgekühlt, so dass Schutzmaßnahmen ergriffen werden müssen. Die Auswirkung der Schutzmaßnahmen auf die Temperatur ist in dem Diagramm von Fig. 3 wie schon in dem ersten Fall nicht dargestellt .
Wegen des Vorheizens ist die Zeitdauer Δt2 länger als die Zeitdauer Δti. Deshalb wird mittels des Vorheizens erreicht, dass die Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe für eine längere Zeitdauer entsprechend dem Sollwert verringert werden kann, ohne dass Schutzmaßnahmen ergriffen werden müssen. Dadurch wird es möglich, auch bei dunklen Bildern den Kontrast einer Projektion für längere Zeit durch ein Verringern der Leuchtstärke der Hochdruckentladungslampe zu verbessern.
In Fig. 4 sind Temperaturverläufe einer Temperatur einer Hochdruckentladungslampe entsprechend denen von Fig. 3 dargestellt. Die Temperaturverläufe in Fig. 4 ergeben sich aus einem Sollwert für eine Projektion eines überdurchschnittlich hellen Bildes. Der Lampe wird deshalb verhältnismäßig viel elektrische Leistung zugeführt, was zu einem Anstieg der Temperatur der Lampe führt. Für den Fall, dass der zu einem Zeitpunkt to übergebene Sollwert die augenblicklich zuzuführende Leistung steuert, ergibt sich ein sofortiger Anstieg der Temperatur gemäß dem Pfeil 14. Nach einer Zeitdauer Δti ist die Lampe auf eine Maximaltemperatur Tmax aufgeheizt.
Für den Fall, dass sich der zum Zeitpunkt to vorliegende Sollwert auf einen zukünftigen Zeitpunkt to' bezieht, ist es möglich, die Hochdruckentladungslampe in der Zwischenzeit vorzukühlen. Ihre Temperatur weist dann zunächst einen Verlauf auf, der durch einen Pfeil 15 angedeutet ist .
Das Vorkühlen kann durch Maßnahmen erfolgen, die denjenigen entsprechen, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurden.
Anschließend wird zum Zeitpunkt to' die zugeführte elektrische Leistung entsprechend dem Sollwert erhöht. Dadurch steigt die Temperatur der Hochdruckentladungslampe. Der Verlauf der Temperatur ist durch einen Pfeil 16 angedeutet. Nach einer Zeitdauer Δt2 ist die Temperatur auf die Maximaltemperatur Tmax angestiegen.
Durch das Vorkühlen wird erreicht, dass die Zeitdauer Δt2 größer als die Zeitdauer Δti ist. Wie im Falle des Vorheizens, das im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurde, ermöglicht auch das Vorkühlen der Hochdruckentla- dungslampe, dass die Leistung länger in der Weise zugeführt werden kann, wie es durch den Sollwert vorgegeben wird.
Insgesamt ist durch die Beispiele gezeigt, wie es durch die Erfindung ermöglicht wird, den Kontrast von proji- zierten Bildern zu verbessern. Dazu wird die Temperatur der Lampe überwacht und die Leuchtstärke der Lampe korrigiert, wenn die Temperatur der Lampe den zulässigen Temperaturbereich verlässt. Bei einem Übergang, bei- spielsweise von hellen zu dunklen Bildsequenzen, wird der Kontrast zunächst in gewünschter Weise verbessert, indem die Leuchtstärke der Lampe kurzzeitig besonders stark abgesenkt wird. Die Absenkung kann dabei ausgeprägter sein als es bisher im Stand der Technik möglich ist. Anschließend wird die Leuchtstärke automatisch wieder erhöht, wodurch die Lampe vor einem Auskühlen geschützt wird. Der besonders kontrastreiche Übergang wird von einem Betrachter deutlich wahrgenommen, die anschließende Anhebung der Leuchtstärke dagegen kaum. Die Temperatur der Lampe kann auch im Voraus aktiv beeinflusst werden, wenn z.B. ein Wechsel von einer hellen Bildsequenz zu einer dunklen Bildsequenz bevorsteht. Durch Vorheizen kann die Lampe dann für einen längeren Zeitraum mit weniger Leistung betrieben werden, da sie länger braucht, um auf eine kritische Mindesttemperatur abzukühlen. Dadurch wird es möglich, die Leuchtstärke der Lampe für einen längeren Zeitraum zu reduzieren

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe, wobei bei dem Projektor eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts von einer der Hochdruckentla- dungslampe zugeführten elektrischen Leistung abhängt und wobei bei dem Verfahren
- zu projizierende Bildinformationen bereitgestellt werden,
- in Abhängigkeit von den Bildinformationen ein SoIl- wert (2) für die Intensität des Lichts ermittelt wird und
- der Hochdruckentladungslampe elektrische Leistung (3) zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert (2) für die Intensität zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Ermitteln eines Werts, der mit einer Temperatur der Hochdruckentladungslampe korreliert ist, und
- Zuführen der elektrischen Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem Wert für die Temperatur.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehr elektrische Leistung zugeführt wird als sich nach dem Sollwert für die Intensität ergibt, falls der Wert für die Temperatur kleiner als ein vorgegebener Mindestwert ist, und/oder weniger elekt- rische Leistung zugeführt wird als sich nach dem
Sollwert für die Intensität ergibt, falls der Wert für die Temperatur größer als ein vorgegebener Höchstwert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wert für die Temperatur aus Leistungswerten (3) berechnet wird, von denen jeder einer der Hochdruckentladungslampe zu einem vorangegangenen Zeitpunkt zugeführten elektrischen Leistung entspricht .
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Wert für die Temperatur aus den Leistungswerten (3) durch eine Glättung oder durch eine Filte- rung mit einem Tiefpassfilter (9) berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zugeführte Leistung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer (Δt3) betragsmäßig um höchstens einen vorgebbaren Wert (ΔP) geändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ändern zumindest für einen Teil der vorbestimmten Zeitdauer (Δt3) gemäß einer Rampenfunktion (R) oder in mehreren Stufen erfolgt.
7. Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe, wobei bei dem Projektor eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts von einer der Hochdruckentladungslampe zugeführten elektrischen Leistung abhängt und wobei bei dem Verfahren - zu projizierende Bildinformationen bereitgestellt werden, - in Abhängigkeit von den Bildinformationen ein Soll- wert (2) für die Intensität des Lichts ermittelt wird und
- der Hochdruckentladungslampe elektrische Leistung (3) zumindest in Abhängigkeit von dem SoIl- wert (2) für die Intensität zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelwert für eine der Hochdruckentladungslampe in einem vorangegangenen Zeitabschnitt zugeführte elektrische Leistung berechnet wird und die elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem berechneten Mittelwert gemäß einer Regelung (6) zum Regeln des Mittelwerts auf einen Sollmittelwert (8) zugeführt wird.
8. Verfahren zum Betreiben eines Projektors mit einer Hochdruckentladungslampe, wobei bei dem Projektor eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts von einer der Hochdruckentladungslampe zugeführten elektrischen Leistung abhängt und wobei bei dem Verfahren - zu projizierende Bildinformationen bereitgestellt werden,
- in Abhängigkeit von den Bildinformationen ein Sollwert (2) für die Intensität des Lichts ermittelt wird und - der Hochdruckentladungslampe elektrische Leistung (3) zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert (2) für die Intensität zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zukünftiger Sollwert für eine zu einem vorbe- stimmten zukünftigen Zeitpunkt (to' ) bereitzustellende Intensität ermittelt wird und vor dem zukünftigen Zeitpunkt eine Temperatur der Hochdruckentladungslampe in Abhängigkeit von dem zu¬ künftigen Sollwert verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei a) der ermittelte Sollwert (2) für die Intensität ein zukünftiger Sollwert ist oder b) mittels einer statistischen Auswertung von aufeinanderfolgenden Sollwerten (2) für die Intensität ein zukünftiger Sollwert geschätzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Temperatur erhöht wird, falls der zukünfti¬ ge Sollwert einen vorgebbaren ersten Schwellwert unterschreitet, und/oder die Temperatur verringert wird, falls der zukünftige Schwellwert einen vorgeb¬ baren zweiten Schwellwert überschreitet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei zum Verändern der Temperatur vor dem zukünftigen Zeitpunkt der Hochdruckentladungslampe elektri- sehe Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert zugeführt wird und wobei ein transparentes oder ein reflektierendes Anzeige¬ element des Projektors, mittels welchem Bildinforma¬ tionen darstellbar sind und welches zum Projizieren von zu projizierenden Bildinformationen mit dem Licht der Hochdruckentladungslampe durchleuchtet oder ange¬ leuchtet wird, in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert in seiner Lichtdurchlässigkeit oder in sei¬ nem Reflexionsverhalten verändert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei zum Verändern der Temperatur eine Kühlleistung einer Kühleinrichtung für die Hochdruckentladungslampe verändert wird.
13. Projektor mit einer Hochdruckentladungslampe und einer Steuereinheit (1), welche dazu ausgelegt ist,
- einen Sollwert für eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts entgegenzunehmen und - der Hochdruckentladungslampe zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert elektrische Leistung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) zusätzlich dazu ausgelegt ist, - einen Wert zu ermitteln, der einer Temperatur der Hochdruckentladungslampe entspricht, und
- der Hochdruckentladungslampe elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem Wert für die Temperatur zuzuführen.
14. Projektor mit einer Hochdruckentladungslampe und einer Steuereinheit (1), welche dazu ausgelegt ist,
- einen Sollwert für eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts entgegenzunehmen und - der Hochdruckentladungslampe zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert elektrische Leistung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) zusätzlich dazu ausgelegt ist, - einen Mittelwert für eine der Hochdruckentladungs- lampe in einem vorangegangenen Zeitabschnitt zugeführte elektrische Leistung zu berechnen und
- die elektrische Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von dem berechneten Mittelwert gemäß einer Regelung zum Regeln des Mittelwerts auf einen Sollmittelwert zuzuführen .
15. Projektor mit einer Hochdruckentladungslampe und einer Steuereinheit, welche dazu ausgelegt ist,
- einen Sollwert für eine Intensität eines von der Hochdruckentladungslampe abgestrahlten Lichts entgegenzunehmen und
- der Hochdruckentladungslampe zumindest in Abhängigkeit von dem Sollwert elektrische Leistung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zusätzlich dazu ausgelegt ist,
- einen zukünftigen Sollwert für eine zu einem vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkt bereitzustellende Intensität zu ermitteln und - vor dem zukünftigen Zeitpunkt eine Temperatur der Hochdruckentladungslampe in Abhängigkeit von dem zukünftigen Sollwert zu verändern.
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