本發(fā)明涉及一種用于將至少一個(gè)圖像投影到投影面上的投影設(shè)備,其包括:至少一個(gè)放電燈,所述放電燈具有第一電極和第二電極;以及用于控制放電燈的控制設(shè)備。在此,控制設(shè)備設(shè)計(jì)用于控制放電燈,使得將至少一個(gè)圖像以可預(yù)設(shè)的刷新率投影到投影面上,其中控制設(shè)備設(shè)計(jì)用于提供至少一個(gè)基礎(chǔ)電流波形來控制放電燈,其中基礎(chǔ)電流波形(WF0)具有電流換向方案,所述電流換向方案通過換向向量(K)描述,所述換向向量對于可能的電流換向的可預(yù)設(shè)的位置具有二進(jìn)制值,所述二進(jìn)制值指明在相關(guān)的位置處是否發(fā)生電流換向。此外,投影設(shè)備包括用于確定與放電燈的狀態(tài)變量相關(guān)聯(lián)的測量值的測量設(shè)備??刂圃O(shè)備本身已經(jīng)是本發(fā)明的一個(gè)方面。此外,本發(fā)明涉及一種借助于投影設(shè)備將至少一個(gè)圖像投影到投影面上的相應(yīng)的方法。
背景技術(shù):
在視頻投影應(yīng)用中使用的氣體放電燈通常是所謂的交流電運(yùn)行的短弧燈,所述短弧燈為了實(shí)現(xiàn)高的光學(xué)成像質(zhì)量提供大約1毫米的電弧長度,由此產(chǎn)生對電極幾何形狀的穩(wěn)定性的特殊要求。這種燈根據(jù)制造商例如稱作為P-VIP燈或UHP燈。這種燈的典型的運(yùn)行方法在于:幅度保持不變的或者幅度的大小受調(diào)制的電流注入燈中,其中通過換向裝置在特定的時(shí)間進(jìn)行電流方向的反轉(zhuǎn)。根據(jù)投影技術(shù),除了對電極穩(wěn)定性的這些要求之外,燈運(yùn)行方式必須緊密地與預(yù)設(shè)的客戶應(yīng)用相協(xié)調(diào)。尤其在DLP(數(shù)字光處理)投影儀中,必須進(jìn)行與通常使用的色輪的精確同步。該色輪在投影儀的射束路徑中旋轉(zhuǎn)并且具有多個(gè)色彩區(qū)段,所述色彩區(qū)段分配有不同的顏色并且能夠分別具有不同的長度。由此,依次投影視頻圖像的不同的顏色。此外,現(xiàn)代的DLP投影儀具有如下調(diào)節(jié)可行性,所述調(diào)節(jié)可行性實(shí)現(xiàn)在各個(gè)色彩區(qū)段中單獨(dú)地配置的燈電流大小(UnishapeTM)。由此,例如能夠通過白色區(qū)段中的增加實(shí)現(xiàn)更高的亮度或者通過各個(gè)顏色彼此間的相應(yīng)的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)更好的顏色復(fù)現(xiàn)。通常,客戶能夠針對在各個(gè)區(qū)段中的不同集合的亮度限定多個(gè)、例如三個(gè)至七個(gè)電流曲線,并且將這些電流曲線存儲在所謂的EEPROM存儲器中。
適宜地,在色輪的各個(gè)色彩區(qū)段之間的過渡部處、即在所謂的輪輻處進(jìn)行換向。因電流換向引起的亮度下降因此不會讓用戶察覺,因?yàn)樵谳嗇椞幮纬傻幕旌仙倸w由投影儀遮擋或者例如用于提高白色光份額(所謂的輻光重獲)。此外,所謂的維持脈沖能夠有利地作用于電極端部的構(gòu)成或改型(Reshaping),所述維持脈沖是在換向前一刻設(shè)置的電流增高。由此,燈電流的幅度的變化以及換向的模式對放電燈的電極的特性具有根本性影響。
在此,特定燈類型的全部燈的電極特性是不同的,此外,電極幾何形狀也在使用壽命期間內(nèi)改變。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不考慮燈類型的參數(shù)例如在制造公差范圍內(nèi)的變化;最佳地運(yùn)行特定燈類型的剛出廠的第一燈的電流波形可能不太適合相同類型的另一個(gè)燈。最佳地運(yùn)行在本文中表示:實(shí)現(xiàn)燈的最大的使用持續(xù)時(shí)間。
通常,這種放電燈以功率受調(diào)控的方式運(yùn)行,這是指,給燈輸送恒定的平均功率。由于在使用壽命期間內(nèi)不可避免的電極燒損,這兩個(gè)電極之間的有效間距增大進(jìn)而點(diǎn)火電壓也提高,由此在維持平均的燈功率的情況下相應(yīng)地降低經(jīng)過放電燈的電流。變化的電流就其而言又在使用持續(xù)時(shí)間期間內(nèi)對電極幾何形狀和電極改型產(chǎn)生影響。
在穩(wěn)定的燈運(yùn)行方面,在這兩個(gè)電極中的每一個(gè)電極上的電弧起點(diǎn)處都構(gòu)成局部的尖峰,由此防止電極表面上的電弧跳躍。在此,在適當(dāng)?shù)谋砻鎱^(qū)域中需保持尖峰的外形,在所述表面區(qū)域之內(nèi),電極端部剛好在電弧起點(diǎn)處熔化。因?yàn)殡姌O在陽極運(yùn)行中與在陰極運(yùn)行中相比更強(qiáng)地受到熱負(fù)荷,所以在所述換向的相應(yīng)的時(shí)間序列上,必須保證這兩個(gè)端部處的均勻的熱負(fù)荷。尤其當(dāng)電流波形的時(shí)間特性和端部材料的與其關(guān)聯(lián)的周期熔化和回冷引起從材料從端部后部的區(qū)域中向前進(jìn)入到端部中的運(yùn)輸時(shí),通過電流波形的相應(yīng)的形成能夠正面地影響電極端部的構(gòu)成。
在這一點(diǎn)上,EP 2 168 408 B1公開一種用于控制氣體放電燈的方法,其中燈的運(yùn)行頻率從第一頻率值切換到第二頻率值上,由此在第一運(yùn)行模式中在燈的電極上產(chǎn)生正在構(gòu)造的端部,而在第二模式中電極上的端部至少部分地回熔。
從DE 10 2009 006 338 A1中已知一種用于運(yùn)行氣體放電燈的方法,其中以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔重復(fù)地施加直流相。
然而,根據(jù)已知的現(xiàn)有技術(shù)假設(shè):隨著使用壽命的增加,全部燈以相同的和可預(yù)測的方式方法進(jìn)行改變。但是,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),這不是這種情況。
因此期望的是,實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的使用壽命性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是:提供一種投影設(shè)備,所述投影設(shè)備運(yùn)行交流電運(yùn)行的放電燈,使得以尤其簡單的方式方法改進(jìn)使用壽命性能。
該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的投影設(shè)備和通過具有權(quán)利要求17的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。其他有利的實(shí)施方案從從屬權(quán)利要求中得出。
根據(jù)本發(fā)明,改進(jìn)這種投影設(shè)備,使得控制設(shè)備設(shè)計(jì)用于:基于對如下至少一個(gè)測量值的評估檢查電流波形的關(guān)于其最小化第一電極和第二電極的電極燒損的能力,所述測量值是測量設(shè)備的在借助待檢查的電流波形控制放電燈期間所確定的測量值,并且在檢查結(jié)果為正的情況下,保持被檢查的電流波形,而在檢查結(jié)果為負(fù)的情況下,根據(jù)表征所檢查的電流波形的所檢查的換向向量,借助于可預(yù)設(shè)的算法產(chǎn)生匹配的換向向量,所述匹配的換向向量表征匹配的電流波形。
本發(fā)明基于如下知識:通過將這兩個(gè)電極之間的有效間距在特定范圍中借助于適當(dāng)?shù)?、保護(hù)燈的運(yùn)行方式保持得盡可能長的方式,相對于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法實(shí)現(xiàn)燈的使用壽命的延長,其中所述有效間距通過這兩個(gè)電弧起點(diǎn)的間距提供進(jìn)而影響放電電弧的長度。
由此,通過與電極的經(jīng)受一定程度的散逸的初始狀態(tài)相關(guān)的和/或與由于在之前的燃燒持續(xù)時(shí)間期間形成的不可逆的電極燒損相關(guān)的適應(yīng)性的電流波形,能夠在剩余的可行性的范圍中降低、尤其最小化其他電極燒損。由于以借助適應(yīng)性的電流波形進(jìn)行控制的形式分別追蹤對于當(dāng)前燈狀態(tài)而言最佳的運(yùn)行方式,還能夠在整個(gè)燈運(yùn)行持續(xù)時(shí)間上實(shí)現(xiàn)恒定的電壓趨勢,即燈點(diǎn)火電壓的均勻的升高。由此得到如下優(yōu)點(diǎn):對于全體燈也得到老化過程的更小的散逸,這是指,全體燈的所有放電電弧的平均長度在燈的整個(gè)運(yùn)行持續(xù)時(shí)間上不那么強(qiáng)地分散。這種效果尤其對于多燈投影儀并且尤其對于多投影儀應(yīng)用是非常令人感興趣的。
同時(shí),通過電流波形改變的方式保證:尤其在DLP投影儀的情況下不改變投影儀的色彩協(xié)調(diào)。由此得到如下優(yōu)點(diǎn):將預(yù)先限定的電流波形用作為待產(chǎn)生的電流波形的初始基礎(chǔ),所述預(yù)先限定的電流波形對于多個(gè)燈而言已經(jīng)是關(guān)于“理想形狀”的良好近似,并且所述預(yù)先限定的電流波形尤其能夠通過客戶特定的調(diào)整來個(gè)性化。由此確保:通過用于調(diào)整電流狀態(tài)的改變,在電流波形的與色輪的區(qū)段相關(guān)聯(lián)的相中不出現(xiàn)光通量的改變,所述光通量的改變可能會導(dǎo)致由客戶所執(zhí)行的色彩調(diào)整的移位。在投影設(shè)備正在運(yùn)行時(shí)提供適配的電流波形的另外的優(yōu)點(diǎn)是:所述過程能夠以客戶忽視的方式進(jìn)行。
優(yōu)選地,投影設(shè)備能夠構(gòu)成為DLP投影儀并且包括具有可預(yù)設(shè)數(shù)量的色彩區(qū)段的色輪,通過所述色輪確定可能的電流換向的每個(gè)位置。在此,基礎(chǔ)電流波形具有電流換向方案,所述電流換向方案通過換向向量來描述,所述換向向量針對如下每個(gè)位置具有二進(jìn)制值,所述位置通過色輪被確定為可能的電流換向的部位,所述二進(jìn)制值表明:在相關(guān)的部位處是否發(fā)生電流換向。
本發(fā)明顯然不局限于具有基于DLP的微鏡陣列的投影設(shè)備,在所述基于DLP的微鏡陣列中按順序產(chǎn)生被投影的圖像的各個(gè)色彩。
更確切地說,本發(fā)明也可應(yīng)用于如下投影設(shè)備,所述投影設(shè)備構(gòu)成為LCD(液晶顯示)投影儀,所述LCD投影儀具有并行地、即同時(shí)提供各個(gè)色彩分量以將至少一個(gè)圖像投影到投影面上。相應(yīng)的內(nèi)容也適用于3芯片DLP系統(tǒng),其中以類似的方式同時(shí)處理各個(gè)色彩分量。
也就是說,其也可用于如下投影設(shè)備,其中不存在色輪或用于產(chǎn)生投影圖像的各個(gè)色彩分量的等價(jià)裝置。在這種情況下,產(chǎn)生關(guān)于在投影區(qū)間內(nèi)定位可能的換向時(shí)間點(diǎn)的更多的自由度,即圖像刷新率的倒數(shù)??赡艿膿Q向時(shí)間點(diǎn)在投影區(qū)間上的分布因此能夠完全地以所力求實(shí)現(xiàn)的電極燒損特性為導(dǎo)向。特別地,基于換向向量的時(shí)間柵格能夠設(shè)計(jì)成,使得在可能的換向部位相對少的情況下能夠產(chǎn)生可能的電流波形中的多個(gè)頻率分量,所述換向部位確定換向向量的維數(shù)。特別地,時(shí)間格能夠線性地或非線性地和/或分部段地以不同的尺度構(gòu)成。但是,除了所提供的自由度的數(shù)量之外,借助特定的電流波形控制燈和所述控制對電極端部的幾何形狀的影響之間的基本關(guān)聯(lián)與相應(yīng)的投影技術(shù)無關(guān)。因此,在此和在下文中示出的實(shí)施方案原則上不僅可用于DLP應(yīng)用也可用于LCD應(yīng)用。
優(yōu)選地,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在可預(yù)設(shè)的測試時(shí)間區(qū)間內(nèi)以確定改變率的方式實(shí)施對測量設(shè)備的至少一個(gè)測量值的評估。
由此,可以尤其簡單的方式方法診斷如下趨勢:電極在特定的電流波形影響下如何發(fā)展。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在可預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間上,以對特定數(shù)量的測量值進(jìn)行趨勢分析的形式執(zhí)行對測量設(shè)備的至少一個(gè)測量值的評估。
由此,尤其得到如下優(yōu)點(diǎn):能夠診斷進(jìn)一步的信息,例如曲線中的小的跳躍、折彎等。
優(yōu)選地,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在放電燈的調(diào)暗的運(yùn)行狀態(tài)下,檢查電流波形的關(guān)于其最小化第一電極和第二電極的電極燒損的能力,其中當(dāng)前由放電燈消耗的功率為放電燈的額定功率的至多90%、優(yōu)選至多80%、尤其至多70%。
有利地,在調(diào)暗的運(yùn)行狀態(tài)下當(dāng)前由放電燈所消耗的功率能夠?yàn)榉烹姛舻念~定功率的至少20%、優(yōu)選至少30%、尤其至少40%。
在放電燈功率降低時(shí)檢查電流波形是尤其有利的,因?yàn)榕c在以額定功率運(yùn)行時(shí)相比,燈隨后明顯更快地對電流波形的作出反應(yīng),這提供了更快地進(jìn)行干預(yù)的可能性。由此,尤其能夠防止在對于燈而言不利的電流波形下更長地運(yùn)行,所述不利的電流波形會加劇電極的損壞。
在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:為了第一電極或第二電極中如下電極的電極端部狀態(tài)的可檢測性,在測試階段期間,通過直流電來控制放電燈,所述電極在測試階段期間作為陽極來運(yùn)行。
由此得到如下優(yōu)點(diǎn):關(guān)于相應(yīng)的電極狀態(tài)的更精確的、單獨(dú)的預(yù)測是可行的。這種測試階段能夠根據(jù)WO 2013/131802 A1的教導(dǎo)來設(shè)計(jì)。
優(yōu)選地,測量設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:確定第一電極和第二電極之間的電壓作為放電燈的狀態(tài)變量。
在一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:當(dāng)電壓改變作為在可預(yù)設(shè)的測量時(shí)間區(qū)間的進(jìn)程中的電壓改變至少采用電壓下限的值而至多采用電壓上限的值時(shí),提供電流波形關(guān)于最小化第一電極的和第二電極的電極燒損的能力的正的檢測結(jié)果,而當(dāng)電壓改變采用位于通過電壓下限和通過電壓上限確定的范圍之外的值時(shí),提供負(fù)的檢查結(jié)果。
由此,得到與電極端部的生長特性的良好的關(guān)聯(lián),降低的電壓表示兩個(gè)電極共同生長,提高的電壓表示電極端部的熔化。
尤其優(yōu)選地,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在產(chǎn)生被調(diào)整的換向向量時(shí)在電流波形的一個(gè)周期性區(qū)間之內(nèi)設(shè)定奇數(shù)數(shù)量的換向。
由此得到如下優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)制性地形成均值為零的電流波形,這表示:在燈電流中不存在干擾第一電極和第二電極之間的熱平衡的直流分量。
在一個(gè)有利的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在產(chǎn)生被調(diào)整的換向向量時(shí)設(shè)定被調(diào)整的電流波形的可預(yù)設(shè)的頻率調(diào)制系數(shù)。根據(jù)DE 10 2011 089 592 A1的公開DLP投影儀和用于將至少一個(gè)圖像投影到投影面上的方法的教導(dǎo),其中電流波形的調(diào)制系數(shù)至少為3,電流波形包括至少一個(gè)第一區(qū)域以及第二區(qū)域,第一頻率與所述第一區(qū)域相關(guān)聯(lián),所述第二頻率與所述第二區(qū)域相關(guān)聯(lián)。第一區(qū)域通過第一換向和隨后的第二換向確定,而第二區(qū)域通過第二換向和隨后的第一換向之間的區(qū)域確定。第一頻率計(jì)算為f1=1/(2*T1),其中T1涉及第一換向和第二換向之間的時(shí)間間期。第二頻率計(jì)算為
其中
Ti涉及在第二區(qū)域之內(nèi)從一次換向到下一次換向的時(shí)間間期,并且n表示在第二范圍之內(nèi)的這種時(shí)間間期的數(shù)量。通過第二頻率與第一頻率的比值,限定之前提出的調(diào)制系數(shù)。更確切地說,在此其為頻率調(diào)制系數(shù)并且例如并非幅度調(diào)制系數(shù)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在關(guān)于被調(diào)整的電流波形的各個(gè)部段或整個(gè)序列產(chǎn)生調(diào)整的換向向量時(shí),設(shè)定位于通過可預(yù)設(shè)的最小頻率和/或通過可預(yù)設(shè)的最大頻率限定的頻率范圍之內(nèi)的通過換向產(chǎn)生的平均頻率。
由此尤其可行的是:防止負(fù)面的副作用,例如呈可由用戶察覺的閃爍和/或閃光形式的光波動(dòng)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:在產(chǎn)生調(diào)整的換向向量時(shí),評估配置向量,所述配置向量設(shè)計(jì)用于:將可能的換向的可預(yù)設(shè)的位置表示為不期望的換向的位置或優(yōu)選有源的換向的位置。
由此,所謂的維持脈沖例如能夠在電流波形之內(nèi)設(shè)置為,使得緊接著所述維持脈沖總是進(jìn)行換向。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:以所檢查的換向向量為出發(fā)點(diǎn),從所檢查的換向向量中確定被調(diào)整的換向向量,使得將所檢查的換向向量的與所檢查的換向向量的有效的第二位置相鄰的無效的第一位置在被調(diào)整的換向向量中設(shè)置為是有效的,而將所檢查的換向向量的有效的第二位置在被調(diào)整的換向向量中設(shè)置為是無效的。
以這種方式,換向僅移動(dòng)到換向向量的相鄰位置處,換向的數(shù)量保持相同并且燈頻率不變。在此,頻率成分進(jìn)而還有上述頻率調(diào)制系數(shù)改變。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中,控制設(shè)備能夠設(shè)計(jì)用于:以所檢查的換向向量為出發(fā)點(diǎn),從所檢查的換向向量中確定被調(diào)整的換向向量,使得要么將所檢查的換向向量的與所檢查的換向向量的有效的第二位置相鄰的無效的第一位置在被調(diào)整的換向向量中設(shè)置為是有效的,要么將所檢查的換向向量的與所檢查的換向向量的有效的第二位置相鄰的有效的第一位置在被調(diào)整的換向向量中設(shè)置為是無效的。
以這種方式,能夠以原始的基礎(chǔ)換向向量為出發(fā)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)換向向量的尤其簡單的變化。
根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備設(shè)計(jì)用于在根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備中使用并且具有根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備的控制設(shè)備的特征。該控制設(shè)備尤其能夠?yàn)殡娮渔?zhèn)流器(EVG)。
根據(jù)本發(fā)明的用于將至少一個(gè)圖像投影到投影面上的方法能夠借助于如下投影設(shè)備實(shí)現(xiàn),所述投影設(shè)備包括:具有第一電極和第二電極的至少一個(gè)放電燈;和用于控制放電燈的控制設(shè)備,其中控制設(shè)備設(shè)計(jì)用于控制放電燈,使得以可預(yù)設(shè)的重復(fù)率將至少一個(gè)圖像投影到投影面上。在此,控制設(shè)備設(shè)計(jì)用于:提供用于控制放電燈的至少一個(gè)基礎(chǔ)電流波形,其中基礎(chǔ)電流波形具有電流換向方案,所述電流換向方案通過換向向量描述,所述換向向量對于可能的電流換向的每個(gè)部位都具有二進(jìn)制值,所述二進(jìn)制值表明在相關(guān)的部位處是否發(fā)生電流換向;以及具有用于確定與放電燈的狀態(tài)變量相關(guān)聯(lián)的測量值的測量設(shè)備。在此,根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方法包括如下步驟:在借助待檢查的電流波形控制放電燈期間,確定測量設(shè)備的至少一個(gè)測量值,基于至少一個(gè)測量值的評估,檢查電流波形關(guān)于最小化第一電極和第二電極的電極燒損的能力,并且在檢查結(jié)果為正的情況下,在接下來的周期中保持所檢查的電流波形,而在檢查結(jié)果為負(fù)的情況下,根據(jù)表征所檢查的電流波形的所檢查的換向向量,借助于可預(yù)設(shè)的算法產(chǎn)生被調(diào)整的換向向量,所述被調(diào)整的換向向量表征被調(diào)整的電流波形。
關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備所介紹的優(yōu)選的實(shí)施方式和其優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)地,只要可應(yīng)用,就適用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
附圖說明
下面,應(yīng)根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)地闡述本發(fā)明。附圖示出:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方法的一個(gè)實(shí)施方式的簡化示意圖;
圖2示出示例性的基礎(chǔ)電流波形WF0;
圖3示出第一時(shí)間點(diǎn)的示例性的測量系列;
圖4示出第二時(shí)間點(diǎn)的示例性的測量系列;
圖5示出示例性的第一電流波形WF1;
圖6示出第三時(shí)間點(diǎn)的示例性的測量系列;
圖7示出作為運(yùn)行持續(xù)時(shí)間top的燈電壓U的曲線的老化特性;
圖8示出功率降低情況下第一時(shí)間點(diǎn)的示例性的測量系列;
圖9示出功率降低情況下第二時(shí)間點(diǎn)的示例性的測量系列;
圖10示出功率降低情況下第三時(shí)間點(diǎn)的示例性的測量系列。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方法的簡化示意圖在圖1中示出。初始點(diǎn)是基礎(chǔ)電流波形WF0,所述基礎(chǔ)電流波形已經(jīng)由制造商借助于大量測量系列事先確定,例如在借助于特定數(shù)量的試樣的用于確定老化特性和/或全體燈的同步性的耐久性實(shí)驗(yàn)中事先確定,必要時(shí)借助在用于評估電極幾何形狀的直接的測量方法,其方式是:例如借助于適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)裝置將放電電弧投影到觀察屏上。
圖2示出示例性的電流波形WF0,具有矩形形狀的第二曲線示出同步信號SCI,所述同步信號在色輪每次旋轉(zhuǎn)時(shí)倒置其值。通常,圖像刷新頻率/幀速率為60赫茲(NTSC)或50赫茲(PAL),其中在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,使用具有色輪的DLP投影儀,其中色輪每視頻幀實(shí)施兩轉(zhuǎn)。由此,例如在圖像刷新率為60赫茲和色輪轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)的情況下,在所示出的具有每次色輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行一次換向的實(shí)例中,得到60赫茲的燈頻率。
就第一電極的陽極和陰極相總是相同長而言,用作為初始點(diǎn)的基礎(chǔ)電流波形WF0對稱地構(gòu)成。在開始之后,運(yùn)行指數(shù)i首先初始化為0,并且對應(yīng)于WFi(i=0),針對可預(yù)設(shè)的第一時(shí)間T1提供電流波形WF0以輸出給燈。
基于以該電流波形WF0控制燈,此時(shí),在運(yùn)行開始時(shí)(T=0小時(shí)),燈電壓U例如能夠?yàn)?5瓦特,燈功率P為190瓦特并且燈電流I為2.53安培。
在所示出的實(shí)例中,第一時(shí)間T1=10小時(shí)。通常,選擇充分長的時(shí)間,以便獲得關(guān)于電壓趨勢的可靠的預(yù)測。在經(jīng)過等待時(shí)間Δt=T1之后,檢查當(dāng)前所提供的電流波形WFi(i=0)。這種檢查根據(jù)圖1中的視圖通過第一功能塊WF檢查來執(zhí)行,例如以在10分鐘的間隔中六次地依次測量燈電壓U的測量形式來執(zhí)行。
圖3在散點(diǎn)圖中示出示例性的測量,其中在橫坐標(biāo)上示意地繪制時(shí)間t,而在縱坐標(biāo)上繪制燈電壓U。除了六個(gè)測量點(diǎn)之外,附加地繪制回歸線以進(jìn)行圖解說明,通過所述回歸線能夠確定斜率dU/dt。在此,所示出的回歸線代表用于計(jì)算值dU/dt的可行的實(shí)施方案。該斜率例如能夠?yàn)?.05瓦特/小時(shí)。
作為對關(guān)于最小化電極燒損的能力的檢查的可能的標(biāo)準(zhǔn),限定最大允許的電壓改變率dU/dt=+/-0.1瓦特/小時(shí)。由此,測量到的0.05瓦特/小時(shí)的改變率處于限定范圍中,因此,保持當(dāng)前的電流波形WF0,并且在經(jīng)過第一時(shí)間T1之后重新進(jìn)行檢查。
例如,在T=10小時(shí)時(shí),燈電壓U為77瓦特,燈功率P為190瓦特,并且燈電流I為2.47安培。在經(jīng)過另一等待時(shí)間Δt=T1之后,在運(yùn)行時(shí)間T=20小時(shí)時(shí),對當(dāng)前提供的電流波形WFi(i=0)進(jìn)行另一檢查。
圖4為此在散點(diǎn)圖中示出示例性的測量。與圖3中的類似的視圖相比,回歸線具有明顯更高的斜率,所述斜率例如為0.125瓦特/小時(shí)。
由此,不滿足對關(guān)于最小化電極燒損的能力的檢查的標(biāo)準(zhǔn)(dU/dt=+/-0.1瓦特/小時(shí)),并且進(jìn)行到第二功能塊WF改變的分支。該功能塊改變最后用于控制燈的電流波形WF0,使得所述功能塊對表征電流波形WF0的換向向量改型,其方式是:所述功能塊插入另一換向。
在此,可以考慮第二功能塊WF改變的不同實(shí)施方式,所述實(shí)施方式能夠具有接下來的任意組合的特征中的至少一個(gè)。在n個(gè)區(qū)段的情況下,理論上,2n個(gè)波形方案是可行的(典型地:8至12個(gè)區(qū)段,即256至4096個(gè)波形)。
在此需注意的是:有意義的次要條件能夠顯著地降低可能性的數(shù)量,例如在電流波形的周期性區(qū)間之內(nèi)對奇數(shù)數(shù)量的換向的需求,以便排除燈電流中的直流分量。在此,重要的周期性區(qū)間與上述圖像重復(fù)頻率/幀速率相關(guān)聯(lián)。
此外,能夠遵守特定的調(diào)制系數(shù),所述調(diào)整系數(shù)例如根據(jù)DE 10 2011 089 592 A1的教導(dǎo)來確定。
此外,能夠預(yù)設(shè)最小或最大頻率,所述最小或最大頻率針對各個(gè)波形部段取平均或者在整個(gè)電流波形上能夠被遵守。
此外,換向向量的各個(gè)位置能夠以旗標(biāo)來標(biāo)記,所述旗標(biāo)表明:在相應(yīng)的部位處是否不應(yīng)進(jìn)行換向或優(yōu)選應(yīng)進(jìn)行換向。這種優(yōu)先選擇性同樣能夠通過例如如下形式的向量
(0 +1 0 0 -1 0 +1 0)
來存儲,其中0代表中性的權(quán)重,-1代表待抑制的換向,并且+1代表優(yōu)選待變得有效的換向。
在純二進(jìn)制的表達(dá)式中,能夠通過2*n矩陣實(shí)現(xiàn)優(yōu)先選擇性,在所述矩陣中
描述與之前相同的配置。
在第一次經(jīng)過時(shí),能夠改變電流波形WFi,使得所述換向中的一個(gè)移動(dòng)到換向向量的相鄰的位置處,這是指,換向向量
Ki=(0 1 1 0 0 0 1 0)
能夠改變成換向向量
Ki+1=(0 1 1 0 0 0 0 1),
在沿相反方向移動(dòng)時(shí)也可以考慮如下?lián)Q向向量:
Ki+1=(0 1 1 0 0 1 0 0)。
根據(jù)如在上文中所描述的待考慮的次要條件,需校驗(yàn)并且必要時(shí)需拒絕被調(diào)整的換向向量Ki+1。在拒絕的情況下,需確定另一換向變量Ki+1。為了確定被調(diào)整的換向變量Ki+1,能夠應(yīng)用已知的算法,例如“隨機(jī)游走”或“下山單純形方法”。
在圖5中示出從基礎(chǔ)電流波形WF0中推導(dǎo)出的第一電流波形WF1。在此,在通過色輪兩次轉(zhuǎn)動(dòng)得到的區(qū)間中,將第三換向添加給已經(jīng)存在的兩個(gè)換向。這兩個(gè)電流波形WF0和WF1在圖2和5中直接彼此上下設(shè)置并且設(shè)有垂直的定向線,所述定向線在如下部位中通過DIR表征,所述部位具有相同相位的換向、即具有電流波形WF0和電流波形WF1同時(shí)從正方向到負(fù)方向的電流方向改變或同時(shí)從負(fù)方向到正方向的電流方向改變,在換向的相位相反的情況下,即在這兩個(gè)電流波形WF0和WF1的電流方向改變相反的情況下用REV表示所述定向線,其中這兩個(gè)電流波形中的一個(gè)從正方向改變?yōu)樨?fù)方向并且而另一個(gè)從負(fù)方向改變?yōu)檎较?。新添加的第三換向的部位用ADD表示。
此外,除了在表現(xiàn)為不對稱的電流波形WF1中產(chǎn)生新的頻率之外,可以看到:通過添加換向來提高平均的燈頻率,在所示出的實(shí)例中從60Hz提高到90Hz。在此,平均的燈頻率作為1/2乘以每幀的換向的數(shù)量乘以幀頻率來給出。因此,與電流波形WF0相比,電流波形WF1引起放電燈的電極上的端部的改變的生長特性。
因此,奇數(shù)的換向數(shù)量的關(guān)于由原理所決定的無DC的電流波形的優(yōu)點(diǎn)需權(quán)衡可能的缺點(diǎn),所述缺點(diǎn)因各個(gè)色彩區(qū)段的在視覺上可察覺的重復(fù)頻率的引入而產(chǎn)生(閃爍)。在此,關(guān)于最小頻率或最大頻率在之前就已經(jīng)提出的次級條件能夠有利地被考慮用來防止另外的所不期望的干擾。
基于以電流波形WF1來控制燈,例如在T=20小時(shí)時(shí),燈電壓U能夠?yàn)?0伏特,燈功率P為190瓦特并且燈電流I為2.375安培。
由于用于控制燈的電流波形從電流波形WF0改變?yōu)殡娏鞑ㄐ蜽F1,從現(xiàn)在開始,電流波形的傳遞不在相對長的等待時(shí)間Δt=T1之后實(shí)施,而是在第二時(shí)間T2之后實(shí)施,所述第二時(shí)間優(yōu)選明顯短于第一時(shí)間T1,其中第二時(shí)間T2例如能夠?yàn)?0分鐘。
在經(jīng)過等待時(shí)間Δt=T2之后,檢查當(dāng)前所提供的電流波形WFi(i=1)。
這種檢查例如能夠如之前就已經(jīng)描述過的那樣在10分鐘的間隔中以相繼六次測量燈電壓U的測量形式來執(zhí)行。為了更快得到結(jié)果,能夠降低各次測量的數(shù)量和/或降低各次測量之間的間隔。
圖6為此在散點(diǎn)圖中示出示例性的測量。與圖3中的類似視圖相比,回歸線具有類似高的斜率,所述斜率例如為0.06伏特/小時(shí)。由此,所測量的為0.06伏特/小時(shí)的改變率處于限定的范圍中,由此,保持當(dāng)前的電流波形WF1,并且在經(jīng)過等待時(shí)間Δt之后,重新進(jìn)行檢查,其中所述等待時(shí)間此時(shí)又獲得第一時(shí)間T1的數(shù)值。
作為在檢查區(qū)間中進(jìn)行純ΔU/Δtm測量的替選方案或除此之外,也能夠暫存全部x秒的n個(gè)電壓值并且評估電壓趨勢(趨勢分析)。優(yōu)選地,在此能夠使用周期性地待描述的環(huán)形緩沖器。由此,尤其在改變將對燈的控制作為基礎(chǔ)的換向向量K之后,緊接著也可以更精確地診斷電極特性。
根據(jù)WO 2013/131802A1的教導(dǎo),能夠通過有針對性地插入用于評估端部狀態(tài)的DC測試階段來更深入地分析電極狀態(tài)。
特別地,能夠存在另一測量設(shè)備,借助所述另一測量設(shè)備檢測燈的另一狀態(tài)變量,并且通過第一功能塊WF檢查被提供用于評估,所述另一狀態(tài)變量例如為燈電流I或燈功率P,所述另一狀態(tài)變量優(yōu)選間接地通過如下功率來確定,所述功率經(jīng)由包含對放電燈進(jìn)行控制的鎮(zhèn)流器的直流電壓中間回路來傳遞。
在一個(gè)有利的實(shí)施方式中,第一功能塊WF檢查能夠在放電燈調(diào)暗的狀態(tài)中在檢查區(qū)間Δtm=Tcheck期間執(zhí)行對燈電壓U的改變率ΔU/Δtm的評估,其中由放電燈當(dāng)前消耗的功率為放電燈的額定功率的至多90%、優(yōu)選至多80%、尤其至多70%。
因?yàn)橥ㄟ^投影儀投影的圖像的亮度由于所輸送的電功率的降低也降低,所以優(yōu)選在燈的切斷過程中控制這種運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)而以不被投影儀的用戶察覺的方式“隱藏”。作為替選方案或除此之外,投影儀的這種運(yùn)行狀態(tài)也能夠在所謂的動(dòng)態(tài)調(diào)暗模式中被控制。
在投影儀的正常的運(yùn)行狀態(tài)中,燈電壓U例如能夠?yàn)?5伏特,燈功率P為190瓦特并且燈電流I為2.53安培。在投影儀的生態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)中,相應(yīng)地,燈電壓U能夠?yàn)?8伏特,燈功率P能夠?yàn)?60瓦特并且燈電流I能夠?yàn)?.05安培。
在圖7中,典型的老化特性是燈電壓U在運(yùn)行持續(xù)時(shí)間top上的曲線,其中在橫坐標(biāo)上繪制以小時(shí)為單位標(biāo)刻度的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間,而在縱坐標(biāo)上繪制以伏特為單位標(biāo)刻度的燈電壓U。存在于投影儀的生態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)中的燈電流I=2.05安培在投影儀標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行狀態(tài)中在燈電壓U=190瓦特/2.05安培=92.7伏特下達(dá)到,與典型的使用壽命相比,這可能對應(yīng)于大約700小時(shí)的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間top。由此,在調(diào)暗狀態(tài)下運(yùn)行的放電燈的電極特性能夠被認(rèn)為與在所額定功率中運(yùn)行的老化的燈的電極特性類似。
為了檢查在開始之后被提供用于控制燈的電流波形WF0關(guān)于其最小化電極燒損的能力,從現(xiàn)在開始,根據(jù)本發(fā)明的上述方面,在時(shí)間T=0小時(shí)時(shí),改變到調(diào)暗模式中,其中在T=0小時(shí)時(shí),如在第一實(shí)施例中那樣,燈電壓U為75伏特,燈功率P為190瓦特并且燈電流I為2.53瓦特,所述調(diào)暗模式例如能夠是160瓦特的生態(tài)模式。
在圖8中示出相應(yīng)的電壓曲線的示意圖。在此,燈電壓U在從100%調(diào)暗到84%上時(shí)跳躍性地提高,其中在調(diào)暗狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)展時(shí),可以看到恒定的改變率。例如,評估在3分鐘的評估區(qū)間Δtm上的六個(gè)測量值。從回歸線中確定的電壓改變例如為ΔU=-0.1伏特。由此,滿足可針對ΔU=+0.1至-0.3伏特的預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。因此,保持電流波形WF0并且返回到100%運(yùn)行中。
在等待時(shí)間Δt=T1之后,其中在該實(shí)例中第一時(shí)間T1能夠?yàn)?小時(shí),燈電壓U例如為78伏特,燈功率P為190瓦特并且燈電流I為2.43安培?,F(xiàn)在,為了通過第一功能單元WF檢查進(jìn)行檢查而將功率降低到84%。隨后的測量示例性地在圖9中示出。在此,根據(jù)之前所描述的相同的評估方法得到ΔU=+0.15伏特。該ΔU處于針對ΔU+0.1至-0.3伏特所預(yù)設(shè)的范圍之外,由此根據(jù)已經(jīng)描述的方法促使電流波形WF0改變。在經(jīng)過評估區(qū)間之后,如之前那樣返回到100%的運(yùn)行(正常的運(yùn)行狀態(tài))中,并且在例如能夠?yàn)?小時(shí)的等待時(shí)間Δt=T2之后,進(jìn)行另一檢查周期。
通過用于控制放電燈的電流波形WF1,在時(shí)間點(diǎn)T=10小時(shí)時(shí),例如存在76伏特的燈電壓U,190瓦特的燈電壓P和2.5安培的燈電流I。在改變?yōu)?4%的運(yùn)行之后燈電壓U的電壓曲線在圖10中示出。在此,借助于回歸線對電壓變化ΔU的評估得到-0.2伏特。該數(shù)值滿足預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),據(jù)此所述數(shù)值應(yīng)處于+0.1伏特至-0.3伏特的范圍中。
由此,保持電流波形WF1,并且返回到100%的運(yùn)行中。在另一等待時(shí)間Δt=T1之后,根據(jù)已經(jīng)已知的方法進(jìn)行重新檢查。
該方法的優(yōu)點(diǎn)在于:電極對用于控制燈的電流波形的反應(yīng)明顯更快,進(jìn)而對具體的電流波形WFi是否適合于保護(hù)燈的、即以實(shí)現(xiàn)盡可能長的使用壽命為導(dǎo)向的運(yùn)行的評估明顯更快地進(jìn)行。
之前提出的方法能夠任意地彼此組合,所述方法用于在通過特定的換向向量Ki確定的、用于控制放電燈的電流波形WFi的影響下獲取關(guān)于電極狀態(tài)和/或電極幾何形狀的發(fā)展的信息。
所述實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明并且對于其是非限制性的。針對根據(jù)本發(fā)明的方法所描述的優(yōu)點(diǎn)和特征以及實(shí)施方式同樣適用于根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備并且反之亦然。因此,針對方法特征能夠設(shè)有相應(yīng)的設(shè)備特征并且反之亦然。
由此,最后表明:如何能夠通過應(yīng)用適應(yīng)性的電流波形運(yùn)行P-VIP燈來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的使用壽命特性、更加恒定的電壓趨勢以及全體燈中的更小的散逸。