驱动投射系统中的放电灯的方法以及驱动单元技术方案

本发明专利技术描述了一种驱动投射系统（１０）中的放电灯（１）的方法，其中，在前馈控制过程中，系统状态数据（ＳＤ↓［Ｌ］、ＳＤ↓［Ｆ］、ＳＤ↓［Ｖ］）包括与投射系统的设计有关的静态信息和／或与投射系统有关的动态信息和／或与灯的运行有关的动态信息。在系统状态数据（ＳＤ↓［Ｌ］、ＳＤ↓［Ｆ］、ＳＤ↓［Ｖ］）的基础上确定投射系统（１０）所要求的瞬时目标光波形（ＬＷ↓［Ｔ］、ＬＷ↓［Ｔ］′）和波形校正函数。接着根据所要求的瞬时波形（ＲＷ）对放电灯（１）的实际电流（Ｉ）进行控制调节，在目标光波形（ＬＷ↓［Ｔ］、ＬＷ↓［Ｔ］′）和波形校正函数的基础上确定所要求的瞬时波形（ＲＷ）。本发明专利技术还描述了用于区段放电灯（１）的适当的驱动单元（１１）以及投射系统（１０），这种投射系统（１０）包括这种驱动单元（１１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及驱动投射系统中的放电灯的方法。本专利技术还涉及用于 驱动投射系统中的放电灯的适当的驱动单元并涉及包括这种驱动单元 的投射系统。
技术介绍
放电灯尤其是高压放电灯包括灯壳，灯壳包括能够耐受高温的材 料，如石英玻璃。用钨制成的电极从相反的侧面突入这种灯壳中。这 种灯壳在下面的描述中也称为"电弧管"，并含有填料，这种填料包 括一种或多种稀有气体，并且在汞蒸汽放电灯的情形中主要包括汞。 通过穿过这些电极施加高压，在这些电极的顶端之间产生光电弧，然 后可以用较低的电压保持这种光电弧。出于高压放电灯的光学性能的 原因，除了其它的目的之外，优选将高压放电灯用于投射目的。要求 将光源用于这些用途，并尽可能将这种光源形成为点状。此外，希望 尽可能高的发光强度，这种发光强度伴有尽可能自然的光的光谱组成。可用所称的"高压气体放电灯"或"HID灯"(高强度放电灯) 尤其是"UHP灯，，(超高特性灯)来最佳地实现这些性能。尤其是在将气体放电灯用在利用时序色彩产生方法以产生色彩图 像的投射系统中时，必须确保在所产生的光通量中不出现波动，因为 在这些系统中的光通量中的波动导致基色中的一种色彩以不同于其它 基色的强度被展示出来，或者基色中的一种色彩的亮度在某些区域不 同于其它区域中的亮度。目前区别出两种类型的时序色彩产生方法在第一种方法中，通过三基色("场序制色彩，，)中全画面的顺 序表示产生色彩图像。或者，可显示另外的第四白色或另外的其它色 彩。例如，这种方法用在大多数DLP⑧投影仪中(DLP-数字光处理； DLP是Texa Instrument 的注册商标)。在第二种方法中，通过使所有的基色以色束或色条("滚动色彩，，) 的形式逐个通过显示器。例如， 一些LCoS显示器(LCoS-硅基液晶) 利用这种方法进行操作。这些系统包括色彩分离或色彩滤波和用于光源与显示器之间的色 彩分量的调制器，以产生三基色光。色彩分离和调制器可在或大或小 的程度上相互结合。例如，在一些系统中，滤波和调制由旋转滤波器 轮来实现，而在其它系统中，通过镜进行色彩滤波，并通过棱镜进行 调制。在利用时序色彩产生的更新式的投射系统中，对灯的光输出有着 严格的要求。近期的开发正朝着利用从光输出的调制所产生的可能性 前进，以改进总体亮度、提高灰度分辨率并平衡图像的色彩点。因此，在平衡色彩点时暂时以某些精确限定的时间即在某些色带 降低光功率并在其它时间即在其它色带增加光功率是有利的。此外， 例如在每个半周期的末端加上额外的电流脉冲即"防抖动脉沖，，也是 有利的，以确保光电弧在灯内的位置尽可能保持稳定。为了实现这些目的，在灯的半周期，即在电压半周期期间，由灯 发射的光必须沿着精确的曲线。因此，必须确保非常精确地满足所要 求的值，以保证这种投射器系统的最佳运行。虽然可相对较快地对灯 功率和光输出进行调制，且灯电流与光之间的比数约为1，但目前的灯 驱动器的可达到的特性不足以用于要求较大精度的用途。除了其它的 原因之外，这是因为光输出不仅取决于也可能随着灯的寿命而变化的 几种灯性能，而且也取决于光学系统设计和用于投射的色带。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种驱动投射系统中的放电灯的方 法以及适当的驱动单元，这种驱动单元允许根据投射系统的要求对光 进行更精确的控制。为了实现这种目的，本专利技术提供一种驱动放电灯的方法，这种放 电灯以前馈控制过程运行。在此过程中获取状态数据，这些状态数据 包括与投射系统的设计有关的静态信息和/或与投射系统有关的动态信 息和/或与灯的运行有关的动态信息。在另一个步骤中，在系统状态数 据的基础上确定投射系统所要求的"瞬时，，目标光波形和波形校正函 数，"瞬时，，目标光波形即用于投射系统的理想的光波形。然后，根 对放电灯的实际电流进行调节。在本说明书中，术语"瞬时波形"是指特定时间区段，相对于时 间提前对用于该特定时间区段的所要求的光或所要求的合成灯电流进 行计算。例如，这种瞬时波形可以是灯电流的整个半波或半波的一部分。在DC运行的灯的情况下，瞬时波形可以是任何周期性地重复的脉 沖序列。这样就与调节控制是否基于所要求的光波形或所要求电流波 形无关，因为最终重要的是电流或光相对于用于波形的归一化值的比 例变化，因此，根据所要求的功率来实现这种归一化。重要的仅仅是 考虑波形校正函数。这就意味着是否在目标光波形的基础上计算如"基 本电流波形，，才是真正无关的，这种基本电流波形仅以一种系数区别 于目标光波形，且可借助于波形校正函数将这种基本电流波形转换成 所要求的电流波形，以荻取所希望的目标光波形，或者是否借助于波 形校正函数校正目标光波形才是真正无关的，以根据这种经过校正的 光波形对电流进行调节。在这两种情形中，在电流调节中的相应的提 前校正允许所希望的目标光波形的产生并具有所要求的精度。因此， 根据本专利技术的方法保证产生理想的光并带有精确限定的强度曲线，以 优化投射系统的总体特性。根据本专利技术的用于通过前馈控制过程驱动投射系统中的放电灯的 适当的驱动单元必须首先包括系统状态数据源，这些系统状态数据包 括与投射系统的设计有关的静态信息和/或与投射系统有关的动态信息 和/或与灯的运行有关的动态信息。其次，驱动单元必须包括图案计算 单元，这种图案计算单元用于确定投射系统所要求的瞬时目标光波形 和基于系统状态数据的灯电流校正函数。此外，驱动单元还必须包括 电流控制单元，这种电流控制单元用于根据在目标光波形和校正函数 的基础上所确定的所要求的瞬时波形控制放电灯的实际电流。从属权利要求和其后的描述公开了本专利技术的特别有利的实施例和 特征。各种参数值如投射系统中的可测值、储存的投射系统构形值或目 前所限定的值可用作系统状态数据。优选地，第一类型的系统状态数据包括来自以下数据组的数据 灯电压、电极分离、电极状态、放电弧随着时间的附加(attachment)、 灯的气体压力(若灯是汞蒸汽灯的话，尤其是汞压力)等。因此，电 极状态可包括如电极是热的、冷的还是熔化的信息。放电弧随着时间 的附加可包括如放电是否是漫射的或是否有显著点等。因此，测量前面所提及的值的子集并从所测量的值推导或推断余 下的值就足够。例如，灯电压是电极分离所特有的。这种类型的数据也尤其允许光源光展度(light source etendue )的指示的确定，因为电弧长度取决 于电极分离。而且，例如可在平均灯电压的基础上通过测量和注明前面的正常 运行中的平均灯电压并然后检查灯电压是否已降到某个值以下来估计 灯电压，该某个值可通过正常运行中的平均灯电压乘以某个系数来确 定。此外，可对灯电压和灯电流进行监测和分析，且可确定灯的电流 电压特征以指示电弧管中的气体压力。这种方法在汞蒸汽放电灯的情 形中特别成功。优选地，第二类型的系统状态数据包括来自以下可变系统设置组 的信息正和负脉沖定时、光水平和色带(在这种色带中要求这种光 水平)以及防抖动脉沖的分配布置。优选地，第三类型的系统状态数据包括来自以下固定系统设置组 的信息灯类型、反射器类型、滤色器和/或调制器结构数据、系统光 展度(system etendue )。滤色器和/或调制器结构数据是如与所使用的 滤色器和如色轮的扇形块和轮辐有关的精确信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动投射系统（１０）中的放电灯（１）的方法，其中，在前馈控制过程中获得系统状态数据（ＳＤ↓［Ｌ］、ＳＤ↓［Ｆ］、ＳＤ↓［Ｖ］），所述系统状态数据（ＳＤ↓［Ｌ］、ＳＤ↓［Ｆ］、ＳＤ↓［Ｖ］）包括：　　　　－与所述投射系统的设计有关的静态信息和／或　　　　－与所述投射系统有关的动态信息和／或　　　　－与所述灯的运行有关的动态信息，并且　　　　在所述系统状态数据（ＳＤ↓［Ｌ］、ＳＤ↓［Ｆ］、ＳＤ↓［Ｖ］）的基础上确定：　　　　－所述投射系统（１０）所要求的瞬时目标光波形（ＬＷ↓［Ｔ］、ＬＷ↓［Ｔ］′）和　　　　－波形校正函数，　　　　并且，根据所要求的瞬时波形（ＲＷ）对所述放电灯（１）的实际电流（Ｉ）进行调节，其中所要求的瞬时波形（ＲＷ）是在所述目标光波形（ＬＷ↓［Ｔ］、ＬＷ↓［Ｔ］′）和所述波形校正函数的基础上确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C德佩，T芒特斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]