[发明专利]驱动放电灯的方法、驱动设置以及投影仪系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动放电灯的方法。此外，本发明涉及一种用于驱动投影仪系统中的放电灯的适当的驱动设置，并且还涉及一种包括所述驱动设置的投影仪系统。

背景技术

气体放电灯(特别是高压气体放电灯)包括由例如石英玻璃之类的耐高温材料构成的外壳或腔室。由钨制成的电极从相对侧凸入该腔室中。所述腔室包含由一种或多种稀有气体构成的填充物，并且所述填充物在汞蒸气放电灯的情况下主要由汞构成。通过在所述电极上施加初始高电压，在所述电极的尖端之间产生光弧，随后在灯操作期间可以在低电压下维持所述光弧。由于其光学属性，高压气体放电灯(也被称作“灯头竹)被用于诸如投影仪系统(例如使用“射束器并的家庭影院系统)中的图像渲染之类的应用，其中为了观看舒适而在相对较大的背景幕上渲染图像。对于这种应用，需要尽可能接近点光源的光源，其应当具有尽可能高的发光强度并且具有非常近似自然光的光谱组成。可以最优地利用高压气体放电灯或“HID灯”(高强度放电灯)并且特别利用“UHP灯并  (超高性能灯或超高压力灯)来实现这些属性。

当高压汞蒸气放电灯在标称功率电平下被驱动时(从而基本上给出其额定光输出)，其在一个饱和阈值之上操作，在该饱和阈值之上，所述灯中的汞以蒸气形式存在。特定类型的灯的所述饱和阈值由许多因素决定，比如灯内的压力、填充气体的组成、灯的物理属性以及灯的操作条件。为了降低灯的光输出(即“调暗为所述灯)，例如通过减小该灯的电流供电来降低该灯的驱动功率。为了正确地呈现较暗的视频序列(例如电影中的夜晚场景)，必须调暗所述灯。在使用上述灯的现有技术的投影仪系统中，所述灯所能被调暗的范围受到以下事实的限制：在所述饱和阈值以下，所述灯的所述腔室内的汞蒸气发生冷凝，从而导致灯内的压力下降。此外，所述填充气体的组成例如由于溴受到汞的约束而发生改变，其结果是溴再生循环(在该循环中，钨被从所述填充气体传送回其蒸发电极)被中断，并且钨被沉积在所述石英腔室的内壁上。这被称作“黑化(blacken)”，这是由于钨沉积物是黑色的，并且所述灯看起来更暗。黑化在所述灯已经于饱和或调暗模式下被驱动特定时间长度之后发生。

有多种不同的方法用以解决上述UHP灯中的调暗问题。例如，在WO 2006/072852 A1中，在调暗操作模式下持续监控灯电压和电流，以便确定为了避免黑化而必须提高灯功率的点。利用所述电压和电流测量，可以估计灯内的瞬时压力。利用该信息，所述灯的驱动设置可以确定为了避免钨沉积在所述腔室壁上而必须把灯功率提高到所述灯的所述饱和阈值之上的点。在另一种方法中，WO 2006/072861 A1提出控制在饱和模式和非饱和模式下花费的相对持续时间，从而使得所述灯不会发生显著的黑化。

虽然在上面提到的现有技术中描述的方法可以在允许所述灯操作在调暗模式下的同时成功地避免灯黑化的发生，但是所述两种方法都必须限制可以在其间调暗所述灯的时间。例如这些方法无法实现所述灯的延长的调暗，这是因为灯功率在特定时间之后被提高，而不管正在显示的影片序列所需要的实际光输出如何。如果在电影需要延长的调暗序列时于饱和模式下实际驱动所述灯更长时间，则灯壁将被钨沉积物黑化。这种黑化的一种不合期望的副作用在于，返回所述灯的额定功率将导致灯壁由于已改变的热吸收属性而过热，从而使得所述石英再结晶。其效果是所述石英腔室呈现出“乳白色”或“白化”外观，从而导致所述灯的光输出显著下降。最后，所述灯的使用寿命将被大大缩短。另一方面，为了避免黑化而利用上面提到的现有技术方法实现的受控灯功率提高可能会导致对于正在显示的影片序列来说过亮的光输出，从而导致不令人满意的观看体验和用户方面的不满。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种在延长的时间周期内于饱和阈值以下驱动放电灯并且同时避免由所述灯的黑化所导致的问题的方法。

为此，本发明提供一种驱动放电灯(特别是高压或超高压放电灯)的方法，该方法包括确定一个黑化值，所述黑化值表示所述灯的内部的黑化水平。术语“表示”意图表明所述黑化值与灯内部的黑化水平相关，也就是说，所述黑化值给出关于灯的黑化程度的直接指示。可以根据所述灯的操作的持续时间持续调节所述黑化值。基于该黑化值计算一个恢复参数，该恢复参数也可以被持续调节。当灯功率被提高到饱和功率电平之上时，随后在特定恢复时间内根据所述恢复参数来驱动所述灯。例如可以从所述黑化值导出对应于特定灯类型的恢复时间，其或者可以是通过在对于该灯类型实施测试期间所做的观测而获得的预定义值。