CN107231740A - 尤其出于投影目的运行放电灯的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尤其为投影目的运行放电灯的装置，包括：至少一个能交流电驱动的放电灯，其具有第一电极和第二电极；控制装置，提供用于控制放电灯的至少两个电流波形，相应电流波形通过关于穿过放电灯的待控制的灯电流的相应包络曲线走向和关于待控制的灯电流的流动方向的相应极性走向来描述。测量装置测定与放电灯的状态参数相关联的测量值，其适于推断两个电极之一的电极几何形状状态。评估装置测定评估系数，其与利用至少两个电流波形之一驱控放电灯时的电极几何形状变化相关联，控制装置将为至少两个电流波形之一测定的评估系数相对于至少两个电流波形的所属电流波形存储。本发明还涉及一种用于运行放电灯的相应方法。

Description

尤其出于投影目的运行放电灯的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种尤其出于投影目的运行放电灯的装置。此外本发明还涉及一种用于尤其出于投影目的运行放电灯的方法。

背景技术

用于应用在视频投影应用中的气体放电灯通常是设计用于交流电运行的所谓的短弧灯，其为了实现高的光学投影质量而提供大约1毫米的电弧长度，由此给出了对电极几何形状的稳定性的特别要求。尤其是为此使用超高压汞灯。这种类型的灯视生产商而定被描述为P-VIP灯或者UHP灯。由于高的电流密度的原因，这样的灯的电极尖端在运行中要承受高的热负载，其导致形态变化，也就是电极几何形状的变化，特别是电极的回燃烧和/或尖端长度更确切地说尖端直径的变化，更确切地说尖端形状的变化和/或尖端壁的变化。由此导致的电弧长度和位置的变化不仅极大地直接影响灯电压和在投影装置中的有效光输出而且还极大地直接影响放电灯的老化特性，例如反玻璃化或者黑化。

用于实现放电灯的高寿命的常见方式以及例如在电弧的稳定性方面尽可能保持相同的光线生成质量，旨在：选择在寿命上尽可能有利的运行方式，特别是在换向频率方面(以该换向频率变化通过放电灯流动的放电电流的极性)；以不同的频率进行运行间隔的变换；引入所谓的DC相位，其中通过省略灯电流中的预设的换向，在气体放电灯的在该时间点作为阳极工作的电极上出现现有的电极尖端的加强熔断。这种类型的干涉能够依赖于测量出的灯电压实现。电压依赖性在此在制造投影装置的时间点确定并且能够在灯燃烧时间期间不再被改变。

在该情景下，EP 2 168 408 B1公开了一种用于对气体放电灯进行驱控的方法，其中灯的运行频率依赖于固定预设的电压值从第一固定预设的频率值切换到第二固定预设的频率值，由此在第一运行模式中在灯的一个电极上获得构建出的尖端，并且在第二运行模式中，在该电极上的尖端至少部分地熔回。

由DE 102009 006 338 A1公开了一种用于运行气体放电灯的方法，其中，以预定的时间间隔重复地并且依赖于固定预设的电压值实现施加直流电压相位。

基本上在此在0赫兹(DC)至30赫兹的范围中的极低频率导致电极尖端的熔化并且该尖端被缩短，这导致灯电压的上升。在20赫兹至120赫兹之间的中等频率通常导致电极尖端的生长。在大于120赫兹的范围中的高频率导致电极尖端的缓慢生长，然而该生长与通常在电极尖端的侧面处的材料剥落叠加。频率极限仅仅能粗糙地定义并且此外取决于电极设计、放电灯的运行电流以及放电灯的老化状态。

尽管已知了电极尖端影响的基本机制，然而这与不同的因素、特别是电极尖端的长度和直径，电极头的状态以及放电电流相关。因此不能以可预测的方式为灯类型的每种样本理想地假设相同的电流波形以用于实现长的使用寿命，尤其是灯也以不可预测的方式随着增加的寿命而变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置和方法，其驱动能以交流电运行的放电灯，从而以特别简单的方式和方法改善寿命性能。

本发明从用于运行尤其是投影目的的放电灯的装置出发，该装置包括至少一个能交流电运行的放电灯，该放电灯带有第一电极和第二电极，以及包括控制装置，该控制装置设计用于提供用于控制放电灯的至少两个电流波形，其中，每个电流波形能通过相关于穿过放电灯的待控制的灯电流的相应包络曲线走向以及通过相关于待控制的灯电流的流动方向的相应的极性走向来描述。该装置此外包括用于测定与放电灯的状态参数相关联的测量值的测量装置，该测量值适于实现对第一电极和/或第二电极的电极几何形状的状态的推断。

根据本发明，该装置通过用于测定评估系数的评估装置进一步设计，该评估系数与在利用至少两个电流波形之一对放电灯进行驱控时的第一电极和/或第二电极几何形状的变化相关联，其中，控制装置设计用于为至少两个电流波形之一测定的评估系数相对于至少两个电流波形的所属的电流波形被存储，并且在第一运行间隔中，借助于为此存储的评估系数为了在跟随第一运行间隔的第二运行间隔中进行驱控选择至少两个电流波形之一。

本发明基于这样的认识，即在作为用于驱动放电灯的装置的一部分的控制装置中提供的电流波形在其对放电灯的电极几何形状的影响方面能够被评估(分级)，并因此提供以下可能性，即针对性地对放电灯的电极几何形状的状态进行影响。在交流电驱动的放电灯的电极头上，取决于在电弧(该电弧在气体放电时在两个电极之间延伸)的起点处穿过该电极流动的电流可以形成如之前所述那样的局部电极尖端。电极几何形状的变化因此被理解为存在的电极尖端的向回燃烧或者在相应的电极处的、也就是在第一电极和/或第二电极处的电极尖端生长。通过运行具有以确定的压印成型的电极尖端的放电灯确保了放电电弧的稳定和均匀的运行。通过本发明能够可靠地获得合适的电极几何形状。

因此本发明实现了在寿命期间连续地测定以什么样的运行方式或者电流波形在当前的时间点能够实现理想的性能，从而在需要时能够有针对性地改变运行方式或者电流波形。

通过这种方式在一定程度上执行连续的学习过程，这由此实现，即该装置通过评估系数识别是否当前执行的电流波形进一步导致理想的电极特性或者是否有另外的电流波形，其在该时间点导致更好的特性。这考虑到这样的认识，即一个或者相同的电流波形在寿命期间能够改变其对电极的影响的类型和强度，并且例如导致向回燃烧的电流波形在稍晚的时间点能够导致共同生长或者相反。在该意义上也涉及自学习调节器。本发明因此也适用于具有多个不同的包络曲线的应用，其能够选择性地激活。然而，当然也可以使用用于产生总电流波形的唯一的包络曲线。

本发明提出应用该装置，以驱动尤其是高压的或超高压气体放电灯的形式的放电灯，例如用于效果灯光应用或者机动车的前灯应用或者通用照明应用，如在室内照明中的应用。

优选地可以提出，包络曲线走向对于至少两个电流波形中的每一个都是相同的。逐段式恒定的包络曲线走向在此例如能够通过包络曲线向量描述。同样，放电电流的极性走向能够通过例如换向向量的形式的换向模式描述。

测量值尤其可以是电压值，其由施加在放电灯上的电压测定。施加在放电灯上的电压通常描述为燃烧电压。燃烧电压的上升因此与在第一或者第二电极处的至少一个电极尖端的熔化相关，由此获得电极间距的有效的延长并进而获得放电电弧的长度的有效延长。在相应的方式中，燃烧电压的降低与在两个电极表面中的至少一个上的尖端生长相关联，由此降低在两个电极之间的间距，该间距对电弧长度起作用。通过评估系数现在能够对在电极几何形状上的影响进行特征化，例如哪些电流波形对尖端生长产生影响并且哪些电流波形对电极尖端熔化产生影响。

根据一个有利的改进方案，控制装置设计用于，根据测量值与能预设的目标值之间的偏差选择至少两个电流波形之一用于在所述第二运行间隔中进行驱控。能预设的目标值在此例如是这样的值，在该值时实现稳定的电弧。在此可以提出，能预设的目标值在运行持续期间基于对测量值的评估而被跟踪。优选的是，控制装置能够设计用于在测量值与能预设的目标值之间的偏差较大时选择出对电极尖端的构型有较强影响的电流波形，从而由此能够加速重新接近目标值。

在一个有利的设计方案中，控制装置与测量装置和评估装置一同形成用于将测量值调节到目标值的闭合调节回路。由此实现了放电灯的电弧的自动稳定并且以惯例的运行方式来驱动放电灯。

根据一个有利的改进方案，控制装置设计用于取决于放电灯的能预设的运行参数来预定目标值。这例如能够取决于放电灯的运行电流或者运行功率实现。尤其是在放电灯的调光运行中(在该运行中运行功率相对于额定功率被降低)提出，相应地调整目标值。此外能够提出，灯的至今为止的运行持续时间，换句话说也就是灯的老化在预设目标值时被考虑。例如可以提出，由特征曲线中确定目标值。

可替换的是，目标值的测定可以由此实现，即测量值在其通过设定不同的电流波形而能够影响的运行范围方面被分析。在此，例如能够一同考虑放电灯的稳定性。在通过放电灯的燃烧电压给出测量值的情况中，例如可以为全新的放电灯预设70瓦特的目标值。在该灯的运行持续期间，由于连续使用电极的原因，在两个电极之间的作用间距变大，由此使得燃烧电压系统地上升。该上升例如能够基于一个模型或者基于对测量值的评估来测定。因此例如能够由在装置的重新启动之后探测的平均灯电压的突然下降推导出更换的放电灯。因此可以提出将目标值重设到初始值(默认值)。

根据另一个有利的设计方案，根据本发明的装置包括用于测定测量值的时间上的变化的装置，其中，评估装置设计用于取决于测量值的时间上的变化来测定评估系数。由此例如也能够将变化速度测定为评估标准。

根据一个有利的改进方案，用于测定测量值的时间上变化的装置设计用于在检测和评估测量值时使用非线性的时间比例。用于测定时间上的变化的优选的方法在于，测定直至测量值以能预设的步幅变化到正向或者负向中为止需要持续多长时间。该时长检测对于以能预设的步幅进行的变化是必需的，且该时长检测可以通过计数器，尤其是具有对数时间评估的计数器提供。因此，测量，优选是电压测量在一个确定的时间点开始，然后连续地测定，是否超过了确定的步幅，其中计数器此时总是再次启动，由此能够连续地检测，是否变化速度发生了变化，尤其是否符号发生了变化。

根据另一个有利的设计方案，评估系数与电极几何形状的状态的变化强度相关联。由此，电流波形能够直接在其对电极几何形状状态的希望影响的能力方面进行筛选。

根据另一个有利的设计方案，在控制装置中，至少两个电流波形的至少相应的极性走向与相应所属的评估系数一同存储在表格中。在此，至少包括相应的极性走向以及相应所属的评估系数的项目在表格中根据评估系数分类地布置。由此获得对于选择合适的电流波形而言特别简单的访问可能性，从而实现对电极构型的确定的影响。因此例如可以提出，在表格的边界区域中存储以下电流波形，其引起在电极上的强烈的尖端生长，并且在表格的另一个端部处存储以下电流波形，其引起电极的强烈熔化。在表格的中间区域可以布置这样的电流波形，其不会或者仅仅不显著地对电极尖端的构型产生影响。

根据一个有利的改进方案，控制装置设计用于，取决于能预设的更新信号重新测定所有在表格中存储的评估系数并且将其存储在表格中，尤其是重新产生表格。在此可以提出，将表格内容存储在非易失存储器中。更新信号例如可以这样地设计，即其以确定的时间间隔触发对在表格中存储的电流波形的评估系数的再次测定。同样可以提出，即在灯运行中断之后的设备的每次重新接通时实现在表格中存储的电流波形的再次评估。

所谓的换向模式，也就是相对于每个电流波形的相应的极性走向进行极性转换(过零)的布置优选地在装置的制造工艺的框架中、也就是例如在控制装置的编程时预设，该控制装置能够以所谓的电子镇流器(EVG)的形式存在。在运行中，连续地对评估系数进行更新。这例如可以通过在模块的运行期间以规则间隔进行更新来执行，优选地在0.1秒至30分钟之间。特别优选的是，该间隔的长度取决于与放电灯的状态参数相关联的测量值的当前主要的变化速度来选择。这就是说，在大的变化速度的情况中，选择较短的时间间隔并且反之亦然。规则的间隔在此能够取决于变化速度进行调整，尤其是在变化速度增大时降低和/或在变化速度减小时提高。特别优选的是，规则的间隔的可能的区域变化范围在10秒、尤其是30秒至3分钟之间，尤其是10分钟；这也就是说，优选的范围选择性地在10秒至10分钟之间，10秒至3分钟之间，30秒至3分钟之间，30秒至10分钟之间。

此外可以有利的是，现在相应地为附加的测试阶段激活当前并不理想的运行模式，从而更新其评估。在此，在表格中可以设置，仅仅易失性地或者非易失性地存储评估系数的相应测定的瞬时值和/或评估系数的具有相应的历史值(历史)的在时间上的走向。因此例如可以提出，在评估系数突然发生巨大变化时触发整个电流波形的新评估。

根据另一个有利的设计方案，控制装置设计用于，除了存储评估系数之外，还存储尤其是评估系数的时效说明的形式的有效性指数，并且附加地根据有效性指数执行用于第二运行间隔的电流波形的选择。由此获得优点，即所有的电流波形都保持最新状态，从而能够为希望的电极影响选出最适合的电流波形。为此，可以考虑不同的方案。其中之一是可以设置时效说明，其表征这样的电流波形，该电流波形已经长时间没有被使用并且提供用于相应不是最新的评估系数，同样可以提出排除在特殊的运行模式中的，尤其是在对放电灯进行调光时的确定的电流波形。此外，电流波形可以作为预设值电流波形来调节(默认波形)，其例如在确定的运行条件下激活。

根据另一个有利的设计方案，控制装置设计用于，在测定评估系数时将该评估系数的历史值计算在内以用于降低含干扰的测量值的影响。在此可以提出，旧的、已经存在的值一同计算在新的值中，或者进行新的登记并且一个或者多个旧值作为历史被保留，例如以队列(Ringpuffer)的形式。为了将一个老的值或者多个老的值计算到新的值中，例如可以提出，形成滑动平均值，其采纳例如20个值的中位数或者将新值和旧值以能预设的比例彼此相加。例如可以将百分之八十的旧值与百分之二十新值组合，由此能够实现低通滤波器的效果。由此能够消除高频干扰，例如频率突增或者类似。由此尤其能够降低对用于存储相应值的存储器消耗的要求。

根据另一个有利的设计方案，控制装置设计用于在装置的第一次运行之后和/或在之前关闭之后的再次运行之后，尤其是在装置中更换放电灯之后，相对于至少两个电流波形中的每个为相应所属的评估系数测定一个新的值。在此可以提出，即当在灯的燃烧电压中出现明显的跳跃时，控制装置识别出灯被更换。此外可以提出能预设的初始化方法，例如考虑到利用已经使用过的旧灯实现的评估系数。并不取决于最新存在的评估表格可以提出，所有能使用的电流波形被循环地测试并且重新构建具有评估系数的表格。

根据一个有利的设计方案，至少两个电流波形能够分别通过作为时间的函数的无符号的包络曲线走向与至少一个数量上恒定的第一矩形信号和至少一个数量上恒定的第二矩形信号的乘积描述，其中，第一矩形信号具有第一基础频率并且第二矩形信号具有与第一基础频率不同的第二基础频率。在最简单的情况中这意味着，矩形信号具有仅仅唯一一个矩形基础频率，也就是说，该信号的极性相应地由此获得，即相应的矩形信号进一步推移两个过零点地保持相同。在以两个过零点的间距进行推移时，其中占空比为50％，也就是以半个周期时间推移时，矩形信号直接反转，这就是说，具有相反的符号。矩形信号然而也可以具有叠加的极性，例如由此实现，即从-1到+1的或者从+1到-1的极性变换的边沿相对于通过相应的矩形基础频率预设的周期长度推移，例如用于与色轮的区段过渡部同步，该色轮通常在DLP投影仪中使用。例如可以产生矩形信号，其(精确的)极性对应于所属的基础频率的三分之一或者四分之一。

根据一个有利的改进方案，至少两个电流波形的相应的函数关系能通过相应地确定第一矩形信号相对于包络曲线走向的第一时间上的偏差以及通过相应地确定第二矩形信号相对于包络曲线走向的第二时间上的偏差来描述。

根据一个特别有利的改进方案，至少一个第一矩形信号和至少一个第二矩形信号中的一个以及描述其相对于包络曲线走向的相应的时间上的关系的参数组被存储到控制装置中，其中，控制装置设计用于根据存储的参数组来产生表征相应的极性走向的换向模式。包络曲线走向例如可以在能应用在DLP投影仪中的装置的情况中为顾客特定地预设，尤其是基于在该投影技术中使用的色轮，其中在该包络曲线的时间过程中定义出参考点。根据该定义的参考点说明对于第一矩形信号的时间偏差和对于第二矩形信号的时间偏差。因此，相应的电流波形能够与第一基础频率和第二基础频率的说明一同定义。当设置有超过两个矩形信号来合成电流波形时，以相应的方式补充更多的参数对。通常在从高电流向低电流的过渡处实现确定在包络曲线上的参考点。

根据另一个有利的设计方案，控制装置设计用于提供至少两个电流波形的评估系数的能预设的带宽并且在至少两个电流波形的评估系数进行校正(Angleichung)的情况中产生具有极性走向的另外的电流波形，该极性走向没有在至今为止提供的至少两个电流波形中存在。在该种情况中可以提出，基于用于产生电流波形的现有的参数组，例如在使用第一和第二基础频率的情况中，在至少一个时间偏差的同时变化时产生新的电流波形。可替换的是可以提出，即两个基础频率中的至少一个被匹配。

作为另外的替换方案产生这样的可能性，取代加入另外的电流波形，通过新的电流波形来替换已经存在电流波形，尤其是在这些情况中，其中多个电流波形具有近似相同的评估系数。相同的原理也可以在放弃能预设的带宽时使用，例如当电流波形在电极尖端构型上施加极其强的影响时，例如通过快速的尖端生长，其将放电灯的燃烧电压推移到过低的区域中，或者电极尖端的完全熔化，这会对电弧稳定性有消极影响。

用于该第一频率的优选范围在5赫兹至500赫兹的范围中，以上升的顺序越来越优选的是最少15赫兹，40赫兹，50赫兹，60赫兹作为下边界，不取决于此，以上升的顺序越来越优选的是500赫兹，350赫兹，250赫兹，180赫兹作为上边界。用于该第二频率的优选范围在0赫兹至500赫兹的范围中。以上升的顺序越来越优选的是最少0.1赫兹，1赫兹，5赫兹，10赫兹作为用于第二频率的优选范围的下边界，不取决于此，以上升的顺序越来越有利的是500赫兹，350赫兹，250赫兹，180赫兹，150赫兹，120赫兹，90赫兹作为用于第二频率的优选范围的上边界。在此尤其可以使用在接近0赫兹，但是与0赫兹不同的区域中的非常小的频率。在优选的方式中选择在两个频率之间的固定关系，例如第一频率可以是第二频率的两倍，四倍或者六倍。

此外，本发明从一种用于利用交流电尤其出于投影目的运行放电灯的方法出发，该放电灯包括第一电极和第二电极，该方法提供用于对放电灯进行控制的至少两个电流波形，其中，相应的电流波形能通过相关于穿过放电灯的待控制的灯电流的相应的包络曲线走向以及通过相关于待控制的灯电流的流动方向的相应的极性走向来描述。此外该方法包括测定与放电灯的状态参数相关联的测量值，该测量值适于实现对第一电极和/或第二电极的电极几何形状的状态的推断。

根据本发明，该方法通过测定评估系数进一步设计，其中该评估系数与在利用至少两个电流波形之一对放电灯进行驱控时的第一电极和/或第二电极的电极几何形状的变化相关联，为至少两个电流波形之一测定的评估系数相对于至少两个电流波形的所属的电流波形被存储，以及在第一运行间隔中，借助于为此存储的评估系数为了在跟随第一运行间隔的第二运行间隔中的驱控选择至少两个电流波形之一。

对于根据本发明的装置描述的优点和特征以及设计方案同样适用于相应的方法并且反之亦然。因此，用于装置的特征可以提出用于相应的方法特征并且反之亦然。

之前在说明书中所述的特征和特征组合以及接下来在附图说明中所述的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合并不仅仅能够应用在相应给出的组合中，而且也能应用在另外的组合中或者单独使用，而不会脱离本发明的保护范围。因此这样的设计方案也被视为由本发明公开，其在附图中并未详细的示出或者说明，然而能够通过单独的特征组合有阐述过得实施例中推导出来或者产生。

另外的优点和特征根据接下来参考附图对实施例的描述给出。在图中，相同的参考标号表示相同的特征和功能。

附图说明

图中示出：

图1在简化的示意图中示出了根据本发明的方法的一个优选设计方案，

图2在简化的示意图中示出了与放电灯的状态参数相关联的测量值的时间走向，

图3a-d在简化的示意图中示出了用于确定电流波形的第一方法，

图4a-d在简化的示意图中示出了用于确定电流波形的第二方法。

具体实施方式

根据本发明的投影装置包括用于对放电灯进行驱控的控制装置。该控制装置设计用于提供用于对放电灯进行驱控的至少两个电流波功能。电流波功能在此由包络曲线走向(接下来也描述为包络信息(例如与电流振幅相关联))和极性信息(换向模式)共同构成。不同的换向模式能够与相同的包络信息相组合。包络信息例如通过强度向量描述。换向模式或者同样通过换向向量、通过单独的矩形信号或者通过可替换的描绘确定。维持使用至少两个不同的换向模式。

投影装置的测量装置用于测定与放电灯的状态参数相关联的测量值，其中，由测量值能够推断出在第一和/或第二电极上的电极向回燃烧和/或电极尖端生长。因为电极的间距(通过该间距给出了放电灯在两个电极尖端之间燃烧的电弧的长度)并不能直接通过投影装置的控制装置，例如电子镇流器测定，因此为了间接地测量在第一电极和第二电极之间的间距而能够使用在放电灯上的灯电压作为测量值。在该灯电压中不仅实现所谓的阴极降，阳极电压以及在实际的放电电弧中的电压降。阴极降和阳极电压在电流相同时并不近似地取决于电极间距，在放电电弧中的电压降良好地近似与该间距成比例。灯电压因此能够作为用于电极间距的调节参数来使用。在电极上的尖端生长使得电压减小、熔化增加。电压的变化率，也就是能预设的测量间隔内的电压的初始值和终端值之间的差除以能预设的测量间隔的宽度，是用于在针对性地影响电极尖端方面的各个运行模型的有效性的标准。

用于在用于驱动放电灯的装置上实施的根据本发明的方法的一个优选设计方案在图1中示出：通过该方法实施用于调节在第一电极和第二电极之间的间距的闭合调节回路。该方法在步骤S₀开始，其中，以循环变量i＝1开始。当装置已经在之前运行过并且在在一个运行间歇之后再次接通时，循环变量i能够以优选的方式采纳一个值，即循环变量在之前的运行周期结束时所采纳的值。在步骤S₁中，投影装置利用换向模式K_i运行。在步骤S₂中，执行对测量值X的测量。对测量值X的测量在此能够连续地实现或者在断续的能预设的时间点实现。这样的测量值检测例如能够通过具有集成的模数转换器的微处理器/微控制器实现。

在进一步的过程中，该测量值X例如通过灯电压(燃烧电压U)调节。

为了消除干扰可以提出对测量信号进行滤波，其中该干扰例如通过电压信号的基础噪音、通过放电电弧的变化的起点造成的电压变化或者由于必要的功率调节而导致的灯电流的变化引起。

根据获得的测量值，在第三步骤S₃中确定变化率dX/dt。例如可以预设能预设的变化级dX并且通过计数器确定，从能预设的起始时间点出发直至出现测量值X以变化级dX进行变化为止持续多长时间。该变化在此能够在两个方向上实现，也就是在正向和负向中(即测量值X的增加或者测量值X的减小)实现。

为了对变化率dX/dt进行评估可以使用具有非线性的时间标度评估的计数器。为此尤其可以使用对数刻度。

取决于测定的变化率dX/dt，在以换向模式K_i运行期间基于测量值X的时间上的变化产生评估值Y_i，其表征了在以该换向模式运行时第一电极和/或第二电极上的向回燃烧或者生长的程度。在测定该评估值Y_i时可以引入另外的因素，例如是否利用该换向模式能够实现没有跳跃的连续走向和/或没有转折点的单调走向。测定的评估值Y_i与换向模式K_i一同存储在评估表格Tab中。评估表格Tab能够如此地布置，即各个项目相应于评估值Y_i分类地布置。此外，评估表格Tab相对于每个元素还具有一个项目，其说明，所属的换向模式K_i在什么时候被最后一次评估，也就是包含关于评估值Y_i的时效的信息。

在第五步骤S₅中，从与电极间距相关联的测量参数X与目标值X_Z之间的差计算出测量偏差ΔX。放电灯的电极间距的实际值与额定值比较因此基于与电极间距相关联的测量值的间接评估，该测量值能够在投影装置的运行中被检测。因此基于一个模型、所谓的观察者能够实现一种检测。模型参数在此可以通过之前执行的对为了在装置中使用的一种类型的放电灯的系统测量来统计上地测定，例如利用电弧投影的方法，在该方法中在施加到灯上的电压与在放电灯的第一电极和第二电极之间的放电电弧的电弧长度之间的关系在引入穿过放电灯流动的放电电流的情况下被测定，该放电电流同样能够在控制装置中测定。为了测定电极间距X或者其与预设的额定值之间的偏差，因此能够将在放电灯上的电压和穿过放电灯流动的电流或者在放电灯上的电压和输送给放电灯的功率作为基础。

取决于电极间距与能预设的目标值X_Z的测定出的偏差，在第六步骤S₆中实现了取决于至少一个测量偏差ΔX以及在评估表格Tab中提供的评估值Y₁，Y₂至Y_N来选择新的换向模式K_i。此外，为了测定的新的换向模式K_i，与电极间距相关联的测量值X本身和/或时间t能够被考虑。因此对于新的换向模式K_i来说例如得出i＝f(t,X,ΔX,Y₁，Y₂…,Y_N)。

在选择了新的换向模式K_i之后，跳回到第一步骤S₁中，现在具有带有相应更新的指数i的换向模式K_i。

替代换向模式K_i(i＝1…N)，当然也可以在表格Tab中存储完整的电流波形W_i(i＝1…M)，尤其是多组电流波形，其然后相应地选择性地为了进行选择而被激活。在该种情况中，在评估表格Tab中也许通过电流波形W₁，W₂，…W_M来代替换向模式K₁，K₂，…K_N。在此，N可以等于M，例如在对于所有电流波形使用相同的包络曲线走向I_L的情况中。在将所有的换向模式K_i(i＝1…N)与所有存储的包络曲线I_L组合时，对于产生的电流波形的数量适用W_M M＝N*L。

图2在简化地示出的曲线21的实例中示出了该方法的功能方式，其中该曲线由单个曲线部段21a，21b，21c，21d，21e构成，这些曲线部段代表测量值X在时间t上的走向。在图2中示出的图表中，在横坐标上绘出时间t，其具有三个被强调的时间点，也就是第一切换时间点T1，第二切换时间点T2以及第三切换时间点T3。在纵坐标上绘出在放电灯上的电压U，其作为测量值X的代表与放大灯的电极的间距相关联。为此简单地假设，即电压U对应于测量值

在纵坐标上是目标值Z以及下边界UG和上边界OG。目标值Z在此位于下边界UG和上边界OG之间。在延伸直至第一切换时间点T1为止的第一时间部段22a中，电压U的走向跟随具有负斜率的第一曲线部段21a。从位于上边界OG之上的起始电压出发，以在电极间距的任意单位(arbitrary units)中的斜率-0.5首先在目标值Z的方向中减少。在第一时间部段22a的进一步走向中，低于目标值Z并且接下来在第一切换时间点T1达到下边界UG。

在第一切换时间点T1时，从第一换向模式K₁切换到第二换向模式K₂，由此以任意的单位给出第二曲线部段21b在第二时间部段22b中的斜率+2。由此，在放电灯的电极上的尖端的之前生长(由此其降低了在两个电极之间的电压U)之后，尖端向回熔化，由此在第一切换时间点T1和第二切换时间点T2之间的第二时间部段22b中施加在灯上的电压U在此连续地提高，其中电压U在第二切换时间点T2时达到上边界OG的值。

在第二切换时间点T2时，现在接通回第一换向模式K₁，由此再次获得用于第三曲线部段21c的任意单位的-0.5的斜率，该第三曲线部段连接在第二切换时间点T2之后。

在利用第一换向模式K₁运行期间，现在出现电压改变方向的变换。这可以通过在电极几何形状中的变化诱导出来。因此，在第三曲线部段21c之后连接有第四曲线部段21d，其特征在于电压的上升。在第三切换时间点T3时识别出用于K₁的电压变化方向的变换。跟随第三时间部段22c的第四时间部段22d相应地在第三切换时间点T3时终止。在之后连接的第五时间部段22e中实现了变换到换向模式K₄，其导致电压降低，该电压降低具有任意单位的-0.06的级别的斜度。所属的第五曲线部段以21e标识。

综上，接下来在图2中图形化地示出的、由曲线部段21a，21b，21c，21d，21e构成的曲线21以紧凑的和表格的形式示出，其中每个表格行示出了在时间点T1，T2以及T3时的表格Tab(N＝4)的状态以及在该时间点给出的动作：

因此涉及一种在不同的时间点的表格Tab的压缩的图示。附加的是在列“动作”中还给出，在相应的时间点时发生了什么。

因此通过控制装置提供了一种调节回路，利用其能够将第一电极和/或第二电极的电极几何形状保持的状态保持在预定的区域中。

接下来示出了用于描述电流波形，尤其是用于合成电流波形的替代方法。控制装置在此设计用于产生用于对放电灯进行驱控的电流波功能。电流波功能在此由包络信息(电流振幅)和极性信息(换向模式)构成。包络信息可以通过强度向量描述或者如下所示的那样通过包络曲线走向I_L描述。换向模式K_N通过多个矩形信号R_i与不同的频率的乘积预设。矩形信号在此通过其频率f_j、第一矩形信号相对于包络曲线的相位以及剩余的矩形信号相对于第一矩形信号的相位来描述。

对于在例如3LCD投影装置(液晶显示器)或者3芯片DLP(数字光处理)的设计方案中的投影装置的特定情况的电流波形的合成接下来参考图3a，3b，3c，3d中描述。包络信息根据图3a通过在时间t上的恒定的包络曲线I_L描述。单位1在此任意地选择并且能够表征100％的运行，其例如表征放电灯的额定功率的运行。图3b示出了第一矩形信号R₁的时间走向，图3c示出了第二矩形信号R₂的时间走向。第一矩形信号R₁和第二矩形信号R₂这两个矩形信号是无平均值的并且相应地具有50％的占空比。此外这两个矩形信号仅仅相应地具有唯一的矩形频率，也就是说两个矩形信号R₁，R₂中的每一个都相应地刚好在结束半个周期时间之后变换符号。因此，在相应的矩形信号R₁和R₂的两个过零点之间的间距在半个周期时间时相应地恒定，半个周期时间也就是第一频率f₁或者第二频率f₂的半倒数。矩形信号R₁，R₂的两个频率f₁和f₂可以自由选择。第一频率f₁的优选的区域从5赫兹延伸到500赫兹，第二频率f₂的优选区域从0赫兹延伸到500赫兹。包络曲线走向I_L、第一矩形信号R₁和第二矩形信号R₂的乘积在图3d中示出。以该种方式产生的、称为电流波形W_M的信号尽管其具有复杂地表现出来的特征也可以通过简单的系数组来描述，即所基于的矩形信号R₁，R₂的频率f₁，f₂以及相应在之前描述的相对于包络曲线走向I_L的相位，由此也给出了两个矩形信号R₁和R₂的相对的相位。

在示出的实例中，第一矩形信号R₁具有第一频率f₁＝130赫兹，第二矩形信号R₂具有第二频率f₂＝60赫兹。由此给出大约0.46的f₂与f₁的频率比。相移或者在两个矩形信号之间的相对的时间偏差为大约1.28毫秒。因为包络曲线在时间上是恒定的，因此相对于包络曲线的时间偏差在原理上能够任意地选择。

适用于1芯片DLP投影仪(数字光处理)的电流波形相对于之前描示出的电流波形必须满足另外的条件。在此需要与通常使用的色轮精确地同步。该色轮在投影仪的光路中旋转并且具有多个色彩区段，其对应于不同的色彩并且能够相应地具有不同的长度，也就是说各个色彩区段能够相应地包括总共360°的能预设的角度份额。由此投射出在视频图像的时间上彼此不同的色彩。现代的DLP投影仪此外提供一种调节可能性，其实现了在各个色彩区段中的灯电流强度的单独配置。由此例如可以通过白色区段中的增高来实现较高的亮度或者通过相应地彼此协调各个色彩实现更好的色彩输出。典型的方式是，将根据本发明的装置应用到投影装置中的顾客，也就是例如制造商为各个区段中的不同亮度组定义多个、例如三至七个电流曲线(相关于电流振幅的包络信息)，并且将其存储在投影装置的非易失性存储器中，多数为EEPROM存储器。

有利的是在色轮的各个色彩区段的过渡部处执行换向，在所谓的轮辐处换向。通过电流的换向决定的亮度干扰此时不会被使用者察觉到，因为在轮辐处产生的混色反正都会由投影仪遮挡或者例如用于提高白光份额。

图4a为此根据另一个实施例示出了包络曲线走向I_L，其代表在色轮的各个区段中的预期亮度的振幅走向。在具有六个区段的色轮的实例上示出了包络曲线走向I_L，其中在色轮具有恒定的旋转速度的前提下，也就是在转数恒定的前提下，区段持续时间或者相应的角度份额根据接下来的表格化的汇总来设计：

在图4a，4b，4c，4d中的垂直的虚线相应的标记了区段边界。

图4b示出了第一矩形信号R₁，其中各个脉冲的周期时长区别很小。在此利用脉冲来描述第一矩形信号R₁的以下相应部段，其在第一过零点(例如G-＞R)和第三过零点(例如Y-＞W)之间延伸，其中在第一过零点和第二过零点之间作为唯一的过零点的第二过零点(例如C-＞B)处实现了第一矩形信号R₁的极性变换。也就是说，与之前的根据图3b的实施例相比，占空比在此并不统一为50％，而是在考虑到通过DLP投影仪的色轮预设的区段的情况下，在图4b中示出的第一矩形信号R₁的过零点在一定程度上以具有过零点的有限数量的预设位置的预制形式来造型。换句话说，相应的矩形宽度因此不仅在负向(-1)上而且在正向(1)上取决于非等距的扫描向上取整或者向下取整。

同样适用于根据在图4c中示出的实施例的第二矩形信号R₂。对于该第二矩形信号R₂来说，各个脉冲的周期时长也相应地稍微不同。色轮的旋转因此与区段白色W、青色C、蓝色B、绿色G、红色R和黄色Y的经过相关联，也就是说所属的持续时间通过DLP色轮的转数与色轮的完整旋转(360°)链接。

对于包络曲线走向I_L、第一矩形信号R₁和第二矩形信号R₂的乘积来说因此获得根据图4d的图示的电流波形W_M的曲线走向。

如之前已经所示出的那样，对于根据该能够用于DLP投影应用的实施例的第一矩形信号R₁和第二矩形信号R₂来说也适用的是，两个矩形信号是无平均值的。

由于限制了在预设的换向位置上的可能的过零点，在该种情况中矩形信号的频率的瞬时值也以平均值f₁或者f₂变化。对于在图4b和4c中示出的实例来说，该平均值为f₁＝45赫兹并且f₂＝25.7赫兹。两个频率的比例为0.57。矩形信号的时间上的偏差在该实例中为：在包络曲线走向I_L和第一矩形信号R₁之间为0微秒，并且在第一矩形信号R₁和第二矩形信号R₂之间为大约3.2微秒。

相应地这适用于第二矩形信号R₂。

在使用所提出的方法用于合成换向模式K_i时，尤其是在结合能预设的强度向量的情况下，该强度向量表征包络曲线I_L的逐部段恒定的强度走向，能够以特别简单的方式和方法产生电流波形W_M，其在合适地选择频率和相位时也满足在无平均值的电流波形的方面的要求。

与利用本发明在此提出的应用无关的是，用于电流波形的该合成方法能够不相关地安装和使用于交流电驱动的各种形式的放电灯，并且因此例如也提供作为在官方案件号10 2014 220 275.2的后续公开申请中提出的用于改变换向向量的方法的替代方案，该换向向量表征相应的电流波形。

这些实施例仅仅用于说明本发明并且并不对本发明产生限制。尤其是为了合成电流波形所使用的矩形功能的数量还有实施本发明所维持的电流波形的数量可以任意的变化，同样不受限制的是，如相应的参数组或者信号被存储在或者保存在根据本发明的相应的装置中。

因此在之前指出，如何对用于交流电驱动的、具有两个电极的超高压放电灯，特别是用于投影装置的灯的驱动方式在其驱动方式上进行优化。

参考标号列表

S₀ 启动

S₁ 第一步骤

S₂ 第二步骤

S₃ 第三步骤

S₄ 第四步骤

S₅ 第五步骤

S₆ 第六步骤

Tab 评估表格

i 指数

W₁ 第一电流波形

W₂ 第二电流波形

K₁ 第一换向模式

K₂ 第二换向模式

K_N 第N换向模式

Y₁ 第一评估系数

Y₂ 第二评估系数

Y_N 第N评估系数

I_L 包络曲线走向

X 测量值

dX/dt 变化率

dX 变化级

t 时间

ΔX 测量值偏差

X_Z 目标值

U 点火电压

OG 上边界

Z 目标值

UG 下边界

T1 第一切换时间点

T2 第二切换时间点

T3 第三切换时间点

21a 第一曲线部段

21b 第二曲线部分

21c 第三曲线部段

21d 第四曲线部段

21e 第五曲线部段

22a 第一时间部段

22b 第二时间部段

22c 第三时间部段

22d 第四时间部段

22e 第五时间部段

I 包络曲线走向

R₁ 第一矩形信号

R₂ 第一矩形信号

W_M 电流波形，普遍的。

Claims (17)

1.一种用于尤其是出于投影目的运行放电灯的装置，包括：

至少一个能交流电驱动的放电灯，所述放电灯具有第一电极和第二电极；以及

控制装置，所述控制装置设计为提供用于对所述放电灯进行控制的至少两个电流波形(W₁，W₂)，其中，相应的所述电流波形(W₁，W₂)能通过相关于穿过所述放电灯的待控制的灯电流的相应的包络曲线走向(I_L)以及通过相关于待控制的所述灯电流的流动方向的相应的极性走向(K₁，K₂)来描述，

测量装置，用于测定与所述放电灯的状态参数相关联的测量值(X)，所述测量值适于实现对所述第一电极和/或所述第二电极的电极几何形状的状态的推断，

其特征在于，

测定评估系数(Y₁，Y₂)的评估装置，所述评估系数与在利用至少两个所述电流波形(W₁，W₂)中的一个电流波形对所述放电灯进行驱控时的所述第一电极和/或所述第二电极的所述电极几何形状的变化相关联，

其中，所述控制装置设计用于将为至少两个所述电流波形(W₁，W₂)中的所述一个电流波形测定的评估系数(Y₁，Y₂)相对于至少两个所述电流波形(W₁，W₂)的所属的电流波形存储，以及

在第一运行间隔(22a)中，借助于为此存储的所述评估系数(Y₁，Y₂)为了在跟随第一运行间隔的第二运行间隔(22b)中进行驱控选择至少两个所述电流波形(W₁，W₂)之一。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于，为了在所述第二运行间隔中进行驱控而根据所述测量值(X)与能预设的目标值(X_Z)之间的偏差(ΔX)选择所述至少两个电流波形(W₁，W₂)之一。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制装置与所述测量装置和所述评估装置一同形成用于将所述测量值(X)调节到所述目标值(X_Z)的闭合调节回路。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于取决于所述放电灯的能预设的运行参数来预定所述目标值(X_Z)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有用于测定所述测量值(X)的时间上的变化的装置，其中，所述评估装置设计用于取决于所述测量值的所述时间上的变化来测定所述评估系数(Y₁，Y₂)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述用于测定所述测量值(X)的时间上变化的装置设计用于在检测和评估所述测量值时使用非线性的时间比例。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述评估系数(Y₁，Y₂)与所述电极几何形状的状态的变化强度相关联。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述控制装置中，至少两个所述电流波形(W₁，W₂)的至少相应的所述极性走向(K₁，K₂)与相应所属的所述评估系数(Y₁，Y₂)一同存储在表格(Tab)中，其中，至少包括相应的所述极性走向(K₁，K₂)以及相应所属的所述评估系数的优选的项目在所述表格中根据所述评估系数分类地布置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于，所有在所述表格中存储的评估系数取决于能预设的更新信号来重新测定并且存储在所述表格中，尤其是重新产生所述表格。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于，除了存储所述评估系数(Y₁，Y₂)之外，还存储尤其是所述评估系数的时效说明的形式的有效性指数，并且附加地根据所述有效性指数选择用于所述第二运行间隔的所述电流波形(W₁，W₂)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于，在测定所述评估系数(Y₁，Y₂)时将所述评估系数的历史值计算在内以用于降低含干扰的测量值(X)的影响。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于，在所述装置的第一次运行之后和/或在之前关闭之后的再次运行之后，尤其是在所述装置中更换所述放电灯之后，相对于至少两个所述电流波形(W₁，W₂)中的每个电流波形为相应所属的所述评估系数(Y₁，Y₂)测定一个新的值。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少两个所述电流波形(W₁，W₂)能够分别通过作为时间的函数的无符号的包络曲线走向(I_L)与至少一个数量上恒定的第一矩形信号(R₁)和至少一个数量上恒定的第二矩形信号(R₂)的乘积描述，其中，所述第一矩形信号具有第一基础频率(f₁)并且所述第二矩形信号具有与所述第一基础频率不同的第二基础频率(f₂)。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，至少两个所述电流波形(W₁，W₂)的相应的函数关系能通过相应地确定所述第一矩形信号(R₁)相对于所述包络曲线走向(I_L)的第一时间上的偏差以及通过相应地确定所述第二矩形信号(R₂)相对于所述包络曲线走向(I_L)的第二时间上的偏差来描述。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，至少一个所述第一矩形信号(R₁)和至少一个所述第二矩形信号(R₂)中的一个矩形信号以及描述该矩形信号相对于所述包络曲线走向(I_L)的相应的时间上的关系的参数组被存储在所述控制装置中，其中，所述控制装置设计用于根据存储的所述参数组来产生表征相应的所述极性走向的换向模式(K₁，K₂)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置设计用于提供至少两个所述电流波形(W₁，W₂)的所述评估系数(Y₁，Y₂)的能预设的带宽并且在至少两个所述电流波形(W₁，W₂)的所述评估系数(Y₁，Y₂)进行校正的情况中产生具有极化走向的另外的电流波形，该极化走向没有在至今为止提供的至少两个所述电流波形(W₁，W₂)中存在。

17.一种用于利用交流电尤其出于投影目的运行放电灯的方法，所述放电灯包括第一电极和第二电极，该方法具有以下步骤

提供用于对所述放电灯进行控制的至少两个电流波形(W₁，W₂)，其中，相应的所述电流波形(W₁，W₂)能通过相关于穿过所述放电灯的待控制的灯电流的相应的包络曲线走向(I_L)以及通过相关于待控制的所述灯电流的流动方向的相应的极性走向(K₁，K₂)来描述，

测定与所述放电灯的状态参数相关联的测量值(X)，所述测量值适于实现对所述第一电极和/或所述第二电极的电极几何形状的状态的推断，

其特征在于，

测定评估系数(Y₁，Y₂)，所述评估系数与在利用至少两个所述电流波形(W₁，W₂)中的一个电流波形对所述放电灯进行驱控时的所述第一电极和/或所述第二电极的所述电极几何形状的变化相关联，

相对于至少两个所述电流波形(W₁，W₂)的所属的电流波形存储为至少两个所述电流波形(W₁，W₂)中的所述一个电流波形测定的评估系数(Y₁，Y₂)，以及

在第一运行间隔(22a)中，借助于为此存储的所述评估系数(Y₁，Y₂)为了在跟随所述第一运行间隔的第二运行间隔(22b)中的驱控选择至少两个所述电流波形(W₁，W₂)之一。