投影單元和用于控制投影單元的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種投影單元和一種用于控制該投影單元的方法，投影單元（1）帶有發(fā)射光線的燈（2），特別是放電燈。光線發(fā)射到孔徑（14）內(nèi)。投影單元具有調(diào)節(jié)單元（8，10），通過該調(diào)節(jié)單元所發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布或者說是熱點至少在相對于孔徑的軸（18）的方向（xyz）上是能夠調(diào)節(jié)的。光強(qiáng)分布的調(diào)節(jié)能夠根據(jù)燈的燃燒持續(xù)時間來實現(xiàn)。附加的或可替換的能夠設(shè)置測量單元（20），借助測量單元能夠確定在放電燈（2）的燃燒持續(xù)時間上的熱點和光強(qiáng)分布的改變。如果確定此類改變，則通過調(diào)節(jié)單元（8，10）根據(jù)這種改變實現(xiàn)光強(qiáng)分布以及熱點的位置的調(diào)節(jié)。
【專利說明】投影單元和用于控制投影單元的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種投影單元和一種用于控制投影單元的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中已知許多投影單元。其中特別是在用于視頻投影的投影單元和用于廣告應(yīng)用和娛樂應(yīng)用的投影單元之間做出區(qū)分，用于視頻投影的投影單元例如是液晶顯示器(LCD)投影單元，數(shù)字光處理(DLP)投影單元或者硅基液晶(LCoS)投影單元，它們例如用于視頻投影或者數(shù)字電影投影，用于廣告應(yīng)用和娛樂應(yīng)用的投影單元例如是可動頭(Movinghead)投影單元或者圖形化光學(xué)薄板(Gobo)投影單元。這種投影單元通常使用放電燈用于產(chǎn)生光線。
[0003]放電燈的放電容器和在電極之間構(gòu)造的電弧軸向地定位在拋物線的反射器或者橢圓形的反射器內(nèi)。燈和相關(guān)的反射器的裝置在下面也稱為反射器-燈-裝置(Reflektor-Lampen-Anordnung)。在使用橢圓形的反射器時,通常用于光福射的均勻化的光線積分器連接在該反射器下游。在光線積分器后面跟隨的是投影單元的成像元件以及投影光學(xué)系統(tǒng)。因此光線從定位在反射器內(nèi)的放電燈經(jīng)由孔徑發(fā)射到投影光學(xué)系統(tǒng)?？讖嚼缭贒LP投影機(jī)中是光線積分器的光線入射開口的表面。多年來的趨勢是投影單元的尺寸越來越小，而孔徑的大小也縮小。為了能夠繼續(xù)實現(xiàn)高系統(tǒng)效率，所使用的放電燈的電弧越來越短，也就是說電極間距越來越短。這種趨勢也適用于GoBo投影機(jī)和數(shù)字電影投影。此夕卜，更多地使用的帶有越來越高的功率的放電燈。
[0004]這里的缺點是，由于電極的磨損在放電燈的運轉(zhuǎn)時間上改變它的反射特征(例如在電極以及電極的光密度分布之間的電弧的空間位置和形狀)，因此發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布也相對于孔徑改變，因此可以在孔徑平面內(nèi)以及垂直于孔徑平面地移動，或者說是變化。這反過來又導(dǎo)致，射入到孔徑內(nèi)的放電燈的光通量部分通常在運轉(zhuǎn)時間上由于這一改變和移動明顯地減少，盡管由放電燈發(fā)射的總光通量幾乎沒有改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]與【背景技術(shù)】相反，本發(fā)明的目的是提供一種投影單元，通過它的孔徑的投影單元的光通量在它的運轉(zhuǎn)時間上相對大。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于控制這種投影單元的方法。
[0006]該目的在投影單元方面通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)，在該方法方面通過權(quán)利要求14的特征來實現(xiàn)。
[0007]特別有利的設(shè)計在從屬權(quán)利要求中。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，投影單元具有發(fā)射光線的反射器-燈-裝置，該裝置作為產(chǎn)生光線的元件特別是具有放電燈，例如交流電或者直流電工作的鹵素-金屬蒸汽燈或者交流電工作的汞超高壓燈或者惰性氣體高壓燈。放電燈布置在在孔徑內(nèi)聚焦的反射器裝置內(nèi)。因此由反射器-燈-裝置發(fā)射的光線發(fā)射到孔徑內(nèi)。放電燈的放電容器可以固定地集成到外部的反射器內(nèi)并且由該反射器圍繞。放電燈優(yōu)選地軸向地布置在反射器內(nèi)，例如在帶有氙短弧燈的電影投影燈(膠片以及數(shù)字的)中情況也是如此。對此可替代的是，放電容器布置在單獨的反射器內(nèi)或者在它的上游，也就是說放電容器不一定必須固定地與反射器連接。放電容器可以相對于反射器軸軸向地或者橫向地布置。
[0009]設(shè)置調(diào)節(jié)單元，借助該調(diào)節(jié)單元，所發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布相對于孔徑是可調(diào)節(jié)的。光強(qiáng)分布的調(diào)節(jié)根據(jù)放電燈的燃燒持續(xù)時間來實現(xiàn)和/或設(shè)置測量單元，借助該測量單元，光強(qiáng)分布的至少一部分是可檢測的，其中根據(jù)光強(qiáng)分布的改變或者由此導(dǎo)出的、測量該光強(qiáng)分布的測量單元的調(diào)節(jié)量或者是由此導(dǎo)出的特性參數(shù)實現(xiàn)相對于孔徑的光強(qiáng)分布的調(diào)節(jié)。
[0010]這個解決方法具有這一優(yōu)點，即相對于孔徑的光強(qiáng)分布的改變，例如是由于放電燈的電極的磨損，通過借助調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)相對于孔徑的光強(qiáng)分布是可平衡的。對于具有較少燃燒持續(xù)時間的投影單元，發(fā)射的光線的最大光強(qiáng)位于孔徑區(qū)域內(nèi)，其中該區(qū)域被稱為熱點。該熱點通常在燃燒持續(xù)時間上由于投影單元的電極磨損或者電極變形遠(yuǎn)離孔徑，例如一側(cè)地在孔徑平面內(nèi)。通過根據(jù)本發(fā)明的投影單元，所使用的放電燈的使用壽命并且進(jìn)而投影裝置的使用壽命相對于現(xiàn)有技術(shù)可以明顯提高，因為熱點通過調(diào)節(jié)單元再次在孔徑方向移動。此外，借助根據(jù)本發(fā)明的解決方案，在大約保持相同的使用壽命內(nèi)實現(xiàn)投影單元的進(jìn)一步的超微型化，因為熱點通過再調(diào)節(jié)與孔徑相吻合。
[0011]調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地這樣調(diào)節(jié)發(fā)射的光線相對于孔徑的光強(qiáng)分布，使得光強(qiáng)分布的最大值基本上位于孔徑內(nèi)。
[0012]測量單元的優(yōu)點是至少檢測光通量的沒有通過孔徑發(fā)射的部分的光強(qiáng)分布的一部分。這導(dǎo)致，光通量的通過孔徑發(fā)射的部分基本上沒有受到測量單元的干擾，而可以完全地用于投影光學(xué)系統(tǒng)。也可以間接地測量光強(qiáng)分布或者是它的一側(cè)的偏移，例如借助溫度傳感器，該溫度傳感器測量圍繞孔徑開口的支架的加熱，因為在單側(cè)的光線偏移情況下，相應(yīng)的一側(cè)被更強(qiáng)烈地加熱。
[0013]在本發(fā)明的另一個設(shè)計方案中，設(shè)置控制單元用于控制調(diào)節(jié)單元，其中控制單元根據(jù)由測量單元檢測到的光強(qiáng)分布和/或根據(jù)放電燈的燃燒持續(xù)時間控制調(diào)節(jié)單元。
[0014]更優(yōu)選的是，測量單元具有多個傳感器，它們布置在孔徑的外部，特別是基本上在孔徑平面內(nèi)，因此光通量的沒有通過孔徑發(fā)射的部分以簡單的方式可被測量單元檢測到。測量單元例如涉及光傳感器和/或溫度傳感器和/或照相機(jī)。照相機(jī)測量投影面上的有效光的分布。
[0015]為了調(diào)節(jié)相對于孔徑的光強(qiáng)分布，反射器-燈-裝置的位置和/或放電燈相對于反射器的位置，和/或反射器-燈-裝置和孔徑之間的光學(xué)元件，例如鏡子或者透鏡的位置，和/或孔徑的位置通過調(diào)節(jié)單元是可改變的。
[0016]在一個簡單的設(shè)計方案中，調(diào)節(jié)單元至少具有一個電動機(jī)，特別是步進(jìn)式電機(jī)，為了調(diào)節(jié)光強(qiáng)分布，借助于該步進(jìn)式電機(jī)能夠改變反射器-燈-裝置的位置和/或放電燈的位置相對于反射器的位置和/或光學(xué)元件的位置和/或孔徑的位置。
[0017]調(diào)節(jié)單元可以設(shè)計為偏轉(zhuǎn)單元，為了調(diào)節(jié)光強(qiáng)分布，借助于該偏轉(zhuǎn)單元能夠偏轉(zhuǎn)反射器-燈-裝置的位置和/或放電燈的位置相對于反射器的位置和/或光學(xué)元件的位置和/或孔徑的位置。[0018]投影單元涉及數(shù)字光處理(DLP)投影單元或者液晶顯示器(IXD)投影單元或者硅基液晶(LCOS)投影單元或者圖形化光學(xué)薄板(GoBo)投影單元或者電影投影單元(膠片或者數(shù)字的)。
[0019]投影單元也可以設(shè)計為多燈系統(tǒng)，特別是雙倍或者四倍燈裝置(Doppel-oderVierfachlampenanordnung),即帶有一個,兩個,或者幾個反射器-燈-裝置的系統(tǒng)。
[0020]燈優(yōu)選地具有電極，該電極的幾何形狀通過電子的電極再構(gòu)造方法(再成形方法)，例如在W02010086222，W02008071232或者DE102009006338中所描述的，是可改變的。根據(jù)本發(fā)明的方法現(xiàn)在以簡單的方式實現(xiàn)，根據(jù)再成形方法再次制造光強(qiáng)分布相對于孔徑開口的最佳位置。
[0021]調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地以大約l/10mm的步幅在孔徑平面內(nèi)調(diào)節(jié)相對于孔徑的光強(qiáng)分布。
[0022]用于控制根據(jù)本發(fā)明的投影單元的根據(jù)本發(fā)明的方法具有以下步驟:
[0023]-借助測量單元檢測光強(qiáng)分布的至少一部分，
[0024]-借助用于檢測光強(qiáng)分布的改變的評估單元評估光強(qiáng)分布，
[0025]-借助用于平衡光強(qiáng)分布的改變的調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)發(fā)射的光線相對于孔徑的光強(qiáng)分布，
[0026]和/或具有步驟:
[0027]-借助用于平衡光強(qiáng)分布的改變的調(diào)節(jié)單元根據(jù)使用壽命調(diào)節(jié)發(fā)射的光線相對于孔徑的光強(qiáng)分布。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]接下來參照實施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。圖中示出:
[0029]圖1以示意性的圖示示出根據(jù)第一實施例的投影單元
[0030]圖2以正視圖示出圖1中的投影單元的孔徑
[0031]圖3以示意性的圖示示出在圖2中的孔徑的區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)分布
[0032]圖4以示意性的圖示示出在圖2中的孔徑的區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)分布
[0033]圖5以示意性的圖示示出根據(jù)第二實施例的投影單元
[0034]圖6以示意性的圖示示出根據(jù)第三實施例的投影單元
[0035]圖7以示意性的圖示示出根據(jù)第四實施例的投影單元
[0036]圖8以示意性的圖示示出根據(jù)第五實施例的投影單元
[0037]圖9以正視圖示出圖8中的投影單元的孔徑
【具體實施方式】
[0038]圖1在示意性的圖示中公開了根據(jù)第一實施例的投影單元I。在這里涉及數(shù)字光處理(DLP)投影單元I。這種DLP投影單元在現(xiàn)有技術(shù)下是足夠已知的，因此在下面只示出對于理解本發(fā)明來講重要的部分，和在現(xiàn)有技術(shù)下指出進(jìn)一步的解釋。
[0039]投影單元I使用布置在殼體6內(nèi)的OSRAM P-VIP反射器-燈-裝置作為照明模塊2，由橢圓形的反射器4和在其中軸向地定位的汞蒸氣超高壓燈(沒有示出)組成。這種放電燈例如由出版物DE102008019648A1中已知。燈殼體6與三個電動機(jī)8，10，特別是電動的步進(jìn)式電動機(jī)有效連接，其中在圖1中只示出出兩個電動機(jī)8和10。燈殼體6通過在圖1中左側(cè)的電動機(jī)8在y方向(在圖1中是垂直方向)，通過布置在下方的電動機(jī)10在z方向(在圖1中是水平方向)是可移動的。燈殼體6通過沒有示出的電動機(jī)大約垂直于圖1中的繪圖平面在X方向是可移動的。
[0040]由沒有示出的放電燈發(fā)射的光線經(jīng)由發(fā)射器4基本上在孔徑14的孔徑平面12內(nèi)聚焦?？讖?4形成積分器16的入射開口，該積分器大約與投影單元I的光軸18同軸地布置?？讖?4基本上以工作距離d與反射器4的出射開口隔開，其中孔徑的中點通常布置在光軸18的區(qū)域內(nèi)。測量單元20布置在孔徑14的外部，大約在孔徑平面12內(nèi)，以便檢測由放電燈發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布的改變。測量單元20和孔徑14 一起接下來在圖2中被進(jìn)一步闡釋。
[0041]測量單元20通過電線22與評估和控制單元(ASIC) 24連接。該單元再次通過電線26與電動機(jī)8和10和沒有示出的電動機(jī)連接，以便控制該電動機(jī)。在積分器16和照明模塊2之間布置有傳統(tǒng)的且用于DLP投影單元的普遍的色輪28。
[0042]圖2在正視圖中示出了孔徑14連同圖1中的測量單元20?？讖?4具有大約矩形的帶有兩個長邊和兩個短邊的橫截面。測量單元20具有矩形的支持板30，矩形的孔徑開口 14構(gòu)造在該支持板內(nèi)。支持板30的指向照明模塊2的前側(cè)34大約位于圖1中的孔徑平面12內(nèi)。測量單元20具有四個固定地布置在支持板30上的傳感器36，38，40和42。每一個傳感器36，38，40和42大約中間地布置在支持板30上、在矩形的孔徑14的外部的每一個邊的區(qū)域內(nèi)。其中與孔徑14的間距是非常小的。傳感器36至42因此同樣大約位于在圖1中的孔徑平面12的區(qū)域內(nèi)。
[0043]借助傳感器36至42，由放電燈發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布的一部分是可檢測的。傳感器36至42特別是涉及光傳感器或者溫度傳感器。如果使用光傳感器作為傳感器36至42，每一個傳感器36至42因此測量在時間上的、由放電燈發(fā)射的光線的入射在該傳感器上
的福射量。
[0044]沒有示出的放電燈的輻射特性改變，如在使用壽命過程中典型的，這會導(dǎo)致由于聚焦所產(chǎn)生的，并且布置在孔徑區(qū)域內(nèi)的光線的熱點的移動和擴(kuò)展。結(jié)果是投影單元I的系統(tǒng)效率在更短的使用壽命之后已經(jīng)明顯降低，盡管由放電燈給出的總光量在該時間段內(nèi)只是稍微減少。如果例如由在圖2中上方的傳感器36檢測到的光線的輻射量提高一個特定的值-基于輻射特性的改變-則這由評估和控制單元24檢測到，該單元由此控制電動機(jī)
8,以便燈殼體6連同反射器4和放電燈一起在圖1中的y方向向下移動,從而使由傳感器36檢測到的輻射量下降。燈殼體6由電動機(jī)8在y方向上這么遠(yuǎn)得推移，直至由傳感器36至42檢測到的輻射量基本上是相同的。評估和控制單元24因此在步進(jìn)式電動機(jī)8上給出這么長的脈沖，直至由傳感器36至42檢測到的總輻射量再次被均勻地分布并且呈現(xiàn)最小值。
[0045]替代通過電動機(jī)8和10移動燈殼體6可以考慮的是，通過電動機(jī)調(diào)節(jié)孔徑14和積分器16，以便對熱點和由放電燈發(fā)射的光線的輻射特性的改變作出反應(yīng)。
[0046]如果使用溫度傳感器作為傳感器36至42，則例如導(dǎo)致在圖2內(nèi)上方的傳感器36的方向上的光強(qiáng)分布的改變，也就是說輻射量在該區(qū)域內(nèi)變得更大，為了提高在傳感器36的區(qū)域內(nèi)的溫度，溫度由該傳感器檢測到。評估和控制單元24然后通過電動機(jī)8在圖1中的I方向向下推移燈殼體6，直至由傳感器36至42所測量的溫度基本上再次是均勻的。
[0047]在圖3和4中示例性地示出在孔徑平面12區(qū)域內(nèi)的由圖1中的放電燈發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布。圖3示出放電燈的燃燒持續(xù)時間為Oh (小時)的情況下的孔徑14連同光強(qiáng)分布。孔徑14具有大約5X3.8mm (毫米)的尺寸。通過孔徑射入的光通量為大約145001m(流明)。在圖3的圖像44中示出光強(qiáng)分布的功能曲線圖，該功能曲線圖大約沿著測量線而被測量，該測量線水平地在圖3中大約穿過孔徑14的中心地延伸。圖像46示出了沿著測量線的光強(qiáng)分布的功能曲線圖，該測量線大約在圖3中大約垂直地穿過孔徑14的中心地延伸。可以看出，最大光強(qiáng)的區(qū)域大約是孔徑14的中間。該區(qū)域是所謂的熱點48。
[0048]圖4示出了在放電燈的1700h的燃燒持續(xù)時間之后的在孔徑14的區(qū)域內(nèi)的由放電燈發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布。通過具有大約5X3.8_大小的孔徑的光通量大約為44001m。在圖4的圖像50中示出了光強(qiáng)的功能曲線圖，該光強(qiáng)分布大約沿著測量線被測量，該測量線水平地在圖4中大約在孔徑14的上區(qū)域內(nèi)延伸?？梢钥闯觯鈴?qiáng)分布沿著該測量線基本上是均勻地分布的，從而使熱點在該方向上擴(kuò)展。圖像54示出了沿著測量線的光強(qiáng)分布的功能曲線圖，該測量線大約在圖3中大約垂直地穿過孔徑14的中心地延伸。圖中示出，在孔徑14的上區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)基本上比在下區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)更大。圖3中的熱點48因此在1700h的燃燒持續(xù)時間之后在圖4中向上移動。這種移動由圖2中的傳感器36檢測到，在該傳感器中例如測量提高的光通量或者提高的溫度。熱點48借助圖1和2中所描述的方法再次在孔徑14的中心方向移動，也就是說光強(qiáng)分布的最大值在圖像54中根據(jù)本方法再次位于孔徑14的中點的區(qū)域內(nèi)。在熱點48移動之后通過孔徑14的發(fā)射的光通量明顯更高，大約為 60301m。
[0049]設(shè)計為步進(jìn)式電動機(jī)的圖1中的電動機(jī)8，10和沒有示出的電動機(jī)的步幅為0.1mm是極為有利的。
[0050]圖5在示意性的圖示中示出了投影單元56的第二實施例。與圖1中的投影單元I相區(qū)別的是，燈殼體6不是通過電動機(jī)，確切說是步進(jìn)電動機(jī)調(diào)節(jié)，而是通過偏轉(zhuǎn)單元58來調(diào)節(jié)。燈殼體6的指向積分器16的后方的殼體側(cè)面60在光軸18的區(qū)域內(nèi)與殼體6有效連接。這樣設(shè)計偏轉(zhuǎn)單元58，即它使得殼體6連同反射器4可以圍繞X軸，和/或y軸和/或z軸(參見圖5)偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)單元58通過電線61與評估和控制單元連接。
[0051]在圖6中在示意性的圖示中示出了根據(jù)第三實施例的投影單元62。與上述的實施例相區(qū)別的是，燈殼體6被固定地安置，并且在沒有示出的放電燈和積分器16之間的光路內(nèi)布置有帶有偏轉(zhuǎn)單元66的轉(zhuǎn)向鏡64。積分器16連同孔徑14，測量單元20和色輪28在圖6內(nèi)基本上垂直于光軸18地布置。由沒有示出的放電燈發(fā)射的光線通過轉(zhuǎn)向鏡64轉(zhuǎn)向孔徑14。光強(qiáng)分布的改變，或者說是熱點的改變，參見圖3和4，代替圖1中的電動機(jī)8，10或者圖5中的偏轉(zhuǎn)單元58，通過偏轉(zhuǎn)單元66來平衡，在其中使得轉(zhuǎn)向鏡64圍繞x軸，x軸和/或z軸偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)單元66通過電線68與評估和控制單元24連接。
[0052]圖7在示意性的圖示中示出了根據(jù)第四實施例的投影單元70。這里涉及的是液晶顯示器(LCD)投影單元或者硅基液晶(LCOS)投影單元。這種投影單元在現(xiàn)有技術(shù)下是足夠已知的，因此在下面只示出對于理解本發(fā)明來講重要的部分，和在現(xiàn)有技術(shù)下指出進(jìn)一步的解釋。
[0053]投影單元具有代替例如參見圖1的積分器16的IXD元件72，其中IXD元件72的入射面形成孔徑14。在反射器4和放電燈下游的光路中，光學(xué)元件以透鏡74的形式布置在光軸18上。光學(xué)元件76以極化鏡或者分色鏡的飛眼形式設(shè)置在透鏡74和IXD元件72之間。通過圍繞IXD元件72布置的測量單元20，在IXD元件72處輻射過的光線與上述實施例一致地被檢測。如果光強(qiáng)分布和熱點的位置發(fā)生改變，則透鏡74通過一個或者幾個電動機(jī)78，特別是步進(jìn)式電動機(jī)這樣被調(diào)節(jié)，使得最大的光強(qiáng)和熱點再次大約中間地布置在IXD元件上。電動機(jī)78通過電線80與評估和控制單元24連接。
[0054]在圖8中在示意性的圖示中示出了根據(jù)第五實施例的投影單元82。這里涉及的是圖形化光學(xué)薄板(GoBo)投影單元。這種投影單元在現(xiàn)有技術(shù)下是足夠已知的，因此在下面只示出對于理解本發(fā)明來講重要的部分，和在現(xiàn)有技術(shù)水平下指出進(jìn)一步的解釋。GoBo投影單元82優(yōu)選地用于廣告用途(例如用于公司標(biāo)志或者廣告信息的投影)以及用于娛樂用途，例如可動頭。
[0055]與圖1中的DLP投影單元I相區(qū)別的是，投影單元82不具有積分器16，而是具有孔徑84，GoBo輪86連接該孔徑下游。該孔徑84由具有基本上是圓柱形橫截面的、測量單元92的支持板90的內(nèi)部的圓柱側(cè)面88所限定，它的縱軸大約與光軸18同軸地移動。借助孔徑84與測量單元92間隔開，GoBo輪86之后被連接在其下游。
[0056]在圖9中以正視圖示出了孔徑84連同測量單元92。可以看出孔徑84的圓形的橫截面。測量單元92的支持板90具有圓形的橫截面。傳感器94，96，98和100大約分別布置在支持板90的內(nèi)部的圓柱側(cè)面88和外部的圓柱側(cè)面102之間。傳感器94至100大約互相90°偏移地布置在支持板90上在分度圓(Teilkreis)上。投影單元82的原則上的工作原理與圖1中的第一實施例一致。
[0057]上述圖中的根據(jù)本發(fā)明的投影單元可以特別有利地用于多燈系統(tǒng)中，因為供每一個燈使用的有效孔徑明顯減少，該系統(tǒng)因此尤其對于熱點的移動特別敏感。
[0058]在本發(fā)明的另一個實施例中可想象的是，提供投影單元，它不具有測量單元。在特定的放電燈中實現(xiàn)在燃燒持續(xù)時間上通常在特定的方向，例如與重力相反的熱點的移動。對于這種放電燈，可以根據(jù)放電燈的燃燒持續(xù)時間為了改變光強(qiáng)分布實現(xiàn)投影單元的一部分的移動。作為用于調(diào)節(jié)單元的評估和控制單元的控制脈沖可以使用位置傳感器的測量信號。對于這種投影單元，可以確定“平均的熱點移動作為燃燒持續(xù)時間的功能”類型的曲線，并且燈的位置可以在該曲線基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。
[0059]在另一個實施例中可以想象的是，根據(jù)上述實施例的傳感器為基礎(chǔ)的投影單元與在燈運轉(zhuǎn)中用于優(yōu)化電極的幾何形狀的方法進(jìn)行組合。這種方法例如在W02010/086222A1中公開。這里涉及所謂的用于電極的再成形方法，這將在下面解釋。與電極相對的電極尖端在放電燈的燃燒持續(xù)時間開始時具有最佳的基本幾何形狀，它借助在所謂的出版物中公開的再成形方法在盡可能長的時間間隔內(nèi)保持穩(wěn)定。盡管有再成形方法，但在燃燒持續(xù)時間內(nèi)導(dǎo)致電極的電極尖端和進(jìn)而導(dǎo)致光強(qiáng)，或者說是熱點的改變和移動，這通過根據(jù)本發(fā)明的以傳感器為基礎(chǔ)的投影單元來補償。在長的燃燒持續(xù)時間情況下，電極通常具有強(qiáng)烈碎裂的表面，帶有只是相對小和薄的電極的電極尖端。通過在所謂的出版物中公開的再成形方法，在這種狀態(tài)下實現(xiàn)電極的過熔，其優(yōu)點是，為帶有更有利的幾何形狀的電極尖端的重新出現(xiàn)提供前提條件。在每一個電極的電極頭上的哪一個位置上出現(xiàn)當(dāng)然不能清楚地預(yù)測，因此在該位置上也可以有利地使用以傳感器為基礎(chǔ)的投影單元，以便使熱點再次布置在孔徑的中間。
[0060]在可偏轉(zhuǎn)的投影系統(tǒng)中，例如在娛樂行業(yè)中的效果光設(shè)備中，由于重力影響，根據(jù)放電燈的空間定位改變電極之間的電弧的準(zhǔn)確位置和形狀且進(jìn)而改變光強(qiáng)。因此存在這樣的可能性，使得即使不直接測量光強(qiáng)分布的改變，僅僅根據(jù)效果光設(shè)備的所測量的位置定位(例如通過確定安置角或者借助陀螺儀傳感器)，借助所描述的調(diào)節(jié)相應(yīng)地操控?zé)?反射器-裝置，這樣光強(qiáng)分布的最大值再次位于孔徑開口的內(nèi)部?？梢允褂谜{(diào)節(jié)參數(shù)，根據(jù)各個燈的類型，也根據(jù)工作時間來確定它，并且例如在查閱表(LUT)中作為調(diào)節(jié)量而使用。
[0061]在這里所描述的方法因此適用于基于照明模塊的當(dāng)前的位置定位來平衡弧變形的不利影響，即動態(tài)再調(diào)節(jié)。
[0062]可以想象的是，在上述的實施例中設(shè)置測量單元，它具有光傳感器或者照相機(jī)，它測量到達(dá)投影屏幕上的有效光。
[0063]公開一種具有發(fā)射光線的燈，特別是放電燈的投影單元。光線發(fā)射到孔徑內(nèi)。投影單元具有調(diào)節(jié)單元，通過該調(diào)節(jié)單元所發(fā)射的光線的光強(qiáng)分布，或者說是熱點至少在相對于孔徑的軸的方向上是可調(diào)節(jié)的。光強(qiáng)分布的調(diào)節(jié)可以根據(jù)燈的燃燒持續(xù)時間和/或位置定位來實現(xiàn)。附加的或者可替代的是，可以設(shè)置測量單元，通過該測量單元能夠確定在放電燈的燃燒持續(xù)時間上的熱點，或者說是光強(qiáng)分布的改變。如果確定這種改變，則通過調(diào)節(jié)單元根據(jù)這種改變來實現(xiàn)光強(qiáng)分布，或者說是熱點的位置的調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有反射器-燈-裝置的投影單元，設(shè)計用于在運轉(zhuǎn)中射出光線，其中所述光線發(fā)射到孔徑(14，72，84)內(nèi)，其中，設(shè)置有調(diào)節(jié)單元(8，10 ；58 ；66 ；78 ；)，借助所述調(diào)節(jié)單元能夠調(diào)節(jié)所述發(fā)射的光線相對于孔徑(14，72，84)的光強(qiáng)分布，其中所述光強(qiáng)分布的所述調(diào)節(jié)根據(jù)所述燈的燃燒持續(xù)時間來實現(xiàn)，和/或設(shè)置有測量單元(20，92)，借助所述測量單元能夠測量所述光強(qiáng)分布的至少一部分，其中根據(jù)所述光強(qiáng)分布的改變，實現(xiàn)相對于所述孔徑(14，72，84)的所述光強(qiáng)分布的調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影單元，其中所述調(diào)節(jié)單元(8，10；58 ；66 ；78 ；)調(diào)節(jié)所述發(fā)射的光線相對于所述孔徑(14，72，84)的所述光強(qiáng)分布，使得所述光強(qiáng)分布的最大值基本上位于所述孔徑(14, 72，84)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影單元，其中所述測量單元(20，92)檢測所述光線沒有通過所述孔徑(14，72，84)發(fā)射的部分的所述光強(qiáng)分布的至少一部分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中設(shè)置有用于控制所述調(diào)節(jié)單元(8，10 ；58 ；66 ;78 ;)的控制單元(24)，根據(jù)由所述測量單元(20，92)檢測到的光強(qiáng)分布和/或根據(jù)所述燈的所述燃燒持續(xù)時間控制所述調(diào)節(jié)單元(8，10 ；58 ；66 ；78 ；)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述測量單元(20，92)具有多個傳感器(36至42，94至100)，特別是檢測所述光強(qiáng)分布的光傳感器和/或溫度傳感器和/或照相機(jī)，其中所述傳感器(36至42，94至100)布置在所述孔徑(14，72，84)的外部，特別是基本布置在孔徑平面(12)內(nèi)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中為了調(diào)節(jié)相對于所述孔徑(14，72，84)的所述光強(qiáng)分布，所述燈和/或光學(xué)元件(64，74)，特別是鏡子(64)或者透鏡(74)，和/或所述孔徑(14，72，84) 的位置能夠通過所述調(diào)節(jié)單元(8，10 ；58 ；66 ；78 ；)改變。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述調(diào)節(jié)單元(8，10;78)至少具有一個電動機(jī)(8，10 ;78)，特別是步進(jìn)式電動機(jī)，為了調(diào)節(jié)所述光強(qiáng)分布，能夠借助所述步進(jìn)式電動機(jī)改變所述燈的燈殼體(6)和/或所述光學(xué)元件(74)和/或所述孔徑(14，72，84)的位置和/或所述燈相對于反射器的位置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求1至7任一項所述的投影單元，其中所述調(diào)節(jié)單元設(shè)計為偏轉(zhuǎn)單元(58 ;66)，為了調(diào)節(jié)所述光強(qiáng)分布，能夠借助所述偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)所述燈的所述燈殼體(6)和/或所述光學(xué)元件(64)和/或所述孔徑(14，72，84)和/或所述燈相對于反射器的位置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述投影單元是數(shù)字光處理(DLP)投影單元或者液晶顯示器(LCD)投影單元或者硅基液晶(LCoS)投影單元或者圖形化光學(xué)薄板(Gobo)投影單元。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述投影單元設(shè)計為多燈系統(tǒng)，特別是雙倍或者四倍燈裝置。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述燈具有電極，所述電極的幾何形狀能夠通過再成形方法改變。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述光強(qiáng)分布能夠通過所述調(diào)節(jié)單元相對于所述孔徑(14，72，84)在所述孔徑平面內(nèi)以大約1/10_的步幅調(diào)節(jié)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的投影單元，其中所述放射器-燈-裝置包括放電燈。
14.一種用于控制根據(jù)前述權(quán)利要求的投影單元的方法，具有以下步驟: -借助所述測量單元(20)檢測所述光強(qiáng)分布的至少一部分， -借助用于檢測所述光強(qiáng)分布的改變的評估單元(24)評估所述光強(qiáng)分布， -借助用于平衡所述光強(qiáng)分布的改變的所述調(diào)節(jié)單元(8，10 ；58 ；66 ；78 ；)調(diào)節(jié)所述發(fā)射的光線相對于所述孔徑(14，72，84)的所述光強(qiáng)分布， 和/或包括以下步驟: -根據(jù)所述燃燒持續(xù)時間，借助所述調(diào)節(jié)單元(8，10 ；58 ；66 ；78 ；)調(diào)節(jié)所述發(fā)射的光線相對于所述孔徑(14，72，84)的所述光強(qiáng)分布。
【文檔編號】G03B21/20GK103842906SQ201280038906
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】諾貝特·馬格 申請人:歐司朗有限公司