专利名称：投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影系统，其包括高压放电投影灯，该投影灯具有包围一放电空间的放电管以及第一和第二主电极，该投影系统还包括镇流电路，以利用AC灯电流操纵该高压放电投影灯。
本发明还涉及一种高压放电投影灯和镇流电路的组合，以及涉及镇流电路。
在开篇段落中提到的用于投影系统的该高压放电投影灯通常称作UHP(超高压)灯。在已知的包括高压放电投影灯的投影系统中，该投影灯具有包围一空间的放电管以及第一和第二主电极，通过利用矩形电流脉冲操纵该投影灯来减少噪声(flatter)，该矩形电流脉冲在矩形脉冲结束处具有超大的电流峰值。适用于这种投影系统的电路可以从US5608294中获知。为了在该投影系统的使用寿命期间达到其持续令人满意的运行所进行的进一步改进，导致利用了非常复杂的灯电流形状，并且因此导致了复杂的电路设置，例如WO00/36882和WO00/36883中公开的投影系统。这些已知投影系统的缺点在于生成灯电流的电路比较复杂，因此相对昂贵。
本发明的目的是提供一种投影系统，其中有效地抑制了工作过程中的噪声，同时该投影系统中的镇流电路比较简单。
因此，在开篇段落中提到的根据本发明的投影系统，其特征在于灯电流具有至少为3MHz的频率。
已经发现，在根据本发明的投影系统中，即使当电流具有比较简单的形状(例如正弦形状)时，也可以有效地抑制噪声。因此该镇流电路可以比较简单。
对于根据本发明的投影系统，已经获得了良好的结果，其中该高压放电投影灯具有天线。优选的是，该天线与第一主电极电连接，并且沿着放电管向第二主电极延伸。
更特别地，已经发现了在根据本发明的投影系统中有效地抑制了噪声，其中第一和第二主电极之间的距离小于或等于1.2mm，优选小于或等于1mm。
更特别地，对于投影系统，在噪声抑制方面获得了良好的结果，其中该灯电流的频率在4到8MHz范围内。
将参照附图解释本发明的实施例。在附图中
图1表示了对于不具有天线的3个UHP灯，镇流电路工作在4MHz电流频率，即8MHz功率频率下时，噪声与跳变/小时的关系曲线图；图2表示了对于具有天线的3个UHP灯，镇流电路工作在4MHz电流频率，即8MHz功率频率下时，噪声与跳变/小时的关系曲线图；图3表示了对于不具有天线的3个UHP灯，镇流电路工作在6MHz电流频率，即12MHz功率频率下时，噪声与跳变/小时的关系曲线图；图4表示了对于具有天线的3个UHP灯，镇流电路工作在6MHz电流频率，即12MHz功率频率下时，噪声与跳变/小时的关系曲线图；图5表示了对于不具有天线的3个UHP灯，镇流电路工作在3.5MHz电流频率下，即7MHz功率频率下时，噪声与跳变/小时的关系曲线图；图6表示了对于具有天线的3个UHP灯，镇流电路工作在3.5MHz电流频率下，即7MHz功率频率下时，噪声与跳变/小时的关系曲线图；图7表示了投影系统的框图。
在图1-6中表示了实验的结果，在这些实验中，利用镇流电路操纵高压放电投影灯，该镇流电路向高压放电投影灯提供频率大于3MHz的AC电流，该投影灯具有包围一放电空间的放电管以及第一和第二主电极。进行了两种实验。第一种实验确定了当利用大于3MHz的频率操纵该高压放电投影灯时，电弧中的噪声比例。第二种更简要的实验给出了当以大于3MHz的频率操纵时，关于该高压放电投影灯的色温和性能的概念。
第一种实验是利用测量高压放电投影灯中电弧噪声的噪声装置来完成的。噪声是光强度变化和平均光强度之间的比率；噪声是以百分比的形式给出的。高压放电投影灯位于插座中，并且指向具有小的盘。在这个孔后方，光学传感器记录光强度。记录了强度的变化，并可以计算出平均强度。测量噪声。
绘制了噪声与每小时跳变次数的关系曲线图，从而建立了一组明确的数据以用于评价。当该电弧跳变时，通过该孔的光强度改变。
以2.5小时为基础，对于3种不同频率测试六个UHP 1.0mm PAR23灯。其中的三个灯具有天线，其它三个没有天线。每次测试运行都将VHF驱动器(＝向灯提供频率大于3MHz的电流的镇流电路)的噪声结果与已知为L驱动器的常规驱动器的结果进行比较，以及与已知为P驱动器的根据US5608294的最新驱动器的结果进行比较，其中L驱动器向灯提供不具有叠加在方波形上的附加电流脉冲的低频方波形电流，同样P驱动器向灯提供具有叠加在方波形上的附加电流脉冲的低频方波形电流。为了消除可能的未知情况，采取了一些措施把三个灯之间的差别计算在内，在每次测试运行之后“调换”这些灯。对于每个频率，每个测试进行三次。这样，使每个灯受到了各种驱动器的操纵。
将相同的驱动器用于每次测试运行中。因此，相同类型的两个驱动器之间的差别不再计算。
具有脉冲的驱动器在电极上生成小点，并使电极变得略微接近。为了减少具有脉冲的驱动器的记忆效应，在利用噪声装置的测试之后，利用L驱动器使所有的灯工作超过一小时。
利用镇流电路的预先研究预测了以大约6MHz开始的可能的稳定工作，该镇流电路生成90Hz的叠加有VHF波纹的方波。6MHz是功率频率并且其对应于3MHz的电流频率。如果说VHF驱动器的频率是3MHz，那么表示电流频率。然而当利用VHF驱动器以3MHz的频率操纵灯时，视觉观察显示出相当大的噪声。这就是为什么选择安全的4MHz来开始测试。在以4MHz的初始测试之后，以6MHz重复该测试，并且又以更小的3.5MHz的值重复该测试。
在图1中，绘制了对于三个不具有天线的UHP灯，以4MHz的频率(即8MHz功率频率)进行的三次测试运行中，噪声与每小时跳变次数的关系曲线图。在图2中，表示了对于装有UV增强器和天线的UHP灯，同样在4MHz的电流频率时的噪声。
图3给出了对于与图1中相同的灯的噪声，然而目前该VHF工作频率为6MHz。图4给出了对于与图2中相同的灯的噪声，VHF工作频率为6MHz。
在图5和图6中，再次绘制了噪声与每小时跳变次数的曲线关系图。该VHF驱动器以3.5MHz工作。图5包含不具有天线和不具有UV增强器的灯的数据。另一方面，图6表示了具有UV增强器和天线的3个灯的数据。
利用具有脉冲的驱动器(P驱动器)和利用不具有脉冲的驱动器(L驱动器)之间的对比是显著的。实际上，不具有脉冲的驱动器的曲线在两种情况下是不合比例(off scale)的(图2和图3)。
同样，利用VHF驱动器测试这些灯。检验VHF工作以确定电弧稳定性是否提高，这表示因为较高的频率，该电弧应保持依附在电极上的相同位置。测试数据导致了令人吃惊的结论，即VHF工作是适合的附图表示了对于发生的大多数电弧跳变，VHF工作的灯的噪声在多个图表中保持在3％以下。
图1到图6中表示的数据清晰地表示了VHF工作适用于投影系统。如果要进行更长的噪声测试，那么一幅图中不同图表之间的不同之处将会消失。
该VHF信号优选大致是正弦的，由于其使得使用相对简单的驱动器电路配置切实可行，从而使本发明极具吸引力。
在图7中表示了根据本发明的投影系统的示意图。该系统具有与电源相连的输入端子1。I是用于生成VHF信号的发生器，该信号在放大器II中放大。III在放大器II和灯100之间提供了电匹配网络。在检测电路IV中检测电流和电压，在控制电路CTRL中通过其获得供给灯的功率。该控制电路CTRL生成用于控制放大器的控制信号，从而以恒定的瓦数操纵灯。在可选实施例中，该控制信号控制发生器。此外提供了小的自感L以使灯电流稳定。在用于所述实验的投影系统中，该自感L的值为14μH。
在所示的实施例中，该灯具有没有天线的放电管10，其被反射器体20围绕。
在后来的实验中，测量以VHF驱动器操纵的UHP灯的色点和光通量。如前面一样，将L驱动器(不具有脉冲)和P驱动器(具有脉冲)进行比较。测试了四个UHP灯，其中包括两个具有天线和UV增强器的灯。该灯被置入一个测量特性的球体中。表1表示了以不同驱动器操纵的不具有天线的两个灯的光通量。表2表示了色点。表3表示了利用不同类型的驱动器操纵的、具有天线和UV增强器的两个灯的光通量，表4包含相应的色点。
表1不具有天线的UHP灯的光通量光通量(lm) 灯1 灯2不具有脉冲的驱动器 74907390具有脉冲的驱动器75407550VHF驱动器 3.5MHz 736072204MHz734071905MHz730071306MHz715068008MHz70306820表2不具有天线的UHP灯的色点色点(x，y) 灯1 灯2xy x y不具有脉冲的驱动器 0.285 0.3010.280 0.305具有脉冲的驱动器0.283 0.3020.280 0.306VHF驱动器 3.5MHz 0.284 0.3020.281 0.3054MHz0.282 0.3020.276 0.3065MHz0.283 0.3020.279 0.3066MHz0.281 0.3020.278 0.3078MHz0.284 0.3020.277 0.305表3具有天线的UHP灯的光通量光通量(lm) 灯1 灯2不具有脉冲的驱动器 75207990具有脉冲的驱动器77907850VHF驱动器 3.5MHz 733076904MHz737076805MHz73307630
6MHz 7175 75008MHz 7200 7400表4具有天线的UHP灯的色点色点(x，y)灯1 灯2x y x y不具有脉冲的驱动器0.284 0.301 0.282 0.299具有脉冲的驱动器 0.285 0.301 0.282 0.299VHF驱动器 3.5MHz 0.283 0.300 0.283 0.3004MHz0.281 0.301 0.280 0.3015MHz0.281 0.301 0.281 0.3016MHz0.280 0.301 0.279 0.3018MHz0.282 0.300 0.282 0.300测试了四种灯。结果表明利用VHF驱动器操纵的UHP灯的色点并不与利用L驱动器或P驱动器操纵的UHP灯的色点相差很多。灯的光通量似乎随着频率的增加而降低。这种趋势会导致的结果是放电灯的性能随着工作频率的增加而降低。然而，已经忽略了线圈(自感)中耗散的功率。在更高的频率下，线圈中的损耗变得更重要。该建立忽略了这个损耗。这可能就是当频率增加时为什么光通量降低的原因。
通过以上描述促使得出了令人惊异的结论，即对于具有减少到可接受水平的低噪声水平，并将发光和颜色性质保持在与现有系统可比拟的水平上的系统来说，投影系统的高压灯的VHF工作是一种具有吸引力的可选方案。
本发明特别关注与已知为UHP类型可比拟的Philips制造的高压放电灯。这些灯具有非常小的几个立方mm的放电管体积。
用于实验的灯全部是UHP类型的，其额定功率为120W，具有内径为4.3mm、外径为9.0mm的石英放电管。电极距离是1mm，放电管的填充物包括用作缓冲气体的Ar，压强约为100mbar，和Hg。在工作过程中，灯中的总压强是200bar或者甚至超过200bar。
权利要求
1.一种投影系统，包括高压放电投影灯，该投影灯具有包围一空间的放电管以及第一和第二主电极，该投影系统还包括镇流电路，以便利用AC灯电流操纵该高压放电投影灯，其特征在于该灯电流具有至少为3MHz的频率。
2.根据权利要求1所述的投影系统，其中该高压放电投影灯具有天线。
3.根据权利要求2所述的投影系统，其中该天线与第一主电极电连接，并且沿着放电管向第二主电极延伸。
4.根据权利要求1所述的投影系统，其中第一和第二主电极之间的距离小于或等于1.2mm。
5.根据权利要求4所述的投影系统，其中第一和第二主电极之间的距离小于或等于1mm。
6.根据权利要求1所述的投影系统，其中该灯电流的频率在4到8MHz范围内。
7.一种高压放电投影灯的组合，其具有包围一放电空间的放电管以及第一和第二主电极，具有镇流电路以便利用ac灯电流操纵高压放电投影灯，所述组合适用于根据权利要求1-6中的一项或多项所述的投影系统中。
8.一种适用于根据权利要求1-6中的一项或多项所述的投影系统中的镇流电路。
全文摘要
本发明涉及一种投影系统和用于这种系统的驱动器。根据本发明，其包括高压放电投影灯，该投影灯具有包围一空间的放电管以及第一和第二主电极，该系统还包括利用AC灯电流操纵该高压放电投影灯的装置，该灯电流的频率至少为3MHz。
文档编号G03B21/14GK1653862SQ03811096
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月16日 优先权日2002年5月17日
发明者P·H·安托尼斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司