[发明专利]关断高压放电灯的方法和用于驱动高压放电灯的驱动单元

说明书

本发明涉及一种关断高压放电灯，尤其是汞蒸汽放电灯的方法。而且，本发明涉及一种用于驱动高压放电灯的驱动单元。另外，本发明涉及一种包括高压放电灯和这种驱动单元的图像重现系统，尤其是投影仪系统。

高压放电灯(例如汞蒸汽放电灯)包括由能够耐受高温的材料(例如石英玻璃)构成的外壳。从相反的侧面，由钨构成的电极深入到该外壳中。在下文中也称作“弧管”的外壳包含由一种或者多种稀有气体构成的填充物，在汞蒸汽放电灯的情况下，所述填充物主要由汞构成。通过在电极两端施加高电压，在电极尖端之间产生光弧，然后其可以在较低的电压下维持。由于它们的光学性质，所以为了投影的目的优选地使用高压放电灯。对于这种应用，需要使用尽可能是点状的光源。而且，需要伴随有尽可能自然的光的谱成分的尽可能高的发光强度。用所谓的“高压气体放电灯”或者“HID灯”(高强度放电灯)，尤其是“UHP灯”(超高性能灯)可以最佳地获得这些性质。

存在多种不同的方法点燃这种灯。使用常规的方法，向电极施加大于20kV的高电压浪涌。一些较新的方法以只有5kV的点燃电压工作，具有起到降低期望电压作用的附加“天线”。

所有的这些方法具有这样的问题：在无意中熄灭这种灯之后，用户必须等待相当长的时间-—高达几分钟——才可以将灯再次点燃。这是因为在接通时灯变得非常热，并且弧管中的压力明显上升。弧管中的压力越高，需要的点燃电压越大。因此，在熄灭之后灯必须冷却，直到压力达到可以用通常的点燃电压电平来点燃灯的压力值。

在解决这个问题的努力中，JP2004/319193A描述了一种方法，其中首先将投影仪系统的灯调节到低功率电平，然后以该较低功率电平驱动灯，直到灯已经冷却到这样的点：在关断之后它可以相对较快地重新点燃。在灯以较低功率电平运行的过渡相中，投影仪系统保证将屏幕调节到其中没有图像被投影的状态。在这种过渡相中，如果再次接通灯，则可以重新启动屏幕，并可以快速地增加灯功率，从用户的角度来看，好像非常迅速地再次接通了灯。然而，由于在一定功率下，在弧管中出现某种温度平衡以及由此出现某种压力平衡，所以在最终关断灯之后可以重新点燃灯的速度依赖于过渡相中驱动灯的功率。而且，正如对于普通灯的情况，重新点燃时间依赖于点燃电压的电平。为了还能够用尽可能低的点燃电压重新点燃灯，有利的是，在过渡相中将操作功率维持在尽可能低的电平。另一方面，在过渡相中，不可能正好以任何不加限制的低功率电平驱动灯，而必须是以具有离开可以保持放电弧的最低可能电平一定安全裕度的功率电平驱动。否则，例如由于在灯内部发生的物理过程而出现的电流或者电压的甚至微小偏离也可能导致灯无意中提前熄灭。

因此，本发明的目的是提供一种关断高压放电灯的方法，由此在最终关断灯之前可以将灯调节到最低可能温度。

为此目的，本发明提供了一种关断高压放电灯的方法，该方法包括步骤：将灯功率降低到降低的操作电平，该操作电平能够维持从发光状态到熄灭状态之间的过渡相中电极之间的放电；以降低的操作电平驱动灯，使得灯冷却。根据本发明，在该灯功率降低过程中以及在以降低的操作电平驱动灯的过程中，按照所定义的放电过程稳定性标准来监控灯电压。如果不满足放电过程稳定性标准，则临时地增加灯功率。最后，在允许灯冷却到一定状态的足够持续时间之后，完全切断灯功率，在所述状态下，气压使得灯在熄灭之后使用其“正常的”点燃电路就可以迅速地——最好是立即——重新点燃。

使用这种方法，降低的操作电平基本上是最低可能的操作电平，在该电平下可以维持弧放电。因此，该方法使得可以达到灯的特别低的最终温度，在该温度下灯被熄灭，同时保证灯不在无意中快速地熄灭。

用于驱动高压放电灯的适当驱动单元应当包括用于接收关断请求的关断请求输入端和灯功率控制单元，该灯功率控制单元以这样的方式配置，使得当接收到关断请求时，灯功率降低到能够维持从发光状态到熄灭状态的过渡相中电极之间的放电弧的降低的操作电平，并且以降低的操作电平来驱动，使得灯冷却。另外，根据本发明，驱动单元必须包括监控装置，该监控装置用于在灯功率降低过程中和在以降低的操作电平驱动灯的过程中按照所定义的放电过程稳定性标准来监控灯电压。根据本发明，应当以这样的方式配置驱动单元，使得如果不满足放电过程稳定性标准，则临时地增加灯功率，并且在允许灯冷却到一定状态的足够持续时间之后，完全切断灯功率，在所述状态下，气压使得灯在熄灭之后就可以迅速地——最好是立即——重新点燃。

从属权利要求和随后的描述公开了本发明的特别有益的实施例和特征。