[发明专利]投影单元和用于控制投影单元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影单元和一种用于控制投影单元的方法。

背景技术

在现有技术中已知许多投影单元。其中特别是在用于视频投影的投影单元和用于广告应用和娱乐应用的投影单元之间做出区分，用于视频投影的投影单元例如是液晶显示器（LCD）投影单元，数字光处理（DLP）投影单元或者硅基液晶(LCoS)投影单元，它们例如用于视频投影或者数字电影投影，用于广告应用和娱乐应用的投影单元例如是可动头（Movinghead）投影单元或者图形化光学薄板（Gobo）投影单元。这种投影单元通常使用放电灯用于产生光线。

放电灯的放电容器和在电极之间构造的电弧轴向地定位在抛物线的反射器或者椭圆形的反射器内。灯和相关的反射器的装置在下面也称为反射器-灯-装置（Reflektor-Lampen-Anordnung）。在使用椭圆形的反射器时，通常用于光辐射的均匀化的光线积分器连接在该反射器下游。在光线积分器后面跟随的是投影单元的成像元件以及投影光学系统。因此光线从定位在反射器内的放电灯经由孔径发射到投影光学系统。孔径例如在DLP投影机中是光线积分器的光线入射开口的表面。多年来的趋势是投影单元的尺寸越来越小，而孔径的大小也缩小。为了能够继续实现高系统效率，所使用的放电灯的电弧越来越短，也就是说电极间距越来越短。这种趋势也适用于GoBo投影机和数字电影投影。此外，更多地使用的带有越来越高的功率的放电灯。

这里的缺点是，由于电极的磨损在放电灯的运转时间上改变它的反射特征（例如在电极以及电极的光密度分布之间的电弧的空间位置和形状），因此发射的光线的光强分布也相对于孔径改变，因此可以在孔径平面内以及垂直于孔径平面地移动，或者说是变化。这反过来又导致，射入到孔径内的放电灯的光通量部分通常在运转时间上由于这一改变和移动明显地减少，尽管由放电灯发射的总光通量几乎没有改变。

发明内容

与背景技术相反，本发明的目的是提供一种投影单元，通过它的孔径的投影单元的光通量在它的运转时间上相对大。本发明的另一个目的是提供一种用于控制这种投影单元的方法。

该目的在投影单元方面通过权利要求1的特征来实现，在该方法方面通过权利要求14的特征来实现。

特别有利的设计在从属权利要求中。

根据本发明，投影单元具有发射光线的反射器-灯-装置，该装置作为产生光线的元件特别是具有放电灯，例如交流电或者直流电工作的卤素-金属蒸汽灯或者交流电工作的汞超高压灯或者惰性气体高压灯。放电灯布置在在孔径内聚焦的反射器装置内。因此由反射器-灯-装置发射的光线发射到孔径内。放电灯的放电容器可以固定地集成到外部的反射器内并且由该反射器围绕。放电灯优选地轴向地布置在反射器内，例如在带有氙短弧灯的电影投影灯（胶片以及数字的）中情况也是如此。对此可替代的是，放电容器布置在单独的反射器内或者在它的上游，也就是说放电容器不一定必须固定地与反射器连接。放电容器可以相对于反射器轴轴向地或者横向地布置。

设置调节单元，借助该调节单元，所发射的光线的光强分布相对于孔径是可调节的。光强分布的调节根据放电灯的燃烧持续时间来实现和/或设置测量单元，借助该测量单元，光强分布的至少一部分是可检测的，其中根据光强分布的改变或者由此导出的、测量该光强分布的测量单元的调节量或者是由此导出的特性参数实现相对于孔径的光强分布的调节。

这个解决方法具有这一优点，即相对于孔径的光强分布的改变，例如是由于放电灯的电极的磨损，通过借助调节单元调节相对于孔径的光强分布是可平衡的。对于具有较少燃烧持续时间的投影单元，发射的光线的最大光强位于孔径区域内，其中该区域被称为热点。该热点通常在燃烧持续时间上由于投影单元的电极磨损或者电极变形远离孔径，例如一侧地在孔径平面内。通过根据本发明的投影单元，所使用的放电灯的使用寿命并且进而投影装置的使用寿命相对于现有技术可以明显提高，因为热点通过调节单元再次在孔径方向移动。此外，借助根据本发明的解决方案，在大约保持相同的使用寿命内实现投影单元的进一步的超微型化，因为热点通过再调节与孔径相吻合。

调节单元优选地这样调节发射的光线相对于孔径的光强分布，使得光强分布的最大值基本上位于孔径内。

测量单元的优点是至少检测光通量的没有通过孔径发射的部分的光强分布的一部分。这导致，光通量的通过孔径发射的部分基本上没有受到测量单元的干扰，而可以完全地用于投影光学系统。也可以间接地测量光强分布或者是它的一侧的偏移，例如借助温度传感器，该温度传感器测量围绕孔径开口的支架的加热，因为在单侧的光线偏移情况下，相应的一侧被更强烈地加热。