[發明專利]投影單元和用于控制投影單元的方法

在審

• 申請號: 201280038906.1
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103842906A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 諾貝特·馬格
• 申請（專利權）人: 歐司朗有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發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

在現有技術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用和娛樂應用的投影單元之間做出區分，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字電影投影，用于廣告應用和娛樂應用的投影單元例如是可動頭（Movinghead）投影單元或者圖形化光學薄板（Gobo）投影單元。這種投影單元通常使用放電燈用于產生光線。

放電燈的放電容器和在電極之間構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。燈和相關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，通常用于光輻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系統。因此光線從定位在反射器內的放電燈經由孔徑發射到投影光學系統。孔徑例如在DLP投影機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。為了能夠繼續實現高系統效率，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投影機和數字電影投影。此外，更多地使用的帶有越來越高的功率的放電燈。

這里的缺點是，由于電極的磨損在放電燈的運轉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），因此發射的光線的光強分布也相對于孔徑改變，因此可以在孔徑平面內以及垂直于孔徑平面地移動，或者說是變化。這反過來又導致，射入到孔徑內的放電燈的光通量部分通常在運轉時間上由于這一改變和移動明顯地減少，盡管由放電燈發射的總光通量幾乎沒有改變。

發明內容

與背景技術相反，本發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時間上相對大。本發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。

該目的在投影單元方面通過權利要求1的特征來實現，在該方法方面通過權利要求14的特征來實現。

特別有利的設計在從屬權利要求中。

根據本發明，投影單元具有發射光線的反射器-燈-裝置，該裝置作為產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聚焦的反射器裝置內。因此由反射器-燈-裝置發射的光線發射到孔徑內。放電燈的放電容器可以固定地集成到外部的反射器內并且由該反射器圍繞。放電燈優選地軸向地布置在反射器內，例如在帶有氙短弧燈的電影投影燈（膠片以及數字的）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。

設置調節單元，借助該調節單元，所發射的光線的光強分布相對于孔徑是可調節的。光強分布的調節根據放電燈的燃燒持續時間來實現和/或設置測量單元，借助該測量單元，光強分布的至少一部分是可檢測的，其中根據光強分布的改變或者由此導出的、測量該光強分布的測量單元的調節量或者是由此導出的特性參數實現相對于孔徑的光強分布的調節。

這個解決方法具有這一優點，即相對于孔徑的光強分布的改變，例如是由于放電燈的電極的磨損，通過借助調節單元調節相對于孔徑的光強分布是可平衡的。對于具有較少燃燒持續時間的投影單元，發射的光線的最大光強位于孔徑區域內，其中該區域被稱為熱點。該熱點通常在燃燒持續時間上由于投影單元的電極磨損或者電極變形遠離孔徑，例如一側地在孔徑平面內。通過根據本發明的投影單元，所使用的放電燈的使用壽命并且進而投影裝置的使用壽命相對于現有技術可以明顯提高，因為熱點通過調節單元再次在孔徑方向移動。此外，借助根據本發明的解決方案，在大約保持相同的使用壽命內實現投影單元的進一步的超微型化，因為熱點通過再調節與孔徑相吻合。

調節單元優選地這樣調節發射的光線相對于孔徑的光強分布，使得光強分布的最大值基本上位于孔徑內。

測量單元的優點是至少檢測光通量的沒有通過孔徑發射的部分的光強分布的一部分。這導致，光通量的通過孔徑發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系統。也可以間接地測量光強分布或者是它的一側的偏移，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，因為在單側的光線偏移情況下，相應的一側被更強烈地加熱。