-
Die Erfindung betrifft ein Projektionssystem mit
einem Projektionsdisplay, mindestens einer Lichtquelle, sowie einer
Sensoreinrichtung zur Erfassung und Kompensation von Änderungen
des von der mindestens einen Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms.
-
Als Lichtquelle werden in Projektionssystemen
im allgemeinen eine oder mehrere Hochdruckgasentladungslampen (HID[high
intensity discharge]-Lampe oder UHP [ultra high performance]-Lampe)
verwendet. Diese Lampen können
prinzipiell sowohl mit Gleichstrom, als auch mit Wechselstrom betrieben
werden. Beide Betriebsarten haben Vor- und Nachteile. Während mit
einem Wechselstrom eine schnelle Erosion der Elektroden verhindert
und die Effizienz der Lampe gesteigert werden kann, ist die Bogenentladung
infolge der Polaritätswechsel
häufig instabil,
so dass periodische Helligkeitsschwankungen oder andere Bildstörungen entstehen
können. Auch
bei einer mit Gleichstrom betriebenen Lampe ist es jedoch nicht
auszuschließen,
dass insbesondere gegen Ende der Lebensdauer Instabilitäten der Bogenentladung
zum Beispiel aufgrund eines inzwischen zu großen Elektrodenabstandes auftreten.
-
Zur Sicherstellung einer optimalen
und störungsfreien
Bildqualität
während
der gesamten Lebensdauer einer Entladungslampe sollten deshalb bei
beiden Betriebsarten Sensoren zur Überwachung des abgegebenen
Lichtstroms und zur entsprechenden Kompensation von kurzfristigen
Schwankungen und einem langfristigen Abfall vorgesehen sein.
-
Solche Schwankungen können besonders störend bei
Projektionsdisplays mit einer sequentiellen Farbwiedergabe ("Single Panel Displays") in Erscheinung
treten. Hierzu gehören
zum Beispiel LCOS-Displays, bei denen die drei Grundfarben in Form
von Farbbalken sequentiell über
das Display laufen (vgl. hierzu Shimizu: "Scrolling Color LCOS for HDTV Rear Projection", in SID 01 Digest
of Technical Papers, Vol. XXXII, Seiten 1072 bis 1075, 2001), sowie
SCR-DMD-Projektionsdisplays (vgl. hierzu Dewald, Penn, Davis: "Sequential Color
Recapture and Dynamic Filtering: A Method of Scrolling Color" in SID 01 Digest
of Technical Papers, Vol. XXXII, Seiten 1076 bis 1079, 2001).
-
Zur Erzeugung von Licht mit den drei
Grundfarben weisen diese Systeme einen zwischen der Lichtquelle
und dem Display angeordneten Farbmodulator auf, durch den erhebliche
Helligkeitsschwankungen in dem System verursacht werden können. Dabei
ergibt sich die Schwierigkeit, dass die oben genannten Sensoren
diese Schwankungen nicht aufnehmen dürfen. Vielmehr soll mit den
Sensoren ein Signal erzeugt werden, das im Idealfall proportional zu
dem nach der optischen Integration im zeitlichen Mittel auf das
Display auftreffenden Lichtstrom ist. Da jedoch bei den oben genannten
Projektionssystemen die optische Integration und die Farbmodulation
eng benachbart und miteinander verknüpft sind, ist es relativ schwierig,
eine geeignete Position für
die Sensoren zu finden, in der diese den genannten Lichtstrom störungsfrei
erfassen können.
-
Ein periodisch schwankender oder
während der
Lebensdauer der Lampe abnehmender Lichtstrom kann auch bei Schwarzweiß-Projektionssystemen
zu Bildstörungen
führen
oder zumindest unerwünscht
sein.
-
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt,
besteht deshalb darin, ein Projektionssystem der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem Beeinträchtigungen
der Bildqualität
infolge einer unbeabsichtigten Änderung
des durch die Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms zumindest weitgehend
vermieden werden.
-
Insbesondere soll mit der Erfindung
ein Projektionssystem geschaffen werden, das mindestens eine Hochdruckgasentladungslampe
aufweist, bei dem Beeinträchtigungen
der Bildqualität
durch Schwankungen des abgegebenen Lichtstroms, insbesondere infolge
einer instabilen Bogenentladung, zumindest weitgehend vermieden
werden.
-
Schließlich soll mit der Erfindung
auch ein Projektionssystem mit sequentieller Farbwiedergabe geschaffen
werden, bei dem Farbartefakte infolge einer unbeabsichtigten Änderung
des durch die Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms zumindest weitgehend
vermieden werden, insbesondere wenn als Lichtquelle eine oder mehrere,
mit Wechselstrom betriebene Hochdruckgasentladungslampen eingesetzt werden.
-
Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch
1 mit einem Projektionssystem mit einem Projektionsdisplay, mindestens
einer Lichtquelle, sowie einer Sensoreinrichtung zur Erfassung und
Kompensation von Änderungen
des von der mindestens einen Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms,
die mindestens eine Sensoranordnung zur Erfassung von Lichtanteilen
der Lichtquelle aufweist, die in einen eine Eintrittsfläche einer
optischen Komponente des Projektionssystems umgebenden Bereich gerichtet
sind.
-
Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin,
dass es relativ einfach ist, eine geeignete Position für die Sensoranordnung
in dem Projektionssystem zu finden, in der die genannten Lichtanteile erfasst
werden können.
-
Weiterhin hat sich überraschenderweise
gezeigt, dass eine hohe Korrelation zwischen diesen Lichtanteilen
und denjenigen Lichtanteilen besteht, die tatsächlich zur Bilderzeugung dienen.
Dies hat zur Folge, dass die übliche
Schwankungsbreite der Bildhelligkeit, die zum Beispiel durch eine
instabile Bogenentladung hervorgerufen werden kann und bis zu etwa
10 Prozent beträgt,
auf eine Schwankungsbreite von etwa 1 Prozent reduzierbar ist, die
nicht mehr als sichtbar angesehen werden kann.
-
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung zum Inhalt.
-
Mit den Ausführungen gemäß den Ansprüchen 2 und 3 können die
mit der Sensoranordnung erfassten Schwankungen des Lichtstroms relativ
einfach kompensiert werden.
-
Die Ansprüche 4 bis 7 beinhalten bevorzugte Ausführungsformen
der Sensoranordnung, mit denen die genannten Lichtanteile besonders
störungsfrei
erfasst werden können.
-
Anspruch 8 beinhaltet eine optische
Komponente, um deren Eintrittsfläche
die Sensoranordnung bevorzugt positioniert wird.
-
Anspruch 9 beschreibt schließlich ein
zur Anwendung mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung besonders
geeignetes Projektionssystem.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
anhand der Zeichnung. Es zeigt:
-
1 einen
prinzipiellen Aufbau eines Farb-Projektionssystems in Seitenansicht;
-
2 eine
erste Ausführungsform
in einer Ansicht gemäß Pfeil
A in 1;
-
3 verschiedene
Verläufe
von Lichtintensitäten
in der Brennebene einer Lampe;
-
4 verschiedene
Korrelationen zwischen den Änderungen
von Sensorsignalen und tatsächlichen
Intensitätsänderungen;
-
5 eine
zweite Ausführungsform
in einer Ansicht gemäß Pfeil
A in 1; und
-
6 eine
dritte Ausführungsform
in Seitenansicht.
-
Die Erfindung soll nachfolgend anhand
eines Projektionssystems mit einem SCR-DMD (Sequential Color Recapture – Digital
Micro Mirror)-Display beschrieben werden. Der Aufbau und die Funktionsweise
eines solchen Projektionssystems sind in dem Artikel "Sequential Color
Recapture and Dynamic Filtering: A Method of Scrolling Color" von Dewald, Penn, Davis
in SID 01 Digest of Technical Papers, Vol. XXXI, Seiten 1076 bis
1079, 2001 ausführlich
erläutert. Dieser
Artikel soll durch Bezugnahme zum Bestandteil dieser Beschreibung
gemacht werden.
-
1 zeigt
den prinzipiellen Aufbau des Beleuchtungsteils eines solchen Projektionssystems. Dabei
sind eine Lichtquelle 10 mit einem Reflektor 10a sowie
wesentliche optische Komponenten dargestellt, nämlich ein Stabintegrator (Lichtresonator) 11,
ein Farbrad 12, eine Relay-Linse (Projektionsoptik) 13 und
ein DMD-Display 20, das über eine Ansteuereinrichtung 20a angesteuert
wird.
-
Die Lichtquelle 10 umfasst
eine oder mehrere Hochdruckgasentladungslampen sowie einen oder
mehrere Reflektoren 10a, mit denen ein Lichtkegel 10b auf
eine Eintrittsfläche
des Stabintegrators 11 gerichtet wird. Zum Betrieb der
Lichtquelle 10 dient eine Leistungsversorgungseinheit 10c.
-
2 zeigt
eine Draufsicht auf die Eintrittsfläche gemäß Pfeil A in 1. Die Eintrittsfläche setzt sich aus einem zentralen
transparenten, im wesentlichen kreisförmigen ersten Bereich 111 sowie
einem diesen umgebenden und verspiegelten zweiten Bereich 112 mit
einer Fläche
von etwa zwei Drittel der gesamten Eintrittsfläche zusammen.
-
Die Größe der Eintrittsfläche wird
so gewählt, dass
die Effizienz der Lichtprojektion optimal ist. Sie ist im allgemeinen
von der Etendue der Lampe und der gesamten Einrichtung abhängig.
-
Der Stabintegrator 11 umfasst
einen hochreflektierenden Mantel 113 aus Glas, der einen
Lichtleiter 114 umschließt. Dieser Lichtleiter kann
durch einen Hohlraum oder ein entsprechendes lichtleitendes Material
gebildet sein. Das in den Lichtleiter 114 eingekoppelte
Licht wird an dem Mantel 113 vielfach reflektiert und bei
ausreichender Länge
des Integrators 11 homogenisiert, so dass an dessen Austrittsfläche eine
im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der
Lichtintensität
erzielt wird.
-
Das Farbrad 12 (Farbmodulator)
weist rote, grüne,
blaue und transparente, jeweils dichroitisch reflektierende Beschichtungen
auf, die in Form eines RGB-Musters von Archimedischen Spiralen angeordnet
sind. Das Muster ist so bemessen, dass jeweils eine oder mehrere
farbige Spirale den Querschnitt der Austrittsfläche des Integrators bedecken. Das
Muster hat die Eigenschaft, dass sich die Grenze zwischen den Farben
rot, grün
und blau mit konstanter Geschwindigkeit in radialer Richtung bewegt, wenn
das Farbrad 12 gedreht wird. Dadurch bewegt sich das RGB-Muster
mit nahezu konstanter Geschwindigkeit über die Austrittsfläche des
Stabintegrators. Der Abstand zwischen der Austrittsfläche des
Stabintegrators 11 und dem Farbrad 12 sollte zur Vermeidung
von Lichtverlusten so klein wie möglich sein.
-
Mit der Relay-Linse 13 wird
schließlich
das RGB-Muster auf das DMD-Display 20 projiziert. Wenn
sich das Farbrad 12 dreht, bewegt sich dieses RGB-Muster
kontinuierlich über
das DMD-Display 20.
-
Dabei werden die beiden Farbkomponenten, die
gerade nicht von der betreffenden Beschichtung des Farbrades 12 hindurchgelassen
werden (d. h. 2/3 der beleuchteten Fläche), zurück in den Stabintegrator 11 reflektiert
und dort durch Mehrfach-Reflektionen
weiter homogenisiert. Beim Erreichen der Eintrittsfläche des
Stabintegrators 11 verlässt
1/3 der Lichtintensität
den Stabintegrator 11 in Richtung auf die Lichtquelle 10,
während
2/3 der Lichtintensität
an dem verspiegelten zweiten Bereich 112 reflektiert und
durch Mehrfach-Reflektionen wieder zu der Austrittsfläche zurückgeleitet
wird. Diese Vorgänge
wiederholen sich mehrere Male, bis sämtliches Licht, das von der
Lichtquelle 10 in die Eintrittsfläche des Stabintegrators 11 eingetreten
ist, entweder zu dem Farbrad 12 gelangt ist oder absorbiert
wurde oder den Stabintegrator 11 durch den ersten Bereich 111 der
Eintrittsfläche
wieder verlassen hat.
-
Das von der Lichtquelle 10 abgegebene
Licht L setzt sich somit aus einem ersten Anteil I, der durch den
transparenten ersten Bereich 111 der Eintrittsfläche in den
Stabintegrator 11 eintritt, einem zweiten Anteil R, der
an dem verspiegelten zweiten Bereich 112 der Eintrittsfläche reflektiert
wird, sowie einem dritten Anteil M zusammen, der nicht auf die Eintrittsfläche gelangt,
sondern von der im allgemeinen schwarzen Umgebung der Eintrittsfläche absorbiert wird.
Folglich gilt: L = I + R + M.
-
Wenn sich nun die in der Eintrittsfläche des Stabintegrators 11 liegende
Brennebene der Lichtquelle 10 verändert oder verschiebt, weil
zum Beispiel die Bogenentladung der betreffenden Entladungslampe
instabil ist, ändern
sich auch die relativen Verhältnisse
der genannten drei Lichtanteile I, R und M.
-
Diese Situation ist in 3 dargestellt. Auf der vertikalen
Achse ist die Lichtintensität
aufgetragen, während
die horizontale Achse entlang eines Durchmessers der Eintrittsfläche des
Stabintegrators 11 gezogen ist. Der zentrale transparente
erste Bereich 111 der Eintrittsfläche liegt etwa zwischen den Werten –0,6 und
+0,6, während
sich der verspiegelte zweite Bereich 112 daran anschließend bis
zum äußeren Umfang
der Eintrittsfläche
bei den Werten –1 und
+1 erstreckt.
-
Die durchgezogene Linie stellt den
Verlauf der Lichtintensität
für den
(Normal-)Fall dar, in dem die Brennebene der Lichtquelle 10 zentral
auf die Eintrittsfläche
des Stabintegrators 11 fokussiert ist. Wenn hingegen die
Bogenentladung zwischen den Elektroden der Entladungslampe aufgrund
von Instabilitäten
in eine andere Position springt, so verändert sich auch die Brennebene,
so dass diese zum Beispiel die durch gestrichelte Linien in 3 angedeutete verschobene
Position einnimmt.
-
Die dadurch verursachte Verminderung
des ersten Lichtanteils I, der durch den transparenten ersten Bereich 111 der
Eintrittsfläche
in den Stabintegrator 11 eintritt, ist zur Vermeidung von
Schwankungen der Bildhelligkeit zu erfassen und zu kompensieren.
-
Eine direkte Erfassung des ersten
Lichtanteils I hat sich aufgrund der Mehrfachreflektionen in dem
Stabintegrator 11 und der Beeinflussung dieses Lichtanteils
durch das Farbrad 12 als nicht möglich bzw. nicht sinnvoll erwiesen. Überraschenderweise hat
sich jedoch gezeigt, dass der dritte Lichtanteil M, der nicht auf
die Eintrittsfläche
des Stabintegrators 11 gelangt, sondern in die die Eintrittsfläche umgebenden
Bereiche gerichtet ist, eine ausreichend hohe Korrelation mit dem
ersten Lichtanteil I aufweist.
-
4 zeigt
diese Zusammenhänge
in einer Grafik, in der auf der vertikalen Achse die Höhe eines Sensorsignals
und auf der horizontalen Achse eine durch den ersten Lichtanteil
I verursachte Helligkeit auf dem Display aufgetragen ist. Die Darstellung zeigt,
dass sich das Signal eines den zweiten Lichtanteil R erfassenden
Sensors bei einer Veränderung des
ersten Lichtanteils I kaum ändert,
während
zwischen der Änderung
des ersten Lichtanteils I und der Änderung des Signals eines den
dritten Lichtanteil M erfassenden Sensors ein nahezu linearer Zusammenhang
besteht.
-
Ferner hat sich gezeigt, dass dieser
letztgenannte lineare Zusammenhang auch dann erhalten bleibt, wenn
nur ein Teil des dritten Lichtanteils M erfasst wird.
-
Zur Erfassung dieses dritten Lichtanteils
M ist gemäß 2 eine Sensoranordnung in
Form einer Mehrzahl von einzelnen Sensoren 30 vorgesehen,
die entlang des Umfangs der Stabintegrators 11, vorzugsweise
im Bereich seiner Eintrittsfläche,
angeordnet und auf die Lichtquelle 10 gerichtet sind.
-
Um einen möglichst linearen Zusammenhang
zwischen der Änderung
des ersten Lichtanteils I und dem Signal der Sensoren, die den dritten
Lichtanteil M erfassen, zu erzielen, sollte der dritte Lichtanteil
M mit möglichst
gleicher Gewichtung entlang des gesamten Umfangs des Stabintegrators 11 erfasst
werden. Gemäß 2 sind die Sensoren 30 deshalb
im wesentlichen gleichmäßig entlang
dieses Umfangs angeordnet.
-
Alternativ dazu kann gemäß der Darstellung in 5 anstelle einer Mehrzahl
von einzelnen Sensoren 30 eine lichtleitende Struktur 31 entlang
des Umfangs des Stabintegrators 11 angeordnet werden, die
zum Beispiel aus einem leicht trüben
Kunststoff gebildet ist. Das auf diese Struktur 31 auftreffende Licht
wird zu einem Teil in die Struktur gestreut und von dieser mit dem
Führungswinkel
der Totalreflektion weitergeleitet, bis es zur Erfassung von dessen
Intensität
auf einen Sensor 32 trifft. Der Sensor 32 befindet
sich dabei im allgemeinen innerhalb der Struktur 31 und
ist in 5 nur zur Verdeutlichung
separat dargestellt. Die Trübung
des Materials, aus dem die Struktur 31 gebildet ist, wird
so gewählt,
dass sich eine gleichmäßige Empfindlichkeit
entlang des Umfangs des Stabintegrators 11 ergibt.
-
6 zeigt
schließlich
eine dritte Ausführungsform
in Seitenansicht entsprechend der 1. Auch
in dieser Darstellung ist die Lichtquelle 10 mit dem Reflektor 10a sowie
dem Stabintegrator 11 zu erkennen, der durch den hochreflektierenden
Mantel 113 und den dadurch umschlossenen Lichtleiter 114 gebildet
ist. Mit der Lichtquelle 10 wird wiederum ein Lichtkegel 10b auf
die Eintrittsfläche
des Stabintegrators 11 gerichtet.
-
Zur Erfassung des dritten Lichtanteils
M ist eine (Lamberti-)Streufläche 33 vorgesehen,
die anstelle der in 5 gezeigten
lichtleitenden Struktur 31 um die Eintrittsfläche des
Stabintegrators 11 gelegt ist, sowie ein seitlich der Lichtquelle 10 und
deutlich außerhalb
ihres Lichtkegels 10b angeordneter Sensor 34.
-
Die Streufläche 33 kann insbesondere
in Form eines Rings mit weißer
Oberfläche
ausgebildet und so angeordnet sein, dass er die Eintrittsfläche des
Stabintegrators 11 umschließt und dadurch zumindest einen
Teil des dritten Lichtanteils M auf den Sensor 34 zurückstreut.
Das Sensorsignal ist dabei proportional zu der Menge des auf den
streuenden Ring auftreffenden Lichtes und damit proportional zu der
Größe des dritten
Lichtanteils M.
-
Der zweite Lichtanteil R, der durch
das an dem zweiten Bereich 112 der Eintrittsfläche zurückreflektierte
Licht entsteht, bleibt ebenso wie solches Licht, das wieder aus
dem ersten Bereich 111 der Eintrittsfläche austritt, innerhalb des
Lichtkegels 10b der Lichtquelle 10, so dass keine
weiteren Maßnahmen
zur Abschirmung des Sensors 34 erforderlich sind.
-
Der Sensor 34 sollte jedoch
auch aus thermischen Gründen
nicht zu nahe an der Lichtquelle 10 montiert werden. Sofern
erforderlich, kann die äußere Fläche des
verspiegelten zweiten Bereiches 112 des Stabintegrators 11 auch
schwarz beschichtet werden.
-
In der Darstellung der 6 ist auch zu erkennen,
dass verschiedene Bereiche der Streufläche 33 unterschiedliche
Abstände
zu dem Sensor 34 aufweisen. Um eine von dem jeweiligen
Abstand unabhängige,
gleiche Empfindlichkeit aller Bereiche der Streufläche 33 für den dritten
Lichtanteil M zu erzielen, wird deren Streucharakteristik vorzugsweise
in Abhängigkeit
von diesem Abstand unterschiedlich gestaltet. Dies kann zum Beispiel
dadurch erreicht werden, dass die von dem Sensor 34 entfernteren Bereiche
eine größere Breite
aufweisen. Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann auch die Dicke
eines streuenden Farbauftrags entsprechend unterschiedlich bemessen
werden.
-
Die gesuchte Größe des ersten Lichtanteils
I, der in den Stabintegrator 11 eintritt, ergibt sich aus der
Höhe des
mit dem oder den Sensoren 30, 32, 34 erfassten
dritten Lichtanteils M durch lineare Interpolation gemäß folgender
Gleichung: I = –(M – b)/a.
-
Die Konstanten a und b sind für den betreffenden
optischen Aufbau durch Versuche zu ermitteln und können dann
für alle
Projektionssysteme mit diesem Aufbau verwendet werden. Die Konstanten sind
zum Beispiel von der Art des reflektierenden zweiten Bereiches 112 in
der Eintrittsfläche,
der Größe und Form
des Stabintegrators 11 sowie der Größe der den Stabintegrator 11 umgebenden
streuenden bzw. rückreflektierenden
Fläche
abhängig.
-
Durch das Minuszeichen in der Gleichung kommt
die Tatsache zum Ausdruck, dass eine Verminderung des ersten Lichtanteils
I zu einer Erhöhung
des dritten Lichtanteils M führt.
-
Schließlich hat sich auch ergeben,
dass für die
tatsächlich
realistische Schwankungsbreite des ersten Lichtanteils I im Bereich
von etwa 10 Prozent der Fehler der gemäß obiger Formel berechneten Änderung
kleiner als etwa ein Prozent ist. Ein so geringer Fehler kann für jede Art
von Projektionssystemen hingenommen werden, da eine Intensitätsänderung
von 1% nicht sichtbar wird und Änderungen
des ersten Lichtanteils I von mehr als 10 Prozent realistischerweise
nicht auftreten.
-
Somit können also mit dem erfindungsgemäßen Projektionssystem
Instabilitäten
der Bogenentladung, die zu Helligkeitsschwankungen des Bildes führen, mit
einem Verhältnis
von mindestens 10:1 unterdrückt
werden.
-
Die Sensoreinrichtung weist neben
den oben beschriebenen Sensoranordnungen 30; 31, 32; 33, 34 zur
Erfassung des dritten Lichtanteils M vorzugsweise eine Schaltung
(nicht dargestellt) auf, mit der mittels der Sensorsignale eine
Kompensation der Schwankungen des von der Lichtquelle 10 abgegebenen
Lichtstroms vorgenommen wird. Zu diesem Zweck ist die Schaltung
so ausgelegt, dass damit die Ansteuereinrichtung 20a des
Projektionsdisplays 20 zur Helligkeitskorrektur der Graustufen
und/oder die Leistungsversorgungseinheit 10c der mindestens
einen Lichtquelle 10 zur Korrektur des abgegebenen Lichtstroms
in der Weise beaufschlagt wird, dass die Bildhelligkeit in geeigneter
Weise nachgeregelt und die Schwankungen damit kompensiert werden.
-
Alternativ dazu kann die Ansteuereinrichtung 20a und/oder
die Leistungsversorgungseinheit 10c natürlich auch so ausgelegt sein,
dass die Sensoren 30; 32; 34 direkt daran
angeschlossen werden können.
-
Bei den obigen Ausführungsformen
wurde davon ausgegangen, dass sich in dem Reflektor 10a eine
Entladungslampe befindet, deren Elektrodenspitzen im wesentlichen
entlang der Reflektor-Längsachse,
das heißt
in Abstrahlrichtung des Lichtes, beabstandet sind. Somit erstreckt
sich auch die Bogenentladung im wesentlichen in diese Richtung,
und ein Springen des Bogens senkrecht dazu führt zu der in 3 gezeigten Verschiebung des Verlaufes
der Lichtintensität
in der Eintrittsfläche
des Stabintegrators.
-
Das erfindungsgemäße Prinzip ist jedoch auch
dann anwendbar, wenn die Elektrodenspitzen in einer Richtung senkrecht
zu der Reflektor-Längsachse
beabstandet sind und sich die Bogenentladung somit im wesentlichen
auch in diese Richtung erstreckt. Dies könnte zum Beispiel durch entsprechende
Anordnung der Elektrodenspitzen in der Lampe oder durch eine um
90 Grad gedrehte Montage der Lampe in dem Reflektor 10a erreicht
werden.
-
In diesem Fall kann eine instabile
Bogenentladung zu einem Springen des Bogens auch entlang der Reflektor-Längsachse
führen.
Dies wiederum hat nicht die in 3 gezeigte
seitliche Verschiebung der Lichtintensität, sondern eine Defokussierung
zur Folge, durch die der Verlauf der in 3 gezeigten durchgezogenen Kurve abgeflacht
und verbreitert wird. Da sich dadurch die Intensität des auf
die erfindungsgemäße Sensoranordnung
eingestrahlten Lichtes im allgemeinen erhöht, können auch in diesem Fall Schwankungen
erfasst und durch die oben beschriebene Ansteuerung des Displays
und/oder der Leistungsversorgungseinheit der Lampe kompensiert werden.
-
Entsprechendes gilt auch dann, wenn
ein zum Beispiel altersbedingter Abfall des von der Lampe abgegebenen
Lichtstroms kompensiert werden soll. Durch einen solchen Abfall
wird der Verlauf der in 3 gezeigten
durchgezogenen Kurve proportional flacher und schmaler, so dass
auch die Intensität des
auf die Sensoranordnung eingestrahlten Lichtes abnimmt. Eine Kompensation
dieser Abnahme ist wiederum durch die Ansteuerung des Displays und/oder
der Leistungsversorgungseinheit der Lampe möglich.
-
Eine Erfassung sowohl von Schwankungen, als
auch eines längerfristigen
Lichtabfalls ist bei ggf. entsprechender zeitlicher Filterung der
Sensorsignale ebenfalls möglich.
-
Wenn schließlich bei der eingangs beschriebenen
Beabstandung der Elektrodenspitzen entlang der Reflektor-Längsachse
auch ein solcher langfristiger Abfall des von der Lampe abgegebenen
Lichtstroms kompensiert werden soll, so bietet sich hierfür die in 2 gezeigte erste Ausführungsform
an, bei der eine Mehrzahl von einzelnen Sensoren entlang des Umfangs
der Eintrittsfläche
des Stabintegrators angeordnet ist.
-
Durch Auswertung der Signale einzelner Sensoren
kann dann der in 3 gezeigte
Fall (Bogenspringen), in dem auf einzelne Sensoren eine höhere und
auf gegenüberliegende
Sensoren eine geringere Lichtintensität einfällt, von dem Fall unterschieden
werden, in dem alle Sensoren infolge einer verminderten Lichtabgabe
der Lampe einer entsprechend geringeren Lichtintensität ausgesetzt
sind. Somit können
auch in diesen Fällen
die beschriebenen Kompensationen vorgenommen werden.