(57)【要約】  ＨＩＤランプの垂直方向の文理をほぼ克服する方法及び構造であって、方法は、電弧を真直ぐに生成するための周波数掃引及び２次の長手方向の音響形波動を励起するための固定周波数を決定し及び選択するステップと、２次の長手方向の音響形波動の励起とともに、電弧を真直ぐにする音響形波動を、搬送周波数と共同して励起するステップとを具える。好適例において、励起ステップは、周波数掃引信号及び固定周波数信号の和によって搬送周波数信号を振幅変調する。
2005513739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＩＤランプの垂直方向の分離をほぼ克服する方法であって、
電弧を真直ぐに生成するための周波数掃引信号及び２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数信号を決定し及び選択するステップと、
前記２次の長手方向の音響形波動の励起とともに、電弧を真直ぐにする音響形波動を搬送周波数によって励起するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電弧を真直ぐに生成する周波数が、前記ＨＩＤランプの共鳴スペクトルに対して１次の方位角の音響形波動より上であるとともに１次の半径方向の音響形波動より下の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記周波数掃引信号によって電弧を安定にするとともに混色を行うように、十分高い周波数の前記搬送周波数を選択するステップを更に具えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記励起するステップが、前記周波数搬送信号及び固定周波数信号の和による前記搬送周波数信号の振幅変調を具えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記振幅変調を行う周波数掃引信号の振幅を制御することによって前記電弧を真直ぐにする目安を制御するステップを更に具えることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記固定周波数信号の振幅を制御することによって前記混色の目安を制御するステップを更に具えることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記励起するステップが、前記周波数掃引信号を有する搬送周波数信号と前記固定周波数信号との和をとって、前記電弧を真直ぐにする音響形波動及び２次の長手方向の音響形波動を励起する差電力周波数を取得するステップを具えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記搬送周波数信号の振幅に対する前記周波数掃引信号の振幅を制御することによって前記電弧を真直ぐにする目安を制御するステップを更に具えることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記搬送周波数信号の振幅に対する前記固定周波数信号の振幅を制御することによって前記混色の目安を制御するステップを更に具えることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記励起するステップが、前記搬送周波数信号、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を時間上で任意の順序で連続的に切り替えるステップを具え、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を、前記電弧を真直ぐにし及び混色を行うためにそれぞれ要求される電力周波数の半分とすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記搬送周波数信号の持続時間に対する前記周波数掃引信号の持続時間を制御することによって前記電弧を真直ぐにする目安を制御するステップを更に具えることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記搬送周波数信号の持続時間に対する前記周波数掃引信号の持続時間を制御することによって前記混色の目安を制御するステップを更に具えることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記決定を行うステップが、
前記ＨＩＤランプに対する共振スペクトルを決定するステップと、
前記ＨＩＤランプに対する１次の方位角の音響形波動より上であるとともに前記ＨＩＤランプに対する１次の半径方向の音響形波動より下で前記電弧を真直ぐに生成するために、前記周波数掃引信号の周波数範囲を選択するステップと、
前記混色を生成するために前記固定周波数信号に対する周波数を選択するステップとを具えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
電弧を真直ぐにするＨＩＤランプであって、
イオン化充填物を含む放電容器と、
その放電容器内で前記電弧を真直ぐにする音響形波動を２次の長手方向の音響形波動とともに搬送周波数で励起する励起回路とを具えることを特徴とするＨＩＤランプ。
【請求項１５】
前記励起回路が、
前記電弧を真直ぐに生成するための周波数掃引信号及び前記２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数信号を発生するとともに、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号の和をとる第１構成要素と、
その放電容器内で前記電弧を真直ぐにする音響形波動を２次の長手方向の音響形波動とともに励起するために、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数の和と、搬送周波数信号とを結合する第２構成要素とを具えることを特徴とする請求項１４記載のＨＩＤランプ。
【請求項１６】
前記電弧を真直ぐに生成する周波数が、前記ＨＩＤランプの共鳴スペクトルに対して１次の方位角の音響形波動より上であるとともに１次の半径方向の音響形波動より下の範囲にあることを特徴とする請求項１５記載のＨＩＤランプ。
【請求項１７】
前記第２構成要素が、前記周波数掃引信号によって前記電弧が安定になるとともに混色が行われるように十分高い周波数の搬送周波数信号を発生することを特徴とする請求項１５記載のＨＩＤランプ。
【請求項１８】
前記第２構成要素が、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号の和によって前記搬送周波数信号を振幅変調することを特徴とする請求項１５記載のＨＩＤランプ。
【請求項１９】
前記第２構成要素が、前記電弧を真直ぐにする音響形波動及び２次の長手方向の音響形波動を励起する差電力周波数を取得するために、前記搬送周波数信号及び前記周波数掃引信号と、前記固定周波数信号との和をとることを特徴とする請求項１５記載のＨＩＤランプ。
【請求項２０】
前記第２構成要素が、前記搬送周波数信号、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を時間上で任意の順序で連続的に切り替え、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を、前記電弧を真直ぐにし及び混色を行うためにそれぞれ要求される電力周波数の半分とすることを特徴とする請求項１５記載のＨＩＤランプ。
【請求項２１】
請求項１４〜２０に規定したＨＩＤランプを用いるための励起回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に高強度放電灯の分野に関し、更に詳しくは、そのようなランプの垂直方向の分離を克服に関連した態様に関する。
【背景技術】
【０００２】
細長い円筒形状のセラミックメタルハライド放電ランプに存在する垂直方向の分離をランプの２次の長手方向の音響形波動の励起によって克服できることが、以前から示されている。これに関しては、米国特許番号６，１８４，６３３参照。一例として、４ｍｍＩＤ及び１９ｍｍＩＬの大きさの７０ＷセラミックＨＩＤランプは、１０ｍｓの間に約４５〜５５ｋＨｚの電流周波数掃引で点灯される。このような１０ｋＨｚの周波数掃引は、ランプの１次の方位角の音響形波動より上であるとともに、ランプの１次の半径方向の音響形波動より下である。ランプを安定した状態で点灯するのに加えて、この周波数範囲は、水平方向に点灯される際に電弧を真直ぐにするという重要な利点を有する。２次の長手方向の音響形波動は、２次の長手方向の音響形波動に対応する電力周波数で４５〜５５ｋＨｚの周波数掃引を振幅変調することによって励起される。電圧（又は電流）波形は、ｃｏｓ（２πΔｆ１ｔ）＊［１＋ｍ３ｃｏｓ（２πｆ３ｔ）］であり、この場合、Δｆ１を、４５〜５５ｋＨｚの周波数掃引とし、ｆ３を、振幅変調周波数（本例では、〜２４ｋＨｚ）とし、ｍ３を変調指数（＜１）とする。電圧（又は電流）スペクトルは、＋／−ｆ３（すなわち、２６及び７４ｋＨｚ）に中心がある１０ｋＨｚ幅の二つの側波帯を有する４５〜５５ｋＨｚの周波数掃引となる。これによって、２Δｆ１，２Δｆ１＋／−ｆ３及びｆ３の周波数成分を有するパワースペクトルを生成する。それは、２次の長手方向の音響形波動を励起するｆ３の電力周波数となる（音響共振は周期的なパワー入力によって駆動される。正弦波形に対して、音響共振を励起する電力周波数は、電流周波数の２倍となる。）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
２次の長手方向の音響形波動の周波数は、水銀圧の差、寸法差、化学物質の差等が小さいためにランプ間で数ｋＨｚ変化することができる。混色に対する最適の周波数を、２次の長手方向の音響形波動の予測される周波数の周辺で周波数を調べるとともにランプ電圧を測定することによって見つけることができる。良好な混色が行われる周波数において、ランプ電圧が最大になる。ランプ電圧に基づいて２次の長手方向の音響形波動を見つけるアルゴリズムが開発されており、それは、参照することによってここに組み込まれた米国特許出願番号０９／６２０３５７に開示されている。
【０００４】
２次の長手方向の音響形波動を励起するよう設計された形態の主な問題は、比較的複雑な安定器を必要とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ＨＩＤランプの垂直方向の分離をほぼ克服する方法であって、
電弧を真直ぐに生成するための周波数掃引信号及び２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数信号を決定し及び選択するステップと、
前記２次の長手方向の音響形波動の励起とともに、電弧を真直ぐにする音響形波動を搬送周波数によって励起するステップとを具えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本例の他の態様において、前記電弧を真直ぐに生成する周波数が、前記ＨＩＤランプの共鳴スペクトルに対して１次の方位角の音響形波動より上であるとともに１次の半径方向の音響形波動より下の範囲にある。
【０００７】
本例の他の態様において、前記周波数掃引信号によって電弧を安定にするとともに混色を行うように、十分高い周波数の前記搬送周波数を選択するステップを更に具える。
【０００８】
本例の他の態様において、前記励起するステップが、前記周波数搬送信号及び固定周波数信号の和による前記搬送周波数信号の振幅変調を具えることを特徴とする。
【０００９】
本例の他の態様において、前記振幅変調を行う周波数掃引信号の振幅を制御することによって前記電弧を真直ぐにする目安を制御するステップを更に具える。
【００１０】
本例の他の態様において、前記固定周波数信号の振幅を制御することによって前記混色の目安を制御するステップを更に具える。
【００１１】
本例の他の態様において、前記励起するステップが、前記周波数掃引信号を有する搬送周波数信号と前記固定周波数信号との和をとって、前記電弧を真直ぐにする音響形波動及び２次の長手方向の音響形波動を励起する差電力周波数を取得するステップを具える。
【００１２】
本例の他の態様において、前記励起するステップが、前記搬送周波数信号、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を時間上で任意の順序で連続的に切り替えるステップを具え、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を、前記電弧を真直ぐにし及び混色を行うためにそれぞれ要求される電力周波数の半分とすることを特徴とする。
【００１３】
本例の他の態様において、前記搬送周波数信号の持続時間に対する前記周波数掃引信号の持続時間を制御することによって前記電弧を真直ぐにする目安を制御するステップを更に具える。
【００１４】
本例の他の態様において、前記搬送周波数信号の持続時間に対する前記周波数掃引信号の持続時間を制御することによって前記混色の目安を制御するステップを更に具える。
【００１５】
本例の他の態様において、前記決定を行うステップが、
前記ＨＩＤランプに対する共振スペクトルを決定するステップと、
前記ＨＩＤランプに対する１次の方位角の音響形波動より上であるとともに前記ＨＩＤランプに対する１次の半径方向の音響形波動より下で前記電弧を真直ぐに生成するために、前記周波数掃引信号の周波数範囲を選択するステップと、
前記混色を生成するために前記固定周波数信号に対する周波数を選択するステップとを具える。
【００１６】
本例の他の態様において、ＨＩＤランプは円筒対称を有する。
【００１７】
本例の他の態様において、ＨＩＤランプは、セラミック壁を有する放電容器を有する。
【００１８】
本例の他の態様において、電弧を真直ぐにするＨＩＤランプであって、
イオン化充填物を含む放電容器と、
その放電容器内で前記電弧を真直ぐにする音響形波動を２次の長手方向の音響形波動とともに搬送周波数で励起する励起回路とを具える。
【００１９】
本例の他の態様において、前記第２構成要素が、前記周波数掃引信号によって前記電弧が安定になるとともに混色が行われるように十分高い周波数の搬送周波数信号を発生する。
【００２０】
本例の他の態様において、前記第２構成要素が、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号の和によって前記搬送周波数信号を振幅変調する。
【００２１】
本例の他の態様において、前記第２構成要素が、前記電弧を真直ぐにする音響形波動及び２次の長手方向の音響形波動を励起する差電力周波数を取得するために、前記搬送周波数信号及び前記周波数掃引信号と、前記固定周波数信号との和をとる。
【００２２】
本例の他の態様において、前記第２構成要素が、前記搬送周波数信号、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を時間上で任意の順序で連続的に切り替え、前記周波数掃引信号及び前記固定周波数信号を、前記電弧を真直ぐにし及び混色を行うためにそれぞれ要求される電力周波数の半分とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
音響形波動が減衰される超短波（ＶＨＦ）でのランプの点灯は、安定器に対して利点を提供する。ＶＨＦにおいて、安定器は、典型的な低周波（＜１０００Ｈｚ）安定器に比べて小型かつ廉価になることができる。しかしながら、ランプの点灯性能における任意の不都合が、ＶＨＦにおいて存在する。例えば、直立で点灯される細長いランプにおいて、メタルハライド成分の分離が存在し、これによって、互いに相違する空間的な方向で非常に異なる色温度が発生し、又は垂直方向の効率が水平方向に比べて減少する。
【００２４】
細長いＨＩＤランプの垂直方向の分離を搬送周波数を用いてほぼ克服する方法を見つけた。ＨＩＤランプの垂直方向の分離をほぼ克服する方法は、電弧を真直ぐ生成する周波数掃引及び２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数を決定し及び選択するステップと、電弧を真直ぐにする音響形波動及び２次の長手方向の音響形波動を、搬送周波数によって励起するステップとを具える。
【００２５】
電弧を真直ぐにする周波数掃引、固定周波数及び搬送周波数を提供する形態を、図１，２に示す。図１，２において、ファンクションジェネレータ（１００，２００）は、周波数掃引を発生する。この周波数掃引は、固定周波数を提供するファンクションジェネレータ（１０２，２０２）の和入力部に供給される。結果的に得られる和の信号は、搬送周波数を発生するファンクションジェネレータ（１０４，２０４）に供給される。ファンクションジェネレータは、到来する和周波数上で算術的な動作を実行し，ＨＩＤランプの電極に印加するようＲＦ増幅器（１０６，２０６）に出力（１０５，２０５）を供給し，これによって、電弧を真直ぐにするための音響形波動及び垂直方向の分離をほぼ克服するための２次の長手方向の音響形波動を励起する。算術的な動作は、多様な形態をとることができる。図１に示す好適な実施の形態において、搬送周波数は、電弧を真直ぐに生成するための周波数掃引及び２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数の和によって振幅変調される。図２に示す変形例において、算術的な動作は、搬送周波数、周波数掃引及び固定周波数の和の決定と、垂直方向の分離を十分に減少するとともに電弧を十分に真直ぐにする音響形波動を励起する差電力周波数の使用とを具える。算術的な動作は、搬送周波数，電弧を真直ぐに生成するための周波数掃引、及び２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数を時間中に連続的に切り替えることもできる。本実施の形態において、周波数掃引及び固定周波数はそれぞれ、電弧を真直ぐにするとともに２次の長手方向の音響形波動の励起に必要な電力周波数の半分である。
【００２６】
本発明の重要な態様は、互いに相違する周波数信号を結合する方法に関する。図示した特別なハードウェアは、説明の容易のためのみのものである。周波数信号を結合する他の種々の方法は、当業者に明らかである。したがって、本発明は，ある特定のハードウェア形態に制約されるものではない。搬送周波数を伴う電弧を真直ぐにする音響形波動の励起を更に詳しく説明するために、本発明によって実現し得るＨＩＤランプの一実施の形態に対する焼成を説明する。図３を参照すると、メタルハライドランプは放電容器３を具え、放電容器３の詳細を、図４において断面で示すが，寸法通りではない。放電容器３は、ランプのイオン化充填物を含む放電空間１１を包囲するセラミック壁を有する。好適な実施の形態において、イオン化充填物は、Ｈｇと、所定の量のハロゲン化金属物を含む。ハロゲン化金属物は、典型的には、Ｎａハライドと、Ｔｌ，Ｄｙ及びＣｅハライドのうちの一つ以上を有する。図面中，電極坊４ａ，５ａ及び端部４ｂ，５ｂを有する電極４，５は、距離ＥＡを以って放電空間に配置される。放電容器は、少なくとも距離ＥＡに亘って内径Ｄｉを有する。放電容器は、電流供給導体４０，４１，５０，５１を気密に包囲するセラミック突出プラグによって端部が封止され、これら導体は、放電空間から離間した一端付近の溶融セラミック化合物によって気密に放電容器に配置された電極４，５に接続する。放電容器３は、口金２を端部に設けた外側エンベロープ１によって包囲される。ランプの点灯状態において、電極４，５間で放電が生じる。電極４は、電流導体８を通じて，口金２の一部を形成する第１の電気的なコンタクト部に接続される。電極５は、電流導体９を通じて，口金２の一部を形成する第２の電気的なコンタクト部に接続される。図示したメラルハライドランプは、参照することによってここに組み込まれる米国特許番号６，３００，７２９で更に詳細に説明される電子的な安定器、磁気的な安定器又は他の簡便な安定器によって点灯される。ＨＩＤランプの既に説明した形態は、本発明を説明するために設けたものであり、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００２７】
イオン化充填物の化学的物質を種々の形態で実現することができる。本発明は、実施の形態で開示したものに限定されない。
【００２８】
図３，４に示すタイプの細長いセラミックＨＩＤランプ形態に対して，１次の方位角方向の音響形波動と１次の半径方向の音響形波動との間の高周波掃引でランプが点灯されると、真直ぐな電弧が存在した。しかしながら、ＶＨＦでは、電弧が真直ぐであることが明らかでなかった。また、２次の長手方向の音響形波動が励起されるのと同時に真直ぐな電弧が生じる場合，細長いランプにおいて混色が最も有効に行われた。
【００２９】
既に説明したように、好適な実施の形態において、図１に示すような本発明の方法は、変調されたＶＨＦ搬送波で変調された振幅を利用し、この場合、振幅変調波形は２項の和となる。第１項は、電弧を真直ぐにするための周波数掃引であり、第２項は、２次の長手方向の音響形波動を励起するための固定周波数である。
【００３０】
図１に示す好適な実施の形態の点灯について更に詳しく参照すると、ＶＨＦで安定して７０Ｗ円筒セラミックＨＩＤランプ（ＩＤ及びＩＬがそれぞれ４ｍｍ及び１９ｍｍ）を点灯するとともに、電弧を真直ぐにする周波数掃引及び２次の長手方向の音響形波動に対応する固定周波数の和でＶＨＦを振幅変調する実験において、真直ぐな電弧及び混色が同時に得られた。混色は、ランプ中の色温度の変化から明らかであり、混色に起因するランプ電圧の増大によっても表される。適切な混色は、容器の底部から約１／３の距離での圧縮帯の形成によっても表される。真直ぐな電弧に対して、真直ぐな電弧の周波数の振幅が所定の点より下に減少すると、電弧に歪が生じ、電弧が、下側電極の付近の壁に向かってシフトする。許容し得ない電弧の屈曲の結果、セラミック壁が更に過熱され、アーク管にクラックが生じるおそれがある。
【００３１】
本実施の形態に対する振幅変調周波数は、電弧を真直ぐにするとともに混色を行うのに必要とされる電力周波数（７０Ｗランプに対してそれぞれ９０〜１１０ｋＨｚ及び２４ｋＨｚ）に対応する。電圧（又は電流）波形は、ｃｏｓ（２πｆ１ｔ）＊［１＋ｍ２ｃｏｓ（２πΔｆ２ｔ）＋ｍ３ｃｏｓ（２πｆ３ｔ）］であり、ここで、ｆ１は、ＶＨＦ搬送周波数であり、Δｆ２は、変調指数ｍ２による９０〜１１０ｋＨｚの振幅変調周波数掃引であり、ｆ３は、変調指数ｍ３による２４ｋＨｚの振幅変調周波数である。電圧（又は電流）スペクトルを図５Ａに示し、これは、ｆ１＋／−Δｆ２及びｆ１＋／−ｆ３で測波帯を有する搬送周波数を具える。これによって、２ｆ１，２ｆ１＋／−Δｆ２，２ｆ１＋／−ｆ３，２ｆ１＋／−（Δｆ２＋ｆ３），２ｆ１＋／−（Δｆ２−ｆ３），Δｆ２，ｆ３及びΔｆ２＋／−ｆ３及び２次項の周波数成分を有する図５Ｂに示すパワースペクトル９０〜１１０ｋＨｚのΔｆ２成分によって、真直ぐなアークが生じ、２４ｋＨｚのｆ３成分によって混色が生じる。他の複数の電力周波数成分が存在するとしても、そのほとんどは、２ｆ１の中央にある。減衰又は電弧を真直ぐにすることによって放電を安定する程度に十分高い搬送周波数を選択する場合、２ｆ１の中央にあるこれら他の項は、音響的な不安定を生じない。本例において、搬送周波数を５００ｋＨｚとする。Δｆ２及びｆ３以外の低周波電力項は、Δｆ２＋／−ｆ３におけるものである。米国特許番号６，１８４，６３３に記載された方法にも存在する６６〜８６ｋＨｚ及び１１４〜１３４ｋＨｚの低周波掃引項は、問題を生じない。変調指数ｍ２，ｍ３を共に約０．２とする。
【００３２】
同時に生じる真直ぐな電弧及び２次の長手方向の音響形波動の励起の重要性を、二つの方法で示す。第１例において、５００ｋＨｚの搬送周波数は、真直ぐの電弧の項を加算することなく（ｍ２＝０）２４ｋＨｚで振幅変調される。変調指数ｍ３が非常に大きくなる（＞０．１５）と、電弧は、下側電極付近の壁に向かってシフト（屈曲）する。第２の例において、真直ぐな電弧及び混色は、各々が０．２の変調指数のこれら２項の和を用いて同時に生じる。電弧が真直ぐになり、良好な混色が得られ、すなわち、ランプの色温度が劇的に変化する。変調指数ｍ２が０．１５まで減少し、電弧を真直ぐにする度合いが減少すると、電弧は、アーク管の中央から離間するように動き始める。
【００３３】
参照した上記特許出願に示したアルゴリズムを、２次の長手方向の音響形波動の周波数を見つけるのに使用する。７０Ｗランプは、５００ｋＨｚで点灯されるとともに、電弧を真直ぐするのに対して９０〜１１０ｋHzの周波数掃引及びｍ２＝０．２で振幅変調される。２７ｋＨｚから２１ｋＨｚに下がるよう２次の長手方向の音響形波動を励起する固定周波数は、１００Ｈｚの増分においてｍ３＝０．０５の９０〜１１０ｋＨｚの周波数掃引に加算され、ランプ電圧は、加算された周波数の各々に対して決定される。混色に対応する周波数において、ランプ電圧が増大する。最大電圧に対応する周波数ｆｍａｘが見つかった後、周波数が２７ｋＨｚからｆｍａｘまで減少し、変調指数が増加する。良好な混色が達成され、すなわち、ランプの色温度が約１０００Ｋ減少する。
【００３４】
他の実験において、８ｍｍＩＤ×２８ｍｍＩｌの大きさの２００Ｗランプを、垂直ベースアップ方位においてＶＨＦで点灯する。約３７０〜５００ｋＨｚの搬送周波数範囲において、複数の弱い音響共振が観察される。大抵の不安定性が、下側電極で観察される。最初は安定に見える複数の周波数は、数秒又は数分後に不安定になる。４０〜５０ｋＨｚの周波数掃引及びｍ２≒０．２の振幅変調によって、ランプがＶＨＦの周波数で安定する。その周波数は、電弧を真直ぐにするよう予測される。電弧を真直ぐにすることなく２次の長手方向の音響形波動を励起するための１６ｋＨｚの振幅変調によって、電弧は、下側電極の付近の壁部に向かって歪む。しかしながら、４０〜５０ｋＨｚの周波数掃引及び２次の長手方向の音響形波動を励起するための固定周波数の和による搬送周波数の振幅変調によって、上方から１／３での拡散及び幅広い圧縮帯を伴う安定した放電が得られる。
【００３５】
本発明の第２の実施の形態を示す他の実験において、真直ぐな電弧及び混色は、和周波数及び差周波数を用いたＶＨＦの搬送周波数によって７０Ｗランプ（４ｍｍＩＤ及び１９ｍｍＩＬ）でも示される。図２を参照すると、真直ぐな電弧を容易にするための周波数掃引は、ファンクションジェネレータ２００から得られる。この周波数掃引は、ファンクションジェネレータ２０２の和入力に供給され、垂直方向の分離の問題を意図して周波数掃引を固定周波数に加算する。周波数掃引及び固定周波数の結果的に得られる和は、搬送周波数用のファンクションジェネレータ２０４の和入力に供給される。ライン２０５上の出力は、搬送周波数、周波数掃引及び固定周波数の和となる。和周波数及び差周波数は、三つの関数の和ｆ１＋Δｆ２＋ｆ３の和を具える電圧波形を通じて得られ、この場合、ｆ１をＶＨＦの搬送周波数とし、Δｆ２を周波数掃引とし、ｆ３を固定周波数とする。９個の電力周波数は、２ｆ１，２Δｆ２，２ｆ３，ｆ１＋Δｆ２，ｆ１＋ｆ３，Δｆ２＋ｆ３，ｆ１−Δｆ２（又はΔｆ２−ｆ１），ｆ１−ｆ３（又はｆ３−ｆ１）及びΔｆ２−ｆ３（又はｆ３−Δｆ２）におけるものである。電弧を真直ぐにする周波数に等しいｆ１−Δｆ２（又はΔｆ２−ｆ１）及び２次の長手方向のモード周波数に等しいｆ１−ｆ３（又はｆ３−ｆ１）を選択することによって、真直ぐな電弧及び混色を得ることができる。一例として、ＶＨＦの搬送周波数ｆ１が５００ｋＨｚに等しく、Δｆ２が、５９０〜６１０ｋＨｚの周波数掃引であり、ｆ３が約５２４ｋＨｚであるとき、パワー項Δｆ２−ｆ１は、電弧を真直ぐにする９０〜１１０ｋＨｚとなり、パワー項ｆ３−ｆ１は、混色が生じる２４ｋＨｚとなる。２ｆ１、２Δｆ２，２ｆ３，ｆ１＋Δｆ２、ｆ１＋ｆ３、Δｆ２＋ｆ３における電力項は、１ＭＨｚ以上におけるものであり、この場合、減衰及び／又は電弧の真直ぐにすることによって、放電が安定になる。Δｆ２−ｆ１での電力項は、６６〜８６ｋＨｚの周波数掃引であり、これによって、問題が生じない。Δｆ２及びｆ３の調整は、電弧を真直ぐにすること及び混色をそれぞれ制御する。混色がｆ３とｆ１との差に依存するので、小さい周波数範囲上でｆ１又はｆ３を調整することによって混色を調整することができる。
【００３６】
本発明を実現する第３の実施の形態は、時系列法を具え、この場合、電流（及び電圧）波形を、５００ｋＨｚにおける搬送周波数、真直ぐな電弧を容易にするための４５〜５５ｋＨｚの周波数掃引、及び垂直方向の分離の問題を示す１０ｍｓに亘る１２ｋＨｚの固定周波数との間で切り替える。周波数を、時間の関数として図６に示す。周波数の順序は重要でない。互いに相違する周波数を、１又は複数のファンクションジェネレータによって発生することができる。一実施の形態において、周波数を、ファンクションジェネレータの電圧制御された発振入力及び適切な電圧信号を用いて制御することができる。この実現を用いる実験において、１ＭＨｚ，９０〜１１０ｋＨｚ及び２４ｋＨｚのパワースペクトルが生成される。電弧を真直ぐにする目安は、周波数掃引の持続時間を制御することによって制御され、同時に、混色の目安は、固定周波数の持続時間を制御することによって制御される。１０ｍｓの危難の典型的なシーケンスは、ＶＨＦ搬送波に対して３．５ｍｓであり、電弧を真直ぐにする周波数掃引に対して１．５ｍｓであり、垂直方向の分離の問題に対する固定周波数に対して１．５ｍｓである。このような時系列法を用いることによって、１／３の位置の凝縮による混色が行われる。
【００３７】
真直ぐな電弧及び混色を同時に達成するための２項の和によるＶＨＦの搬送周波数の振幅変調を、これまで説明した三つの方法のうちの最良のものとする。
【００３８】
本発明は、２次の長手方向のモードが１次の方位角のモードの周波数より低いランプにおいて特に適用し得る。
【００３９】
選択した搬送周波数は、垂直方向の文理の問題に対して使用される固定周波数より著しく高い。搬送周波数を、電弧が安定するよう電弧を真直ぐにした後に音響形波動が十分に減衰するよう十分高くする必要がある。
【００４０】
周波数掃引及び／又は固定周波数の振幅の制御を、適切なファンクションジェネレータの手動又は自動の振幅制御の単なる調整を含む種々の周知の方法で達成することができる。
【００４１】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の周波数発生の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の周波数発生の第２の実施の形態のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態を実現するのに使用しうるＨＩＤランプの線形図である。
【図４】図３に示すランプの放電容器の断面である。
【図５】図５Ａは、電弧を真直ぐにするとともに混色を行うために固定周波数及び周波数掃引の和を用いてＶＨＦの搬送周波数の振幅変調における電圧周波数に対する電圧比のグラフであり、図５Ｂは、図５Ａの振幅変調における電圧周波数に対する電力比のグラフである。
【図６】固定周波数及び周波数掃引で交互に変わる搬送周波数の時系列の周波数対時間のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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