(57)【要約】  特に、ランプの製造後の動作の最初の数時間の放電ランプの動作方法及び回路装置が説明される。方法及び回路装置は、特に、高圧ガス放電ランプ（ＨＩＤ又は高輝度放電ランプ又はＵＨＰ又は超高性能ランプ）に提供される。更に、放電ランプを有する照明装置及びそのような回路装置及び投写型ディスプレイを有する投射系及びそのような照明装置が説明される。異なる動作周波数を有する種々の動作モード間の切り替えは、ランプの燃焼電圧がランプ駆動装置の最低電圧の範囲に降下するのを回避するよう働く。この最低電圧以下では、ランプ駆動装置は、もはやランプを定格出力又は所望の出力で駆動できない。
2007515047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプ動作方法であって、特にランプの製造後の動作の最初の数時間、前記方法では、第１の、通常動作モードは、第１の動作周波数を有し、ランプの燃焼電圧が予め設定可能な第１の限界値Ｕ１より高い（又は等しい）場合に作動し、及び第２の通常動作モードは、第２の、高い動作周波数を有し、ランプの燃焼電圧が前記第１の限界値Ｕ１に達した（又はアンダーシュートした）場合に作動し、及び電極の成長、及び従って特に薄い電極チップの形成により生じる燃焼電圧の降下が制限されるよう選択される、放電ランプ動作方法。
【請求項２】
前記第１の動作周波数は、約５０と約２００Ｈｚの間である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ランプ電流は、不安定なアーク放電を回避するため、前記第１の動作モードにおいて電流パルスを重畳される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２の動作周波数は、前記第１の動作周波数より約２から最大約２０倍高い、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第２の動作周波数は、不安定なアーク放電を回避するため、約３００と約１５００Ｈｚの間の値を有する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１の限界値Ｕ１は、ランプ駆動装置がランプを定格出力又は所望の出力で駆動することが可能な前記ランプ駆動装置の最低電圧より約１０Ｖ高い電圧である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第１の限界値Ｕ１は、ヒステリシスを有する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
第３の動作モードは、前記ランプの前記燃焼電圧が、予め設定可能で前記第１の限界値Ｕ１より低い第２の限界値Ｕ２に達した（又はアンダーシュートした）場合に作動し、前記第３の動作モードでは、前記電極間の放電路は、ランプの少なくとも１つの動作パラメーターの変化により、前記燃焼電圧が前記第２の限界値Ｕ２又は第２の及び第１の限界値Ｕ２、Ｕ１を再び超える（又は達する）まで、長くなる、請求項１記載の方法。
【請求項９】
動作周波数は、前記第２の動作周波数より約２から約１０００倍低い第３の動作周波数である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
動作パラメーターは、前記ランプに印加される直流成分である、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の限界値Ｕ２は、ランプ駆動装置がランプを定格出力又は所望の出力で駆動することが可能な前記ランプ駆動装置の最低電圧より約５Ｖ高い電位である、請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記第２及び／又は第３の動作周波数は、表示システムの影像周波数と同期している、請求項１又は９記載の方法。
【請求項１３】
回路装置であって、前記燃焼電圧を前記２つの限界値の少なくとも１つと比較する比較器、及び前記比較器の出力信号に基づきランプ電流の動作周波数を生成する生成器を有する、前記請求項の何れか１つに記載の方法を実施する回路装置。
【請求項１４】
照明装置であって、高圧ガス放電ランプ及び請求項１３記載の回路装置を有する、照明装置。
【請求項１５】
投写システムであって、投写型ディスプレイ及び請求項１４記載の照明装置を有する、投写システム。
【請求項１６】
コンピュータープログラムであって、プログラム可能なマイクロコンピューター又はマイクロコントローラーで実行された場合、請求項１乃至１２の少なくとも１つに記載の方法を実施するプログラムコード手段を有する、コンピュータープログラム。
【請求項１７】
マイクロコントローラー又はマイクロコンピューター及び請求項１６記載のコンピュータープログラムを有する、請求項１３記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ランプの製造後の動作の最初の数時間の放電ランプの動作方法及び回路装置に関する。
【０００２】
本発明による方法及び本発明による回路装置は、特に、高圧ガス放電ランプ（ＨＩＤ又は高輝度放電、又はＵＨＰ又は超高性能ランプ）に提供される。本発明は更に、放電ランプを有する照明装置及びそのような回路装置及び投写型ディスプレイを有する投射系及びそのような照明装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
放電ランプ、及び特に前記高圧ガス放電ランプでは、特にランプ製造後の動作の最初の数時間に、燃焼電圧が、当該ランプ駆動回路の仕様又は限界値を超えるほど有意な降下を示し、従ってランプがもはや所望の又は定格出力で動作できず、そしてランプの完全な故障の危険さえある事がしばしば観察される。
【０００４】
種々の刊行物から、ランプの燃焼電圧の変化を、ランプの１つ又は複数の動作パラメーターの変化を用いて相殺できる方法が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、特別な形状の電極を有するＨＩＤランプの動作方法を説明している。この方法により、電極チップ間の距離は、ランプの動作周波数の変化を通じて調整又は変化される。この文献によると、特に、ランプは、第１の高い燃焼電圧に達した場合、５０Ｈｚ以下の第１の周波数で動作され、第２の低い燃焼電圧に達した場合、５０から７００Ｈｚの間の第２の周波数で動作される。また、この文献は、第１の周波数は７５０Ｈｚ以上であり、第２の周波数は５０から７００Ｈｚの間と特定している。
【０００６】
両方の基準は、しかしながら、特に電極がこの文献に記載された特定の形状を有さない場合、不利点と危険を有する。一方、動作周波数を５０Ｈｚ以下に減少させると、特別な対策が講じられない限り（例えば特定のパルス波形を有するランプ電圧）、アーク飛散の危険が有意に増加する。一方、約７００Ｈｚより高い周波数の利用は、複数チップが電極に形成され、又は電極が有意に燃焼し後退してしまう結果を招く。
【０００７】
更に、例えば特許文献２から、ランプ電流の変形したパルス波形を用い、電極の成長を止める又は戻す方法が知られている。この方法は、しかしながら、アーク放電が一般に、電極の成長を支援するような動作条件下でのみ特に安定であるという不利点を有する。
【特許文献１】米国特許第２００１／００３８２６７号明細書
【特許文献２】欧州特許第１０５７３７６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従って、以上に説明されたように特にランプの製造後の動作の最初の数時間に、燃焼電圧の降下が、仕様又は少なくとも続く正常動作のためのランプ駆動回路の限界値を超えないよう防止可能な手段により、放電ランプの動作方法及び回路装置を提供する、という目的を有する。
【０００９】
更に、本発明は、以上に説明されたように特にランプの製造後の動作の最初の数時間に、アーク放電の安定性を損なうことなく、燃焼電圧の所与の限界値以下への降下を防止可能な手段により、放電ランプの動作方法及び回路装置を提供する、という目的を有する。
【００１０】
最後に、放電ランプの動作方法及び回路装置は、以上に説明されたように特にランプの製造後の動作の最初の数時間に、所与の限界値以下への燃焼電圧の降下が防止可能な手段により、提供される。この動作方法及び回路装置は、種々のランプ及び／又は電極形状、ランプ構造、科学組成及び放電ランプの圧、温度等のような動作パラメーターを有するランプに対しても適用される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１によると、上述の目的は、特にランプの製造後の動作の最初の数時間の、放電ランプの動作方法を利用し達成される。前記方法では、第１の、通常の動作モードは、第１の動作周波数を有し、ランプの燃焼電圧が予め設定可能な第１の限界値Ｕ１より高い（又は等しい）場合に作動し、及び第２の通常動作モードは、第２の、高い動作周波数を有し、ランプの燃焼電圧が前記第１の限界値Ｕ１に達した（又はアンダーシュートした）場合に作動し、及び電極の成長、及び従って特に薄い電極チップの形成により生じる燃焼電圧の降下が制限されるよう選択される。
【００１２】
上述の目的は、更に請求項１３により、前記方法を実施する回路装置を利用し達成される。前記回路装置は、燃焼電圧を２つの限界値の少なくとも１つと比較する比較器、及び前記比較器の出力信号に基づきランプ電流の動作周波数を生成する生成器を有する。
【００１３】
本発明は、一般に動作の最初の数時間以内（約１から１０００時間、ランプの種類に依存する）の燃焼電圧の前記比較的大きい降下の発生は、この動作の最初の数時間は、電極間距離は比較的小さく、この動作の最初の数時間の後、前記電圧降下が実質的にもう起こらない、又は特定の極限状態の下でしか起こらない程度までこの距離が燃焼により増加するという事実により引き起こされる、という認識に基づく。
【００１４】
上記の解決法のある利点は、ランプ電流は、通常の動作モードで通常の電流パルスを示し、及びランプ電流の第１の動作モードで方形波形を有し、両方の場合に、アーク放電の高い安定性が保護できることである。これは、特にＨＩＤ及びＵＨＰランプで重要である。従って、本発明による方法及び本発明による回路は、特に投射ディスプレイのために設計されるＨＩＤ又はＵＨＰ放電ランプに適する。
【００１５】
更なる利点は、ランプは必要な時に動作電圧を上昇させる動作モードへ切り替えられるだけで、その他の場合は通常の既知の方法で制御され通常の運用年数が達成されるので、放電ランプの運用年数は、実質的に影響されないことである。
【００１６】
最後に、放電ランプ、特にＨＩＤ及びＵＨＰランプの、前記動作の最初の数時間の、比較的高い不良率は、ランプが調光モードで動作する場合でさえ、本発明による解決法により有意に減少される。
【００１７】
従属請求の範囲は、本発明の更なる有利な実施例に関連する。
【００１８】
請求項２乃至７は、第１の限界値と共に、第１及び第２の動作モード又は動作周波数の好適な範囲を有する。
【００１９】
請求項８は、利用されるランプが特定のランプ及び／又は燃焼電圧の特に強力な降下を引き起こす動作パラメーターを有する場合に特に有利な第３の動作モードに関する。
【００２０】
請求項９乃至１２は、第３の動作モード又は動作周波数の好適な範囲を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の更なる詳細、特徴、及び利点は、図を参照し与えられる好適な実施例の説明から明らかであろう。
【００２２】
種々の効果が、互いに向かい合った電極表面の最先端でチップの形成を引き起こす。このようなチップはまた、少なくとも部分的に液体状態にある。このようなチップは、とりわけアーク放電を安定させ、電極の消耗を低減し、電極の温度を低下させるので、実際、多くの利点を有する。しかしながら、電極チップの成長はまた、電極間の空間、つまり放電路が次第に短くなり、特に電極のバーニングバックが無い又は殆ど無い場合に、燃焼電圧が多かれ少なかれ継続的に低下する結果を有する。
【００２３】
この降下の範囲は、種々のランプパラメーター、特に電極及び放電容管の形状、放電ガスの化学組成及び圧力、動作温度、等に依存し、従って異なるランプでは大きな差異を示す。
【００２４】
燃焼電圧の降下を制限するよう、適度な費用でこれら全てのパラメーターを適切な様態に調整する事は、ほぼ不可能である。そして更に、これらパラメーターは、放電ランプの種類により異なるものが選択される。従って、特定のランプの燃焼電圧は、ランプ駆動回路の特定の最低電圧以下になるほど強く降下し、その結果、ランプは定格出力でそれ以上動作できず、又は完全に故障するか又は交換されなければならない。これは、かなりの追加費用を生じる。これは本発明による方法及び本発明による回路装置により、回避することができる。
【００２５】
調査により、ランプ電流は、電極の距離が、電極チップに電極材料が蓄積することにより短くなる時に、一定出力で動作するランプにおいて、増加することが示されている。電極の電力消費の電極チップの長さへの依存度が低く無視できる場合、電力消費は、ランプ電流に比例し、従って電極チップの長さとともに上昇すると考えられる。
【００２６】
電極チップからの熱（特に電極に沿った熱伝導による、及び熱輻射による）の除去は、当該電極形状により実質的に制限される。電極チップの温度は、従って、所与の電流値で電極材料（実質的にタングステン）の融点に達する。実験により、実際に如何なる電極の成長も、溶解電極チップが形成された後はそれ以上観察されないことが示されている。
【００２７】
電極チップの成長が溶解状態により制限される状況では、電極チップの長さは、電極チップの幅又は直径により影響又は制御され得る。薄いチップでは、電極に沿った熱輸送は、厚いチップより効果が弱い。これは、薄いチップの最前面は、電極チップの長さがより短い時に既に融点に達していることを示す。
【００２８】
実験により、電極チップの幅又は直径は、ランプの動作周波数ｆに依存することが示されている。つまり、式ｄ＝ｃ√ｆ［Ｈｚ］にほぼ従う。ここでｃは約２５００から約４０００μｍの間である。
【００２９】
比較的薄く短い電極チップは、従って、ランプの増大した第２の動作周波数により達成できる。第２の動作周波数は、動作電圧が、電極チップの成長の制限により強く降下し過ぎないよう、望ましくは約４００Ｈｚから約１０００Ｈｚの間、又は第１の、通常の動作周波数（例えば、約５０から約２００Ｈｚ）の約２倍から約２０倍である。
【００３０】
しかしながら、特にＵＨＰランプ及び動作周波数が非常に高い場合に、電極が比較的速くバーニングバックし、それによりランプ寿命が短くなる危険がある。これを回避するため、より高い動作周波数は、動作電圧が所与の、第１の限界値Ｕ１以下に降下した場合にのみ作動する。この第１の限界値Ｕ１は、望ましくは、充分大きい距離、例えば最低ランプ駆動電圧Ｕｄｒｉｖｅｒ（この電圧では、駆動装置は依然としてランプを定格出力又は所望の出力で駆動可能である）から約１０Ｖに選択される。つまりＵ１＝Ｕｄｒｉｖｅｒ＋１０Ｖである。
【００３１】
本発明による方法の第１の実施例では、従って、燃焼電圧は、連続的又は所与の時間間隔で、ランプ電流の第１の標準又は通常の動作周波数、例えば約９０Ｈｚ（場合によってはアーク放電を安定化するための重畳パルスを有する）を有する、ランプの第１の通常の動作モードの間に測定され、第１の限界値Ｕ１と比較される。燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１に達する又はアンダーシュートする瞬間、第２の動作周波数、例えば約５００Ｈｚを有する第２の動作モードが作動する。電極チップの更なる成長は制限され、よって、場合によっては減速され又は防止される。燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１に再び達し又は超えた場合、第１の動作周波数を有する第１の動作モードは、再び作動し、そして電極の起こり得る強いバーニングバックの弊害は最小化される。
【００３２】
図１は、例として、燃焼電圧Ｕ［ボルト］の勾配を、定格出力１５０Ｗを有するＵＨＰランプについて、時間Ｔ［分］の関数として示す。約７４Ｖの燃焼電圧の第１の限界値Ｕ１が示される。燃焼電圧がこの第１の限界値Ｕ１より高い限り、ランプは、約９０Ｈｚのランプ電流の周波数及び重畳電流パルス（３．５Ａ、６％）を有する、第１の、通常の動作モードで動作する。燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１へ降下すると、第２の動作周波数、例えば約５００Ｈｚ（電流パルス無し）のランプ電流周波数を有する第２の動作モードが作動する。図から明らかなように、燃焼電圧は、始めに降下し、第１の限界値Ｕ１へ徐々に再び上昇する。最大燃焼電圧降下は、場合により異なるので、第１の限界値Ｕ１は、規定通り、燃焼電圧が、ランプ駆動回路がもはや定格出力又は所望の電力をランプに供給できない最低ランプ駆動電圧以下に降下するのを防ぐために用いられるランプ駆動回路の電力曲線と独立に、少し高め、例えば約７５から８０Ｖにすることが望ましい。
【００３３】
以上に説明されたように、特定のランプ及び／又は動作パラメーターの組み合わせは、燃焼電圧が、動作の最初の数時間に特に強く降下するという結果をランプにもたらす。本方法の第１の実施例は、この可能性を考慮するため、及びそのような場合に、燃焼電圧が最低ランプ駆動電圧以下に降下するのを防ぐため、種々の情報で補完されて良い。
【００３４】
この目的のため、先ず、燃焼電圧の第２の制限値Ｕ２がある。例えば、最低ランプ駆動電圧よりわずか５Ｖ高く設定すると、Ｕ２＝Ｕｄｒｉｖｅｒ＋５Ｖである。
【００３５】
連続的に又は特定の時間間隔で行われる燃焼電圧と第２の限界値Ｕ２の比較により、燃焼電圧がこの第２の限界値に達した又はアンダーシュートしたことが示された場合、ランプの特定の動作パラメーターは、第３の動作モードの作動を通じて変更される。これにより、少なくとも１つの電極のチップの一部が融解又は燃焼により後退する。それにより放電路、つまり電極間距離が、燃焼電圧が再び第２の限界値に達する又は超えるまで、長くなるようにする。
【００３６】
最も単純な場合には、ランプ電流又はランプ出力は、この目的のため短期間、増大する。この第１の案は、しかしながら、ランプ駆動回路が、この第３の動作モードにおいて、既に使用の限界で動作しているので、及び電流の変化により融解した電極材料に影響を与えることが比較的困難なので、一般に望ましくない。
【００３７】
代わりに、少なくとも１つの電極が、ランプ電流を増加させることなく溶解により後退する、第２の案が望ましい。
【００３８】
これは、電極の電力消費は、特にＵＨＰランプでは、陰極フェーズより陽極フェーズで高く、関連要因はまた動作周波数に依存するという事実を利用する。直流動作の場合、陰極と陽極の電力の比は、約０．６であり、約１００Ｈｚの交流動作ではＰｃａｔｈｏｄｅ＜ＰＡＣ＜Ｐａｎｏｄｅを保つ。
【００３９】
第１の動作モードと比較して第３の動作モードにおける陽極フェーズの期間を増大させることを通じ、想定される電極の電力消費を増加させること、及びチップの一部を融解させることが可能である。この第２の案を実現する２つの可能性がある。つまり第１に非常に低い第３の動作周波数におけるランプ動作、第２に直流成分のランプへの印加である。
【００４０】
第３の動作周波数は、約０．１から約３０Ｈｚの間、特に約２０Ｈｚであること、又は第２の動作周波数より、約２から少なくとも約１０００倍、低いことが望ましい。
【００４１】
第３の動作モードの期間は、一般に、約０．１から約１００秒の間、特に１０秒であり、燃焼電圧は、数ボルト程度の大きさで非常に早く上昇する。
【００４２】
図２は、当該燃焼電圧Ｕ［ボルト］の勾配を、重畳電流パルスを有する（曲線Ａ）及び有さない（曲線Ｂ）第１の動作モードにおける１００ＷのＵＨＰランプについて、時間Ｔ［分］の関数として示す。燃焼電圧の第２の限界値Ｕ２は、約６３Ｖに示される。図２から明らかなように、約２０Ｈｚの（第３の動作モードにおける）第３の動作周波数は、この第２の限界値に達すると、約１から約１０秒の期間、作動する。電極チップの一部の融解又はバーニングバックにより達成された電極間距離の増加は、燃焼電圧の有意な上昇をもたらす。
【００４３】
電極チップが高い動作周波数により、例えば第２の動作モードで予め形成された場合、電極は比較的薄く短く、従ってより容易に溶解により後退し得るので、この場合、電極間距離は、特に効果的に増加され得ることを考慮すべきである。
【００４４】
低い周波数（例えば重畳電流パルスを有する９０Ｈｚ）により生成された比較的幅広い部分、及び高い周波数（例えば約５００Ｈｚ）で生成された比較的薄い（先端）部分で構成されるチップを有する電極の場合、更に、この第３の動作モードは、電極チップの薄い部分を実質的に融解し後退させるだけで、特にアーク放電の高い安定性の達成に重要な広い電極の部分は、少なくとも実質的に影響されないままだろう。
【００４５】
図３は、この状況における１５０ＷのＵＨＰランプについて、燃焼電圧Ｕ［ボルト］の勾配を、時間Ｔ［秒］の関数として示す。図３では、前記薄い電極チップは、約６０Ｖの燃焼電圧の第２の限界値Ｕ２に達した時に、重畳電流パルスを有さない２０Ｈｚ又は３０Ｈｚの第３の動作周波数の作動を通じ、融解し後退する。
【００４６】
本願明細書は、第３の動作モードの要求される期間を特に示さない。図４は、第３の動作モードの間の燃焼電圧Ｕ［ボルト］の勾配を時間尺度を拡大して示す。図から、約５Ｖの燃焼電圧の上昇は、第３の動作モードの開始後１秒で、既に達成されていることが明らかである。また第３の動作モード（２０Ｈｚの第３の動作周波数）が終了し、第２の動作周波数が約２６秒後に再開することが示される。
【００４７】
以上に説明されたように、第３の動作モードはまた、第３の動作周波数の代わりとして、直流成分の利用を通じて実現される。
【００４８】
前記直流成分は、望ましくは、最初はある電流方向でランプに印加され、次に他の電流方向で印加され、各方向の時間は、約０．１から約１０秒の間で良い。
【００４９】
最も単純な場合では、第３の動作モードを起動するため第１の、通常の動作モードで行われるランプ電流整流を抑制し、又は整流の切り替え周期が変化するという観点から、直流成分が生成される。
【００５０】
この第３の動作モードは、従って、燃焼電圧がランプ駆動装置の下限値（つまり、予め適切に設定された第２の限界値Ｕ２）に達する又はアンダーシュートする場合に、燃焼電圧の急速な上昇を達成するために、特に有利である。
【００５１】
放電ランプを駆動する特に望ましい方法では、第２及び第３の動作モードは、以下のように組み合わせて利用される。
【００５２】
第１の限界値Ｕ１が適切に選択されると、第２の動作モードの大部分のランプについて、当該ランプ駆動装置の仕様を超えて燃焼電圧が降下するのを防ぐことができる。これは、電極の更なる成長が、第２の動作モードにおいて、制限され、場合によっては減速又は防止されることで達成される。
【００５３】
特定のランプ及び／又は第２の限界値Ｕ２に達すると燃焼電圧を再び第２の又は第１の限界値より上に上昇させるよう第３の動作モードを１又は数秒間起動する動作パラメーターのために、切り替えが第２又は第１の動作モードへ規定通り再び行われると直ぐに、燃焼電圧が、特に急速に及び強く降下する場合は比較的少ない。
【００５４】
この第３の動作モードは、非常に効果的に利用することができる。第２の動作モード（又は対応するランプ状態）は、比較的小さい直径の電極チップを生成させることができ、電極チップは、比較的容易に及び効果的に第３の動作モードで融解し後退又は除去され、一方、大きい直径の隣接する電極部分は、少なくとも実質的に不変のままである。
【００５５】
図５は、例として、燃焼電圧Ｕ［ボルト］の勾配を、定格出力１５０Ｗを有するＵＨＰランプについて、時間Ｔ［分］の関数として示す。約６８Ｖの第１の限界値Ｕ１、及び約６０Ｖの第２の限界値Ｕ２が示される。この図から特に明らかなように、第２の限界値Ｕ２に達すると、約１０秒間（２０Ｈｚ）、第３の動作モードの起動後、燃焼電圧は比較的急に上昇する。燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１より高い限り、第１の動作モードが動作する。第２の動作モードは、第１及び第２の限界値の間の燃焼電圧で作動する。
【００５６】
図６は、図５と同じランプについて、燃焼電圧の勾配を時間Ｔの関数として示す。図から明らかなように、燃焼電圧はもはや降下しないが、図５の１５０Ｗと対照的に、１８０Ｗに増大した出力で動作するランプにおいて、第２の動作モードで徐々に上昇する。これは、基本的に、この場合、５００Ｈｚの第２の動作周波数における電極成長は、少なくとも実質的に止められるという事実に基づく。図５に示されるこの状況は、ランプが１５０Ｗで再び動作する場合、つまり調光される場合、実質的に再び生じる。
【００５７】
第２及び第２の動作モードの間の頻繁な切り替えを避けるため、ヒステリシスが設定されることが望ましい。これは、例えば、燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１へ降下した時、第２の動作モードが実際に起動するが、燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１より再び約２Ｖ高くなるまで第１の動作モードへ戻らないことにより達成されて良い。
【００５８】
第２及び第３の動作モードの間の頻繁な切り替えは、第１の限界値Ｕ１が比較的高く（図１に示されるように、Ｕ１＝７４Ｖ）選択される、及び／又は第２の限界値Ｕ２が比較的低く選択されることにより防止される。
【００５９】
例えば、変化、つまり第２の限界値のＵ２＝６０ＶからＵｓ＝５０Ｖへの降下は、図７に示される燃焼電圧の勾配を生じる。
【００６０】
留意すべき点は、特に、本発明による方法又は本発明による回路装置の投射系における照明装置の高圧ガス放電ランプへの利用を考慮すると、電極は、３つの全ての動作モードで常に融解電極チップを有するので、不安定なアーク放電又はアーク飛散が防止され得ることである。
【００６１】
第１の動作モードでは、これは、ランプ電流の、又はそれに重畳された電流パルスの既知のパルス波形により実質的に達成される。第２の動作モードでは、電極の端に成長する薄いチップは、ランプ電流が電流パルスを有さない場合も、常に先端が融解した構造を有する。第３の動作モードでは、融解し後退するべき電極チップは、基本的に溶融状態である。
【００６２】
図８は、本発明による方法を実施する回路装置の実施例を示す。
【００６３】
回路は、ダウンコンバーター１０に電力を供給し、例えば直流３８０Ｖの供給電圧Ｕ０を有する電源を有する。コンバーター１０の出力は、バッファコンデンサＣＢを経由し、整流段１１へ接続される。整流段１１は、接続されたランプを点灯及び動作する点灯段１２へ電力を供給する。
【００６４】
バッファコンデンサＣＢに印加される電圧はまた、分圧抵抗Ｒ１／Ｒ１を経由し、燃焼電圧を監視し及び燃焼電圧を前記限界値（及び更に図１０の機能）と比較する比較器１４へ供給される。比較器１４の第１の出力信号は、ランプ電流の動作周波数を生成する生成器１５へ供給される。電流は、次に整流段１１へ供給される。比較器１４の第２の出力信号は、ダウンコンバーター１０の電流波形を生成する生成器１６へ供給される。
【００６５】
図９は、電源Ｐ及びバッファコンデンサＣＢを有するダウンコンバーター１０を詳細に示す。
【００６６】
ダウンコンバーター１０は、スイッチＳを経由し電源Ｐと接続される、直列接続されたコイル（インダクタンス）Ｌを実質的に有する。コイルＬは、電源Ｐから隔離されバッファコンデンサＣＢと並列に接続される。
【００６７】
更に、スイッチの一部ＳＣが設けられ、１つの入力に、例えばコイルＬから誘導的に得られた電流信号が印加され、及び他の入力に波形生成器１６の出力信号が印加される。
【００６８】
スイッチの一部ＳＣ（例えばフリップフロップ）の出力信号は、示されるような鋸型電流勾配がインダクタンスＬにより達成されるよう、スイッチＳを切り替える。
【００６９】
図１０は、比較器１４の詳細なブロック図である。抵抗Ｒ１（図８）にかかる電圧は、燃焼電圧の瞬時値に比例し、フィルターコンデンサＣＦを経由し、アナログ／デジタル変換器１４１へ供給される。
【００７０】
デジタル化された電圧は、次に、第１の動作モード（つまり、電圧が第１の限界値より高い場合）においてランプ電流に重畳されるべき、そしてアーク放電の安定性に貢献する電流パルスを生成するパルス生成段１４２へ供給される。これらの電流パルスは、ダウンコンバーター１０を通じ対応するランプ電流を生成するため、ランプ電流のための波形生成器１６へ供給される。
【００７１】
デジタル化された電圧は、更に、適切な切り替え信号をランプ電流の動作周波数を生成する生成器１５へ供給するため、電圧を限界値と比較する比較及び切り替え段１４３へ供給される。
【００７２】
以上に説明されたように、第１の動作周波数は、燃焼電圧が第１の限界値Ｕ１より高い又は等しい場合に作動する。燃焼電圧が第１及び第２の限界値Ｕ１、Ｕ２の間にある場合、第２の動作周波数は、オンに切り替えられ、そして第３の動作周波数は、燃焼電圧が第２の限界値に達した又はアンダーシュートする場合に作動する。
【００７３】
以下の特徴は、ランプ電流周期の間の光の変動に敏感に反応する（例えば、ＤＬＰ及びＬＣＯＳシステムのような）放電ランプが投射系の照明装置で利用される場合、動作周波数に関して注意すべきである。
【００７４】
ａ）光の変動、不自然さ、及び他の映像の障害を回避するため、第１の動作モードの第１の動作周波数は、影像周波数又はその整数倍又は分数に同期すべきである。
【００７５】
第２の動作周波数は、第２の動作モードにおいても如何なる外乱も生じないように、第１の動作周波数から導出される。このため、ランプ駆動装置の制御部は、始めに同期周波数を決定し、次に所望の第２の動作周波数を同期周波数で割る。この商は、次に大きい整数に丸め込まれ、次に再び同期周波数を掛けられる。結果として得られる周波数は、第２の動作周波数として利用される。
【００７６】
第３の（低い）動作周波数は、同様に計算されて良いが、通常、第３の動作モードの期間は非常に短いので、同期はそれ程厳密でない。
【００７７】
ｂ）影像障害を回避する更なる指標は、表示システムがランプ電流の勾配で利用されるべきであることである。この目的のため、パルス電流の関連値は、表示システムへ送信され、全ての動作モードで修正されるか、又は表示システムは、所与のパルス電流に連続的に修正される。
【００７８】
更に留意すべき点は、第３の動作周波数は、特定のランプでは、実質的に第１の動作周波数と等しいことである。
【００７９】
更に、本発明による方法は、望ましくは、ランプの予熱段階の後まで、つまり一般にスイッチを入れ及び実質的に一定の動作温度に達した後、約１から２分後まで、作動しない。
【００８０】
最後に、本発明による方法を実施する回路装置は、望ましくは、以上に説明された処理段階を実行又は制御するソフトウェアプログラムを有するマイクロプロセッサー又はマイクロコントローラーを有する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１及び第２の動作モードの間の切り替えの間の燃焼電圧の勾配を示す。
【図２】第１及び第３の動作モードの間の切り替えの間の燃焼電圧の勾配を示す。
【図３】第２及び第３の動作モードの間の切り替えの間の燃焼電圧の勾配を示す。
【図４】図３の勾配の部分を、時間尺度を拡大し示す。
【図５】第１、第２、及び第３の動作モードの間の切り替えの間の燃焼電圧の第１の勾配を示す。
【図６】第１、第２、及び第３の動作モードの間の切り替えの間の燃焼電圧の第２の勾配を示す。
【図７】第１、第２、及び第３の動作モードの間の切り替えの間の燃焼電圧の第３の勾配を示す。
【図８】方法を実施する回路装置のブロック図である。
【図９】図８の回路装置の第１の要素の詳細を示す。
【図１０】図８の回路装置の第２の要素の詳細を示す。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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