(57)【要約】  高圧ガス放電ランプを該高圧ガス放電ランプの定常動作中に駆動する方法であり、前記ランプにおいて放電アークを維持するために該ランプを通る定常電流信号が送られる方法であり、前記電流信号における電流ステップに対するランプ導電率応答を基準パラメータと比較するステップを有し、前記比較に対する応答において、以下のステップ、即ち、前記ランプへの電流供給を停止するステップ、前記ランプの寿命切れ状態を示す信号を生成するステップ、前記ランプを通る前記定常電流を変更するステップ、前記ランプを通る前記電流信号の定常波形を変更するステップ、及び前記ランプのタイプを示す信号を生成するステップのうちの少なくとも１つを有する方法であって、前記電流ステップが、前記ランプを通る前記定常電流信号に重畳される電流パルスを送ることによって得られる方法である。
2007520041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガス放電ランプを該高圧ガス放電ランプの定常動作中に駆動する方法であり、前記ランプにおいてアークを維持するために該ランプを通る定常電流信号が送られる方法であり、前記電流信号における電流ステップに対するランプ電圧応答を基準パラメータと比較するステップを有し、前記比較に対する応答において、以下のステップ、即ち、前記ランプへの電力供給を停止するステップ、前記ランプの寿命切れ状態を示す信号を生成するステップ、前記ランプを通る前記定常電流を変更するステップ、前記ランプを通る前記電流信号の定常波形を変更するステップ、及び前記ランプのタイプを示す信号を生成するステップのうちの少なくとも１つを有する方法であって、前記電流ステップが、前記ランプを通る前記定常電流信号に重畳される電流パルスを送ることによって得られることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記定常電流信号が交流成分を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルスの持続期間が、前記定常電流信号の交流電流信号の半周期又は前記交流電流成分の半周期の期間より短い請求項２に記載の方法。
【請求項４】
重畳される前記パルスが負パルスである請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの持続期間が、前記定常電力信号の前記交流電流成分の周期の期間の整数倍であり、好ましくは、前記パルスが、前記定常電力信号の前記交流電流成分の一時的に増大された振幅から成る請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記電圧応答を比較するステップが、前記電圧の減衰又は立ち上がり時間を測定し、該減衰又は立ち上がり時間を基準減衰又は立ち上がり時間と比較するステップを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記電圧応答を比較するステップが、前記応答信号の形状を分析し、該形状を基準値と比較するステップを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記定常波形を変更するステップが、前記定常波形に繰り返し電流パルスを重畳するステップを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
高圧ガス放電ランプを駆動する安定器であり、前記ランプにおいてアークを維持するために該ランプを通る定常電流信号を送る電力供給手段と、前記電流信号における電流ステップに対するランプ電圧応答を基準パラメータと比較する応答比較手段と、前記比較に対する応答において、前記ランプへの電力供給を停止する、前記ランプの寿命切れ状態を示す信号を生成する、前記ランプのタイプを示す信号を生成する、前記ランプを通る前記定常電流を変更する、且つ／又は前記ランプを通る前記電流信号の定常波形を変更する応答手段とを有する安定器であって、前記安定器が、前記電流ステップを得るために前記ランプを通る前記定常電流信号に重畳される電流パルスを送るパルス手段を更に有することを特徴とする安定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガス放電ランプを該高圧ガス放電ランプの定常動作中に駆動する方法であり、前記ランプにおいてアークを維持するために該ランプを通る定常電流信号が送られる方法であって、前記電流信号における電流ステップ(current step)に対するランプ電圧応答を基準パラメータと比較するステップを有し、前記比較に対する応答において、以下のステップ、即ち、前記ランプへの電力供給を停止するステップ、前記ランプの寿命切れ状態を示す信号を生成するステップ、前記ランプのタイプを表わす信号を生成するステップ、前記ランプを通る前記定常電流（強さ）を変更するステップ、及び前記ランプを通る前記電流信号の定常波形を変更するステップのうちの少なくとも１つを有する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、日本の京都で１９９５年８月の２７日から３１日まで開催された光源の科学技術についての第７回国際シンポジウムの中でOSRAM GmbHのK. Guntherによって開示されており、日本の照明学会により１９９５年に発行されたシンポジウムの議事録の９３乃至１００ページに記載されている。この文献の教え、とりわけ、ランプの導電率と、その測光特性との間の相関関係に関する教え、並びに応答信号の処理及び分析に関する教えは、参照により本願明細書に盛り込まれる。
【０００３】
前記シンポジウムの議事録においては、パルスモード動作安定器においては導電率応答を分析することによって、又はメタルハライドランプの場合には、ランプに電力ステップを印加し、導電率応答の減衰又は立ち上がり時間(decay or rise time)を測定することによって、ランプの放射特性を検出することが提案されている。第１の選択肢は、その適用において、前記パルス動作モードに限定される一方、第２の選択肢は、ランプの輝度(intensity)が増減するであろうようにランプの動作に影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、前記方法が、幅広い動作モードに適用可能である一方で、前記ランプの輝度若しくは色温度が、不変である、又は他の例においては、制御されるようにして変更され得るようにして、電力ステップに対するランプ導電率応答を分析することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、前記電力ステップは、前記ランプを通る前記定常電流信号に重畳される電流パルスを送ることによって得られる。
【０００６】
その場合、前記定常電流信号は、任意の形状をしていてもよく、例えば、完全な正弦波形状若しくは純粋な直流又はそれらの組合せであり得る。更に、重畳される前記パルスの持続期間は、上記の既知の選択肢における電流ステップの電圧応答の減衰又は立ち上がり時間（一般的に10μs-1.5ms）より短くてもよく、前記電圧応答の減衰又は立ち上がり時間を測定する代わりに、前記応答の形状が分析されてもよい。
【０００７】
第１の好ましい実施例においては、前記パルスの前記持続期間は、好ましくは、前記定常電流信号の交流電流成分の半周期の期間より短い。前記重畳されるパルスはまた、負パルス又は前記信号における「くぼみ(dip)」であってもよい。
【０００８】
第２の好ましい実施例においては、例えば高周波動作モードにおいて、前記パルスの前記持続期間は、前記定常電流信号の前記交流電流成分の周期の期間の整数倍であり、好ましくは、前記パルスは、前記定常電流信号の前記交流電流成分の一時的に増大された振幅によって形成される。
【０００９】
好ましくは、前記電圧応答を比較するステップは、前記電圧の前記減衰時間を測定し、それを基準減衰時間と比較するステップ、又は前記応答信号の前記形状を分析し、それを基準値と比較するステップを有する。
【００１０】
他の好ましい実施例においては、前記定常波形を変更するステップは、例えば前記ランプの色温度を変更するために、例えば方形波又は正弦波である前記定常波形に繰り返し電力パルスを重畳するステップを有する。このようにして、前記波形は、必ずしも前記ランプの輝度に大きな影響を及ぼすことなしに該ランプの色温度に影響を与えるより複雑な繰り返し形状(recurring form)に変更される。
【００１１】
本発明は、更に、高圧ガス放電ランプを駆動する安定器であり、前記ランプにおいてアークを維持するために該ランプを通る定常電流信号を送る電力供給手段と、前記電流信号における電流ステップに対するランプ電圧応答を基準パラメータと比較する応答比較手段と、前記比較に対する応答において、前記ランプへの電力供給を停止する、前記ランプの寿命切れ状態を示す信号を生成する、前記ランプのタイプを示す信号を生成する、前記ランプを通る前記定常電流を変更する、且つ／又は前記ランプを通る前記電流信号の定常波形を変更する応答手段とを有する安定器であって、前記安定器が、前記電流ステップを得るために前記ランプを通る前記定常電流信号に重畳される電流パルスを送るパルス手段を更に有する安定器に関する。上記の好ましい方法の実施例を実施する手段が、別個に又は組み合わせて、前記安定器内に含まれてもよい。
【００１２】
ここで、ほんの一例として、添付図面を参照して、本発明の実施例を記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に関しては、電子安定器１０は、発光管１２の対向端部内に封止された電極１３、１４を持つ発光管１２を含む高圧ガス放電ランプ１１に接続されている。第１電極１３は安定器１０の一方の端子に接続され、残りの電極１４は安定器１０の残りの端子に接続される。
【００１４】
とりわけ、白色HPSランプは、耐用期間の間、腐食又は拡散のために発光管内のアマルガム充填剤からのナトリウムの損失を被り、これは、ランプの色温度の低下を招く。白色HPSランプは、ランプの色を許容可能限度内に保つために何らかの形の電子制御を必要とする。実際に用いられている制御アルゴリズムは、ランプの色温度と、ランプ電圧との間の相関関係の存在に基づく。この相関関係は、分光分布と電気的特性との両方とも、ナトリウム及び水銀の蒸気圧によって直接的に決定されるという事実に基づく。しかしながら、これは、これらの蒸気圧の間の関係が明確な場合にしか成り立たず、それは、アマルガムの構成が一定な場合だけである。例えば、ランプが古くなるのにつれて、ナトリウムの腐食又は拡散の結果としてアマルガムの構成が変化する状況においては、それは役に立たなくなる。ナトリウムの腐食過程の影響は、このタイプのランプにおける高いナトリウム蒸気圧にあっても、適切なランプ寿命を得るのに十分に抑制され得る。しかしながら、ランプが古くなるのにつれて、最終的には、ナトリウム損失が著しくなる時点に達するであろう。この結果、定常状態の電気的なランプの特性の検出に基づく既知の色制御方法は失敗を余儀なくされる。（ナトリウムの損失がひどい）古いランプの場合は、同じランプ電圧のランプと比較して、ランプの許容できない黄色がかった外観をもたらす色温度の大きな低下が観察される。本発明の１つの目的は、色温度が許容可能限度を下回る場合にランプ１１の寿命切れを決定するために、フォトダイオードなどの光学式測定器の必要なしにこの色温度の低下を検出することにあった。
【００１５】
それ故、図２によれば、100Wの白色HPSランプを動作させる電子安定器の定常状態の低周波（90Hz）の方形波電流信号（G1）に短い（1.4ms幅の）電流・電力パルス（G2）が重畳され、これは、組み合わせ電流信号（I lamp）をもたらす。次いで、安定器１０の電子回路によってランプ電圧(V lamp)の動的応答(dynamic response)が検出され、固有の減衰又は立ち上がり時間(tau)が決定され得る。減衰時間は、一般に、約1μsと約1.5msとの間の範囲内で変化するであろう。
【００１６】
（より低い色温度を持つ）ナトリウム損失を有するランプの場合は、応答時間、とりわけ、印加電力パルスを受けての減衰又は立ち上がり時間(tau)がより長いことが、図３から明らかであろう。
【００１７】
通常より高い色温度を持つランプ１１は、ランプ１１の冷たい箇所のより高い温度に関連するより高いランプ電圧(Vla)を示すことも図３から明らかである。これは既知の作用効果である（例えば欧州特許出願第EP-A-2281123号参照）。しかしながら、図３において見られ得るように、平均より低い色温度を持つランプが、同様に、より高いランプ電圧(Vla)を示している。電流パルスに対する電圧応答の付加的な評価は、２つのタイプの偏差を互いから区別することを可能にする。
【００１８】
本例においては、Vla > 105V且つtau < 90μsに従うランプは、高すぎる色温度(> 2700K)を持つと識別され得るのに対して、tau > 90μsに従うランプは、低すぎる色温度(<2400 K)を持つと識別され得る。
【００１９】
ランプ１１は、前記識別を受けてオフ状態に切り換えられ得る。例えば、ナトリウム・セリウム充填物を備えるアスペクト比の高いHIDバーナにおいては、決定されたtauの値を受けて、該値に依存してランプ１１の色温度に影響を及ぼすことも可能である。例えば、交流に十分に高い一方向の直流成分を付加することによって、且つ／又は前記電流に十分に高く、広い繰り返しパルスを重畳することによって、これはなされ得る。好ましくは、ランプの色温度を変更するために印加されるこのような繰り返しパルスが、同時に、上記の電圧応答をトリガするのに用いられる。
【００２０】
直流電流成分を付加する方策と、電流パルスを付加する方策との両方とも、様々なタイプの高圧ガス放電ランプ１１の色温度に影響を及ぼすことができ、それは、安定器において、適切な制御回路を用いることによって、制御されるようにして適用され得ることが分かった。しかしながら、これは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】安定器及びランプの構成を示す。
【図２】本発明による方法において用いられる定常方形波形、繰り返しパルス、組み合わせ信号及びその動的電圧応答の例を示す。
【図３】異なる色温度値を持つ異なる年齢の様々な白色HPSランプの例を、それらの動的電圧応答の減衰時間(tau)及びランプ電圧(Vla)に対して示されるようにプロットする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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