(57)【要約】本発明は、ガス放電ランプ（１）、及びガス放電ランプ（１）を冷却する冷却装置（２）を備えたシステム（３）のための較正データ（ΔＵＸ、ＣＰＸ）を生成する方法を説明するものである。本方法は、ランプ動作パラメータデルタ（ΔＵ）とランプ冷却状況パラメータデルタ（ΔＰ、ΔＢ）との間の相関関係（ＲＰ−Ｕ）を設定するステップと、設定された相関関係（ＲＰ−Ｕ）に基づいて、冷却装置制御パラメータ（ＣＰ、ＣＰＸ）をランプ動作パラメータデルタと関連付けるステップと、を含む。本発明はまた、ガス放電ランプ（１）、及びガス放電ランプ（１）を冷却する冷却装置（２）を備えたシステム（３）の冷却装置（２）を較正する較正方法を説明するものである。本発明はまた、高圧ガス放電ランプ（１）を備えたシステム（３）において冷却装置（２）を制御する制御方法を説明するものである。本発明はさらに、高圧ガス放電ランプ（１）と、高圧ガス放電ランプ（１）を冷却する冷却装置（２）であって、本発明に従った較正方法を用いて較正される冷却装置（２）と、本発明に従った制御方法を用いて冷却装置（２）を制御する冷却装置コントローラ（３３）と、を備えたシステム（３）を説明するものである。
2015503191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電ランプ、及び該ガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムの較正データを生成する方法であって、
ランプ動作パラメータデルタとランプ冷却状況パラメータデルタとの間の相関関係を設定するステップと、
前記設定された相関関係に基づいて、冷却装置制御パラメータを前記ランプ動作パラメータデルタと関連付ける関連付けステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
ランプ冷却状況パラメータとランプ冷却状況との間の関係を設定するステップ
をさらに含み、
前記関連付けステップは、前記設定された関係に基づいて実行される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ランプ冷却状況パラメータは、前記ガス放電ランプの放電管の内部における圧力に関する分光器による圧力測定値を含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記ランプ冷却状況パラメータは、前記ガス放電ランプの放電管の内部における変色の程度に関する値を含む、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記ランプ動作パラメータデルタと前記ランプ冷却状況パラメータデルタとの間の前記相関関係は、特定の冷却条件での前記ガス放電ランプの動作中に決定される、請求項１乃至４いずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記特定の冷却条件は、ランプ冷却の低減又は停止を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ランプ動作パラメータデルタ、及び対応する前記ランプ冷却状況パラメータデルタは、前記ランプ冷却の低減又は停止後、予め定められた時間が経過したときに決定される、請求項１乃至６いずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記予め定められた時間は、最大で６０秒、より好ましくは最大で４０秒、最も好ましくは最大で２０秒を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
ランプ動作パラメータは、ランプ電圧を含む、請求項１乃至８いずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
ガス放電ランプ、及び該ガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムの前記冷却装置を較正する較正方法であって、
請求項１乃至９いずれか一項記載の方法を用いて、前記ガス放電ランプに関する、複数のランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを決定するステップと、
前記複数のランプ動作パラメータデルタと、前記関連する冷却装置制御パラメータとを前記冷却装置のメモリに記憶するステップと、
を含む、較正方法。
【請求項１１】
高圧ガス放電ランプを備えたシステムにおいて冷却装置を制御する制御方法であって、前記冷却装置は、請求項１０記載の較正方法を用いて較正され、前記制御方法は、
第１の冷却レベルで前記高圧ガス放電ランプの動作中に、ランプ動作パラメータをモニタするステップと、
冷却を低減又は停止し、次いで、ランプ動作パラメータデルタを測定するステップと、
前記ランプ動作パラメータデルタに関連付けられた、前記冷却装置のための制御パラメータを取得するステップと、
前記制御パラメータに従って、前記冷却装置を制御するステップと、
を含む、制御方法。
【請求項１２】
前記ランプ動作パラメータデルタは、ランプ冷却の低減又は停止後、予め定められた時間が経過したときに測定され、前記予め定められた時間は、前記較正方法において使用される予め定められた時間に対応する、請求項１１記載の制御方法。
【請求項１３】
高圧ガス放電ランプと、
該高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置であって、請求項１０記載の較正方法を用いて較正される冷却装置と、
請求項１１又は１２記載の制御方法を用いて前記冷却装置を制御する冷却装置コントローラと、
を備えた、システム。
【請求項１４】
前記冷却装置コントローラをアクティブ化するアクティベーションインプットを含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記システムは、プロジェクションシステムである、請求項１３又は１４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス放電ランプ及び冷却装置を備えたシステムのための較正データを生成する方法、そのようなシステムの冷却装置を較正する方法、及び、そのようなシステムにおいて冷却装置を制御する方法を説明するものである。本発明はまた、ガス放電ランプ及び冷却装置を備えたシステムも説明するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧ランプ又は超高圧（ＵＨＰ：Ultra-High-Pressure）ランプなどのガス放電ランプが、非常に明るい光の点状光源を必要とする用途において使用されている。例えば、ＵＨＰランプは、プロジェクタの光源として使用することができる。動作中、そのようなランプは、非常に高温になり、通常は、冷却エアフロー（cooling  air  flow）をランプに対して流す且つ／又はランプ電流を調整することなどにより、冷却されなければならない。対流のため、ランプの放電管の上部領域における温度は、下部領域における温度よりも高くなる。しかしながら、一般的に、高圧ランプの冷却状況を正確に判定することは、極めて困難である。通常、そのような用途の設計段階において、使用されているランプの冷却レベルをチェックするために、温度測定が何回か実行される。温度測定の目的は、その用途において、ランプの最適条件を判定することである。例えば、最適冷却条件では、ランプの放電管の最高温部分における温度は、所定の値を超えるべきではない、ということが必要となる。というのは、この最大値を超えた温度は、石英の結晶化を引き起こすことがあるからである。別の条件では、ランプの放電管の内部における温度、特に、放電管の「最低温スポット（coldest  spot）」領域における温度は、水銀の凝縮を回避するために、所定の最小値を下回ってはならない、ということが必要となる。一般的に、高過ぎる、又は低過ぎる放電管における温度は、ランプの早い故障をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既知のモニタリング方法が、放電管の様々な部分における温度を評価するために使用されている。例えば、最高温度及び最低温度が、様々なランプ電力レベル又はランプ電圧レベルでの一連のテストにおけるランプの発光管の外部の温度を測定することにより、較正段階で評価され得る。その後、ランプ製造業者は、最大温度値及び最小温度値を規定し、その用途（例えば、プロジェクションシステム）において、使用されるランプの長寿命を確実にするために、それらの規定が守られることが確実にされなければならない。
【０００４】
温度測定では、一般的に、変更されたアプリケーション機器（application  equipment）の使用、テストランプ装置の使用、及び、専用測定機器の使用が必要となる。例えば、温度は、一連のテストにおけるランプに取り付けられた熱電対を用いて測定することができる。別の方法は、ランプが取り付けられるリフレクタ（reflector）内に１以上の穴を作成し、穴前方に配置される赤外線カメラを用いて温度を測定することを含む。既知の方法を用いて測定される温度は、通常、ある程度不正確である。というのは、テスト環境は、当然、現実の環境とは異なるからである。したがって、こうした温度測定だけに基づくいかなる冷却制御アルゴリズムも、一般的に、最適よりも低温の冷却をもたらす結果となる。特にＵＨＰランプでは、絶え間ない良好な光出力を伴う長寿命が、非常に重要となる。しかしながら、最適ではない冷却により、一般的に、そのようなランプの実現可能な寿命が短くなる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、ガス放電ランプを冷却する改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、高圧ガス放電ランプと高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置とを備えたシステムのための較正データを生成する請求項１記載の方法、そのようなシステムの冷却装置を較正する請求項１０記載の較正方法、そのようなシステムにおいて冷却装置を制御する請求項１１記載の制御方法、及び、請求項１３記載のシステムにより、達成される。
【０００７】
本発明に従うと、高圧ガス放電ランプ、及び高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムを較正する方法は、ランプ動作パラメータデルタとランプ冷却状況パラメータデルタとの間の相関関係又は依存関係を設定するステップと、設定された相関関係に基づいて、冷却装置制御パラメータをランプ動作パラメータデルタと関連付けるステップと、を含む。
【０００８】
本発明に従った較正データを生成する方法の利点は、この方法により、制御された動作条件下でランプ動作パラメータの変化又は「デルタ」を単にモニタするだけで、ランプにおける冷却の状況を推測することが可能になることである。以下において、用語「デルタ」は、このコンテキストで、すなわち、第１のモニタ値と第２のモニタ値との間の差を意味するものとして使用される。本発明に従った方法により提供される新規なアプローチは、導入部分で説明した既知の方法よりも複雑でなく、また正確である。したがって、本発明に従った較正データを生成する方法は、システムの設計段階の間に、ランプの冷却装置の性能を最適化する改良された方法を提供する。
【０００９】
本発明に従うと、ガス放電ランプ、及びガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムの冷却装置を較正する較正方法は、本発明に従った較正データを生成する方法を用いて、そのガス放電ランプに関する、複数のランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを決定するステップと、複数のランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを冷却装置がアクセス可能なメモリに記憶するステップと、を含む。本発明に従うと、高圧ガス放電ランプを備えたシステムにおいて冷却装置を制御する制御方法であって、冷却装置は本発明に従った較正方法を用いて較正される、前記制御方法は、第１の冷却レベルで高圧ガス放電ランプの動作中に、ランプ動作パラメータをモニタするステップと、冷却を低減又は停止し、次いで、ランプ動作パラメータ変化を測定するステップと、ランプ動作パラメータデルタに関連付けられた、冷却装置のための制御パラメータを取得するステップと、制御パラメータに従って、冷却装置を制御するステップと、を含む。
【００１０】
本発明に従った制御方法の利点は、この制御方法が、ランプの動作中に、すなわち、テスト又は較正段階ではないときに、ランプに適用され得るので、追加の又は専用の測定装置を要することなく、必要に応じて、急いで冷却を調整することができることである。修正措置の一例は、ランプ電力を調整するための制御パラメータを生成することであり得る。冷却エアフローをランプに対して流すファンを使用するシステムにおいて、修正措置は、冷却ファン設定を調整することであり得る。本発明に従った制御方法により、必要に応じて、制御パラメータを生成することが可能になるので、必要性が生じた場合に、最適な動作条件を維持することができる。本発明に従った制御方法を用いると、任意の「特殊な」状況、すなわち、システムが意図されている「通常の」状況とは異なる状況に対する最適な冷却を決定することができる。例えば、標準の大気条件下で使用されるよう設計されたシステムが、低大気圧の高地で使用されることがある。標準の周囲条件で使用されるよう設計されたシステムが、冷却エアフィルタが予想よりも早く飽和する非常にほこりっぽい場所で使用されることがある。同様に、ランプが予想される寿命よりもかなり早く使い古されたシステムが、そのランプを用いてなお動作していることがある。本発明に従った制御方法により、追加の測定装置又は専用機器を要することなく、「動作中に」ランプの冷却状況を判定することが可能となる。また、本発明に従った方法により、変化のないシステム環境において、ランプの動作条件を決定することが可能になるので、ランプ及び冷却装置を備えた任意のシステムの「インライン（in-line）」テストが可能となる。これにより、製造業者が、任意の動作条件下で最適に機能するシステムを提供することが、より容易になる。
【００１１】
本発明に従うと、システムは、高圧ガス放電ランプと、高圧ガス放電ランプを駆動する駆動器と、高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置であって、本発明に従った較正データを生成する方法を用いて較正される冷却装置と、本発明に従った制御方法を用いて冷却装置を制御する冷却装置コントローラと、を備える。
【００１２】
従属請求項及び以下の説明は、特に、本発明の効果的な実施形態及び特徴を開示する。実施形態の特徴は、必要に応じて、組み合わされ得る。１つの請求項のカテゴリのコンテキストで説明される特徴は、別の請求項のカテゴリにも同様に適用され得る。
【００１３】
以下において、本発明を限定することなく、ガス放電ランプは、高圧ガス放電ランプ、特に、超高圧（ＵＨＰ）ガス充電ランプであると仮定され得る。さらに、再度本発明を限定することなく、システムは、プロジェクションシステムを含むものと仮定され得、このプロジェクションシステムでは、ランプが、通常は白色である点状光源を提供するよう機能する。
【００１４】
本発明に従った較正データを生成する方法は、好ましくは、一連のランプにおける複数のランプのために実行されるので、較正の好ましい正確さを達成することができる。較正データを生成する方法は、例えば、ランプ電流などの、任意の適切なランプ動作パラメータをモニタすることを含むことができる。しかしながら、本発明の特に好ましい実施形態では、ランプ動作パラメータは、ランプ電圧を含む。というのは、ランプ電圧は、ランプにおける状態の優れたインジケータであり、通常は、システムのランプ駆動器によりすでにモニタされているため、追加の電圧測定手段を要する必要がなく、任意の必要とされるランプ電圧値が単にランプ駆動器から直接的に取得され得るからである。
【００１５】
水銀蒸気ガス放電ランプが動作中である場合、蒸気状態にある水銀の割合は、ランプにおける環境を示すものであり、ランプの光出力の質にも関連する。例えば、水銀の大部分が、蒸気の形態で存在する場合、それに応じて、ハロゲン化物の大部分も、蒸気の形態で存在するので、化学サイクルは、うまく機能し得る。一方、水銀の一部が、ランプにおける「冷た過ぎる」環境に起因して、凝縮している場合、それに応じて、ハロゲン化物の大部分が、液体水銀に溶解する。この溶解したハロゲン化物は、化学サイクルにとって、もはや利用可能ではなく、ランプによる光出力の質は最適ではない。ランプに関する最適な冷却条件又は温度仕様を決定する従来技術は、ランプにおける「最低温スポット」の温度をモニタすることを含む。というのは、これが、放電管内における化学サイクルの状態のインジケーションとなり得るからである。しかしながら、温度は、信頼できる精度で常に測定され得るとは限らず、このようにして収集された情報は、ランプの通常動作中に、冷却装置のための実用的な制御アルゴリズムを導出するために使用することができない。したがって、本発明の特に好ましい実施形態は、「温度以外の」ランプ冷却状況パラメータと、ランプ冷却状況との間の関係を設定するステップを含み、冷却装置制御パラメータをランプ動作パラメータデルタと関連付けるステップは、この設定された関係に基づいて、実行される。このようにして、ランプの冷却状況を、ランプの温度とは無関係のパラメータと関連付けることができる。
【００１６】
ランプ冷却状況パラメータは、任意の適切なパラメータとすることができる。ランプ冷却状況パラメータは、好ましくは、適切な測定技術を用いて正確且つ確実に測定され得るパラメータである。本発明の好ましい一実施形態において、ランプ冷却状況パラメータは、ランプの放電管の内部における圧力に関する分光器による圧力測定値を含む。したがって、ランプ動作パラメータと圧力との間の関係を設定することができる。
【００１７】
好ましくは、ランプ内のハロゲン化物は、水銀臭化物である。というのは、（電極からの）蒸発したタングステンが放電管の内部壁に沈着されるのを防止するために、臭化物が、通常、そのようなガス放電ランプにおいて使用されるからである。本発明のこの実施形態における較正中、ランプ圧力がモニタされる。このモニタリングのために、任意の適切な技術を使用することができる。しかしながら、信頼できる方法は、分光法により提供される。というのは、瞬時のランプ環境は、分光結果の線幅から直接的に推測することができるからである。例えば、水銀放射線幅（mercury  radiation  line  width）を分析して、所与の時間のランプ内部における水銀圧力を満足できる精度で決定することができる。同様のことが、モニタされるハロゲン化物の放射線幅に適用される。
【００１８】
「ハロゲン化物濃度」は、蒸気の形態のハロゲン化物の測定濃度であることを理解されたい。すなわち、「ハロゲン化物濃度」とは、ランプフィル（lamp  fill）においてどれだけの量のハロゲン化物が、化学サイクルにとって蒸気の形態で利用可能であるか、である。上述したように、ランプにおける状態が比較的「冷たい」場合、ハロゲン化物の大部分は、凝縮した水銀に溶解し、したがって、化学サイクルにとって、もはや利用可能ではない。「熱い」ランプの場合、ハロゲン化物の大部分又は全てが、蒸気の形態で利用可能である。したがって、ハロゲン化物濃度とランプ圧力の変化との間の直接的な関係を設定することができる。
【００１９】
不飽和状態のランプ、すなわち、実現可能な最高又は最大ランプ圧力におけるランプを動作させ基本的に全ての水銀が蒸気の形態で存在する（且つ基本的に全てのハロゲン化物が蒸気の形態で存在する）ことを確実にし、次いで、ハロゲン化物が基本的に全て凝縮されるか又は液体水銀に溶解するまでランプ圧力及びハロゲン化物濃度の測定値を継続的に得ながらランプを冷却することにより、その関係は、好ましくは設定される。それにより、圧力／ハロゲン化物の関係を設定することができる。特定のランプ型に関する最適なハロゲン化物濃度（又は、最適なハロゲン化物濃度範囲）が、識別され得、ランプ環境が機能的な化学サイクルを確実にするのに十分なほど熱いが石英ガラスに損傷をもたらすほど熱くはない動作条件に関連付けられる。
【００２０】
本発明の別の好ましい実施形態において、ランプ冷却状況パラメータは、ランプの放電管の内部における変色の程度を定量化する値又は測定結果を含む。したがって、ランプ動作パラメータと黒化度値（blackening  value）との間の関係を設定することができる。
【００２１】
本発明のこの実施形態における較正中、黒化度の程度がモニタされる。再度、任意の適切な技術を使用して、放電管の内部壁に沈着されるタングステンの量、及び／又は、タングステンが沈着される速度を測定又は定量化することができる。
【００２２】
再度、不飽和状態のランプ、すなわち、実現可能な最高又は最大ランプ圧力におけるランプを動作させ基本的にタングステンが放電管の壁に沈着されないことを確実にし、次いで、黒化の開始及び黒化度の量を検出するために継続的に放電管の壁を観察しながらランプの冷却を徐々に増大することにより、この関係は、好ましくは設定される。次いで、測定された黒化度の程度を使用して、ランプの冷却状況を、例えば、ランプ電圧などのランプ動作パラメータの変化と直接的に関連付けることができる。
【００２３】
これらの関係は、較正プロシージャの間に設定することができる。好ましくは、これらの関係は、較正初期の段階で設定される。
【００２４】
発明者らは、そのような設定された関係を使用して、ランプの通常動作中にランプにおける冷却状況を推測することができること、及び、ランプの通常動作中に、ランプ圧力が制御されて上昇する状況で、この関係を使用することができることを認識した。したがって、本発明に従った較正データを生成する方法の好ましい実施形態において、ランプ電圧デルタとランプ冷却状況パラメータデルタとの間の相関関係は、特定の冷却条件でランプが動作している間に決定される。特定の冷却条件は、ランプの通常動作中、繰り返すことができるものである。本発明の特に好ましい実施形態において、特定の冷却条件は、ランプ冷却の低減、好ましくは、ランプ冷却の停止を含む。冷却を止めることにより、ランプ内の温度は上昇し、ランプ圧力は増大する。これは、ランプ電圧の増大に反映される。例えば、ランプ電圧デルタが、ランプ圧力デルタと相関がある場合、所定の測定されたランプ電圧デルタを使用して、対応するランプ圧力デルタを推測することができる。このランプ圧力デルタにより、今度は、ハロゲン化物濃度が明らかにされる。したがって、ランプ電圧デルタを使用して、冷却が止められる前に、ランプが冷却され過ぎているか、適切に冷却されているか、又は、十分に冷却されていないかを推測することができる。冷却装置は、必要に応じて、冷却を増大又は低減することにより、応答することができる。
【００２５】
ランプ冷却を止めた後の圧力及び温度の上昇は、長く続けられるべきではない。というのは、ランプの損傷が生じ得るからである。したがって、本発明のさらなる好ましい実施形態では、ランプ電圧デルタは、ランプ冷却の低減又は停止後予め定められた時間が経過したときに、測定される。予め定められた時間は、最大で６０秒、より好ましくは最大で４０秒、最も好ましくは最大で２０秒を含む。そのような短い時間間隔で「冷却チェック」を実行することにより、ランプが実際に適切に冷却されているかどうかを判定するプロセスは、システムの性能を著しく妨げない。したがって、「冷却チェック」は、ランプの通常動作中任意の時間に実行することができる。
【００２６】
較正データを生成する方法により得られた知識は、システムの通常動作中に使用することができる。このため、本発明に従った較正方法により、ランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを冷却装置がアクセス可能なメモリに記憶することによって、そのシステムにおいて使用されるランプ型のために収集される情報を用いて、システムの冷却装置を構成することが可能となる。そのようなメモリとして、例えば、ランプ駆動器のメモリ、又は、その冷却装置の冷却装置コントローラのための専用メモリがある。例えば、較正中、−０．５Ｖ、−１．５Ｖ、−３．０Ｖのランプ圧力デルタがそれぞれ、望ましい最低温スポット温度に関して、＋４０℃、±０℃、−４０℃の温度に関連付けられる。（所定の時間間隔後に測定された）約−１．５Ｖのランプ電圧デルタは、ランプ冷却が問題ないことを示すであろう。約−０．５Ｖのランプ電圧デルタは、ランプ冷却が不十分であることを示すであろう。というのは、ランプが熱過ぎるからであり、したがって、冷却は増大される。約−３．０Ｖより大きなランプ電圧デルタは、ランプが冷却され過ぎていることを示すであろう。したがって、冷却は低減される。ランプ電圧デルタは、使用される冷却装置の型に応じて、固有の制御パラメータと関連付けることができる。例えば、所定のランプ電圧デルタは、ファンを使用する冷却装置におけるファンのスピードｒｐｍの所定の増大又は低減と関連付けることができる。そのような「デルタ／ｒｐｍ」値ペアは、冷却装置の冷却装置コントローラにより使用される単純なルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look-Up-Table）としてメモリに記憶することができる。代替として、そのような値は、テーブルとして記憶されてもよく、冷却装置コントローラは、記憶された値間で補間をして、より正確な制御パラメータを決定することができる。
【００２７】
動作中、冷却が単に止められ、ランプ電圧デルタが、較正中に使用された同一の時間間隔後に測定される。ＬＵＴは、適切なｒｐｍ値、又は、冷却装置コントローラにより使用可能な他の信号を伝送する。
【００２８】
本発明のさらなる好ましい実施形態において、冷却装置コントローラは、そのような情報を記憶するメモリモジュールを備える。例えば、デルタ／ｒｐｍ値ペアは、メモリ内のＬＵＴに記憶することができる。これは、例えば、システムがアップグレードされるべき場合、又は、使用されているランプ型に関するより正確なデータが収集された場合など必要に応じて、更新することができる。
【００２９】
冷却は、任意の適切な時間にチェックして修正することができる。例えば、ランプ駆動器は、定期的にモニタしているランプ動作値に基づいて、ランプの温度がチェックされるべきであることを決定してもよい。ランプ駆動器は、測定プロセス、すなわち、冷却の非アクティブ化、ランプ圧力デルタ測定、及び、更新された冷却制御パラメータを用いた冷却の再開を開始することができる。冷却状況チェックのアクティブ化は、周囲温度、空気圧力、又はランプ電圧などの内部トリガに応答して、実行され得る。このアクティブ化は、例えば、１００時間ごとの動作後に、定期的な間隔で、同様に実行され得る。もちろん、例えば、ユーザ、サービス技術者、又はＤＶＤプレーヤなどの外部システムからの入力に応答して、任意の時間に冷却状況をチェックすることができることが好ましい。したがって、本発明のさらなる好ましい実施形態において、システムは、冷却装置コントローラをアクティブ化するアクティベーションインプット（activation  input）を含む。
【００３０】
冷却状況チェックを利用して、冷却装置を調整するだけでなく、ユーザにフィードバックを提供することもできる。例えば、測定されたランプ電圧デルタ、及び関連するランプ温度は、ランプが故障しそうであることを示し得る（例えば、まだ動作しているが、寿命を超えているランプに関して）。そのような状況において、冷却状況チェックにより、適切な警告信号をユーザに提供することもできる。
【００３１】
本発明の他の目的及び特徴が、添付の図面と併せて検討される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、図面は、単に例示の目的で作成されたものであって、本発明を限定するものとして定められたものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】複数のＵＨＰランプの、ハロゲン化物濃度に対する最低温スポット温度に関するグラフを示す図。
【図２】複数のＵＨＰランプの、ハロゲン化物濃度に対するランプ圧力の変化に関するグラフを示す図。
【図３】本発明に従った較正データを生成する方法によって得られた、ランプ圧力値及びランプ電圧値のグラフを示す図。
【図４】本発明に従った較正システムを示すブロック図。
【図５】本発明に従ったプロジェクションシステムを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図面において、同様の符号は、全体を通じて、同様のオブジェクトを指す。図面中のオブジェクトは、必ずしも一定の縮尺で描かれてはいない。
【００３４】
図１〜図３は、本発明に従った較正データを生成する方法の基礎となる、様々なランプ動作値のグラフを示している。
【００３５】
図１は、複数のＵＨＰランプの、ハロゲン化物濃度ＨＶＡＰ（ｘ軸、単位なし）に対する最低温スポット温度ＴＣＳ（ｙ軸、単位：℃）に関するグラフを示している。上述したように、用語「ハロゲン化物濃度」は、ランプの化学サイクルにより必要とされる、蒸発した金属ハロゲン化物（例えば、このケースでは、臭化物）の濃度を意味することを理解されたい。ハロゲン化物濃度は、任意の適切な技術を用いて測定することができ、全ハロゲン化物の濃度に対する蒸発したハロゲン化物の濃度の比として表される。ＵＨＰランプにおける最低温スポットは、通常、ランプの下部領域に位置する。というのは、対流により、ランプの上部領域が最高温になるからである。グラフが示すように、所定の範囲内にあるハロゲン化物濃度が、対応する最低温スポット温度範囲に関連する。好ましい動作条件下の特定のランプのハロゲン化物濃度は、所定の範囲内にあると識別することができる。この例では、最適なハロゲン化物濃度０．１〜０．２により、望ましい最低温スポット温度範囲、この例では、７８０℃〜８１０℃を識別することができる。この情報は、一般に、ランプを使用するシステムの製造業者に提供される。しかしながら、この知識から制御アルゴリズムを導出することは可能ではないため、従来技術のシステムは、ハロゲン化物濃度が、全ての動作条件の間で最適な範囲内に保たれることを常に確実にするわけではない。
【００３６】
図２は、同一のＵＨＰランプの、ハロゲン化物濃度ＨＶＡＰ（ｘ軸）に対する水銀圧力の変化ΔＰ（ｙ軸、単位：ｂａｒ）に関するグラフを示している。この関係ＲＰ−Ｈを導出するために、ランプは、ランプ圧力が最高である水銀が完全に蒸気である点（不飽和状態、グラフ上の点ＭＵＮＳＡＴにより示される）から動作しており、その後、ランプ圧力が最低である飽和状態（グラフ上の点ＭＳＡＴにより示される）に到達するまで冷却された。この関係ＲＰ−Ｈを用いると、完全な圧力（基準として、０とする）と低圧力との差（すなわち、「圧力デルタ」）を使用して、ハロゲン化物濃度ＨＶＡＰを推測することができる。このグラフは、不飽和状態における圧力からハロゲン化物濃度ＨＶＡＰが最適である圧力への圧力デルタを推測することができることを示している。この例では、０と比較した７〜１３ｂａｒの圧力デルタが、好ましいＨＶＡＰ値と関連する。黒化度がランプの冷却状況を推測するのに使用される場合、時間に対する「黒化度の程度」に関する同様のプロット又は曲線を得ることができるであろう。
【００３７】
発明者らは、ランプが適切に冷却されているかどうか、又は、好ましいハロゲン化物濃度に戻すために冷却が調整されるべきかどうか、を判定するために、この情報が使用され得ることを認識した。図３は、本発明に従った較正データを生成する方法によって得られた値を用いた、ランプ電圧の変化ΔＵ（ｘ軸、単位：Ｖ）に対するランプ圧力の変化（ｙ軸、単位：ｂａｒ）に関するグラフＲＰ−Ｕを示している。関係ＲＰ−Ｕを導出するために、ランプは、ランプ圧力が最高である水銀が完全に蒸気である点（不飽和状態、グラフ上の点ＭＵＮＳＡＴにより示される）から動作しており、その後、ランプ圧力が最低である飽和状態（グラフ上の点ＭＳＡＴにより示される）に到達するまで冷却された。冷却の増大のためランプ圧力が低下するので、ランプ電圧もまた低下する。単純さのため、グラフ上の点ＭＵＮＳＡＴが、ランプ電圧及びランプ圧力の低下の基準として使用されるので、例えば、約１Ｖのランプ圧力の測定された低下（−１．０Ｖ）は、約７ｂａｒのランプ圧力の低下（−７ｂａｒ）に対応する。発明者らは、ランプ圧力の変化とランプ電圧の変化との間の線形関係が、他の方向においても同様に妥当である、すなわち、ランプ冷却が止められ、結果として生じるランプ圧力及びランプ電圧の増大もまた、この線形関係ＲＰ−Ｕを満たすことを認識した。したがって、所定のランプ電圧「デルタ」を開始点として使用して、それに基づいて、冷却が止められた時間におけるハロゲン化物濃度を（関係ＲＰ−Ｈを用いて）決定することができる。
【００３８】
ランプが適切に冷却されている場合、ランプ電圧は、所定の量（例えば、ΔＵＯＫ）だけ変化する。ランプが十分に冷却されていない場合、ランプ電圧は、少しの量（例えば、ΔＵＨＯＴ）しか変化しない。ランプが冷却され過ぎている場合、ランプ電圧は、多くの量（例えば、ΔＵＣＯＬＤ）変化する。本発明に従った較正データを生成する方法によれば、ランプ電圧デルタ及び冷却装置制御パラメータの値ペアがメモリに記憶され、それら値ペアは、ランプの通常動作中にメモリから取得することができる。冷却装置制御パラメータは、例えば、ファン回転数ｒｐｍを増大させる値又は低下させる値を含むことができる。
【００３９】
ランプの通常動作中、基準電圧値が記録される。その後、冷却が止められる。較正において使用される同一の予め定められた長さの時間後、例えば、３０秒後、ランプ電圧が再度測定される。ランプ電圧デルタが算出され、対応する冷却装置制御パラメータが、冷却装置の性能を調整するために、メモリから取得され得る。
【００４０】
図４は、本発明に従った較正システムの、非常に簡略化されたブロック図を示している。ここで、ＵＨＰガス放電ランプ１が、冷却装置２により冷却されるが、これは、冷却エアフローＡＦが、ファン２０により、ランプ１の放電管１０に対して流されることによって実現される。較正装置において、圧力測定手段４２、例えば、分光器４２が、放電管内のガス用フィル（gaseous  fill）における水銀蒸気の濃度及び／又はハロゲン化物蒸気の濃度を測定するために、設けられている。視覚的検出手段４３は、放電管１０の壁における黒化度の程度を決定するための光検出手段を含む。これら測定装置４２、４３の一方、又は両方を使用して、測定データを得ることができる。任意的に、ランプ内の温度、例えば、通常は放電管の底部に向かう領域であるランプ１の最低温スポットＣＳの温度をモニタするために、温度センサ４１、例えば、赤外線温度測定装置４１を設けることもできる。測定装置４２、４３は、データΔＰ、ΔＢを分析ユニット４０に伝送する。ランプ１自体は、ランプ駆動器（明瞭の目的上、図４には示されていない）により駆動される。ランプ駆動器は、ランプ電圧値を分析ユニット４０に供給する。関係ＲＰ−Ｈ、ＲＰ−Ｕを設定することができ、且つ冷却装置制御パラメータＣＰＸをランプ電圧デルタΔＵＸに関連付けることができるように、較正中、ランプ１は、図１〜図３を参照して上述したように、駆動される。そのような値ペアΔＵＸ、ＣＰＸは、冷却装置コントローラ３３がアクセス可能なメモリ３４に記憶される。冷却装置コントローラ３３は、この実施形態では、ファン２０のファンコントローラ２１を駆動するよう実現される。もちろん、この較正システム４を使用して、このランプ型を使用する複数のプロジェクタシステムのメモリ３４を構成してもよい。例えば、データは、特定のランプ型の複数のランプを用いて収集することができ、複数の値ペアΔＵＸ、ＣＰＸは、上述したように生成することができる。その後、これらの値は、各プロジェクタシステムの冷却装置のメモリにロード又は記憶される。
【００４１】
図５は、本発明に従ったプロジェクションシステム３のブロック図を示している。ここで、ＵＨＰランプ１は、白色光の点状光源を提供するために使用されている。ランプ１が、冷却エアフローをランプ１に対して流すファン２０を有する冷却装置２により冷却される。ファン２０は、ファン駆動器２１により制御され、ファン駆動器２１は、冷却装置コントローラ３３により制御される。ランプ１は、ランプ駆動器３０により駆動される。ランプ駆動器３０は、この非常に簡略化された例では、当業者に知られているような、ランプ電圧をモニタするための電圧モニタ３１と、ランプ電流、ランプ電力などのランプパラメータを調整するためのランプパラメータコントローラ３２とを備える。予め定められた時間間隔後にアクティベーションインプット３００に応答して、又は、任意の他の適切なトリガに応答して、冷却状況チェックを実行することができる。その後、冷却装置コントローラ３３は、ランプ電圧測定値を得て、次いで、ファン２０を止めるようファンコントローラ２１に指示する。予め定められた時間後、冷却装置コントローラ３３は、さらなるランプ電圧測定値を得て、ランプ電圧デルタΔＵを算出する。これは、メモリ３４又はＬＵＴ３４から対応する冷却制御パラメータＣＰを取得するために使用される。冷却装置コントローラ３３は、冷却装置２に、冷却制御パラメータＣＰにより決定される新たな冷却速度で冷却を再開させる。したがって、このシステムにより、周囲の条件、ランプ寿命、ビデオ入力、又は任意の他のアクティベーションインプット３００に応じて、冷却を調整することが可能になるので、ランプ内のハロゲン化物濃度は、最適なレベルに維持される。ここで、冷却装置コントローラ３３及びメモリ３４は、駆動器３０の一部として示されているが、これらは、例えば、システムをアップグレードするためのアドオンコンポーネントとして、駆動器３０の外部に実現されてもよい。ランプ電圧デルタが算出される予め定められた時間間隔は、メモリ３４に記憶されてもよい。
【００４２】
好ましい実施形態及びその変形形態の形で本発明を開示したが、本発明の範囲から逸脱することなく、多種多様な変更及び変形を上記実施形態などに加えることができることを理解されたい。
【００４３】
明瞭の目的上、この出願全体を通じて、「ａ」又は「ａｎ」の使用は、複数を除外せず、「備える（comprise）」は、他のステップ又は要素を除外しない。「ユニット」又は「モジュール」は、必要に応じて、１以上のユニット又は１以上のモジュールを含み得る。
【図１】
2015503191.tif 000003
【図２】
2015503191.tif 000004
【図３】
2015503191.tif 000005
【図４】
2015503191.tif 000006
【図５】
2015503191.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月30日(2014.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガス放電ランプ、及び該高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムの較正データを生成する方法であって、
ランプ動作パラメータデルタとランプ冷却状況パラメータデルタとの間の相関関係を設定するステップと、
前記設定された相関関係に基づいて、冷却装置制御パラメータを前記ランプ動作パラメータデルタと関連付ける関連付けステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
ランプ冷却状況パラメータとランプ冷却状況との間の関係を設定するステップ
をさらに含み、
前記関連付けステップは、前記設定された関係に基づいて実行される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ランプ冷却状況パラメータは、前記高圧ガス放電ランプの放電管の内部における圧力に関する分光器による圧力測定値を含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記ランプ冷却状況パラメータは、前記高圧ガス放電ランプの放電管の内部における変色の程度に関する値を含む、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記ランプ動作パラメータデルタと前記ランプ冷却状況パラメータデルタとの間の前記相関関係は、特定の冷却条件での前記高圧ガス放電ランプの動作中に決定される、請求項１乃至４いずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記特定の冷却条件は、ランプ冷却の低減又は停止を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ランプ動作パラメータデルタ、及び対応する前記ランプ冷却状況パラメータデルタは、前記ランプ冷却の低減又は停止後、予め定められた時間が経過したときに決定される、請求項１乃至６いずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記予め定められた時間は、最大で６０秒、より好ましくは最大で４０秒、最も好ましくは最大で２０秒を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
ランプ動作パラメータは、ランプ電圧を含む、請求項１乃至８いずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
高圧ガス放電ランプ、及び該ガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムの前記冷却装置を較正する較正方法であって、
請求項１乃至９いずれか一項記載の方法を用いて、前記高圧ガス放電ランプに関する、複数のランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを決定するステップと、
前記複数のランプ動作パラメータデルタと、前記関連する冷却装置制御パラメータとを前記冷却装置のメモリに記憶するステップと、
を含む、較正方法。
【請求項１１】
高圧ガス放電ランプを備えたシステムにおいて冷却装置を制御する制御方法であって、前記冷却装置は、請求項１０記載の較正方法を用いて較正され、前記制御方法は、
第１の冷却レベルで前記高圧ガス放電ランプの動作中に、ランプ動作パラメータをモニタするステップと、
冷却を低減又は停止し、次いで、ランプ動作パラメータデルタを測定するステップと、
前記ランプ動作パラメータデルタに関連付けられた、前記冷却装置のための制御パラメータを取得するステップと、
前記制御パラメータに従って、前記冷却装置を制御するステップと、
を含む、制御方法。
【請求項１２】
前記ランプ動作パラメータデルタは、ランプ冷却の低減又は停止後、予め定められた時間が経過したときに測定され、前記予め定められた時間は、前記較正方法において使用される予め定められた時間に対応する、請求項１１記載の制御方法。
【請求項１３】
高圧ガス放電ランプと、
該高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置であって、請求項１０記載の較正方法を用いて較正される冷却装置と、
請求項１１又は１２記載の制御方法を用いて前記冷却装置を制御する冷却装置コントローラと、
を備えた、システム。
【請求項１４】
前記冷却装置コントローラをアクティブ化するアクティベーションインプットを含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記システムは、プロジェクションシステムである、請求項１３又は１４記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
高圧ランプ又は超高圧（ＵＨＰ：Ultra-High-Pressure）ランプなどのガス放電ランプが、非常に明るい光の点状光源を必要とする用途において使用されている。例えば、ＵＨＰランプは、プロジェクタの光源として使用することができる。動作中、そのようなランプは、非常に高温になり、通常は、冷却エアフロー（cooling  air  flow）をランプに対して流す且つ／又はランプ電流を調整することなどにより、冷却されなければならない。米国特許第４２８３６５８号に記載されているそのようなランプを冷却する従来技術の方法は、ランプの検出された動作ポイントに従って、送風を調整する。対流のため、ランプの放電管の上部領域における温度は、下部領域における温度よりも高くなる。しかしながら、一般的に、高圧ランプの冷却状況を正確に判定することは、極めて困難である。通常、そのような用途の設計段階において、使用されているランプの冷却レベルをチェックするために、温度測定が何回か実行される。温度測定の目的は、その用途において、ランプの最適条件を判定することである。例えば、最適冷却条件では、ランプの放電管の最高温部分における温度は、所定の値を超えるべきではない、ということが必要となる。というのは、この最大値を超えた温度は、石英の結晶化を引き起こすことがあるからである。別の条件では、ランプの放電管の内部における温度、特に、放電管の「最低温スポット（coldest  spot）」領域における温度は、水銀の凝縮を回避するために、所定の最小値を下回ってはならない、ということが必要となる。一般的に、高過ぎる、又は低過ぎる放電管における温度は、ランプの早い故障をもたらし得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に従うと、高圧ガス放電ランプ、及び高圧ガス放電ランプを冷却する冷却装置を備えたシステムの冷却装置を較正する較正方法は、本発明に従った較正データを生成する方法を用いて、その高圧ガス放電ランプに関する、複数のランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを決定するステップと、複数のランプ動作パラメータデルタと、関連する冷却装置制御パラメータとを冷却装置がアクセス可能なメモリに記憶するステップと、を含む。本発明に従うと、高圧ガス放電ランプを備えたシステムにおいて冷却装置を制御する制御方法であって、冷却装置は本発明に従った較正方法を用いて較正される、前記制御方法は、第１の冷却レベルで高圧ガス放電ランプの動作中に、ランプ動作パラメータをモニタするステップと、冷却を低減又は停止し、次いで、ランプ動作パラメータ変化を測定するステップと、ランプ動作パラメータデルタに関連付けられた、冷却装置のための制御パラメータを取得するステップと、制御パラメータに従って、冷却装置を制御するステップと、を含む。
【国際調査報告】
2015503191.tif 000008
2015503191.tif 000009
2015503191.tif 000010