特許 6261792 とりわけプロジェクション用の、放電ランプを動作させるための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6261792

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】とりわけプロジェクション用の、放電ランプを動作させるための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 41/288 20060101AFI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H05B41/288

【請求項の数】17

【外国語出願】

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-57025(P2017-57025)

(22)【出願日】2017年3月23日

(65)【公開番号】特開2017-183282(P2017-183282A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2017年3月23日

(31)【優先権主張番号】10 2016 105 490.9

(32)【優先日】2016年3月23日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】512288684

【氏名又は名称】オスラム ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＯＳＲＡＭ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ベアント コッホ

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ハイゼ

【審査官】 杉浦 貴之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５１６０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３３３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３８７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３１０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８２６１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ４１／２８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

とりわけプロジェクション用の放電ランプを動作させるための装置であって、
第１の電極および第２の電極を備えた交流動作可能な少なくとも１つの放電ランプと、
前記放電ランプを駆動制御するために、当該放電ランプに流れる制御対象のランプ電流の各包絡線曲線（ＩＬ）と、当該制御対象のランプ電流が流れる方向の各極性推移（Ｋ１，Ｋ２）とによってそれぞれ表された少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）を提供するように構成された制御装置と、
前記放電ランプの状態量と相関関係にある測定値（Ｘ）を求めるための測定装置と
を備えており、
前記測定値（Ｘ）は、前記第１の電極および／または前記第２の電極の電極幾何学的形態の状態の推定を可能にするために適した値である、放電ランプを動作させるための装置において、
前記放電ランプを動作させるための装置は、
前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうちの１つの電流波形を用いて前記放電ランプが駆動制御されるときの前記第１の電極および／または前記第２の電極の電極幾何学的形態の変化と相関関係にある評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を求めるための評価装置
を備えており、
前記制御装置は、
前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうちの１つの電流波形について求められた前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を、当該少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうち対応する当該１つの電流波形に対して記憶し、
第１の動作期間（２２ａ）中、前記電流波形に対して記憶された前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を用いて、前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうち、当該第１の動作期間の後の第２の動作期間（２２ｂ）における駆動制御のための１つの電流波形を選択するように構成されている
ことを特徴とする、放電ランプを動作させるための装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうち前記第２の動作期間における駆動制御のための１つの電流波形の選択を、前記測定値（Ｘ）と設定可能な目標値（ＸＺ）との偏差（ΔＸ）に依存して行うように構成されている、
請求項１記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記測定装置および前記評価装置と共に、前記測定値（Ｘ）を前記目標値（ＸＺ）に制御する制御クローズドループを構成する、
請求項２記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記放電ランプの設定可能な動作パラメータに依存して前記目標値（ＸＺ）を設定するように構成されている、
請求項２または３記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項5】

前記放電ランプを動作させるための装置は、
前記測定値（Ｘ）の時間的変化を求めるための装置を備えており、
前記評価装置は、前記測定値の時間的変化に依存して前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を求めるように構成されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項6】

前記測定値（Ｘ）の時間的変化を求めるための装置は、前記測定値の取得および評価に際して非線形の時間スケールを適用するように構成されている、
請求項５記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項7】

前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）は、前記電極幾何学的形態の状態の変化の大きさと相関関係にある、
請求項１から６までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項8】

前記制御装置に少なくとも、前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）の各極性推移（Ｋ１，Ｋ２）が、各対応する評価指標（Ｙ１，Ｙ２）と共にテーブル（Ｔａｂ）に記憶され、
有利には、前記テーブル内の、少なくとも各極性推移と、各対応する評価指標とを含むエントリが、前記評価指標に従ってソートされて配置されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項9】

前記制御装置は、設定可能な更新信号に依存して、前記テーブルに記憶されている全ての評価指標を新規に求めて当該テーブルに記憶するように、とりわけ当該テーブルを新規に生成するように構成されている、
請求項８記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項10】

前記制御装置は、前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）の他にさらに有効性インデックスを、とりわけ当該評価指標の経時期間表示の形態で記憶し、前記第２の動作期間に使用される前記電流波形（Ｗ１，Ｗ２）の選択をさらに有効性インデックスにも依存して行うように構成されている、
請求項１から９までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項11】

前記制御装置は前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を求める際に、雑音を含む測定値（Ｘ）の影響を低減するために、当該評価指標の過去値を共に使用するように構成されている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項12】

前記制御装置は、前記装置の最初の稼働後、および／または、遮断してからその後の再稼働後、とりわけ前記放電ランプを動作させるための装置における前記放電ランプの交換後に、前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）全てについて各対応する評価指標（Ｙ１，Ｙ２）の新規の値を求めるように構成されている、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項13】

前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）はそれぞれ、時間関数としての符号無しの包絡線曲線（ＩＬ）と、絶対値が一定である少なくとも１つの第１の方形波信号（Ｒ１）と、絶対値が一定である少なくとも１つの第２の方形波信号（Ｒ２）との乗算によって表したものであり、
前記第１の方形波信号は第１の基本周波数（ｆ１）を有し、前記第２の方形波信号（Ｒ２）は、当該第１の基本周波数とは異なる第２の基本周波数（ｆ２）を有する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項14】

前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）の各関数推移は、前記包絡線曲線（ＩＬ）に対する前記第１の方形波信号（Ｒ１）の第１の時間的シフトを適切に規定し、かつ、当該包絡線曲線（ＩＬ）に対する前記第２の方形波信号（Ｒ２）の第２の時間的シフトを適切に規定することにより表したものである、
請求項１３記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項15】

前記少なくとも１つの第１の方形波信号（Ｒ１）、前記少なくとも１つの第２の方形波信号（Ｒ２）、および、各方形波信号と前記包絡線曲線（ＩＬ）との時間的関係を表すパラメータセットが、前記制御装置に記憶されており、
前記制御装置は、各極性推移を表す整流パターン（Ｋ１，Ｋ２）を、記憶された前記パラメータセットに依存して生成するように構成されている、
請求項１３または１４記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項16】

前記制御装置は、前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）の前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）の設定可能な帯域幅を提供し、当該少なくとも２つの電流波形の評価指標が等化の場合には、現時点までに提供された当該少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のいずれにも無い極性推移を有する他の電流波形を生成するように構成されている、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放電ランプを動作させるための装置。

【請求項17】

とりわけプロジェクション用に、第１の電極および第２の電極を備えた放電ランプを交流で動作させる方法であって、
前記放電ランプを駆動制御するために、当該放電ランプに流れる制御対象のランプ電流の各包絡線曲線（ＩＬ）と、当該制御対象のランプ電流が流れる方向の各極性推移（Ｋ１，Ｋ２）とによってそれぞれ表された少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）を提供することと、
前記放電ランプの状態量と相関関係にある測定値（Ｘ）を求めることと
を含み、
前記測定値（Ｘ）は、前記第１の電極および／または前記第２の電極の電極幾何学的形態の状態の推定を可能にするために適した値である、方法において、
前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうちの１つの電流波形を用いて前記放電ランプが駆動制御されるときの前記第１の電極および／または前記第２の電極の電極幾何学的形態の変化と相関関係にある評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を求めることと、
前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうちの１つの電流波形について求められた評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を、当該少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうち対応する当該１つの電流波形に対して記憶することと、
第１の動作期間（２２ａ）中、前記電流波形に対して記憶された前記評価指標（Ｙ１，Ｙ２）を用いて、前記少なくとも２つの電流波形（Ｗ１，Ｗ２）のうち、当該第１の動作期間の後の第２の動作期間（２２ｂ）における駆動制御のための１つの電流波形を選択することとを含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、とりわけプロジェクション用の放電ランプを動作させるための装置に関する。さらに本発明は、請求項１７の上位概念に記載の、とりわけプロジェクション用の放電ランプの動作方法にも関する。

【0002】

映像プロジェクション用に使用される気体放電ランプは、通常は交流動作用に構成されたいわゆるショートアークランプであって、高い光学結像品質を達成するために約１ｍｍのアーク長を実現するショートアークランプであり、これにより、電極幾何学的形態の安定性に特殊な要求が課される。かかるショートアークランプには、とりわけ超高圧水銀ランプが使用される。かかるランプは、製造者によってはたとえば「Ｐ‐ＶＩＰランプ」や「ＵＨＰランプ」と称されることがある。高い電流密度に起因して、上述のランプの電極先端は動作中に高い熱負荷を受け、これにより形状変化すなわち電極幾何学的形態の変化が生じ、特に電極の焼失および／または先端長ないしは先端径ないしは先端形状の変化および／または先端移動が生じる。その結果として生じるアーク長および位置の変化は、ランプ電圧およびプロジェクション装置の有効光取り出し率に直接、著しく大きな影響を及ぼし、また、放電ランプ全体の経時変化特性、たとえば失透または黒化にも、著しく大きな影響を及ぼす。

【0003】

放電ランプの長寿命と、たとえば光アークの安定性の観点において可能な限り一定の品質の発光とを達成するための通常の手法は、寿命全体にわたって可能な限り有利な動作態様の選択、特に、放電ランプに流れる放電電流の極性を変化させる整流周波数、異なる周波数の動作期間の交代、いわゆる直流フェーズの挿入の観点での動作態様の選択に着目したものである。この直流フェーズでは、実施することとされていた整流の時点でアノードとして動作する、気体放電ランプの電極におけるランプ電流の整流を無くすことにより、存在する電極先端に生じる溶融が大きくなる。かかる介入は、測定されたランプ電圧に依存して行うことができる。その電圧依存性はプロジェクション装置の製造時点で定まり、ランプ動作時間中に変えることはできなくなる。

【0004】

この点については、欧州特許第２１６８４０８号明細書（EP 2 168 408 B 1）に気体放電ランプの駆動制御方法が記載されており、この方法では、事前に固定的に定まった電圧値に基づいて、ランプの動作周波数を、固定設定された第１の周波数値から固定設定された第２の周波数値に切り替えることにより、第１の動作モードではランプの電極に先端が形成され、第２の動作モードではこの電極の先端の少なくとも一部が溶融する。

【0005】

独国特許出願公開第１０２００９００６３３８号明細書（DE 10 2009 006 338 A1）から公知である気体放電ランプの動作方法では、事前設定された時間間隔で、かつ、固定的に設定された電圧限界値に基づいて、直流電圧フェーズを繰り返し印加する。

【0006】

このとき基本的には、０Ｈｚ（直流）から３０Ｈｚまでの範囲の非常に低い周波数の場合、電極先端の溶融が生じて先端が短くなり、その結果、ランプ電圧が上昇する。３０Ｈｚから１２０Ｈｚまでの範囲の中程度の周波数の場合、通常は電極先端が成長する。１２０Ｈｚを超える範囲の高い周波数の場合、電極先端は緩慢に成長するが、その上にさらに材料損耗が生じる。これは通常は、電極先端の両側に生じる。周波数限界は大まかにしか規定することができず、とりわけ電極構成と、放電ランプの動作電流と、放電ランプの経時変化状態とに依存する。

【0007】

確かに、電極先端へ及ぼされる影響の基本的なメカニズムは知られているものの、これは多くの異なる要因に依存するものであり、とりわけ電極先端の長さならびに径、電極ヘッドの状態および放電電流に依存する。よって、同一のランプ型式の全ての個々の製品について、同一の電流波形が長い使用期間を達成できるものとして最適であると、予測可能には前提とすることができず、とりわけ、寿命が長くなるにつれて、ランプは予測可能な態様では変化しなくなる。

【0008】

本発明の課題は、寿命性能を特に簡単に改善できるように交流動作方式の放電ランプを動作できる装置および方法を実現することである。

【0009】

前記課題は、請求項１に記載の構成を有する装置と、請求項１７に記載の特徴を有する方法とによって解決される。従属請求項に、本発明の有利な実施形態が記載されている。

【0010】

本発明は、とりわけプロジェクション用の放電ランプを動作させるための装置であって、第１の電極および第２の電極を有する少なくとも１つの交流動作可能な放電ランプと、制御装置とを備えており、当該制御装置は、放電ランプを駆動制御するために少なくとも２つの電流波形を提供するように構成されており、各電流波形はそれぞれ、放電ランプに流れる制御対象のランプ電流の各包絡線曲線と、当該制御対象のランプ電流が流れる方向の各極性推移とによって表すことができるものである、装置を背景としている。当該装置はさらに、放電ランプの状態量と相関関係にある測定値を求めるための測定装置を備えており、測定値は、第１の電極および／または第２の電極の電極幾何学的形態の状態の推定を可能にするために適した値である。

【0011】

本発明では当該装置はさらに、放電ランプが上述の少なくとも２つの電流波形のうち１つにより駆動制御されたときの第１の電極および／または第２の電極の電極幾何学的形態の変化と相関関係にある評価指標を求めるための評価装置を備えることにより発展され、ここで制御装置は、少なくとも２つの電流波形のうち前記１つについて求められた評価指標を、当該少なくとも２つの電流波形のうち対応する当該１つの電流波形に対して記憶し、第１の動作期間中、電流波形に対して記憶された評価指標を用いて、少なくとも２つの電流波形のうち、当該第１の動作期間の後の第２の動作期間における駆動制御のための１つを選択するように構成されている。

【0012】

本発明の基礎である認識は、放電ランプを動作させるための装置の一部である制御装置において提供される電流波形を、当該電流波形が放電ランプの電極幾何学的形態に及ぼす影響の観点で評価（分類）することができ、かかる評価により、放電ランプの電極幾何学的形態の状態を意図通りに操作できるようになる、ということである。交流動作する放電ランプの電極ヘッドには、その電極に流れる電流に依存して、気体放電時に両電極間に延在する光アークの付着点に、既に述べたように局所的な電極先端が形成され得る。よって「電極幾何学的形態の変化」とは、各電極すなわち第１の電極および／または第２の電極に存在していた電極先端が焼失すること、または電極先端が成長することを意味する。電極先端が成形された放電ランプを特定の重畳で動作させることにより、放電アークの安定的かつ均一な動作を保証することができる。本発明により、適切な電極幾何学的形態をより確実に維持できるようになる。

【0013】

よって本発明により、寿命の間に、必要な場合に動作態様ないしは電流波形の所望の変更を行えるようにするために現時点においてどの動作態様ないしはどの電流波形を用いれば最適なパフォーマンスを達成できるかを、連続的に特定することが可能になる。

【0014】

このようにして、装置が評価指標を用いて、現在実施中の電流波形によって今後も最適な電極挙動が達成され続けるか、または、現時点においてより良好な挙動を達成できる他の電流波形が存在するかを判断する、いわば連続学習プロセスが行われる。これは、同一の電流波形でも寿命の経過につれて、電極に及ぼすその影響の態様および大きさが変化することがあり、たとえば、焼失を引き起こす電流波形であったものが、後の時点において成長を引き起こすものになり、その逆もあり得るとの認識を考慮したものである。その意味では、「自己学習制御器」ともいうことができる。よって本発明は、選択的にアクティベートし得る複数の異なる包絡線での使用にも適している。しかしもちろん、電流波形全ての生成のために使用される包絡線を１つのみとすることも可能である。

【0015】

本発明は、とりわけ高圧放電ランプないしは超高圧放電ランプの形態の放電ランプを動作させるための装置での使用のためにも提案されるものであり、たとえば効果照明用、車両用投光器用、または、屋内照明等の一般照明用にも提案されるものである。

【0016】

有利には、包絡線曲線は少なくとも２つの電流波形のいずれについても同一とすることができる。かかる場合、比較的局所的に一定である包絡線曲線は、たとえば包絡線曲線ベクトルによって表すことができる。放電電流の極性推移も、たとえば整流ベクトルの形態の整流パターンによって表すことができる。

【0017】

測定値はとりわけ、放電ランプの両端間に印加されている電圧から求められた電圧値とすることができる。この放電ランプ両端間の電圧は、通常は「動作電圧」と称される。よって、動作電圧の上昇は第１または第２の電極の少なくとも一方の電極先端の溶融と相関関係にあり、かかる関係により、電極間距離の有効延長が求められ、これにより放電アークの長さの有効延長が求められる。このことに対応して、動作電圧の低下は両電極表面のうち少なくとも一方における先端成長と相関関係にあり、この先端成長により、アーク長に有効な、両電極間の距離が短縮する。ここで評価指標を用いて、電極幾何学的形態に及ぼされる影響を示すことができ、たとえば、電流波形のうちどれが先端成長を引き起こし、どの電流波形が電極先端の溶融を引き起こすかを示すことができる。

【0018】

有利な一実施形態では、制御装置は、少なくとも２つの電流波形のうち第２の動作期間における駆動制御に用いられる１つの電流波形の選択を、測定値と設定可能な目標値との偏差に依存して行うように構成されている。この設定可能な目標値はたとえば、安定的な光アークを達成する値である。かかる実施形態では、設定可能な目標値を動作時間の最中に、測定値の評価に基づいて追従制御することができる。有利には制御装置は、測定値と設定可能な目標値との偏差が大きくなった場合には、目標値への再接近を迅速化できるようにすべく、電極先端の形状に及ぼす影響がより大きい電流波形を選択するように、対応する電流波形の選択を行うように構成することができる。

【0019】

有利な一実施形態では、制御装置は、測定装置および評価装置と共に、測定値を目標値に制御する制御クローズドループを構成する。これにより、放電ランプの光アークの自動的な安定化が達成され、ルーティン化された動作態様で放電ランプを動作させることができる。

【0020】

有利な一実施形態では、制御装置は、放電ランプの設定可能な動作パラメータに依存して目標値を設定するように構成されている。かかる設定はたとえば、放電ランプの動作電流または動作電力に依存して行うことができる。とりわけ、動作電力を定格電力より低下させる放電ランプの調光動作中には、これに応じて目標値を適応調整することができる。さらに、現時点までのランプの動作時間、換言するとランプ経時期間を、目標値の設定に際して考慮することもできる。たとえば、目標値を特性曲線から求めることができる。

【0021】

上記実施形態に代えて、目標値は、複数の異なる電流波形の設定により影響を及ぼし得る測定値の動作領域について、測定値を解析することにより求めることもできる。その際にはたとえば、放電アークの安定性も共に使用することができる。放電ランプの動作電圧によって与えられる測定値の場合、たとえば、新品の放電ランプについては目標値を７０Ｖに設定することができる。かかるランプの動作時間の最中には、電極の連続的な損耗によって両電極間の有効距離が大きくなり、これによってシステム全体において動作電圧が上昇する。この上昇はたとえば、モデルに基づいて、または測定値の評価に基づいて求めることができる。たとえば、装置の再始動後にランプ平均電圧の急激な低下が検出された場合、放電ランプが交換されたことを推定することができる。このことにより、目標値を初期値（デフォルト値）にリセットすることができる。

【0022】

他の有利な一実施形態では、本発明の装置は、測定値の時間的変化を求めるための装置を備えており、評価装置は、測定値の時間的変化に依存して評価指標を求めるように構成されている。よって、たとえば変化速度を評価基準として求めることもできる。

【0023】

有利な一実施形態では、測定値の時間的変化を求めるための装置は、測定値の取得および評価に際して非線形の時間スケールを適用するように構成されている。測定値の時間的変化を求めるための有利な手法は、測定値が正方向または負方向に、設定可能なステップ幅だけ変化するまでに経過した時間を求めることである。設定可能なステップ幅だけ上述のように変化するために要したこの時間は、カウンタによって、とりわけ対数時間評価を行うカウンタによって求めることができる。このようにして、測定、有利には電圧測定は、特定の時点において開始して、所定のステップ幅を超えたか否かを連続的に判定し、そうである場合には、カウンタは常に新規に再開して、変化速度が変化したか否か、とりわけ符号が変化したか否かを連続的に判断できるようにする。

【0024】

他の有利な一実施形態では、評価指標は、電極幾何学的形態の状態の変化の大きさと相関関係にある。かかる実施形態により、電極幾何学的形態状態に所望の影響を及ぼす電流波形の適性に直接鑑みて、電流波形を選択することができる。

【0025】

他の有利な一実施形態では、制御装置に少なくとも、上述の少なくとも２つの電流波形の各極性推移が、各電流波形に対応する評価指標と共に、テーブルに記憶される。その際に有利なのは、テーブル内の、少なくとも各極性推移と、各対応する評価指標とを含むエントリが、評価指標に従ってソートされて配置されていることである。かかる配置により、電極形状に所定の影響を及ぼすために適した電流波形を選択するために、特に簡単にアクセスすることができるようになる。たとえば、テーブルの一方の端部分には、電極の著しい先端成長を引き起こす電流波形を格納し、当該テーブルの他方の端部には、電極先端の著しい溶融を引き起こす電流波形を格納することができる。テーブルの中間部分には、電極先端の形状に全くまたは有意に影響を及ぼさない電流波形を配置することができる。

【0026】

有利な一実施形態では、制御装置は、設定可能な更新信号に依存して、テーブルに記憶されている全ての評価指標を新規に求めて当該テーブルに記憶するように、とりわけテーブルを新規に生成するように構成されている。かかる実施形態では、テーブル内容を不揮発性メモリに記憶することができる。更新信号はたとえば、所定の時間間隔で、テーブルに記憶されている電流波形の評価指標を新規に求めることを開始させるように構成することができる。また、ランプ動作の中止後に機器が再投入される度に、テーブルに格納されている電流波形の新規評価を行うこともできる。

【0027】

各電流波形に係る各極性推移の極性交代（ゼロ交差）の配列であるいわゆる整流パターンは、有利には装置の製造プロセスの段階において、すなわち、たとえばいわゆる電子安定器（ＥＶＧ）の形態とし得る制御装置のプログラミング時に設定される。動作中、評価指標は連続的に更新される。このことはたとえば、１つのモードの動作中に規則的な間隔で、有利には０．１秒から３０分までの間の間隔で更新を行うことにより、行うことができる。特に有利なのは、この間隔の長さを、放電ランプの状態量と相関関係にある測定値の現在の変化速度に依存して選択することである。具体的には、変化速度が速い場合には短い間隔を選択し、逆に変化速度が遅い場合には長い間隔を選択する。規則的な間隔は、変化速度に依存して適応調整することができ、とりわけ、変化速度の上昇時には当該間隔を縮小し、および／または、変化速度の低下時には当該間隔を拡大することができる。特に有利には、規則的な間隔の可能な範囲変化幅は１０秒から、とりわけ３０秒から、３分まで、とりわけ１０分までである。すなわち有利な範囲は、１０秒から１０分まで、１０秒から３分まで、３０秒から３分まで、３０秒から１０分までのいずれかである。

【0028】

また、現時点では最適でない動作モードの評価を更新するため、かかる動作モードをそれぞれ追加のテストフェーズにわたってアクティベートすることも有利となり得る。その際には、その都度求められた、評価指標の瞬時値のみ、および／または、各評価指標の過去値（履歴）を含む評価指標の時間的推移を、テーブルに揮発的および／または不揮発的に記憶することも可能である。たとえば、評価指標が自然発生により顕著に変化した場合、全ての電流波形の新規評価を開始させるように構成することができる。

【0029】

他の有利な一実施形態では、制御装置は、第２の動作期間に使用される電流波形の選択をさらに有効性インデックスにも依存して行うため、評価指標の他にさらに有効性インデックスを、とりわけ評価指標の経時期間の表示の形態で記憶するように構成されている。このことによって、電極へ所望の影響を及ぼすために最も適した電流波形を選択できるように、全ての電流波形を最新の状態に維持できるという利点が奏される。これについては複数の異なるシナリオが可能であり、その１つは、既に長期間使用されなくなったため対応する最新の評価指標が存在しない電流波形を表す経時期間表示を設けることができるというものである。また、たとえば放電ランプの調光時等の特定の動作モードでは、特定の電流波形の除外を設けることも可能である。さらに、１つの電流波形を設定値電流波形として設定することも可能であり（Default-Waveform）、これはたとえば、特定の動作条件下でアクティベートされるものである。

【0030】

他の有利な一実施形態では、制御装置は評価指標を求める際に、雑音を含む測定値の影響を低減するために、当該評価指標の過去値を共に使用するように構成されている。かかる実施形態では、既存の古い値を新規の値に取り込んで計算すること、または、新規エントリが後に続く形で１つもしくは複数の値を履歴として、たとえばリングバッファ方式で維持することが可能である。１つまたは複数の古い値を新規の値に取り込んで計算するためには、たとえば移動平均値を形成すること、たとえば２０個の値の中央値を記録すること、または、新規の値と古い値とを、設定可能な比で加算することが可能である。たとえば、古い値の８０％と新規の値の２０％とを統合することができ、これによりローパスフィルタの作用効果を実現することができる。このことによって高周波の雑音、たとえばグリッチ等を消去することができる。これによってとりわけ、対応する値を記憶するためのメモリ使用量にかかる要求を緩和することができる。

【0031】

他の有利な一実施形態では、制御装置は、装置の最初の稼働後、および／または、遮断してからその後の再稼働後に、とりわけ装置における放電ランプの交換後に、少なくとも２つの電流波形全てについて各対応する評価指標の新規の値を求めるように構成されている。かかる実施形態では、ランプの動作電圧に顕著である急峻な変化が生じた場合、制御装置はランプが交換されたと判断するように構成することができる。さらに、たとえば交換された古いランプによって得られた評価指標を考慮して、設定可能な初期化プロセスを実施することも可能である。現時点で存在する評価テーブルに依存せずに、得られた全ての電流波形を周期的に完全テストして、評価指標を有するテーブルを新規に構成することが可能である。

【0032】

他の有利な一実施形態では、上述の少なくとも２つの電流波形はそれぞれ、時間関数としての符号無しの包絡線曲線と、絶対値が一定である少なくとも１つの第１の方形波信号と、絶対値が一定である少なくとも１つの第２の方形波信号との乗算によって表すことができるものである。ここで、第１の方形波信号は第１の基本周波数を有し、第２の方形波信号は、第１の基本周波数とは異なる第２の基本周波数を有する。最も簡単な事例では、かかる実施形態は具体的には、方形波信号が１つの方形波基本周波数のみを有する、というものになる。すなわち当該信号の周期性は、各方形波信号を２つのゼロ交差だけさらにシフトさせると、合同で重なり合うことによって得られる。デューティ比が５０％である場合において２つのゼロ交差分の間隔だけシフトさせると、すなわち半周期だけシフトさせると、方形波信号はちょうど反転したもの、すなわち、逆の符号を有するものになる。しかし方形波信号は、重畳された周期性を有することも可能であり、たとえば、−１から＋１への極性交代ないしは＋１から−１への極性交代のエッジを、たとえば通常はＤＬＰプロジェクタにおいて使用されるカラーホイールのセグメント移行部との同期のために、各方形波基本周波数によって定まる周期長に対してシフトさせることにより、かかる周期性を有することが可能である。たとえば、（正確な）周期性がその基本周波数の１／３または１／４に相当する方形波信号が発生し得る。

【0033】

有利な一実施形態では、少なくとも２つの電流波形の各関数推移は、包絡線曲線に対する第１の方形波信号の第１の時間的シフトを適切に規定し、かつ、当該包絡線曲線に対する第２の方形波信号の第２の時間的シフトを適切に規定することにより表すことができるものである。

【0034】

特に有利な一実施形態では、少なくとも１つの第１の方形波信号、少なくとも１つの第２の方形波信号、および、これらの各方形波信号と包絡線曲線との時間的関係を表すパラメータセットが、制御装置に記憶されている。かかる実施形態では制御装置は、各極性推移を表す整流パターンを、記憶されたパラメータセットに依存して生成するように構成されている。包絡線曲線はたとえば、ＤＬＰプロジェクタへの設置に使用できる装置の場合には顧客別に設定することができ、とりわけ、かかるプロジェクション技術で使用されるカラーホイールに依存して設定することができる。その際には、この包絡線曲線の時間的流れにおいて参照点が定義される。定義されたこの参照点に基づいて、第１の方形波信号に対する時間シフト、および、第２の方形波信号に対する時間シフトが表される。よって、第１の基本周波数および第２の基本周波数の指定を併用することにより、各電流波形を定義することができる。１つの電流波形の合成のために２つより多くの方形波信号を使用する場合、これに応じて複数のパラメータ対が補充される。通常、包絡線曲線上における参照点の規定は、高電流から低電流への移行部においてなされる。

【0035】

他の有利な一実施形態では制御装置は、少なくとも２つの電流波形の評価指標の設定可能な帯域幅を提供し、当該少なくとも２つの電流波形の評価指標の等化の場合には、現時点までに提供された当該少なくとも２つの電流波形のいずれにも無い極性推移を有する他の電流波形を生成するように構成されている。かかる場合には、電流波形を生成するための既存のパラメータセットに基づき、たとえば、少なくとも１つの時間シフトを変化させて第１および第２の基本周波数を使用することにより、新規の基本周波数を生成することができる。これに代えて、両基本周波数のうち少なくとも１つを適応調整することもできる。

【0036】

これに代わる他の選択肢として、他の電流波形をさらに挿入する代わりに既存の電流波形を新規の電流波形に置換することもできる。これはとりわけ、ほぼ等しい評価指標が複数の電流波形に付与されている場合に行われる。同一の原理は、設定された帯域幅から逸脱する場合にも適用することができ、たとえば、１つの電流波形が先端を迅速に成長させることによって放電ランプの動作電圧を過度に低い領域へシフトさせることにより、または、電極先端を完全に溶解させることによってアーク安定性に悪影響を及ぼし得ることによって、電極先端形状に対して非常に大きな影響を及ぼす場合に、適用することができる。

【0037】

第１の周波数の有利な範囲は、５Ｈｚから５００Ｈｚまでの範囲内であり、下限として有利なのは、昇順に挙げると少なくとも１５Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚであり、この順に有利性を増していき、下限に依存せずに上限として有利なのは、降順に挙げていくと５００Ｈｚ、３５０Ｈｚ、２５０Ｈｚ、１８０Ｈｚであり、この順に有利性を増していく。第２の周波数の有利な範囲は、０Ｈｚから５００Ｈｚまでの範囲内とすることができる。第２の周波数の有利な範囲の下限として有利なのは、昇順に挙げると、少なくとも０．１Ｈｚ、１Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚであり、この順に有利性を増していき、これに依存せずに当該第２の周波数の有利な範囲の上限として有利なのは、降順に挙げると、５００Ｈｚ、３５０Ｈｚ、２５０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、１５０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、９０Ｈｚであり、この順に有利性を増していく。これについては特に、０Ｈｚ付近の範囲の非常に低いが０Ｈｚとは異なる周波数を使用することができる。有利には、両周波数間において固定的な関係を選択する。たとえば、第１の周波数は第２の周波数の２倍、４倍または６倍とすることができる。

【0038】

本発明はさらに、第１の電極および第２の電極を有する、とりわけプロジェクション用の放電ランプを交流で動作させる方法であって、放電ランプを駆動制御するために少なくとも２つの電流波形を提供する方法を背景としており、各電流波形はそれぞれ、放電ランプに流れる制御対象のランプ電流の各包絡線曲線と、当該制御対象のランプ電流が流れる方向の各極性推移とによって表すことができるものである。当該方法はさらに、放電ランプの状態量と相関関係にある測定値を求めることを含む。測定値は、第１の電極および／または第２の電極の電極幾何学的形態の状態の推定を可能にするために適した値である。

【0039】

本発明では当該方法はさらに、放電ランプが上述の少なくとも２つの電流波形のうち１つにより駆動制御されたときの第１の電極および／または第２の電極の電極幾何学的形態の変化と相関関係にある評価指標を求めることと、少なくとも２つの電流波形のうち前記１つについて求められた評価指標を、当該少なくとも２つの電流波形のうち対応する当該１つの電流波形に対応して記憶することと、第１の動作期間中、電流波形に対応して記憶された評価指標を用いて、少なくとも２つの電流波形のうち、当該第１の動作期間の後の第２の動作期間における駆動制御のための１つを選択することとによって発展される。

【0040】

本発明の装置について記載した利点、特徴および実施形態は、対応する方法についても同様に当てはまり、その逆も成り立つ。したがって、装置の特徴として、対応する方法の特徴を用いることができ、その逆も成り立つ。

【0041】

上記の説明にて挙げた特徴および特徴の組合せと、以下の図面の説明に挙げられた特徴ならびに特徴の組合せおよび／または図面にのみ示されている特徴ならびに特徴の組合せは、記載された組合せでだけ使用できるという訳ではなく、別の組み合わせや単独で、本発明の範囲を逸脱することなく使用することができる。よって、図面には明示的には図示または説明されていない実施形態であって、説明されている実施形態の特徴の組合せを分割することにより明らかとなり、達成可能になる実施形態も、本発明の開示内容であるとみなすべきである。

【0042】

添付の図面を考慮して以下の実施例についての説明を参酌すれば、他の利点および特徴が明らかである。図面において、符号が同じである場合には、同一の構成要素および同一機能を示している。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】本発明の有利な一実施形態の方法を簡単に示す概略図である。

【図2】放電ランプの状態量と相関関係にある測定値の時間的推移を簡単に示す概略図である。

【図3】電流波形を決定する第１の方法を簡単に示す概略図である。

【図4】電流波形を決定する第２の方法を簡単に示す概略図である。

【0044】

本発明のプロジェクション装置は、放電ランプを駆動制御するための制御装置を備えている。制御装置は、放電ランプを駆動制御するための少なくとも２つの電流波形関数を提供するように構成されている。各電流波形関数は、包絡線曲線（以下「包絡線情報」（たとえば、電流振幅と相関関係にあるもの）ともいう）と極性情報（整流パターン）とにより構成される。複数の異なる整流パターンを同一の包絡線情報と組み合わせることができる。包絡線情報はたとえば、強度ベクトルにより表現される。整流パターンも同様に整流ベクトルによって、または１つの方形波信号によって、または他の代替的な表現によって定められる。少なくとも２つの異なる整流パターンを使用に供することができる。

【0045】

プロジェクション装置の測定装置は、放電ランプの状態量と相関関係にある測定値を求めるために使用され、かかる測定値から、第１の電極および／または第２の電極における電極先端の電極焼失および／または成長の推定を導き出すことができる。両電極先端間にて点弧する放電ランプの光アークの長さを決定する両電極間の距離は、プロジェクション装置の制御装置によって、たとえば電子安定器によって直接測定できるものではないので、第１の電極と第２の電極との間の距離を間接的に測定するために、放電ランプの両端間のランプ電圧を測定値として用いることができる。ランプ電圧には、いわゆる陰極降下、陽極電圧、および本来の放電アークにおける電圧降下が影響を及ぼす。陰極降下および陽極電圧は、電流が同じである場合、良好な近似では電極間距離に依存せず、放電アークにおける電圧降下が、良好な近似において当該距離に比例する。よって、ランプ電圧を電極間距離の制御変数として使用することができる。電極において先端が成長すると電圧が低下し、突起部分が溶解する。電圧の変化速度、すなわち、設定可能な測定期間内における電圧の初期値と最終値との差分を当該設定可能な測定期間の幅によって除算したものが、電極先端に所望通りに影響を及ぼす観点での各動作モードの有効性を表す尺度となる。

【0046】

本発明の有利な一実施形態の、放電ランプを動作させるための装置上にて実施される方法を、図１に示す。この方法を用いることにより、第１の電極と第２の電極との間の距離を制御する制御クローズドループが実現される。本方法はステップＳ０で開始し、実行インデックスｉ＝１で開始する。本装置が既に作動し、動作休止後に再投入される場合、実行インデックスｉは好適には、先行の動作周期の終了時にとっていた値をとることができる。ステップＳ１において、プロジェクション装置を整流パターンＫｉで動作させる。ステップＳ２において、測定量Ｘの測定を行う。測定量Ｘの測定は、連続的に、または設定可能である離散的な時点で行うことができる。かかる測定値検出はたとえば、アナログデジタル変換器を組み込んだマイクロプロセッサ／マイクロコントローラによって行うことができる。

【0047】

その後、測定量Ｘはたとえばランプ電圧（動作電圧）Ｕによって操作される。

【0048】

たとえば電圧信号のノイズフロア、放電アークの付着点の変化による電圧変化、または、必要な電力制御に起因するランプ電流の変化等による雑音を除去するためには、測定信号のフィルタリングを行うことができる。

【0049】

第３のステップＳ３において、得られた測定値に基づき、変化速度ｄＸ／ｄｔを求める。たとえば、設定可能な変化幅ｄＸを設定し、カウンタを用いて、設定可能な開始時点から当該測定値Ｘの１つの変化幅ｄＸの変化が生じるまでに経過した時間を求めることができる。かかる変化は、正の方向および負の方向の双方向に生じることが可能である。すなわち、測定値Ｘの増加または測定値Ｘの減少が可能である。

【0050】

変化速度ｄＸ／ｄｔを評価するためには、非線形の時間スケール評価を行うカウンタを用いることができる。そのためには、特に対数スケールを用いることができる。

【0051】

求められた変化速度ｄＸ／ｄｔに依存して、整流パターンＫｉを用いた動作中に、測定値Ｘの時間的変化に基づいて評価値Ｙｉを生成する。この評価値Ｙｉは、当該整流パターンを用いた動作時における第１の電極および／または第２の電極の電極先端の焼失ないしは成長の大きさを表すものである。この評価値Ｙｉを求める際には、他のファクタを共に用いることが可能であり、たとえば、当該整流パターンを用いると急峻な変化のない定常的推移および／または転換点のない単調な推移を達成できるか否かのファクタを共に用いることができる。求められた評価値Ｙｉは、整流パターンＫｉと共に評価テーブルＴａｂに記憶される。評価テーブルＴａｂは、各エントリを評価値Ｙｉに従ってソートして配列するような配置構成とすることができる。さらに、評価テーブルＴａｂは要素ごとに、対応する整流パターンＫｉが最後に評価された時期を示すエントリ、すなわち評価値Ｙｉの存続期間についての情報を示すエントリを有することもできる。

【0052】

第５のステップＳ５において、電極間距離と相関関係にある測定量Ｘと目標値ＸＺとの差分から測定値偏差ΔＸの計算値を求める。よって、放電ランプの電極間距離の目標値‐実際値比較は、プロジェクション装置の動作中に求めることができる、電極間距離と相関関係にある測定値の間接的な評価に基づく。よってこれは、モデルに基づき、いわゆるオブザーバに基づいて求めることができる。そのモデルパラメータは、当該装置において使用されることが予定されている型式の放電ランプにおいて体系的測定を事前に行うことにより、統計的に求めることができ、たとえば、放電ランプに流れる放電電流を用いて、ランプに印加されている電圧と、放電ランプの第１の電極と第２の電極との間の放電ランプ光アークのアーク長との関係を求めるアーク投影手法を用いて求めることができる。この放電電流も同様に、制御装置において求めることができる。したがって、電極間距離Ｘないしは電極間距離Ｘと設定可能な目標値との偏差を求めるためには、放電ランプの電圧と、当該放電ランプに流れる電流とに基づくこと、または、放電ランプの電圧と、放電ランプへ供給される電力とに基づくことができる。

【0053】

第６のステップＳ６において、電極間距離と設定可能な目標値ＸＺとの求められた偏差に基づき、少なくとも測定値偏差ΔＸと評価テーブルＴａｂ内に存在する評価値Ｙ１，Ｙ２からＹＮとに依存して、新たな整流パターンＫｉの選択を行う。新たな整流パターンＫｉを求めるためにはさらに、電極間距離と相関関係にある測定値Ｘ自体を、および／または時間ｔを考慮することもできる。よって、新たなに整流パターンＫｉついては、たとえばｉ＝ｆ（ｔ，Ｘ，ΔＸ，Ｙ１，Ｙ２，・・・，ＹＮ）となる。

【0054】

新たな整流パターンＫｉが選択された後は、第１のステップＳ１へジャンプして戻り、これに応じて更新されたインデックスｉを有する整流パターンＫｉで実施する。

【0055】

もちろん整流パターンＫｉ（ｉ＝１・・・Ｎ）に代えて、完全な電流波形Ｗｉ（ｉ＝１・・・Ｍ）をテーブルＴａｂに記憶すること、とりわけ電流波形の複数のセットを記憶することもでき、これらの電流波形は、その都度選択的に選択のためにアクティベートされる。かかる場合、評価テーブルＴａｂでは整流パターンＫ１，Ｋ２・・・ＫＮが電流波形Ｗ１，Ｗ２，・・・ＷＭと置き換わることとなる。ＮはＭと等しくすることができる。このことはたとえば、全ての電流波形に対して同一の包絡線曲線ＩＬを使用する場合に当てはまる。全ての整流パターンＫｉ（ｉ＝１・・・Ｎ）と全ての記憶された包絡線ＩＬとを組み合わせると、得られる電流波形ＷＭの数はＭ＝Ｎ×Ｌとなる。

【0056】

図２は、個々の曲線区間２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅから成る、簡略的に示された曲線２１の一例に基づき、上記方法の機能の仕方を示している。この曲線２１は、時間ｔにおける測定値Ｘの推移を表している。図２に示されているグラフでは、横軸上に時間ｔを示しており、この横軸上にはさらに、第１の切替時点Ｔ１、第２の切替時点Ｔ２および第３の切替時点Ｔ３である３つの強調された時点も示している。縦軸上には放電ランプの電圧Ｕが示されている。これは、放電ランプの電極間の距離と相関関係にある測定値Ｘの代表的なものである。ここでは簡略化のため、電圧Ｕは測定値Ｘに相当すると仮定する。

【数1】

【0057】

縦軸上には、目標値Ｚ、下限ＵＧおよび上限ＯＧが示されている。目標値Ｚは下限ＵＧと上限ＯＧとの間である。第１の切替時点Ｔ１までの第１の時間区間２２ａでは、電圧Ｕの推移は負の勾配で第１の曲線区間２１ａに追従する。電極間距離は最初、上限ＯＧを上回る初期電圧から任意単位（arbitrary unit）で−０．５の勾配で、目標値Ｚに向かう方向に低減していく。第１の時間区間２２ａをさらに推移すると目標値Ｚを下回り、最終的には第１の切替時点Ｔ１において下限ＵＧに達する。

【0058】

第１の切替時点Ｔ１において、第１の整流パターンＫ１から第２の整流パターンＫ２へ切り替え、これにより、第２の時間区間２２ｂにおける第２の曲線区間２１ｂの勾配は任意単位の＋２になる。これにより、放電ランプの電極の先端が先に成長して両電極間の電圧Ｕが低減した後、先端は溶解して後退し、これにより、第１の切替時点Ｔ１と第２の切替時点Ｔ２との間の第２の時間区間２２ｂ中にランプの電圧Ｕが連続的に上昇していき、電圧Ｕは第２の切替時点Ｔ２において上限ＯＧの値に達する。

【0059】

第２の切替時点Ｔ２において第１の整流パターンＫ１に切り替えて戻し、これにより、第２の切替時点Ｔ２に続く第３の曲線区間２１ｃの勾配は、再び任意単位の−０．５になる。

【0060】

第１の整流パターンＫ１で動作中、電圧変化方向の交代が生じる。この交代は、電極幾何学的形態の変化により引き起こされ得るものである。よって、第３の曲線区間２１ｃの後に、電圧の上昇により特徴付けられる第４の曲線区間２１ｄが続く。第３の切替時点Ｔ３において、Ｋ１の電圧変化方向の交代が検出される。これに応じて、第３の時間区間２２ｃの後に続く第４の時間区間２２ｄは、第３の切替時点Ｔ３において終了する。その後に続く第５の時間区間２２ｅにおいて整流パターンＫ４への交代が行われ、この整流パターンＫ４により、任意単位で−０．０６のレベルの勾配で電圧降下が生じる。これに対応する第５の曲線区間には、符号２１ｅが付されている。

【0061】

以下、図２にグラフ表示された曲線区間２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅから成る曲線２１の推移を、コンパクトな表形式にまとめて示す。当該表の各行は、時点Ｔ１，Ｔ２ないしはＴ３におけるテーブルＴａｂ（Ｎ＝４）の状態と、その結果として各時点でなされるアクションとを示す。

【表1】

【0062】

したがってこれは、異なる時点におけるテーブルＴａｂを一覧にして表現したものである。さらに、列「アクション」において、各時点において何が起こるかも記述されている。

【0063】

上述のことにより、制御装置によって、第１の電極および／または第２の電極の電極幾何学的形態の状態を、設定された範囲内に維持できる制御ループが実現される。

【0064】

以下、上記手法に代わる、電流波形を記述するための他の手法、とりわけ電流波形を合成するための方法について述べる。制御装置は、放電ランプを駆動制御するための電流波形関数を生成するように構成されている。各電流波形関数は、包絡線情報（電流振幅）と極性情報（整流パターン）とにより構成される。包絡線情報は、強度ベクトルにより表すか、または以下述べるように包絡線曲線ＩＬにより表すことができる。整流パターンＫＮは、周波数が相違する複数の方形波信号Ｒｊを乗算することにより設定される。この方形波信号は、当該方形波信号の周波数ｆｊと、包絡線曲線に対する第１の方形波信号の位相角φ１と、第１の方形波信号に対する他の残りの方形波信号の各位相角φｊとによって表される。

【0065】

以下、図３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを参照して、プロジェクション装置がたとえば３ＬＣＤプロジェクション装置（Liquid Crystal Display）ないしは３チップＤＬＰ（Digital Light Processing）の形態である具体的事例の場合の電流波形の合成について説明する。図３ａでは包絡線情報は、時間ｔにおいて一定の包絡線曲線ＩＬによって表される。ここで単位１は任意に選択されたものであり、１００％動作を表すことができ、この１００％動作はたとえば、定格出力での放電ランプの動作を表す。図３ｂは、第１の方形波信号Ｒ１の時間的推移を示す。図３ｃは、第２の方形波信号Ｒ２の時間的推移を示す。第１の方形波信号Ｒ１および第２の方形波信号Ｒ２の両方形波信号ともゼロ平均であり、それぞれ５０％のデューティ比を有する。さらに、両方形波信号はそれぞれ１つの方形波周波数のみを有する。すなわち、両方形波信号Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ、ちょうど半周期の経過後にその符号を反転させる。よって、各方形波信号Ｒ１およびＲ２の２つのゼロ交差間の間隔は常に一定で半周期である。すなわち、第１の周波数ｆ１ないしは第２の周波数ｆ２の逆数の半分である。両方形波信号Ｒ１，Ｒ２の両周波数ｆ１，ｆ２は、自由に選択することができる。第１の周波数ｆ１の有利な範囲は５Ｈｚから５００Ｈｚまでであり、第２の周波数ｆ２の有利な範囲は０Ｈｚから５００Ｈｚまでである。図３ｄに、包絡線曲線ＩＬと第１の方形波信号Ｒ１と第２の方形波信号Ｒ２との積が示されている。このようにして生成された信号（「電流波形ＷＭ」という）の特性は複雑に見えるが、この信号は簡単な係数セットにより、すなわち、基礎となる方形波信号Ｒ１，Ｒ２の各周波数ｆ１，ｆ２と、包絡線曲線ＩＬに対する当該方形波信号Ｒ１，Ｒ２の上述の位相角とにより表すことができ、これにより、両方形波信号Ｒ１，Ｒ２の相互間の位相関係も得られる。

【0066】

図示の実施例では、第１の方形波信号Ｒ１は第１の周波数ｆ１＝１３０Ｈｚを有し、第２の方形波信号Ｒ２は第２の周波数ｆ２＝６０Ｈｚを有する。よって、ｆ１に対するｆ２の周波数比率は約０．４６の値になる。両方形波信号間の位相差ないしは相互間の時間的シフトは、約１．２８ｍｓとなる。包絡線曲線は時間的に一定であるから、包絡線曲線に対する時間的シフトは、原則的に任意に選択することができる。

【0067】

たとえば１チップＤＬＰプロジェクタ（Digital Light Processing）に適した電流波形は、上述の電流波形とは対照的にさらに他の条件を充足する必要がある。１チップＤＬＰプロジェクタでは、通常使用されるカラーホイールと正確に同期する必要がある。このカラーホイールは、プロジェクタの光路上にて回転し、複数のカラーセグメントを有し、これらの各カラーセグメントはそれぞれ異なる色に割り当てられており、それぞれ異なる長さを有することができる。すなわち、各カラー扇形部の、全体で３６０°のうちの角度割合は、それぞれ設定可能なものとし得る。かかるカラーホイールにより、１つの映像画像の複数の異なる色が時間的に順次投影される。最近のＤＬＰプロジェクタはさらに、各カラーセグメントのランプ電流の大きさの個別設定を行える調整手段も備えている。このことによってたとえば、白色セグメントの過上昇によって輝度をより高くすること、または、各カラーを相互に適切に調整することによって色再現性をより良好にすることができる。典型的には、本発明の装置をプロジェクション装置において使用する顧客、具体的にはたとえば製造者が、各セグメントにおいて複数の異なる輝度セットに対して複数の電流曲線（電流振幅の包絡線情報）、たとえば３つから６つの電流曲線を定義することができ、これらの電流曲線を当該プロジェクション装置の不揮発性メモリに、大抵はＥＥＰＲＯＭメモリに記憶することができる。

【0068】

好適なのは、カラーホイールの各カラーセグメント間の移行部、いわゆるスポークにおいて、整流を行うことである。このことにより、電流の整流に起因する輝度の落ち込みは、ユーザによって知覚されることがなくなる。というのも、スポークにより生じる混色は本来的にプロジェクタによって遮蔽され、または、たとえば白色光成分の増加に使用されるものだからからである。

【0069】

この点について図４ａに、他の一実施例として、カラーホイールの各カラーセグメントの所望の輝度の振幅推移を表す包絡線曲線ＩＬが示されている。同図中に示されているのは、一例として６つのセグメントを有するカラーホイールの包絡線曲線ＩＬであり、同図では、カラーホイールの回転速度が一定であること、すなわち回転数が一定であることを前提として、セグメント持続時間ないしは各角度割合は以下の表にまとめた通りとなっている：

【0070】

白色 （White） Ｗ ７０°
シアン （Cyan） Ｃ ３０°
青 （Blue） Ｂ ９０°
緑 （Green） Ｇ ３０°
赤 （Red） Ｒ ６５°
黄色 （Yellow） Ｙ ７５°

【0071】

図４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ中の縦方向の各破線は、セグメント境界を示している。

【0072】

図４ｂは第１の方形波信号Ｒ１を示しており、その各パルスの周期持続時間は僅かに相違している。ここで「パルス」とは、第１の方形波信号Ｒ１の第１のゼロ交差（たとえばＧ→Ｒ）と第３のゼロ交差（たとえばＹ→Ｗ）との間に及ぶ各区間であって、第１のゼロ交差と第３のゼロ交差との間に唯一のゼロ交差として位置する第２のゼロ交差（たとえばＣ→Ｂ）において第１の方形波信号Ｒ１の極性交代がなされる各区間をいう。具体的には、上述の図３ｂの実施例とは対照的に、図４ｂではデューティ比は画一的に５０％であるとは限らず、むしろ図４ｂに示された第１の方形波信号Ｒ１のゼロ交差は、ＤＬＰプロジェクタのカラーホイールによって定まるセグメント分割を考慮して、いわば、有限数のゼロ交差位置が有限数である既製の型に収められている。よって換言すると、各方形の幅は非等間隔のラスタ化に依存して、負の方向（−１）および正の方向（１）の双方に切り上げ、ないしは切り下げられる、ということになる。

【0073】

図４ｃに示された実施例の第２の方形波信号Ｒ２についても、同様のことが当てはまる。第２の方形波信号Ｒ２の場合も、各パルスの周期持続時間は相応に僅かに相違している。よって、カラーホイールの一回転は、白色Ｗ、シアンＣ、青Ｂ、緑Ｇ、赤Ｒおよび黄色Ｙのセグメントの一巡と相関している。すなわち、その持続時間は、ＤＬＰカラーホイールの回転数を介して当該カラーホイールの完全な一回転（３６０°）と結合されている。

【0074】

したがって、包絡線曲線ＩＬと第１の方形波信号Ｒ１と第２の方形波信号Ｒ２との積については、図４ｄに示されたような電流波形ＷＭの曲線波形となる。

【0075】

ＤＬＰプロジェクション用に使用できる本実施例の第１の方形波信号Ｒ１および第２の方形波信号Ｒ２についても、上記にて述べたように、両方形波信号がゼロ平均であることが適用される。

【0076】

上述の事例では、可能性のあるゼロ交差が所定の整流位置に限定されることにより、方形波信号の周波数の瞬時値がそれぞれ平均値ｆ１ないしはｆ２の前後で変動することとなる。図４ｂおよび４ｃに示された例では、これらの平均値はｆ１＝４５Ｈｚおよびｆ２＝２５．７Ｈｚである。両周波数の比は０．５７である。本実施例では両方形波信号の時間的シフトは、包絡線曲線ＩＬと第１の方形波信号Ｒ１との間では０ｍｓであり、第１の方形波信号Ｒ１と第２の方形波信号Ｒ２との間では約３．２ｍｓである。

【0077】

第２の方形波信号Ｒ２にも同様のことが当てはまる。

【0078】

とりわけ、包絡線曲線ＩＬの局所的に一定の強度推移を表す設定可能な強度ベクトルを取り込んで複数の整流パターンＫｉを合成する上記の手法を用いると、周波数および位相角が適切に選択されている場合にゼロ平均の電流波形についての要求も満たす電流波形ＷＭを、特に簡単に生成することができる。

【0079】

この電流波形合成手法は、本発明との上述の使用の如何に依存せず、いかなる型式の交流動作方式の放電ランプにも、依存せずに設置可能かつ使用可能であるから、たとえば、本願出願後に公開される出願第１０２０１４２２０２７５．２号に記載されている、適切な電流波形を特徴付ける整流ベクトルの変化方法に代わる代替的手段としても、有利に使用できる。

【0080】

上記実施例は本発明の説明のためだけに供されるものであり、本発明を限定するものではない。とりわけ、電流波形の合成に使用される方形波関数の数、および、本発明の実施のために供される電流波形の数は共に、任意に変更することが可能であり、また、本発明において適切なパラメータセットないしは信号を適切な装置にどのように記憶ないしは格納するかについての限定もない。

【0081】

したがって上記記載は、２つの電極を備えた交流動作方式の超高圧放電ランプ、特にプロジェクション装置用のランプの動作態様をどのように最適化できるかを示したものである。

【符号の説明】

【0082】

Ｓ０ 開始
Ｓ１ 第１のステップ
Ｓ２ 第２のステップ
Ｓ３ 第３のステップ
Ｓ４ 第４のステップ
Ｓ５ 第５のステップ
Ｓ６ 第６のステップ
Ｔａｂ 評価テーブル
ｉ インデックス
Ｗ１ 第１の電流波形
Ｗ２ 第２の電流波形
Ｋ１ 第１の整流パターン
Ｋ２ 第２の整流パターン
ＫＮ 第Ｎの整流パターン
Ｙ１ 第１の評価指標
Ｙ２ 第２の評価指標
ＹＮ 第Ｎの評価指標
ＩＬ 包絡線曲線
Ｘ 測定値
ｄＸ／ｄｔ 変化速度
ｄＸ 変化幅
ｔ 時間
ΔＸ 測定値偏差
ＸＺ 目標値
Ｕ 動作電圧
ＯＧ 上限
Ｚ 目標値
ＵＧ 下限
Ｔ１ 第１の切替時点
Ｔ２ 第２の切替時点
Ｔ３ 第３の切替時点
２１ａ 第１の曲線区間
２１ｂ 第２の曲線区間
２１ｃ 第３の曲線区間
２１ｄ 第４の曲線区間
２１ｅ 第５の曲線区間
２２ａ 第１の時間区間
２２ｂ 第２の時間区間
２２ｃ 第３の時間区間
２２ｄ 第４の時間区間
２２ｅ 第５の時間区間
Ｉ 包絡線曲線
Ｒ１ 第１の方形波信号
Ｒ２ 第２の方形波信号
ＷＭ 電流波形（一般）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】