JP2010518574A - ガス放電ランプをドライブするための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス放電ランプのアークを直線状にすること
【解決手段】ガス放電ランプ（Ｌ）をドライブするためのドライバ（１０）は、メインランプ電流成分およびアークを直線状にするためのリップル電流成分を有するランプ電流を発生するための電流発生器（１；２）を備え、リップル周波数（ｆ_Ｒ）およびリップル振幅（Ｍ）を設定するように、コントローラ（３）が前記電流発生器を制御し、前記リップル周波数（ｆ_Ｒ）およびリップル振幅（Ｍ）のための設定ポイント（ＳＰ）を定めるデータをメモリ（５）が含み、アークの曲率およびアークの安定性を示す少なくとも１つの測定信号を測定デバイス（４）が発生する。前記コントローラ（３）は、前記リップル周波数（ｆＲ）およびリップル振幅（Ｍ）に対する微調節（ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４）を行い、アークの改良された直線状化を探し、かかる改良点が発見された場合には前記コントローラは前記調節された設定ポイントに基づき、前記電流発生器を制御し、改善が発見されなかった場合には前記メモリ（５）内の前記元の設定ポイント（ＳＰ）に基づき作動を再開する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的にはガス放電ランプに関し、より詳細には、高圧または高強度放電ランプに関する。

ガス放電ランプを水平状態で作動させると、特に重力および対流に起因してアークがカーブした形状となり得るという問題が生じることが知られている。更に、高周波の電流成分を加える結果、アークを直線状にし得るということも知られている。例えば、米国特許第US-5,436,533号明細書および欧州特許第EP-0713352号明細書を参照されたい。一部のタイプのランプでは、高周波をスイープした場合、有利となり得る。

問題は、ランプのタイプが異なれば、アークを直線状にする正確な周波数は、同一ではなく、更に、ランプのタイプが同じであっても、ランプが異なれば、例えば製造公差、ランプの配向の差、経年変化などに起因し、この正確な周波数は必ずしも同一とはならないということである。更に別の問題は、高周波電流成分が音響的共振状態を生じさせ得ることであり、この共振状態は光のフリッカー（ちらつき）、アークの歪み、更にアーク管の最終的な故障を生じさせ得るので、この共振状態は好ましいことではない。更に問題を複雑にしている要因は、異なるタイプのランプ、更には同じタイプであっても異なるランプに対して正しい共振周波数が異なることである。従って、共振に関して不利とならないように、すべての状況下の電流リップル周波数がアークを直線状にするという点で有利となるように、高周波電流リップルを加えるランプドライバを設計することには問題が多い。

本発明の目的は、上記問題を解消するか、または少なくとも低減することにある。

本発明の重要な特徴によれば、好ましくは電気的パラメータまたは光学的パラメータを検出することにより、アークの直線性およびアークの安定性をモニタする。測定データに基づき、最適な設定を得るようにリップル周波数および／またはリップルの大きさを適合させる。この設定はメモリ内に記憶され、その後のパワーアップのためのスタートポイントとして使用する。

従属請求項には更に別の有利な変形例が記載されている。

添付図面を参照し、１つ以上の好ましい実施形態の次の説明に基づき、本発明の上記およびそれ以外の様相、特徴および利点について説明する。図中、同一の参照番号は同一または類似の部品を示す。

ガス放電ランプをドライブするための電子ドライバを略図で示すブロック図である。 実験の結果を示すグラフである。 ランプドライバの適応的作動を略図で示すフローチャートである。

図１は、ガス放電ランプＬをドライブするための電子ドライバ１０を略図で示すブロック図である。このランプＬは、シールされたチャンバ内で互いに対向する２つの電極を有するタイプである。作動中、チャンバ内には放電が維持され、この放電は電気アークとして示されている。電気アークの形状がカーブした形状（アークの弓状化）となり得ることが問題である。この問題は、水平状態の作動、すなわちアークが水平に配向されているときに生じることがあり、この場合、弓状化は主に対流に起因する。弓状化は、垂直状態の作動でも生じ得る。この場合、弓状化はランプ構造のローレンツ力に起因して生じる。アークがカーブした形状となる性質は、アークがチャンバの壁に接触するという危険を引き起こす。水平状態の作動だけでなく垂直状態の作動も含む、いずれの状況においてもアークを直線状にすることは、ランプの寿命を長くすること、および／またはランプの技術的な特性をより良好にする上で１つの解決案である。ガス放電ランプだけでなくアークがカーブするという問題も、公知であるので、これに関するより詳細な説明は、本明細書では省略する。

ドライバ１０は第１電流発生器１を含み、以下、この第１電流発生器１をメイン電流発生器としても示す。本明細書および特許請求の範囲では、出力ターミナルの間の電圧に実質的に独立した電流を、それぞれの出力ターミナルに供給する電源を意味するよう電流発生器なる表現を使用する。この電流源は、内部アドミッタンスがゼロであることが理想的である。このメイン電流発生器はランプ電極に結合された出力ターミナルを有し、メインまたは基本ランプ電流を供給する。このメインランプ電流は、例えばランプのタイプ、ランプの利用タイプ、設計者の好みなどに応じ、ＤＣ電流、転流ＤＣ電流、サイン形状の電流、三角波電流などとすることができる。転流ＤＣ電流の場合、デューティサイクルは５０％とすることができるが、このデューティサイクルを変えることも可能である。メインランプ電流の波形の選択の説明は本発明を理解する上では重要でない。所望する波形を有するランプ電流を発生するための電流発生器は、公知であるので、メイン電流発生器１の構造および作動の詳細な説明は、本明細書では省略する。

本例におけるドライバ１０は、第２電流発生器２も含み、この第２電流発生器２は、次の説明では、二次電流発生器としても表示する。「リップル電流」としても表示するサイン形状の二次電流を供給するこの二次電流発生器は、メイン電流発生器１の出力ターミナルに並列にランプ電極に結合された出力ターミナルを有し、よってランプＬは、メイン電流発生器１からのメインランプ電流と、二次電流発生器２からのリップル電流との加算電流を受ける。

２つの電流発生器が並列に接続されている場合、異なる周波数を有する２つの波形を加算し、加算信号を得ることができる。このメイン電流はリップル周波数に対して比較的低い周波数とすることができる。特にメイン電流を矩形波とすることができ、この場合、加算電流はリップル分が上に重ねられた矩形波となる。メイン電流をリップル周波数に対して比較的高い周波数とすることも可能であり、特にメイン電流をＶＨＦ電流とすることができる。

並列接続された２つの別個の電流発生器の代わりに、異なる構造を使用することも可能であることも理解できよう。例えば電流発生器を並列接続する代わりに、直列接続とすることも可能である。更に、２つの電流発生器を集積化することも可能である。これによって特に、変調された波形としてランプ電流を発生することが可能となる。例えばリップル周波数で振幅変調されたＶＨＦキャリアを発生することも可能となる。更に出力ターミナルを並列接続する代わりに、結合トランスを使用することも可能である。いずれの場合においても、機能的に２つの電流の分配を別個に検討するので、便宜上、並列接続された２つの別個の電流発生器を示す。

リップル電流の目的は、アークを直線状にすることである。アークを直線状にするためにリップル電流を使用することは、それ自体公知であり、更にアークを直線状にするためにリップルランプ電流を発生できる電流発生器も、公知であると理解すべきである。従って、二次電流発生器２の構造および作動の詳細な説明は、本明細書では省略する。

二次電流発生器２は、制御可能な電流発生器であり、ドライバ１０は制御された電流の二次電流発生器２を制御するためのコントローラ３を更に含む。メイン電流発生器１も制御可能な電流源とし、コントローラ３がメイン制御電流発生器１の１つ以上の特性を制御するようにすることも可能であるが、本明細書で説明する実施形態では、メイン電流発生器１は設定が固定されている。本明細書の実施形態では、メイン電流を転流ＤＣ電流とすることができ、この場合、転流周波数と電流の振幅とは固定される。一般に転流周波数は、５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚのレンジ内とすることができるが、約１０Ｈｚの大きさの転流周波数が一般的である。ランプのタイプによっては、代表的なランプ電流の振幅は、約１Ａの大きさであり、代表的なランプ電圧は、約１００Ｖの大きさである。

リップル電流に関し、この電流のリップル周波数は、一般に１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚのレンジ内にあり、実際のリップル周波数は、コントローラ３からの制御信号Ｓｆに応じて決まる。リップル電流の振幅は、リップル電流の振幅をメイン電流の振幅で割った値として定義される、変調深度Ｍで表記される。一般にこの変調深度Ｍは、０〜４０％のレンジ内であり、実際の変調深度はコントローラ３からの制御信号Ｓｍに応じて決まる。

リップル周波数および変調深度とは別に、リップル電流は別のある特徴的特性を有する。例えばリップル電流の周波数は、より低い周波数限度からより高い周波数限度までのスイープレンジ内でスイープでき、この場合、スイープ周波数、スイープレンジ、スイープ形状（三角形、サイン形状など）は別のパラメータとなっている。基本的には、コントローラ３によりこれらパラメータを制御することも可能であり、この場合、これらパラメータに関する最適化はコントローラ３によっても実行でき、この最適化は、次に説明する最適化に類似する。しかしながら、構造を簡潔にするという点で好ましい実施形態では、所定の設計事項に従い、上記パラメータを固定する。固定された前記パラメータの異なる設定は、コントローラ３による異なる制御設定を生じさせるという点で、これらパラメータはコントローラ３の最終的設定に影響し得るが、これら固定されたパラメータは、コントローラへの入力パラメータではなく、これらパラメータは当たり前のものと見なされると理解できよう。従って、次の説明では前記固定されたパラメータを無視する。

リップル電流の影響は、図２を参照して説明するように、複雑な態様でリップル周波数および変調深度に応じて決まる。図２は、代表的な１つのガス放電ランプを用いて実行した実験の結果を示すグラフである。このランプは７０Ｗのセラミックハロゲン化金属ランプであった。このランプは転流ＤＣ電流５０％のデューティサイクル、転流周波数９０Ｈｚ、電流振幅０.７Ａで作動された。このメイン電流では、リップル電流を変調し、このリップル電流の周波数および変調深度を変えた。図２の水平軸はリップル周波数ｆ_Rを示し、図２の垂直軸は変調深度Ｍを示す。グラフはランプの挙動を示す。

次のように実験を行った。

まずランプを水平に配向された状態に位置決めした結果、カーブしたアークが得られた。基本ランプ電圧Ｖ０として、リップル電流のないランプ電圧を示す。この実験のランプでは、基本ランプ電圧Ｖ０は１０３Ｖに等しかった。

次に、あるリップル周波数を選択した。このリップル周波数では、変調深度Ｍをまずゼロに設定し、次にランプ電力を一定に維持しながら、１％のステップで徐々に増加した。従って、一定のリップル周波数、すなわち図２の垂直ライン、例えばライン２１に沿って測定経路をたどった。各測定ポイントでは視覚的にランプの挙動をモニタし、アークの直線状化およびアークの安定性を定量的に測定した。

アークの直線状態を示す目標パラメータとして、ランプ電圧Ｖ（ｆ_R，Ｍ）をモニタした。このランプ電圧はアークの長さに比例し、カーブしたアークは直線のアークよりも長く、この実験のランプでは直線アークの場合のランプ電圧は１００Ｖに等しかった。従って、ΔＶ（ｆ_R，Ｍ）＝ｖ０−Ｖ（ｆ_R，Ｍ）で示されるランプ電圧の減少は、アークの直線状態の尺度となる。相対的な電圧の低下をΔＶ_R（ｆ_R，Ｍ）＝ΔＶ（ｆ_R，Ｍ）／Ｖ０とすることも可能である。アークの直線状態は、例えばアークの中心の実際の位置を光学的に検出することにより別の方法で測定することもできると理解できよう。更に、ランプ電圧を使用する代わりにランプのインピーダンスを計算するために、ランプの電流を考慮し、このインピーダンスを表示パラメータとして使用することも可能である。

アークの安定性を示す目標パラメータとして、再び電圧（ｆ_R，Ｍ）をモニタした。このランプ電圧は数回測定し、測定した電圧の標準偏差値σ（Ｖ）を計算した。安定したランプの場合、ランプ電圧は一定であり、σは０に等しい。σが０よりも大きい値であることは、アークの長さが変化していることを示し、よって不安定であることを示している。アークの安定性は、例えばアークの中心の変位を光学的に検出するか、または光の強度の変化を光学的に検出することにより、別の方法で測定することもできる。更に、ランプ電圧の変動だけを考慮する代わりに、アークの導電度を計算するためにランプ電流を考慮し、更に代表的パラメータとしてアークの導電度の変動を使用することもできる。実験では、ランプを視覚的に観察することによっても、安定性の良好な表示が得られた。

安定でないことにより、とりわけ視覚的なフリッカーが生じるので、過剰な不安定性は許容できない。実験では、２％の測定電圧の標準偏差値σ（Ｖ）を生じさせる不安定性を許容できないものと見なした。他の実験でも、許容性の異なる条件を使用できることは、明らかである。

実験では、アークの実質的な直線状化を生じさせない周波数が存在するようであった。測定ポイントのうちの垂直測定ライン２１に従うと、かかる周波数において、最終的に不安定性またはアークの弓状化が、許容できないものと判断されるあるポイント、例えばライン２１上のポイントＡに達する。このポイントにおいて、測定を中断した。更に、より深い変調深度での測定は実行しなかった。

多くの周波数の値に対して上記方法を繰り返した。カーブ２２は、不安定性またはアークの弓状化が許容できないものと判断されたポイントの集合を示し、これらポイントは菱形で表示されている。このカーブを「許容性の境界」と称すが、このカーブを「安定性の境界」と称すこともできる。ライン２２の下は、ランプが作動されたときにランプは安定していることを示す。リップル分が小さくても、音響的共振によって不安定性が生じる周波数領域が存在することも、図から理解できよう。３７ｋＨｚにおけるディップ点は第１のアジマス共振モードに対応する。このランプにおける第１のラジアル共振モードは、おおよそ８０ｋＨｚに位置していた。この８０ｋＨｚの位置は図２のスケール外にある。

この実験では、実質的なアークの直線状態が生じる測定ポイントも発見された。相対的電圧低下分ΔＶ_R（ｆ_R，Ｍ）が２％よりも大きい場合に、このアークの直線状態はかなりの大きさとなっていると見なした。アークの直線状態がかなりの大きさであるかどうかを判断するために、他の実験では異なるスレッショルドを使用できることは明らかである。

実質的なアークの直線状化が観察された個々の測定ポイントをグラフでは三角形として表示している。これら測定ポイントはクラスター２３，２４，２５にまとめられていることが理解できよう。

ランプの挙動、特に周波数ｆ_Rおよび変調深度Ｍと共にリップル電流に対する応答をこのように分析したので、オペレータはリップル電流パラメータに対する作動ウィンドーを定めることができる。図２は、かかる作動ウィンドー２６に対する示唆が示されている。かかる作動ウィンドーの形状は円形または楕円形、もしくは他の任意の適当な形状とすることができる。簡潔にするために作動ウィンドー２６の形状は、長方形に選択されている。この場合、作動ウィンドー２６は互いに独立している作動周波数レンジ２７および作動変調レンジ２８に対応する。作動ウィンドー２６の中心に作動設定ポイントＳＰを定めることができる。

本発明を理解するために、許容度の境界２２の正しい形状は不可欠なものではないし、実質的なアークの直線状化を生じさせるクラスター２３，２４，２５の正確な形状および位置も不可欠ではない。実際にこれら位置および形状はランプの配向、経年変化などによって変わり得る。それにもかかわらず、概して同一タイプのすべてのランプは、同様な許容度の境界およびアーク直線状化クラスターを有する。従って、かかるランプタイプの１つのサンプルで実行された実験に基づき、特定のランプのタイプに対して予め作動ウィンドー２６および作動設定ポイントＳＰを定めることができる。当然ながら、同じランプのタイプの数個のサンプルに対して、測定を繰り返すことが望ましい。

更に、異なるランプのタイプに対して許容度の境界の形状は異なる。しかしながら、図２のグラフによれば、これらの間には類似性があり、（すべてではないにしても）ほとんどのランプのタイプに対して、作動ウィンドー２６および作動設定ポイントＳＰを定めることが可能であるが、異なるタイプのランプに対しては、かかるウィンドーの位置およびサイズは異なる可能性がある。

再度図１を参照すると、コントローラ３にはランプＬに対する作動ウィンドー２６を定めるデータおよびランプＬに対する作動設定ポイントＳＰを定めるデータを含む不揮発性メモリ５が設けられている。これらデータはドライバ２０のメーカーによって決定され、メモリ５に書き込まれる。

作動中、コントローラ３は例えばリップル電流を最適設定値に適応的に設定するよう、二次電流源２を適応的に制御する。図３は、この適応的作動を略図で示すフローチャートである。

始動時（ステップ１０１）にコントローラ３は、まずリップル周波数のない状態でランプＬが定常状態に達することができるようにする（ステップ１０２）。このことは、定常状態を検出するか、または所定の時間待つだけで達成できる。次にステップ１０３にて、コントローラ３はメモリ５から設定ポイントＳＰの周波数および変調深度に対する設定ポイントデータを読み出し、例えば設定ポイントＳＰに対応する周波数および変調深度でリップル周波数を二次電流源２に発生させるよう、二次電流源２に対する制御信号ＳｐおよびＳｍを設定する（ステップ１０４）。一定のランプパワーでランプを作動させることが好ましい。

この設定ポイントＳＰは作動ウィンドー２６内にあるので、この設定は既にアークの直線状化効果を生じさせることが理解できよう。しかしながら、この効果は最適でない場合がある。従って、コントローラ３は次にリップル最適化モードに入る。設定ポイントＳＰではコントローラ３はアークの直線性を示す定性値だけでなく、アークの安定性を示す定性値も決定する（ステップ１０５）。前に述べたように、アークの直線性およびアークの安定性は数種の方法で表示し、測定できる。比較的簡単な実施形態、従って好ましい実施形態では、ドライバ１０はコントローラ３に出力端が結合された、ランプ電圧Ｖを検出するための電圧センサ４を含むが、コントローラ３はアークの長さに対する尺度、従ってアークの直線性の尺度として、ランプ電圧Ｖを取り込むと共に、アークの安定性の尺度としてランプ電圧Ｖの安定性（多数の測定値の標準偏差値σ）を取り込む。設定ポイントＳＰにおけるランプ電圧は、Ｖ０（ＳＰ）として表示され、設定ポイントＳＰにおけるランプ電圧の標準偏差値σはσ０（ＳＰ）として表示される。標準偏差値σを計算するために実行される測定回数は重要ではないが、少なくとも５回に等しいことが好ましい。

次にコントローラ３は、例えば所定の周波数のステップ＋Δｆをとることにより、周波数ｆ１＝ｆ０＋Δｆを有し、元の設定ポイントＳＰと同じ変調深度Ｍを有する隣接する設定ポイントＳＰ１を計算する。コントローラ３は、この隣接設定ポイントＳＰ１がまだ作動ウィンドー２６内にあるかどうかをチェックする（ステップ１１１）。そうである場合、コントローラ３はランプＬがこの隣接設定ポイントＳＰ１内で作動するように、二次電流発生器２に対する制御信号を変更し（ステップ１１２）、ランプ電圧Ｖ１（ＳＰ１）および標準偏差値σ１（ＳＰ１）を測定する（ステップ１１３）。

同様に、コントローラは隣接設定ポイントＳＰ２に達するよう、所定の周波数のステップ−Δｆで周波数を下げることにより設定を変更し、ランプ電圧Ｖ２（ＳＰ２）および標準偏差値σ２（ＳＰ２）を測定する（ステップ１２１〜１２３）。

同様に、コントローラは隣接設定ポイントＳＰ３に達するよう、所定の周波数ステップ−ΔＭで変調深度Ｍを減少させることにより設定を変更し、ランプ電圧Ｖ３（ＳＰ３）および標準偏差値σ３（ＳＰ３）を測定する（ステップ１３１〜１３３）。

同様に、コントローラは隣接設定ポイントＳＰ４に達するよう、所定の周波数ステップ＋ΔＭで変調深度Ｍを減少させることにより設定を変更し、ランプ電圧Ｖ４（ＳＰ４）および標準偏差値σ４（ＳＰ４）を測定する（ステップ１４１〜１４３）。

次に、コントローラ３は（一般に多数の測定値の平均値としての）電圧の測定値と電圧の偏差値とを比較し、最適値を探す（ステップ１５１）。設定ポイントＳＰが最適設定値である場合、測定された電圧Ｖ１（ＳＰ１），Ｖ２（ＳＰ２），Ｖ３（ＳＰ３）およびＶ４（ＳＰ４）は、Ｖ（ＳＰ）以上となる。このことは標準偏差値にも当てはまる。かかる場合、変更は不要であり、コントローラ３はＳＰの設定を再開し（ステップ１５２）、リップル最適化モードから出る（ステップ１５３）。コントローラは１０１、１０５または１９１にジャンプして戻ることができる。

隣接設定ポイントＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４のうちの１つ以上においてそれぞれ測定された電圧Ｖ１（ＳＰ１），Ｖ２（ＳＰ２），Ｖ３（ＳＰ３）またはＶ４（ＳＰ４）は、Ｖ（ＳＰ）未満であり、アークの直線状化が改善されたことを示し、一方、それぞれ対応する測定された標準偏差値σ１（ＳＰ１），σ２（ＳＰ２），σ３（ＳＰ３）またはσ４（ＳＰ４）がσ（ＳＰ）以下である場合、測定された最低電圧Ｖｘ（ＳＰｘ）を有する隣接設定ポイントＳＰｘを決定し（ステップ１５４）、新しい設定ポイントＳＰとして選択し、前の設定ポイントＳＰをこの新しい設定ポイントに置き換える。コントローラ３は、新しい設定ポイントＳＰｘの対応する座標ｆ_RおよびＭをメモリ５に書き込み（ステップ１５５）、二次電流源の設定値を新しい設定ポイントＳＰｘ（ステップ１５６）に変更し（ステップ１５６）、ステップ１１１にリターンし、更なる改良が可能であるかどうかを判断する。

隣接する設定ポイントがＶ（ＳＰ）未満の測定された値を有し、アークの直線状化が改善されたことを示し、一方、測定された標準偏差値がσ（ＳＰ）より大であり、安定性が悪くなっていることを示した場合において、新しい標準偏差値（すなわち不安定性）が所定のレベルを下回っていれば、隣接設定ポイントを新しい設定ポイントＳＰとして受け入れ、前の設定ポイントＳＰをこの新しい設定ポイントＳＰに置き換えてもよい。

ステップサイズΔｆおよびΔＭをコントローラ３のソフトウェア内に所定の値として固定したり、またはメモリ５に記憶することができると理解できよう。

更に、ステップ１０３で使用される設定ポイントを、常時同じ設定ポイントである固定された設定ポイントとすることができることも更に理解できよう。しかしながらこれまで説明した好ましい実施形態では、新しい設定ポイントはメモリ５に記憶されるので、次の始動時の場合には、前に使用された設定ポイントをスターとポイントとして使用する。このように、始動時には経年変化などに起因する変更された設定値を自動的に考慮する。

上記リップル最適化手順は、リップル設定を後にパワーダウンするまで一定に維持されるよう、パワーアップ時にしか行わないようにできる。このことは、例えばオフィス照明のランプのように、固定状態で取り付けられており、１日に少なくとも１回しかオンオフに切り換えないランプに対して適当である。しかしながら、リップル最適化手順は、パワーアップ後、作動中に実施することもできる。例えばリップル最適化手順を定期的に、例えば１０秒おきに１回実行することも可能であり、この方法は可動式ランプに対して適す。図３には、クロック信号に応答し、コントローラがリップル最適化モードに入る（ステップ１９１）ときの手順が示されている。

ランプＬに動き検出器または光セルのような光学的センサを設け、動き検出器の信号または光学的センサの出力信号に応答し、コントローラがリップル最適化モードに入る（ステップ１９２）ようにすることも可能である。

更に、安定性パラメータ（例えばσ（Ｖ））をモニタし、所定レベルを超えたレベルまでの安定性パラメータの検出される増加（増加した安定性）に応答し、コントローラがリップル最適化モードに入るようにすることもできる（ステップ１９３）。

要約すれば、本発明はメインランプ電流成分およびアーク安定化のためのリップル電流成分を有するランプ電流を発生するための電流源１；２を含む、ガス放電ランプＬをドライブするためのドライバ１０を提供するものである。コントローラ３は、リップル周波数ｆＲおよびリップル振幅Ｍを設定するように、電流源を制御し、メモリ５はリップル周波数およびリップル振幅に対する設定ポイントＳＰを定めるデータを含み、測定デバイス４はアークの曲率およびアークの安定性を示す少なくとも１つの測定信号を発生する。

コントローラは、改良されたアーク直線状化を探すために、リップル周波数およびリップル振幅に対する微調節を行うリップル最適化モードで作動でき、かかる改良点が発見された場合にコントローラは、調節された設定ポイントに基づき、電流源を制御し、発見されない場合、メモリ５内の元の設定ポイントＳＰに基づく作動を再開する。

以上で、図面およびこれまでの記載で本発明を図示し、かつ説明したが、当業者にはかかる図示および記載は単に図解または説明のためのものであり、限定的なものではないと見なすべきであることは明らかであろう。本発明は、これまで開示した実施形態だけに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の保護範囲内で種々の変形および変更が可能である。

例えば上記例では、ランプは低周波数の矩形波電流で作動され、この場合、リップル周波数はメイン周波数よりも高くなっている。しかしながら、メイン電流を、１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの大きさのメイン周波数のＶＨＦ電流とすることができ、この場合、二次電流の周波数をメイン周波数よりも低くすることができる。かかるケースではメイン電流の振幅変調によりランプ電流を得ることができる。しかしながら、簡潔にするために、かかる状況でも、「リップル」なる用語を使用する。

更に、実施形態では、センサ４はランプ電圧の表示しか与えず、コントローラは電圧の偏差値を計算する。センサ自体がコントローラによって受信すべきアークの長さおよびアークの安定性を示す出力信号を直接発生するようにもできる。

更に、実施形態では、ウィンドー２６を定めるデータをメモリ５に記憶される。例えばこれらデータをコントローラのソフトウェアに組み込むようにすることも可能である。

当業者が請求項に記載の発明を実施する際に、図面、本明細書および添付された特許請求の範囲を検討すれば、本明細書に開示した実施形態に対する他の変形を想到し、実施することができよう。特許請求の範囲における「含む」または「備える」なる用語は、他の要素またはステップを排除するものではなく、不定詞である「１つの」または「ある」は、複数のものが存在することを排除するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットでも、特許請求の範囲に記載した数個のアイテムの機能を満たすことができる。互いに異なる従属請求項に所定の手段が記載されているという事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用できないことを示すものではない。適当なメディア、例えば光学的記憶メディアまたは他のハードウェアと共に、または他のハードウェアの一部として供給される半導体メディアにコンピュータプログラムを記憶／配信することができるが、他の形態で、例えばインターネットもしくは他の有線もしくは無線通信システムを介してコンピュータプログラムを配信することもできる。特許請求の範囲に記載した参照符号は発明の範囲を限定するものと見なしてはならない。

以上で、本発明に係わるデバイスの機能的ブロックを示すブロック図を参照して本発明について説明した。これら機能ブロックの１つ以上は、ハードウェアで実現できると理解すべきであり、この場合、かかる機能ブロックの機能は個々のハードウェアコンポーネントによって実行されるが、かかる機能ブロックの機能をコンピュータプログラムの１つ以上のプログラムライン、またはプログラマブルデバイス、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサなどにより実行するよう、これら機能ブロックの１つ以上をソフトウェアで実施できるようにすることも可能である。

１，２ 電流発生器
３ コントローラ
４ 測定デバイス
５ メモリ
１０ ドライバ
Ｌ 放電ランプ

Claims (20)

1. 第１周波数レンジ内のメインランプ電流成分および前記第１周波数レンジと異なる第２周波数レンジ内のリップル電流成分を有するランプ電流を発生するための電流発生器と、
   リップル周波数およびリップル振幅を設定するように、前記電流発生器を制御するための制御信号を発生するコントローラと、
   前記リップル周波数およびリップル振幅のための設定ポイントを定めるデータを含むメモリと、
   アークの曲率およびアークの安定性を示す少なくとも１つの測定信号を提供するための少なくとも１つの測定デバイスとを備え、
   前記コントローラは始動時に、前記メモリを読み出すと共に、前記メモリ内の前記データに基づき、前記リップル周波数およびリップル振幅を設定するようになっており、
   前記コントローラは、このコントローラが前記リップル周波数およびリップル振幅に対する微調節を行うリップル最適化モードで作動でき、かかる微調節の結果、アークの曲率が小さくなった場合には、前記コントローラは前記調節された設定ポイントに基づき、前記電流源を制御し、調節の結果、アークの曲率が小さくならなかった場合には、前記メモリ内の前記元の設定ポイントに基づき作動を再開する、ガス放電ランプをドライブするためのドライバ。
2. 前記調節の結果、アークの曲率が小さくなった場合に、前記コントローラは前記調節された設定ポイントを定めるデータを前記メモリ内に記憶する、請求項１に記載のドライバ。
3. 前記コントローラは、始動時に即座にリップル最適化モードに入る、請求項１に記載のドライバ。
4. 前記コントローラは、始動後、ある遅延時間の終了後にリップル最適化モードに入る、請求項１に記載のドライバ。
5. ランプの動き検出器が更に設けられており、前記コントローラは、前記ランプの動きの検出に応答し、前記リップル最適化モードに入る、請求項１に記載のドライバ。
6. 前記コントローラは、前記ランプの不安定性の検出に応答し、前記リップル最適化モードに入る、請求項１に記載のドライバ。
7. 前記コントローラは、クロック信号に応答し、前記リップル最適化モードに入り、前記リップル最適化方法を定期的に実行する、請求項１に記載のドライバ。
8. 前記コントローラには、前記リップル設定ポイントのための作動ウィンドーを定める情報が提供され、前記コントローラは、前記リップル最適化方法を実行する際に、前記リップル設定ポイントが前記作動ウィンドー内に留まることを保証する、請求項１に記載のドライバ。
9. 前記コントローラは、前記リップル最適化方法中に、前記リップル周波数および前記リップル振幅を別々に変更すると共に、前記測定信号の対応する値を測定し、小さいアークの曲率および／または改良されたアークの安定性を探す、請求項１に記載のドライバ。
10. 前記測定デバイスは、ランプ電圧を検出するように接続された入力ターミナルを有する電圧センサを備え、
    前記コントローラは、アークの曲率を示すものとして前記センサの出力信号を見なし、
    前記コントローラは、一連の多数のランプ電流の測定値を取り込み、前記測定されたランプ電圧の読み取り値の偏差値を計算すると共に、アークの安定性を示すものとしてこの偏差値を見なす、請求項１に記載のドライバ。
11. 前記測定デバイスは、ランプ電圧を検出するように接続された入力ターミナルを有する電圧センサを備え、
    前記コントローラは、アークの曲率を示すものとしてアークの導電度を計算するためのランプ電流と共に前記センサの出力信号を取り込み、
    前記コントローラは、一連の多数のアーク伝導度の測定値を取り込み、前記測定されたランプ電圧の読み取り値の偏差値を計算すると共に、アークの安定性を示すものとしてこの偏差値を見なす、請求項１に記載のドライバ。
12. 前記測定デバイスは、アークを光学的にモニターする光学的センサを備え、
    前記コントローラは、一連の多数の光学的センサー測定値を取り込み、前記測定された光学的センサーの読み取り値の偏差値を計算すると共に、アークの安定性を示すものとしてこの偏差値を見なす、請求項１に記載のドライバ。
13. 前記メイン電流成分はＤＣ電流である、請求項１に記載のドライバ。
14. 前記メイン電流成分は転流ＤＣ電流である、請求項１に記載のドライバ。
15. 前記メイン電流成分はＡＣ電流である、請求項１に記載のドライバ。
16. 前記メイン電流成分は５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚのレンジ内の周波数を有する、請求項１４または１５に記載のドライバ。
17. 前記メイン電流成分は１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚのレンジ内の周波数を有する、請求項１４または１５に記載のドライバ。
18. メイン電流を振幅変調することによって前記ランプ電流を発生する、請求項１７に記載のドライバ。
19. 前記リップル電流成分は実質的にサイン形状である、請求項１に記載のドライバ。
20. 前記リップル電流成分は１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚのレンジ内の周波数を有する、請求項１に記載のドライバ。

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