JP2001513590A - メタルハライドアークランプの点灯方法および回路装置ならびに方形波交流ランプの点灯方法 - Google Patents
メタルハライドアークランプの点灯方法および回路装置ならびに方形波交流ランプの点灯方法Info
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Abstract
Description
びにこれらに特に適している封入物を有する直流メタルハライドアークランプに
関する。
演色のためには最高の輝度の場所すなわち陰極の前のスペクトルが基本色の青、
緑および赤の十分な割合を含んでいるべきであろう。封入元素としてインジウム
を青用に、リチウムを赤用に使用することは知られている。しかし通常の投影ラ
ンプでは特に基本色の赤が不足している。なぜならば、元素のインジウムの放射
は主として最高の輝度の場所からではなくアークカバーから放射されるからであ
る。確かにリチウム成分の上昇により、発生される光のなかの赤成分は高められ
るが、その際にリチウムが主に非常に長波長の放射を示すこと、すなわち非常に
深紅色の成分を生ずることを考慮に入れる必要がある。人間の眼のスペクトル感
度は長波長の縁において著しく減少するので、赤成分がリチウム放射に頼ってい
るかぎり、所望の光束を発生するために、相応に高められたスペクトルパワーが
発生されなければならない。他方において、ランプ封入物へのリチウムの追加は
いわゆる色分離効果を強くすること、すなわち発生される光の種々のスペクトル
範囲がランプ内の種々の場所で発生され、このことが投影用途に対して、投影さ
れる像の境界範囲または縁範囲におけるカラーフリンジ(色ぶち)に現れる光の
質を悪化させることが判明している。
するためにショウートアークランプを、周期的なパルス電流が重畳されている一
定のベース電流により点灯させることは知られている。パルス継続時間は0.0
3ないし3msの範囲内にあり、その際にパルス休止時間は0.1msと10m
sとの間を変化する。パルス休止時間がこの範囲内にある信号による直流アーク
ランプの駆動は、特にかなりの一定な振幅の追加的なベース電流を使用しなけれ
ば、直流アークランプの消弧に通ずる。駆動信号と発生される光のスペクトルと
の間の関係はこの文献には記載されていない。
に米国特許第 5 198 727号明細書には、重畳されたAC“リップル”を有するD
C放電が記載されており、その際にAC“リップル”はアークを音響的にストレ
ッチするために20Hzと200Hzとの間の周波数範囲内にある。
メタルハライドアークランプまたは方形波交流ランプの点灯方法において、測光
的データを改善することである。本発明の別の課題は付属の回路装置ならびに本
発明による点灯に特に適した封入物を有する直流ランプを提供することである。
される電圧信号により点灯させることにある。その際に信号はサイクリックに継
続時間Tein中はオン振幅に、後続の継続時間Taus中はそれよりも大きさが小さ
い振幅の電圧にスイッチングされる。
50μsであることは有利である。相応のことが方形波交流ランプの本発明によ
る点灯に対しても当てはまる。
極の前で明らかに高くするという利点を与える。正規較正曲線xλはこのスペク
トル領域内にその最大値を有するので、正規色値xはyに比べて上昇する。従っ
て、520ないし580nmの範囲内の放射スペクトル線を有する元素、たとえ
ば535.1nmの放射スペクトル線を有するタリウムの添加により、プランク
曲線が超過されることなしに、また色印象が緑がかった色にずれることなしに、
y値が高められる。y値の上昇と共に有効光束が増大する。驚くほどに、直流メ
タルハライドアークランプの本発明による点灯の際にはランプ内の対流性の流れ
状況の変化により電極温度、特に直流メタルハライドランプにおいてたいてい過
負荷される陽極の温度の明らかな低下が生ずる。このことは経時的な光束低下の
改善に通ずる。なぜならば、黒化および電極バーンバックが減ぜられるからであ
る。その結果、直流アークランプの寿命が延長される。
かで時間Taus中の電圧がほぼ0Vであるように選ぶと特に有利であることが判 明している。相応のことが方形波交流ランプを点灯させるための本発明による回
路装置に対しても当てはまる。すなわちここでは継続時間TausおよびT′aus(
図4参照)中の振幅値Unおよび−Unは共ほぼ0Vであることが有利である。
れるたとえば50〜500Hz、好ましくは100Hzの掃引周波数により掃引
される。その際に継続時間TausまたはT′ausは一定であってもよいし、変更さ
れてもよい。TausまたはT′ausを変更する際には、特に有利な仕方で、方形波
交流ランプを駆動するための点弧装置の後の信号のなかに発生される最小電圧値
がTeinまたはT′einの変更にもかかわらず一定の大きさにとどまらせられるよ
うにするために、TeinまたはT′einの変更に整合する変更が考慮される。他の
有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
ンプの点灯回路装置のブロック回路図、 図1bは図1aによる種々の個所における第1の実施例に対する電圧経過、 図1cは図1aによる種々の個所における第1の実施例に対する電流経過、 図2は第2の実施例に対する図1aによる回路装置における点弧装置の後の電
圧経過、 図3はスイッチングされずに点灯し封入物としてタリウムを含んでいない直流
メタルハライドアークランプと、Tein=35μsおよびTaus=13μsにより
スイッチングされて点灯し封入物として0.36mg/mlの濃度のタリウム沃
化物を含んでいない直流メタルハライドアークランプとに対する6mm絞りによ
る反射器スペクトル、 図4aはサブスイッチングされる方形波信号による方形波交流ランプの点灯回
路装置のブロック回路図、 図4bは図4aによる回路装置の種々の個所における電圧経過を示す。
プ10の点灯回路装置のブロック回路図を示す。この回路装置は安定器16、パ
ルセータ18ならびに点弧装置20を含んでいる。
されているように、これは一定の電圧UVを有する信号である。図1bの中央に はパルセータ18の後の電圧UP(t)の時間的経過が示されている。継続時間 Tein中の電圧は振幅UPであり、それに対してそれは継続時間Taus中はUnであ
る。Unはその際にUPよりも小さく、その際にUnは好ましくはほぼ0Vである 。図1bの右のダイアグラムは点弧装置20の後の電圧経過、すなわちランプに
与えられている電圧UL(t)の経過を示す。これはのこぎり波信号に等しく、 その際に時間Tein中の電圧UL(t)の上昇ならびに時間Taus中の電圧UL(t
)の低下は主として点弧装置20のインダクタンスにより影響されている。しか
し意図される成果は方形波信号または三角波信号によりランプを直接に駆動する
際にも得られる。重要なことは、休止時間、すなわち方形波信号の際には低い電
圧の時間、またはのこぎり波信号または三角波信号の際には電圧が最大値から最
小値へ低下する時間が、場合によっては単に局部的にも、1μsと50μsとの
間の範囲内にあることである。ランプを点灯させる信号UL(t)は独立的にも 、すなわち点弧装置の影響なしに、たとえば適当にスイッチングされる方形波信
号によっても直流電圧信号へののこぎり波信号の加算によっても発生される。そ
れはその場合、ランプの点弧の役割をしその後はもはや使用されない点弧回路に
対して追加的にランプに与えられる。
、すなわち定められたランプ電圧を超過するまでに、パルセータにより一定の直
流電圧がチョップされる。継続時間Teinは10μsと100μsとの間にある 。特に有利な結果はTein=35μsおよびTaus=13μsおよびUn=0Vに 対して示される。無損失と仮定されるパルセータおよび点弧装置においてはT=
Tein+Tausとおいて下記の電力バランスが成り立つ。 平均ランプ電力=パルセータにおける平均電力=一定のEVG電力、 または
とえば周波数FによりTein-minとTein-maxとの間を連続的に掃引することを可
能にする装置を追加されている。参照符号Aを付されている曲線セグメントは掃
引周波数Fの掃引周期の開始時における電圧UL(t)の経過を示し、他方にお いて参照符号Bを付されている曲線セグメントは掃引周期の終了時における電圧
UL(t)の経過を示す。掃引周波数Fは典型的に50Hz〜500Hz、好ま しくは100Hzである。この点灯様式により音響的な共振が防止される。
波数FによりTaus-minとTaus-maxとの間を変更されてよく、また別の実施例で
はTeinもTausも掃引周波数Fにより変更されてよい。その際にTeinおよびTa us の比はそれぞれ、結果として得られる最小値UL-minがすべての点灯中に一定 であるように設定される。
クランプに対する6mm絞りによる反射器スペクトルが示されている。太い線で
示されている経過は、スイッチングされずに点灯し封入物としてタリウムを含ん
でいない従来の技術による直流メタルハライドアークランプに対して、また細い
線で示されている経過は、Tein=35μsおよびTaus=13μsによりスイッ
チングされて点灯し封入物として0.36mg/mlの濃度のタリウム沃化物を
含んでいない直流メタルハライドアークランプに対して6mm絞りによる反射器
スペクトルを示す。スイッチングされる点灯により元素のリチウムの放射が特に
610.3nmにおいて、しかし670.7nmにおいても顕著に高められてい
る。正規較正曲線xλはこのスペクトル領域内に極大を有するので、正規色値x
はyにくらべて増大する。従って510ないし580nmの範囲内に放射スペク
トル線を有する元素、特に535.1nmに放射スペクトル線を有するタリウム
、の添加によりy値が高められ得る。プランク曲線が超過されることなしに、ま
た色印象が緑がかった色にずれることなしに、y値が高められる。y値の上昇の
結果として有効光束が増大する。
のHgBr2、0.05mgのInI、0.19mgのZnI2、0.07mgの
Gdおよび0.05mgのYを含んでいる、270Wの電力、約40Vのアーク
ドロップ電圧、1.9mmの電極間隔、0.7mlのランプ体積、65W/cm 2 の管壁負荷、約2000時間の寿命を有する直流メタルハライドアークランプ に対して、スイッチングされない点灯様式の場合には約9000Kの色温度なら
びにx=0.28、y=0.32の色位置が達成された。
の色温度は、追加的な成分により補われて、約8000Kであり、色位置はx=
0.32、y=0.34であり、他方においてTein=35μsおよびTaus=1
3μsおよびUn=0Vを有するこのランプのスイッチングされる点灯様式の場 合には色温度は約6000Kであり、色位置はx=0.32、y=0.34であ
る。y値の上昇により有効光束が約5〜10%だけ増大する。
の濃度は0.2μmol/ml〜5μmol/mlである。
の濃度は3μmol/mlまで、好ましくは0.6μmol/ml〜3μmol
/mlの値であってよい。
が小さい電圧にスイッチングするという本発明によるアイデアは本発明により方
形波交流ランプにも応用され得る。その際に小さいほうの電圧の継続時間はここ
でも好ましくは1μs〜50μsである。図4aは方形波交流ランプの点灯回路
装置を示す。安定器116にパルセータ118が続いており、このパルセータに
点弧装置120が続いている。方形波交流ランプは参照符号110を付されてお
り、2つの同一の電極112、114を含んでいる。
有し継続時間TN中は−UVの電圧振幅を有する方形波交流信号を示す。パルセー
タ118の後の信号は、電圧が継続時間TP中も継続時間TN中もチョップされて
いることを特徴とする。すなわち継続時間TPのなかに、信号が振幅+UPを有す
る継続時間Teinを有する範囲および信号が振幅+Unを有する継続時間Tausを 有する範囲が存在し、または継続時間TNのなかに、信号が振幅−UPを有する継
続時間T′einを有する範囲および信号が振幅−Unを有する継続時間T′ausを 有する範囲が存在する。その際にUnの絶対値はUPの絶対値よりも小さく、その
際にUn=−Un=0であることは特に有利である。UnおよびUPに対する一定の
値の代わりに、重ならない振幅範囲も考慮に値する。点弧装置120の後の信号
、すなわちランプに与えられている信号、は正の電圧範囲でも負の電圧範囲でも
のこぎり波状の経過により特徴付けられる。代替的に、図4bの中央の図に類似
のチョップされた方形波交流信号または継続時間Tein、Taus、T′einまたは T′ausの方形波の代わりに三角波状の経過を有する信号も使用され得る。重要 なことは、継続時間TausまたはT′ausが、すなわちより小さい振幅の継続時間
または正の電圧の範囲内および相応の負の電圧の範囲内の(場合によっては局部
的な)最大値から(場合によっては局部的な)最小値への下降の継続時間が1μ
sと50μsとの間の範囲内にあることである。
初めて供給される。UL(t)はたとえば方形波信号またはのこぎり波信号の加 算により発生される。
メタルハライドアークランプの点灯方法の場合のように、ここでもTein、T′e in 、TausまたはT′ausは互いに無関係に一定であってよく、または時間と共に
変更されてよい。TPおよびTNの和は50〜600Hzのオーダの周波数FRを 生ずる。サブ継続時間Tein、T′ein、TausまたはT′ausの変更の際には時間
的な変更が周波数FRに、好ましくは継続時間TPまたはTN中に掃引周波数Fの 完全な周期が経過し得るように、適合されていてよい。掃引周波数Fは50Hz
〜1500Hzである。
のみをチョップし、それぞれ他方の電圧はチョップしないことも可能である。
図1bおよび図1cは図1aによる種々の個所における第1の実施例に対する電
圧経過をそれぞれ示す電圧波形図。
を示す電圧波形図。
による回路装置の種々の個所における電圧経過を示す電圧波形図。
Claims (28)
- 【請求項1】 電離可能な封入物を有する直流メタルハライドアークランプ
の点灯方法において、直流メタルハライドアークランプが周期的にスイッチング
される信号(UL(t))により駆動され、その際に信号振幅の最大値からの下 降の開始とそれに続く上昇との間の継続時間Tausが1μs〜50μsであるこ とを特徴とする直流メタルハライドアークランプの点灯方法。 - 【請求項2】 封入物がナトリウムを含んでいないことを特徴とする請求項
1記載の方法。 - 【請求項3】 封入物が族1Aの少なくとも1つの元素、特にリチウムを含
んでいることを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 2つの相い続く継続時間Tausの間の継続時間Teinが10μ
s〜100μsであることを特徴とする請求項1ないし3の1つに記載の方法。 - 【請求項5】 継続時間Teinが周波数FによりTein-minとTein-maxとの 間の範囲内を掃引されることを特徴とする請求項1ないし4の1つに記載の方法
。 - 【請求項6】 継続時間Tausが周波数FによりTaus-minとTaus-maxとの 間の範囲内を掃引されることを特徴とする請求項1ないし5の1つに記載の方法
。 - 【請求項7】 掃引周波数が50Hz〜500Hzであることを特徴とする
請求項5または6記載の方法。 - 【請求項8】 信号(UL(t))の最小値が0Vよりも大きいことを特徴 とする請求項1ないし7の1つに記載の方法。
- 【請求項9】 直流メタルハライドアークランプ、安定器および点弧装置を
有する回路装置において、安定器と点弧装置との間にパルセータが接続されてい
ることを特徴とする回路装置。 - 【請求項10】 パルセータの出力信号がスイッチングされる直流電圧信号
(UP(t))であり、このスイッチングされる直流電圧信号(UP(t))が第
1の継続時間Tein中は第1の範囲内の電圧(UP)を、また第2の継続時間Tau s 中は第2の範囲内の電圧(Un)を有し、第2の範囲内の値が第1の範囲内の値
よりも小さく、Tausが1μs〜50μsであることを特徴とする請求項9記載 の回路装置。 - 【請求項11】 継続時間Teinが10μs〜100μsであることを特徴 とする請求項10記載の回路装置。
- 【請求項12】 継続時間Teinを周波数FによりTein-minとTein-maxと の間の範囲内で掃引し得る装置を含んでいることを特徴とする請求項10または
11記載の回路装置。 - 【請求項13】 継続時間Tausを周波数FによりTaus-minとTaus-maxと の間の範囲内で掃引し得る装置を含んでいることを特徴とする請求項10ないし
12の1つに記載の回路装置。 - 【請求項14】 掃引周波数Fが50Hz〜500Hzであることを特徴と
する請求項12または13記載の回路装置。 - 【請求項15】 第2の範囲内の電圧がほぼ0Vであることを特徴とする請
求項10ないし14の1つに記載の回路装置。 - 【請求項16】 請求項1ないし8の1つによる方法に応用するための、ま
たは請求項9ないし15の1つによる回路装置に使用するための直流メタルハラ
イドアークランプであって、少なくとも1つの次の成分、すなわち点弧ガスと、
水銀と、ハロゲンと、0.2μmol/ml〜5μmol/mlの濃度のリチウ
ムとを含んでいる封入物を有する直流メタルハライドアークランプにおいて、追
加的な成分として0.6μmol/ml〜3μmol/mlの濃度のタリウムを
含んでいることを特徴とする直流メタルハライドアークランプ。 - 【請求項17】 方形波交流ランプが第1の継続時間(TP)中は0よりも 大きいまたはそれに等しい振幅により、第2の継続時間(TN)中は0よりも小 さいまたはそれに等しい振幅により駆動される方形波交流ランプの点灯方法にお
いて、信号(UL(t))が、第1の継続時間(TP)のなかに信号振幅の絶対値
が付属の継続時間(TP)のなかの最大の信号振幅の絶対値よりも小さいn個( ここでn≧1)の範囲を有し、かつ(または)第2の継続時間(TN)のなかに 信号振幅の絶対値が付属の継続時間(TN)のなかの最大の信号振幅の絶対値よ りも小さいm個(ここでm≧1)の範囲を有し、その際に範囲TPのなかで信号 振幅の最大値からの下降の開始とそれに続く上昇との間の継続時間Tausまたは 範囲TNのなかで信号振幅の最小値からの上昇の開始とそれに続く下降との間の 継続時間Tausが1μs〜50μsであることを特徴とする方形波交流ランプの 点灯方法。 - 【請求項18】 2つの相い続く継続時間TausまたはT′ausの間の継続時
間TeinまたはT′einが10μs〜100μsであることを特徴とする請求項1
7記載の方法。 - 【請求項19】 継続時間TeinまたはT′einが周波数FによりTein-minと
Tein-maxとの間の範囲内で掃引されることを特徴とする請求項17または18 記載の方法。 - 【請求項20】 継続時間TausまたはT′ausが周波数FによりTaus-min とTaus-maxとの間の範囲内で掃引されることを特徴とする請求項17ないし1 9の1つに記載の方法。
- 【請求項21】 掃引周波数Fが50Hz〜1500Hzであることを特徴
とする請求項19または20記載の方法。 - 【請求項22】 方形波交流ランプ、安定器および点弧装置を有する回路装
置において、安定器と点弧装置との間にパルセータが接続されていることを特徴
とする回路装置。 - 【請求項23】 パルセータの出力信号(UP(t))が継続時間TP中は0
よりも大きいまたはそれに等しい振幅を有し、第2の継続時間TN中は0よりも 小さいまたはそれに等しい振幅を有し、 継続時間TPが、信号が第1の範囲(UP)のなかの電圧振幅を有するn個(こ
こでn≧2)の部分継続時間Teinを含み、その他の時間TP−n・Tein中は第 2の範囲(UN)のなかの電圧振幅を有し、第2の範囲の値は第1の範囲の値よ りも小さく、かつ(または) 継続時間TNが、信号が第3の範囲(−UP)のなかの電圧振幅を有するm個(
ここでm≧2)の部分継続時間Teinを含み、その他の時間TN−m・Tein中は 第4の範囲(−UN)のなかの電圧振幅を有し、第4の範囲の値の絶対値は第1 の範囲の値の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項22記載の回路装置。 - 【請求項24】 2つの相い続く継続時間TeinまたはT′einの間の継続時
間TausまたはT′ausが1μs〜50μsであることを特徴とする請求項23記
載の回路装置。 - 【請求項25】 継続時間TeinまたはT′einが10μs〜100μsであ
ることを特徴とする請求項23または24記載の回路装置。 - 【請求項26】 継続時間TeinまたはT′einを周波数FによりTein-min とTein-maxとの間の範囲内で掃引し得る装置を含んでいることを特徴とする請 求項23ないし25の1つに記載の回路装置。
- 【請求項27】 継続時間TausまたはT′ausを周波数FによりTaus-min とTaus-maxとの間の範囲内で掃引し得る装置を含んでいることを特徴とする請 求項23ないし26の1つに記載の回路装置。
- 【請求項28】 信号振幅が第2の範囲(UN)と第3の範囲(−UN)との
間でほぼ0に等しいことを特徴とする請求項23ないし27の1つに記載の回路
装置。
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