JP2009506508A - ホットスタートの無い高圧ランプの作動方法および２つの高圧放電ランプを有する照明器具 - Google Patents

Abstract

高圧放電ランプは高温状態においては、非常に高い点弧電圧によってしか再点弧されない。ホットスタート（高温点弧）を回避するために、ホットスタートの無い高圧放電ランプの作動方法では、照明器具内に２つの高圧放電ランプ（１２ａ、１２ｂ）が設けられている。この２つの高圧放電ランプ（１２ａ、１２ｂ）は以下のように駆動制御される：照明器具のスイッチオフ時に、第１のランプ（１２ａ）がスイッチオフされ、第２のランプ（１２ｂ）は第１のランプの回復のための持続時間の間、スタンバイ状態に移行されるか、またはスタンバイ状態のままであり、当該スタンバイ状態において第２のランプはスイッチオフされない。この持続時間の間に照明器具を再びスイッチオンする場合には、第２のランプは点弧なしすぐに、再び作動状態になる。照明器具が再びスイッチオンされない場合には、第２のランプ（１２ｂ）は持続時間の経過後に、同じように、スイッチオフされる。

Description

技術分野
本発明は、ホットスタート（Heisszuenden）の無い高圧ランプの作動方法に関する。本発明は、請求項１０の上位概念に記載された、２つの高圧放電ランプを有する照明器具ないし１対の照明器具にも関する。

従来の技術
高圧ランプは、２ｋＶ〜４ｋＶのピーク電圧によって点弧される。高圧ランプが高温状態において、特定の作動持続時間の後にスイッチオフされ、再びスイッチオンされるべき場合には、１０ｋＶ〜３０ｋＶの非常に高い点弧電圧が必要になる（高温再点弧）。

全ての電子式バラストおよび照明器具が、このような高い点弧電圧を供給するように構成されていなくてもよい。しかし通常の電子式バラストでは、高圧放電ランプのスイッチオフの後に２〜１５分の持続時間待機してから、ランプを再び、通常の２ｋＶ〜４ｋＶのピーク電圧によって点弧することができる。従って、高圧ランプはこれまで、多くの可能な用途に使用されてこなかった。高い点弧電圧を供給するために装備される照明器具は、構造的にコストがかかり、かなり複雑な構造を有している。ランプ口金またはランプソケット内の電子式バラストないし点弧ユニットは、１０ｋＶ〜３０ｋＶの、必要な高い点弧電圧を形成する。点弧電圧が高いので、ランプ内には、接続ワイヤおよびランプソケット内での特別の絶縁が必要である。通常の片側だけ口金が付けられたランプはホットスタート可能ではない。高い点弧電圧によって、ランプ交換の間の安全性の問題が生じ、強い火花妨害が生じる（電磁両立性による問題）。

高い点弧電圧を生じさせることによって、結果として、電子式バラストの場合には多くの増加コストがかかってしまう。この高い点弧電圧に対して付加的に、高温再点弧時には、電子式バラストから高い伝達電圧も供給されなければならない。これは同じように、電子式バラストの場合にはコスト上昇の原因となる。

発明の開示
本発明の課題は、このような増加コストが生じず、かつホットスタートの問題が回避される、高圧ランプの作動方法を提供することである。この高圧放電ランプはできるだけ簡単に製造可能であり、しかも、通常の点弧電圧による再点弧のために、ランプの回復時間のあいだ２〜１５分待つという問題は生じない。

本発明と相応に、請求項１に記載された方法が提供される。さらに本発明では、請求項１０の上位概念に記載された照明器具が、請求項１０の特徴部分の構成によって発展形成される。

従って本発明の方法は、照明器具内に２つの高圧放電ランプが設けられている、ホットスタートの無い高圧放電ランプの作動方法である。照明器具のスイッチオフ時には第１のランプがスイッチオフされ、第２のランプは第１のランプの回復のための持続時間の間スタンバイ状態に移行される、またはスタンバイ状態のままにされ、このスタンバイ状態では第２のランプはスイッチオフされない。これによって、この持続時間の間に照明器具が再びスイッチオンされる場合には、第２のランプが点弧無しに作動状態になる。照明器具が再スイッチオンされない場合には、第２のランプは、第１のランプの回復のための持続時間の経過後に同じようにスイッチオフされる。

本発明は、ランプの輝度は対数的に感知されるという事実を利用している。１つのランプは、２つのランプと比べて半分の明るさであるとは感知されず、ほぼ同じ明るさであると感知される。１つのランプの光出力が２０ｄＢぶんだけ低下するとはじめて、このランプは半分の明るさであると感知される。しかし１つのランプは、２つのランプよりも３ｄＢぶん低下しているだけである。

本発明はこの事実を、空間の照明のために２つの高圧放電ランプを有する照明器具を設けるために利用する。ランプのうちの１つがつけられている場合には、少なくとも一時的に、照明器具がスイッチオンされていると見なされる。ランプのうちの１つのランプがのみスイッチオフされ、第２のランプがスタンバイ状態にあるときには照明器具がスイッチオフされていると見なされる。

ここで、スタンバイ状態としては、ランプが通常作動されていることが定義される。ユーザは、ランプのうちの１つのランプだけがスイッチオフされたときに既に、照明器具がスイッチオフ過程に反応していることを感知する。

しかし有利には、第２のランプはスタンバイ状態において減光され、これによって第２のランプは低減された光を出力し、例えば５０％まで光出力が減光されたランプの場合には、照明器具は全体でスイッチオフ状態において、スイッチオン状態よりも７５％少ない光を出力する。ランプがスタンバイ状態においてパルス作動され、明滅する光を出力してもよい。これによって、ユーザに次のことが明示される。すなわち、照明器具が実際にスイッチオフ過程に入っていることが明示される。

照明器具の個々のランプを段階的にスイッチオフすることによって、第２のランプがスイッチオン状態であり続けて、新たに点弧されることなくいつでも作動状態になることができる、または第１のランプは既に回復し、２ｋＶ〜４ｋＶまでの通常のピーク電圧によって点弧される。第１のランプの回復の持続時間の間に照明器具がスイッチオンされる第１の場合には、第２のランプは高いパワーで作動される。これによって第２のランプは、第１のランプが点弧されるまでより多くの光を出力する。これによって、スイッチオン状態において１つのランプが欠如していることが補償される。

本発明の有利な実施形態では、第２のランプがスイッチオフされた後に、第２のランプに対する回復フェーズが始まる。この、第２のランプの回復フェーズの間に、照明器具が再スイッチオンされる場合には、第１のランプのみが点弧され、ひいてはスイッチオンされる。第２のランプの回復のための持続時間が経過した後にはじめて、第２のランプも点弧され、スイッチオンされる。照明器具の２つのランプのうちの１つのランプのみが実際にスイッチオンされている場合には、再び照明器具は既に（一時的に）スイッチオンされていると見なされる。第２のランプはこの後に続く。

第１のランプのための回復フェーズが経過し、第２のランプがスイッチオフされ、第２のランプのための回復フェーズが付加的に経過した後にはじめて照明器具が再スイッチオンされる場合には、スイッチオン時に２つのランプが同時に点弧され、スイッチオンされる。有利にはこの場合にはランプの各々がブーストされる（geboostet）。ブーストとはここでは、ランプにより多くのパワーを加えることを意味している。これによって高圧放電ランプ内で、典型的に存在する水銀がより迅速に蒸発フェーズに移行し、プラズマがより高温になり、完全な輝度により早く達する。

ブーストした場合にランプはより迅速に劣化するので、有利にはブースト時には交互にされる。このために、２つの回復フェーズが経過した後に行われ、２つのランプが同時にパワーアップされる（hochgefahren）各再スイッチオン過程が計数される。この場合には第１のランプと第２のランプが交互にブーストされ、例えば奇数の再スイッチオン過程時には、第１のランプがブーストされ、偶数の再スイッチオン過程時には第２のランプがブーストされる。

これらのランプが、スイッチオフ時にランプでの劣化現象のよりよい分配のために交互にされてもよい。すなわち、第１のランプがはじめにスイッチオフされ、第２のランプはスタンバイモードのままであり、またはその逆になる。

本発明の照明器具は、２つの高圧放電ランプを具備した従来の照明器具であり、このような照明器具は従来技術から公知である。すなわちこれは、電子式バラストを備えた照明器具であり、この電子式バラストは例えばマイクロプロセッサを含んでいる。ここでこの照明器具はライトスイッチに接続されており、このライトスイッチによって照明器具はスイッチオン、スイッチオフされる。

ライトスイッチを介して直接的に、電子式バラストの供給電圧が供給されるのが通常である。供給電圧のこの直接的な供給に加えて、本発明では情報線路が設けられる。この情報線路を介して電子式バラスト（殊にマイクロプロセッサ）にライトスイッチのスイッチング状態に関する情報が伝達される。情報線路には例えば、直接的に供給電圧が加えられる。従って論理的に情報線路上の１は電圧が加わっていることと規定され、論理的に０は電圧が加わっていないことと規定する。さらに、このような情報線路は、付加的な線路であり、それ故に情報線路との名称を担う線路であることを示唆しておく。なぜならこの線路は情報の伝達にのみ用いられ、パワーの伝達には用いられないからである。

有利な実施形態では、電子式バラストは次のように構成されている（すなわち、例えばマイクロプロセッサは次のようにプログラミングされている）。すなわち、先行するスイッチオフ過程に対する所定の最小持続時間が経過した後に、照明器具のスイッチオン過程の数を求めることができるように構成されている。これによって電子式バラストは、この数が偶数かまたは奇数であるかを確認することができ、この数に依存して第１のランプまたは第２のランプがブーストされ、照明器具がより迅速にスイッチオンされる。

図面の簡単な説明
次に、図面に基づいて本発明をより詳細に説明する。図面の簡単な説明：
図１は、スイッチオン状態にある本発明による照明器具の概略図であり、
図２は、スタンバイモードにある、スイッチオフ後の本発明による照明器具の概略図であり、
図３は、スイッチオフ状態にある本発明による照明器具の概略図であり、
図４は、スイッチオン直後の、本発明による照明器具の概略図であり、
図５は、本発明による方法の概略的なチャート図である。

本発明の有利な実施形態
図１から図４に示された照明器具は、電子式バラスト１０および２つの高圧放電ランプ１２ａおよび１２ｂから成る。ここでこの電子式バラストは（図示されていない）マイクロプロセッサを含んでいる。本発明の照明器具には、ライトスイッチ１４が属している。ここでこのライトスイッチは図１ではスイッチオンされているものとして示されている。スイッチオンされた状態では、電子式バラスト１０は２つのランプ１２ａおよび１２ｂを駆動制御し（これは矢印によって示されている）、これらの２つのランプ１２ａおよび１２ｂはスイッチオンされ、光を出力する（概略的に示されている）。本発明は、空間的に隣接する照明器具から成る１対の照明器具にも使用可能である。これはそれぞれランプ１２ａおよび１２ｂのうちの１つを含む。しかし、共通のバラスト１０および共通のライトスイッチ１４が重要である。

本発明の方法は、図５に示されているように、ライトスイッチのスイッチオフによって始まる。

ライトスイッチがスイッチオフされた後、第１のランプ（ここではランプ１２ａ）がスイッチオフされ、第２のランプはスタンバイ持続時間Ｔの間、スタンバイモードで継続作動される。スイッチ１４がスイッチオフされているのにもかかわらず電子式バラスト１０が依然としてランプ１２ｂを駆動制御し（破線の矢印によって示されている）、このランプがまだ光を出力していることが、図２に具体的に示されている。図２には、ランプ１２ｂが、図１のスイッチオン状態のときよりも少ない光しか出力していないことが示されている。すなわち、ランプ１２ｂはスイッチオン状態と比べて減光調整されている。スタンバイモードで必ずしも減光調整が行われなければいけないのではなく、ランプ１２ｂは自身の通常作動状態をスタンバイモードとして定めることもできる。ランプは、電子式バラストによってパルス制御され、明滅してもよい。

ランプ１をスイッチオフし、ランプ２を継続作動させるステップの後、スタンバイ持続時間Ｔの間にライトスイッチがスイッチオンされるか否かが問われる。この問い合わせ（図５を参照）に「はい」と答えた場合に、ランプ２は作動モードで継続作動され、ランプ１のスイッチオンはスタンバイ持続時間Ｔの経過後に行われる。この状況は図には示されていない。スタンバイ持続時間の間にライトスイッチがスイッチオンされる場合、第２のランプはすぐに使用可能である。なぜなら第２のランプは、新たに点弧される必要がないからである。ランプ１を再点弧するためには、ランプ１の回復時間、すなわちスタンバイ持続時間Ｔが経過しなければならない。スイッチオンの後に、第１のランプがまだついていない間は、ランプ２がより高いパワーで作動されるようにしてもよい。このより高いパワーによって、ランプ２はより多くの光を出力し、ランプ１の欠如を部分的に補償する。

スタンバイ持続時間Ｔの間にライトスイッチ１４がスイッチオンされるか否かの問いに「いいえ」で答えた場合、図５に示されているように、スタンバイ持続時間Tの経過後にランプ２がスイッチオフされ、ランプ２の回復のために用いられる第２の持続時間Tが始まる。

スイッチオフされたランプの状態は図３に示されている。スイッチ１４は「オフ」状態にあり、電子式バラスト１０は制御パルスをランプ１２ａおよび１２ｂに出力していない。従ってランプは光を出力していない。図３に記載された状態において、まずは第２の持続時間Ｔの間待機される。すなわち、事前に減光されたランプ１２ｂは、迅速に点弧可能であるために同じように回復しなければならない。この持続時間が経過した後、２つのランプは点弧に対して準備状態になる。

第２のランプのための回復持続時間Ｔの間にライトスイッチがスイッチオンされるか否かが問い合わせされる（図５参照）。この質問に「はい」で答えられた場合には、第１のランプがこの回復持続時間Ｔの間にスイッチオンされ、第２のランプは回復持続時間Ｔの経過後にスイッチオンされる。

第２のランプのための回復持続時間Ｔの間にスイッチオンが行われない場合、必然的に何時かにライトスイッチ１４は再びスイッチオンされる。この状況は図４に示されている。電子式バラスト１０はスイッチオン過程を計数する。スイッチオン過程の数が奇数である場合、第１のランプはブーストされ、第２のランプは通常のようにパワーアップされる。

スイッチオン過程の数が偶数である場合には、図４に示された状況が生じる：第２のランプはブーストされ（これは、電子式バラスト１０から第２のランプ１２ｂへの第２の駆動制御矢印によって示されている）、第１のランプ１２ａは通常のようにパワーアップされる（これは１つだけの矢印によってのみ示されている）。

２つのランプ１２ａおよび１２ｂを点弧した後に、再び、図１に示された状況になる。

スイッチオフ時にそれぞれランプ１がスイッチオフされることが図５に示されているが、これとは異なり、そのような状況のときに、交互にランプ１とランプ２がスイッチオフされてもよい。

図１〜４に示された照明器具のランプ１２ａおよびランプ１２ｂを段階的にスイッチオフすること、およびランプを段階的に再スイッチオンすることによって、本発明の照明器具は４つの状態を有することになる。すなわち、２つのスイッチオン状態と２つのスイッチオフ状態である。ここでこれは１つのスイッチオフ状態では半分しかスイッチオフされておらず、別のスイッチオフ状態では完全にスイッチオフされ、１つのスイッチオン状態では半分しかスイッチオンされておらず、別のスイッチオン状態では完全にスイッチオンされる。本発明は、２つの照明器具のうちの１つが既に充分に多い光を供給している場合には、これによって照明器具のスイッチオン状態と定義される、という知識に基づいている。これとは反対に、ユーザはスイッチオン状態が長く続かないことによってのみスイッチオフ状態を形成する。ユーザは通常、暗闇を望んではおらず、従って、一時的なスイッチオフ状態において、２つのランプのうちの１つのランプが依然としてスタンバイ状態で照明していても（図２のランプ１２ｂを参照）邪魔にはならない。

スイッチオン状態にある本発明による照明器具の概略図 スタンバイモードにある、スイッチオフ後の本発明による照明器具の概略図 スイッチオフ状態にある本発明による照明器具の概略図 スイッチオン直後の、本発明による照明器具の概略図 本発明による方法の概略的なチャート図

Claims (11)

1. ホットスタートの無い高圧放電ランプの作動方法であって：
   ・１つの照明器具内または、空間的に隣接する複数の照明器具から成る１対の照明器具内に、２つの高圧放電ランプ（１２ａ、１２ｂ）が設けられており、
   ・前記照明器具ないし照明器具対のスイッチオフ時に（図２）、第１のランプ（１２ａ）がスイッチオフされ、第２のランプ（１２ｂ）は前記第１のランプ（１２ａ）の回復のための持続時間の間、スタンバイ状態に移行されるか、またはスタンバイ状態のままであり、当該スタンバイ状態において前記第２のランプはスイッチオフされず、当該持続時間の間に前記照明器具を再びスイッチオンする場合には、前記第２のランプは点弧なしに最大光出力での作動状態になることができ、
   前記第２のランプ（１２ｂ）は前記照明器具が再びスイッチオンされない場合には、持続時間の経過後に、同じように、スイッチオフされる（図３）、
   ことを特徴とする、ホットスタートの無い高圧放電ランプの作動方法。
2. 前記第２のランプ（１２ｂ）はスタンバイ状態において通常作動される、請求項１記載の方法。
3. 前記第２のランプ（１２ｂ）はスタンバイ状態において減光調整され、少ない光を出力する、請求項１記載の方法。
4. 前記ランプはスタンバイ状態においてパルス作動され、明滅する光を出力する、請求項１または３記載の方法。
5. 前記第２のランプ（１２ｂ）をスイッチオフした後に、前記第２のランプの回復のための持続時間の間に、照明器具を再びスイッチオンする際には、はじめに前記第１のランプ（１２ａ）だけが点弧され、スイッチオンされ、前記第２のランプの回復のための持続時間が経過した後にはじめて前記第２のランプも点弧され、スイッチオンされる、請求項１記載の方法。
6. 照明器具ないし照明器具対が再びスイッチオンされていない状態で、前記第２のランプの回復のための持続時間が経過した後に、照明器具ないし照明器具対がスイッチオンされる場合には、２つのランプが点弧され、再びスイッチオンされ、ここで各ランプがブーストされる、請求項５記載の方法。
7. ランプをブーストするときには、照明器具の１つのスイッチオン過程から次のこのようなスイッチオン過程へ、２つのランプがそれぞれ交互にされる、請求項６記載の方法。
8. 第１のランプの回復のための持続時間の間に照明器具を再びスイッチオンする場合、第１のランプが再び点弧され、その定格光束に達するまで前記第２のランプはその定格出力を越えて作動される、請求項１記載の方法。
9. 照明器具ないし照明器具対のスイッチオフ時に、交互に、はじめに第１のランプないし第２のランプをスイッチオフする、請求項１記載の方法。
10. ２つの高圧放電ランプ（１２ａ、１２ｂ）および１つの電子式バラスト（１０）を有する照明器具または照明器具対であって、
    当該照明器具ないし照明器具対はライトスイッチ（１４）を介してスイッチオンおよびスイッチオフされる形式のものにおいて、
    前記ライトスイッチ（１４）から電子式バラスト（１０）へ情報線路が設けられており、
    当該情報線路を介して前記電子式バラスト（１０）に、ライトスイッチのスイッチング状態に関する情報が伝達される、
    ことを特徴とする照明器具。
11. 前記電子式バラスト（１０）は、先行するスイッチオフ過程に対する所定の最小持続時間が経過した後に、照明器具のスイッチオン過程の数を求めるように構成されている、請求項１０記載の照明器具。

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