ハイパワーランプの冷却プロセスを正確に制御する方法
動作中にハイパワーランプ（１０）を冷却するための空気流を発生させるためのポンプ（２０）を有する冷却ユニット（２）が提供される。空気流の値は、ランプ（１０）の動作パワーに基づいて空気流の要求された値を決定するためのドライバ（３０）を有する制御ユニット（３）によって制御される。制御ユニット（３）は、空気流の圧力及びオリフィス（３１）両端での空気流の圧力降下を測定するための２つの圧力センサ（３２、３３）を有する。ドライバ（３０）は、空気流の実際の値を決定するために測定結果を処理するように設計される。空気流の値は、ポンプ（２０）へのパワーサプライの調整によって空気流の実際の値と空気流の要求された値との一致を得るように正確に制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ、特にハイパワーランプの冷却プロセスを制御する方法であって、前記冷却プロセスがランプの横を流れる冷却媒体によって起こる、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下でＨＰランプとも呼ばれるハイパワーランプは、比較的ハイパワー、例えば３００Ｗよりも大きいパワーで動作するように設計されるランプである。動作中、ＨＰランプの冷却は、ハイパワーである結果ランプが熱くなりすぎるのを防止するために必要である。通常、ＨＰランプの冷却は、ファンによって発生された圧縮された空気の流れによって起こる。プロセス中、空気がＨＰランプの方向に吹かれ、ランプの横を流れることが許可される。
【０００３】
ファンは、単純に、ランプがスイッチオンされている限り空気の流れを生じるように制御されてもよい。しかし、ファンをより高度な手法で、即ち、ランプ自体の温度の実行可能な表示を構成する、ランプの近傍での温度の測定の結果に基づいて、制御することも可能である。このような場合、ランプの温度が規定の最大値を超えていることを測定が明らかにすると、ファンは、ランプの温度を許容可能なレベルまで低下させるように空気の流れを生じるためにスイッチオンされる。ランプの温度が規定の最小値より下になった途端、ファンは再びスイッチオフされる。ファンがランプの温度に応じて制御されれば、ファンが、ランプの動作期間に亘って繰り返しスイッチオンオフされることは、理解されるであろう。
【０００４】
ＨＰランプの分野における最近の発達は、以降ではＣＰランプとも呼ばれるいわゆるコンパクトパワーランプをもたらした。ＣＰランプの冷却プロセスは、動作中のＣＰランプの温度に関する厳しい要件を考慮すると、正確に制御されるべきである。上記要件は、ＣＰランプの温度を規定の最小値と規定の最高値との間に維持することを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ＣＰランプ用に用いられることができる、ランプの冷却プロセスを制御する方法を提供することである。この目的は、冷却媒体の実際の流速が、ランプの動作パワーに関連する要求される値に等しくなるように制御される方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の重要な一側面によれば、ランプの冷却プロセスは、冷却媒体の実際の流速の制御に基づいて実行される。プロセス中、冷却媒体の実際の流速は、冷却されることが必要なランプの動作パワーに関連する要求される値にマッチするようにセットされる。ランプが減光可能であれば、ランプの動作パワーは変化可能であり、この結果、冷却媒体の要求される流速は変化可能である。このような場合、ランプの動作パワーと冷却媒体の要求される流速との間の関係は、例えば、表に定められてもよく、この表は、シミュレーション又は実験の結果に基づいて作成されることができる。
【０００７】
異なった値の比較に関する「等しい」及び「マッチする」等の用語に関して、これらは、厳密な意味よりも実際的な意味で解釈されるべきであることは理解されるであろう。例えば、冷却空気の実際の流速と、冷却空気の要求される流速とは、これらの値の間の差がゼロを含む所定の小さな範囲内である限り、等しいと示されることができる。
【０００８】
本発明と従来技術との間の重要な差は、本発明によれば、冷却媒体の要求される流速が動作パワーに関連するから、ランプの動作パワーはランプの冷却プロセスを制御するのに役割を果たし、一方で、従来技術によれば、ランプの実際の温度又はランプがスイッチオン又はオフされるという事実のみが、前記プロセスを制御する役割を果たす、ということである。
【０００９】
本発明による方法が適用される状況では、冷却プロセスは、従来技術による方法が適用される既知の状況よりも正確に制御されることができる。本発明による方法は、比較的正確なので、ＣＰランプの冷却プロセスを制御するのに適している。
【００１０】
好適には、冷却媒体の実際の流速を決定することは、冷却媒体の実際の流速を制御するプロセス中のステップのうちの１つである。冷却媒体の実際の流速は、例えば従来技術で知られている流速計の助けにより決定されることができる。しかし、本発明の重要な一側面によれば、１つ又は複数の圧力センサを用いるだけで、圧力センサによって実行された圧力測定の結果から冷却媒体の実際の流速を導出することも可能である。圧力センサは流速計よりも、より安価で、より小さく、より信頼性があるので、これは有利な可能性である。更に、圧力に関する情報は、冷却媒体の流速を決定するためにのみ用いられるのではなく、冷却媒体が流れるダクトに漏れ又は遮断が存在するか否かを示すためにも用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、ここで、図を参照してより詳細に説明される。図中では類似部分は同一の参照記号で示される。
【００１２】
図１において、ＣＰランプ１０を持つランプユニット１が示される。ランプ１０は、動作中にランプ１０によって発せられた光を所定の方向に向けるためのカップ形リフレクタ１１によって包囲される。ランプユニット１はランプ１０を点火するためのイグナイタ１２を有する。
【００１３】
図１は、更に、ポンプ２０を持つ冷却ユニット２を示す。ポンプ２０は、空気を吸い込むための入口２１及び空気を吹き出すための出口２２を有する。示される例では、吸い込まれた空気を純化するためフィルタ２３が入口２１の中に配置されている。冷却ユニット２は、冷却空気を運ぶためのダクト２４を有し、ダクト２４の一方の側はポンプ２０の出口２２に接続され、ダクト２４の他方の側はノズル２５に接続される。ランプユニット１のリフレクタ１１は穴を有し、ノズル２５は、該ノズル２５の自由端２６がリフレクタ１１内に配置されるように前記穴を通じて延在する。
【００１４】
ポンプ２０の動作中、空気は、ダクト２４を通じてノズル２５の方向に流される。ノズル２５は、ノズル２５の自由端２６から出る空気流がランプ１０に向かうように形成及び配置される。この構成の結果、冷却空気は、ポンプ２０の動作中ランプ１０の横を流れ、ランプ１０は冷却される。
【００１５】
ランプ１０の温度が所定の最大値を超えることが許可されないという事実を考慮すると、ランプ１０の冷却は必要である。冷却なしでは、単にランプ１０がその動作中に多量の熱を発生するという事実のため、ランプ１０の温度は高くなりすぎる。
【００１６】
ランプ１０及び冷却空気の流れを制御する目的のため、ドライバ３０と、ダクト２４に位置するオリフィス３１と、２つの圧力センサ３２、３３とを有する制御ユニット３が設けられる。ランプ１０及びポンプ２０の動作中に、示されている制御ユニット３が働く態様が、以下の段落で説明される。
【００１７】
ランプ１０が動作するパワーは所定の値を持ってよいが、ランプ１０は、異なった減光レベルが動作パワーの異なった値に対応するように、減光可能であってもよい。このような場合、ドライバ３０は、ランプユニット１のユーザから生じる入力に基づいて、ランプ１０が動作すべきパワーを決定する。ランプ１０は、ドライバ３０の第１のパワー出力部３４に電気的に接続される。この構成では、ランプ１０の動作パワー（の値）は、第１のパワー出力部３４におけるパワーサプライ（の値）によって決定される。
【００１８】
ランプ１０の動作パワーが所定の値を持つならば、冷却空気の要求される所定の流速がドライバ３０に設定される。ランプ１０が減光可能なら、ドライバ３０は、ランプ１０の動作パワーのセットされた値に基づいて冷却空気の要求される流速を決定することができる。一般的に、動作パワーの値が高いほど、空気流の要求される値が高くなるということは真実である。
【００１９】
空気流の値は、ポンプ２０が動作するレベルに直接関係する。従って、ドライバ３０は、冷却空気の要求される流速を、ポンプ２０への要求されるパワーサプライに変換することができる。ポンプ２０に実際にパワーを供給するため、ドライバ３０は第２のパワー出力部３５を有し、ポンプ２０は、ドライバ３０のこのパワー出力部３５に電気的に接続される。
【００２０】
ランプ１０の温度が所定の限界の間で正確に維持されるべきであることは重要である。従って、冷却空気の流れが正確に制御されるべきことが重要である。この点について、冷却空気の実際の流速が冷却空気の要求される流速に対応するか否かチェックすることが好ましい。なぜなら、冷却空気の流速は、ポンプ２０の性能だけでなく、例えば、圧力及び温度等の条件に依存する空気の密度によっても影響されるからである。圧力に関して、この条件は、ランプユニット１、冷却ユニット２及び制御ユニット３が適用される環境の高度に主に依存することが述べられる。比較的高い場所では、大気圧力の値は７００ｍｂａｒでありうる一方で、より低い場所では大気圧力の値は例えば１０００ｍｂａｒと大幅に高い。示される制御ユニット３は、ランプユニット１が位置する環境の条件の変化を補償するように設計される。冷却空気の実際の流速を決定することは、補償を実現するための主要な因子を構成する。
【００２１】
ダクト２４を通じる冷却空気の流速を測定することができる既知の流れメータは、冷却空気の実際の流速を決定するのに用いられることができる。しかし、ＣＰランプ１０を冷却する冷却空気の流速を測定するのには、既知の流れメータよりも正確なメータが好ましい。更に、既知の流れメータは、かなり大きくて高価である。この理由のため、本発明は、ダクト２４を通じる冷却空気の実際の流速を決定する代替手法を提案する。
【００２２】
本発明によれば、冷却空気の実際の流速は２つの圧力センサ３２、３３によって示されるデータから導き出され、ここで、１つの圧力センサ３２は絶対圧力センサ３２であり、他の圧力センサ３３は相対圧力センサ３３である。
【００２３】
絶対圧力センサ３２は、ダクト２４中の絶対圧力測定位置２７で空気圧の値を測定する。絶対圧力測定位置２７は、ダクト２４中の如何なる適切な位置であってもよいが、好適には、ノズル２５に可能な限り近い。ポンプ２０が動作していない場合、空気圧の測定された値は、高度によって主に影響される環境の大気圧の値に対応する。ポンプ２０が空気流を生じている場合、空気圧の測定された値は、大気圧とダクト２４における余分な圧力との合計に対応する。
【００２４】
空気圧は温度及び空気密度に直接関係する。温度の影響が無視されてよいと仮定すると、空気密度は絶対圧力センサ３２によって示される空気圧の値に基づいて決定されることができる。しかし、本発明の範囲内で、温度の影響を考慮することは可能である。制御ユニット３は、例えばサーモメータ、又は温度を測定するためのあらゆる他の手段を備えてよく、ドライバ３０は、空気密度を決定するために温度測定の結果及び圧力測定の結果の両方を処理するように構成されてよい。
【００２５】
相対圧力センサ３３は、ダクト２４の規定された狭窄を構成するオリフィス３１におけるの圧力降下の値を測定する。圧力降下の値を測定する目的のため、相対圧力センサ３３は、ダクト２４における２つの圧力測定位置２８、２９に接続され、第１の相対圧力測定位置２８がオリフィス３１の上流にあり、第２の相対圧力測定位置２９がオリフィス３１の下流にある。冷却空気の流れの圧力は、オリフィス３１によって、第１の相対圧力測定位置２８から第２の相対圧力測定位置２９に流れる間に圧力の値が低下するように影響される。
【００２６】
圧力センサ３２、３３によって実行される圧力測定の結果は、オリフィス３１を通じる冷却空気の流速に等しい、ダクト２４を通じる冷却空気の流速を決定することを可能にする。オリフィス３１を通じる冷却空気の流速は、オリフィスの両端での圧力差を空気密度によって除算した結果の平方根の関数である。上述のとおり、空気密度の値は、絶対圧力センサ３２によって示される空気圧に基づいて決定されることができる。冷却空気の流速は、空気密度のこの値及びオリフィス３１の両端での圧力降下の値から決定されることができる。
【００２７】
有利には、絶対圧力センサ３２は、該センサ３２が空気流を発生させるためにポンプ２０が活性化される前に測定を実行するように制御される。この初期測定の結果として発見される値は、環境の大気圧の値に対応する。この値はドライバ３０に記憶され、相対圧力センサ３３によって実行される測定の結果に基づいて実際の流速を決定するプロセスで用いられて空気密度の値を決定することが可能である。更に、冷却プロセスの最中に、ドライバ３０は、圧力センサ３２によって測定された空気圧の値から大気圧の記憶された値を減じることにより、過剰圧力の値を決定することができる。このようにして、冷却プロセスの開始時に、絶対圧力センサ３２は、ダクト２４中の冷却空気の実際の流れへの高度の影響を補償する役割を果たす一方で冷却プロセスの最中には、絶対圧力センサ３２は、冷却ユニット２の状態のモニタリングにおいて役割を果たす。
【００２８】
絶対圧力センサ３２及び相対圧力センサ３３を用いて冷却空気の流速を決定する上述の方法は、圧力センサ３２、３３が比較的安価で正確である点で有利である。この方法が適用される場合、冷却空気の実際の流速は、実際の流速が既知の流量計によって決定される場合よりも正確に決定される。本方法のアプリケーションは、冷却ランプの状況に制限されないことが理解されるであろう。むしろ、本方法は、流れの実際の値が決定されなければならないあらゆる状況に適用可能である。
【００２９】
絶対圧力センサ３２の使用の重要な利点は、ダクト２４における漏れ又はノズル２５とダクト２４との間の接続の欠如を検出するのが可能であるということである。後者の状況は、例えばランプユニット１がユーザによって取り替えられたときに起こりうる。絶対圧力センサ３２によって測定される圧力の値の偏差、即ち予測よりも低い値は、空気がダクト２４から逃げていることの表示である。ダクト２４又はノズル２５の遮断を検出することも、このような状況では絶対圧力センサ３２によって測定される圧力の値が予測されるよりも高くなるので、可能である。
【００３０】
図１に示される構成では、圧力センサによって実行される圧力測定の結果はドライバ３０に伝送される。ドライバ３０は、絶対圧力センサ３２によって測定された圧力の値を表す信号を受信するための第１の信号入力部３６を有する。ドライバ３０は、比較圧力センサ３３によって測定される圧力差の値を表す信号を受信するための第２の信号入力部３７を有する。
【００３１】
ドライバ３０は、圧力センサ３２、３３によって実行される測定の結果を処理するように、また、ダクト２４を通じる冷却空気の実際の流速を決定するように、設計される。有利には、ドライバ３０は、絶対圧力センサ３２によって測定される空気圧の値が動作値の通常範囲内であるか否かをチェックするようにも設計される。このような場合、ドライバ３０は、空気圧の測定された値が動作値の通常範囲外であると発見されたら、警告信号を生じるように、及び／又は、ランプ１０の動作を、場合によっては冷却ユニット２の動作も、停止するように、設計されてよい。
【００３２】
ポンプ２０の動作パワーの要求される値を決定するために、ドライバ３０は、ダクト２４を通じる冷却空気の実際の流速を、ダクト２４を通じる冷却空気のランプ１０の動作パワーに基づいて要求される流速と比較するように設計される。比較された値が同一か又は許可される程度までしか逸脱しない場合、第２のパワー出力部３５でポンプ２０に供給されるパワーの値が維持される。比較される値の間に大きすぎる差が見つかったら、第２のパワー出力部３５でポンプ２０に供給されるパワーの値は、差を解消するように調整される。
【００３３】
好適には、ランプ１０が燃焼している限り、冷却空気の決定される実際の流速を冷却空気の要求される値と比較するプロセスは、連続的に実行される。ランプ１０はＣＰランプなので、冷却空気の流れが正確に制御されることは重要である。冷却空気の流速が、かなりの期間に亘って、ランプ１０の動作パワーに基づいて要求される値から大きく逸脱しすぎると、ランプ１０の性能及びランプ１０自体が悪影響を受ける。このような状況は、ランプ１０の完全な故障にさえもつながる可能性がある。
【００３４】
絶対圧力センサ３２が圧力の可能な値の完全な範囲を示すことができ、該範囲は何百ミリバールもカバーすることが重要である。更に、相対圧力センサ３３がオリフィス３１両端での圧力降下の値を正確に測定することが可能であることが重要である。圧力降下の変化は、ダクト２４中の空気圧の変化よりも大幅に小さいので、相対圧力センサ３３は、比較的狭い範囲の値を示すように設計されても十分である。この結果、相対圧力センサ３３は、正確性に関する要件を満たすことができる可能性が非常にあり、これは、冷却空気の流れが相対圧力センサ３３によって実行される圧力測定の結果に基づいて直接制御されるという事実を考慮すると有利である。
【００３５】
本発明は、動作期間の開始時にダクト２４及びノズル２５の状態をチェックする可能性を提供する。このようにして、安全性は高められることができる。なぜなら、圧力値が絶対圧力センサ３２で測定される許容範囲内であるまでランプ１０に点火しないことがオプションであるからである。
【００３６】
ランプ１０の動作パワーの値と、ダクト２４を通じる冷却空気の要求される流れとの間の関係は、ランプ１０の特性に主に依存する。ランプ１０が減光可能であれば、前記関係がドライバ３０において設定されることができる形状に関する幾つかのオプションがある。本発明の範囲内において、どの形状が適用されるかは重要でない。例えば、前記関係は表としてドライバ３０に設定されてよく、前記表からドライバ３０が外挿法によって値を導出することができる。
【００３７】
ドライバ３０の重要な一側面は、制御ユニット３のこの部品が、ランプ１０及びポンプ２０へのパワーサプライを制御するように設計されるということである。このようにして、ポンプ２０へのパワーサプライをランプ１０へのパワーサプライと関連させることが可能である。
【００３８】
制御ユニット３の有利な側面は、空気圧及び冷却空気の流れを決定することができることである。このようにして、空気圧を決定すること及び冷却空気の流れを決定することの利点が組み合わせられる。空気圧を決定することは、ダクト２４における漏れ又は遮断の存在、又は、ノズル２５とダクト２４との間の接続の欠如を明らかにする一方で、流れを決定することは、ランプ１０の冷却プロセスの特性を明らかにする。本発明の範囲内で、冷却空気の流量を測定するために流量計だけを用いることは可能であるが、このような場合には、ダクト２４及びノズル２５の状態に関する情報はない。
【００３９】
ランプユニット１、冷却ユニット２及び制御ユニット３が器具に構成されてもよいことは理解されるであろう。このような器具は、例えば、ムービングヘッド器具であってもよい。更に、ランプユニット１、冷却ユニット２及び制御ユニット３は、ＣＰランプが有利に適用される如何なる装置（例えばプロジェクタ）の一部であってもよい。
【００４０】
当業者には、本発明の範囲が、上述の例に限定されるのではなく、その変形及び修正が、添付の請求項に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、可能であることが明らかであろう。
【００４１】
例えば、示される例におけるようにただ１つのノズル２５の代わりに、複数のノズル２５が設けられてもよい。複数のノズル２５が設けられたら、ランプユニット１のリフレクタ１１が複数の穴を有することが理解されるであろう。複数のノズル２５の使用が、全ての側が同時に冷却されることができるように、ランプ１０の異なった側を冷却する有利な可能性を提供するか、又は、一時に１つのノズル２５が、ランプの他方の側よりも熱いランプの上側を構成する、ランプ１０の一方の側を冷却するのに、用いられることができる。後者のオプションは、ランプ１０が移動される状況において重要であり、この結果、ランプ１０の上側を構成する方の側は、常に同一ではない。
【００４２】
複数のノズル２５が用いられる状況では、ダクト２４は、冷却空気が流れる方向に見て測定位置２７、２８、２９の後ろで分かれるように設計されることができる。このような構成では、絶対圧力センサ３２及び相対圧力センサ３３の１つの組を適用するので十分である。ダクト２４の異なった分岐路の状態をモニタリングするため、制御可能な空気スイッチ等が、チェックされている１つの分岐以外の全ての分岐を一時的にブロックするために用いられることができる。
【００４３】
他の可能性は、各ノズル２５が個々のダクト２４に接続され、各ダクト２４は、絶対圧力センサ３２及び相対圧力センサ３３の個々の組に関連する、ということである。このような構成では、個々のダクト２４の冷却空気の流量が、個別にチェックされて制御されてもよい。
【００４４】
複数のノズル２５が適用される場合、冷却ユニット２及び制御ユニット３のデザインに多くの可能性があること、及び、上記段落におけるこれらの可能性のうちの２つへの言及は、制限的な効果を持つことを意図されないことが理解されるであろう。
【００４５】
示されるランプ１０はＣＰランプであるが、このことは、ランプが動作中に冷却されなければならないあらゆる適切なランプであることができないことを意味しない。どんな場合でも、ランプ１０は、如何なる種類のＨＰランプであってもよい。
【００４６】
要約すると、冷却媒体の流れを発生させるためのポンプ２０を持つ冷却ユニット２が、動作中にランプユニット１のハイパワーランプ１０を冷却するために設けられ、ここでランプ１０が減光可能でありうる。冷却媒体の流速は、冷却ユニット２のポンプ２０へのパワーサプライと、ランプユニット１のランプ１０へのパワーサプライとの両方を制御するためのドライバ３０を有する制御ユニット３によって制御される。制御ユニット３のドライバ３０は、ランプ１０の動作パワーに基づいて冷却媒体の要求される流速を決定するように設計される。
【００４７】
制御ユニット３は、冷却媒体の流れの圧力を示すための絶対圧力センサ３２と、オリフィス３１の両端での冷却媒体の流れの圧力降下を示すための相対圧力センサ３３とを有する。制御ユニット３のドライバ３０は、示された流れ圧力及び示された圧力降下を、冷却媒体の実際の流速を決定するために処理するように設計される。冷却媒体の流速は、冷却媒体の実際の流速と冷却媒体の要求される流速との一致を得るためのポンプ２０へのパワーサプライの調整によって正確に制御される。
【００４８】
本発明の範囲内で、制御ユニット３は、種々の手法で構成されることができる。制御ユニット３は、図１に示されるような絶対圧力センサ３２、相対圧力センサ３３及びオリフィス３１を必ずしも有する必要はない。以下の段落では、制御ユニット３の多くの可能な別の実施例が議論される。
【００４９】
比較的単純な実施例では、制御ユニット３は、ドライバ３０しか有さず、該ドライバ３０は、第１のパワー出力部３４でランプユニット１に接続され、第２のパワー出力部でポンプ２０に接続される。この実施例において、ドライバ３０は、ランプ１０及びポンプ２０の両方に、それぞれ所定の値を持つパワーを供給するように設計されることができる。本発明の重要な一側面によれば、ポンプ２０のパワーの値は、冷却空気の発生された流れによってランプ１０の温度が所定の最小値と所定の最大値との間に保持されることができるように選択される。従って、ポンプ２０へのパワーサプライの値は、大気圧等の環境条件の平均値を仮定して、ランプ１０の動作パワーの値に基づいて決定される。センサ３２、３３の欠如により、冷却空気の得られる流速についてのフィードバックは供給されることができず、環境条件の変化を補償することが可能でない。更に、冷却ユニット２の条件をチェックすることが可能でない。ランプ１０が減光可能なら、ドライバ３０は、ランプ１０及びポンプ２０のパワーの値の少なくとも２つの組合せを含み、ポンプ２０へのパワーサプライの適当な値は、ランプ１０のセット動作パワーに基づいて見つけられる。
【００５０】
図１に示される実施例に対して修正された他の代替実施例において、制御ユニット３は、絶対圧力センサ３２の代わりに過剰圧力センサを有する。この実施例は、過剰圧力センサで測定される過剰な圧力の値に基づいて冷却ユニット２の状態をチェックすることの可能性を提供する。しかし、大気圧に関する情報が過剰圧力センサから得られることができないので、制御ユニット３は、冷却空気の流速への大気圧の値の変化の影響を補償することができない。制御ユニット３のこの実施例が適用される状況では、冷却空気の実際の流速は、相対圧力センサ３３によって測定される圧力降下及びドライバ３０に設定される空気密度の所定の値に基づいて決定される。好適には、空気密度の所定の値は、例えば９５０ｍｂａｒ〜１０５０ｍｂａｒの如何なる値であってもよい大気圧の平均値に基づく。
【００５１】
図１に示される実施例に対して修正された更に他の代替実施例では、制御ユニット３は、絶対圧力センサ３２の代わりに過剰圧力センサを有するが、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３は有さない。この実施例では、制御ユニット３は、冷却空気の流れの過剰圧力の値を測定することしかできない。この値に基づいて、冷却ユニット２の状態の表示を得ることが可能である。更に、これは明確な特性を持つノズル２５の過剰圧力に関連するので、実際の流速の表示を得ることも可能である。しかし、環境条件に関する情報を得ることは可能でなく、実際の流速は、非常に正確には決定されることができない。
【００５２】
図１に示される実施例に対して修正された更に他の代替実施例において、制御ユニット３は、ドライバ３０、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３を有するが、絶対圧力センサ３２は有しない。絶対圧力センサ３２の欠如のため、冷却ユニット２の状態をチェックすることは可能でない。更に、環境条件の変化を補償することは可能でない。代わりに、空気密度の所定の値がドライバ３０に設定され、これが、ポンプ２０によって発生される冷却空気の実際の流速を計算するのに用いられる。上述のとおり、空気密度の所定の値は、例えば９５０ｍｂａｒ〜１０５０ｍｂａｒのいかなる値であってもよい大気圧の平均値に基づいてよい。
【００５３】
図２に示される更に他の代替実施例において、制御ユニットは、ドライバ３０、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３を有し、先の段落において説明された実施例のような絶対圧力センサ３２を有しない。しかし、この実施例によれば、切換弁３８を通じて、相対圧力センサ３３の一方の側は第１の圧力測定位置２８に接続され、他方の側は第２の圧力測定位置２９に接続される。この切換弁３８は、相対圧力センサ３３を第２の圧力測定位置２９に接続するか、又は、大気圧が支配的な環境に接続するか選択することを可能にする。切換弁３８は、その位置を連続的に交互に変えるように制御されてよく、このため相対圧力センサ３３は交互に変わる態様で適用されることができる。相対圧力センサ３３は、第２の圧力測定位置２９に接続されるとオリフィス３１の両端での圧力降下を決定することができ、環境に接続されると、これは、過剰圧力を決定することができる。このようにして、相対圧力センサ３３のみを有する制御ユニット３のこの実施例は、上記で更に説明された相対圧力センサ３３に加えて過剰圧力センサを有する制御ユニット３の実施例として機能することができる。
【００５４】
図３に示される更に他の代替実施例において、制御ユニット３は、ドライバ３０及び絶対圧力センサ３２を有するが、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３は有さない。絶対圧力センサ３２は、空気流を発生するようにポンプ２０が活性化される前に、動作期間の最初に測定を実行するように制御される。このようにして、環境の大気圧の値が見つけられ、ドライバ３０に記憶される。冷却プロセスの最中に、ドライバ３０は、絶対圧力センサ３２により測定される空気圧の値から大気圧の記憶された値を減じることにより、過剰圧力の値を決定することができる。更に、上述のとおりドライバ３０は、実際の流速は明確な特性を持つノズル２５のための過剰な圧力の値に関連するという事実を考慮して、ダクトにおける冷却空気の実際の流速を計算することができる。プロセス中で、絶対圧力センサ３２は大気圧の値を各冷却プロセスの開始時に決定することができ、ドライバ３０は、大気圧の測定された値に基づいて空気密度の値を決定することができるので、実際の流速への高度の影響を補償することが可能である。更に、絶対圧力センサ３２により測定される圧力値から、冷却ユニット２の状態に関連する情報を導出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ランプと、前記ランプを冷却するための冷却ユニットと、前記ランプ及び前記冷却ユニットを制御するための本発明の第１の好適な実施例による制御ユニットとを持つランプユニットを図式的に示す。
【図２】図１に示されるランプユニット及び冷却ユニット並びに本発明の第２の好適な実施例による制御ユニットを図式的に示す。
【図３】図１に示されるランプユニット及び冷却ユニット並びに本発明の第３の好適な実施例による制御ユニットを図式的に示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ、特にハイパワーランプの冷却プロセスを制御する方法であって、前記冷却プロセスがランプの横を流れる冷却媒体によって起こる、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下でＨＰランプとも呼ばれるハイパワーランプは、比較的ハイパワー、例えば３００Ｗよりも大きいパワーで動作するように設計されるランプである。動作中、ＨＰランプの冷却は、ハイパワーである結果ランプが熱くなりすぎるのを防止するために必要である。通常、ＨＰランプの冷却は、ファンによって発生された圧縮された空気の流れによって起こる。プロセス中、空気がＨＰランプの方向に吹かれ、ランプの横を流れることが許可される。
【０００３】
ファンは、単純に、ランプがスイッチオンされている限り空気の流れを生じるように制御されてもよい。しかし、ファンをより高度な手法で、即ち、ランプ自体の温度の実行可能な表示を構成する、ランプの近傍での温度の測定の結果に基づいて、制御することも可能である。このような場合、ランプの温度が規定の最大値を超えていることを測定が明らかにすると、ファンは、ランプの温度を許容可能なレベルまで低下させるように空気の流れを生じるためにスイッチオンされる。ランプの温度が規定の最小値より下になった途端、ファンは再びスイッチオフされる。ファンがランプの温度に応じて制御されれば、ファンが、ランプの動作期間に亘って繰り返しスイッチオンオフされることは、理解されるであろう。
【０００４】
ＨＰランプの分野における最近の発達は、以降ではＣＰランプとも呼ばれるいわゆるコンパクトパワーランプをもたらした。ＣＰランプの冷却プロセスは、動作中のＣＰランプの温度に関する厳しい要件を考慮すると、正確に制御されるべきである。上記要件は、ＣＰランプの温度を規定の最小値と規定の最高値との間に維持することを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ＣＰランプ用に用いられることができる、ランプの冷却プロセスを制御する方法を提供することである。この目的は、冷却媒体の実際の流速が、ランプの動作パワーに関連する要求される値に等しくなるように制御される方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の重要な一側面によれば、ランプの冷却プロセスは、冷却媒体の実際の流速の制御に基づいて実行される。プロセス中、冷却媒体の実際の流速は、冷却されることが必要なランプの動作パワーに関連する要求される値にマッチするようにセットされる。ランプが減光可能であれば、ランプの動作パワーは変化可能であり、この結果、冷却媒体の要求される流速は変化可能である。このような場合、ランプの動作パワーと冷却媒体の要求される流速との間の関係は、例えば、表に定められてもよく、この表は、シミュレーション又は実験の結果に基づいて作成されることができる。
【０００７】
異なった値の比較に関する「等しい」及び「マッチする」等の用語に関して、これらは、厳密な意味よりも実際的な意味で解釈されるべきであることは理解されるであろう。例えば、冷却空気の実際の流速と、冷却空気の要求される流速とは、これらの値の間の差がゼロを含む所定の小さな範囲内である限り、等しいと示されることができる。
【０００８】
本発明と従来技術との間の重要な差は、本発明によれば、冷却媒体の要求される流速が動作パワーに関連するから、ランプの動作パワーはランプの冷却プロセスを制御するのに役割を果たし、一方で、従来技術によれば、ランプの実際の温度又はランプがスイッチオン又はオフされるという事実のみが、前記プロセスを制御する役割を果たす、ということである。
【０００９】
本発明による方法が適用される状況では、冷却プロセスは、従来技術による方法が適用される既知の状況よりも正確に制御されることができる。本発明による方法は、比較的正確なので、ＣＰランプの冷却プロセスを制御するのに適している。
【００１０】
好適には、冷却媒体の実際の流速を決定することは、冷却媒体の実際の流速を制御するプロセス中のステップのうちの１つである。冷却媒体の実際の流速は、例えば従来技術で知られている流速計の助けにより決定されることができる。しかし、本発明の重要な一側面によれば、１つ又は複数の圧力センサを用いるだけで、圧力センサによって実行された圧力測定の結果から冷却媒体の実際の流速を導出することも可能である。圧力センサは流速計よりも、より安価で、より小さく、より信頼性があるので、これは有利な可能性である。更に、圧力に関する情報は、冷却媒体の流速を決定するためにのみ用いられるのではなく、冷却媒体が流れるダクトに漏れ又は遮断が存在するか否かを示すためにも用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、ここで、図を参照してより詳細に説明される。図中では類似部分は同一の参照記号で示される。
【００１２】
図１において、ＣＰランプ１０を持つランプユニット１が示される。ランプ１０は、動作中にランプ１０によって発せられた光を所定の方向に向けるためのカップ形リフレクタ１１によって包囲される。ランプユニット１はランプ１０を点火するためのイグナイタ１２を有する。
【００１３】
図１は、更に、ポンプ２０を持つ冷却ユニット２を示す。ポンプ２０は、空気を吸い込むための入口２１及び空気を吹き出すための出口２２を有する。示される例では、吸い込まれた空気を純化するためフィルタ２３が入口２１の中に配置されている。冷却ユニット２は、冷却空気を運ぶためのダクト２４を有し、ダクト２４の一方の側はポンプ２０の出口２２に接続され、ダクト２４の他方の側はノズル２５に接続される。ランプユニット１のリフレクタ１１は穴を有し、ノズル２５は、該ノズル２５の自由端２６がリフレクタ１１内に配置されるように前記穴を通じて延在する。
【００１４】
ポンプ２０の動作中、空気は、ダクト２４を通じてノズル２５の方向に流される。ノズル２５は、ノズル２５の自由端２６から出る空気流がランプ１０に向かうように形成及び配置される。この構成の結果、冷却空気は、ポンプ２０の動作中ランプ１０の横を流れ、ランプ１０は冷却される。
【００１５】
ランプ１０の温度が所定の最大値を超えることが許可されないという事実を考慮すると、ランプ１０の冷却は必要である。冷却なしでは、単にランプ１０がその動作中に多量の熱を発生するという事実のため、ランプ１０の温度は高くなりすぎる。
【００１６】
ランプ１０及び冷却空気の流れを制御する目的のため、ドライバ３０と、ダクト２４に位置するオリフィス３１と、２つの圧力センサ３２、３３とを有する制御ユニット３が設けられる。ランプ１０及びポンプ２０の動作中に、示されている制御ユニット３が働く態様が、以下の段落で説明される。
【００１７】
ランプ１０が動作するパワーは所定の値を持ってよいが、ランプ１０は、異なった減光レベルが動作パワーの異なった値に対応するように、減光可能であってもよい。このような場合、ドライバ３０は、ランプユニット１のユーザから生じる入力に基づいて、ランプ１０が動作すべきパワーを決定する。ランプ１０は、ドライバ３０の第１のパワー出力部３４に電気的に接続される。この構成では、ランプ１０の動作パワー（の値）は、第１のパワー出力部３４におけるパワーサプライ（の値）によって決定される。
【００１８】
ランプ１０の動作パワーが所定の値を持つならば、冷却空気の要求される所定の流速がドライバ３０に設定される。ランプ１０が減光可能なら、ドライバ３０は、ランプ１０の動作パワーのセットされた値に基づいて冷却空気の要求される流速を決定することができる。一般的に、動作パワーの値が高いほど、空気流の要求される値が高くなるということは真実である。
【００１９】
空気流の値は、ポンプ２０が動作するレベルに直接関係する。従って、ドライバ３０は、冷却空気の要求される流速を、ポンプ２０への要求されるパワーサプライに変換することができる。ポンプ２０に実際にパワーを供給するため、ドライバ３０は第２のパワー出力部３５を有し、ポンプ２０は、ドライバ３０のこのパワー出力部３５に電気的に接続される。
【００２０】
ランプ１０の温度が所定の限界の間で正確に維持されるべきであることは重要である。従って、冷却空気の流れが正確に制御されるべきことが重要である。この点について、冷却空気の実際の流速が冷却空気の要求される流速に対応するか否かチェックすることが好ましい。なぜなら、冷却空気の流速は、ポンプ２０の性能だけでなく、例えば、圧力及び温度等の条件に依存する空気の密度によっても影響されるからである。圧力に関して、この条件は、ランプユニット１、冷却ユニット２及び制御ユニット３が適用される環境の高度に主に依存することが述べられる。比較的高い場所では、大気圧力の値は７００ｍｂａｒでありうる一方で、より低い場所では大気圧力の値は例えば１０００ｍｂａｒと大幅に高い。示される制御ユニット３は、ランプユニット１が位置する環境の条件の変化を補償するように設計される。冷却空気の実際の流速を決定することは、補償を実現するための主要な因子を構成する。
【００２１】
ダクト２４を通じる冷却空気の流速を測定することができる既知の流れメータは、冷却空気の実際の流速を決定するのに用いられることができる。しかし、ＣＰランプ１０を冷却する冷却空気の流速を測定するのには、既知の流れメータよりも正確なメータが好ましい。更に、既知の流れメータは、かなり大きくて高価である。この理由のため、本発明は、ダクト２４を通じる冷却空気の実際の流速を決定する代替手法を提案する。
【００２２】
本発明によれば、冷却空気の実際の流速は２つの圧力センサ３２、３３によって示されるデータから導き出され、ここで、１つの圧力センサ３２は絶対圧力センサ３２であり、他の圧力センサ３３は相対圧力センサ３３である。
【００２３】
絶対圧力センサ３２は、ダクト２４中の絶対圧力測定位置２７で空気圧の値を測定する。絶対圧力測定位置２７は、ダクト２４中の如何なる適切な位置であってもよいが、好適には、ノズル２５に可能な限り近い。ポンプ２０が動作していない場合、空気圧の測定された値は、高度によって主に影響される環境の大気圧の値に対応する。ポンプ２０が空気流を生じている場合、空気圧の測定された値は、大気圧とダクト２４における余分な圧力との合計に対応する。
【００２４】
空気圧は温度及び空気密度に直接関係する。温度の影響が無視されてよいと仮定すると、空気密度は絶対圧力センサ３２によって示される空気圧の値に基づいて決定されることができる。しかし、本発明の範囲内で、温度の影響を考慮することは可能である。制御ユニット３は、例えばサーモメータ、又は温度を測定するためのあらゆる他の手段を備えてよく、ドライバ３０は、空気密度を決定するために温度測定の結果及び圧力測定の結果の両方を処理するように構成されてよい。
【００２５】
相対圧力センサ３３は、ダクト２４の規定された狭窄を構成するオリフィス３１におけるの圧力降下の値を測定する。圧力降下の値を測定する目的のため、相対圧力センサ３３は、ダクト２４における２つの圧力測定位置２８、２９に接続され、第１の相対圧力測定位置２８がオリフィス３１の上流にあり、第２の相対圧力測定位置２９がオリフィス３１の下流にある。冷却空気の流れの圧力は、オリフィス３１によって、第１の相対圧力測定位置２８から第２の相対圧力測定位置２９に流れる間に圧力の値が低下するように影響される。
【００２６】
圧力センサ３２、３３によって実行される圧力測定の結果は、オリフィス３１を通じる冷却空気の流速に等しい、ダクト２４を通じる冷却空気の流速を決定することを可能にする。オリフィス３１を通じる冷却空気の流速は、オリフィスの両端での圧力差を空気密度によって除算した結果の平方根の関数である。上述のとおり、空気密度の値は、絶対圧力センサ３２によって示される空気圧に基づいて決定されることができる。冷却空気の流速は、空気密度のこの値及びオリフィス３１の両端での圧力降下の値から決定されることができる。
【００２７】
有利には、絶対圧力センサ３２は、該センサ３２が空気流を発生させるためにポンプ２０が活性化される前に測定を実行するように制御される。この初期測定の結果として発見される値は、環境の大気圧の値に対応する。この値はドライバ３０に記憶され、相対圧力センサ３３によって実行される測定の結果に基づいて実際の流速を決定するプロセスで用いられて空気密度の値を決定することが可能である。更に、冷却プロセスの最中に、ドライバ３０は、圧力センサ３２によって測定された空気圧の値から大気圧の記憶された値を減じることにより、過剰圧力の値を決定することができる。このようにして、冷却プロセスの開始時に、絶対圧力センサ３２は、ダクト２４中の冷却空気の実際の流れへの高度の影響を補償する役割を果たす一方で冷却プロセスの最中には、絶対圧力センサ３２は、冷却ユニット２の状態のモニタリングにおいて役割を果たす。
【００２８】
絶対圧力センサ３２及び相対圧力センサ３３を用いて冷却空気の流速を決定する上述の方法は、圧力センサ３２、３３が比較的安価で正確である点で有利である。この方法が適用される場合、冷却空気の実際の流速は、実際の流速が既知の流量計によって決定される場合よりも正確に決定される。本方法のアプリケーションは、冷却ランプの状況に制限されないことが理解されるであろう。むしろ、本方法は、流れの実際の値が決定されなければならないあらゆる状況に適用可能である。
【００２９】
絶対圧力センサ３２の使用の重要な利点は、ダクト２４における漏れ又はノズル２５とダクト２４との間の接続の欠如を検出するのが可能であるということである。後者の状況は、例えばランプユニット１がユーザによって取り替えられたときに起こりうる。絶対圧力センサ３２によって測定される圧力の値の偏差、即ち予測よりも低い値は、空気がダクト２４から逃げていることの表示である。ダクト２４又はノズル２５の遮断を検出することも、このような状況では絶対圧力センサ３２によって測定される圧力の値が予測されるよりも高くなるので、可能である。
【００３０】
図１に示される構成では、圧力センサによって実行される圧力測定の結果はドライバ３０に伝送される。ドライバ３０は、絶対圧力センサ３２によって測定された圧力の値を表す信号を受信するための第１の信号入力部３６を有する。ドライバ３０は、比較圧力センサ３３によって測定される圧力差の値を表す信号を受信するための第２の信号入力部３７を有する。
【００３１】
ドライバ３０は、圧力センサ３２、３３によって実行される測定の結果を処理するように、また、ダクト２４を通じる冷却空気の実際の流速を決定するように、設計される。有利には、ドライバ３０は、絶対圧力センサ３２によって測定される空気圧の値が動作値の通常範囲内であるか否かをチェックするようにも設計される。このような場合、ドライバ３０は、空気圧の測定された値が動作値の通常範囲外であると発見されたら、警告信号を生じるように、及び／又は、ランプ１０の動作を、場合によっては冷却ユニット２の動作も、停止するように、設計されてよい。
【００３２】
ポンプ２０の動作パワーの要求される値を決定するために、ドライバ３０は、ダクト２４を通じる冷却空気の実際の流速を、ダクト２４を通じる冷却空気のランプ１０の動作パワーに基づいて要求される流速と比較するように設計される。比較された値が同一か又は許可される程度までしか逸脱しない場合、第２のパワー出力部３５でポンプ２０に供給されるパワーの値が維持される。比較される値の間に大きすぎる差が見つかったら、第２のパワー出力部３５でポンプ２０に供給されるパワーの値は、差を解消するように調整される。
【００３３】
好適には、ランプ１０が燃焼している限り、冷却空気の決定される実際の流速を冷却空気の要求される値と比較するプロセスは、連続的に実行される。ランプ１０はＣＰランプなので、冷却空気の流れが正確に制御されることは重要である。冷却空気の流速が、かなりの期間に亘って、ランプ１０の動作パワーに基づいて要求される値から大きく逸脱しすぎると、ランプ１０の性能及びランプ１０自体が悪影響を受ける。このような状況は、ランプ１０の完全な故障にさえもつながる可能性がある。
【００３４】
絶対圧力センサ３２が圧力の可能な値の完全な範囲を示すことができ、該範囲は何百ミリバールもカバーすることが重要である。更に、相対圧力センサ３３がオリフィス３１両端での圧力降下の値を正確に測定することが可能であることが重要である。圧力降下の変化は、ダクト２４中の空気圧の変化よりも大幅に小さいので、相対圧力センサ３３は、比較的狭い範囲の値を示すように設計されても十分である。この結果、相対圧力センサ３３は、正確性に関する要件を満たすことができる可能性が非常にあり、これは、冷却空気の流れが相対圧力センサ３３によって実行される圧力測定の結果に基づいて直接制御されるという事実を考慮すると有利である。
【００３５】
本発明は、動作期間の開始時にダクト２４及びノズル２５の状態をチェックする可能性を提供する。このようにして、安全性は高められることができる。なぜなら、圧力値が絶対圧力センサ３２で測定される許容範囲内であるまでランプ１０に点火しないことがオプションであるからである。
【００３６】
ランプ１０の動作パワーの値と、ダクト２４を通じる冷却空気の要求される流れとの間の関係は、ランプ１０の特性に主に依存する。ランプ１０が減光可能であれば、前記関係がドライバ３０において設定されることができる形状に関する幾つかのオプションがある。本発明の範囲内において、どの形状が適用されるかは重要でない。例えば、前記関係は表としてドライバ３０に設定されてよく、前記表からドライバ３０が外挿法によって値を導出することができる。
【００３７】
ドライバ３０の重要な一側面は、制御ユニット３のこの部品が、ランプ１０及びポンプ２０へのパワーサプライを制御するように設計されるということである。このようにして、ポンプ２０へのパワーサプライをランプ１０へのパワーサプライと関連させることが可能である。
【００３８】
制御ユニット３の有利な側面は、空気圧及び冷却空気の流れを決定することができることである。このようにして、空気圧を決定すること及び冷却空気の流れを決定することの利点が組み合わせられる。空気圧を決定することは、ダクト２４における漏れ又は遮断の存在、又は、ノズル２５とダクト２４との間の接続の欠如を明らかにする一方で、流れを決定することは、ランプ１０の冷却プロセスの特性を明らかにする。本発明の範囲内で、冷却空気の流量を測定するために流量計だけを用いることは可能であるが、このような場合には、ダクト２４及びノズル２５の状態に関する情報はない。
【００３９】
ランプユニット１、冷却ユニット２及び制御ユニット３が器具に構成されてもよいことは理解されるであろう。このような器具は、例えば、ムービングヘッド器具であってもよい。更に、ランプユニット１、冷却ユニット２及び制御ユニット３は、ＣＰランプが有利に適用される如何なる装置（例えばプロジェクタ）の一部であってもよい。
【００４０】
当業者には、本発明の範囲が、上述の例に限定されるのではなく、その変形及び修正が、添付の請求項に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、可能であることが明らかであろう。
【００４１】
例えば、示される例におけるようにただ１つのノズル２５の代わりに、複数のノズル２５が設けられてもよい。複数のノズル２５が設けられたら、ランプユニット１のリフレクタ１１が複数の穴を有することが理解されるであろう。複数のノズル２５の使用が、全ての側が同時に冷却されることができるように、ランプ１０の異なった側を冷却する有利な可能性を提供するか、又は、一時に１つのノズル２５が、ランプの他方の側よりも熱いランプの上側を構成する、ランプ１０の一方の側を冷却するのに、用いられることができる。後者のオプションは、ランプ１０が移動される状況において重要であり、この結果、ランプ１０の上側を構成する方の側は、常に同一ではない。
【００４２】
複数のノズル２５が用いられる状況では、ダクト２４は、冷却空気が流れる方向に見て測定位置２７、２８、２９の後ろで分かれるように設計されることができる。このような構成では、絶対圧力センサ３２及び相対圧力センサ３３の１つの組を適用するので十分である。ダクト２４の異なった分岐路の状態をモニタリングするため、制御可能な空気スイッチ等が、チェックされている１つの分岐以外の全ての分岐を一時的にブロックするために用いられることができる。
【００４３】
他の可能性は、各ノズル２５が個々のダクト２４に接続され、各ダクト２４は、絶対圧力センサ３２及び相対圧力センサ３３の個々の組に関連する、ということである。このような構成では、個々のダクト２４の冷却空気の流量が、個別にチェックされて制御されてもよい。
【００４４】
複数のノズル２５が適用される場合、冷却ユニット２及び制御ユニット３のデザインに多くの可能性があること、及び、上記段落におけるこれらの可能性のうちの２つへの言及は、制限的な効果を持つことを意図されないことが理解されるであろう。
【００４５】
示されるランプ１０はＣＰランプであるが、このことは、ランプが動作中に冷却されなければならないあらゆる適切なランプであることができないことを意味しない。どんな場合でも、ランプ１０は、如何なる種類のＨＰランプであってもよい。
【００４６】
要約すると、冷却媒体の流れを発生させるためのポンプ２０を持つ冷却ユニット２が、動作中にランプユニット１のハイパワーランプ１０を冷却するために設けられ、ここでランプ１０が減光可能でありうる。冷却媒体の流速は、冷却ユニット２のポンプ２０へのパワーサプライと、ランプユニット１のランプ１０へのパワーサプライとの両方を制御するためのドライバ３０を有する制御ユニット３によって制御される。制御ユニット３のドライバ３０は、ランプ１０の動作パワーに基づいて冷却媒体の要求される流速を決定するように設計される。
【００４７】
制御ユニット３は、冷却媒体の流れの圧力を示すための絶対圧力センサ３２と、オリフィス３１の両端での冷却媒体の流れの圧力降下を示すための相対圧力センサ３３とを有する。制御ユニット３のドライバ３０は、示された流れ圧力及び示された圧力降下を、冷却媒体の実際の流速を決定するために処理するように設計される。冷却媒体の流速は、冷却媒体の実際の流速と冷却媒体の要求される流速との一致を得るためのポンプ２０へのパワーサプライの調整によって正確に制御される。
【００４８】
本発明の範囲内で、制御ユニット３は、種々の手法で構成されることができる。制御ユニット３は、図１に示されるような絶対圧力センサ３２、相対圧力センサ３３及びオリフィス３１を必ずしも有する必要はない。以下の段落では、制御ユニット３の多くの可能な別の実施例が議論される。
【００４９】
比較的単純な実施例では、制御ユニット３は、ドライバ３０しか有さず、該ドライバ３０は、第１のパワー出力部３４でランプユニット１に接続され、第２のパワー出力部でポンプ２０に接続される。この実施例において、ドライバ３０は、ランプ１０及びポンプ２０の両方に、それぞれ所定の値を持つパワーを供給するように設計されることができる。本発明の重要な一側面によれば、ポンプ２０のパワーの値は、冷却空気の発生された流れによってランプ１０の温度が所定の最小値と所定の最大値との間に保持されることができるように選択される。従って、ポンプ２０へのパワーサプライの値は、大気圧等の環境条件の平均値を仮定して、ランプ１０の動作パワーの値に基づいて決定される。センサ３２、３３の欠如により、冷却空気の得られる流速についてのフィードバックは供給されることができず、環境条件の変化を補償することが可能でない。更に、冷却ユニット２の条件をチェックすることが可能でない。ランプ１０が減光可能なら、ドライバ３０は、ランプ１０及びポンプ２０のパワーの値の少なくとも２つの組合せを含み、ポンプ２０へのパワーサプライの適当な値は、ランプ１０のセット動作パワーに基づいて見つけられる。
【００５０】
図１に示される実施例に対して修正された他の代替実施例において、制御ユニット３は、絶対圧力センサ３２の代わりに過剰圧力センサを有する。この実施例は、過剰圧力センサで測定される過剰な圧力の値に基づいて冷却ユニット２の状態をチェックすることの可能性を提供する。しかし、大気圧に関する情報が過剰圧力センサから得られることができないので、制御ユニット３は、冷却空気の流速への大気圧の値の変化の影響を補償することができない。制御ユニット３のこの実施例が適用される状況では、冷却空気の実際の流速は、相対圧力センサ３３によって測定される圧力降下及びドライバ３０に設定される空気密度の所定の値に基づいて決定される。好適には、空気密度の所定の値は、例えば９５０ｍｂａｒ〜１０５０ｍｂａｒの如何なる値であってもよい大気圧の平均値に基づく。
【００５１】
図１に示される実施例に対して修正された更に他の代替実施例では、制御ユニット３は、絶対圧力センサ３２の代わりに過剰圧力センサを有するが、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３は有さない。この実施例では、制御ユニット３は、冷却空気の流れの過剰圧力の値を測定することしかできない。この値に基づいて、冷却ユニット２の状態の表示を得ることが可能である。更に、これは明確な特性を持つノズル２５の過剰圧力に関連するので、実際の流速の表示を得ることも可能である。しかし、環境条件に関する情報を得ることは可能でなく、実際の流速は、非常に正確には決定されることができない。
【００５２】
図１に示される実施例に対して修正された更に他の代替実施例において、制御ユニット３は、ドライバ３０、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３を有するが、絶対圧力センサ３２は有しない。絶対圧力センサ３２の欠如のため、冷却ユニット２の状態をチェックすることは可能でない。更に、環境条件の変化を補償することは可能でない。代わりに、空気密度の所定の値がドライバ３０に設定され、これが、ポンプ２０によって発生される冷却空気の実際の流速を計算するのに用いられる。上述のとおり、空気密度の所定の値は、例えば９５０ｍｂａｒ〜１０５０ｍｂａｒのいかなる値であってもよい大気圧の平均値に基づいてよい。
【００５３】
図２に示される更に他の代替実施例において、制御ユニットは、ドライバ３０、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３を有し、先の段落において説明された実施例のような絶対圧力センサ３２を有しない。しかし、この実施例によれば、切換弁３８を通じて、相対圧力センサ３３の一方の側は第１の圧力測定位置２８に接続され、他方の側は第２の圧力測定位置２９に接続される。この切換弁３８は、相対圧力センサ３３を第２の圧力測定位置２９に接続するか、又は、大気圧が支配的な環境に接続するか選択することを可能にする。切換弁３８は、その位置を連続的に交互に変えるように制御されてよく、このため相対圧力センサ３３は交互に変わる態様で適用されることができる。相対圧力センサ３３は、第２の圧力測定位置２９に接続されるとオリフィス３１の両端での圧力降下を決定することができ、環境に接続されると、これは、過剰圧力を決定することができる。このようにして、相対圧力センサ３３のみを有する制御ユニット３のこの実施例は、上記で更に説明された相対圧力センサ３３に加えて過剰圧力センサを有する制御ユニット３の実施例として機能することができる。
【００５４】
図３に示される更に他の代替実施例において、制御ユニット３は、ドライバ３０及び絶対圧力センサ３２を有するが、オリフィス３１及び相対圧力センサ３３は有さない。絶対圧力センサ３２は、空気流を発生するようにポンプ２０が活性化される前に、動作期間の最初に測定を実行するように制御される。このようにして、環境の大気圧の値が見つけられ、ドライバ３０に記憶される。冷却プロセスの最中に、ドライバ３０は、絶対圧力センサ３２により測定される空気圧の値から大気圧の記憶された値を減じることにより、過剰圧力の値を決定することができる。更に、上述のとおりドライバ３０は、実際の流速は明確な特性を持つノズル２５のための過剰な圧力の値に関連するという事実を考慮して、ダクトにおける冷却空気の実際の流速を計算することができる。プロセス中で、絶対圧力センサ３２は大気圧の値を各冷却プロセスの開始時に決定することができ、ドライバ３０は、大気圧の測定された値に基づいて空気密度の値を決定することができるので、実際の流速への高度の影響を補償することが可能である。更に、絶対圧力センサ３２により測定される圧力値から、冷却ユニット２の状態に関連する情報を導出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ランプと、前記ランプを冷却するための冷却ユニットと、前記ランプ及び前記冷却ユニットを制御するための本発明の第１の好適な実施例による制御ユニットとを持つランプユニットを図式的に示す。
【図２】図１に示されるランプユニット及び冷却ユニット並びに本発明の第２の好適な実施例による制御ユニットを図式的に示す。
【図３】図１に示されるランプユニット及び冷却ユニット並びに本発明の第３の好適な実施例による制御ユニットを図式的に示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ、特にハイパワーランプの冷却プロセスを制御する方法であって、前記冷却プロセスは前記ランプの横を流れる冷却媒体によって起こり、前記冷却媒体の実際の流速は、前記ランプの動作パワーに関連する要求される値に等しくなるように制御される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
ａ）前記冷却媒体の前記実際の流速を決定するステップと、
ｂ）ステップａ）の最中に決定された前記冷却媒体の前記実際の流速を前記冷却媒体の要求される流速と比較するステップと、前記冷却媒体の前記実際の値と前記要求される流速との間の差が見つかったら、
ｃ）前記冷却媒体の前記実際の流速を、前記冷却媒体の前記要求される流速に等しくなるように調整するステップと、
を有する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記冷却媒体の流速は、ステップａ）の最中の前記冷却媒体の前記実際の流速を決定するプロセス中に直接測定される、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、ステップａ）の最中に前記冷却媒体の前記実際の流速を決定するために、前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性が測定される、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記冷却媒体の前記流れの中に位置するオリフィスの両端での前記冷却媒体の圧力降下が測定される、方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の方法において、環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力が測定される、方法。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の方法において、前記冷却媒体の圧力が測定され、該圧力は環境大気圧と前記環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力との合計である、方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法において、前記冷却媒体の前記流れの中に位置するオリフィスの両端での前記冷却媒体の圧力降下と環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力とが交互に測定される、方法。
【請求項９】
−ランプ、特にハイパワーランプを有するランプユニットと、
−動作中に前記ランプを冷却するための冷却ユニットと、
−前記ランプユニットへのパワーサプライ及び前記冷却ユニットへのパワーサプライの両方を制御するための制御ユニットと、
を有する装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記冷却ユニットは、冷却媒体の流れを発生させるためのポンプ手段及び前記冷却媒体の前記流れを前記ランプの方に向けるための方向決め手段を有し、前記制御ユニットは、前記冷却媒体の実際の流速を決定するための流れ決定手段を有する、装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記流れ決定手段は、前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性を示すための少なくとも１つの圧力センサを有する、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、前記流れ決定手段は、
−前記冷却媒体の流れの中に位置するオリフィスと、
−前記オリフィスの両端での前記冷却媒体の前記流れの圧力降下を示すための相対圧力センサと、
を有する、装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の装置において、前記流れ決定手段は、環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力を示すための過剰圧力センサを有する、装置。
【請求項１４】
請求項１１又は１２に記載の装置において、前記流れ決定手段は、前記冷却媒体の前記流れの圧力を示すための絶対圧力センサを有し、前記圧力は、環境大気圧と前記環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力との合計である、装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の装置において、前記流れ決定手段は、
−前記冷却媒体の流れの中に位置するオリフィスと、
−相対圧力センサであって、該相対圧力センサの一方の側は、前記冷却媒体が流れる方向に見て、前記オリフィスの上流で第１の相対圧力測定位置に接続されている、相対圧力センサと、
−前記相対圧力センサの他方の側を、前記オリフィスの両端での前記冷却媒体の前記流れの圧力降下を示すために、前記冷却媒体が流れる方向に見て前記オリフィスの下流の第２の相対圧力測定位置に、そして、環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力を示すために、前記冷却媒体の前記流れの外の位置に、交互に接続する制御可能なスイッチ手段と、
を有する、装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れか１項に記載の装置において、前記制御ユニットは、前記ランプ及び前記少なくとも１つの圧力センサに接続されたドライバを有し、前記ドライバは、前記冷却ユニットへのパワーサプライを、前記ランプへのパワーサプライと前記少なくとも１つの圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性とに基づいて決定するように設計される、装置。
【請求項１７】
請求項１３及び１４に従属する請求項１６に記載の装置において、前記ドライバは、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の値が所定の範囲内であるか否かチェックし、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の前記値が前記所定の範囲外であると検出されたら前記ランプへの前記パワーサプライを止めるように設計される、装置。
【請求項１８】
請求項１５に従属する請求項１６に記載の装置において、前記ドライバは、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記過剰圧力の値が所定の範囲内であるか否かチェックし、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記過剰圧力の前記値が前記所定の値の範囲外であると検出されたら前記ランプへの前記パワーサプライを止めるように設計される、装置。
【請求項１９】
請求項９乃至１８の何れか１項に記載の装置を有するプロジェクタ。
【請求項２０】
請求項９乃至１８の何れか１項に記載の装置を有するムービングヘッド器具。
【請求項２１】
ランプを有するランプユニットへのパワーサプライ及び動作中に前記ランプを冷却するための冷却ユニットへのパワーサプライの両方を制御するためのドライバであって、前記冷却ユニットの前記動作パワーの要求される値と前記ランプの前記動作パワーとの間の関係は、前記ドライバ中に定められている、ドライバ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のドライバにおいて、前記冷却ユニットの前記動作パワーの値を前記冷却媒体の実際の流速にも基づいて決定するように設計されるドライバ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のドライバにおいて、前記冷却媒体の実際の流速を前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性の値に基づいて計算するように設計されるドライバ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のドライバにおいて、前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の前記値が所定の範囲内であるか否かチェックし、前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の前記値が前記所定の範囲外であると検出されたら前記ランプへの前記パワーサプライを止めるように設計されるドライバ。
【請求項２５】
ダクトを通じる冷却媒体の流れの値を決定する方法であって、前記冷却媒体の圧力の値を測定するステップを有し、前記圧力は、環境大気圧及び前記環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力の合計である、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、更に、
−前記冷却媒体の流れの中に位置するオリフィスの両端での前記冷却媒体の圧力降下の前記値を測定するステップと、
−前記冷却媒体の前記圧力の前記測定された値に基づいて前記冷却媒体の密度の値を決定するステップと、
−前記冷却媒体の前記密度及び前記オリフィスの両端での前記冷却媒体の前記流れの前記圧力降下の前記測定された値の前記決定された値に基づいて前記冷却媒体の前記流速を決定するステップと、
を有する方法。
【請求項１】
ランプ、特にハイパワーランプの冷却プロセスを制御する方法であって、前記冷却プロセスは前記ランプの横を流れる冷却媒体によって起こり、前記冷却媒体の実際の流速は、前記ランプの動作パワーに関連する要求される値に等しくなるように制御される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
ａ）前記冷却媒体の前記実際の流速を決定するステップと、
ｂ）ステップａ）の最中に決定された前記冷却媒体の前記実際の流速を前記冷却媒体の要求される流速と比較するステップと、前記冷却媒体の前記実際の値と前記要求される流速との間の差が見つかったら、
ｃ）前記冷却媒体の前記実際の流速を、前記冷却媒体の前記要求される流速に等しくなるように調整するステップと、
を有する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記冷却媒体の流速は、ステップａ）の最中の前記冷却媒体の前記実際の流速を決定するプロセス中に直接測定される、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、ステップａ）の最中に前記冷却媒体の前記実際の流速を決定するために、前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性が測定される、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記冷却媒体の前記流れの中に位置するオリフィスの両端での前記冷却媒体の圧力降下が測定される、方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の方法において、環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力が測定される、方法。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の方法において、前記冷却媒体の圧力が測定され、該圧力は環境大気圧と前記環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力との合計である、方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法において、前記冷却媒体の前記流れの中に位置するオリフィスの両端での前記冷却媒体の圧力降下と環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力とが交互に測定される、方法。
【請求項９】
−ランプ、特にハイパワーランプを有するランプユニットと、
−動作中に前記ランプを冷却するための冷却ユニットと、
−前記ランプユニットへのパワーサプライ及び前記冷却ユニットへのパワーサプライの両方を制御するための制御ユニットと、
を有する装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記冷却ユニットは、冷却媒体の流れを発生させるためのポンプ手段及び前記冷却媒体の前記流れを前記ランプの方に向けるための方向決め手段を有し、前記制御ユニットは、前記冷却媒体の実際の流速を決定するための流れ決定手段を有する、装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記流れ決定手段は、前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性を示すための少なくとも１つの圧力センサを有する、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、前記流れ決定手段は、
−前記冷却媒体の流れの中に位置するオリフィスと、
−前記オリフィスの両端での前記冷却媒体の前記流れの圧力降下を示すための相対圧力センサと、
を有する、装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の装置において、前記流れ決定手段は、環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力を示すための過剰圧力センサを有する、装置。
【請求項１４】
請求項１１又は１２に記載の装置において、前記流れ決定手段は、前記冷却媒体の前記流れの圧力を示すための絶対圧力センサを有し、前記圧力は、環境大気圧と前記環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力との合計である、装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の装置において、前記流れ決定手段は、
−前記冷却媒体の流れの中に位置するオリフィスと、
−相対圧力センサであって、該相対圧力センサの一方の側は、前記冷却媒体が流れる方向に見て、前記オリフィスの上流で第１の相対圧力測定位置に接続されている、相対圧力センサと、
−前記相対圧力センサの他方の側を、前記オリフィスの両端での前記冷却媒体の前記流れの圧力降下を示すために、前記冷却媒体が流れる方向に見て前記オリフィスの下流の第２の相対圧力測定位置に、そして、環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力を示すために、前記冷却媒体の前記流れの外の位置に、交互に接続する制御可能なスイッチ手段と、
を有する、装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れか１項に記載の装置において、前記制御ユニットは、前記ランプ及び前記少なくとも１つの圧力センサに接続されたドライバを有し、前記ドライバは、前記冷却ユニットへのパワーサプライを、前記ランプへのパワーサプライと前記少なくとも１つの圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性とに基づいて決定するように設計される、装置。
【請求項１７】
請求項１３及び１４に従属する請求項１６に記載の装置において、前記ドライバは、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の値が所定の範囲内であるか否かチェックし、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の前記値が前記所定の範囲外であると検出されたら前記ランプへの前記パワーサプライを止めるように設計される、装置。
【請求項１８】
請求項１５に従属する請求項１６に記載の装置において、前記ドライバは、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記過剰圧力の値が所定の範囲内であるか否かチェックし、前記圧力センサによって示される前記冷却媒体の前記流れの前記過剰圧力の前記値が前記所定の値の範囲外であると検出されたら前記ランプへの前記パワーサプライを止めるように設計される、装置。
【請求項１９】
請求項９乃至１８の何れか１項に記載の装置を有するプロジェクタ。
【請求項２０】
請求項９乃至１８の何れか１項に記載の装置を有するムービングヘッド器具。
【請求項２１】
ランプを有するランプユニットへのパワーサプライ及び動作中に前記ランプを冷却するための冷却ユニットへのパワーサプライの両方を制御するためのドライバであって、前記冷却ユニットの前記動作パワーの要求される値と前記ランプの前記動作パワーとの間の関係は、前記ドライバ中に定められている、ドライバ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のドライバにおいて、前記冷却ユニットの前記動作パワーの値を前記冷却媒体の実際の流速にも基づいて決定するように設計されるドライバ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のドライバにおいて、前記冷却媒体の実際の流速を前記冷却媒体の前記流れの少なくとも１つの圧力特性の値に基づいて計算するように設計されるドライバ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のドライバにおいて、前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の前記値が所定の範囲内であるか否かチェックし、前記冷却媒体の前記流れの前記圧力特性の前記値が前記所定の範囲外であると検出されたら前記ランプへの前記パワーサプライを止めるように設計されるドライバ。
【請求項２５】
ダクトを通じる冷却媒体の流れの値を決定する方法であって、前記冷却媒体の圧力の値を測定するステップを有し、前記圧力は、環境大気圧及び前記環境大気圧に対する前記冷却媒体の前記流れの過剰な圧力の合計である、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、更に、
−前記冷却媒体の流れの中に位置するオリフィスの両端での前記冷却媒体の圧力降下の前記値を測定するステップと、
−前記冷却媒体の前記圧力の前記測定された値に基づいて前記冷却媒体の密度の値を決定するステップと、
−前記冷却媒体の前記密度及び前記オリフィスの両端での前記冷却媒体の前記流れの前記圧力降下の前記測定された値の前記決定された値に基づいて前記冷却媒体の前記流速を決定するステップと、
を有する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００７−５１４２７０（Ｐ２００７−５１４２７０Ａ）
【公表日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３０７９０（Ｐ２００６−５３０７９０）
【出願日】平成１６年５月１０日（２００４．５．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５０６２１
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２０６８
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年５月１０日（２００４．５．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５０６２１
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２０６８
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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