评价系统、点灯装置以及图像显示装置的制作方法

专利名称：评价系统、点灯装置以及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及评价系统、点灯装置以及图像显示装置。
技术背景作为液晶投影器等图像显示装置的光源，使用高压放电灯。这种 高压放电灯(以下简称"灯")是在放电容器内配置一对电极，同时 封入作为发光物质的水银、作为稀有气体的氩气等的所谓高压水银灯。但是，高压放电灯其放电容器容易黑化，为了防止这种情况发生， 在放电容器中封入用于卣素循环的囟素。放电容器的黑化也有从点灯老化100小时左右开始在电极的周边部分出现的情况，在其后的老化中黑化进一步发展，除了灯的光束发生衰减外，放电容器的黑化的部 分的温度异常升高，因此失去透明、发生膨胀，有时候导致放电容器 损坏。上述黑化的原因被认为是由于放电容器、也就是放电空间内残留 的例如氢、水等构成的分子性气体(该分子性气体由于灯的点亮可能 成为杂质气体)，使得卣素循环功能降低。作为减少放电空间内的杂质等的方法，放电容器构件向来使用OH 基含量被规定为例如5ppm以下的高纯度的石英，对电极构件(钨)， 特别研究出钾(K)等副成分组成的含量低的高纯度材料使用(参照专 利文献l)。另一方面，在放电容器的制造工序中，为了在石英容器的成型加 工等工艺中利用气体火焰进行加热，去除含浸(残留)于石英容器内 的水(H20)等，对加工后的石英容器进行真空高温加热等处理。又， 对电极也在放电容器密封之前进行脱气用的氢还原处理或真空高温处 理，而且在电极密封工序中为了防止气体火焰加热引起的电极氧化， 使用借助于例如氩气回流的高纯度加工工艺。专利文献l:特开昭54- 131368号/〉才艮但是，即使是实施了上面所述的对策的高压水银灯，实际使用时 也还有很少的黑化发生等不良情况。也就是说，放电空间内还残留有 杂质。另一方面，还没有确立能够可靠而且容易地评价(调查)放电空 间内的杂质、特别是点亮时的分子性气体(杂质气体)的存在状态的 技术。因此发生黑化那样的不良情况的可能性大的灯虽然数量少，但 是还是会出现在市场上。还有，上述存在问题在作为放电容器的玻璃管清洗、烘干之后， 在所述玻璃管(内表面)涂布荧光体层用的悬浊液并烘干之后，封入紫外线(例如254nm的紫外线)发生物质水银的、所谓冷阴极荧光灯 和热阴极荧光灯等低压汞灯中也可能发生。发明内容本发明是鉴于这样的存在问题而作出的，其目的在于，提供能够 容易而且可靠地评价有可能使放电灯发生不良情况的分子气体的存在 状态的评价系统等。本发明的系统，是一种对放电灯的放电空间内的分子性气体的存 在状态进行评价的评价系统，其特征在于，具有在正规辉光(normal glow discharge)放电状态使所述放电灯点亮的点灯部件、测定在所述 正规辉光放电状态下点亮着的所述放电灯的灯电压的电压测定部件、 对所述测定的灯电压比预先设定的基准值高一定值以上的情况进行评 价的评价部件、以及输出所述评价结果的输出部件。这里所谓"分子性气体"是指氢和水(蒸气)等的分子性气体， 所谓"分子性气体的存在状态"是指由所述分子性气体的量(绝对量) 规定的气体的存在状态。又，这里所谓"输出部件"只要是能够输出评价结果的部件即可， 可以是例如灯、发光二极管等，也可以是能够发出声音的扬声器。而且"放电灯"这一概念，是包含以水银为发光物质的高压放电 灯、或以水银作为紫外线发光物质的低压放电灯(包含冷阴极荧光灯 和热阴极焚光灯)的概念。另一方面，所谓"正规辉光放电状态"是指辉光放电中即使电流 增加放电电压也大致一定的状态下的放电。又，其特征在于，所述放电灯是高压放电灯，在该高压放电灯的 放电空间内，除了封入水银之外，还封入卣素、氩气，所述点灯部件 是用直流的灯电流在正规辉光放电状态下使所述高压放电灯点亮的部 件，上述所谓预先设定的基准值是初期的灯电压值，上述所谓一定值是90V。或其特征在于，所述放电灯是高压放电灯，在该高压放电灯 的放电空间内，除了封入水银之外，还封入卣素、氩气，所述点灯部 件是用交流的灯电流在正规辉光放电状态下使所述高压放电灯点亮的 部件，上述所谓预先设定的基准值是初期的灯电压值，上述所谓一定 值是60V。在这里所谓"初期的灯电压值"是指灯刚才完成即后的辉光放电 时的灯电压。本发明的点灯装是一种使在放电容器内配置一对电极，同时在放 电空间封入作为发光物质或紫外线发生物质的水银形成的放电灯点亮 的点灯装置，其特征在于，具备对所述放电灯的所述放电空间内的分 子性气体的存在状态进行评价的评价部件，该评价部件是上述构成的 评价系统。本发明的图像显示装置是一种装入在放电容器内配置一对电极并放:灯的图像显示装置，其特征在于:具备;所述放电灯的所述放电 空间内的分子性气体的存在状态进行评价的评价部件，该评价部件是 上述构成的评价系统。本发明的评价系统对正规辉光放电状态下的灯电压进行测定，利 用该测定的灯电压值进行评价。发明人进行了各种研究，其结果是， 上述灯电压一旦达到规定值(相当于对基准值高一定值的数值)以上， 就可以判定为分子性气体残存于放电空间内，发生不良情况的可能性 变大。因此本发明的评价系统在灯电压达到规定值以上的情况下，输 出表示该信息的评价结果，因此能够了解该放电灯中分子性气体的存 在状态。又，输出上述评价结果的放电灯，发生不良的黑化等不良情况的 可能性大，能够确定存在灯的光束发生衰减、或放电容器发生破损的 可能性的灯。还有，如果已经知道上述规定值，只要看到正规辉光放电状态的 灯电压的测定结果，就能够评价该灯发生黑化的可能性。还有，本发明的点灯装置由于具备上述评价系统，所以一旦灯电 压超过规定值，就能够显示对于放电灯的分子性气体的存在状态的评 价结果，特别是灯电压一旦超过规定值，放电灯异常或出现不良情况 的可能性变大，能够确定有可能灯的光束发生衰减或放电容器发生损 坏的放电灯。本发明的图像显示装置，由于具备上述评价系统， 一旦灯电压超 过规定值，就能够显示对于放电灯的分子性气体的存在状态的评价结 果。特別是灯电压一旦超过规定值，放电灯异常或出现不良情况的可 能性变大，能够确定有可能灯的光束发生衰减或放电容器发生损坏的 放电灯。


图l是第1实施形态的灯的纵剖面图。图2是评价部件的概念图。图3是实施形态的评价部件的方框图。图4是控制部的流程图。图5是辉光放电时的灯电压的分布图。图6是第2实施形态的投影器的一部分切开的立体图。图7是点灯单元的方框图。图8是控制部的流程图。图9是从开始对灯施加电压到电弧放电开始的灯电压与灯电流的 波形图。图10是第2实施形态的灯单元的纵剖面图。图ll是作为第2实施形态的变形例的点灯单元的方框图。图12是检查用的电压生成部的电路图。图13是作为第2实施形态的变形例的点灯单元的控制部的流程图。图14是背面投影型图像显示装置的总体立体图。 符号说明1灯5放电容器15、17 电极部(电极)35水银51评价部件57高压脉冲发生部58恒定电流发生部59灯电压检测部61计时部63显示部LED101 投影器103灯单元115评价单元具体实施方式
第1实施形态下面根据附图对作为本发明的第1实施形态的高压放电灯的一种、 即高压水银放电灯(以下简称灯)和该灯的评价系统进行说明。 1.灯图l是第1实施形态的灯的纵剖面图。如图1所示，灯1由内部具有放电空间3的放电容器5、以及在上 述空间3以前端(下述电极部)相互对置的状态封装于两个密封部7、 9上的电极结构体11、 13构成。放电容器5由位于其大致中央而且大致形成旋转椭圆体形状的发 光部12、以及在该发光部12的两侧设置的密封部7、 9构成，在发光 部12的内部具有上述放电空间3。电极结构体ll、 13是电极部15、 17、金属箔19、 21以及外部引线23、 25依照这一顺序连接(例如借助于焊接固定)而成的。在这里，电极结构体ll、 13的前端部成为电极部15、 17(相当于本发明的"电极")。
外部引线23、 25从两个密封部7、 9的与发光部12相反一侧的端面向外部引出。
电极部15、 17在放电空间3中配置为大致在一条直线上对置，由电极轴27、 29和设置于该电极轴27、 29前端的电极线圈31、 33构成。
电极结构体ll、 13在使电极线围31、 33的间隔De为规定多巨离的状态下，主要将金属箔19、 21封装于密封部7、 9。借助于此，在发光部12的内部形成密闭状态的放电空间3。该电极结构体ll、 13封装于密封部7、 9的状态下，如图1所示，电极部15、 17从密封部7、 9向放电空间3延伸。
在放电空间3中封入作为发光物质的水银35、启动辅助用的稀有气体、面素循环用的自素。
在这里，对灯1的具体例进行说明。还有，这里的具体例只是一个例子，并非将本发明限定于本例。
首先，放电容器5由石英玻璃构成。密封部7、 9将电极结构体11、13配置于内部的规定位置(电极线圈31、33为放电空间3的规定位置)，在该状态下通过各金属箔19、 21，借助于所谓缩颈密封(收缩)方式形成气密密封。
电极结构体ll、 13，也就是电极线團31、 33、电极轴27、 29、金属箔19、 21、外部引线23、 25采用钼材料。还有，也可以采用钼材料以外的其他材料，例如钨材料。
封入放电空间3内的稀有气体使用氩气。封入的卣素(气体)采用溴(Br )，更具体地说，是采用甲叉二溴(methylene bromide, CH2Br2 )，以混入氩气中的状态封入放电空间。
下面对将上述结构具体使用于灯管输入120W的灯中的实施例进行说明。
放电容器5的尺寸是，放电容器5的总长60mm，发光部12的中心部分(外径最大的部分)的外径为9.4mm，内径为4.2mm。发光部12的总长为7.3mm。放电空间3内的一对电极(电极线圏31、 33 )的前端之间的间隔De为l.Omm，是所谓短弧形。又，管壁负荷设定为1.5W/mm2。
放电空间3内的水银35，每单位容积(mm3)封入约0.20mg (相当于通常电灯时的放电空间3内的蒸气压(vapor pressure )约20Mpa )，作为稀有气体的氩气，按照能够使得通常电灯时放电空间3内的蒸气压为约30kPa的要求封入，作为面素的溴，封入量为每单位容积(mm3)约1.3xi0 — 4微摩尔。
灯1在刚启动即后，从正规辉光放电状态(以下简称"辉光放电状态，，)向电弧放电状态转移，在通常点灯时(电弧放电状态)，以120W的灯管输入以及约1.7A的灯电流工作。
还有，灯1在制造后借助于专用的点灯单元用点灯频率166Hz的交流波(方波)在灯管输入为120W的条件下，在所谓热阴极动作的电弧放电状态下进行也包含忽亮忽灭(即点灭)的循环的四小时的点灯老化处理。
2.评价系统
评价系统是对上述结构的灯1的放电容器5内的杂质气体(分子性气体)的存在状态(也简称"杂质气体的状态")进行评价的系统。
评价系统在绝缘破坏之后利用恒定电流控制使灯1点亮，测定点灯时施加于灯1的灯电压Vla，根据该测定结果对放电空间的杂质气体的存在状态进行评价。
图2是评价系统的概念图。
评价系统在本实施形态中由作为基本结构具备对灯1提供恒定电流的恒定电流供给部53、以及限流用电阻55的装置而构成，因此虽然作为评价部件进行说明，但是例如恒定电流供给部53，是对灯1提供恒定电流的恒定电流供给装置，而电阻55是具备限流用电阻的电阻装置，也可以用相互独立的装置作为系统。
图3是实施形态的评价部件的方框图。
评价部件51具备高压脉冲发生部57、恒定电流发生部58、灯电压测定部59、计时部61、 LED(显示部)63、控制部65。高压脉冲发生部57在灯点亮时发生对灯1施加的高压脉冲。灯l通过该高压脉冲的施加，发生绝缘破坏，开始点灯。
恒定电流发生部58在灯1发生绝缘破坏后发生用所谓冷阴极动作的辉光放电使灯1点亮用的恒定电流。计时部61测量绝缘破坏后的时间经过。灯电压测定部59在灯1发生绝缘破坏后经过规定时间时，在辉光放电状态下测定点亮着时的灯电压Vla。
控制部65对高压脉冲发生部57、恒定电流发生部58、灯电压测定部59、计时部61,发出灯l的点亮、时间的测量、灯电压Vla的测定的指示，同时在灯电压测定部59测定出的灯电压Via高于作为黑化发生的阁值的基准电压Vref (相当于本发明的"比预先设定的基准值高一定值以上时"的值)的情况下，使能够向用户报告该信息的LED63点亮。
图4是控制部的流程图。
控制部65指示高压脉冲发生部57使其发生高压脉冲，同时将该高压脉冲施加于灯1 (Sl)。借助于此，对灯l开始施加电压，判定灯1的绝缘破坏(S3)。还有，由于绝缘破坏，灯l处于通电状态，因此通过对灯电压的下降或灯电流流动情况的检测，能够进行绝缘破坏的评定。
控制部65在步骤S3中，在例如灯1没有流入规定值以上的电流时，判定为灯1没有达到绝缘破坏的程度(图中的"NO"),返回步骤l。反之，如果流过规定值以上的电流，则判定为灯l绝缘破坏(图中的"YES")，这时使恒定电流发生部58发生恒定电流，将恒定电流提供给灯1 (S5)。借助于该恒定电流使灯1利用冷阴极动作的辉光放电点亮。这时控制部65指示计时部61测定绝缘破坏后经过的时间。
接着，控制部65判断绝缘破坏后是否经过了规定的时间(S7)。在经过了规定的时间的情况下(图中的"YES")，指示灯电压测定部59对灯1实际上施加的灯电压Vla进行测定。还有，灯电压测定部59测定的灯电压Via被输出到控制部65。
控制部65判断灯电压Vla是否在基准电压Vref以上(Sll)。
判断为灯电压Via在基准电压Vref以上时(具体地i兌，灯电压Via与基准电压Vref相比，灯电压Vla在基准电压Vref以上的情况)，评价为发生黑化的可能性"大"，使能够将该信息通知用户的LED63点亮(S13)然后结束。反之，当判断为灯电压Vla比基准电压Vref小时(具体地说，灯电压Vla与基准电压Vref相比，灯电压Vla比基准电压Vref小的情况)，评价为放电空间内的气体的状态良好，也就是说，杂质气体量少，不使LED63点亮就结束。3.试验结果
发明人探索研究了能够比较简单地判定上述灯1的放电空间3中残存杂质，该杂质密度(或杂质量)达到损坏卣素循环功能，导致灯l黑化的不能够允许的水平与否(黑化发生的可能性"大"还是"小")的评价方法。
结果发现以比较低的电流放电、所谓冷阴极动作的辉光放电状态下使灯1点亮，根据这时的灯电压Via能够判定灯1的放电空间3内的杂质密度是否处于会导致黑化的不能够允许的水平。
而且发现使用本评价方法能够事前甄选去除黑化发生的可能性大的灯1，能够在实质上防止市场上的灯l发生黑化造成的不良后果。
下面对本发明的实施形态的灯在辉光放电的状态下点亮时的灯电压与黑化的发生进行说明。
图5是辉光放电时的灯电压的分布图。
试验中使用的灯1是上述结构的具体例说明的灯，图2所示的恒定电流供给部53以2.3mA的电流、在限流电阻55为2.5MQ的条件下使灯1发生辉光放电(这时的恒定电流供给部53的电压相当于DC6(kV))。还有，灯电压Vla在绝缘破坏后经过90秒钟后进行测定，测定的灯的数目为200支。
图5中横轴表示灯电压，纵轴表示该灯电压范围内的灯的数目。从图5可知，测定的灯中有188支灯1的灯电压Vla在130V到不足170V的范围内，灯电压Vla在170V以上的灯1有12支。
接着对测定了灯电压Via的灯1，在通常放电、即电弧放电的状态下进行1000小时的点亮老化试验，观察灯l的黑化发生状况。还有，在该电弧放电状态下点亮时，全部灯1的灯电压Via分布在55V~85V的狭窄的范围内，没有发生像上述辉光放电状态下点亮时见到的灯电
压Via分布在130V ~ 260V那样宽的范围的状况。
又，在灯1内仅封入作为启动辅助用的稀有气体的10kPa~50kPa 氩气，而且电极间的距离De为比较短的0.5mm ~ 1.0mm的灯1的情况 下，已知辉光放电状态下的灯电压Via通常分布于130V左右 160V 左右的范围内。从而可以认为，辉光放电状态下点亮时灯电压高达 170V 260V的灯(测定结果中，12支灯1与其相当)中，放电空间3 内混入、残存相当数量的杂质气体。
上述观察结果，在灯电压Vla低于170V的188支灯1中，没有观 察到发生黑化的情况，另一方面，在灯电压Vla为170V以上，特別是 220V以上的5支灯1中，点亮后经过短短的1小时~200小时老化， 也观察到黑化发生的情况。
在这里，上述试验中使用的灯，初期(出厂时)的灯电压设定为 约130V，点亮后经过短短的1小时~200小时老化就发生黑化的灯， 辉光放电状态下的灯电压Vla为220V以上，因此可知辉光放电时的灯 电压Via比初期的灯电压值(130V)高90V以上，这时黑化发生的可 能性大。
上述结果也可以说成是，通过甄别、去除以辉光放电方式点亮灯1 时灯电压Via的值在220V以上的灯1，实质上能够大致100%地防止 其余的灯1发生黑化的情况。
从而，通过例如在灯1出厂之前进行上述评价试验，能够甄别去 除杂质密度处于不允许的水平的灯1，这样能够事前防止黑化发生的可 能性大的灯1进入市场。
如上所述，发明人经过种种研究，结果认为辉光放电状态下点亮 时测定的灯电压Via是相对表示灯1内(放电容器3内)的杂质的密 度的一种物理参数，据此能够高度精确地判定灯1内的杂质密度是否 处于损害卣素循环功能，导致放电容器黑化的不允许的水平上。
而且，作为物理参数的灯电压的基准电压Vref可以如上所述通过 实验方法大致正确地求出为220V,只要甄别、去除该基准电压Vref 以上的灯1即可。又，实施形态的评价部件能够容易地以在辉光放电的状态下将灯
点亮测定灯电压Via这样的简单的结构实施。又，该测定不仅是对单 个的灯，在例如灯组装于灯单元(第2实施形态中说明)的形态下也 能够实施。
第2实施形态
在第1实施形态中对灯l的评价部件51进行了说明，而在第2实 施形态中，对具有具备作为光源的灯与使该灯点亮的功能以及进行评 价的评价功能的点灯单元的图像显示装置、即投影器进行说明。
l.投影器 (1)结构
图6是实施形态的投影器的一部分切开的立体图，
投影器101是所谓前表面投影型的投影器，如图6所示，在外壳 113内部具备内部装有灯的灯单元103、使灯点亮的点灯单元125、对 各单元等供电用的电源单元105、控制单元107、内装透镜系统和透射 型彩色液晶显示板等的透镜单元109、灯冷却用的风扇装置lll等。还 有，这里的灯采用例如额定功率为120W的灯。
在本实施形态中，点灯单元125内具备评价灯发生黑化的可能性， 通知用户等替换灯的功能。
电源单元105将家用的AC100V的电源变换为规定的电压，提供 给点灯单元125和控制单元107等。控制单元107由配置于透镜单元 109的上部的基板117和安装于该基板117上的多个电子、电气零部件 119等构成，根据从外部输入的图像信号，驱动彩色液晶显示板显示彩 色图像。又，控制配置于透镜单元109内部的驱动电动机，使其执行 聚焦动作和变焦(zoom)动作。
从灯单元103射出的光线通过配置于透镜单元109内部的透镜系 统，透过光路中途配置的彩色液晶显示板。以此将彩色液晶显示板上 形成的图像通过透镜121等投影于图外的屏幕上。还有透镜单元109 其一部分伸出外壳113外部设置。
点灯单元125除了进行使灯点亮或维持灯点亮等的控制外，还在 投影器使用时评价灯发生黑化的可能性，在黑化可能性大时使外壳113前面的LED63点亮的功能。
还有，投影器101在投影器使用时对灯发生黑化的可能性进行评 价，其后在电弧放电的状态下使灯点亮，在图外的屏幕等上进行图像 显示。
(2)电路结构
首先对点灯单元125进行说明。 图7是点灯单元的方框图。
点灯单元125接受在电源单元105变换的直流电压，经过辉光放 电状态，在电弧放电状态使灯151点亮。点灯单元125具备DC/DC变 换器127、 DC/AC逆变器129、高电压供给部131、电流检测部133、 电压检测部135、控制部137、灯电压检测部139。
DC/DC变换器127根据下述控制部137来的功率设定信号将电源 单元105提供的直流电压变换为规定电压的直流电压，提供给DC/AC 逆变器129。
DC/AC逆变器129例如具备两组成对的开关元件(FET)，通过 使各组交替接通、断开，对灯151施加由DC/DC变换器127提供的直 流电压生成的规定频率的交流方波电流。
高电压供给部131利用具备例如线團131a和电容器131b的谐振电 路产生高电压。灯151接受提供的该高电压，产生破坏绝缘，开始放 电。
电流检测部133和电压检测部135连接于DC/AC逆变器129的输 入侧，间接地分别检测灯151的灯电流和灯电压，将该检测信号输出 到控制部137。
控制部137才艮据电流检测部133和电压检测部135来的检测结果， 用DC/DC变换器127控制直流电压值。还有，控制部137具有灯电压 -灯功率表，能够按照该条件进行控制以维持灯151点亮。
控制部137 —旦从检测启动灯151后的辉光放电状态下的灯电压 的灯电压检测部139接受到灯电压的检测信号，就将该灯电压Via与 基准电压Vref (在这里，为了利用交流电压在辉光放电状态下使其点 亮，是300V。)进行比较，在灯电压Via高的情况下，使LED63点亮。还有，在这里，基准电压与灯电压的比较利用例如比较器进行。
下面对控制部137的控制内容进行说明。
图8是控制部的流程图，图9是从开始对灯施加电压到电弧放电 开始的灯电压与灯电流的波形图。
控制部137首先使表示灯151的熄灯次数的变量n为0 ( S101)， 然后判断该变量n是否比规定数、例如3小(S103)。
在变量n比3小的情况下(图中判断为"是")，在灯151上施 加高频高压电压规定的时间(S105)，在变量n为3的情况下(图中 判断为"否，，)，灯151处于不能够点亮的状态(例如寿命已到)， 因此将灯的点亮控制结束。
在步骤S105施加高频高压电，利用高电压供给部131进行，那时 的电压，是图9的时间0~T1的期间。该高电压是例如频率为300kHz ~ 600kHz，电压值为2kV 5kV。
时间Tl为例如1秒(也就是时间0~T1的间隔为1秒)。还有， 高频高电压的施加，如果在灯151上在时间0~T1期间发生绝缘击穿， 其后直到时间Tl为止就施加固定电压。
在灯151上施加高频电压，在规定的时间(时间T1)结束时，通 过电流检测部133检测电流I( S107 )，判断该电流I是否大于0( S109 )。
在电流I大于O的情况下(图中判定为"YES"，灯151上发生绝 缘击穿的情况)，进入步骤Slll，施加能够使灯151以辉光放电的状 态点亮的恒定电流规定的时间，又，在电流I为0的情况下(图中判定 为"NO",而且没有发生绝缘击穿的情况)，为了使放电开始，再度 在灯151上施加高频高压，因此变量n增1 (S113)，返回步骤S103。
在这里，步骤Sill的施加恒定电流时的电流、电压是图9的时间 T1-T2的期间。恒定电流是例如恒定电流频率为100Hz~500kHz，电 流值为0.1mA~3mA。又，那时电压的频率为100kHz~ 500kHz，电压 值为约200v，时间T2为2秒(也就是时间Tl ~ T2之间的间隔为1秒)。
在步骤Sill施加规定时间(时间T2-时间T1)的恒定电流时， 通过灯电压检测部139检测灯电压Via (S115)，判断检测出的灯电压 Vla是否比基准电压Vref小(S117)。在步骤S117,在灯电压Via比基准电压Vref大的情况下(图中判 断为"NO")，评价为黑化发生的可能性大，使能够向用户通知该情 况的LED63点亮规定的时间(S127)后，结束灯151的点灯控制。
另一方面，在步骤S117,灯电压Via小于基准电压Vref的情况(图 中判断为"YES")，判断为灯151的放电空间内的气体状态良好，也 就是杂质气体量少，施加能够使其以电弧放电状态点亮的固定电流(该 电流是电流值一定的电流，但是为了区别于步骤Slll的恒定电流，称 为固定电流)规定的时间(S119)后，通过电流检测部133检测电流I (S121)，判断测定的电流I是否大于0 (S123)。
在这里，施加步骤S119的固定电流时的电流、电压是图9的时间 T2 ~ T3的期间。固定电流为例如频率100kHz ~ 200kHz,电流值为2A ~ 4A。又，这时电压频率为100kHz~200kHz，电压值为10V 20V,时 间T3为3秒(也就是说，时间T2 ~ T3之间的间隔为1秒钟)。
在步骤S123,在电流Ila大于0的情况下(也就是图中判定为 "YES",灯以电弧放电状态维持电灯的情况)，使灯151以额定低频 率点亮(S125)。
上述额定低频率点亮是将DC/AC逆变器129的各开关元件129a、 129b、 129c、 129d的接通切断的切换周期变为低频率进行。
在这里，步骤S125的额定低频率点亮时的电流、电压是图9的时 间T3以后。这时，如图9所示，电流在变成通常状态之前是恒定电流， 例如其频率为90Hz~500Hz，电流值为2A 6A。又，这时的电压频率 为90Hz 500Hz，灯变成额定状态(在这里是灯功率大约为120W)之 前灯电压慢慢增加(具体地说灯电压增加到约70V)。
还有，上述控制部137的流程图是表示第2实施形态的实施例的 一个例子，本发明不限于该内容。
例如在时间T 3以后的电流值，在图9中与固定电流的电流值相同， 但是例如时间T3以后的电流值也可以比固定电流(图9中的时间T2~ T3之间)的电流值高。
也就是说，以在辉光放电状态下使灯点亮时的电流为第1恒定电 流(相当于图9中的时间Tl T2之间)，以在电孤放电状态下4吏灯点亮时的电流为第2恒定电流(相当于图9中的时间T2 T3之间)，以 使灯点亮变成额定状态时的电流为第3恒定电流(相当于图9中的时 间T3-额定状态之间)时，第2和第3恒定电流的电流值可以相同也 可以不同。
2.灯单元
图10是第2实施形态的灯单元的纵剖面图。
灯单元103如该图所示，具备灯151和反射镜171，在反射镜171 内部组装有灯151。
灯151具有与图1所示的灯1相同的结构，但是形状稍微细长一 些。这是因为灯管输入与第1实施形态的灯1不同。
灯151由内部具备放电空间153的放电容器155、以及在上述放电 空间153内部以电极部之间相互对置的状态密封在两个密封部157、159 上的电极结构体161、 163构成。
又，灯头165通过黏合剂167覆盖在密封部157上，外部引线169 连接在灯头165上。
反射镜171如图8所示，具有形成凹面状反射面173的主体构件 175，在该主体构件175的开口 177上设置前表面玻璃179。还有，主 体构件175与前表面玻璃179的固定利用例如硅系粘接剂进行。
反射镜171是例如二色性(Dichroic)反射镜，将灯151发出的光 线向规定的方向(前表面玻璃179—侧)反射。主体构件175的形状 呈漏斗状，在外径较小的小直径部分181，形成插入灯151的一个密封 部157的贯通孔183。
灯151装入上述反射镜157，如图10所示，是将覆盖灯头165的 密封部157插入主体构件175的小直径部分181的贯通孔183，在将其 插入规定量的状态下，用例如粘接剂185加以固定。
在具有上述结构的投影器101中，也具有与上述实施形态1说明 的评价部件相同的评价单元(相当于本发明的评价系统)115，因此能 够使用户知道投影器101内的灯151发生黑化的可能性变大，灯151 的替换时间就要到来。
又，灯151 —再点亮时(电灯老化时间变长)，也会从放电容器155内析出杂质，对这样的杂质造成的发生黑化的可能性也能够进行评 价。
<其他>
1. 关于辉光放电状态下点亮
在第1实施形态中，辉光放电时的电灯条件是恒定电流2.3mA， 又，限流用电阻55为2.5MQ，提供恒定电流时的电压为DC6kV，但 是只要是能够在辉光放电状态下使灯点亮，也可以是其他条件。
例如提供恒定电流时的电压只要是能够使灯启动的范围，例如只 要是0.1kV~20kV范围即可，又，提供的电流、电压可以是直流DC 或交流AC中的任何一种。
又，在直流DC的情况下限流用的电阻55只要在例如200kQ ~ 40MQ范围内即可，借助于此，使启动后的灯以例如150pA~30mA 的小灯电流在辉光放电状态下点亮。
又，辉光放电状态下电灯时的灯电压Vla在绝缘破坏后约卯秒钟 之后测定，但是灯电压的Via的测定时刻不限定于90秒。灯电压Vla 的测定只要是在绝缘破坏后辉光放电处于稳定状态的情况下进行即 可，其时间根据点灯条件适当决定。在该情况下，需要重新设定基准 电压，而且可能发生若干合格产品和不合格产品的判定精度发生混乱 的情况。
2. 关于基准电压Vref
在上述第l实施形态中，120W型的灯l中，直流DC型的基准电 压采用220V，在第2实施形态中，同样在120W型的灯中，交流AC 型的基准电压采用300V。
也就是说，即使是使用同样规格的灯，因在辉光放电状态下点灯 时的供给电压的种类不同，基准电压也发生变化，如果是供电电压为 相同种类的电压，则对120W型以外的灯、也就是灯管输入并非120W 类型的灯也可以使用。
在这种情况下，严格地说，各类型的灯的基准电压Vref有必要用 实验方法求得。但是像第1实施形态中的3.试验结果的项目中说明的 那样，即使是灯l内只封入氩气，电极间间距De同样短的类型的，灯管输入并非120W的灯，使用直流DC的情况下以辉光放电状态点灯时 的灯电压Vla (初期)通常也分布在130V 160V范围。因此即使是在 灯管输入为120W类型以外的灯中，初期的灯电压Vla也与灯管输入为 120W类型的灯相同电平，因此认为可以大概将基准电压Vref设定为 220V。从而，也可以考虑将本发明的"比预先设定的基准值高一定值 以上时"的值作为辉光放电状态下使灯点亮的电压为直流电压的情况 下比初期的灯电压高90V的值(220V)，又，在辉光放电状态下4吏灯 点亮的电压为交流电压的情况下，与上述直流电压一样，也可以考虑 作为比灯管输入为120W的类型的初期的灯电压(240V)高60V的值 (300V)。
3. 关于相对于基准值的一定值
在实施形态中，将"相对于基准值高一定值以上时"当作"在辉 光放电状态使灯点亮的供给电压为直流电压的情况下，相对于初期的 灯电压高90V以上时，，，但是也可以将"上述一定值以上"当作"高 50V以上或50V 卯V范围内的某一数值以上时"。
在这种情况下，将一定值当作90V时，可以用灯发生不良情况的 可能性非常高的情况下的基准进行评价，反之将一定值当作50V时， 可以用灯发生不良情况的可能性比将上述一定值当作90V的情况低的 基准进行评价。
这样，将一定值当作50V以上或50V~90V范围内的某一数值以 上时，可以更广泛地检测出有可能发生不良情况的灯。借助于此，能 够可靠地抑制不良情况在灯中的发生，同时能够提供不良情况发生可 能性低，品质高的灯。还有，可以说这种情况对于交流电压情况下的 一定值(60V)也相同。
在这里，将一定值采用50V是因为可以使灯发生不良情况的发生 率降低到很低的程度，反之，如果一定值采用比50V小的数值，则会 将正常合格的灯也检测出，评价为不良情况发生可能性高。还有，可 以说这种情况对于交流电压情况下的一定值(60V)也相同。
4. 评价单元(评价系统)
在第2实施形态中，评价单元作为具备评价功能的点灯单元组装于投影器中，但是该点灯单元(点灯装置)也可以作为一般照明用的 点灯装置使用。
5.关于灯的驱动
第2实施形态中，利用组装于使灯151点亮的点灯单元201，使灯 151点亮(对其驱动)的电路，使该灯151在辉光放电状态下点亮，但 是也可以利用其他驱动电路对灯进行驱动，用点灯单元的控制部评价
灯的异常或不良情况。
图ll是作为第2实施形态的变形例的点灯单元的方框图。 点灯单元201具备DC/DC变换器127、 DC/AC逆变器129、高电
压供给部131、电流检测部133、电压检测部135、检查用电压生成部
203、特性检测部205、连接切换部207、控制部209。
DC/DC变换器127、 DC/AC逆变器129、高电压供给部131、电流
检测部133、电压检测部135、还有灯151,与第2实施形态相同，因
此其iJL明省略。
检查用电压生成部203用于生成使灯151以辉光放电状态点亮用 的电压，特性检测部205检测施加于灯151的灯电压和灯电流，发送 到控制部209。
连接切换部207连接于高电压供给部131以及检查用电压生成部 203与灯151之间，根据控制部209的指示，将施加于灯151的电压在 高电压供给部131提供的电压与检查用电压生成部203提供的电压之 间切换。
也就是说，使灯151点亮，或维持其点灯时，连接切换部207将 高电压供给部131与灯151连接，在检测灯151的异常、不良情况时， 连接切换部207将检查用电压生成部与灯151连接。还有，检查用电 压生成部203通过检查部205连接于连接切换部207。
控制部209除了才艮据电流检测部133和电压检测部135来的检测结 果，用DC/DC变换器127控制直流电压值外，从检测使灯151启动后 的辉光放电状态下的灯电压的特性检测部205接受灯电压的检测信号 时，将该灯电压Vla与第1实施形态中说明的基准电压Vrdf进行比较， 在灯电压Via较高的情况下，从作为外部输出的扬声器211发出警告声音。
图12是检查用电压生成部的电路图。
检查用电压生成部203，如图12所示，在前级具有DC/DC变换器 211和集电极谐振型逆变器电路213。
集电极谐振型逆变器213由两个开关元件215a、215b和晶体管217 等构成，使从DC/DC变换器211输出的直流功率按照两个开关元件 215a、 215b的通断，在次级绕组一侧发生交流电源。
图13是作为第2实施形态的变形例的点灯单元的控制部的流程图。
控制部209首先使表示灯151的熄灯次数的n为0 ( S201)，判断 该变量n是否为比规定数、例如3小的数值(S203)。
在变量n比3小的情况下(图中判断为"YES"的情况)，指示连 接切换部207，为了使灯151以辉光放电的状态点亮，将特性检测部 205与灯151连接(S213)，在灯151上施加能够使得绝缘破坏的电压 (S215)。
然后，通过特性检测部205检测灯电流Ila (S217)，判断该灯电 流Ila是否大于0 (S219)。
另一方面，在步骤S203变量n为3的情况下(图中判断为"NO" 的情况)，由于是灯151不能够点亮的状态(例如寿命已经到了等原 因)，使灯的点灯控制结束。
在步骤S219，灯电流Ila比O大的情况下(图中判断为"YES"的 情况)，也就是在灯151发生绝缘破坏，电流流入灯中的情况下，进 入步骤S221，施加能够使灯151在辉光放电状态下点亮的恒定电流规 定的时间，反之在步骤S219灯电流IIa为0的情况下(图中判断为"NO" 的情况)，也就是还没有发生绝缘破坏的情况下，为了再度使灯绝缘 破坏，使变量n增l (S211)，返回步骤S203。
还有，在步骤S221施加恒定电流的条件与第2实施形态的图8的 Slll相同。
在步骤S211施加恒定电流规定时间时，测定灯电压Via (S223)， 判断所测定的灯电压Vla是否比基准电压Vref小(S225 )
22在步骤S225灯电压Via小于基准电压Vref的情况下(图中判断为 "YES"的情况)，评价为灯151的放电空间内的气体状态良好，也就 是说，杂质气体量少，进入使灯151正常点灯的步骤(S227以后)， 在灯电压Via比基准电压Vref大的情况下(图中判断为"NO，，的情况)， 评价为黑化发生的可能性大，在发出警告声将该信息通知用户(S229) 后，结束灯151的点灯控制。
使灯151正常点灯的控制，首先将与灯151的连接从特性检测部 205 —侧切换到高电压供给部131 —侧(S227 )，使表示灯151的熄灯 次数的变量k为0 (S231)，判断该变量k是否比3小(S233)。
在变量k小于3的情况下(图中判断为"YES"的情况)，施加能 够使灯绝缘破坏的高频高压(S241)，通过电流检测部133测定电流I (S235),判断该电流I是否比O大(S237)。
在步骤S237电流I比0大的情况下(图中判断为"YES"的情况)， 也就是灯151处于放电状态的情况下，进入步骤S239,施加规定时间 的能够使灯151在电弧放电状态下点亮的固定电流。
反之，在步骤S237电流I为O的情况下(图中判断为"NO"的情 况)，也就是灯151不处于放电状态的情况下，为了再度使灯破坏绝 缘，使变量k增l (S243)，返回步骤S233。
还有，在步骤S241施加高频高压的条件与第2实施形态的图8的 S105相同，步骤S239的施加规定时间的固定电流的条件同样与图8的 S119相同。
在步骤S239施加规定时间的固定电流一旦结束，就对电流I进行 测定(S245)，判断测定的电流I是否比0大(S247)。
在步骤S247电流I比0大的情况下(也就是图中判断为"YES"， 151灯在电弧放电状态下维持点灯的情况)，使灯151与图8的低频额 定点灯(S125) —样低频额定点灯(S249)。
反之，在S247电流I为0的情况下(图中判断为"NO"的情况)， 也就是灯151不处于放电状态的情况下，为了再度使灯绝缘破坏，使 变量k增l (S243)，返回步骤S233。
还有，在本变形例中检查用电压生成部如图12所述，采用在灯151上施加交流电压的结构，但是也可以向第1实施形态那样采用施加直 流电压的结构。
6. 图像显示装置
作为第2实施形态的投影器，已经对前表面投影型的投影器进行 了说明，但是也可以用前表面投影型以外的投影器，例如背面投影型 的投影器实施。
图14是背面投影型图像显示装置的总体立体图。 背面投影型的投影器301具备在外壳303的前壁显示图像等的屏 幕305，又在外壳303内部分别具备灯单元307和评价单元。
7. 灯
在上述实施形态和变形例中，对高压水银放电灯进行了说明，但 是本发明也适合对以水银为紫外线发光物质的冷阴极荧光灯、热阴极 荧光灯等低压放电灯进行分子性气体存在状态的评价。
8. 其他
已经对上述实施形态和变形例分别进行了说明，但是，也可以将 各实施形态、各变形例相互组合，也可以将实施形态与变形例加以组 合。还有，用各实施形态和各变形例说明的具体例是本发明的一个例 子，本发明不限于上述各实施形态和各变形例。
工业应用性
本发明可以使用于具有能够容易地评价放电空间内的气体状态的 评价功能的评价系统、点灯装置、以及图像显示装置。
权利要求
1. 一种对放电灯的放电空间内的分子性气体的存在状态进行评价的评价系统，其特征在于，具有在正规辉光放电状态使所述放电灯点亮的点灯部件；测定在所述正规辉光放电状态下点亮着的所述放电灯的灯电压的电压测定部件；对所述测定的灯电压比预先设定的基准值高一定值以上的情况进行评价的评价部件；以及输出所述评价结果的输出部件。
2. 根据权利要求l所述的评价系统，其特征在于， 所述放电灯是高压放电灯，在该高压放电灯的放电空间内，除了封入水银之外，还封入离素、氩气，所述点灯部件是用直流电流构成的灯电流在正规辉光放电状态下 使所述高压放电灯点亮的部件，上述预先设定的基准值是指初期的灯电压值，上述一定值是指90V。
3. 根据权利要求l所述的评价系统，其特征在于， 所述放电灯是高压放电灯，在该高压放电灯的放电空间内，除了封入水银之外，还封入卣素、氩气，所述点灯部件是用交流电流构成的灯电流在正规辉光放电状态下 使所述高压放电灯点亮的部件，上述预先设定的基准值是指初期的灯电压值，上述一定值是指60V。
4. 一种点灯装置，使在放电容器内配置一对电极并且同时在放电 空间封入作为发光物质或紫外线发生物质的水银而形成的放电灯点 亮，其特征在于，具备对所述放电灯的所述放电空间内的分子性气体的存在状态进 行评价的评价部件，该评价部件是权利要求1所述的评价系统。
5. —种图像显示装置，装入在放电容器内配置一对电极并且同时在放电空间封入作为发光物质或紫外线发生物质的水银而形成的放电 灯，其特征在于，具备对所述放电灯的所述放电空间内的分子性气体的存在状态进 行评价的评价部件，该评价部件是权利要求1所述的评价系统。
全文摘要
本发明的目的在于，提供能够可靠地评价构成高压放电灯的放电容器内的杂质气体的状态导致不良情况的发生的可能性的图像显示装置。图像显示装置具有高压放电灯、以及评价杂质气体的状态导致不良情况的发生的可能性的评价部件(51)。该评价部件(51)具备发生使高压放电灯绝缘破坏用的高压脉冲的高压脉冲发生部(57)、用于产生在辉光放电状态下使高压放电灯点亮的恒定电流的恒定电流发生部(58)、测定辉光放电状态下点灯时的灯电压的灯电压测定部(59)、发光二极管(63)、以及控制部(65)。控制部(65)在灯电压测定部(59)测定的灯电压为规定值以上时判定为高压放电灯发生不良情况的可能性很大，使发光二极管(63)点亮。
文档编号H01J9/42GK101523542SQ200780036539
公开日2009年9月2日 申请日期2007年10月2日 优先权日2006年10月3日
发明者北原良树, 坂口淳, 小川宏树, 小笹稔, 小野胜广, 高桥清 申请人:松下电器产业株式会社