JP2002078348A - 圧電トランスの駆動方法および駆動回路、冷陰極管発光装置、液晶パネルおよび液晶パネル組込み機器 - Google Patents

圧電トランスの駆動方法および駆動回路、冷陰極管発光装置、液晶パネルおよび液晶パネル組込み機器

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JP2002078348A
JP2002078348A JP2001142258A JP2001142258A JP2002078348A JP 2002078348 A JP2002078348 A JP 2002078348A JP 2001142258 A JP2001142258 A JP 2001142258A JP 2001142258 A JP2001142258 A JP 2001142258A JP 2002078348 A JP2002078348 A JP 2002078348A
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cathode tube
cold
transformer
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Katsu Takeda
克 武田
Hiroshi Nakatsuka
宏 中塚
Katsunori Moritoki
克典 守時
Takeshi Yamaguchi
健 山口
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷のインピーダンス変化に関わらず、高い
駆動効率で圧電トランスを駆動するとともに、負荷の急
激な変化に対しても、圧電トランス自体に与える機械的
なダメージを抑制した圧電トランスの駆動回路を提供す
る。 【解決手段】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形
成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換して
二次側電極から出力する圧電トランス１と、圧電トラン
スの二次側に接続された負荷２のインピーダンスが所定
値に達したことを検出する負荷出力検出部１１と、圧電
トランスの駆動周波数を、負荷に対する電力供給の開始
時には第一の周波数に設定し、負荷出力検出部による検
出結果に応じて、第一の周波数から第二の周波数へと掃
引することなく変化させる制御部とを少なくとも備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランスの駆
動方法および駆動回路、圧電トランスの負荷として冷陰
極管を用いた冷陰極管発光装置、該冷陰極管発光装置が
組み込まれそれにより輝度制御される液晶パネル、該液
晶パネルが組み込まれた携帯電話、情報携帯端末（ＰＤ
Ａ：Personal Digital Assistant）、通信端末等の機器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に、従来の圧電トランスを用いた駆
動回路について説明する。
【０００３】圧電トランスは一般に、二次側に接続され
た負荷のインピーダンスにより、一次側に入力された電
圧に対する二次側に出力される電圧を示す昇圧比が変化
し、また一次側に入力される電力に対する二次側に出力
される電力によって示される駆動効率も同様に変化する
ので、最大の昇圧比や駆動効率が得られる駆動周波数も
変化する。即ち、圧電トランスを所定の昇圧比で効率良
く駆動させるためには、接続される負荷のインピーダン
スに応じて駆動周波数を設定しなければならない。
【０００４】例えば、圧電トランスの負荷として冷陰極
管を用いた場合、一般に冷陰極管は、点灯するまでは数
百ＭΩ以上の高インピーダンスを示し、点灯後には数百
Ωから数十Ωまでインピーダンスが急激に低下するの
で、圧電トランスを用いて効率良く冷陰極管を点灯させ
るためには、点灯開始前と点灯後とで圧電トランスの一
次側に印加する交流電圧の周波数と、電圧レベルを変化
させなければならない。
【０００５】そのための従来技術としては、特開平６−
１６７６９４号公報等に記載された冷陰極管駆動装置が
知られており、図６に同公報に開示されている駆動装置
のブロック図を示す。
【０００６】図６において、無安定マルチバイブレータ
１０６からの出力信号を電流増幅回路１０７で増幅し、
必要に応じて巻線トランス１０８で更に電圧を昇圧して
圧電トランス１０１の一次側に印加する。圧電トランス
１０１の二次側出力には負荷として冷陰極管１０２が接
続されており、冷陰極管１０２に流れる電流を負荷電流
検出回路１０９により検出し、検出した電流レベルを電
圧に変換し、交流電圧整流回路１１０を介して、積分回
路１０４の一方の入力端子に入力し、もう一方の入力端
子には、可変電圧装置１０３からの信号を供給すること
により、積分回路１０４から電圧レベルシフト回路１０
５を介して、無安定マルチバイブレータ１０６の発振周
波数が制御される。
【０００７】圧電トランス１０１の負荷である冷陰極管
１０２を点灯させるため、可変電圧装置１０３及び電圧
レベルシフト回路１０５等により圧電トランス１０１に
印加する電圧を設定し、圧電トランス１０１の駆動周波
数を掃引して、冷陰極管１０２を点灯させる。点灯後、
圧電トランス１０１の駆動周波数を更に掃引し、更に負
荷電流検出回路１０９等により検出される電流レベルに
応じて、可変電圧装置１０３及び電圧レベルシフト回路
１０５等により圧電トランス１０１に印加する電圧を制
御することで、冷陰極管１０２の発光輝度が調整され
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】圧電トランスに冷陰極
管等のインピーダンスが変化する負荷を接続した場合、
従来の駆動方法では、冷陰極管の点灯開始前は、圧電ト
ランスの二次側には、開放状態での共振周波数よりも高
い周波数で、高インピーダンス状態の負荷に対応した大
きな振幅の交流電圧が印加される。冷陰極管は点灯状態
の変化に応じてインピーダンスが低くなり、流れる電流
が大きくなる。この冷陰極管に流れる電流を検出して周
波数を低周波数側へ掃引し、更に印加電圧の振幅も小さ
くなるように変化させることで、冷陰極管が定常的に点
灯させられるので、駆動効率が低い状態で圧電トランス
を駆動しなければならないという問題がある。
【０００９】更に、冷陰極管の点灯開始前の高インピー
ダンスに対応して、圧電トランスには高い電圧が印加さ
れているが、冷陰極管の点灯によるインピーダンスの低
下に対応して印加電圧を下げる制御動作を行うために、
冷陰極管には低インピーダンス状態で瞬間的に高い電圧
が印加される可能性がある。この時、圧電トランスに大
きな電流が流れることで圧電トランスに大きな歪みが発
生し、特に圧電トランスの体積当たりの電力が大きい場
合には、圧電トランスにかかる歪みが、圧電トランス自
体に破壊や、破壊につながる機械的なダメージを与える
ことにもなる。
【００１０】また、圧電トランスには、一次側からみた
インピーダンス、或いはアドミッタンスの周波数特性、
共振周波数等について、形状や材料特性等に起因する特
性ばらつきがある。図７は、圧電トランスの駆動周波数
に対する昇圧比と駆動効率との関係を示した図である。
図７の横軸は圧電トランスの駆動周波数で、左側の縦軸
は圧電トランスの一次側に印加する電圧に対する二次側
から出力する電圧の比である昇圧比を表し、また右側の
縦軸は、圧電トランスの一次側に印加する電力に対する
二次側から出力する電力の比である駆動効率を表してい
る。図７は、ある形状公差内での圧電トランスの昇圧比
及び駆動効率のばらつきを示している。
【００１１】図７に示すような駆動周波数に対して昇圧
比や駆動効率の周波数特性が異なる場合、例えば、昇圧
比が最大値γmaxとなる駆動周波数がｆγ2である圧電ト
ランスについて、周波数ｆη2で駆動すれば最大駆動効
率ηmaxで駆動することができるが、周波数ｆη1或いは
周波数ｆη3で駆動すればηmaxよりも駆動効率が低くな
ってしまう。
【００１２】このように、圧電トランスの形状や材料特
性等に起因する特性ばらつきのために、駆動回路によっ
て予め設定された駆動周波数や駆動電圧では、圧電トラ
ンスを最大駆動効率で駆動できないという問題がある。
【００１３】また、冷陰極管駆動装置が内蔵された液晶
パネルを携帯電話や通信端末等の機器に組み込んだ場
合、駆動周波数の掃引が問題となる。すなわち、点灯開
始前から点灯状態にかけて駆動周波数を連続的ではなく
周波数を離散的に切り換えながら掃引を行なうと、周波
数の切換ポイントにおいて高調波が発生し、これがノイ
ズとなって機器の動作に影響をおよぼす。また、駆動周
波数の掃引により、通信機器のキャリア周波数に混変調
を引き起こし、正常な通信ができなくなる恐れがある。
【００１４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、冷陰極管等の負荷のインピー
ダンス変化に関わらず、また圧電トランスの特性バラツ
キに対応して、高い駆動効率で圧電トランスを駆動する
とともに、負荷の急激な変化に対しても、圧電トランス
自体に与える機械的なダメージを抑制した圧電トランス
の駆動方法および駆動回路を提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、上記圧電トランスの
駆動回路により冷陰極管を発光制御する冷陰極管発光装
置、かかる冷陰極管発光装置を組み込んだ液晶パネル、
およびかかる液晶パネルを組み込んだ携帯電話や通信端
末等の機器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る圧電トランスの第１駆動方法は、圧電
体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側電極
から入力された交流電圧を変換して二次側電極から出力
する圧電トランスを駆動する方法であって、予め設定さ
れた第一の周波数で圧電トランスを駆動し、圧電トラン
スの二次側に接続された負荷に対する電力供給を開始
し、電力供給中に前記負荷のインピーダンスが変化して
所定のインピーダンスに達した時に、圧電トランスの駆
動周波数を、第一の周波数から掃引することなく、予め
設定された第二の周波数に変化させて圧電トランスを駆
動することを特徴とする。
【００１７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
圧電トランスの第２駆動方法は、圧電体に一次側電極及
び二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交
流電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
を駆動する方法であって、圧電トランスに接続された負
荷に定常的に第一の電力を供給する前に、第一の電力よ
りも十分小さい第二の電力を供給し、圧電トランスの特
性を検出して、定常的に第一の電力を供給する際の圧電
トランスの駆動周波数を設定することを特徴とする。
【００１８】第２の駆動方法において、負荷は、供給さ
れる電力量の増大に応じて、高インピーダンス状態から
低インピーダンス状態へと変化し、第一の電力は、負荷
を低インピーダンス状態にするのに必要な大きさを有
し、第二の電力は、負荷を高インピーダンス状態に保持
するだけの大きさを有する。
【００１９】また、第２の駆動方法において、負荷に対
する電力供給を開始する際には、第一の周波数で圧電ト
ランスを駆動し、負荷に定常的に電力を供給する際に
は、周波数を掃引することなく第二の周波数に変化させ
て、圧電トランスを駆動することが好ましい。
【００２０】前記の目的を達成するため、本発明に係る
圧電トランスの第３駆動方法は、圧電体に一次側電極及
び二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交
流電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
を駆動する方法であって、予め圧電トランスをある特性
パラメータにより分類し、予め設定された第一の周波数
で前記圧電トランスを駆動した結果と、特性パラメータ
により分類した結果とに基づいて、圧電トランスの特性
を推定して、第二の周波数を決定し、圧電トランスの二
次側に接続された負荷に対する電力供給を開始し、電力
供給中に前記負荷のインピーダンスが変化して所定のイ
ンピーダンスに達した時に、圧電トランスの駆動周波数
を、第一の周波数から掃引することなく、第二の周波数
に変化させて圧電トランスを駆動することを特徴とす
る。
【００２１】第３駆動方法において、圧電トランスをあ
る特性パラメータにより分類すると共に、負荷を同じ特
性パラメータもしくは別の特性パラメータにより分類
し、圧電トランスの分類結果と負荷の分類結果とに基づ
いて、第二の周波数を決定することが好ましい。
【００２２】第１から第３駆動方法において、負荷とし
て冷陰極管が用いられる。
【００２３】また、第１から第３駆動方法において、圧
電トランスの駆動制御をマイクロコンピュータとその周
辺装置を用いて行うことが好ましい。
【００２４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
圧電トランスの第１駆動回路は、圧電体に一次側電極及
び二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交
流電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
と、圧電トランスの二次側に接続された負荷のインピー
ダンスが所定値に達したことを検出する負荷出力検出部
と、圧電トランスの駆動周波数を、負荷に対する電力供
給の開始時には第一の周波数に設定し、負荷出力検出部
による検出結果に応じて、第一の周波数から第二の周波
数へと掃引することなく変化させる制御部とを少なくと
も備えたことを特徴とする。
【００２５】前記の目的を達成するため、本発明に係る
圧電トランスの第２駆動回路は、圧電体に一次側電極及
び二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交
流電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
と、圧電トランスの二次側に接続された負荷のインピー
ダンスが所定値に達したことを検出する負荷出力検出部
と、圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
と、負荷に定常的に第一の電力を供給する前に、第一の
電力よりも十分小さい第二の電力で圧電トランスを駆動
制御し、トランス特性検出部により検出された圧電トラ
ンスの特性に基づいて、定常的に第一の電力を供給する
際に、負荷出力検出部による検出結果に応じて、圧電ト
ランスの駆動周波数を設定制御する制御部とを少なくと
も備えたことを特徴とする。
【００２６】第２駆動回路において、負荷は、供給され
る電力量の増大に応じて、高インピーダンス状態から低
インピーダンス状態へと変化し、第一の電力は、負荷を
低インピーダンス状態にするのに必要な大きさを有し、
第二の電力は、負荷を高インピーダンス状態に保持する
だけの大きさを有する。
【００２７】また、第２駆動回路において、制御部は、
負荷に対する電力供給を開始する際には、第一の周波数
で圧電トランスを駆動制御し、負荷に定常的に電力を供
給する際には、負荷出力検出部による検出結果に応じ
て、周波数を掃引することなく第二の周波数に変化させ
て、圧電トランスを駆動制御することが好ましい。
【００２８】前記の目的を達成するため、本発明に係る
圧電トランスの第３駆動回路は、圧電体に一次側電極及
び二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交
流電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
と、圧電トランスの二次側に接続された負荷のインピー
ダンスが所定値に達したことを検出する負荷出力検出部
と、圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
と、圧電トランスは予めある特性パラメータにより分類
され、特性パラメータにより分類した結果と、予め設定
された第一の周波数で圧電トランスを駆動した際のトラ
ンス特性検出部による検出結果とに基づいて、圧電トラ
ンスの特性を推定して、第二の周波数を決定し、圧電ト
ランスの駆動周波数を、負荷に対する電力供給の開始時
には第一の周波数に設定し、負荷出力検出部による検出
結果に応じて、第一の周波数から第二の周波数へと掃引
することなく変化させる制御部とを少なくとも備えたこ
とを特徴とする。
【００２９】第３駆動回路において、負荷は特性パラメ
ータもしくは別の特性パラメータにより分類され、制御
部は、圧電トランスおよび負荷の分類結果に基づいて、
第二の周波数を決定することが好ましい。
【００３０】第１から第３駆動回路において、負荷とし
て冷陰極管が用いられる。
【００３１】また、第１から第３駆動回路において、制
御部は、マイクロコンピュータとその周辺装置からなる
ことが好ましい。
【００３２】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１冷陰極管発光装置は、圧電体に一次側電極及び二次
側電極が形成され、一次側電極から入力された交流電圧
を変換して二次側電極から出力する圧電トランスと、圧
電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、冷陰極管
のインピーダンスが所定値に達したことを検出する冷陰
極管出力検出部と、圧電トランスの駆動周波数を、冷陰
極管に対する電力供給の開始時には第一の周波数に設定
し、冷陰極管出力検出部による検出結果に応じて、第一
の周波数から第二の周波数へと掃引することなく変化さ
せる制御部とを少なくとも備えたことを特徴とする。
【００３３】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２冷陰極管発光装置は、圧電体に一次側電極及び二次
側電極が形成され、一次側電極から入力された交流電圧
を変換して二次側電極から出力する圧電トランスと、圧
電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、冷陰極管
のインピーダンスが所定値に達したことを検出する冷陰
極管出力検出部と、圧電トランスの特性を検出するトラ
ンス特性検出部と、冷陰極管に定常的に第一の電力を供
給する前に、冷陰極管が点灯しない大きさの第二の電力
で圧電トランスを駆動制御し、トランス特性検出部によ
り検出された前記圧電トランスの特性に基づいて、定常
的に前記第一の電力を供給する際に、冷陰極管出力検出
部による検出結果に応じて、圧電トランスの駆動周波数
を設定制御する制御部とを少なくとも備えたことを特徴
とする。
【００３４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第３冷陰極管発光装置は、圧電体に一次側電極及び二次
側電極が形成され、一次側電極から入力された交流電圧
を変換して二次側電極から出力する圧電トランスと、圧
電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、冷陰極管
のインピーダンスが所定値に達したことを検出する冷陰
極管出力検出部と、圧電トランスの特性を検出するトラ
ンス特性検出部と、圧電トランスは予めある特性パラメ
ータにより分類され、特性パラメータにより分類した結
果と、予め設定された第一の周波数で圧電トランスを駆
動した際のトランス特性検出部による検出結果とに基づ
いて、圧電トランスの特性を推定して、第二の周波数を
決定し、圧電トランスの駆動周波数を、冷陰極管に対す
る電力供給の開始時には第一の周波数に設定し、冷陰極
管出力検出部による検出結果に応じて、第一の周波数か
ら第二の周波数へと掃引することなく変化させる制御部
とを少なくとも備えたことを特徴とする。
【００３５】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１液晶パネルは、内蔵の冷陰極管発光装置により輝度
制御される液晶パネルであって、冷陰極管発光装置は、
圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
出力する圧電トランスと、圧電トランスの二次側に接続
された冷陰極管と、冷陰極管のインピーダンスが所定値
に達したことを検出する冷陰極管出力検出部と、圧電ト
ランスの駆動周波数を、冷陰極管に対する電力供給の開
始時には第一の周波数に設定し、冷陰極管出力検出部に
よる検出結果に応じて、第一の周波数から第二の周波数
へと掃引することなく変化させる制御部とを少なくとも
備えたことを特徴とする。
【００３６】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２液晶パネルは、内蔵の冷陰極管発光装置により輝度
制御される液晶パネルであって、冷陰極管発光装置は、
圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
出力する圧電トランスと、圧電トランスの二次側に接続
された冷陰極管と、冷陰極管のインピーダンスが所定値
に達したことを検出する冷陰極管出力検出部と、圧電ト
ランスの特性を検出するトランス特性検出部と、冷陰極
管に定常的に第一の電力を供給する前に、冷陰極管が点
灯しない大きさの第二の電力で圧電トランスを駆動制御
し、トランス特性検出部により検出された圧電トランス
の特性に基づいて、定常的に第一の電力を供給する際
に、冷陰極管出力検出部による検出結果に応じて、圧電
トランスの駆動周波数を設定制御する制御部とを少なく
とも備えたことを特徴とする。
【００３７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第３液晶パネルは、内蔵の冷陰極管発光装置により輝度
制御される液晶パネルであって、冷陰極管発光装置は、
圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
出力する圧電トランスと、圧電トランスの二次側に接続
された冷陰極管と、冷陰極管のインピーダンスが所定値
に達したことを検出する冷陰極管出力検出部と、圧電ト
ランスの特性を検出するトランス特性検出部と、圧電ト
ランスは予めある特性パラメータにより分類され、特性
パラメータにより分類した結果と、予め設定された第一
の周波数で圧電トランスを駆動した際のトランス特性検
出部による検出結果とに基づいて、圧電トランスの特性
を推定して、第二の周波数を決定し、圧電トランスの駆
動周波数を、冷陰極管に対する電力供給の開始時には第
一の周波数に設定し、冷陰極管出力検出部による検出結
果に応じて、第一の周波数から第二の周波数へと掃引す
ることなく変化させる制御部とを少なくとも備えたこと
を特徴とする。
【００３８】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１液晶パネル組込み機器は、内蔵の冷陰極管発光装置
により輝度制御される液晶パネルが組み込まれた機器で
あって、冷陰極管発光装置は、圧電体に一次側電極及び
二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交流
電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
と、圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、冷
陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを検出す
る冷陰極管出力検出部と、圧電トランスの駆動周波数
を、冷陰極管に対する電力供給の開始時には第一の周波
数に設定し、冷陰極管出力検出部による検出結果に応じ
て、第一の周波数から第二の周波数へと掃引することな
く変化させる制御部とを少なくとも備えたことを特徴と
する。
【００３９】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２液晶パネル組込み機器は、内蔵の冷陰極管発光装置
により輝度制御される液晶パネルが組み込まれた機器で
あって、冷陰極管発光装置は、圧電体に一次側電極及び
二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交流
電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
と、圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、冷
陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを検出す
る冷陰極管出力検出部と、圧電トランスの特性を検出す
るトランス特性検出部と、冷陰極管に定常的に第一の電
力を供給する前に、冷陰極管が点灯しない大きさの第二
の電力で圧電トランスを駆動制御し、トランス特性検出
部により検出された圧電トランスの特性に基づいて、定
常的に第一の電力を供給する際に、前記冷陰極管出力検
出部による検出結果に応じて、圧電トランスの駆動周波
数を設定制御する制御部とを少なくとも備えたことを特
徴とする。
【００４０】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第３液晶パネル組込み機器は、内蔵の冷陰極管発光装置
により輝度制御される液晶パネルが組み込まれた機器で
あって、冷陰極管発光装置は、圧電体に一次側電極及び
二次側電極が形成され、一次側電極から入力された交流
電圧を変換して二次側電極から出力する圧電トランス
と、圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、冷
陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを検出す
る冷陰極管出力検出部と、圧電トランスの特性を検出す
るトランス特性検出部と、圧電トランスは予めある特性
パラメータにより分類され、特性パラメータにより分類
した結果と、予め設定された第一の周波数で圧電トラン
スを駆動した際のトランス特性検出部による検出結果と
に基づいて、圧電トランスの特性を推定して、第二の周
波数を決定し、圧電トランスの駆動周波数を、冷陰極管
に対する電力供給の開始時には第一の周波数に設定し、
冷陰極管出力検出部による検出結果に応じて、第一の周
波数から第二の周波数へと掃引することなく変化させる
制御部とを少なくとも備えたことを特徴とする。
【００４１】上記圧電トランスの第１駆動方法および回
路の構成によれば、負荷のインピーダンス変化に関わら
ず、高い駆動効率で圧電トランスを駆動することができ
る。また、負荷のインピーダンスの急激な変化に対し
て、圧電トランスに大電流が流れ難くなるので、圧電ト
ランスに発生する大きな歪みを抑制して、圧電トランス
自体に対する機械的なダメージも抑制することができ
る。
【００４２】上記圧電トランスの第２駆動方法および回
路の構成によれば、負荷に定常的に第一の電力（例え
ば、電圧で数ｋＶオーダ）を供給する前に、圧電トラン
スの二次側が開放状態における共振周波数よりも高い周
波数から所定の範囲内で、１点或いは複数点での周波数
について、第一の電力よりも十分小さい第二の電力（例
えば、電圧で数Ｖオーダ）を供給して、圧電トランスの
特性、例えばインピーダンスや電圧等の測定値に基づい
て、負荷に第一の電力を供給する際の圧電トランス駆動
周波数を設定する。これによって、圧電トランスの形状
や材料特性等に起因した特性バラツキに対応して、高い
駆動効率で圧電トランスを駆動することができる。
【００４３】上記圧電トランスの第３駆動方法および回
路の構成によれば、使用する圧電トランスを特性パラメ
ータ、例えばインピーダンスや電流等の周波数特性に基
づいて予め分類し、分類した圧電トランスについて、周
波数に対する特性パラメータを予め設定することで、仕
様の異なる圧電トランスも高い駆動効率で駆動すること
ができる。
【００４４】上記第１から第３駆動回路により冷陰極管
を発光制御する冷陰極管発光装置を液晶パネルに内蔵
し、この液晶パネルを携帯電話、情報携帯端末（ＰＤ
Ａ：Personal Digital Assistant）、通信端末等の機器
に組み込むことで、冷陰極管を点灯させる際に駆動周波
数を掃引しないので、機器に対してノイズや混変調によ
る悪影響を解消することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００４６】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る圧電トランスの駆動回路の一構成例を
示すブロック図であり、図２は、圧電トランスの二次側
に接続された負荷のインピーダンス特性に応じた圧電ト
ランスの駆動周波数に対する昇圧比と駆動効率との関係
を示した図である。
【００４７】図１において、１は圧電トランス、２は負
荷、３は基準設定制御回路、４は周波数設定回路、５は
周波数制御信号選択回路、６は駆動周波数制御回路、７
は入力電力制御回路、８は電圧設定回路、９は電圧制御
信号選択回路、１０は駆動電圧制御回路、１１は負荷出
力検出回路、１２は比較出力設定回路、１３は比較回路
を示している。ここで、圧電トランス１、負荷２、入力
電力制御回路７、および負荷出力検出回路１１以外の構
成要素をまとめて制御部とも称する。
【００４８】図２において、横軸は圧電トランスの駆動
周波数で、左側の縦軸は圧電トランスの一次側に印加す
る電圧に対する二次側から出力する電圧の比である昇圧
比を示し、また右側の縦軸は、圧電トランスの一次側に
印加する電力に対する二次側から出力する電力の比であ
る駆動効率を示す。太い実線は、圧電トランスに接続す
る負荷が圧電トランスの二次側の出力インピーダンスよ
りも十分高い高インピーダンス負荷の場合、太い破線
は、圧電トランスの二次側の出力インピーダンスとほぼ
同程度な低インピーダンス負荷の場合での駆動周波数に
対する昇圧比の変化をそれぞれ示している。また、細い
実線は、圧電トランスに接続する負荷が圧電トランスの
二次側の出力インピーダンスよりも十分大きな高インピ
ーダンス負荷の場合、細い破線は、圧電トランスの二次
側の出力インピーダンスとほぼ同程度な低インピーダン
ス負荷の場合での駆動周波数に対する駆動効率の変化を
それぞれ示している。
【００４９】一般に圧電トランスは、圧電トランスの二
次側の出力インピーダンスと、二次側に接続する負荷の
インピーダンスとの大小関係によって、駆動周波数に対
する昇圧比及び駆動効率の周波数特性が異なる。図２に
示すように、圧電トランスの二次側に接続する負荷のイ
ンピーダンスが、圧電トランスの出力インピーダンスよ
りも十分大きく、出力インピーダンスからみるとほぼ無
限大とみなせるような高いインピーダンスである場合の
昇圧比は、太い実線で示しているように、駆動周波数が
ｆγHで最大値がγHmaxとなるような周波数特性を示
し、駆動効率は、細い実線で示しているように、駆動周
波数がｆηHで最大値がηHmaxとなるような周波数特性
を示す。
【００５０】また、図２に示すように、圧電トランスの
二次側に接続する負荷のインピーダンスが、圧電トラン
スの出力インピーダンスとほぼ同じような低いインピー
ダンスである場合の昇圧比は、高インピーダンスの負荷
を接続した場合に最大昇圧比γHmaxを示す周波数ｆγH
よりも低い周波数ｆγLで最大値がγLmaxとなるような
太い破線で示している周波数特性を示す。駆動効率につ
いても、高インピーダンスの負荷を接続した場合に最大
駆動効率ηHmaxを示す周波数ｆηHよりも低い周波数ｆ
ηLで最大値ηLmaxであるような細い破線で示している
周波数特性を示す。
【００５１】以上のように、接続する負荷のインピーダ
ンスにより昇圧比と駆動効率の周波数特性が異なるとい
う特性を持つ圧電トランスの駆動回路の動作について、
図１及び図２を参照しながら説明する。
【００５２】図１において、基準設定制御回路３からの
信号に基づいて、周波数設定回路４が第一の周波数を、
電圧設定回路８が第一の振幅の電圧をそれぞれ設定する
と共に、周波数制御信号選択回路５は、駆動周波数制御
回路６の制御信号として周波数設定回路４からの信号を
選択し、電圧制御信号選択回路９は、駆動電圧制御回路
１０の制御信号として電圧設定回路８からの信号を選択
する。駆動周波数制御回路６からの駆動周波数制御信号
と、駆動電圧制御回路１０からの駆動電圧制御信号とに
基づいて、入力電力制御回路７が、圧電トランス１の一
次側に電力を供給する。
【００５３】入力電力制御回路７は、スイッチング素子
や誘導素子等により構成され、圧電トランス１に供給す
るために必要な電圧に昇圧したり、或いは必要な電流を
供給することができる。入力電力制御回路７から供給さ
れた電力は、圧電トランス１により昇圧され、負荷２に
電力を供給する。負荷２からの出力は負荷出力検出回路
１１によって検出される。比較回路１３は、比較出力設
定回路１２からの信号と、負荷２からの出力に応じた負
荷出力検出回路１１からの信号とを比較して、負荷２か
らの出力が比較出力設定回路１２で設定された出力レベ
ルに達すると、基準設定制御回路３に信号を送る。
【００５４】比較回路１３からの信号に基づいて、基準
設定制御回路３は、周波数設定回路４及び電圧設定回路
８を制御して、それぞれ第二の周波数及び第二の振幅の
電圧を設定することで、圧電トランス１の駆動周波数は
第一の周波数から第二の周波数まで、周波数掃引するこ
となく、変更することができ、更に、圧電トランス１の
駆動電圧も同様に、第一の振幅から第二の振幅に変更す
ることができる。
【００５５】また、負荷出力検出回路１１からの信号
は、周波数制御信号選択回路５を介して駆動周波数制御
回路６に、電圧制御信号選択回路９を介して駆動電圧制
御回路１０にそれぞれ送られているので、負荷出力が一
定、或いは負荷出力を変化させるように駆動周波数或い
は駆動電圧を制御することもできる。
【００５６】このような動作をする要素で構成された回
路のもと、負荷として冷陰極管を用いた場合について更
に説明する。
【００５７】負荷２として、点灯を開始するまでは数百
ＭΩ以上の高インピーダンスであり、点灯時には数百Ω
程度にまでインピーダンスが急激に低下する冷陰極管を
接続した場合、圧電トランスの昇圧比と駆動効率の周波
数特性は、冷陰極管が点灯を始めるまでの初期状態で
は、図２に示している圧電トランスの二次側に高インピ
ーダンスの負荷を接続した場合に相当し、点灯時は圧電
トランスの二次側に低インピーダンスの負荷を接続した
場合に相当する。
【００５８】図１において、圧電トランス１に接続して
いる冷陰極管である負荷２のインピーダンス変化に応じ
て、駆動効率が最大となるように制御するために、冷陰
極管の点灯開始前には、基準設定制御回路３からの信号
に基づいて、周波数設定回路４が第一の周波数ｆη
Hを、電圧設定回路８が第一の振幅の電圧Ｖ1をそれぞれ
設定すると共に、周波数制御信号選択回路５は、駆動周
波数制御回路６の制御信号として周波数設定回路４から
の信号を、電圧制御信号選択回路９は、駆動電圧制御回
路１０の制御信号として電圧設定回路８からの信号を選
択する。駆動周波数制御回路６からの駆動周波数制御信
号と、駆動電圧制御回路１０からの駆動電圧制御信号と
に基づいて、入力電力制御回路７が、圧電トランス１の
一次側に電力を供給する。
【００５９】負荷２である冷陰極管には、点灯するまで
ほとんど電流は流れないが、冷陰極管が点灯しはじめる
と電流が流れはじめる。負荷２からの出力を検出する負
荷出力検出回路１１の出力信号が、圧電トランス１の駆
動周波数と電圧の振幅を変化させるために予め設定した
比較出力設定回路１２の出力レベルに達したことを、比
較回路１３が検出すると、比較回路１３は基準設定制御
回路３に信号を送る。基準設定制御回路３は、周波数設
定回路４及び電圧設定回路８を制御して、それぞれ第二
の周波数ｆηL及び第二の振幅の電圧Ｖ2に設定すること
で、圧電トランス１の駆動周波数を第一の周波数ｆηH
から第二の周波数ｆηLまで、周波数掃引することな
く、変更することができ、また圧電トランス１の駆動電
圧も同様に、第一の振幅の電圧Ｖ1から第二の振幅の電
圧Ｖ2に変更することができる。
【００６０】更に、冷陰極管である負荷２が定常的に点
灯しはじめると、基準設定制御回路３は、周波数制御選
択回路５と電圧制御選択回路９を制御することで、負荷
出力検出回路１１の出力信号が、それぞれ、周波数制御
信号選択回路５を介して駆動周波数制御回路６に、電圧
制御信号選択回路９を介して駆動電圧制御回路１０に送
られるので、圧電トランス１の駆動周波数或いは駆動電
圧を制御することで、点灯している冷陰極管の明るさが
一定になるよう制御することができ、また冷陰極管の明
るさを変化させて一定の明るさになるよう制御する、即
ち調光することもできる。
【００６１】以上、圧電トランスに接続する負荷のイン
ピーダンス変化に対して常に最大駆動効率となるように
設定した場合について説明したが、本実施形態は、負荷
のインピーダンス変化に対して常に最大効率を示す制御
に限定されるものではなく、最大昇圧比となるように設
定することも可能である。また、負荷のインピーダンス
が高い時は、最大の昇圧比を示す周波数で駆動し、負荷
のインピーダンスが低い時には、最大の駆動効率を示す
周波数で駆動するということも可能である。
【００６２】また、本実施形態は、図１に示した構成要
素からなる駆動回路によってのみ実現できるわけではな
く、図１の構成要素が果たす機能を別の構成要素で果た
すことができれば構わない。
【００６３】更に、図１における負荷出力検出回路１１
からの信号に基づいた、制御部による圧電トランスの駆
動周波数及び駆動電圧の設定をマイクロコンピュータ
や、メモリ等データ蓄積装置等の周辺装置等を用いて、
ソフト的に処理して行うことも可能である。
【００６４】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係る圧電トランスの駆動回路の一構成例を
示すブロック図である。図４は、圧電トランスの特性パ
ラメータの周波数特性とそのばらつきを示す図である。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスの
駆動回路の変形例を示すブロック図である。
【００６５】図３において、２１は圧電トランス、２２
は負荷、２３は基準設定制御回路、２４は周波数設定回
路、２５は周波数制御信号選択回路、２６は駆動周波数
制御回路、２７は入力電力制御回路、２８は電圧設定回
路、２９は電圧制御信号選択回路、３０は駆動電圧制御
回路、３１は負荷出力検出回路、３２は比較出力設定回
路、３３は負荷出力比較回路、３４はトランス入力検出
回路（トランス特性検出部）、３５はトランス入力設定
回路、３６はトランス入力比較回路、３７は制御信号選
択回路を示している。ここで、圧電トランス２１、負荷
２２、入力電力制御回路２７、負荷出力検出回路３１、
およびトランス入力検出回路３４以外の構成要素をまと
めて制御部とも称する。
【００６６】図４は、圧電トランスの特性パラメータの
一例を示しており、圧電トランスを予め特性Ａ、特性
Ｂ、特性Ｃの３つのグループに分類している。３つの駆
動周波数ｆp1、ｆp2、ｆp3に対して、特性Ａの圧電トラ
ンスの特性パラメータはそれぞれａ1、ａ2、ａ3であ
り、特性Ｂの圧電トランスの特性パラメータはそれぞれ
ｂ1、ｂ2、ｂ3であり、特性Ｃの圧電トランスの特性パ
ラメータはそれぞれｃ1、ｃ2、ｃ3である。
【００６７】また、図５において、符号２１から３３ま
で、及び３７は、図３に示すブロック図を構成する要素
と同様であり、更に、図５において、３８はトランス出
力検出回路、３９はトランス出力設定回路、４０はトラ
ンス出力比較回路を示している。
【００６８】一次側からみたインピーダンスの周波数特
性や共振周波数等の個体間のばらつきを考慮した圧電ト
ランスの駆動回路の動作について、負荷２２として冷陰
極管を用いて、図３、図４及び図５を参照しながら説明
する。
【００６９】図３において、まず、圧電トランスのイン
ピーダンスや共振周波数等の特性ばらつき度合いを検出
するため、基準設定制御回路２３によって、冷陰極管を
点灯させるよりも十分小さい数Ｖ程度の振幅の電圧を圧
電トランス２１の一次側に印加する。負荷２２が冷陰極
管の場合、冷陰極管を点灯させるためには数ｋＶオーダ
の電圧を印加する必要があるが、圧電トランス２１の一
次側に数Ｖ程度しか電圧を供給しなければ、冷陰極管は
数百ＭΩ以上の高インピーダンス状態にあり、圧電トラ
ンス２１は二次側が開放状態と同様であるとみなされ
る。
【００７０】電圧設定回路２８が電圧制御信号選択回路
２９を介して駆動電圧制御回路３０に駆動電圧制御信号
を設定し、周波数設定回路２４が周波数制御信号選択回
路２５を介して、圧電トランス２１の共振周波数ばらつ
きを考慮した範囲内での周波数制御信号を設定する。そ
れらの制御信号に基づいて、スイッチング素子や誘導素
子等により構成され、圧電トランス２１に供給するため
に必要な電圧に昇圧したり、或いは必要な電流を供給す
ることができる入力電力制御回路２７が、圧電トランス
２１の一次側に冷陰極管を点灯させるよりも十分小さい
数Ｖ程度の電圧を印加する。
【００７１】トランス入力設定回路３５には、使用され
る可能性のある圧電トランスの特性パラメータ、例えば
インピーダンスや電流等の周波数特性に対する値が設定
される。例えば図５に示すように、圧電トランス２１が
予め３つのグループに分類され、トランス入力設定回路
３５に、駆動周波数がｆp1で圧電トランスの特性パラメ
ータがａ1と設定されているとすると、トランス入力検
出回路３４で検出された値に基づく信号がｂ1であれ
ば、トランス入力比較回路３６は、トランス入力検出回
路３４からの信号ｂ1が入力設定回路３５の設定値ａ1よ
りも特性パラメータは大きいと判断する。その判断結果
は、制御信号選択回路３７を介して基準設定制御回路２
３に送られ、基準設定制御回路２３は、現在、駆動回路
に接続されている圧電トランス２１は特性Ｂの圧電トラ
ンスであると判断する。この測定・制御を１度だけ、或
いは駆動周波数を変化させて複数回行うことで、圧電ト
ランス２１の特性を検出することができる。
【００７２】なお、圧電トランスの特性パラメータとし
て、インピーダンスの周波数特性に対する値以外に、効
率や昇圧比の周波数特性に対する値を用いることもでき
る。
【００７３】この検出された特性に基づいて、基準設定
制御回路２３により、圧電トランス２１に印加する電圧
の振幅及び周波数が設定され、周波数設定回路２４が第
一の周波数ｆBηHを、電圧設定回路２８が第一の振幅の
電圧ＶB1をそれぞれ設定すると共に、周波数制御信号選
択回路２５は、駆動周波数制御回路２６の制御信号とし
て周波数設定回路２４からの信号を選択し、電圧制御信
号選択回路２９は、駆動電圧制御回路３０の制御信号と
して電圧設定回路２８からの信号を選択する。駆動周波
数制御回路２６からの駆動周波数制御信号と、駆動電圧
制御回路３０からの駆動電圧制御信号とに基づいて、入
力電力制御回路２７が、圧電トランス２１の一次側に電
力を供給する。
【００７４】負荷２２である冷陰極管には、点灯するま
でほとんど電流は流れないが、冷陰極管が点灯しはじめ
ると電流が流れはじめる。負荷２２からの出力を検出す
る負荷出力検出回路３１の出力信号が、圧電トランス２
１の駆動周波数と電圧の振幅を変化させるために予め設
定した比較出力設定回路３２の出力レベルに達したこと
を、負荷出力比較回路３３が検出すると、負荷出力比較
回路３３は、制御信号選択回路３７を介して基準設定制
御回路２３に信号を送る。
【００７５】基準設定制御回路２３は、周波数設定回路
２４及び電圧設定回路２８を制御して、それぞれ第二の
周波数ｆBηL、及び第二の振幅の電圧ＶＢ２に設定する
ことで、圧電トランス２１の駆動周波数を、第一の周波
数ｆBηHから第二の周波数ｆ BηLまで、周波数掃引する
ことなく変更することができ、また圧電トランス２１の
駆動電圧も同様に、第一の振幅電圧ＶB1から第二の振幅
電圧ＶB2に変更することができる。
【００７６】更に、冷陰極管である負荷２２が定常的に
点灯しはじめると、基準設定制御回路２３は、周波数制
御選択回路２５と電圧制御信号選択回路２９を制御し
て、負荷出力検出回路３１の出力信号が、周波数制御信
号選択回路２５を介して駆動周波数制御回路２６に、電
圧制御信号選択回路２９を介して駆動電圧制御回路３０
にそれぞれ送され、圧電トランス２１の駆動周波数或い
は駆動電圧を制御することで、点灯している冷陰極管の
明るさが一定になるよう制御することができ、また冷陰
極管の明るさを変化させて一定の明るさになるよう制御
する、即ち調光することもできる。
【００７７】また、図５は、本発明の第２の実施形態に
係る圧電トランスの駆動回路の変形例を示すブロック図
である。
【００７８】図５の駆動回路と、図３の駆動回路との違
いは、圧電トランス２１の特性パラメータの検出を、圧
電トランス２１の二次側で行うのと、一次側で行うのと
の違いである。図５における駆動回路では、圧電トラン
ス２１の特性パラメータの検出を二次側に接続されたト
ランス出力検出回路３８で行い、使用される可能性のあ
る圧電トランス２１の特性パラメータをトランス出力設
定回路３９で設定し、更にトランス出力比較回路４０
が、駆動回路に接続された圧電トランス２１の特性パラ
メータがどの特性であるかを判断した結果を、制御信号
選択回路３７を介して、基準設定制御回路２３に送る。
駆動回路に接続された圧電トランス２１の特性を検出し
た後の駆動回路の動作は、図３に示す駆動回路の動作と
同様である。
【００７９】以上、本実施形態では、圧電トランスに接
続する負荷のインピーダンス変化に対して常に最大駆動
効率となるように設定した場合について説明したが、本
発明は、負荷のインピーダンス変化に対して常に最大効
率を示す制御に限定されるわけではなく、最大昇圧比と
なるように設定することも可能である。また、負荷のイ
ンピーダンスが高い時は、最大の昇圧比を示す周波数で
駆動し、負荷のインピーダンスが低い時には、最大の駆
動効率を示す周波数で駆動するというように、駆動周波
数を掃引することなく複数の周波数で圧電トランスを駆
動することもできる。
【００８０】また、本実施形態は、図３及び図５に示し
た構成要素からなる駆動回路によってのみ実現できるも
のではなく、図３及び図５の構成要素が果たす機能を別
の構成要素で果たすことができれば構わない。
【００８１】また、図３におけるトランス入力検出回路
３４からの信号に基づいて、圧電トランス２１の特性を
判別すること、図５におけるトランス出力検出回路３８
からの信号に基づいて、圧電トランス２１の特性を判別
すること、及び図３、図５における負荷出力検出回路３
１からの信号に基づいた、圧電トランスの駆動周波数及
び駆動電圧の設定、という制御部の機能を、マイクロコ
ンピュータやメモリ等のデータ蓄積装置等の周辺装置等
を用いて、ソフト的に処理して実現ことも可能である。
【００８２】なお、第１および第２の実施形態では、圧
電トランスの駆動周波数及び駆動電圧として、第一の周
波数及び第一の振幅を有する電圧から第二の周波数及び
第二の振幅を有する電圧への変更を、負荷インピーダン
スの変化が所定値に達したことを検出して行なったが、
他の方法として、圧電トランスの特性に応じて、負荷へ
の電力供給を開始した時点からの経過時間が所定値に達
したことを検出することで行なってもよい。
【００８３】（第３の実施形態）図８に、本発明の第３
の実施形態として、第１または第２の実施形態に係る圧
電トランスの駆動回路を、液晶ディスプレイや液晶モニ
タ等の液晶パネルのバックライトである冷陰極管を駆動
するインバータ回路として用いた場合の内部構成を示
す。図８において、８１は液晶パネル、８２は冷陰極
管、８３はインバータ回路である。
【００８４】従来の電磁方式のトランスでは、冷陰極管
の点灯開始時の高電圧を常に出力しておかなければなら
なかった。しかしながら、圧電トランスを用いること
で、冷陰極管の点灯開始時や点灯時の負荷変動に応じ
て、圧電トランスの出力電圧が変化するため、液晶パネ
ルに搭載された別の回路系への悪影響を解消することが
できる。また、冷陰極管への出力電圧がほぼ正弦波状で
あるため、冷陰極管の点灯に寄与しない不要な周波数成
分も低減することができる。
【００８５】また、電磁トランスよりも圧電トランスの
方が、単位体積当たりに扱うことができる電気エネルギ
ーが大きいので、体積を低減でき、更に圧電トランスは
矩形板の長さ振動を用いているため、その形状から薄型
化にも有利である。その結果、液晶パネルの縁部等の狭
い場所にでも搭載することができ、液晶パネル自体の小
型、軽量化にもつながる。
【００８６】（第４の実施形態）図９に、本発明の第４
の実施形態として、第３の実施形態に係る液晶パネルを
携帯電話に搭載した場合の外観構成を示す。第３の実施
形態による液晶パネル、すなわち第１または第２の実施
形態による圧電トランスの駆動回路を内蔵した液晶パネ
ル８１を、機器として例えば携帯電話９０に搭載するこ
とで、冷陰極管を点灯させる際に駆動周波数を掃引しな
いので、従来技術の問題として挙げた機器へのノイズや
混変調による悪影響を解消することができる。
【００８７】なお、本実施形態では、第３の実施形態に
係る液晶パネルを携帯電話に搭載した場合について説明
したが、この他に、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal D
igital Assistant）や通信端末等に搭載しても同様の利
点が得られる。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷のインピーダンス変化に関わらず、高い駆動効率で
圧電トランスを駆動することができる。また、負荷のイ
ンピーダンスの急激な変化に対して、圧電トランスに大
電流が流れ難くなるので、圧電トランスに発生する大き
な歪みを抑制して、圧電トランス自体に対する機械的な
ダメージも抑制することができる。
【００８９】また、負荷に定常的に第一の電力（例え
ば、電圧で数ｋＶオーダ）を供給する前に、圧電トラン
スの二次側が開放状態における共振周波数よりも高い周
波数から所定の範囲内で、１点或いは複数点での周波数
について、第一の電力よりも十分小さい第二の電力（例
えば、電圧で数Ｖオーダ）を供給して、圧電トランスの
特性、例えばインピーダンスや電圧等の測定値に基づい
て、負荷に第一の電力を供給する際の圧電トランス駆動
周波数を設定することで、圧電トランスの形状や材料特
性等に起因した特性バラツキに対応して、高い駆動効率
で圧電トランスを駆動することができる。
【００９０】また、使用する圧電トランスを特性パラメ
ータ、例えばインピーダンスや電流等の周波数特性に基
づいて予め分類し、分類した圧電トランスについて、周
波数に対する特性パラメータを予め設定することで、仕
様の異なる圧電トランスも高い駆動効率で駆動すること
ができる。
【００９１】さらに、本発明の駆動回路により冷陰極管
を発光制御する冷陰極管発光装置を液晶パネルに内蔵
し、この液晶パネルを携帯電話、情報携帯端末（ＰＤ
Ａ：Personal Digital Assistant）、通信端末等の機器
に組み込むことで、冷陰極管を点灯させる際に駆動周波
数を掃引しないので、機器に対してノイズや混変調によ
る悪影響を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランス
の駆動回路の一構成例を示すブロック図
【図２】 圧電トランスに接続された負荷のインピーダ
ンスに対する昇圧比と駆動効率を示す図
【図３】 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランス
の駆動回路の一構成例を示すブロック図
【図４】 本発明の第２の実施形態における圧電トラン
スの駆動周波数に対する特性パラメータを示す図
【図５】 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランス
の駆動回路の変形例を示すブロック図
【図６】 従来の圧電トランス駆動装置の一例を示すブ
ロック図
【図７】 圧電トランスの駆動周波数に対する昇圧比と
駆動効率を示す図
【図８】 本発明の第３の実施形態に係る液晶パネルの
内部構成を示す概略図
【図９】 本発明の第４の実施形態に係る携帯電話の概
略構成を示す平面図
【符号の説明】
１、２１、１０１ 圧電トランス ２、２２ 負荷 ３、２３ 基準設定制御回路 ４、２４ 周波数設定回路 ５、２５ 周波数制御信号選択回路 ６、２６ 駆動周波数制御回路 ７、２７ 入力電力制御回路 ８、２８ 電圧設定回路 ９、２９ 電圧制御信号選択回路 １０、３０ 駆動電圧制御回路 １１、３１ 負荷出力検出回路 １２、３２ 比較出力設定回路 １３ 比較回路 ３３ 負荷出力比較回路 ３４ トランス入力検出回路 ３５ トランス入力設定回路 ３６ トランス入力比較回路 ３７ 制御信号選択回路 ３８ トランス出力検出回路 ３９ トランス出力設定回路 ４０ トランス出力比較回路 ８１ 液晶パネル ８２、１０２ 冷陰極管 ８３ インバータ回路 ９０ 携帯電話 １０３ 可変電圧装置 １０４ 積分回路 １０５ 電圧レベルシフト回路 １０６ 無安定マルチバイブレータ １０７ 電流増幅回路 １０８ 巻線トランス １０９ 負荷電流検出回路 １１０ 交流電圧整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 ５Ｈ７３０ Ｈ０１Ｌ 41/107 Ｈ０２Ｍ 3/24 Ｈ Ｈ０２Ｍ 3/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｆ Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ Ｈ０１Ｌ 41/08 Ａ (72)発明者 守時 克典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山口 健 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NC42 NC52 NC68 ND39 ND42 ND60 NE06 3K072 AA19 AC02 BC07 CA16 DE02 DE04 DE07 GB01 GC04 HA05 HA06 5C006 AF54 BF38 BF46 EA01 5C080 AA04 AA10 BB09 DD12 DD26 JJ02 JJ05 JJ06 5H007 AA06 AA17 BB03 CA00 CB04 CB09 CC32 DC02 EA09 FA03 5H730 AA14 AA20 AS11 BB21 BB57 DD01 EE48 FD31 FG07 FG22 XX15

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形
    成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換して
    二次側電極から出力する圧電トランスを駆動する方法で
    あって、 予め設定された第一の周波数で前記圧電トランスを駆動
    し、 前記圧電トランスの二次側に接続された負荷に対する電
    力供給を開始し、 電力供給中に前記負荷のインピーダンスが変化して所定
    のインピーダンスに達した時に、前記圧電トランスの駆
    動周波数を、前記第一の周波数から掃引することなく、
    予め設定された第二の周波数に変化させて前記圧電トラ
    ンスを駆動することを特徴とする圧電トランスの駆動方
    法。
  2. 【請求項２】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形
    成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換して
    二次側電極から出力する圧電トランスを駆動する方法で
    あって、 前記圧電トランスに接続された負荷に定常的に第一の電
    力を供給する前に、前記第一の電力よりも十分小さい第
    二の電力を供給し、前記圧電トランスの特性を検出し
    て、定常的に前記第一の電力を供給する際の前記圧電ト
    ランスの駆動周波数を設定することを特徴とする圧電ト
    ランスの駆動方法。
  3. 【請求項３】 前記負荷は、供給される電力量の増大に
    応じて、高インピーダンス状態から低インピーダンス状
    態へと変化し、前記第一の電力は、前記負荷を低インピ
    ーダンス状態にするのに必要な大きさを有し、前記第二
    の電力は、前記負荷を高インピーダンス状態に保持する
    だけの大きさを有することを特徴とする請求項２記載の
    圧電トランスの駆動方法。
  4. 【請求項４】 前記負荷に対する電力供給を開始する際
    には、第一の周波数で前記圧電トランスを駆動し、前記
    負荷に定常的に電力を供給する際には、周波数を掃引す
    ることなく第二の周波数に変化させて、前記圧電トラン
    スを駆動することを特徴とする請求項２記載の圧電トラ
    ンスの駆動方法。
  5. 【請求項５】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形
    成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換して
    二次側電極から出力する圧電トランスを駆動する方法で
    あって、 予め圧電トランスをある特性パラメータにより分類し、 予め設定された第一の周波数で前記圧電トランスを駆動
    した結果と、前記特性パラメータにより分類した結果と
    に基づいて、前記圧電トランスの特性を推定して、第二
    の周波数を決定し、 前記圧電トランスの二次側に接続された負荷に対する電
    力供給を開始し、 電力供給中に前記負荷のインピーダンスが変化して所定
    のインピーダンスに達した時に、前記圧電トランスの駆
    動周波数を、前記第一の周波数から掃引することなく、
    前記第二の周波数に変化させて前記圧電トランスを駆動
    することを特徴とする圧電トランスの駆動方法。
  6. 【請求項６】 前記圧電トランスを前記ある特性パラメ
    ータにより分類すると共に、前記負荷を前記特性パラメ
    ータもしくは別の特性パラメータにより分類し、 前記圧電トランスの分類結果と前記負荷の分類結果とに
    基づいて、前記第二の周波数を決定することを特徴とす
    る請求項５記載の圧電トランスの駆動方法。
  7. 【請求項７】 前記負荷は冷陰極管であることを特徴と
    する請求項１から６のいずれか一項記載の圧電トランス
    の駆動方法。
  8. 【請求項８】 前記圧電トランスの駆動制御をマイクロ
    コンピュータとその周辺装置を用いて行うことを特徴と
    する請求項１から６のいずれか一項記載の圧電トランス
    の駆動方法。
  9. 【請求項９】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形
    成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換して
    二次側電極から出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された負荷のインピー
    ダンスが所定値に達したことを検出する負荷出力検出部
    と、 前記圧電トランスの駆動周波数を、前記負荷に対する電
    力供給の開始時には第一の周波数に設定し、前記負荷出
    力検出部による検出結果に応じて、前記第一の周波数か
    ら第二の周波数へと掃引することなく変化させる制御部
    とを少なくとも備えたことを特徴とする圧電トランスの
    駆動回路。
  10. 【請求項１０】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が
    形成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換し
    て二次側電極から出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された負荷のインピー
    ダンスが所定値に達したことを検出する負荷出力検出部
    と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記負荷に定常的に第一の電力を供給する前に、前記第
    一の電力よりも十分小さい第二の電力で前記圧電トラン
    スを駆動制御し、前記トランス特性検出部により検出さ
    れた前記圧電トランスの特性に基づいて、定常的に前記
    第一の電力を供給する際に、前記負荷出力検出部による
    検出結果に応じて、前記圧電トランスの駆動周波数を設
    定制御する制御部とを少なくとも備えたことを特徴とす
    る圧電トランスの駆動回路。
  11. 【請求項１１】 前記負荷は、供給される電力量の増大
    に応じて、高インピーダンス状態から低インピーダンス
    状態へと変化し、前記第一の電力は、前記負荷を低イン
    ピーダンス状態にするのに必要な大きさを有し、前記第
    二の電力は、前記負荷を高インピーダンス状態に保持す
    るだけの大きさを有することを特徴とする請求項１０記
    載の圧電トランスの駆動回路。
  12. 【請求項１２】 前記制御部は、前記負荷に対する電力
    供給を開始する際には、第一の周波数で前記圧電トラン
    スを駆動制御し、前記負荷に定常的に電力を供給する際
    には、前記負荷出力検出部による検出結果に応じて、周
    波数を掃引することなく第二の周波数に変化させて、前
    記圧電トランスを駆動制御することを特徴とする請求項
    １０記載の圧電トランスの駆動回路。
  13. 【請求項１３】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が
    形成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換し
    て二次側電極から出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された負荷のインピー
    ダンスが所定値に達したことを検出する負荷出力検出部
    と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記圧電トランスは予めある特性パラメータにより分類
    され、前記特性パラメータにより分類した結果と、予め
    設定された第一の周波数で前記圧電トランスを駆動した
    際の前記トランス特性検出部による検出結果とに基づい
    て、前記圧電トランスの特性を推定して、第二の周波数
    を決定し、前記圧電トランスの駆動周波数を、前記負荷
    に対する電力供給の開始時には前記第一の周波数に設定
    し、前記負荷出力検出部による検出結果に応じて、前記
    第一の周波数から前記第二の周波数へと掃引することな
    く変化させる制御部とを少なくとも備えたことを特徴と
    する圧電トランスの駆動回路。
  14. 【請求項１４】 前記負荷は前記特性パラメータもしく
    は別の特性パラメータにより分類され、前記制御部は、
    前記圧電トランスおよび前記負荷の分類結果に基づい
    て、前記第二の周波数を決定することを特徴とする請求
    項１３記載の圧電トランスの駆動回路。
  15. 【請求項１５】 前記負荷は冷陰極管であることを特徴
    とする請求項８から１４のいずれか一項記載の圧電トラ
    ンスの駆動回路。
  16. 【請求項１６】 前記制御部は、マイクロコンピュータ
    とその周辺装置からなることを特徴とする請求項１から
    １４のいずれか一項記載の圧電トランスの駆動回路。
  17. 【請求項１７】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が
    形成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換し
    て二次側電極から出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの駆動周波数を、前記冷陰極管に対す
    る電力供給の開始時には第一の周波数に設定し、前記冷
    陰極管出力検出部による検出結果に応じて、前記第一の
    周波数から第二の周波数へと掃引することなく変化させ
    る制御部とを少なくとも備えたことを特徴とする冷陰極
    管発光装置。
  18. 【請求項１８】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が
    形成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換し
    て二次側電極から出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記冷陰極管に定常的に第一の電力を供給する前に、前
    記冷陰極管が点灯しない大きさの第二の電力で前記圧電
    トランスを駆動制御し、前記トランス特性検出部により
    検出された前記圧電トランスの特性に基づいて、定常的
    に前記第一の電力を供給する際に、前記冷陰極管出力検
    出部による検出結果に応じて、前記圧電トランスの駆動
    周波数を設定制御する制御部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする冷陰極管発光装置。
  19. 【請求項１９】 圧電体に一次側電極及び二次側電極が
    形成され、一次側電極から入力された交流電圧を変換し
    て二次側電極から出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記圧電トランスは予めある特性パラメータにより分類
    され、前記特性パラメータにより分類した結果と、予め
    設定された第一の周波数で前記圧電トランスを駆動した
    際の前記トランス特性検出部による検出結果とに基づい
    て、前記圧電トランスの特性を推定して、第二の周波数
    を決定し、前記圧電トランスの駆動周波数を、前記冷陰
    極管に対する電力供給の開始時には前記第一の周波数に
    設定し、前記冷陰極管出力検出部による検出結果に応じ
    て、前記第一の周波数から前記第二の周波数へと掃引す
    ることなく変化させる制御部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする冷陰極管発光装置。
  20. 【請求項２０】 内蔵の冷陰極管発光装置により輝度制
    御される液晶パネルであって、 前記冷陰極管発光装置は、 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
    電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
    出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの駆動周波数を、前記冷陰極管に対す
    る電力供給の開始時には第一の周波数に設定し、前記冷
    陰極管出力検出部による検出結果に応じて、前記第一の
    周波数から第二の周波数へと掃引することなく変化させ
    る制御部とを少なくとも備えたことを特徴とする液晶パ
    ネル。
  21. 【請求項２１】 内蔵の冷陰極管発光装置により輝度制
    御される液晶パネルであって、 前記冷陰極管発光装置は、 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
    電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
    出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記冷陰極管に定常的に第一の電力を供給する前に、前
    記冷陰極管が点灯しない大きさの第二の電力で前記圧電
    トランスを駆動制御し、前記トランス特性検出部により
    検出された前記圧電トランスの特性に基づいて、定常的
    に前記第一の電力を供給する際に、前記冷陰極管出力検
    出部による検出結果に応じて、前記圧電トランスの駆動
    周波数を設定制御する制御部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする冷陰極管発光装置。
  22. 【請求項２２】 内蔵の冷陰極管発光装置により輝度制
    御される液晶パネルであって、 前記冷陰極管発光装置は、 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
    電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
    出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記圧電トランスは予めある特性パラメータにより分類
    され、前記特性パラメータにより分類した結果と、予め
    設定された第一の周波数で前記圧電トランスを駆動した
    際の前記トランス特性検出部による検出結果とに基づい
    て、前記圧電トランスの特性を推定して、第二の周波数
    を決定し、前記圧電トランスの駆動周波数を、前記冷陰
    極管に対する電力供給の開始時には前記第一の周波数に
    設定し、前記冷陰極管出力検出部による検出結果に応じ
    て、前記第一の周波数から前記第二の周波数へと掃引す
    ることなく変化させる制御部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする液晶パネル。
  23. 【請求項２３】 内蔵の冷陰極管発光装置により輝度制
    御される液晶パネルが組み込まれた機器であって、 前記冷陰極管発光装置は、 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
    電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
    出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの駆動周波数を、前記冷陰極管に対す
    る電力供給の開始時には第一の周波数に設定し、前記冷
    陰極管出力検出部による検出結果に応じて、前記第一の
    周波数から第二の周波数へと掃引することなく変化させ
    る制御部とを少なくとも備えたことを特徴とする液晶パ
    ネル組込み機器。
  24. 【請求項２４】 内蔵の冷陰極管発光装置により輝度制
    御される液晶パネルが組み込まれた機器であって、 前記冷陰極管発光装置は、 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
    電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
    出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記冷陰極管に定常的に第一の電力を供給する前に、前
    記冷陰極管が点灯しない大きさの第二の電力で前記圧電
    トランスを駆動制御し、前記トランス特性検出部により
    検出された前記圧電トランスの特性に基づいて、定常的
    に前記第一の電力を供給する際に、前記冷陰極管出力検
    出部による検出結果に応じて、前記圧電トランスの駆動
    周波数を設定制御する制御部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする液晶パネル組込み機器。
  25. 【請求項２５】 内蔵の冷陰極管発光装置により輝度制
    御される液晶パネルが組み込まれた機器であって、 前記冷陰極管発光装置は、 圧電体に一次側電極及び二次側電極が形成され、一次側
    電極から入力された交流電圧を変換して二次側電極から
    出力する圧電トランスと、 前記圧電トランスの二次側に接続された冷陰極管と、 前記冷陰極管のインピーダンスが所定値に達したことを
    検出する冷陰極管出力検出部と、 前記圧電トランスの特性を検出するトランス特性検出部
    と、 前記圧電トランスは予めある特性パラメータにより分類
    され、前記特性パラメータにより分類した結果と、予め
    設定された第一の周波数で前記圧電トランスを駆動した
    際の前記トランス特性検出部による検出結果とに基づい
    て、前記圧電トランスの特性を推定して、第二の周波数
    を決定し、前記圧電トランスの駆動周波数を、前記冷陰
    極管に対する電力供給の開始時には前記第一の周波数に
    設定し、前記冷陰極管出力検出部による検出結果に応じ
    て、前記第一の周波数から前記第二の周波数へと掃引す
    ることなく変化させる制御部とを少なくとも備えたこと
    を特徴とする液晶パネル組込み機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010035314A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Tamura Seisakusho Co Ltd 圧電トランスの制御回路および圧電トランスの制御方法

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