JP2006344580A - 放電管点灯装置、光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電の異常が発生したとき、バランスコイルが焼損し、あるいは、プリント基板の発熱による基板の炭化が生じることを未然に防ぐ。
【解決手段】バランスコイルと放電管との接続点の電圧を時間微分した微分電圧または分圧した電圧を発生させ、微分電圧または分圧電圧のピーク値が基準電圧以上となるときにインバータ回路からの交流電流の供給を停止させる制御部を備える放電管点灯装置とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、放電管点灯装置、光源装置および表示装置に関し、特に、多数の放電管をより少ない個数のインバータ回路を用いて点灯させるためのバランスコイルを有する放電管点灯装置、このような放電管点灯装置を用いる光源装置および表示装置に関する。

近年、液晶を用いた画像の表示装置が広範に用いられている。この表示装置は液晶の裏面から光を照射するための光源装置が必要とされ、この様な光源装置は、一般的にバックライトと称されている。表示装置の大型化に伴い、表示装置を構成するバックライトも大型化が進み、バックライトに、放電管を用いるようになった。しかしながら、放電管の各々を個々に設けた駆動回路でドライブすることは効率的ではなく、１のインバータ回路によって複数数の放電管を点灯する放電管点灯装置を用い、このような放電管点灯装置によって、複数の放電管からなる放電管部を駆動する光源装置を用いるようにしている。また、さらに、大型化したバックライトでは、インバータを複数個用い、これらのインバータの個数よりも多い個数の放電管によってバックライトを構成している。

このように、1のインバータ回路で複数の放電管を点灯する場合には、各々の放電管に流れる電流に不均一が生じるという問題があり、これを解決するために、バランスコイルを採用した例が報告されている（特許文献１を参照）。

また、バランスコイルを用いた場合に、放電管の１つが放電をしない場合には、バランスコイルの巻線の両端に過大な電圧が発生してバランスコイルの巻線を損傷するので、巻線ごとにダイアックを並列に配置して巻線の保護を行おうとする例が報告されている。さらに、いずれかの巻線に発生する電圧がツェナー・ダイオードの降伏電圧を超えた場合にフォトカプラに電流が流れることにより放電装置の異常を検出する例も報告されている（特許文献２を参照）。

バランスコイルの１例を図１１に示す（特許文献３を参照）。図１１の（Ｂ）に示すのはバランスコイル３０の組み立て図であり、図１１の（Ａ）に示すのはバランスコイル３０を構成するボビンの平面図である。ボビン２０は、中間部の主仕切り２２で巻枠部分が２つの巻線領域に分けられ、更に両巻線領域に補助仕切り２４が設けられて複数のセクション（ここでは２セクション）に分けられた形状である。２つの巻線は、中間部に主仕切り２２を形成した単一のボビン上の各巻線領域に互いに分離して巻かれ、且つ各巻線は各々補助仕切り２４によって分けられた２セクションに分割して巻き付けられている。このボビン２０は、電気絶縁材料からなる一体成形品である。このように、２巻線が別々に施され、端子２６を有するボビンに、磁気コア２８を組み合わせることでバランスコイル３０が組み立てられる。この例では、各巻線領域にそれぞれ１個の補助仕切りを設けて２セクション構造にしているが、各巻線領域にそれぞれ２個の補助仕切りを設けて３セクション構造としてもよい。勿論、それ以上多く分割しても構わないが、セクション数は、巻数とコイル線径などを勘案して決定される。磁気コアは、ＮｉＺｎ系フェライトあるいはＭｎＺｎ系フェライトなどの高透磁率磁性材料からなるＥ型コアを、２個、脚部先端が衝合するように対向配置するように組み合わせる構造とされている。
特開昭５６−８６４９５号公報 特開２００４−３３５４４３号公報 特開２００５−３１７２５３号公報

上述のように、バランスコイルを用いる場合には、放電管の電流バランスという課題は解決できるが、バランスコイルから放電管につながるラインが、配線パターンの断線やコネクタの接続不良等で接続されないときには、ラインが切断された側に対応するバランスコイルの巻線には大きな電圧が生じることが想定され、そのような場合にはパターン間、コイルの巻線間、巻線と磁気回路を形成するコア間で放電現象を生じて異臭が発生する虞や、バランスコイルが焼損し、あるいは、プリント基板の発熱による基板の炭化が生じる虞がある。

このような課題に対する上述の対策である、巻線ごとにダイアックを並列に配置する場合には、対策が高価になるとともに巻線の所定時間の保護という課題が解決できるのみであり、ダイアックに対する電圧の印加が長時間に及ぶ場合にはダイアックが損傷してその保護効果も損なわれるおそれがあった。また、フォトカプラを用いた検出回路は、バランスコイルの巻線両端の電圧異常が検出できるに過ぎず、電圧異常を検出した後の措置についての提示はなかった。

本発明は、上述の課題を確実にかつ安価に解決する放電管点灯装置、このような放電管点灯装置を用いる光源装置および表示装置を提供するものである。

本発明の放電管点灯装置は、複数の放電管を駆動する光源装置であって、巻線入力端と複数の巻線出力端とを有し、前記複数の巻線出力端の各々に前記複数の放電管が接続されるバランスコイルと、前記巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、前記巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、前記検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに前記電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部と、を備える。

この放電管点灯装置では、巻線入力端と複数の巻線出力端とを有するバランスコイルと、巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、を備え、バランスコイルの作用によって各々の放電管に流れる電流を均一化する。

また、巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部を備え、基板の損傷、バランスコイルの損傷を未然に防ぐ。

ここで、バランスコイルとは、バランストランスまたはコモンモードチョークコイルとも称されるものであり、複数の巻線を相互に接続して、入力端と複数の出力端とを設け、この複数の巻線の各々が生じる磁束を他の巻線の全部または一部と相互に鎖交させ、磁束を打ち消しあうことによって、複数の出力端の各々に所定値の電流を流すように磁気回路が形成されたものである。

本発明の光源装置は、巻線入力端と複数の巻線出力端とを有するバランスコイルと、前記バランスコイルの前記複数の巻線出力端ごとに各々の放電管が接続される複数の放電管からなる放電管部と、前記巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、前記巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、前記検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに前記電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部と、を備える。

この光源装置では、巻線入力端と複数の巻線出力端とを有するバランスコイルと、バランスコイルの複数の巻線出力端ごとに各々の放電管が接続される複数の放電管からなる放電管部と、巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、を備え、バランスコイルの作用によって各々の放電管に流れる電流を均一化する。

また、巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部を備え、基板の損傷、バランスコイルの損傷を未然に防ぐ。

本発明の表示装置は、画像情報を表示する液晶表示パネルと前記液晶表示パネルの画像表示面の裏面側に配置される放電管部と前記放電管部を駆動する放電管点灯装置とを備える表示装置であって、前記放電管点灯装置は、巻線入力端と複数の巻線出力端とを有し、前記複数の巻線出力端の各々に前記複数の放電管が接続されるバランスコイルと、前記巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、前記巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、前記検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに前記電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部と、を備える。

この表示装置は、画像情報を表示する液晶表示パネルと液晶表示パネルの画像表示面の裏面側に配置される放電管部と放電管部を駆動する放電管点灯装置を備える表示装置である。そして、放電管点灯装置は、巻線入力端と複数の巻線出力端とを有するバランスコイルと、巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、を備え、バランスコイルの作用によって各々の放電管に流れる電流を均一化する。また、巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部を備え、基板の損傷、バランスコイルの損傷を未然に防ぐ。

本発明の、放電管点灯装置、このような放電管点灯装置を用いる照明装置および表示装置によれば、バランスコイルを用いることによって想定される問題である、バランスコイルの焼損、あるいは、プリント基板の発熱による基板の炭化を未然に防止する。

以下、本発明の実施形態を図１ないし図１０を参照しながら具体的に説明する。

図１ないし図３に沿って本実施形態の光源装置１０におけるバランスコイルＬｂの動作原理を示す。図１に示す光源装置１０は、電力部の一実施形態であるインバータ回路ＣｉとバランスコイルＬｂとを有する放電管点灯装置を備えている。放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２は放電管部Ｌｐを形成しており、放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２の各々は、導電電極Ｄｍ１と導電電極Ｄｍ２とを有し、各々の導電電極Ｄｍ１は線材を介してコネクタＣＮ１ａに接続され、各々の導電電極Ｄｍ２は線材を介してコネクタＣＮ２ａに接続されている。一方、コネクタＣＮ１ａと組み合わせて用いられるコネクタＣＮ１ｂは、バランスコイルＬｂの巻線出力端Ｌｂｏ１および巻線出力端Ｌｂｏ２の各々に接続され、コネクタＣＮ２ａと組み合わせて用いられるコネクタＣＮ２ｂは、インバータ回路Ｃｉと接続されるようになされている。すなわち、コネクタＣＮ１ａおよびコネクタＣＮ２ａの各々は、棒状の導体で形成される、いわゆるオス側接点である接点Ｃ１ａ１、接点Ｃ１ａ２、接点Ｃ２ａ１、接点Ｃ２ａ２を有し、コネクタＣＮ１ｂおよびコネクタＣＮ２ｂの各々は、このオス側をバネ圧で圧着する導体で形成される、いわゆるメス側接点である接点Ｃ１ｂ１、接点Ｃ１ｂ２、接点Ｃ２ｂ１、接点Ｃ２ｂ２を有している。

ここで、接点Ｃ１ａ１と接点Ｃ１ｂ１、接点Ｃ１ａ２と接点Ｃ１ｂ２、接点Ｃ２ａ１と接点Ｃ２ｂ１、接点Ｃ２ａ２と接点Ｃ２ｂ２との各々が接触して回路が形成される。このようにして、光源装置１０から放電管部Ｌｐの着脱が可能とされている。なお、コネクタＣＮ１ａ、コネクタＣＮ２ａ、コネクタＣＮ２ａおよびコネクタＣＮ２ｂの構造並びに接点の構造は上述したものに限られず、放電管部Ｌｐをインバータ回路ＣｉおよびバランスコイルＬｂに着脱可能となるように接続できるものであればどのようなものであっても良く、接点のオス側、メス側をいずれの側に配置するかの限定もなく、接点の構造は、両方の回路に接続される接点を圧接する構造であっても良い。このように、インバータ回路ＣｉとバランスコイルＬｂとが配された基板と、放電管部Ｌｐとを着脱可能とすることによって、装置の組み立て、保守を容易としている。

インバータ回路Ｃｉは数１０ｋＨｚの交流の電力を供給するものである。また、バランスコイルＬｂには、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２とが同一のコアに巻回されており、磁気回路を共有している。そして、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２との１側端は相互に接続されており、バランスコイルＬｂの巻線入力端Ｌｂｉを形成し、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２との他側端は巻線出力端Ｌｂｏ１および巻線出力端Ｌｂｏ２を形成している。ここで、バランスコイルＬｂに付された黒丸印は巻き始めを示す。また、放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２の各々は、円柱状のガラスチューブの両端に導電電極Ｄｍ１と導電電極Ｄｍ２を配し、ガラスチューブの中には、ガスが封入されている。

バランスコイルＬｂの入力端Ｌｂｉには、インバータ回路Ｃｉが接続されている。バランスコイルＬｂの巻線出力端Ｌｂｏ１には、コネクタＣＮ１ａおよびコネクタＣＮ１ｂを介して、放電管Ｌｐ１の導電電極Ｄｍ１が接続され、バランスコイルＬｂの巻線出力端Ｌｂｏ２には、コネクタＣＮ１ａおよびコネクタＣＮ１ｂを介して、放電管Ｌｐ２の導電電極Ｄｍ１が接続されており、放電管Ｌｐ１の導電電極Ｄｍ２と放電管Ｌｐ２の導電電極Ｄｍ２とは相互に接続されており、コネクタＣＮ２ａおよびコネクタＣＮ２ｂを介してインバータ回路Ｃｉに接続されている。このように接続することによって、インバータ回路ＣｉはバランスコイルＬｂに発生する磁気を打ち消すように、放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２の各々に交流電流を流す。

すなわち、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２の各々の１側端は相互に接続され、巻線入力端Ｌｂｉを形成するので、巻線入力端Ｌｂｉから入力する電流は、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２とに分流して流れ、巻線出力端Ｌｂｏ１および巻線出力端Ｌｂｏ２から流れ出す。このときに、巻線Ｎ１で発生する磁束と巻線Ｎ２で発生する磁束の方向は逆向きとなり、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２の巻き数を等しくしておけば、巻線Ｎ１に流れる電流Ｉｎ１の大きさと、巻線Ｎ２に流れる電流Ｉｎ２の大きさとが等しい場合には、コア中の磁束は打ち消し合い、その大きさは零となる。

一方、電流Ｉｎ１の大きさと電流Ｉｎ２の大きさが等しくない場合には、コア中に磁束が発生し、この磁束によって、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２の両端には、電圧Ｖｎ１および電圧Ｖｎ２が発生する。このとき発生する電圧の向きは逆方向となる。そして、電流Ｉｎ１の大きさが電流Ｉｎ２の大きさより小さい場合には、電圧Ｖｎ１が加算された巻線出力端Ｌｂｏ１の電圧ＶＬｂｏ１の大きさは、電圧Ｖｎ２が加算された巻線出力端Ｌｂｏ２の電圧ＶＬｂｏ２の大きさよりも大きくなる。

反対に、電流Ｉｎ１の大きさが電流Ｉｎ２の大きさより大きい場合には、巻線出力端Ｌｂｏ１の電圧ＶＬｂｏ１の大きさは、巻線出力端Ｌｂｏ２の電圧ＶＬｂｏ２の大きさよりも小さくなる。この結果、巻線Ｎ１に流れる電流Ｉｎ１、すなわち、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさと、巻線Ｎ２に流れる電流Ｉｎ２の大きさ、すなわち、放電管Ｌｐ２に流れる電流の大きさは略等しくなるようなフィードバック作用が生じる。

このようにして、１のインバータ回路Ｃｉで放電管Ｌｐ１と放電管Ｌｐ２とを駆動する場合において、放電管Ｌｐ１と放電管Ｌｐ２の特性にばらつきがあったとしても、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさと、放電管Ｌｐ２に流れる電流の大きさとを等しくでき、この結果、放電管Ｌｐ１と放電管Ｌｐ２の発光輝度を等しいものに揃えることができる。

図２に、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさと、放電管Ｌｐ２に流れる電流の大きさとが等しい場合、すなわち、巻線Ｎ１に生じる電圧Ｖｎ１の大きさと、巻線Ｎ２に生じる電圧Ｖｎ２の大きさのいずれもが零である場合の、巻線出力端Ｌｂｏ１の電圧ＶＬｂｏ１の波形（この場合には、巻線出力端Ｌｂｏ２の電圧ＶＬｂｏ２の波形も同じである）を示す。ここで、電圧ＶＬｂｏ１の周期はインバータから出力される交流電流の繰り返しの周期と等しいものである。

図３に、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさが零である場合の、巻線出力端Ｌｂｏ１の電圧ＶＬｂｏ１の波形を示す。ここで、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさが零である場合としては、放電管Ｌｐ１が装着されていない場合、放電管Ｌｐ１に至る配線が接続されていない場合、例えば、配線パターンが断線している場合が該当する。また、巻線出力端Ｌｂｏ１と放電管Ｌｐ１の導電電極Ｄｍ１とを接続するためのコネクタＣＮ１ａとコネクタＣＮ１ｂが連結されていない場合（接点Ｃ１ａ１と接点Ｃ１ｂ１とが接触していない場合）、放電管Ｌｐ１の導電電極Ｄｍ２とインバータ回路Ｃｉとを接続するためのコネクタＣＮ２ａとコネクタＣＮ２ｂとが連結されていない場合（接点Ｃ２ａ１と接点Ｃ２ｂ１とが接触していない場合）も放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさが零である場合に該当する。同様に放電管Ｌｐ２に流れる電流の大きさが零である場合については、配線パターンが断線している場合、巻線出力端Ｌｂｏ２と放電管Ｌｐ２の導電電極Ｄｍ１とを接続するためのコネクタＣＮ１ａとコネクタＣＮ１ｂとが連結されていない場合（接点Ｃ１ａ２と接点Ｃ１ｂ２とが接触していない場合）、または、放電管Ｌｐ２の導電電極Ｄｍ２とインバータ回路Ｃｉとを接続するためのコネクタＣＮ２ａとコネクタＣＮ２ｂが連結されていない場合（接点Ｃ２ａ２と接点Ｃ２ｂ２とが接触していない場合）のいずれもが該当する。

図３に示すように、このときの、巻線出力端Ｌｂｏ１の電圧ＶＬｂｏ１の波形は、図２に示す波形と比較すると、そのピーク値がより大きくなり、さらに、インバータの周期よりも短い周期の成分が重畳している。

ここで、ピーク値がより大きくなる理由は、インバータの周期よりも短い周期の共振成分が重畳して、インバータ周期の信号のピーク値と一致することにも一因があるが、主なる原因は、放電管Ｌｐ１に流れる電流、すなわち、巻線Ｎ１を流れる電流Ｉｎ１が零であるために、バランスコイルＬｂのコア中における磁束の大きさが零とはならず、放電管Ｌｐ１に、コア中における磁束の大きさが零の場合よりも、より大きな電圧を電圧ＶＬｂｏ１の値として発生するためである。

また、インバータの周期よりも短い周期の共振成分が重畳するのは、放電管Ｌｐ１に流れる電流が零となることによって、巻線Ｎ１が開放状態なって、所謂、Ｑダンプされることがなく、バランスコイルＬｂおよびこれに接続される回路で共振が生じるからである。このような共振を生じさせるためのインダクタンス成分は、主として巻線Ｎ１の側に生じる漏れインダクタンスと配線パターンの有するインダクタンス成分であり、このような共振を生じさせるためのキャパシタンス成分は、主として、バランスコイルＬｂに生じる分布容量と配線パターンのキャパシタンス成分（浮遊容量）である。ここで、上述したように、放電管Ｌｐ１に流れる電流が零となる場合には、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２との各々に流れる電流の大きさが大きく異なるために、巻線Ｎ１によってバランスコイルＬｂのコア（図１１の磁気コア２８を参照）に発生する磁束と巻線Ｎ２によってバランスコイルＬｂのコアに発生する磁束とが打ち消すことがないことから、バランスコイルＬｂのコアにおける磁束密度は大きくなって、コアは磁気飽和を生じ、インダクタンスの大きさは、コアの非飽和時に較べて、非常に小さな値となる。

本実施形態では、バランスコイルＬｂのコアに磁気飽和が生じた場合における共振の周期は、インバータ回路Ｃｉから供給される交流電流の周期よりも短くなるように、予め、コアの形状、巻線Ｎ１および巻線Ｎ２の巻線数、巻線Ｎ１および巻線Ｎ２に発生する分布容量等が設定されている。なお、この共振の振幅の大きさは、Ｑダンプ量に応じたものであり、例えば、放電管Ｌｐ１の劣化により、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさが小さくなった場合にも、放電管Ｌｐ１に流れる電流が零となる場合に較べて共振周波数成分の振幅の大きさは、Ｑダンプがなされ、より小さいものとなるが共振が生じる。したがって、電圧ＶＬｂｏ１に含まれるこの共振周波数成分の振幅の大きさは放電管Ｌｐ１の電流の正常値からの変化を表す指標となる。

また、放電管Ｌｐ１に流れる電流、すなわち、巻線Ｎ１を流れる電流Ｉｎ１が零ではないが、放電管Ｌｐ１の劣化により、放電管Ｌｐ１に流れる電流の大きさが小さくなった場合のインバータ回路Ｃｉから供給される交流電流の周期の成分を含む電圧ＶＬｂｏ１の値は、放電管Ｌｐ１に流れる電流が零である場合よりも小さい電圧ではあるが、正常時におけるよりも大きなものとなり、放電管Ｌｐ１に流れる電流を増加させるようなフィードバック作用が働き放電管Ｌｐ１と放電管Ｌｐ２の電流を等しいものにしようとする。以上は、放電管Ｌｐ１の動作に不具合が生じた場合の電圧ＶＬｂｏ１の変化について説明をしたが、放電管Ｌｐ２の動作に不具合が生じた場合には電圧ＶＬｂｏ２に同様の変化が生じる。

図４に、実施形態の光源装置１５を示す。バランスコイルの原理を説明する図１におけると同様の構成および作用を奏する部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示す光源装置１５は、放電管点灯装置を構成するインバータ回路ＣｉとバランスコイルＬｂと制御部Ｃｃとを具備するとともに、放電管部Ｌｐを構成する放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２とを具備する。インバータ回路Ｃｉは、駆動回路Ｄｃとスイッチ素子Ｓ１およびスイッチ素子Ｓ２とコンデンサＣ１およびコンデンサＣ２とコンバータトランスＴｃとを具備する。そして、インバータ回路ＣｉとバランスコイルＬｂと制御部Ｃｃとは、基板上に配置され、コネクタＣＮ１ａとコネクタＣＮ１ｂと、および、コネクタＣＮ２ａとコネクタＣＮ２ｂとによって放電管部Ｌｐに接続されている。インバータ回路Ｃｉは、バランスコイルＬｂの巻線入力端に交流電流を供給する電力部の一実施形態として機能し、制御部Ｃｃは、バランスコイルＬｂの巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、この検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部として機能する。

駆動回路Ｄｃは、交流信号を発生し、この交流信号をスイッチ素子Ｓ１およびスイッチ素子Ｓ２に供給して、スイッチ素子Ｓ１とスイッチ素子Ｓ２とを相補的に動作させる。コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との直列接続の接続点と、スイッチ素子Ｓ１とスイッチ素子Ｓ２との直列接続の接続点との間には、コンバータトランスＴｃの１次巻線が接続され、ハーフブリッジ方式のインバータ回路を形成し、コンバータトランスＴｃの２次巻線からの交流電流がバランスコイルＬｂを介して放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２に供給されるようになされている。

制御部Ｃｃは、コンデンサＣｄ１と抵抗Ｒｄ１とからなる微分回路およびコンデンサＣｄ２と抵抗Ｒｄ２とからなる微分回路とを備え、検出電圧の一実施形態であるこれらの微分回路からの出力電圧の各々は、ダイオードＤ１およびダイオードＤ２とコンデンサＣｐとによってピーク電圧Ｖｐが得られるようになされている。

また、制御部Ｃｃは、コンパレータからなる判定回路Ｃｊ具備し、コンパレータの負入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、コンパレータの正入力端子にはピーク電圧Ｖｐが入力されている。

さらに、制御部Ｃｃは、所謂、ＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）接続されたトランジスタで形成されるラッチ回路Ｌｃを備えており、判定回路Ｃｊからの出力電圧がこのラッチ回路Ｌｃに入力されるようになされている。そして、ラッチ回路Ｌｃからは駆動回路Ｄｃに対して制御電圧Ｖｃが供給され、制御電圧Ｖｃがハイレベルのときには、駆動回路Ｄｃからの交流信号がスイッチ素子Ｓ１およびスイッチ素子Ｓ２に供給されてインバータ回路Ｃｉから交流電流が供給され、制御電圧Ｖｃがローレベルのときには、駆動回路Ｄｃから交流信号がスイッチ素子Ｓ１およびスイッチ素子Ｓ２に供給されず、インバータ回路Ｃｉからの交流電流の供給は停止するようになされている。

次に、実施形態の光源装置１５の動作について説明をする。

放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２のいずれもが正常に点灯している場合においては、図２に示すように、電圧Ｖｌｂｏ１および電圧Ｖｌｂｏ２の波形は略正弦波であるので、この波形を微分し、ピークホールドしたピーク電圧Ｖｐの値は基準電圧Ｖｒｅｆの値よりも小さいものとするように予め基準電圧Ｖｒｅｆの値は選ばれている。したがって、コンパレータの出力電圧は略０Ｖであり、ＳＣＲ接続されたトランジスタが導通することはない。そして、駆動回路Ｄｃを制御する制御電圧Ｖｃはハイレベルを維持している。そして、インバータ回路Ｃｉからは交流電流が供給され続ける。

一方、放電管Ｌｐ１または放電管Ｌｐ２のいずれかの点灯に異常が生じた場合においては、図３に示すように、電圧Ｖｌｂｏ１または電圧Ｖｌｂｏ２の波形は高周波成分を多く含むように変化するので、これらの波形を微分し、ピークホールドしたピーク電圧Ｖｐの値は異常が生じた場合のように高い電圧となり、基準電圧Ｖｒｅｆの値よりも大きい。したがって、コンパレータの出力電圧はＳＣＲ接続されたトランジスタを導通させ、一旦導通した後は電源をリセットするまで導通状態は解除されない。そして、駆動回路Ｄｃを制御する制御電圧Ｖｃはローレベルを維持する。そして、インバータ回路Ｃｉからの交流電流の供給は停止し、基板の損傷、バランスコイルの損傷を防ぐことができる。

特に、光源装置１５は、インバータ回路Ｃｉと放電管Ｌｐ１または放電管Ｌｐ２とをコネクタ、例えば、コネクタＣＮ１ａとコネクタＣＮ１ｂ、コネクタＣＮ２ａとコネクタＣＮ２ｂとで接続する場合においては、従来に較べて、コネクタの抜けによって生じる、基板の損傷、バランスコイルの損傷を簡易かつ安価に防ぐことができる点で大きな効果を生じるものであり、また、共振の周期をインバータ回路Ｃｉからの交流電流の周期に較べて短くすることによって、光源装置１５の異常を検出する検出感度を高くし、動作を確実にすることができるものである。

共振の周期を短くするには、バランスコイルＬｂの共振に寄与するインダクタンスの値は小さいほど望ましく、この点から、放電管の電流のアンバランスが生じた場合に顕著な飽和現象が生じることが望ましい。さらに、インバータ回路Ｃｉから供給される交流電流の周期が共振周波数の整数倍となるように設定すれば、更に効果は大きくなるものである。

なお、１例として、コンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２の値は１ｐＦ（ピコファラッド）、抵抗Ｒｄ１および抵抗Ｒｄ２の値は１０ｋΩ（キロオーム）、コンデンサＣｐの値は０，０１μＦ（マイクロファラッド）であり、このときのピーク電圧Ｖｐの値は、正常点灯時に２Ｖ、始動時に５Ｖ、放電管Ｌｐ１または放電管Ｌｐ２のいずれかの放電停止時においては１７Ｖであった。また、基準電圧Ｖｒｅｆの値は１１Ｖに設定した。

ここで、コンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２には数ｋＶ（キロボルト）の電圧が加わるので、高耐圧用の高価なコンデンサが必要となる。そこで、実施形態の１つとして、図５に示すように基板の両面のパターンをコンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２の各々の電極として用い小容量のコンデンサを実現した。これによって装置のコストを下げることができる。

図５は、コンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２がどのように形成されるかを示すものである。図５の紙面は基板の表面から見た模式図を示すものであり、バランスコイルＬｂは、背景技術として図１１に示したような構造を有するものであって、バランスコイルＬｂの巻線入力端Ｌｂｉ、巻線出力端Ｌｂｏ１および巻線出力端Ｌｂｏ２の各々は端子として引き出され、基板の表面から裏面に貫通する貫通孔に挿入され配線パターンに半田で接続されている。符号Ｃｄ１、符号Ｃｄ２を付したハッチング部からの実線部は基板表面の配線パターン、符号Ｃｄ１、符号Ｃｄ２を付したハッチング部からの破線部は基板裏面の配線パターン、ハッチング部は、基板の表面と基板の裏面のいずれにも配線パターンが存在する重なり部分であって、この重なり部分によって、コンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２が形成されている。この場合に、基板の表面の配線パターンと基板の裏面の配線パターンとの対抗面積の大きさが、静電容量の大きさを決めるので、所定の面積範囲を有して対抗して表面の配線パターンと基板の裏面の配線パターンとを配することになる。上述した符号Ｃｄ１、符号Ｃｄ２を付したハッチング部がコンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２を形成する裏面の配線パターンは、スルーホールで表面パターンと接続され、この表面パターンは制御部Ｃｃに接続されている。また、巻線出力端Ｌｂｏ１および巻線出力端Ｌｂｏ２の各々は表面パターンによって、コネクタＣＮ１ｂ（破線で外形部位を示す）の接点Ｃ１ｂ１および接点Ｃ１ｂ２の各々にスルーホールを介して半田で接続されている。なお、図５においては、コンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２の形成部分を中心に記載されており、他の回路部の詳細についての記載は省略されている。すなわち、コンデンサＣｄ１およびコンデンサＣｄ２は、巻線出力端Ｌｂｏ１および巻線出力端Ｌｂｏ２と放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２の１側端である導電電極Ｄｍ１とを接続する基板の１面に配された配線パターンと、この基板を介し、所定の面積範囲を有し対抗して基板の他面に配された配線パターンとの間の静電容量によって形成されている。

図４および図５においては、微分回路によって、検出電圧を検出したが、また、別の実施形態では、電圧Ｖｌｂｏ１および電圧Ｖｌｂｏ２の電圧に応じた検出電圧を発生させ、検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときにインバータ回路からの交流電流の供給を停止させるようにした。

図６に電圧Ｖｌｂｏ１の電圧に応じた検出電圧を発生させる回路を示す。コンデンサＣａとコンデンサＣｂとのコンデンサの大きさに応じて電圧Ｖｌｂｏ１を分圧し、ダイオードＤ３とコンデンサＣｐによってピーク電圧Ｖｐを検出することができる。このようにすれば、放電装置に異常が発生して、電圧Ｖｌｂｏ１の電圧が上昇し、ピーク電圧Ｖｐが所定の値以上となるときにインバータ回路からの交流電流の供給を停止させることができ、基板の損傷、バランスコイルの損傷を防ぐことができる。

このようにコンデンサＣａおよびコンデンサＣｂによって分圧すれば、制御部に加えられる電圧も低くすることができるので、回路部品を安価なものとすることができる。また、コンデンサＣａを図５に示すと同様に配線パターンによって形成すれば、さらに安価なものとできる。

また、図６におけるコンデンサＣａおよびコンデンサＣｂのいずれをも抵抗に替えて分圧（図示せず）しても、コンデンサＣａおよびコンデンサＣｂによって分圧するのと同様の効果を得ることができる。

特に、本実施形態の光源装置１５は、インバータ回路Ｃｉと放電管Ｌｐ１および放電管Ｌｐ２とをコネクタ、より具体的にはコネクタＣＮ１ａとコネクタＣＮ１ｂ、コネクタＣＮ２ａとコネクタＣＮ２ｂと、で接続する場合において、従来に較べて、簡易かつ安価にコネクタの抜けによって生じる、放電管点灯装置を構成する基板の損傷、バランスコイルの損傷を防ぐことができる点で大きな効果を生じるものである。また、バランスコイルＬｂのコアの飽和磁束量を大きくすることによって巻線Ｎ１および巻線Ｎ２の巻数を大きくすることを可能とし、電圧Ｖｎ１および電圧Ｖｎ２の大きさを大きくし、放電管点灯装置の異常に対する検出感度を高くし、動作を確実にすることができるものである。

また、バランスコイルについての別の実施形態を図７、図８に示す。上述したバランスコイルは、１入力、２出力のものであったが、バランスコイルは必ずしも、このような構成に限定されるものではない。

バランスコイルは、複数の巻線を相互に接続して、入力端と複数の出力端とを設け、この複数の巻線の各々が生じる磁束を他の巻線の全部または一部と相互に鎖交させ、磁束を打ち消しあうことによって、複数の出力端の各々に所定値の電流を流すように磁気回路が形成されたものであれば、どのようなものでも良い。そして、バランスコイルを放電管とインバータ回路との間に介在させることによって、各々の放電管に流れる電流の大きさを所定の値とすることができる。

図７には１入力、４出力のバランスコイルを示す。このバランスコイルは、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２とが磁気回路を共有するバランスコイルと、巻線Ｎ３と巻線Ｎ４とが磁気回路を共有するバランスコイルとを、さらに、巻線Ｎ５と巻線Ｎ６とが磁気回路を共有するバランスコイルにツリー接続としたもので形成されるものとした。

このようなバランスコイルを用いる場合には、巻線Ｎ１、巻線Ｎ２，巻線Ｎ３および巻線Ｎ４の各々に放電管を接続し、図７に示す電圧Ｖｌｂｏ１、電圧Ｖｌｂｏ２、電圧Ｖｌｂｏ３および電圧Ｖｌｂｏ４の各々を微分した電圧、または、分圧した電圧のいずれかのピーク値が所定の値以上となるときにインバータ回路からの交流電流の供給を停止させることができる。

このようにすれば、４本の放電管を１つのインバータ回路を用いて点灯させる場合においても、インバータ回路からの交流電流を均一とすることができるとともに、インバータ回路からの電力の供給を停止させることができ、基板の損傷、バランスコイルの損傷を防ぐことができる。

図８には１入力、３出力のバランスコイルを示す。このバランスコイルは、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２とが磁気回路を共有するバランスコイルと巻線Ｎ３と巻線Ｎ４とが磁気回路を共有するバランスコイルとを用い、巻線Ｎ１と巻線Ｎ２との接続点を巻線Ｎ４に接続したツリー接続としたもので形成されるものとした。

このようにすれば、巻線Ｎ１、巻線Ｎ２および巻線Ｎ３の各々に放電管を接続し、図８に示す電圧Ｖｌｂｏ１、電圧Ｖｌｂｏ２および電圧Ｖｌｂｏ３の各々を微分した電圧、または、分圧した電圧のいずれかのピーク値が所定の値以上となるときにインバータ回路からの交流電流の供給を停止させることができる。なお、この場合には、巻線Ｎ３の巻数は巻線Ｎ４の２倍とされる。

このようにすれば、３本の放電管を１つのインバータ回路を用いて点灯させる場合においてもインバータ回路からの交流電流を均一とすることができるとともに、インバータ回路Ｃｉからの電力の供給を停止させることができ、基板の損傷、バランスコイルの損傷を防ぐことができる。

（放電管点灯装置の応用例としての表示装置）
上述した実施形態の放電管点灯装置を用いる光源装置に好適な応用例として、表示装置の一実施形態を以下に説明するが、上述した実施形態の光源装置の利用分野は当然ながら、表示装置に限られるものではない。例えば、屋内の照明器具としての照明装置にも応用できる。

図９に表示装置の一実施形態である液晶表示装置１００のブロック図を示す。液晶表示装置１００は、映像処理部１３１、液晶表示装置制御部１３２、映像メモリ１３３、放電管点灯装置１３４、複数の放電管から構成される放電管部（バックライトアセンブリ部）１３５、光学シート・拡散板１４０、液晶表示パネル１３７、Ｙドライバ１３８およびＸドライバ１３９を備えている。なお、本実施形態の液晶表示装置１００においては、放電管部１３５および放電管点灯装置１３４は、光源装置の放電管部および放電管点灯装置の一実施形態として機能する。

このような液晶表示装置１００の構成と動作を簡単に説明する。映像信号Ｖｓｉｇが映像処理部１３１に入力されると、映像処理部１３１は映像データ信号と同期信号とを分離して、映像メモリ１３３にＸ方向（水平走査方向）の映像データ信号を１走査ライン毎に転送する。また、映像処理部１３１は同期信号を液晶表示装置制御部１３２に送り、映像処理部１３１はＹドライバ１３８およびＸドライバ１３９を制御する制御信号を送出するとともに、放電管点灯装置１３４を制御する制御信号を送出する。

放電管部１３５から発せられた光は、光学シート・拡散板１４０によって光学的な処理が施され、液晶表示パネル１３７の裏面に投影される。そして、液晶表示パネル１３７は、Ｙドライバ１３８によって映像を表示する水平走査ラインが１ライン毎に選択され、Ｘドライバ１３９によって映像メモリ１３３に記憶された値に応じて透過光の量が制御されるので、映像信号Ｖｓｉｇに応じた映像が液晶表示パネル１３７の表面に生じる。すなわち、映像信号Ｖｓｉｇに応じた画像が液晶表示パネル１３７に表示され、その表示位置は映像信号Ｖｓｉｇに含まれる同期信号に応じたものである。

図１０は、放電管部１３５を中心とした模式図を示すものである。放電管部１３５は、複数個の放電管１３５ａ１ないし放電管１３５ａ１０（放電管１３５ａ１、放電管１３５ａ１０以外の符号は省略する）を備え、放電管１３５ａ１ないし放電管１３５ａ１０は放電管保持枠１３５ｂによって平面状に等間隔となるように平行に配置され配置位置が特定され、各々の放電管の導電電極Ｄｍ１（図１を参照）および導電電極Ｄｍ２（図１を参照）は、線材１３５ｄ１ないし線材１３５ｄ１０および線材１３５ｆ１ないし線材１３５ｆ１０（線材１３５ｄ１、線材１３５ｄ１０、線材１３５ｆ１以外の符号は省略する）を介してコネクタ１３５ｅおよびコネクタ１３５ｇの各々に接続されている。

コネクタ１３５ｅおよびコネクタ１３５ｇの各々は放電管点灯装置１３４に配された図示しない各々のコネクタと結合されて回路が形成される。また、各々の放電管１３５ａ１ないし放電管１３５ａ１０の長手方向を液晶表示パネル１３７の水平走査ライン方向と略一致させて配置され、放電管１３５ａ１ないし放電管１３５ａ１０が配される平面は、液晶表示パネル１３７および光学シート・拡散板１４０に略平行して配置されている。

すなわち、本実施形態の表示装置は、画像情報を表示する液晶表示パネル１３７とこの液晶表示パネル１３７の画像表示面（図１０の紙面の上方）の裏面側に配置される放電管部１３５と放電管部１３５を駆動する放電管点灯装置１３４を備える表示装置であって、放電管点灯装置１３４は、バランスコイルＬｂの巻線入力端Ｌｂｉ（図１を参照）と複数のバランスコイルＬｂの巻線出力端、（例えば、図１の巻線出力端Ｌｂｏ１、巻線出力端Ｌｂｏ２を参照）とを有し、この複数の巻線出力端の各々に複数の放電管１３５ａ１ないし１３５ａ１０が接続されるバランスコイルＬｂと、巻線入力端Ｌｂｉに交流電力を供給する電力部であるインバータ回路Ｃｉ（図１を参照）と、各々の巻線出力端の電圧のすべて、または、その一部に応じた検出電圧のピーク値を検出し、検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときにインバータ回路Ｃｉからの交流電流の供給を停止させる制御部Ｃｃと、を備える。これによって、少なくとも放電管点灯装置１３４が配された基板の損傷、バランスコイルの損傷を未然に防ぐことができる。ここで、１個のバランスコイルＬｂで駆動する放電管の数は、バランスコイルＬｂに接続されるインバータ回路Ｃｉの個数およびインバータ回路Ｃｉから供給される電力の大きさに応じて適宜定め得るものである。

実施形態の光源装置におけるバランスコイルの動作原理を示すものである。 実施形態の光源装置の複数の放電管の各々に流れる電流の大きさが等しい場合のバランスコイルに発生する波形を示すものである。 実施形態の光源装置の複数の放電管の一方に流れる電流の大きさが零である場合のバランスコイルに発生する波形を示すものである。 実施形態の光源装置を示すものである。 実施形態の光源装置における微分用コンデンサを示すものである。 実施形態の光源装置における分圧回路を示すものである。 実施形態の光源装置におけるバランスコイルの変形例を示すものである。 実施形態の光源装置におけるバランスコイルの変形例を示すものである。 実施形態の表示装置のブロック図を示すものである。 実施形態の表示装置の放電管部を中心とする構造を模式的に示すものである。 バランスコイルの構造を示す図である。

符号の説明

１０，１５ 光源装置、Ｃｃ 制御部、Ｃｉ インバータ回路、Ｌｂ バランスコイル、Ｌｐ 放電管部、Ｌｐ１，Ｌｐ２ 放電管、Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｄ１，Ｃｄ２，Ｃｐ コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダイオード、Ｒｄ１，Ｒｄ２ 抵抗、Ｌｃ ラッチ回路、Ｃｊ 判定回路、Ｄｃ 駆動回路

Claims (9)

1. 複数の放電管を駆動する放電管点灯装置であって、
   巻線入力端と複数の巻線出力端とを有し、前記複数の巻線出力端の各々に前記複数の放電管が接続されるバランスコイルと、
   前記巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、
   前記巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、前記検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに前記電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部と、
   を備える放電管点灯装置。
2. 前記バランスコイルは、前記バランスコイルに磁束が発生する場合において生じる共振の共振周波数が、前記電力部から供給される前記交流電流の周期よりも短くなるように設定され、
   前記検出電圧は、前記巻線出力端の電圧を時間微分した微分電圧であることを特徴とする請求項１に記載の放電管点灯装置。
3. 前記微分電圧は、コンデンサと抵抗とからなる微分回路によって発生され、
   前記コンデンサは、前記巻線出力端と前記放電管の１側端とを接続する基板の１面に配された配線パターンと、前記基板を介し、所定の面積範囲を有し対抗して前記基板の他面に配された配線パターンとの間の静電容量によって形成されたことを特徴とする請求項２に記載の放電管点灯装置。
4. 前記検出電圧は、前記出力端に発生する電圧をコンデンサで分圧したことを特徴とする請求項１に記載の放電管点灯装置。
5. 前記検出電圧は、前記出力端の電圧を抵抗で分圧したことを特徴とする請求項１に記載の放電管点灯装置。
6. 巻線入力端と複数の巻線出力端とを有するバランスコイルと、
   前記バランスコイルの前記複数の巻線出力端ごとに各々の放電管が接続される複数の放電管からなる放電管部と、
   前記巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、
   前記巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、前記検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに前記電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部と、
   を備える光源装置。
7. 前記バランスコイルは、前記バランスコイルに磁束が発生する場合において生じる共振の共振周波数が、前記電力部から供給される前記交流電流の周期よりも短くなるように設定され、
   前記検出電圧は、前記巻線出力端の電圧を時間微分した微分電圧であることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 画像情報を表示する液晶表示パネルと前記液晶表示パネルの画像表示面の裏面側に配置される放電管部と前記放電管部を駆動する放電管点灯装置を備える表示装置であって、
   前記放電管点灯装置は、
   巻線入力端と複数の巻線出力端とを有し、前記複数の巻線出力端の各々に前記複数の放電管が接続されるバランスコイルと、
   前記巻線入力端に交流電流を供給する電力部と、
   前記巻線出力端の電圧に応じた検出電圧のピーク値を検出し、前記検出電圧のピーク値が所定の値以上となるときに前記電力部からの交流電流の供給を停止させる制御部と、
   を備える表示装置。
9. 前記バランスコイルは、前記バランスコイルに磁束が発生する場合において生じる共振の共振周波数が、前記電力部から供給される前記交流電流の周期よりも短くなるように設定され、
   前記検出電圧は、前記巻線出力端の電圧を時間微分した微分電圧であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
   
   
   

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