JP2010192145A - 放電管駆動回路、放電管点灯装置および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力電圧を従来よりも低い電圧にして発熱を抑制しつつ複数の放電管を効率よく駆動することができる小型の放電管駆動回路、その放電管駆動回路を備えた小型の放電管点灯装置、およびその放電管点灯装置を備えた小型の画像表示装置を提供する。
【解決手段】スイッチ１５２を切り替えて、第１のインバータ２００Ｉの出力部を構成する昇圧トランス１５１の２次巻線の一方の端部を複数の放電管２１１〜２１ｎの第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと導電部材１１２との間、第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢと導電部材１１２との間に交互に接続する。さらに第２のインバータ１５０から第１の交流駆動電力の周波数よりも低い周波数の第２の交流駆動電力を複数の放電管２１１〜２１ｎの第１の端子と第２の端子との間に供給する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複数の放電管を一斉に点灯させる放電管駆動回路、その放電管駆動回路を備えた放電管点灯装置、およびその放電管点灯装置を備えた画像表示装置に関するものである。ここで「放電管」とは、高圧を印加して、密封管内でイオン化した気体(プラズマ)に放電させることにより発光させる器具をいい、ネオン管、ナトリウムランプ、蛍光管、冷陰極管などがこれに該当する。

液晶表示装置などの各種表示装置のバックライトには、放電管の一種である冷陰極管（以降においてはこの冷陰極管を、Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｏｕｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐの頭文字をとってＣＣＦＬと記載する場合がある）が用いられる。このような放電管の点灯駆動には、従来から、インバータを用いた高周波点灯方式が採用されている（例えば特許文献１等）。

図９は、放電管駆動回路の一例であるインバータ２００を含む放電管点灯装置２０を示す図である。

図９に示す放電管点灯装置２０は、放電管駆動回路となるインバータ２００と、並列に接続された複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎとで構成される。

インバータ２００は、スイッチ２０２が閉じた状態になると交流電源２０１からの電力を受け取ってその電力をＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに供給して各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎを一斉に点灯させる。

このインバータ２００は、発振器２０４と、トランジスタ２０５，２０６と、コンデンサ２０７，２０８と、昇圧トランス２０９とで構成されており、そのインバータ２００が備える昇圧トランス２０９の二次巻線２０９Ｂの両端部に並列に複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎが接続されている。これらの複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎには、それぞれ、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに互いに等しい電流を流すためのバラストコンデンサ２２１〜２２ｎが直列に接続されている。

ここでインバータ２００が交流電源２０１から受け取った電力を複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎにどのようにして供給するかを簡単に説明しておく。

インバータ２００の入力側には整流器２０３が備えられており、その整流器２０３で交流電源２０１から供給されてくる交流電力が一旦直流電力に変換される。

この直流電力が、縦続に接続された２つのトランジスタ（この例ではＦＥＴが用いられているので以降ＦＥＴという）２０５，２０６の一方のドレインと他方のソースの間に伝送される。

縦続に接続された２つのＦＥＴ２０５、２０６のゲートには発振器２０４から互いに位相が反転した信号が各々供給されていて、これらの信号により２つのＦＥＴ２０５，２０６は交互にオンする。

例えば、図９に示す縦続に接続された２つのＦＥＴ２０５，２０６のうちの下の方のＦＥＴ２０６がオンすると、上の方のＦＥＴ２０５のソース電位がグラウンドの電位にまで引き下げられて直流電流がコンデンサ２０７、さらにトランス２０９の一次巻線２０９Ａを経由してそのグラウンドに流れ込む。この電流の流れ込みによりトランス２０９の２次巻線２０９Ｂには上向きの電流が流れる。

次に、図９の２つのＦＥＴ２０５，２０６のうちの上方のＦＥＴ２０５がオンすると、今度は下方のＦＥＴ２０６のドレインの電位が整流器２０３で整流された直流電力の直流電圧値付近にまで引き上げられる。図９の下方のＦＥＴ２０６は開放状態にあるので、今度は直流電流がトランス２０９の一次巻線２０９Ａ、コンデンサ２０８を経由してグラウンドに電流が流れ込む。このため、昇圧トランス２０９の２次巻線２０９Ｂには、下向きの電流が流れる。

この動作が、発振器２０３からの発振周波数に応じて交互に繰り返されてＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに昇圧トランス２０９を介して交流駆動電力が供給されてＣＣＦＬ２１１〜２１ｎが一斉に点灯する。

一般に、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎ等の放電管の駆動は、インバータ２００からＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに、定格電圧が例えば１０００Ｖであって、定格周波数が例えば６０ｋＨｚの高周波交流電力を供給することによって行われる。

この定格電圧は、放電管２１１〜２１ｎの長さ等に応じて放電管２１１〜２１ｎのメーカーが指定するものであり、定格周波数も、放電管のメーカーが指定するものである。つまり、放電管のメーカの仕様に応じてインバータの周波数や定格電圧は変化する。

特開２００５―３３２４７９号公報

ところで、図９の構成では、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに互いに等しい電流を流すために各ＣＣＦＬにバラストコンデンサ２２１〜２２ｎが直列に接続されている。これらのバラストコンデンサをＣＣＦＬ各々に直列に設けると、ＣＣＦＬに定格電圧を加えるために、インバータ２００はＣＣＦＬの定格電圧よりも高い電圧をトランス２０９の二次巻線を通して各コンデンサ２２１〜２２ｎの一端に供給しなければならない。

しかしながら、各バラストコンデンサ２２１〜２２ｎの一端に加える駆動電圧が高くなると、昇圧トランスを大きくし、その耐圧も上げなければならない。このため、バラストコンデンサを設ける構成にすると、放電管駆動回路内の昇圧トランスが大型化して放電管駆動回路全体が大型化し、さらには放電管点灯装置も大型化するという問題が出てくる。また駆動電圧が高くなると、昇圧トランスを含めて全体的に発熱量が増加してその発熱がＣＣＦＬを初めとする放電管の管表面に温度差を発生させて放電管内の水銀粒子に偏りを生じさせるという問題もある。

また、ＣＣＦＬと近接導体間の浮遊容量に高周波電力の一部が漏洩するため効率が低下するという問題がある。

そこで本発明は、出力電圧を従来よりも低い電圧にして発熱を抑制しつつ複数の放電管を効率よく駆動することができる小型の放電管駆動回路、その小型の放電管駆動回路を備えた小型の放電管点灯装置、およびその小型の放電管点灯装置を備えた小型の画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の放電管駆動回路は、電力の供給を受ける第１の端子と第２の端子がそれぞれに形成された複数の放電管と、その複数の放電管の上記第１の端子どうし、および上記第２の端子どうしを接続する配線路と、その複数の放電管それぞれに近接して配置された導電部材とを有する放電管点灯装置を構成するその複数の放電管を点灯駆動する放電管駆動回路であって、
上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と上記導電部材との間、および上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子と上記導電部材との間に、第１の交流駆動電力を交互に供給する第１の電力供給部と、
上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と、上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子との間に、第２の交流駆動電力を供給する第２の電力供給部とを有することを特徴とする。

前述した画像表示装置のバックライトとして放電管が照明用に使用されるときには、放電管に近接して反射部材が設けられその放電管から周囲に発光された光がその反射部材によって一方向に揃えられ揃えられた光で上記画像表示装置が備える画像表示板が照明される。

このような場合に相対的に高い周波数の交流駆動電力で放電管が駆動されると、放電管と反射部材との間に浮遊容量が形成されて上記第１の端子から上記第２の端子に達するはずの交流駆動電流の多くがその浮遊容量を経由して導電部材にリークすることが知られている。

そこで、上記本発明の放電管駆動回路では、その浮遊容量を積極的に活用して従来のバラストコンデンサを廃止してその浮遊容量に従来のバラストコンデンサの役目を担わせることで上記複数の放電管に安定した発光を行なわせる構成を提案している。

この構成を持つ上記本発明の放電管駆動回路にすると、従来のように第１の端子と第２の端子との間に上記第１の交流駆動電力を供給する必要がなくなって、上記放電管の上記第１の端子と上記導電部材との間、および上記放電管の上記第２の端子と上記導電部材との間に交互にその第１の交流駆動電力を供給すれば良くなるので、従来よりも低い電圧で放電管を駆動することが可能となる。こうして従来よりも低い電圧で放電管を駆動することができると、上記第１の交流駆動電力が従来に比べて低減されて昇圧トランス等の回路部品を小型にすることができ、さらに発熱を抑制することができる。

ここで上記放電管の上記第１の端子とその放電管に近接した導電部材との間、その放電管の上記第２の端子とその放電管に近接した導電部材との間に第１の交流駆動電力が供給されると、その第１の交流駆動電力が上記第１、第２の端子から上記導電部材へと斜めに供給されて上記放電管の第１の端子側と第２の端子側とに比べて放電管の中央がやや暗くなる事態が発生する。

そこで、上記本発明の放電管駆動回路では、上記第１の交流駆動電力に加えて、さらに上記第２の電力供給部を設けてその第２の電力供給部で上記第１の端子と上記第２の端子との間に上記第２の交流駆動電力を供給して放電管の中央をより明るくすることができる構成を提案している。この第２の電力供給部を追加しても従来に比べれば十分に小型化を図ることができる。

ここで上記第１の電力供給部が、上記第２の電力供給部が供給する上記第２の交流駆動電力よりも周波数の高い上記第１の交流駆動電力を供給するものであることが好ましい。

上記第１の交流駆動電力の周波数よりも第２の電力が低い周波数であると、上記第２の交流駆動電力は浮遊容量の影響を受けずに放電管内を進行して上記第１の端子と上記第２の端子との間に効率よく供給される。このため、上記第１の端子と上記第２の端子との間に効率よく上記第２の交流駆動電力が供給されその第２の交流駆動電力によって放電管の中央の明るさが補償される。

ここで、上記導電部材が接地されたものであり、
上記第１の電力供給部が、
二次巻線の一方の端部が接地された昇圧トランスと、
上記二次巻線の他方の端部を、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と、その配線路により互いに接続された第２の端子に、交互に接続するスイッチ素子とを備えた態様であることが好ましい。

そうすると、前述の浮遊容量を経由して接地面つまりグラウンドに流れ込んだ上記第１の交流駆動電力による電流が、上記昇圧トランスの二次巻線の端部を経由して還流して再び放電管に供給される。このため、上記本発明の放電管駆動回路においては、第１の交流駆動電力が、帰還作用を呈して上記放電管のインピーダンスを安定させる役目を担う。

他に、上記導電部材が接地されたものであり、
上記第１の電力供給部が、
二次巻線の一方の端部が上記配線路により互いに接続された上記第１の端子に接続されるとともに、その二次巻線の他方の端部が上記配線路により互いに接続された第２の端子に接続された昇圧トランスと、
上記２次巻線の一方の端部と他方の端部を交互に接地するスイッチ素子とを備えたものであっても良く、
また上記第１の電力供給部および上記第２の電力供給部が、互いに同一周波数の上記第１の交流駆動電力および上記第２の交流駆動電力をそれぞれ供給するものであり、
上記第２の電力供給部は、昇圧トランスの二次巻線の一方の端部がその二次巻線の他方の端部よりも大きな浮遊容量を持ち、その二次巻線のその一方の端部が、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子に接続されるとともに、その二次巻線のその他方の端部が、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子に接続されたものであって、
上記第１の電力供給部は、上記第１の交流駆動電力を、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と、上記配線路により互いに接続された第２の端子とに交互に供給し、かつ、その第１の端子からその第１の交流駆動電力を供給するにあたっては、その第２の端子から供給するその第１の交流駆動電力よりも大電力の第１の交流駆動電力を供給するように電力供給経路を切り替えるスイッチ素子を備えたものであっても良い。

また上記目的を達成する本発明の放電管点灯装置は、
電力の供給を受ける第１の端子と第２の端子がそれぞれに形成された複数の放電管と、
上記複数の放電管の上記第１の端子どうし、および上記第２の端子どうしを接続する配線路と、
上記複数の放電管それぞれに近接して配置された導電部材と、
上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と上記導電部材との間、および上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子と上記導電部材との間に、第１の交流駆動電力を交互に供給する第１の電力供給部、および、上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と、上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子との間に、第２の交流駆動電力を供給する第２の電力供給部を有する放電管駆動回路とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の放電管点灯装置によれば、上記本発明の放電管駆動回路を搭載することでこの放電管点灯装置の小型化を図ることができる。

また、上記目的を達成する本発明の画像表示装置は、
電気的に駆動されるとともに背面から照明を受けて画像を写し出す画像表示板と、
上記画像表示板を背面から照明する照明設備とを備え、
上記照明設備が、
電力の供給を受ける第１の端子と第２の端子がそれぞれに形成された複数の放電管と、
上記複数の放電管の上記第１の端子どうし、および上記第２の端子どうしを接続する配線路と、
上記複数の放電管それぞれに近接して配置された導電部材と、
上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と上記導電部材との間、および上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子と上記導電部材との間に、第１の交流駆動電力を交互に供給する第１の電力供給部、および、上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第１の端子と、上記複数の放電管の、上記配線路により互いに接続された上記第２の端子との間に、第２の交流駆動電力を供給する第２の電力供給部を有する放電管駆動回路とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の画像表示装置によれば、上記本発明の放電管駆動回路を搭載することでこの画像表示装置の小型化を図ることができる。

以上説明した様に、出力電圧を従来よりも低い電圧にして発熱を抑制しつつ複数の放電管を効率よく駆動することができる小型の放電管駆動回路、その小型の放電管駆動回路を備えた小型の放電管点灯装置、およびその小型の放電管点灯装置を備えた小型の画像表示装置が実現する。

本発明が適用された液晶表示装置を示す斜視図である。 図１の液晶表示装置が備える放電管点灯装置２０Ｉの構成を示す回路図である。 交流駆動電流Ｉ１，Ｉ２がＣＣＦＬの位置に応じてどのように変化するかを説明する図である。 本発明の実施形態を示す放電管駆動回路の一例を示す図であり、図２の放電管回路を改良した構成を示す図である。 図３に対応する図であって、電流Ｉ１と電流Ｉ２に加えてもう一つのインバータが流す電流Ｉ３の作用を説明する図である。 放電管駆動回路の第２実施形態を示す回路図である。 放電管駆動回路の第３実施形態を示す回路図である。 図３、図５に対応する図であって、図７の放電管点灯装置が各ＣＣＦＬに供給する交流駆動電流の状態を説明する図である。 放電管駆動回路の一例であるインバータ２００を含む放電管点灯装置２０を示す図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明が適用された液晶表示装置を示す斜視図である。

図１の液晶表示装置１は、画像表示板となる液晶パネル１０とその液晶パネル１０を後方から照明する照明設備１１とを備える。

照明設備１１は、複数の放電管（ここでは図９と同様にＣＣＦＬが用いられるので以降ＣＣＦＬという）２１１〜２１ｎと、それらのＣＣＦＬ２１１〜２１ｎを点灯させるための給電基板１１１と、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに近接配置されている導電部材１１２と、光を液晶パネル１０に導く拡散板１１３と、給電基板１１１に接続される不図示の放電管駆動回路（後述する）とを備えている。

導電部材１１２はＣＣＦＬ２１１〜２１ｎから発光された光を液晶パネル１０側に反射させるための反射部材の役割を担っており、金属製であって不要輻射を低減するために接地されている。ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎが一斉に点灯しているときには、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎからの直接の光と導電部材１１２で反射された光との双方が拡散板１１３によって液晶パネル面に対して一様な光になるように調整されて液晶パネル１０の後方から照明が行なわれる。

この図１のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎは、給電基板１１１に接続されている不図示の放電管駆動回路（後述する）に駆動され一斉に点灯する。

ところで、前述した様に、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎが相対的に高い周波数の交流電力で交流駆動されると、前述した様に複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと反射板の機能を担う導電部材１１２との間には浮遊容量（又は寄生容量）が形成され、この浮遊容量により複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２とは交流的につながった状態になる。

この事を考慮して本実施形態では、図９にあったバラストコンデンサ２２１〜２２ｎを廃止してＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間の浮遊容量に図９のバラストコンデンサ２２１〜２２ｎの役割を担わせることで、図１の画像表示装置１に搭載される放電管駆動回路（不図示）の小型化および図１の画像表示装置の小型化を図ることに成功している。

ここで、図１に搭載される、本発明の一実施形態となる図４の放電管駆動回路１５０の構成を説明する前に、まず図９の放電管点灯装置２０からバラストコンデンサ２２１〜２２ｎを廃止しても、ＣＣＦＬを安定した状態で放電させることができる放電管駆動回路の構成を説明する。

図２は、図９のバラストコンデンサ２２１〜２２ｎを廃止してもＣＣＦＬ２１１〜２１ｎを安定して駆動することができる放電管点灯回路２００Ｉを備えた放電管点灯装置２０Ｉの構成を説明する図である。この図２の例では、インバータ２００Ｉが本発明にいう放電管駆動回路の一例を構成する。

図２には、図９のバラストコンデンサ２２１〜２２ｎが廃止されて、スイッチ１５２が挿入され、さらに昇圧トランス１５１の種類が変更された放電管駆動装置２０Ｉの構成が示されている。図９と同様の機能を果たす部品には図９と同一の符号を付して以降説明する。

まず図２の構成を図９と重複する構成の部分も含めてもう一度簡単に説明する。

図２の放電管点灯装置２０Ｉは、上記した様に放電管駆動回路の一例であるインバータ２００Ｉと複数の放電管２１１〜２１ｎとを備えている。

図９と同様のインバータ２００Ｉは、交流電源２０１に接続されたスイッチ２０２及び整流器２０３と、整流器２０３の直流出力に基づいて交流電力を得るための発振器２０４とＦＥＴ２０５，２０６とコンデンサ２０７，２０８とを備えており、更に図９のものよりも小型化した昇圧トランス１５１とを備えている。

昇圧トランス１５１の２次巻線１５１Ｂの一端は、共通端子ｃと２つの接続端子ａ，ｂとを有する３端子のスイッチ１５２の共通端子ｃに接続されている。このスイッチ１５２の一方の接続端子ａは、配線路Ｗ１により互いに接続された複数の放電管２１１〜２１ｎの第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡに接続され、このスイッチ１５２の他方の接続端子ｂは、配線路Ｗ２により互いに接続された複数の放電管２１１〜２１ｎの第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢに接続されている。

昇圧トランス１５１の一次巻線１５１Ａ側のＦＥＴ２０５，２０６とコンデンサ２０７，２０８はブリッジ回路を構成していて、ＦＥＴ２０５，２０６の各ゲートには２つの互いに逆位相のパルス電圧を供給するための発振器２０４が接続されている。この発振器２０４の周波数は、複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎを起動し起動後も点灯を続けるための周波数であり、例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲の中から選ばれる。

また、昇圧トランス１５１は、所定の巻数と巻数比を持つことによって、一次側の交流電圧を所定の昇圧比で昇圧して二次側から出力する。これによって、各ＣＣＦＬ２１１〜２１３の点灯に必要な交流電圧(使用するＣＣＦＬの長さに応じて決まる、通常１０００Ｖ〜２０００Ｖ程度)を得ることができる。なお本実施形態の昇圧トランス１５１は、一次巻線１５１Ａの巻数や二次巻線１５１Ｂの巻き数、さらに一次巻線１５１Ａと二次巻線１５１Ｂの巻き数比などが変更されて図９の昇圧トランス２０９よりも外形が小さくされている。

ここで図９のバラストコンデンサ２２１〜２２ｎを廃止した場合に、どのようにして各ＣＣＦＬに安定した放電を行なわせるかを説明する。

図９のバラストコンデンサ２２１〜２２ｎはインピーダンス安定器であってこの図９のバラストコンデンサ２２１〜２２ｎを廃止すると、ＣＣＦＬのインピーダンスは不安定な状態になる。つまりバラストコンデンサを廃止したままの図９の構成ではとても複数のＣＣＦＬを一斉に駆動することはできない。

そこで、本実施形態では、前述した様にＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間に形成される浮遊容量を積極的に活用して、従来のように第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと、第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢとの間に交流駆動電力を供給せずに、スイッチ１５２を設けてそのスイッチ１５２を切り替えて交互に第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと導電部材１１２との間、第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢと導電部材１１２との間に第１の駆動電力を供給する構成にして各ＣＣＦＬに安定した放電を行なわせている。こうしてＣＣＦＬの双方の端子から導電部材１１２に向かって交流駆動電力を供給する構成にすると、ＣＣＦＬの管全体に亘って対称な放電を行なわせることができる。

また、図２の構成であると、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの放電中に第１の交流駆動電力による交流駆動電流Ｉ１，Ｉ２が上記浮遊容量を経由して導電部材に流れ、さらに昇圧トランス１５１の一端（接地面）に還流して再びＣＣＦＬに供給されるため、ＣＣＦＬに帰還作用が働らいてＣＣＦＬの放電が非常に安定する。

まず、ＣＣＦＬの放電に対称性を持たせるためのスイッチ１５２の動作を説明する。

このスイッチ１５２は、前述した様に、３つの端子を有しているのでそれらを区別するために３つの端子のうちの共通端子を符号ｃとし，その他の２つの接続端子各々の符号をそれぞれ符号ａ，符号ｂとして説明する。

このスイッチ１５２は、昇圧トランス１５１の二次巻線１５１Ｂの端部のうちの接地されていない方の端部を、配線路Ｗ１により互いに接続された放電管の第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと、配線路Ｗ２により互いに接続された第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢとに交互に接続する。

例えばスイッチ１５２が接続端子ａ側に倒されると、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡに昇圧トランス１５１の２次巻線１５１Ｂの一端が接続される。このときＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢには昇圧トランス１５１の端部が接続されずに電力が供給されない状態になるので、第１の端子２１１Ａに加えられた第１の交流駆動電力は第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと導電部材１１２との間に供給され、交流駆動電流がＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの管表面と導電部材１１２との間に形成された浮遊容量を介して導電部材１１２に流れ込む。この第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡから浮遊容量を介して導電部材１１２に流れ込む交流駆動電流を符号Ｉ１で示す。

またスイッチ１５２が端子ｂ側に倒されると、同様に、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢから浮遊容量を介して導電部材１１２に交流電流が流れ込む。その交流駆動電流を符号Ｉ２で示す。

交流駆動電流Ｉ１，Ｉ２は各端子から導電部材に流れ距離が短くなるため、駆動電圧が従来より低くなる。

このスイッチ１５２が周期的に切り替えられると、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに供給される交流駆動電力が放電管２１１〜２１ｎの第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと導電部材１１２との間と、第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢと導電部材１１２との間とに交互に供給されて、交流駆動電流Ｉ１と交流駆動電流Ｉ２とが各ＣＣＦＬ内を交互に流れることになる。

図３は、それらの交流駆動電流Ｉ１，Ｉ２がＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの位置に応じてどのように変化するかを説明する図である。

図３の横軸は、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡから第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢまでの間の管の位置を示す位置座標であり、縦軸は交流駆動電流である。

図３には、スイッチ１５２の周期的な切替により各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに交互に流れる第１の交流駆動電流Ｉ１と第２の交流駆動電流Ｉ２とが示されている。図３の左側がＣＣＦＬの第１の端子側であり、図の右側がＣＣＦＬの第２の端子側である。

なお、図中の符号ＩＬは、ＣＣＦＬが負性抵抗領域に達する管電流の限界値を示す。ＣＣＦＬの第１端子から第２端子に達する管電流がこの値よりも小さければＣＣＦＬ２１１〜２１ｎは負性抵抗を示さない。つまり、本実施形態では、その管電流に相当する交流駆動電流Ｉ１Ａ，Ｉ２Ｂ（図３の交流駆動電流Ｉ１と交流駆動電流Ｉ２を示す線の端部）をその符号ＩＬで示す交流駆動電流の値よりも小さくして、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎを、ＣＣＦＬが定電圧特性を呈する定電圧特性領域で動作させている。この定電圧特性領域で各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎを動作させると、各ＣＣＦＬの放電状態におけるインピーダンスが安定する。さらにＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間の浮遊容量に図９のバラストコンデンサの役目を担わせて昇圧トランスの一端（接地側）に交流駆動電流Ｉ１，Ｉ２を還流することにより帰還作用を働かせると、放電時のＣＣＦＬのインピーダンスはさらに安定し、ＣＣＦＬの放電中の定電圧特性領域での動作が保証される。

図３に示す様に、交流駆動電流Ｉ１は放電管２１１の第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡからＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間に一様に分布する浮遊容量を経由して導電部材１２に流れる交流駆動電流であるので、第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡから第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢ側に進行するにつれて徐々に減少して符号Ｉ１Ａの値になる。同様に交流駆動電流Ｉ２は、放電管２１１の第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢから浮遊容量を経由して導電部材１１２に流れる交流駆動電流であって第２の端子２１１Ａ〜２１ｎＡから第１の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢ側に進行するにつれて徐々に減少して符号Ｉ２Ｂの値になる。上記した様にこれらの符号Ｉ１Ａ，Ｉ２Ｂで示される端子側に近いところの値が符号ＩＬで示される電流より小さければ各ＣＣＦＬは定電圧特性領域で動作する。

これらの第１の交流駆動電力による交流駆動電流Ｉ１と、第２の交流駆動電力による交流駆動電流Ｉ２とが合成されると、発光に必要な合成電流ＩＴが得られる。

すなわち、スイッチ１５２を周期的に切り替えてＣＣＦＬ内の放電に対称性が得られるようにして、さらにＣＣＦＬを定電圧特性領域で動作させると、各ＣＣＦＬに安定した発光を行なわせることができる。

なお、上記スイッチ１５２の切替周波数は、 ０Ｈｚを超え発振器２０４の発振周波数未満であれば、いかなる周波数であっても良く、好ましくはスイッチ１５２の切替周波数の逆数で示される周期が、目の残像時間（約０．３秒）よりも短くなるような周波数に設定すると、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎはほぼ輝度ムラが発生することなく良好に発光する。

ここで図２に示す様にスイッチ１５２を周期的に切り替えるだけの構成であると、図３に示す様に、合成電流ＩＴの中央部に窪みが生じる。こうして合成電流ＩＴの中央に窪みはが生じると、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎ各々の中央部が端部側に比べて多少暗くなる。

そこで、各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの中央部が暗くなることを改善するために、図４に示す放電管点灯装置１１５には、図２のインバータ２００Ｉの他に、本発明にいう第２の電力供給部の一例を構成するもう一つのインバータ１５０が配備されている。そのもう一つのインバータ１５０でＣＣＦＬの第１の端子と第２の端子との間に上記第１の交流駆動電力よりも低い周波数の第２の交流駆動電力を供給してその中央にある程度の明るさを持たせている。

図４は、本発明の実施形態を示す放電管点灯装置１１５を示す図である。また図５は、図２に対応するものであって、図４に示すインバータ１５０がＣＣＦＬの第１の端子と第２の端子との間に流す交流駆動電流Ｉ３の作用を説明する図である。

図４に示す様に、第２のインバータ１５０も、図９と同様に、発振器１５５、ＦＥＴ１５６，１５７とコンデンサ１５８Ａ，１５８Ｂと昇圧トランス１５９とで構成されている。この第２のインバータ１５０は、周波数の高い第１の駆動交流電力とは別に、その第１の交流駆動電力よりも低い周波数の第２の交流駆動電力を各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎの各第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと各第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢとの間に供給してそれぞれの第１の端子からそれぞれの第２の端子へ向けて交流駆動電流Ｉ３を流し続ける。

この例では、この交流駆動電流Ｉ３の周波数が第１、第２の交流駆動電流の周波数よりも低いためにＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間の浮遊容量の影響を受けず、また昇圧トランス１５９の２次巻線１５９Ｂの構造に起因する浮遊容量Ｃｓ（図４参照）の影響もほとんど受けずに損失無く管内を進行する。

このため、図４に示す２つのインバータ２００Ｉとインバータ１５０は、図５に示す様に合成電流ＩＴの中央部のくぼみが小さくなくなった合成電流ＩＴを各ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに流すことができる。

以上説明した様に、出力電圧を従来よりも低い電圧にして発熱を抑制しつつ複数の放電管を効率よく駆動することができる小型の放電管駆動回路、その小型の放電管駆動回路を備えた小型の放電管点灯装置、およびその小型の放電管点灯装置を備えた小型の画像表示装置が実現する。

図６は、放電管点灯装置の第２実施形態を示す図である。

図６に示す放電管点灯装置１１５Ｉは、図４の放電管点灯装置１１５とはスイッチ１５２Ｉの配置が違うだけであり、この図６の放電管点灯装置の動作は図４と同様である。

図４とは異なる構成のスイッチ１５２Ｉの動作を説明する。

このスイッチ１５２Ｉも図４と同様に３つの端子を備えているので、それらの３つの端子のうちの共通端子に符号ｄを付し、他の２つの接続端子のうちの一方に符号ｅを付し、他方に符号ｆを付して説明する。

このスイッチ１５２Ｉは、昇圧トランス１５１の二次巻線１５１Ｂの一方の端部と二次巻線１５１Ｂの他方の端部とを交互に接地する。

つまり、第１実施形態では、昇圧トランスの一方の端部と他方の端部とを、スイッチ１５２Ｉを切り替えてＣＣＦＬの第１の端子と第２の端子とに接続する構成を示したが、第２実施形態では、スイッチ１５２Ｉを切り替えて昇圧トランス１５１の一方の端部と他方の端部とを交互に接地する構成に変更している。このような構成にしても第１実施形態と同様の効果が得られる。

図７は放電管点灯装置１１５Ｒの第３実施形態を示す図である。図８は、図３、図５に対応する図であって、図７の放電管点灯装置１１５Ｒが各ＣＣＦＬに供給する交流駆動電流を示す図である。

図４と図６の放電管駆動回路２００Ｉ，１５０では２個のインバータ２００Ｉ，１５０Ｉを使ってそれらを互いに異なる周波数で動作させて第１の交流駆動電力と第２の駆動電力とを複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに供給する構成にしたが、本実施形態ではインバータ１５０Ｒを１個とし、同じ周波数の第１の交流駆動電力と第２の交流駆動電力とを複数のＣＣＦＬ２１１〜２１ｎに供給する構成に変更している。この構成にするとインバータ１５０Ｒが一つで済むために更なる小型化を図ることができる。

この図７の構成では、昇圧トランス１５１Ｒの２次巻線１５１Ｂ，１５１Ｃが２つになり２次巻線側の巻数が多くなって、２つの２次巻線のうちの一方の２次巻線１５１Ｃの巻き始めが昇圧トランス１５１Ｒのコアに近くなって巻き終りがコアからより離れた構造になるために２次巻線１５１Ｃの巻き始めの部分とコアとの間に浮遊容量Ｃｓｔが形成されその浮遊容量Ｃｓｔがコアを介して接地される。

この浮遊容量Ｃｓｔは、ＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間の浮遊容量に対して直列に接続された格好になってＣＣＦＬ２１１〜２１ｎと導電部材１１２との間に形成される浮遊容量を小さくするように働き、第３の交流駆動電流については他の交流駆動電流Ｉ１，Ｉ２に比べて低損失で管内を進行させることができる。しかし図８に示す様に第２端子側に近づくにつれてどうしてもやや減少してしまう。

そこで、第３実施形態では、これを補うために昇圧トランス１５１Ｒにタップ１５１Ｔを設けるとともにスイッチ素子を例えばリレー１５２Ｒで構成して、リレー１５２Ｒの接点を交互に接続して、リレーの２つの接点のうちの一方の接点ｉ，ｊを配線路Ｗ２で互いに接続されている第２の接点に接続し、リレーの他方の接点ｇ，ｈを配線路Ｗ１で互いに接続されている第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡに接続する構成にしている。

この構成にすると、第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢには、タップの巻線比に応じて、第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡよりも大電力の第１の交流駆動電力が供給される。このため、前述の浮遊容量Ｃｓｔにより交流駆動電流Ｉ３が第２の端子側で減少してもその減少分がその大電力の第１の交流駆動電力による第２の交流電流Ｉ２によって補正されて第１の端子２１１Ａ〜２１ｎＡと第２の端子２１１Ｂ〜２１ｎＢとの間に図８に示すように第１の端子と第２の端子との間にほぼ一定の合成電流ＩＴが流れる。これにより各ＣＣＦＬは良好に発光する。

この様な構成にしても第１実施形態、第２実施形態と同様の効果が得られる。

なお、ＣＣＦＬの例で記載してきたが、類似の外部電極蛍光灯のＥＥＦＬ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）にも応用は十分可能である。

また、経時変化などによる全体光量の変化を検出する光センサーとその光センサーの出力をフィードバックする回路とを放電管点灯装置に組み入れることは容易である為、本発明では説明を省略した。

１ 画像表示装置
１０ 液晶パネル
１１ 照明設備
１１１ 給電部材
１１２ 導電部材
１１３ 拡散板
１１５ １１５Ｉ １１５Ｒ 放電管点灯装置
１５０ １５０Ｒ インバータ
１５１ １５１Ｒ 昇圧トランス
１５９ 昇圧トランス
２０ 放電管点灯装置
２００ ２００Ｉ インバータ
２０１ 交流電源
２０２ スイッチ
２０３ 整流器
２０４ 発振器
２０５ ２０６ トランジスタ
２０７ ２０８ コンデンサ
２０９ 昇圧トランス
２１１〜２１ｎ 放電管
２２１〜２２ｎ バラストコンデンサ

Claims (7)

1. 電力の供給を受ける第１の端子と第２の端子がそれぞれに形成された複数の放電管と、該複数の放電管の前記第１の端子どうし、および前記第２の端子どうしを接続する配線路と、該複数の放電管それぞれに近接して配置された導電部材とを有する放電管点灯装置を構成する該複数の放電管を点灯駆動する放電管駆動回路であって、
   前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と前記導電部材との間、および前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子と前記導電部材との間に、第１の交流駆動電力を交互に供給する第１の電力供給部と、
   前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と、前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子との間に、第２の交流駆動電力を供給する第２の電力供給部とを有することを特徴とする放電管駆動回路。
2. 前記第１の電力供給部が、前記第２の電力供給部が供給する前記第２の交流駆動電力よりも周波数の高い前記第１の交流駆動電力を供給するものであることを特徴とする請求項１記載の放電管駆動回路。
3. 前記導電部材が接地されたものであり、
   前記第１の電力供給部が、
   二次巻線の一方の端部が接地された昇圧トランスと、
   前記二次巻線の他方の端部を、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と、該配線路により互いに接続された第２の端子に、交互に接続するスイッチ素子とを備えた事を特徴とする請求項１又は２記載の放電管駆動回路。
4. 前記導電部材が接地されたものであり、
   前記第１の電力供給部が、
   二次巻線の一方の端部が前記配線路により互いに接続された前記第１の端子に接続されるとともに、該二次巻線の他方の端部が前記配線路により互いに接続された第２の端子に接続された昇圧トランスと、
   前記２次巻線の一方の端部と他方の端部を交互に接地するスイッチ素子とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の放電管駆動回路。
5. 前記第１の電力供給部および前記第２の電力供給部が、互いに同一周波数の前記第１の交流駆動電力および前記第２の交流駆動電力をそれぞれ供給するものであり、
   前記第２の電力供給部は、昇圧トランスの二次巻線の一方の端部が該二次巻線の他方の端部よりも大きな浮遊容量を持ち、該二次巻線の該一方の端部が、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子に接続されるとともに、該二次巻線の該他方の端部が、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子に接続されたものであって、
   前記第１の電力供給部は、前記第１の交流駆動電力を、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と、前記配線路により互いに接続された第２の端子とに交互に供給し、かつ、該第１の端子から該第１の交流駆動電力を供給するにあたっては、該第２の端子から供給する該第１の交流駆動電力よりも大電力の第１の交流駆動電力を供給するように電力供給経路を切り替えるスイッチ素子を備えたことを特徴とする請求項１記載の放電管駆動回路。
6. 電力の供給を受ける第１の端子と第２の端子がそれぞれに形成された複数の放電管と、
   前記複数の放電管の前記第１の端子どうし、および前記第２の端子どうしを接続する配線路と、
   前記該複数の放電管それぞれに近接して配置された導電部材と、
   前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と前記導電部材との間、および前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子と前記導電部材との間に、第１の交流駆動電力を交互に供給する第１の電力供給部、および、前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と、前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子との間に、第２の交流駆動電力を供給する第２の電力供給部を有する放電管駆動回路とを備えたことを特徴とする放電管点灯装置。
7. 電気的に駆動されるとともに背面から照明を受けて画像を写し出す画像表示板と、
   前記画像表示板を背面から照明する照明設備とを備え、
   前記照明設備が、
   電力の供給を受ける第１の端子と第２の端子がそれぞれに形成された複数の放電管と、
   前記複数の放電管の前記第１の端子どうし、および前記第２の端子どうしを接続する配線路と、
   前記複数の放電管それぞれに近接して配置された導電部材と、
   前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と前記導電部材との間、および前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子と前記導電部材との間に、第１の交流駆動電力を交互に供給する第１の電力供給部、および、前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第１の端子と、前記複数の放電管の、前記配線路により互いに接続された前記第２の端子との間に、第２の交流駆動電力を供給する第２の電力供給部を有する放電管駆動回路とを備えたことを特徴とする画像表示装置。

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