JP3690760B2 - 冷陰極管の駆動装置 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトに使用される冷陰極管の駆動装置に関し、発振回路で生成した駆動電源を出力トランスより出力すると共に、続く昇圧トランスで昇圧して冷陰極管に印加するようにし、この出力トランス及び昇圧トランス間に介挿した調光回路で冷陰極管に印加される駆動電源を可変することにより、ちらつき等を有効に回避して大きな調光範囲を得ることができるようにする。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置では、蛍光ランプの一種である冷陰極放電管(以下、冷陰極管と呼ぶ)を用いたバックライト装置により液晶表示パネルを照明するようになされている。図7は、このバックライト装置の基本的な構成を示す接続図である。このバックライト装置1は、例えばパーソナルコンピュータ等の液晶表示装置に適用して、ACアダプタを介して商用電源から供給される電源により、又はバッテリから供給される電源により冷陰極管2を点灯する。
【0003】
すなわちバックライト装置1は、これらの電源を電源回路3に受け、ここで電圧を安定化して出力する。この電源回路3は、一般に降圧型のDC−DCコンバータが適用され、例えばスイッチングトランジスタQ1と、このスイッチングトランジスタQ1のコレクタ出力を受けるインダクターL1と、スイッチングトランジスタQ1をオンオフ制御する制御手段5とで構成されるチョッパ型スイッチングレギュレータ回路により形成される。
【0004】
これによりバックライト装置1は、電源電圧の変動による冷陰極管2の照度の変化を有効に回避するようになされている。因みに、パーソナルコンピュータ等の液晶表示装置に適用した場合、ACアダプタを介して約20〔V〕程度の電源が供給されるのに対し、バッテリより6〜10〔V〕程度の電源が供給される。これによりこの種のバックライト装置1では、何れの電源により駆動する場合でも明るさが変化しないようになされている。
【0005】
続く駆動回路4は、自励式の発振回路で構成される。すなわち駆動回路4は、出力トランスT1の1次巻線側中間タップをインダクターL1に接続し、この出力トランスT1に電源を供給する。また駆動回路4は、この1次巻線の両端タップをエミッタ接地型トランジスタQ2及びQ3のコレクタに接続する。さらに駆動回路4は、ベース抵抗R2及びR3を介して、これらトランジスタQ2及びQ3をインダクターL1に接続してベースをバイアスすると共に、出力トランスT1の帰還巻線をそれぞれトランジスタQ2及びQ3のベースに接続する。さらに出力トランスT1の1次巻線には、共振コンデンサC1が接続され、これにより駆動回路4は、共振コンデンサC1、出力トランスT1のインダクタンスにより決まる共振周波数で、トランジスタQ2及びQ3を相補的にオンオフ動作させ、出力トランスT1の2次巻線に所定周波数の駆動電源を誘起する。
【0006】
駆動回路4は、この出力トランスT1より出力される駆動電源をバラストコンデンサC2を介して冷陰極管2に供給し、これにより点灯開始時においては、冷陰極管2に高電圧を印加し、点灯開始後においては、冷陰極管2の端子電圧を低減する。
【0007】
このようなバックライト装置1においては、機器の使用環境等に応じて冷陰極管2の明るさを可変して液晶表示装置の明るさを可変する必要があり、このため従来のバックライト装置1では、出力トランスT1より出力される駆動電源を可変して明るさを可変するようになされている(すなわち調光でなる)。
【0008】
この調光の方法として、従来のバックライト装置1では、駆動電源の波高値自体を可変する方式と、いわゆるバースト調光方式とが適用される。このうちバースト調光方式は、図8(A)に示すように、駆動電源を間欠的に冷陰極管2に出力して消灯期間と点灯期間とを形成し、これら消灯期間及び点灯期間の比を可変して調光するもので、この場合バックライト装置1では、大きな調光の範囲を確保することができる。なおここで冷陰極管2に対して駆動電源を供給する期間を点灯期間と呼び、冷陰極管2に対して駆動電源の供給を中止する期間を消灯期間と呼ぶ。
【0009】
これに対して駆動電源の波高値自体を可変する方法は、図8(B)に示すように、例えば電源回路3より出力される電源電圧を可変して実行されるようになされている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところがバースト調光方式においては、インダクタンスL1との関係で、駆動電源のスイッチング周波数が約500〔Hz〕〜2〔kHz〕の範囲に選定され、これにより耳障りな雑音の発生を避け得ない問題がある。またバースト調光方式においては、駆動電源と非同期の制御信号に従って間欠的に駆動電源を冷陰極管に供給することにより、各点灯期間で冷陰極管に印加される駆動電源の電圧波形が異なり、これにより各点灯期間で冷陰極管の点灯回数が異なる場合が発生する。この場合バックライト装置では、照明がちらつく問題がある。
【0011】
これに対して波高値自体を可変する方式は、駆動電源のスイッチング周波数を高く選定することができ(約30〔kHz〕〜80〔kHz〕)、耳障りな雑音の発生を有効に回避することができる。また連続した電圧波形が冷陰極管に印加されることにより、照明のちらつきも有効に回避することができる。ところが波高値自体を可変する方式は、調光範囲を大きく設定することが困難な問題がある。
【0012】
すなわち図9に冷陰極管の管電流と端子電圧V2との関係を示すように、冷陰極管2は、負特性を有し、管電流が増大するとインピーダンスが低下する。駆動回路においては、バラストコンデンサC2を配置して、冷陰極管に印加される駆動電源の出力インピーダンスを高インピーダンスに保持することにより、この管電流が増大して低下する冷陰極管の端子電圧を補うことになる。これにより従来のバックライト装置では、十分に高電圧の駆動電源を供給できるように駆動回路4を形成し、またこれに対応してバラストコンデンサの容量を選定しなければ、管電流を低減した際に冷陰極管を安定に点灯することが困難になる。
【0013】
また冷陰極管においては、管電流と端子電圧V2との関係が温度に応じて変化することにより、この変化分についても補うことができるように駆動電源を高電圧に設定することが必要になる。ところが駆動電源を高電圧に設定することについては、回路構成上より、また小型化の要求によりある程度限界があり、これらのことから結局波高値自体を可変する方式では、大きな調光範囲で冷陰極管の明るさを可変することが困難になる。
【0014】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ちらつき等を有効に回避して大きな調光範囲を確保することができる冷陰極管の駆動回路を提案しようとするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項1の発明においては、冷陰極管に駆動電源を供給する昇圧トランスと、出力トランスを介して先の駆動電源を昇圧トランスに供給する発振回路と、これら出力トランス及び昇圧トランス間に介挿されて、先の冷陰極管に供給される駆動電源を可変する調光回路とを備えるようにする。ここで昇圧トランスは、一次巻線の一端を出力トランスの二次巻線の一端に接続し、調光回路は、昇圧トランスの一次巻線の他端に一端が接続された複数のコンデンサと、出力トランスの二次巻線の他端に一端が接続された複数のコンデンサと、切り換え信号により、複数のコンデンサの他端をそれぞれ接地する複数のスイッチ回路とを有し、発振回路は、出力トランスに設けられた帰還巻線の出力により動作する自励式の発振回路であるようにする。
【0016】
また請求項2の発明においては、請求項1の構成において、調光回路は、1系統の切り換え信号を、昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサに係るスイッチ回路と、出力トランスの二次巻線に接続されたコンデンサに係るスイッチ回路とに共通に接続し、切り換え信号による、昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサの接地により、出力トランスの二次巻線に接続された対応するコンデンサを接地する。
【0017】
また請求項3の発明においては、請求項2の構成において、1系統の切り換え信号を共通に接続したスイッチ回路に係る昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサと、出力トランスの二次巻線に接続されたコンデンサとが、等しい容量であるようにする。
【0018】
また請求項4の発明においては、請求項1、請求項2又は請求項3の構成において、昇圧トランスの一次巻線に接続された複数のコンデンサの容量の比が、1:2であり、出力トランスの二次巻線に接続された複数のコンデンサの容量の比が、1:2であるようにする。
【0021】
請求項1の構成により、昇圧トランスと出力トランスとの間に調光回路を介挿すれば、この調光回路においては、駆動電源を低電圧に保持した状態で駆動電源を可変することができる。これにより簡易な構成で、かつ必要に応じて種々の手法により駆動電源を可変して冷陰極管の明るさを可変することができる。この構成において、昇圧トランスは、一次巻線の一端を出力トランスの二次巻線の一端に接続し、調光回路は、昇圧トランスの一次巻線の他端に一端が接続された複数のコンデンサと、出力トランスの二次巻線の他端に一端が接続された複数のコンデンサと、切り換え信号により、複数のコンデンサの他端をそれぞれ接地する複数のスイッチ回路とを有し、発振回路は、出力トランスに設けられた帰還巻線の出力により動作する自励式の発振回路であるようにすれば、コンデンサの接地により等価的に駆動電源の出力インピーダンスを可変して調光することができる。
【0022】
また請求項2の構成により、請求項1の構成において、調光回路は、1系統の切り換え信号を、昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサに係るスイッチ回路と、出力トランスの二次巻線に接続されたコンデンサに係るスイッチ回路とに共通に接続し、切り換え信号による、昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサの接地により、出力トランスの二次巻線に接続された対応するコンデンサを接地すれば、これらコンデンサの接地時における出力トランス及び昇圧トランス間の不整合による動作の異常を有効に回避することができる。
【0023】
また請求項3の構成により、請求項2の構成において、1系統の切り換え信号を共通に接続したスイッチ回路に係る昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサと、出力トランスの二次巻線に接続されたコンデンサとが、等しい容量であるようにすれば、出力トランス側と昇圧トランス側とをバランス良く接地して動作の異常を有効に回避することができる。
【0024】
また請求項4の構成により、請求項1、請求項2又は請求項3の構成において、昇圧トランスの一次巻線に接続された複数のコンデンサの容量の比が、1:2であり、出力トランスの二次巻線に接続された複数のコンデンサの容量の比が、1:2であるようにすれば、少ないコンデンサにより広い調光範囲を確保することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【0028】
(1)第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るバックライト装置を示す接続図である。このバックライト装置10において、図7について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0029】
このバックライト装置10は、平滑コンデンサC4及びインダクターL1を介して発振回路11に電源を供給する。ここで発振回路11は、出力トランスT1と出力トランスT4が異なる点を除いて、図7について上述した駆動回路4と同一に形成され、出力トランスT4のインダクタンスと共振コンデンサC1の容量によって決まる周波数で発振して、出力トランスT4から駆動電源を出力する。なおこの周波数は、約30〔kHz〕〜200〔kHz〕の範囲で所望の周波数に設定され、これによりバックライト装置10では、発振回路11の発振自体による耳障りな雑音の発生を有効に回避するようになされている。
【0030】
この出力トランスT4は、駆動回路4(図7)のトランスT1に比して、1次巻線と2次側巻線との巻数比が小さな値に選定され、これにより低電圧の駆動電源を出力する。
【0031】
昇圧トランスT5は、この出力トランスT4より出力される駆動電源を受け、この駆動電源を冷陰極管2の駆動に必要な電圧に昇圧して出力する。これによりバックライト装置10では、発振回路11により低電圧の駆動電源を生成した後、昇圧トランスT5により昇圧して冷陰極管2を駆動する。
【0032】
調光回路12は、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間の、駆動電源が低電圧に保持されている箇所に配置され、冷陰極管2に印加される駆動電源を可変する。これにより調光回路12は、簡易な構成で、かつ種々の手法により冷陰極管2に印加される駆動電源を可変できるように形成され、その分広い調光範囲で冷陰極管2の明るさを調整できるようになされている。
【0033】
具体的に、この実施の形態において、調光回路12は、インピーダンスを可変することにより、昇圧トランスT5より出力される駆動電源の出力インピーダンスを可変し、これにより冷陰極管2の明るさを調整する。すなわち調光回路12は、出力トランスT4の二次巻線コールド側にコンデンサC5及びC6を接続し、スイッチ回路でなるトランジスタQ5及びQ6を介して各コンデンサC5及びC6を選択的に接地する。これにより調光回路12は、トランジスタQ5及びQ6の動作を切り換えて、コンデンサC5及びC6の何れかを接地して、又はコンデンサC5及びC6の双方を接地して、出力トランスT4の接地容量を可変できるようになされている。
【0034】
コンデンサC5及びC6は、容量が1:2の関係に選定され、これにより調光回路12は、コンデンサC5の容量をCとおいて、出力トランスT4のコールド側を容量C、2C又は3Cの何れかにより接地できるようになされている。
【0035】
さらに調光回路12は、昇圧トランスT5の一次巻線コールド側にコンデンサC7及びC8を接続する。各コンデンサC7及びC8は、スイッチ回路でなるトランジスタQ7及びQ8を介して選択的に接地されるようになされている。また各コンデンサC7及びC8は、それぞれ出力トランスT4側のコンデンサC5及びC6と容量が等しい値に選定されるようになされている。
【0036】
これにより調光回路12は、昇圧トランスT5の一次巻線コールド側についても、コンデンサC7及びC8の何れかを接地して、又はコンデンサC7及びC8の双方を接地して、容量C、2C又は3Cの何れかにより接地できるようになされている。
【0037】
これにより調光回路12は、アースラインを介して、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間を接続する負荷回路のインピーダンスを可変できるように形成され、これにより冷陰極管2より見た駆動電源の出力インピーダンスを可変できるようになされている。またこれらのコンデンサC5〜C8により冷陰極管2の点灯時の電流を制限し、冷陰極管2に直接接続するバラストコンデンサを省略できるようになされている。かくするにつき、このようにすれば、高耐圧のコンデンサに代えて耐圧の低いコンデンサを使用することができる。
【0038】
ここで調光回路12は、それぞれトランジスタQ5〜Q8のコレクタ及びエミッタ間にダイオードD5〜D8を並列に接続し、交流電源でなる駆動電源を確実にオンオフ制御できるようになされている。
【0039】
さらに調光回路12は、各トランジスタQ5〜Q8のベース抵抗R5〜R8を介して、出力トランスT4側のトランジスタQ5及びQ6と、昇圧トランスT5側の対応するトランジスタQ7及びQ8とを接続し、これにより容量の等しい出力トランスT4側コンデンサC5及びC6と昇圧トランスT5側コンデンサC7及びC8とで組を形成する。さらに調光回路12は、各組のトランジスタQ5〜Q8にそれぞれ切り換え信号SC1及びSC2を供給し、これにより対応するトランジスタQ5〜Q8の動作を同時に切り換えて、出力トランスT4及び昇圧トランスT5を等しいインピーダンスにより接地し、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間の不整合による動作の異常を有効に回避できるようになされている。
【0040】
かくしてこの実施の形態の場合、コンデンサC5〜C8が、出力トランス及び昇圧トランス間に接続された負荷回路を形成し、トランジスタQ5〜Q8、ダイオードD5〜D8、抵抗R5〜R8が、負荷回路のインピーダンスを可変する制御手段を構成する。
【0041】
以上の構成において、バックライト装置10では、発振回路11により生成された駆動電源が、出力トランスT4から低電圧により出力され、調光回路12を介して昇圧トランスT5により昇圧されて冷陰極管2に印加される。
【0042】
このとき切り換え信号SC1及びSC2をハイレベルにすると、対応するトランジスタQ5〜Q8がオン状態に切り換わり、そのトランジスタQ5〜Q8に接続されたコンデンサC5〜C8の容量により、出力トランスT4と昇圧トランスT5のコールド側が接地される。
【0043】
これにより図7について上述した従来の駆動回路におけるバラストコンデンサC2の容量を変えた場合と同様に、冷陰極管2に印加される駆動電源の出力インピーダンスを可変して調光することができる。
【0044】
この出力トランスT4と昇圧トランスT5のコールド側を接地する際に、調光回路12では、出力トランスT4と昇圧トランスT5とを等しい容量により接地し、これにより出力トランスT4側と昇圧トランスT5側とがバランス良く接地されて動作の異常が有効に回避される。
【0045】
また容量Cを単位にして各接地容量を順次段階的に増大できることにより、この接地容量を順次切り換えて、広い範囲で調光することができる。実際上、図2において、電源電圧を併せて可変した場合の、出力トランスT4より出力される駆動電源の電圧V11と管電流の関係を示すように、この実施の形態によれば、順次接地容量を切り換えて、管電流を低減した場合でも安定に冷陰極管2を駆動することができる。
【0046】
また温度が低くなって冷陰極管2の特性曲線が変化しても、これに対応して管電流を制御でき、これにより管電流を低減した場合でも安定して冷陰極管2を駆動することができる。
【0047】
以上の構成によれば、駆動電源を出力トランスT4から低電圧で調光回路12に入力し、続く昇圧トランスT5により昇圧して冷陰極管2に印加することにより、簡易な構成の調光回路12により冷陰極管2に印加される駆動電源を大きく可変して、冷陰極管2の明るさを大きく可変することができる。従ってこの実施の形態によれば、ちらつき等を有効に回避して従来よりも調光範囲を拡大することができる。
【0048】
具体的に、調光回路12のインピーダンスを可変して冷陰極管2に印加される駆動電源の出力インピーダンスを可変することにより、大きな調光範囲を確保することができ、また冷陰極管2に直接接続するバラストコンデンサC2についても省略することができる。
【0049】
(2)第2の実施の形態
図3は、本発明の第2の実施の形態に係るバックライト装置を示す接続図である。このバックライト装置20において、図1及び図7について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。このバックライト装置20は、バースト調光方式により冷陰極管2の明るさを可変する。さらにバックライト装置20は、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間に配置した調光回路22により、冷陰極管2に印加される駆動電源を可変して調光し、これにより簡易な構成で、かつ広い調光範囲を確保できるようになされている。
【0050】
すなわち調光回路22は、出力トランスT4の帰還巻線出力をカウンタ23に入力する。ここでカウンタ23は、所定周期でカウント動作を繰り返すプログラマブルのカウンタで形成され、この帰還巻線出力を波形整形した後、この波形整形出力をカウントする。この処理においてカウンタ23は、カウント動作を開始すると、制御信号GTの信号レベルを立ち上げた後、外部より入力される制御データDCに対応したカウント値で制御信号GTの信号レベルを立ち下げる。さらにカウンタ23は、続いてカウント値が所定値になると、カウント値をイニシャライズして続くカウント動作を開始する。
【0051】
これによりカウンタ23は、図4に示すように、カウント動作の繰り返し周期に対応した周期tにより繰り返されて、駆動電源に同期したタイミングで、かつ制御データDCに対応した期間t1だけ信号レベルが立ち上がる制御信号GTを出力する(図4(A)及び(B))。
【0052】
ドライバ24は、この制御信号GTに従ってトランジスタQ10及びQ11をオン状態に切り換え、これにより制御信号GTの信号レベルが立ち上がる期間の間t1だけ、出力トランスT4より出力される駆動電源を昇圧トランスT5に供給する。これにより調光回路12は、間欠的に冷陰極管2を駆動し、各点灯期間t1において冷陰極管2に印加される駆動電源を等しい波形に保持する(図4(C))。従って冷陰極管2においては、各点灯期間t1において、制御データDCに対応した一定値の点灯回数により点灯し、これにより照明のちらつきが有効に回避されるようになされている。
【0053】
具体的に、トランジスタQ10及びQ11は、それぞれコレクタ及びエミッタ間に接続されたダイオードD10及びD11と共に、出力トランスT4の二次巻線コールド側及び昇圧トランスT5の一次巻線コールド側を接地するスイッチ回路を形成し、ベース抵抗R10及びR11を介してドライバ24より出力される切り換え信号をGTにより動作を切り換える。これによりトランジスタQ10及びQ11は、制御信号GTが立ち上がる期間t1だけ出力トランスT4の二次巻線及び昇圧トランスT5の一次巻線をそれぞれ接地する。かくしてこの実施の形態において、カウンタ23は、トランジスタQ10及びQ11でなるスイッチ回路の動作を切り換え制御する制御手段を形成する。
【0054】
以上の構成において、繰り返し周期tによりカウント動作を繰り返すカウンタ23により、発振回路11で生成された駆動電源の帰還巻線出力がカウントされ、これにより駆動電源を基準にして駆動電源に同期したタイミングで、かつ制御データDCに対応した期間t1だけ信号レベルが立ち上がる制御信号GTが生成される。
【0055】
この制御信号GTにより出力トランスT4及び昇圧トランスT5が接地され、この出力トランスT4より出力される駆動電源が、昇圧トランスT5を介して冷陰極管2に間欠的に供給され、冷陰極管2において、各点灯期間t1における駆動電源の電圧波形が同一波形に保持される。これにより冷陰極管2の点灯回数が制御データDCに対応した一定値に保持されて点灯回数の変動が防止され、照明のちらつきが有効に回避される。また制御データDCを切り換えて、点灯期間を可変でき、これにより大きな調光範囲で調光することができる。
【0056】
図3に示す構成によれば、駆動電源を冷陰極管2に間欠的に供給する場合でも、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間に介挿した調光回路12により駆動電源を可変することにより、簡易な構成で、冷陰極管2の明るさを大きく可変することができる。
【0057】
またこのとき調光回路において、駆動電源をカウントし、これによりこの駆動電源を基準にして出力トランスから出力される駆動電源を昇圧トランスに間欠的に供給することにより、各点灯期間における点灯回数の変動を防止して照明のちらつきを有効に回避することができる。
【0058】
(3)第3の実施の形態
図5は、本発明の第3の実施の形態に係るバックライト装置を示す接続図である。このバックライト装置30において、図3について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。このバックライト装置30においても、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間に配置した調光回路32により、冷陰極管2に印加される駆動電源を可変して調光する。
【0059】
すなわち調光回路32は、出力トランスT4の帰還巻線出力をモノマルチバイブレータ(MM)33に入力する。ここでモノマルチバイブレータ33は、この帰還巻線出力を波形整形し、この波形整形出力をトリガにして制御信号GT1を出力する。このときモノマルチバイブレータ33は、外部に接続した可変抵抗34により積分動作の時定数を切り換える。これによりモノマルチバイブレータ33は、図6に示すように駆動電源(図6(A))のゼロクロス点によりトリガされて制御信号GT1の信号レベルを立ち上げた後、可変抵抗34の抵抗値により決まる期間t2の間だけ、この制御信号GT1の信号レベルを立ち上げるようになされている(図6(B))。
【0060】
これにより調光回路32は、駆動電源に対して、点灯期間t2の開始時点を一定の位相に保持して、駆動電源の1周期より短い範囲で、可変抵抗34の抵抗値により決まる期間t2だけ、駆動電源を間欠的に冷陰極管2に供給し、また可変抵抗34を可変してこの点灯期間を可変できるようになされている(図6(C))。従って冷陰極管2に印加される駆動電源においては、各点灯期間t2で等しい電圧波形に保持され、これによりちらつきを有効に回避して、広い調光範囲を確保できるようになされている。
【0061】
なおこの図6において、符号Q10B、Q11BはそれぞれトランジスタのQ10、Q11のベース電圧波形を、符号Q10CはトランジスタQ10のコレクタ電圧波形を示す。かくしてこの実施の形態において、モノマルチバイブレータ33は、トランジスタQ10及びQ11でなるスイッチ回路の動作を切り換え制御する制御手段を構成する。
【0062】
図5に示す構成によれば、駆動電源の1周期より短い期間で、駆動電源を間欠的に冷陰極管2に供給する場合でも、出力トランスT4及び昇圧トランスT5間に介挿した調光回路32により駆動電源を可変することにより、簡易な構成で、冷陰極管2の明るさを大きく可変することができる。
【0063】
またこのとき、駆動電源を基準にして、点灯期間t2の開始時点を一定の位相に保持することにより、冷陰極管2に印加される駆動電源の電圧波形を等しく保持し、これにより照明のちらつき等を有効に回避して、調光範囲を拡大することができる。
【0064】
(4)他の実施の形態
なお上述の第1の実施の形態においては、容量の異なるコンデンサを2組配置し、出力インピーダンスを3段階で切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、コンデンサの組数や各コンデンサの容量値は任意に変更可能である。例えば容量の異なるコンデンサを8組設けると、2の8乗に対応する255ステップによりインピーダンスを切り換えることができ、より高精度で実用性の高い調光が可能となる。
【0065】
また上述の第1の実施の形態においては、調光回路のインピーダンスを段階的に切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば可変容量コンデンサ等を適用してインピーダンスを連続的に可変してもよい。
【0066】
さらに上述の第1の実施の形態においては、冷陰極管2に直接接続するバラストコンデンサを省略する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せてバラストコンデンサを配置してもよい。
【0067】
また上述の第1の実施の形態においては、コンデンサのみにより負荷回路を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコンデンサと抵抗の直列回路により負荷回路を構成する場合等、種々の負荷回路を適宜選定することができる。
【0068】
さらに上述の第2の実施の形態においては、トランジスタQ10及びQ11でなるスイッチ回路の動作を切り換え制御する制御手段を、カウンタ23により構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば論理回路、マイクロコンピュータ等により制御手段を形成してもよい。例えば論理回路により制御手段を形成する場合は、パルス幅を可変できるように形成した基準信号と、駆動電源の波形整形出力とから、各点灯期間における駆動電源の波数が等しくなるように制御信号GTを生成して、上述の第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0069】
また上述の第3の実施の形態においては、トランジスタQ10及びQ11でなる、スイッチ回路の動作を切り換え制御する制御手段を、モノマルチバイブレータ33により構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば論理回路、マイクロコンピュータ等により制御手段を形成してもよい。例えば論理回路により制御手段を形成する場合は、駆動電源に比して高周波数のクロックをカウントするカウンタを用いてモノマルチバイブレータ33と同様の制御信号GT1を生成することができる。
【0070】
また上述の第3の実施の形態では、駆動電源のゼロクロスのタイミングを基準にして駆動電源の周期より短い範囲で点灯期間を可変する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ゼロクロス点を基準にして1周期より長い範囲で点灯期間を可変する場合にも広く適用することが出来る。
【0071】
さらに上述の第2及び第3の実施の形態においては、制御信号GT及びGT1が立ち上がる期間の間、駆動電源を冷陰極管2に選択的に供給する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これとは逆に制御信号GT及びGT1が立ち下がる期間の間、冷陰極管2に駆動電源を選択的に印加してもよい。このようにすれば、第3の実施の形態においては、点灯期間t2の終了時点を一定の位相に保持して、駆動電源の1周期より短い範囲で、駆動電源を間欠的に冷陰極管2に印可することになる。
【0072】
また上述の第2及び第3の実施の形態においては、帰還巻線より検出される駆動電源を基準にして、冷陰極管2に印加される駆動電源を可変する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、専用の検出巻線により検出される駆動電源を基準にする場合、昇圧トランス出力、出力トランス出力の駆動電源を基準にする場合等、種々の検出手法により検出した駆動電源を基準にして駆動電源を可変する場合に広く適用することができる。
【0073】
さらに上述の第1〜第3の実施の形態においては、1次2次巻線を絶縁した構成のトランスを出力トランス及び昇圧トランスに適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてオートトランスを適用してもよい。
【0074】
また上述の第1の実施の形態においては、駆動電源の出力インピーダンスを可変する場合、上述の第2及び第3の実施の形態においては、点灯期間を可変する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第1及び第2の実施の形態に係る手法、また第1及び第3の実施の形態に係る手法を組み合わせてもよく、さらには第2及び第3の実施の形態と従来の波高値自体を可変する方法を組み合わせてもよい。
【0075】
またこれらに代えて、出力トランスT4及び又は昇圧トランスT5の巻線にタップを形成し、調光回路によりこのタップを切り換えてもよい。
【0076】
さらに上述の第1〜第3の実施の形態においては、本発明をバックライト装置に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、冷陰極管を駆動する種々の駆動回路に広く適用することができる。
【0077】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、出力トランスと昇圧用トランスの間に配置した調光回路で、冷陰極管に印加される駆動電源を可変することにより、ちらつき等を有効に回避して、簡易な構成により、広い調光範囲を確保することができる。この構成において調光回路において、コンデンサにより出力トランス、昇圧トランスの一端を接地することにより、駆動電源の出力インピーダンスを可変して、広い調光範囲を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るバックライト装置を示す接続図である。
【図2】図1のバックライト装置の動作特性を示す特性曲線図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係るバックライト装置を示す接続図である。
【図4】図3のバックライト装置の動作の説明に供する信号波形図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係るバックライト装置を示す接続図である。
【図6】図5のバックライト装置の動作の説明に供する信号波形図である。
【図7】従来のバックライト装置を示す接続図である。
【図8】従来の調光方式の説明に供する信号波形図である。
【図9】冷陰極管の特性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
1、10、20、30 バックライト装置
2 冷陰極管
12、22、32 調光回路
T4 出力トランス
T5 昇圧トランス
Claims (4)
- 冷陰極管に駆動電源を供給する昇圧トランスと、
出力トランスを介して前記駆動電源を前記昇圧トランスに供給する発振回路と、
前記出力トランス及び前記昇圧トランス間に介挿されて、前記冷陰極管に供給される前記駆動電源を可変する調光回路とを備え、
前記昇圧トランスは、
一次巻線の一端を前記出力トランスの二次巻線の一端に接続し、
前記調光回路は、
前記昇圧トランスの一次巻線の他端に一端が接続された複数のコンデンサと、
前記出力トランスの二次巻線の他端に一端が接続された複数のコンデンサと、
切り換え信号により、前記複数のコンデンサの他端をそれぞれ接地する複数のスイッチ回路とを有し、
前記発振回路は、
前記出力トランスに設けられた帰還巻線の出力により動作する自励式の発振回路である
ことを特徴とする冷陰極管の駆動装置。 - 前記調光回路は、
1系統の前記切り換え信号を、前記昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサに係る前記スイッチ回路と、前記出力トランスの二次巻線に接続されたコンデンサに係る前記スイッチ回路とに共通に接続し、
前記切り換え信号による、前記昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサの接地により、前記出力トランスの二次巻線に接続された対応するコンデンサを接地する
ことを特徴とする請求項1に記載の冷陰極管の駆動装置。 - 前記1系統の前記切り換え信号を共通に接続した前記スイッチ回路に係る前記昇圧トランスの一次巻線に接続されたコンデンサと、前記出力トランスの二次巻線に接続されたコンデンサとが、等しい容量である
ことを特徴とする請求項2に記載の冷陰極管の駆動装置。 - 前記昇圧トランスの一次巻線に接続された複数のコンデンサの容量の比が、1:2であり、
前記出力トランスの二次巻線に接続された複数のコンデンサの容量の比が、1:2である
ことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載の冷陰極管の駆動装置。
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