JPH10116694A - 蛍光管駆動回路および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光管電流を正確に制御するとともに２次側
回路からの漏洩電流を低減した蛍光管駆動回路を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 直流電源１からの入力は、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータで電圧変換され、共振発振部８により振動電圧
としてトランス５の１次巻線５ａに供給される。トラン
ス５の２次側には、２次巻線５ｂ、蛍光管７、発光ダイ
オード１０ａが直列接続されており、蛍光管７の負荷電
流は発光ダイオード１０ａと光学的に結合した受光ダイ
オード１０ｂの出力により１次側へフィードバックさ
れ、蛍光管７に印加される電圧が一定になるように制御
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光管駆動回路に関
し、特に液晶表示装置等に使用されるバックライト装置
に用いられる蛍光管駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴ表示装置よりも小型で軽量
なフラットパネルディスプレイデバイスとして液晶表示
装置が注目されており、ワードプロセッサ、パーソナル
コンピュータ、各種情報端末などの表示装置に幅広く用
いられている。表示装置は、表示素子が自ら光を発して
表示を行う自発光型の表示装置と、光源を別に備え表示
素子そのものは光源光の透過率を制御することにより表
示を行う非発光型の表示装置とに大別される。次世代の
表示装置として各種の分野で広く実用化が進んでいる液
晶表示装置は後者の透過率制御型の表示装置の代表的な
ものである。

【０００３】液晶表示装置には画素アレイの背面に照明
光学系を備えた透過型液晶表示装置と、画素下面に反射
電極を備え、周囲光を利用する反射型液晶表示装置とが
ある。液晶そのものは発光しないから、画面輝度を確保
しより良好な表示品質を確保するためには、照明光学系
を備えて液晶パネルの背面から照明する必要がある。

【０００４】透過形液晶表示装置の照明光学系として
は、冷陰極管などの蛍光管発光体をバックライトの光源
としたものが主流である。照明光学系の構造としては、
液晶パネルの下側に導光板を配設し、導光板の端面から
光源光を入射させて照明するエッジライト方式と、液晶
パネルの直下に光源を配設して照明する直下方式などが
知られている。

【０００５】大部分のバックライトは光源として特別に
作られた蛍光放電管を使用する。蛍光放電管は中空のガ
ラス管内部に放電のための電極と、水銀、アルゴン、ヘ
リウムなどのガスが低圧で封入され、ガラス管内面には
放電によって発生する紫外線を可視光線に変換する蛍光
体が塗布された構造となっている。バックライトに使用
される蛍光管はそのために特に開発されたもので、一般
照明用途の蛍光管に比して細く、高輝度であるという特
徴がある。

【０００６】一般には外径で約２ｍｍから約５ｍｍ程度
まで、特に多用されるものは外径で約３ｍｍ、内径で約
２ｍｍ程度のものが多い。また、放電のための電極はヒ
ータを持たない冷陰極構造となっているものが多い。

【０００７】このような蛍光放電管は非常に細いことか
ら一般照明用途の蛍光管に比較して放電電流が小さく、
放電電圧が高い。また冷陰極構造であることから放電を
スタートさせるに必要な放電開始電圧も非常に高い。一
般的には、１０インチクラスの液晶表示素子のバックラ
イトに使用される内径２ｍｍ，長さ２２０ｍｍ前後の蛍
光管では、放電電流は約４〜５ｍＡ、放電電圧は約４０
０〜５００Ｖ、放電開始電圧は約８００〜１０００Ｖ前
後が必要である。

【０００８】一方、液晶表示装置の備える電源電圧は直
流１２Ｖのものが多く、このため蛍光放電管を点灯させ
るために必要な高電圧を得るためにインバータ回路が必
要不可欠となっている。

【０００９】図８に代表的なインバータ回路の構成を示
す。このインバータ回路９０は、直流電源９１と、ＤＣ
／ＤＣコンバータ９２と、パワートランジスタ９３と、
共振コンデンサ９４と、電圧変換用トランス９５と、バ
ラストコンデンサ９６と、蛍光管９７と、２次側電流検
出用抵抗器９８とを備えている。

【００１０】直流電源９１により与えられた直流電圧
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２により適当な電圧に変換
され、パワートランジスタ９３、共振コンデンサ９４お
よびトランス９５からなる共振発振回路に入力される。
トランス９５の２次側にはバラストコンデンサ９６と負
荷である蛍光管９７、２次側電流検出用抵抗器９８が直
列に接続されており、負荷電流に比例した電圧降下が２
次側電流検出用抵抗器９８の両端に発生する。この電圧
はＤＣ／ＤＣコンバータ９２にフィードバックされてお
り、蛍光管９７に流れる電流はＤＣ／ＤＣコンバータ９
２にフィードバックされる２次側電流検出用抵抗器９８
の両端に発生する電圧により一定値に制御されている。

【００１１】近年、各種情報機器においては省資源およ
び機器のコンパクト化のために消費電力を低く抑える要
求が大きくなっている。特にノートブック型パーソナル
コンピュータをはじめとする携帯型の情報機器において
は、長時間使用を可能にし、かつポータブル化を一層進
めるために低消費電力化の要求は非常に大きい。

【００１２】これら各種情報機器の表示装置として幅広
く用いられている液晶表示装置についても同様であり、
特に液晶表示装置の消費電力の約２／３をしめるバック
ライトに対しても、光の利用効率を高めるとともに、消
費電力を低減することが要求されている。

【００１３】インバータ回路の変換効率は、特に内蔵す
るトランスの性能に依存し、トランスの効率改善のため
には発振周波数が高い方が望ましい。また、耳障りな音
を発生させないため、またインバータ回路の小型化のた
めにも動作周波数は高いことが好ましいことから、動作
周波数は通常３０ｋＨｚから５０ｋＨｚ程度の範囲に設
定されることが多い。

【００１４】一方、蛍光管の周囲には蛍光管の出射光を
効果的に目的の方向に集めるための光学系としてリフレ
クタ９９が設置されている。リフレクタ９９は光源光の
反射率を高めるため、プラスチックのフィルムに銀やア
ルミニウムなどの反射率の高い金属を蒸着したものが用
いられ、リフレクタ９９は安全のため接地される。

【００１５】リフレクタは蛍光管９７の全長に渡って約
１ｍｍ以下の隙間しか持たずに配置されるため、蛍光管
９７と蛍光管の回りのリフレクタ９９との間には比較的
大きな浮遊容量が発生する。例えば、蛍光管９７の内径
を２ｍｍ、外径を３ｍｍ、リフレクタの内径を３．５ｍ
ｍ、蛍光管９７の長さを２００ｍｍとし、蛍光管内径を
導体と見なしてその間の空間は空気であるとすれば２つ
の導体の間に形成される静電容量は約２０ｐＦになる。

【００１６】実際にはリフレクタは蛍光管全周を覆って
いるわけではないのでこれより小さいが数ｐＦから１０
ｐＦ程度の静電容量は十分に形成されると考えられる。

【００１７】１０ｐＦの浮遊容量を通して発生する漏洩
電流は周波数３０ｋＨｚ、電圧４００Ｖの場合、０．７
５ｍＡ程度となり、蛍光管９７の放電電流５ｍＡからみ
れば１５％に相当し無視できない値となる。

【００１８】この他にも、蛍光管以外でも２次側に接続
された回路部品と接地側との間には浮遊容量（Ｃｓ）が
形成される。これらの浮遊容量（Ｃｓ）を通じて接地側
に流れる漏洩電流（ｉ）は電圧Ｖと周波数ｆに比例する
（ｉ＝２πＶｆＣs ）。

【００１９】インバータの２次側では電圧が高いことに
加えて前述のように商用周波数に比較して動作周波数が
高く、浮遊容量を通じて漏洩する漏洩電流（ｉ）は比較
的大きなものとなる。このような漏洩電流は無駄になる
電流であり、利用効率を低下させている大きな原因の一
つである。

【００２０】また、漏洩電流の増加は浮遊容量の存在と
ともに、２次側電流を１次側にフイードバックするため
に２次側を接地しなければならないことにも起因してい
る。すなわち、図８において、蛍光管９７とリフレクタ
９９との間には浮遊容量（Ｃｓ）を介して閉回路が存在
し、この閉回路を通って漏洩電流ｉが流れてしまうこと
になる。

【００２１】この問題を避けるために、電流の検出を１
次側で行い、１次側電流を制御する方法が実用化されて
いる。図９はこのようなインバータ回路の構成の１例を
示す図である。この例では２つのパワートランジスタ９
３を流れるエミッタ電流の和を電流−電圧変換回路１０
１により検出してＤＣ／ＤＣコンバータへのフィードバ
ック信号としている。これによりトランスの１次側を流
れる電流を一定に制御することができる、また２次側を
接地する必要もないので、２次側の漏洩電流も減少させ
ることができる。

【００２２】しかしながら、蛍光管は温度に敏感であ
り、管温度の変化によって等価インピーダンスも変化す
るから、１次側電流を安定に保っても２次側電流を安定
に保つことはできないという問題がある。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、蛍光管に流
れる負荷電流を正確に制御するとともに、蛍光管をはじ
めとするトランスの２次側に接続された負荷と接地側と
の間に形成される浮遊容量を通じて生じる漏洩電流を低
減した蛍光管駆動回路を提供することを目的とする。
また本発明は、消費電力が小さく、電源の利用効率が高
い蛍光管駆動回路を提供することを目的とする。

【００２４】また本発明は、照明光学系の消費電力が小
さく、長時間使用できる液晶表示装置を提供することを
目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光管駆動回路
は、直流電源と、１次巻線から２次巻線へエネルギーを
伝達するトランスと、前記直流電源からの入力を発振し
て前記１次巻線へ交流電圧を供給する発振手段と、前記
２次巻線と直列に接続した蛍光管と、前記２次巻線およ
び前記蛍光管と直列に接続され、前記蛍光管に印加され
る電圧・電流に応じて発光量が変化する発光素子と、前
記発光素子との絶縁を保って光学的に結合し、受光量に
応じて出力信号が変化する受光素子と、前記受光素子の
出力信号に基づいて、前記蛍光管に印加される電圧を一
定に保つように、前記直流電源から前記トランスの１次
巻線に供給される入力を制御する制御手段とを具備した
ことを特徴とする。

【００２６】また本発明の蛍光管駆動回路は、１次巻線
から２次巻線へエネルギーを伝達するトランスと、前記
２次巻線に交番電圧が生じるように前記トランスの１次
巻線へエネルギーを供給する電源と、前記２次巻線と直
列に接続した蛍光管と、前記２次巻線および前記蛍光管
と直列に接続され、前記蛍光管に印加される電圧に応じ
て発光量が変化する発光素子と、前記発光素子との絶縁
を保って光学的に結合し、受光量に応じて出力信号が変
化する受光素子と、前記受光素子の出力信号に基づい
て、前記蛍光管に印加される電圧を一定に保つように、
前記電源から前記トランスの前記１次巻線へ供給される
エネルギーを制御する制御手段とを具備したことを特徴
とする。

【００２７】前記制御手段としては、前記受光素子の出
力信号に基づいて前記１次巻線への入力を連続的に制御
する、前記トランスの１次側に直列接続されたＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを用いるようにしてもよい。また前記制御
手段としては、前記受光素子の出力信号に基づいて前記
１次巻線への入力を断続制御する、前記トランスの１次
側に直列接続されたスイッチング素子用いるようにして
もよい。

【００２８】本発明の液晶表示装置は、電極が形成され
た基板間に液晶層を挟持した液晶表示素子と、前記液晶
表示素子を照明する、蛍光管と、この蛍光管からの光を
集光して前記液晶表示素子側へ導く接地されたリフレク
タとを有する照明光学系と、直流電源と、１次巻線から
前記蛍光管と直列接続した２次巻線へエネルギーを伝達
するトランスと、前記直流電源からの入力を発振して前
記１次巻線へ交流電圧を供給する発振手段と、前記２次
巻線および前記蛍光管と直列に接続され、前記蛍光管に
印加される電圧に応じて発光量が変化する発光素子と、
前記発光素子との絶縁を保って光学的に結合し、受光量
に応じて出力信号が変化する受光素子と、 前記受光素
子の出力信号に基づいて、前記蛍光管に印加される電圧
を一定に保つように、前記直流電源から前記トランスの
１次巻線に供給される入力を制御する制御手段とを具備
したことを特徴とする。

【００２９】すなわち本発明の蛍光管駆動回路は、１次
側に発振手段、２次側に負荷が接続されたトランスの２
次側回路電流を検出して１次側にフィードバックするこ
とにより、２次側回路電流の安定化を図るものであっ
て、２次側から１次側へのフィードバックは２次側回路
に直列接続した発光素子と、この発光素子と光学的にの
み結合した受光素子とからなるフォトカップラにより行
い、受光素子の出力信号によりトランスの１次側に供給
されるエネルギーを制御するものである。

【００３０】１次側から２次側へのフィードバックを電
気的な接続によらず光学的な伝達手段を用いて行い、ま
た２次側回路は接地しなくともよいから、２次側回路に
形成される比較的大きな浮遊容量、とくに蛍光管とリフ
レクタとの間に形成される浮遊容量による２次側回路電
流の漏洩が防止される。したがって電源の利用効率も向
上する。また、蛍光管の温度変化などにより等価インピ
ーダンスが変化しても２次側回路電圧の変動が抑制さ
れ、２次側回路電圧が安定に保たれる。

【００３１】トランスの１次側に電力を供給する直流電
源は、直流電源からＤＣ／ＤＣコンバータを介してトラ
ンスの１次側に電力を供給するようにしてもよいし、Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータにより交流を直流を変換してトラン
スの１次側に供給するようにしてもよい。直流電源から
の入力は発振手段により発振され、交流電圧としてトラ
ンスの１次巻線に供給される。ここで交流電圧は、正弦
波交流だけでなく方形波、のこぎり波、三角波、パルス
波などでもよい、また、基準電位から＋Ｖと−Ｖとの間
を振動する波形だけではなく、基準電位と＋Ｖ（または
−Ｖ）との間を振動する電圧波形でもよい。

【００３２】発振手段の構成は必要に応じて定めるよう
にすればよいが、例えばパワートランジスタと共振コン
デンサにより直流電源からの入力を発振してトランスの
１次側に供給する。トランスは、１次側からの入力を、
１次巻線と２次巻線とを介して２次側へ伝達するもので
あり、本発明の蛍光管駆動回路においてはトランスの２
次側に、２次巻線と直列に負荷である蛍光管が接続され
ている。１次側には１次巻線だけでなく補助巻線を備え
るようにしてもよい。

【００３３】本発明の蛍光管駆動回路においては、電源
からトランスの１次側に供給されるエネルギーは、２次
側に直列接続された蛍光管に印加される電圧が一定に保
たれるように調節される。例えば、直流電源からの入力
をＤＣ／ＤＣコンバータで電圧変換し、発振手段を介し
てトランスの１次側に供給する場合には、２次側回路電
圧に対応するフィードバック信号をＤＣ／ＤＣコンバー
タの制御入力とし、この制御入力に基づいて、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータからトランスの１次側に供給するエネルギ
ーを２次側に直列接続された蛍光管に印加される電圧が
一定に保たれるように変化すればよい。２次側からのフ
ィードバック信号に基づいて、電源からトランスの１次
側への入力を制御する制御手段は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タに限ることはない。例えば直流電圧を２次側からにフ
ィードバック信号に基づいて断続するスイッチング素子
を介してトランスの１次側へ供給するようにしてもよ
い。

【００３４】いずれにせよ、本発明の蛍光管駆動回路で
は、２次側からのフィードバック信号に基づいて、電源
からトランスの１次側へ供給されるエネルギーは、２次
側に直列接続された蛍光管に印加される電圧が一定に保
たれるように制御される。

【００３５】そして、本発明の蛍光管駆動回路は、トラ
ンスの２次側に直接接続された蛍光管に印加される電
圧、すなわち２次側回路電圧を１次側へフィードバック
する手段として、トランスの２次巻線および蛍光管と直
列に接続され、蛍光管に印加される電圧に応じて発光量
が変化する発光素子と、発光素子との絶縁を保って光学
的に結合し、受光量に応じて出力信号が変化する受光素
子とを採用した構成となっている。

【００３６】例えば発光ダイオードのような、発光光量
が蛍光管に印加される電圧に比例して変化する発光素子
を用い、また出力が発光素子の発光光量に比例して変化
するような受光素子を用いることにより、受光素子の出
力は蛍光管に印加される電圧に比例して変化することに
なる。すなわち、２次側回路に発光素子が直列接続され
たフォトカップラの出力信号に基づいて、蛍光管に印加
される電圧を一定に保つように、電源からトランスの１
次巻線への入力を制御するのである。

【００３７】発光素子としては例えば発光ダイオード
を、受光素子としては例えば受光ダイオードを用いるよ
うにすればよい。相対する発光ダイオードと受光ダイオ
ードのチップ面積は極めて小さいため、１次側に接続し
た発光ダイオードと、１じがわに接続した発光ダイオー
ドとの間に形成される浮遊容量も極めて小さい。

【００３８】また、先に述べたように液晶表示装置のバ
ックライトに使用される冷陰極蛍光管の平均電流は約５
〜１０ｍＡ程度であるから、一般的な発光ダイオードを
用いることができる。また、発光ダイオードを動作させ
るには２Ｖ程度の順方向電圧降下が必要であるが、蛍光
管に印加される電圧は４００Ｖ程度もあることと、回路
全体の動作が蛍光管に対して定電流電源となることか
ら、２Ｖ程度の電圧降下が負荷と直列に入ることは問題
とはならない。

【００３９】トランスの２次側に流れる電流は交流電流
であり、２次側回路に直列接続された発光ダイオードは
一方向にしか電流を流すことができないから、例えば蛍
光管とトランスの２次巻線との間に、発光ダイオードと
は逆の特性を有するダイオード発光ダイオードと並列に
間挿するようにしてもよい。また、このダイオードとし
て発光ダイオードを用いるようにしてもよく、この場合
には２次側回路に流れる両方向の電流を検出することが
でき、制御の精度が向上する。

【００４０】さらに、２次側回路に接続された発光素子
の数に対応して、受光素子も複数備えるようにしてもよ
い。例えば、蛍光管と２次巻線との間に整流方向の異な
る２個の発光ダイオードを並列に間挿し、２個の発光ダ
イオードとそれぞれ光学的に結合した受光ダイオードを
設けて、これらにより形成される２対のフォトカップラ
の出力に応じて電源からトランスの１次側への入力を制
御するようにしてもよい。

【００４１】本発明の液晶表示装置は、透過型液晶表示
素子の背面に形成される照明光学系の駆動回路として、
上述のような蛍光管駆動回路を備えたものである。照明
光学系の構造としては、液晶表示素子の直下に蛍光管を
配設して照明する直下方式でもよいし、液晶表示素子の
下側に導光板を配設し、この導光板の端面に蛍光管を配
設して光源光を入射させて照明するエッジライト方式で
もよい。

【００４２】いずれの方式でも、光源光を効果的に液晶
表示素子の照明に用いるために、蛍光管の近傍にリフレ
クタを配設するのが一般的であり、またこのリフレクタ
は接地するのが一般的である。本発明の液晶表示装置に
おいては、蛍光管が直列接続された２次側回路から１次
側へのフィードバックを光学的結合により行っているた
めに、２次側回路を接地する必要がないから、２次側回
路の浮遊容量、特に蛍光管とリフレクタとの間に形成さ
れる比較的大きな浮遊容量を通じて接地電位に漏洩する
電流は大幅に低減される。したがって、電源の利用効率
が向上し、明るく消費電力の小さな照明光学系となる。
さらに、電源を小型化することができ、特に携帯用情報
機器などの小型化、軽量化することができる。また携帯
用情報機器の使用可能時間をより長くすることができ
る。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
についてさらに詳細に説明する。

【００４４】（実施形態１）図１は本発明の蛍光管駆動
回路の構成の１例を概略的に示す図である。この蛍光管
駆動回路は直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、パワ
ートランジスタ３、共振コンデンサ４、電圧変換用トラ
ンス５、バラストコンデンサ６、蛍光管７、リフレクタ
９、２次側電流検出用フォトカップラとにより構成され
ている。Ｃｓは浮遊容量、ｉは漏洩電流を示す。

【００４５】直流電源１により与えられた電圧は、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２により適当な電圧に変換され、共振
発振部８を構成するパワートランジスタ３、共振コンデ
ンサ４により発振されて、トランス５の１次側巻線５ａ
に入力される、すなわち、直流電源１からの入力は振動
電圧としてトランス５の１次巻線に供給される。トラン
ス５の２次側には、トランス５の２次巻線５ｂと直列に
バラストコンデンサ６と、負荷である蛍光管７とが接続
され、さらに蛍光管７と２次巻線５ｂとの間に、フォト
カップラ１０を構成する発光ダイオード１０ａが直列に
接続されている。

【００４６】蛍光管７の放電開始には、その動作電圧の
おおよそ２倍に近い電圧が要求される。バラストコンデ
ンサ６は蛍光管７の放電による不正抵抗特性を補正する
と同時に、蛍光管７の放電開始電圧と放電電圧の差を吸
収し、放電電圧を安定させる役割をはたす。

【００４７】フォトカップラ１０は発光ダイオード１０
ａと受光ダイオード１０ｂが光学的に接続された素子で
あり、電気的には２つの素子は絶縁されている。また、
相対する発光ダイオード１０ａと受光ダイオード１０ｂ
のチップ面積は極めて小さいため、形成される浮遊容量
も極めて小さい。

【００４８】トランス５の２次側に流れる電流は交流電
流であり、フォトカプラ１０を構成する発光ダイオード
１０ａは一方向にしか電流を流すことができないため、
ここでは発光ダイオード１０ａとは逆の特性を有するダ
イオード１０ｃを蛍光管７とトランス５の２次巻線５ｂ
との間に、発光ダイオード１０ａと並列に接続してい
る。

【００４９】先に述べたように液晶表示装置のバックラ
イトに使用される冷陰極蛍光管の平均電流は約５〜１０
ｍＡ程度であるので、一般的な発光ダイオードの動作電
流領域と一致する。また、発光ダイオード１０ａを動作
させるには２Ｖ程度の順方向電圧降下が必要であるが、
蛍光管７の電圧は４００Ｖ程度もあることと、回路全体
の動作が蛍光管７に対して定電流電源となることから、
２Ｖ程度の電圧降下が負荷と直列に入ることは問題とは
ならない。

【００５０】発光ダイオード１０ａの発光光量は、蛍光
管７に流れる電流に比例して変化し、受光ダイオード１
０ｂに発生する電流は発光ダイオード１０ａの発光光量
に比例して変化する。すなわち、受光ダイオード１０ｂ
の電流は蛍光管７の電流に比例して変化することにな
る。

【００５１】受光ダイオード１０ｂで検出した蛍光管７
の電流に対応した電流は、電流−電圧変換回路（ｉ−ｖ
変換回路）１１によって適当な電圧に変換される。電流
−電圧変換回路１１で変換した電圧をＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２にフィードバックし、この電圧によりＤＣ／ＤＣ
コンバータの出力電圧を制御することにより、蛍光管７
に印加される電圧を一定値に保持することができる。

【００５２】（実施形態２）１次側電圧を調整する方式
は、実施形態１に例示したようなＤＣ／ＤＣコンバータ
２を用いる構成に限ることはなく、例えば電源からの直
流入力をスイッチング素子で断続させ、そのデューティ
の変化により平均電流を調整するパルス幅変調方式を用
いるようにしてもよい。図４は本発明の蛍光管駆動回路
の構成の別の１例を概略的に示す図である。この蛍光管
駆動回路は、トランス５の１次側への入力を制御する手
段としてフォトカップラ１０の出力によりオン・オフが
制御されるスイッチング素子２１を用いている。

【００５３】ＤＣ／ＤＣコンバー夕を用いる方式は蛍光
管７に印加される電圧を直接変化させるため、蛍光管７
に流れる電流をおおよそ１／２以下に小さくした場合に
放電を安定に維持できなくなり、不安定となる場合があ
る。これに対しパルス幅変調方式による蛍光管電流の調
整方法は蛍光管７に印加される電圧は変化させず、短時
間のうちに蛍光管７を点滅させる方式のため、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを用いる方式に比較してより小さな電流ま
で放電を安定に保つことができる。

【００５４】（実施形態３）図３は本発明の蛍光管駆動
回路の構成の別の１例を概略的に示す図である。この蛍
光管駆動回路は、発光ダイオード１０ａと並列に接続さ
れたダイオード１０ｃとしても発光ダイオードを用い、
この発光ダイオード１０ｃも受光ダイオード１０ｂと光
学的に接続したものである。

【００５５】このような構成を採用することにより、ト
ランス５の２次側を流れる交流の両方向の整流信号を得
ることができ、したがってより小さな電流域まで制御の
精度を向上することができる。

【００５６】さらに、蛍光管７と２次巻線５ｂとの間に
整流方向の異なる発光ダイオード１０ａと発光ダイオー
ド１０ｃを並列に間挿し、２個の発光ダイオードとそれ
ぞれ光学的に結合した受光ダイオード１０ｂ、受光ダイ
オード１０ｄを設けて、これらにより形成される２対の
フォトカップラの出力に応じて電源からトランスの１次
側への入力を制御するようにしてもよい。

【００５７】この場合にも２次側を流れる交流の両方向
の整流信号を得ることができ、したがってより小さな電
流域まで制御の精度を向上することができる。図４はフ
ォトカップラを２対備えた本発明の蛍光管駆動回路の構
成の１例を概略的に示す図である。

【００５８】（実施形態４）図５は本発明の液晶表示装
置の構成を概略的に示す図である。

【００５９】この液晶表示装置は液晶表示素子の照明光
学系を備えており、この照明光学系の光源である蛍光管
の駆動回路として、図２乃至図４に例示したような本発
明の蛍光管駆動回路を備えている。液晶表示素子３４は
ＩＴＯなどの透明電極が形成された絶縁性基板３５ａ、
３５ｂの間に液晶層３６を挟持して画素３７を形成し、
画素３７ごとに液晶層３６によって照明光を変調して表
示を行うものである。液晶表示素子３４の光入射側およ
び出射側には偏光板３８ａ、３８ｂが配設されている。

【００６０】直流電源３１からトランス５の１次側に供
給される電圧は、制御手段３２で所定の電圧に変換され
るとともに、発振手段３３により発振されて振動電圧と
して１次巻線、図示しない補助巻線に供給される。トラ
ンス５の２次側に生じた交流電圧は２次巻線５ｂと直列
に接続した蛍光管７に印加され、蛍光灯は点灯し液晶表
示素子は照明される。２次側回路電圧は、前述したよう
に、蛍光灯と直列接続した発光素子を有するフォトカプ
ラにより１次側の制御手段３２にフィードバックされ、
フォトカプラ１０の出力信号に基づいて、電源からトラ
ンス５の１次側への入力が制御される。

【００６１】この液晶表示装置の照明の方式は直下方式
でもよいしエッジライト方式でもよい。図６は液晶表示
素子の下側に導光板を配設し、この導光板の端面に蛍光
管を配設して光源光を入射させて照明するエッジライト
方式の照明光学系の構造を概略的に示す図であり、図７
は液晶表示素子の直下に蛍光管を配設して照明する直下
方式の照明光学系の構造を概略的に示す図である。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光管駆
動回路によれぱ、２次側回路に直列接続したフォトカッ
プラを採用することによって、電気的な接続によらず光
学的な伝達手段により２次側回路電流を１次側にフィー
ドバックすることができる。したがって２次側回路を接
地しなくともよいから、２次側回路に形成される比較的
大きな浮遊容量、とくに蛍光管とリフレクタとの間に形
成される浮遊容量による２次側回路電流の漏洩を大幅に
低減することができる。また、電源の利用効率も向上す
る。さらに、蛍光管の温度変化などにより等価インピー
ダンスが変化しても２次側回路電圧の変動を効果的に抑
制することができ、２次側回路電圧を安定に保つことが
できる。したがって、本発明の蛍光管駆動回路は電気的
効率が高く、明るく、かつ低消費電力なバックライトを
実現させることができる。

【００６３】本発明の液晶表示装置においては、蛍光管
が直列接続された２次側回路から１次側へのフィードバ
ックを光学的結合により行っているために、２次側回路
を接地する必要がないから、２次側回路の浮遊容量、特
に蛍光管とリフレクタとの間に形成される比較的大きな
浮遊容量を通じて接地電位に漏洩する電流は大幅に低減
される。したがって、電源の利用効率が向上し、明るく
消費電力の小さな照明光学系となる。さらに、電源を小
型化することができ、特に携帯用情報機器などの小型
化、軽量化することができる。また携帯用情報機器の使
用可能時間をより長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光管駆動回路の構成の１例を概略的
に示す図。

【図２】本発明の蛍光管駆動回路の構成の１例を概略的
に示す図。

【図３】本発明の蛍光管駆動回路の構成の１例を概略的
に示す図。

【図４】本発明の蛍光管駆動回路の構成の１例を概略的
に示す図。

【図５】本発明の液晶表示装置の構成の１例を概略的に
示す図。

【図６】エッジライト方式の照明光学系の構造を概略的
に示す図。

【図７】直下方式の照明光学系の構造を概略的に示す
図。

【図８】従来の蛍光管駆動回路の構成の１例を概略的に
示す図。

【図９】従来の蛍光管駆動回路の構成の１例を概略的に
示す図。

【符号の説明】

１………直流電源、 ２………ＤＣ
／ＤＣコンバータ ３………パワートランジスタ ４………共振
コンデンサ ５………電圧変換用トランス ５ａ……１次
巻線 ５ｂ……２次巻線 ５ｃ……補助
巻線 ６………バラストコンデンサ ７………蛍光
管 ８………共振発振部 ９………リフ
レクタ １０………フォトカップラ １０………発光
ダイオード １０ｂ，１０ｄ……受光ダイオード １０ｃ……ダイオード １１………電流電圧変換回路 ２１………スイ
ッチング素子 ３１………電源 ３２………制御
手段 ３３………発振手段 ３４………液晶
表示素子 ３５ａ，３５ｂ………透明絶縁性基板 ３６………液晶層 ３７………画素 ３８ａ，３８ｂ………偏光板 ９１………直流電源、 ９２………ＤＣ
／ＤＣコンバータ ９３………パワートランジスタ、 ９４………共振
コンデンサ ９５………電圧変換用トランス、 ９６………バラ
ストコンデンサ ９７………蛍光管、 ９８………電流
検出用抵抗器 ９９………リフレクタ、 １００………電流
電圧変換回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、 １次巻線から２次巻線へエネルギーを伝達するトランス
   と、 前記直流電源からの入力を発振して前記１次巻線へ交流
   電圧を供給する発振手段と、 前記２次巻線と直列に接続した蛍光管と、 前記２次巻線および前記蛍光管と直列に接続され、前記
   蛍光管に印加される電圧に応じて発光量が変化する発光
   素子と、 前記発光素子との絶縁を保って光学的に結合し、受光量
   に応じて出力信号が変化する受光素子と、 前記受光素子の出力信号に基づいて、前記蛍光管に印加
   される電圧を一定に保つように、前記直流電源から前記
   トランスの１次巻線への入力を制御する制御手段とを具
   備したことを特徴とする蛍光管駆動回路。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記受光素子の出力信
   号に基づいて前記１次巻線に供給するエネルギーを連続
   的に制御する、前記トランスの１次側に直列接続された
   ＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項１
   に記載の蛍光管駆動回路。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記受光素子の出力信
   号に基づいて前記１次巻線に供給するエネルギーを断続
   制御する、前記トランスの１次側に直列接続されたスイ
   ッチング素子であることを特徴とする請求項１に記載の
   蛍光管駆動回路。
4. 【請求項４】 電極が形成された基板間に液晶層を挟持
   した液晶表示素子と、 前記液晶表示素子を照明する、
   蛍光管と、この蛍光管からの光を集光して前記液晶表示
   素子側へ導く接地されたリフレクタとを有する照明光学
   系と、 直流電源と、 １次巻線から前記蛍光管と直列接続した２次巻線へエネ
   ルギーを伝達するトランスと、 前記直流電源からの入力を発振して前記１次巻線へ交流
   電圧を供給する発振手段と、 前記２次巻線および前記蛍光管と直列に接続され、前記
   蛍光管に印加される電圧に応じて発光量が変化する発光
   素子と、 前記発光素子との絶縁を保って光学的に結合し、受光量
   に応じて出力信号が変化する受光素子と、 前記受光素子の出力信号に基づいて、前記蛍光管に印加
   される電圧を一定に保つように、前記直流電源から前記
   トランスの１次巻線への入力を制御する制御手段とを具
   備したことを特徴とする液晶表示装置。