JP2009245847A - 蛍光ランプ駆動装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来方式に比べて、駆動制御回路の制御負担を軽減できるようにすると共に、当該装置の小型化及びその製造コストを低減できるようにする。
【解決手段】スイッチ制御信号Ｓ１１及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の動作周波数の交流電源に変換する駆動制御回路１０と、一次側に電源用の巻線、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有して、一次側の巻線が駆動制御回路１０の交流電源に接続され、かつ、当該ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線に蛍光ランプの高電位側のヒータが接続されるインバータトランス２０とを備え、蛍光ランプの高電位側のヒータに電源が供給されると共に、駆動制御回路１０は、蛍光ランプの起動時、スイッチ制御信号Ｓ１１に基づく交流電源の周波数を当該蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、インバータトランス２０の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑えるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数本の熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）を駆動するバックライト装置及び当該バックライト装置を備えた液晶表示ディスプレイに適用可能な蛍光ランプ駆動装置及び液晶表示装置に関するものである。

詳しくは、スイッチ制御信号、明るさ調整信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換してＨＣＦＬを駆動する駆動制御回路を備え、当該装置の起動時、スイッチ制御信号等に基づく交流電源の周波数をその放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、インバータトランスの二次側の出力電圧を低く抑えて、当該装置の起動からＨＣＦＬの高電位側のヒータの予熱に至るヒータ予熱期間、ＨＣＦＬが点灯しないようにすると共に、蛍光ランプ駆動装置の小型化及びその製造コストを低減できるようにしたものである。

近年、大型の液晶表示パネルを用いた液晶テレビや、液晶モニタには、バックライト装置が用いられている。バックライト装置の光源には、複数本のＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）やＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp）等の蛍光管や、グリッドアレイ状のＬＥＤ素子が使用される場合が多い。蛍光管にはＣＣＦＬや、ＥＥＦＬ等の他に、ヒータを有した熱陰極蛍光ランプ（Hot Cathode Fluorescent Lamp：ＨＣＦＬ）も使用することができる。

ＨＣＦＬは、一般的な家電照明器具等に見られる蛍光灯と同じ構成を有しており、色再現性が良く、発光効率が高く、印加電圧が低く、ＣＣＦＬより優れている特性を持っている。その反面、ランプ両端にヒータが必要なため回路が複雑でコスト高となり、ＨＣＦＬがあまり液晶ディスプレイに使用されていなかった。一般に、蛍光管は、交流で駆動するため蛍光ランプ駆動装置が用いられる。蛍光ランプ駆動装置は、直流電圧の入力変動や蛍光ランプのインピーダンスの変化等が生じても、出力電流を一定に制御して輝度を一定に保つ機能を持っている場合が多い。

図８は、ｎ本のＨＣＦＬを使用した従来例に係るバックライト装置１の構成例を示すブロック図である。図８に示すバックライト装置１は、駆動制御回路２、高圧側駆動回路３、低圧側駆動回路４、インバータトランス５、２個の高圧側ヒータトランスＨＴ１，ＨＴ２、ｎ個の低圧側ヒータトランスＬＴｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びｎ個のバランストランスＢＴｉ（ｉ＝１〜ｎ）を有して構成される。

駆動制御回路２はインバータトランス５の一次側の巻線ｗ１に接続される。インバータトランス５の二次側の巻線ｗ３は、奇数番目の蛍光ランプＬ１，Ｌ３・・・Ｌｎ−１の高圧側ヒータＨｈ１，Ｈｈ３・・・Ｈｈｎ−１に並列に接続されると共に、二次側の巻線ｗ２は偶数番目の蛍光ランプＬ２，Ｌ４・・・Ｌｎの高圧側ヒータＨｈ２，Ｈｈ４・・・Ｈｈｎに並列に接続される。インバータトランス５は、放電に必要な所定の動作周波数の交流電源を供給するようになされる。

高圧側駆動回路３は、ｎ個の蛍光ランプＬ１〜Ｌｎの輝度を均等化するために、奇数番目の蛍光ランプＬ１，Ｌ３・・・Ｌｎ−１と、偶数番目の蛍光ランプＬ２，Ｌ４・・・Ｌｎの二系統に分け、ヒータ専用のトランスを介して駆動するようになされる。このため、高圧側駆動回路３は、高圧側ヒータトランスＴＨ１及びＴＨ２に接続される。高圧側ヒータトランスＴＨ１は奇数番目の蛍光ランプＬ１，Ｌ３・・・Ｌｎ−１の高圧側ヒータＨｈ１，Ｈｈ３・・・Ｈｈｎ−１に並列に接続される。高圧側ヒータトランスＴＨ１は蛍光ランプＬ１，Ｌ３・・・Ｌｎ−１の高圧側ヒータＨｈ１，Ｈｈ３・・・Ｈｈｎ−１にヒータ電力を供給する。

高圧側ヒータトランスＴＨ２は偶数番目の蛍光ランプＬ２，Ｌ４・・・Ｌｎの高圧側ヒータＨｈ２，Ｈｈ４・・・Ｈｈｎに並列に接続される。高圧側ヒータトランスＴＨ２は蛍光ランプＬ２，Ｌ４・・・Ｌｎの高圧側ヒータＨｈ２，Ｈｈ４・・・Ｈｈｎにヒータ電力を供給するようになされる。

低圧側駆動回路４は、ｎ個の低圧側ヒータトランスＬＴｉ（ｉ＝１〜ｎ）の一次側に並列に接続され、ｎ個の蛍光ランプＬ１〜Ｌｎの低圧側ヒータＨｌ１〜Ｈｌｎにヒータ電力を供給するようになされる。低圧側ヒータトランスＬＴ１の二次側は、蛍光ランプＬ１の低圧側ヒータＨｌ１に接続され、低圧側ヒータトランスＬＴ２の二次側は、蛍光ランプＬ２の低圧側ヒータＨｌ２に接続される。同様にして、低圧側ヒータトランスＬＴｎの二次側は、蛍光ランプＬｎの低圧側ヒータＨｌ２ｎに接続される。

蛍光ランプＬ１の低圧側ヒータＨｌ１の一端には、ランプ電流検知用のバランストランスＢＴ１が接続され、蛍光ランプＬ２の低圧側ヒータＨｌ２の一端にはバランストランスＢＴ２が接続される。同様にして、蛍光ランプＬｎの低圧側ヒータＨｌｎの一端にはバランストランスＢＴｎが接続される。

バランストランスＢＴ１の二次側の一端は、他のバランストランスＢＴ２の二次側の一端と直列に接続される。バランストランスＢＴ２の二次側の他端は、他のバランストランスＢＴ３の二次側の一端と直列に接続される。同様にして、バランストランスＢＴｎの二次側は、蛍光ランプＬｎの低圧側ヒータＨｌｎの一端に接続される。ｎ個のバランストランスＢＴ１〜ＢＴｎは、ｎ本の蛍光ランプＬ１〜Ｌｎに各々流れるランプ負荷電流をシリアルに検知して、ｎ本の蛍光ランプＬ１〜Ｌｎのランプ負荷電流の総和を示すランプ電流検出信号Ｓ４を出力するようになされる。このようにバックライト装置１を構成すると、駆動制御回路２がランプ電流検出信号Ｓ４に基づいてｎ本の蛍光ランプＬ１〜Ｌｎの輝度を一定に制御できるので、色再現性が良く、発光効率が高く、印加電圧が低く、ＣＣＦＬ等より優れた特性を有した液晶表示装置を構築できるというものである。

この種の蛍光ランプ駆動装置に関連して、特許文献１には放電ランプ点灯装置が開示されている。この放電ランプ点灯装置によれば、タイマー回路、インバータ回路、電流制限素子及び予熱回路を備えている。タイマー回路は電源に接続され、電源が投入されてから一定時間経過した後に制御信号を出力する。タイマー回路にはインバータ回路が接続され、インバータ回路には電流制限素子を介して放電ランプが接続される。インバータ回路は、１つ以上の予熱巻線を有しており、電源が投入されてから一定時間は、制御信号に基づいて、放電が開始しない程度の低い電圧を放電ランプに供給する。

電源が投入されてから一定時間を経過した後は、制御信号に基づいて、放電を開始させるための高い電圧を放電ランプに供給する。これを前提にして、予熱回路は、電圧検出手段を有してインバータ回路の予熱巻線に接続されており、予熱巻線の出力電圧が低いことを検出して放電ランプの電極を予熱するようになされる。このように装置を構成すると、タイマー回路（点灯回路）と予熱回路とを１つのパワー回路にまとめることができ、当該装置の小型化及び軽量化ができるというものである。

特許文献２には放電灯点灯装置が開示されている。この放電灯点灯装置によれば、共振回路及び出力トランスを有したトランジスタインバータと、フィラメント予熱手段とを備え、直流電源にはスイッチング用のトランジスタが接続され、このトランジスタがスイッチング動作をすることで、共振回路に発生する交流電圧が出力トランスに出力される。出力トランスには放電灯が接続される。これを前提にして、フィラメント予熱手段は、直流電源の投入時から一定時間が経過するまで、フィラメントを予熱するために、スイッチング用のトランジスタの動作周波数を、放電灯が始動できない程度の動作周波数に抑える。直流電源の投入時から一定時間を経過した後は、放電灯が始動できる程度の動作周波数に切り替えるようにした。このように装置を構成すると、放電灯のコールドスタートによる早期黒化や寿命劣化灯を防止できるというものである。

特許文献３には放電ランプ点灯装置及び照明装置が開示されている。この放電ランプ点灯装置によれば、直流電源、第１、第２のスイッチング手段、共振インダクタンス、共振静電容量、ドライブ共振回路、感温抵抗器及び帰還形のドライブ信号発生回路を備える。第１及び第２のスイッチング手段は直流電源間に直列的に接続されると共に、ドライブ信号発生回路に接続される。ドライブ信号発生回路には共振インダクタンスを介して共振インダクタンスが接続される。共振インダクタンスには放電ランプが接続される。放電ランプの電極間には第１の共振静電容量が接続され、放電ランプの電極は第２の共振静電容量を介在して直流電源に接続される。

この放電ランプ点灯装置によれば、第１及び第２のスイッチング手段の交互のスイッチング動作により発生した高周波交流によって、放電ランプを駆動するようになされる。ドライブ共振回路では、放電ランプに流れる電流を帰還する共振インダクタンスに生じた帰還電圧に共振する。これを前提にして、ドライブ共振回路には感温抵抗器が接続され、電源投入時にドライブ共振回路の共振周波数を連続的に変化させる。ドライブ信号発生回路は、ドライブ共振回路の共振電圧に基づいて第１および第２のスイッチング手段を交互にオン制御するようにした。

このように装置を構成すると、電源投入時にフィラメント電極を予熱してから放電ランプを始動できるようになるので、放電ランプの点滅特性が向上する。これと共に、ドライブ共振回路に接続された感温抵抗器が相対的に低い電圧で動作するようになるので、その信頼性を向上できるというものである。

特開昭 ６３−１９０２９７号公報（第３頁 第１図） 特開平 ０６−０４５０７９号公報（第２頁 図１） 特開２００１−３３８７９０号公報（第３頁 図１）

ところで、従来例に係る蛍光ランプ駆動装置を応用してＣＣＦＬ仕様とほぼ同様の構成で、複数本のＨＣＦＬ仕様のバックライト装置を実現しようとした場合に、次のような問題がある。

ｉ．特許文献１〜３及び、図８に示したバックライト装置１を含めてインバータトランス５は、蛍光ランプＬ１〜Ｌｎの明るさ調整により、当該蛍光ランプＬ１〜Ｌｎの動作時間と停止時間との比率が大きく変化する。例えば、動作期間が明るさ調整によって２０〜９５％程度に変化する。このため、各蛍光ランプＬ１〜Ｌｎのヒータ電力の実効値も大きく変化してしまう。

ii．因みに、インバータトランス５にヒータ用巻線を追加して駆動制御をしようとした場合、蛍光ランプ本体の放電電流とヒータ電流とが混在し、放電電流とヒータ電流とを区別することが困難となって、ランプ負荷電流を正確に制御できなくなるおそれがある。

iii．インバータトランス５にヒータ用巻線を追加する構成を採った場合、ヒータ専用トランスを削除できそうであるが、バックライト装置１の起動時、特許文献１〜３に見られるように、蛍光ランプＬ１〜Ｌｎのヒータを余熱する必要がある。従って、電源を投入してから０．５〜１秒間は、インバータトランス５のヒータ用電源のみを出力できるようにしなければならない。このようなＨＣＦＬの特有の放電開始機能を備えようとすると、当該駆動制御回路２の制御負担が大幅に増加するという問題がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、従来方式に比べて、駆動制御回路の制御負担を軽減できるようにすると共に、当該装置の小型化及びその製造コストを低減できるようにした蛍光ランプ駆動装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題は、蛍光ランプを駆動制御するためのランプ制御信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換する駆動制御回路と、一次側に電源用の巻線、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有して、一次側の巻線が前記駆動制御回路の交流電源に接続され、かつ、当該ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線に蛍光ランプの高電位側のヒータが接続される変圧器とを備え、前記変圧器に接続された蛍光ランプの高電位側のヒータに電源が供給されると共に、前記駆動制御回路は、蛍光ランプの起動時、前記ランプ制御信号に基づく前記交流電源の周波数を当該蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、前記変圧器の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑える蛍光ランプ駆動装置によって解決される。

本発明に係る蛍光ランプ駆動装置によれば、変圧器は、一次側に電源用の巻線、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有しており、一次側の巻線が駆動制御回路の交流電源に接続され、かつ、当該ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線に蛍光ランプが接続される。駆動制御回路は、ランプ制御信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換する。変圧器に接続された蛍光ランプの高電位側のヒータには電源が供給される。これを前提にして、蛍光ランプを駆動制御する場合に、駆動制御回路は、当該装置の起動時、ランプ制御信号に基づく交流電源の周波数を蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、変圧器の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑えるようになされる。従って、当該装置の起動から蛍光ランプのヒータ予熱に至るヒータ予熱期間（例０．５〜１秒間）については、蛍光ランプを点灯しないように制御できるようになる。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示部と、前記液晶表示部に光を照射する複数の蛍光ランプを有して当該蛍光ランプを駆動するバックライト装置とを備え、前記バックライト装置は、蛍光ランプを駆動制御するためのランプ制御信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換する駆動制御回路と、一次側に電源用の巻線、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有して、一次側の巻線が前記駆動制御回路の交流電源に接続され、かつ、当該ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線に蛍光ランプの高電位側のヒータが接続される変圧器とを有し、前記変圧器に接続された蛍光ランプの高電位側のヒータに電源が供給されると共に、前記駆動制御回路は、蛍光ランプの起動時、前記ランプ制御信号に基づく前記交流電源の周波数を当該蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、前記変圧器の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑えるものである。

本発明に係る蛍光ランプ駆動装置によれば、ランプ制御信号及び直流電源を入力し当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換して蛍光ランプを駆動する駆動制御回路を備え、蛍光ランプの高電位側のヒータに電源が供給されると共に、駆動制御回路は、当該装置の起動時、ランプ制御信号に基づく交流電源の周波数を蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、変圧器の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑えるものである。

この構成によって、当該装置の起動から蛍光ランプのヒータ予熱に至るヒータ予熱期間（例０．５〜１秒間）については、蛍光ランプを点灯しないように制御できる。従って、ヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有した変圧器を使用した蛍光ランプ駆動装置を構築できるので、従来方式のようにインバータ用のトランスの他に、高電位側や、低電位側に個々にヒータトランスを設けたり、これらのヒータトランスを個別に制御しなくても済むようになる。これにより、個々にヒータトランスを設け、個々にヒータ制御をする場合に比べて、部材取り付けスペースを縮小できるばかりか、駆動制御回路の制御負担を軽減できるので、蛍光ランプ駆動装置の小型化及びその製造コストを低減できるようになった。

本発明に係る液晶表示装置によれば、本発明に係る蛍光ランプ駆動装置を備えたバックライト装置が設けられるので、当該液晶表示装置の起動から蛍光ランプのヒータ予熱に至るヒータ予熱期間については、蛍光ランプを点灯しないように制御できるようになる。

従って、ヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有した変圧器を使用したバックライト装置内蔵型の液晶表示装置を提供できるので、従来方式の液晶表示装置のようにインバータ用のトランスの他に、高電位側や、低電位側に個々にヒータトランスを設けたり、これらのヒータトランスを個別に制御しなくても済むようになる。これにより、個々にヒータトランスを設け、個々にヒータ制御をする場合に比べて、部材取り付けスペースを縮小できるばかりか、バックライト装置の駆動制御負担を軽減できるので、液晶表示装置の小型化、軽量化及びその製造コストを低減できるようになる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る蛍光ランプ駆動装置及び液晶表示装置について説明する。図１は、本発明に係る第１の実施形態としてのバックライト装置１００の構成例を示すブロック図であり、図２〜図４は、各部の内部構成例を示す回路図である。
図１に示すバックライト装置１００は本発明に係る蛍光ランプ駆動装置を備えたものであり、複数本の熱陰極蛍光ランプ（Hot Cathode Fluorescent Lamp：ＨＣＦＬ）を調光可能に駆動するものである。バックライト装置１００は、液晶表示ディスプレイに実装可能なものであり、例えば、４０インチの液晶テレビ用に構成した場合である。通常、このクラスでは１２〜２０本程度の蛍光ランプを使用するが説明を分かり易くするため、図１にはその一部となる４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の場合を示している。

バックライト装置１００は、図１に示すように、駆動制御回路１０、インバータトランス２０、高電位側のヒータ制御部３０、低電位側のヒータ制御部４０及び蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を有して構成される。駆動制御回路１０は、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を駆動制御するためのランプ制御信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換する。ランプ制御信号は、当該バックライト装置１００をオン又はオフするためのスイッチ制御信号Ｓ１１及び、蛍光ランプの明るさを調整するための明るさ調整信号Ｓ１２（Dimmer）から構成される。

この例で、駆動制御回路１０は蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の起動時、スイッチ制御信号Ｓ１１及び明るさ調整信号Ｓ１２に基づき交流電源の周波数（以下動作周波数ｆという）を当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の放電開始電圧以下となる動作周波数ｆに上昇させ、インバータトランス２０の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑えるようになされる。例えば、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の起動時の交流電源の動作周波数ｆを当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の定常動作時の動作周波数ｆの３倍乃至４倍に設定し、インバータトランス２０の二次側の出力電圧が当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の放電開始電圧以下となるように制御する。

駆動制御回路１０は、図２に示すように、時限設定回路１１、駆動制御ＩＣ装置１２、プリドライブ回路１３、ドライブトランス１４、ｎ型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：以下単にトランジスタＱ３，Ｑ４という）、コンデンサＣ１１，Ｃ１２及びインダクタ１５を有して構成される。駆動制御ＩＣ装置１２には、Ｏｎ／Ｏｆｆ用、Ｄｉｍｍｅｒ用、動作周波数切替用、出力制御入力用、プロテクタ入力用、及び出力用の図示しない各端子が設けられる。

時限設定回路１１は、第１の単安定マルチバイブレータ回路（Ｍ．Ｍ−１：以下タイマー回路１０１という）、第２の単安定マルチバイブレータ回路（Ｍ．Ｍ−２：以下タイマー回路１０２という）、発振器１０３（ＯＳＣ）、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ（以下単にトランジスタＱ１という）、３個の抵抗ｒ１〜ｒ３、１個のコンデンサＣ１、２個の入力端子１０４，１０５を有して構成される。時限設定回路１１は、交流電源の１周期のパルスにおけるオン期間の幅を通電時間としたとき、ヒータ予熱期間における蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータをオンする通電時間を長く設定し、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の定常動作時における高圧側ヒータをオンする通電時間をヒータ予熱期間よりも短く設定するようになされる。

入力端子１０４には、駆動制御ＩＣ装置１２のＯｎ／Ｏｆｆ用端子（図示せず）が接続され、当該バックライト装置１００をオン又はオフするためのスイッチ制御信号Ｓ１１が入力される。入力端子１０５には、駆動制御ＩＣ装置１２のDimmer用端子（図示せず）が接続され、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４等の明るさを調整するための明るさ調整信号Ｓ１２が入力される。

入力端子１０４には、更に、タイマー回路１０１が接続され、入力端子１０４及び入力端子１０５には発振器１０３が接続される。発振器１０３は、スイッチ制御信号Ｓ１１に基づく第１の駆動パルス信号Ｓ１３を発生して低電位側のヒータ制御部４０に出力する。発振器１０３は、明るさ調整信号Ｓ１２に同期して出力される。

駆動パルス信号Ｓ１３は蛍光ランプＬ１等の低電位側のヒータ（以下低圧側ヒータという）を駆動するための制御信号であり、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４等のヒータ電圧が目標値になるようにパルス幅を設定する。バックライト装置１００の明るさ調整は、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４に供給する電圧や電流等の大きさではなく、単位周期における通電（オン）期間のパルスの幅と停電（オフ）期間の幅との比で行われる。蛍光ランプＬ１〜Ｌ４には放電負荷電流（以下ランプ負荷電流ＩＬという）が流れる。蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の明るさピーク時のランプ負荷電流ＩＬは一定に制御される（ＰＷＭ制御）。

タイマー回路１０１は、スイッチ制御信号Ｓ１１に基づいてタイマー信号Ｓ１を発生してタイマー回路１０２に出力する。タイマー回路１０１には抵抗ｒ３を介してトランジスタＱ１が接続され、Ｑ１のベースには抵抗ｒ３を介してタイマー信号Ｓ１が入力される。トランジスタＱ１のエミッタは接地され、Ｑ１のコレクタは抵抗ｒ１を介して駆動制御ＩＣ装置１２の動作周波数切替用端子（図示せず）に接続され、変圧器の一例を構成するインバータトランス２０の動作周波数を切り替えるようになされる。

Ｑ１のコレクタは、抵抗ｒ２を介してコンデンサＣ１の一端と共に接地される。コンデンサＣ１の他端は駆動制御ＩＣ装置１２の動作周波数切替用端子（図示せず）に接続される。コンデンサＣ１、抵抗ｒ１、ｒ２は、インバータトランス２０の動作周波数を決める部品である。ここでインバータトランス２０の動作周波数をｆとし、駆動制御回路１０等の使用ＩＣにより決まる定数をｋとしたとき、定常時は、トランジスタＱ１がオフして、動作周波数ｆはｆ＝ｋ／Ｃ１×（ｒ１＋ｒ２）となる。起動時は、トランジスタＱ１がオンして、抵抗ｒ２をショートするので、動作周波数ｆはｆ＝ｋ／Ｃ１×ｒ１となる。

上述の発振器１０３にはタイマー回路１０２が接続され、タイマー信号Ｓ１及び駆動パルス信号Ｓ１３に基づく第２の駆動パルス信号Ｓ１４を発生して高電位側のヒータ制御部３０に出力する。駆動パルス信号Ｓ１４は蛍光ランプＬ１等の高電位側のヒータ（以下高圧側ヒータという）を駆動するための制御信号である。駆動制御ＩＣ装置１２は、当該バックライト装置１００が起動された後、動作周波数ｆ＝ｋ／Ｃ１×ｒ１に基づく出力制御信号Ｓ１５を発生する。

出力制御信号Ｓ１５は、例えば、インバータトランス２０の１秒間のみの動作周波数ｆを約２００ｋＨｚとするための制御信号である。なお、駆動制御ＩＣ装置１２は、当該装置の起動から蛍光ランプＬ１〜Ｌ４のヒータ予熱に至るヒータ予熱期間の終了後に、起動時の交流電源の動作周波数ｆを当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の定常動作時の動作周波数ｆに戻すようになされる。動作周波数ｆを元に戻すのは、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の明るさピーク時のランプ負荷電流ＩＬを一定に制御できるようにするためである。

駆動制御ＩＣ装置１２にはプリドライブ回路１３が接続され、当該プリドライブ回路１３にはゲート制御用のドライブトランス１４が接続される。プリドライブ回路１３は、ドライブトランス１４の一次側の巻線に接続され、その二次側の巻線にはスイッチング用のトランジスタＱ３，Ｑ４が接続される。ドライブトランス１４の二次側の巻線は、トランジスタＱ３，Ｑ４のゲートを個々に制御するために２つに分けて設けられる。

トランジスタＱ３のドレインはインダクタ１５（チョークコイル）を介して直流電源（例えば、ＤＣ３９０Ｖ）の高電位側端子１０６に接続される。トランジスタＱ３のドレインと、直流電源の低電位側端子１０７との間にはコンデンサＣ１１が接続される。上述のトランジスタＱ３のソースとトランジスタＱ４のドレインは直列に接続され、この接続点がこの駆動回路の出力端となり、インバータトランス２０の一次巻線の一端に接続される。Ｑ４のゲートは抵抗ｒ５を介してドライブトランス１４の他方のゲート制御用巻線の一端に接続される。このゲート制御用巻線の他端にはＱ４のソースが接続される。

また、トランジスタＱ３のゲートが抵抗ｒ４を介してドライブトランス１４の一方のゲート制御用巻線の一端に接続され、そのゲート制御用巻線の他端はインバータトランス２０の一次側巻線の一端に接続される。上述の低電位側端子１０７には、更に、コンデンサＣ１２の一端が接続され、当該コンデンサＣ１２の他端がインバータトランス２０の一次側巻線の他端に接続される。

このように構成された駆動制御回路１０において、プリドライブ回路１３は、出力制御信号Ｓ１５に基づいてドライブトランス１４を励振し、直流電源にインダクタ１５を介して接続されたトランジスタＱ３，Ｑ４をオンオフする。トランジスタＱ３，Ｑ４がオンオフすると、インダクタ１５に蓄えられたエネルギーがコンデンサＣ１１及びＣ１２を交互に充電したり、Ｃ１１及びＣ１２が交互に放電を繰り返すことにより交流電源を構成し、インバータトランス２０の一次側に所定の動作周波数ｆの交流電力を供給するようになる。

図２において、駆動制御回路１０に接続されたインバータトランス２０は、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４へランプ負荷電流ＩＬを供給するように動作する。インバータトランス２０は、一次側に電源用の巻線ｗ１、二次側にヒータ駆動用の各々の巻線ｗ１１，ｗ１３，ｗ２１，ｗ２３を有し、かつ、放電維持用の各々の巻線ｗ１２，ｗ２２を有して、一次側の巻線ｗ１が駆動制御回路１０の交流電源に接続される。放電維持用の巻線ｗ１２，ｗ２２の巻数は、例えば、１０００回以上である。ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３や、ｗ２１，ｗ２３等は放電維持用の巻線の約１／１００の１０回巻き程度である。

上述した蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の明るさ調整は、ユーザが行うものであり、常に一定ではない。従って、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の明るさ調整により、ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３，ｗ２１，ｗ２３に誘起される交流電圧が変化する。そこで、インバータトランス２０の二次側のヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３，ｗ２１，ｗ２３と、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４との間にヒータ制御部３０を接続し（設け）、ヒータ駆動用の交流電源を直流電源に変換して、当該ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４に流れる電流の通電期間を制御する。

この例で、起動時は、定常動作時より長い通電期間、当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４へ電力を供給し、定常動作時は、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４が最小の明るさを維持する通電時間、又は、当該通電時間以下の通電期間だけ当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータへ電力を供給するようになされる。これにより、起動時及び定常動作時におけるヒータ電力の変動を抑制できるようにすると共に、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４のヒータ電圧規格を満足できるようにした。

この例では、図３Ａに示すインバータトランス２０のヒータ駆動用の巻線ｗ１１には、蛍光ランプＬ１の高電位側のヒータ制御部３０を介在してその高圧側ヒータＨｈ１の一端が接続され、放電維持用の巻線ｗ１２の一端には、その高圧側ヒータＨｈ１の一端が接続される。放電維持用の巻線ｗ１２の他端には、蛍光ランプＬ２の高圧側ヒータＨｈ２の一端が接続され、ヒータ駆動用の巻線ｗ１３には、同様にしてヒータ制御部３０を介在してその高圧側ヒータＨｈ２の他端が接続される。

また、インバータトランス２０のヒータ駆動用の巻線ｗ２１には、蛍光ランプＬ３の高電位側のヒータ制御部３０を介在してその高圧側ヒータＨｈ３の一端が接続され、放電維持用の巻線ｗ２２の一端には、その高圧側ヒータＨｈ３の一端が接続される。放電維持用の巻線ｗ２２の他端には、蛍光ランプＬ４の高圧側ヒータＨｈ４の一端が接続され、ヒータ駆動用の巻線ｗ２３には、同様にしてヒータ制御部３０を介在してその高圧側ヒータＨｈ４の他端が接続される。

この例で、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４の電源は、インバータトランス２０（先願：特願２００６−３３８９１２号）の放電維持用の巻線ｗ１２，ｗ２２のコイル巻き始め及びコイル巻き終わり部分から内側に１０回巻き程度の部位にタップを設け、この巻線タップからヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３や、巻線ｗ２１，ｗ２３等を引き出して得るようにした。

ヒータ制御部３０は蛍光ランプＬ１毎にスイッチ回路ＳＷ１を有しており、タイマー回路１０２からの駆動パルス信号Ｓ１４（図３Ｂ参照）に基づいて高圧側ヒータＨｈ１等への直流電源の通電期間を制御するようになされる。スイッチ回路ＳＷ１は、フォトカプラ部３１、抵抗ｒ６，ｒ７、コンデンサＣ２及びＣ３、ダイオードＤ１及び、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ（以下単にトランジスタＱ２という）を有し、通電期間を制御可能な全波整流回路を構成する。ここでコンデンサＣ２、ダイオードＤ１及びトランジスタＱ２による全波整流回路を採用したのは、コンデンサＣ２の容量を選定することにより、ヒータ電力を可変するようにした為である。

上述のインバータトランス２０のヒータ駆動用の巻線ｗ１１の一端は、蛍光ランプＬ１の高圧側ヒータＨｈ１の一端に接続される。当該巻線ｗ１１の他端は、コンデンサＣ２を介在してトランジスタＱ２のコレクタに接続される。Ｑ２のベースはフォトカプラ部３１の受光素子側に接続される。抵抗ｒ６はＱ２のコレクタとフォトカプラ部３１のコレクタとの間に接続される。抵抗ｒ７は、Ｑ２のエミッタとフォトカプラ部３１のエミッタとの間に接続される。

コンデンサＣ３は高圧側ヒータＨｈ１の一端と、Ｑ２のエミッタと共に高圧側ヒータＨｈ１の他端との間に接続され、全波整流後の脈流電圧を平滑する。ダイオードＤ１はトランジスタＱ２のコレクタと高圧側ヒータＨｈ１の一端との間に接続され、トランジスタＱ２のオン動作の期間中、当該トランジスタＱ２と共に交流電源を全波整流する。このように、スイッチ回路ＳＷ１では、ヒータ駆動用の巻線ｗ１１の誘起電圧をコンデンサＣ２、ダイオードＤ１及びトランジスタＱ２による整流回路で直流電圧に変換し、コンデンサＣ３で平滑するようになされる。

この例で、定格実効電圧が高圧側ヒータＨｈ１に供給できれば、平滑用のコンデンサＣ３は接続しなくても良い。しかし、高圧側ヒータＨｈ１への直流電力の通電期間が２０％のとき、ヒータ電圧のピーク値が定格値の√５倍になる。そこで、高圧側ヒータＨｈ１の信頼性を確保するために、コンデンサＣ３を使用してピーク電圧を低くしている。

なお、フォトカプラ部３１の発光素子側には、図２に示したタイマー回路１０２が接続され、タイマー回路１０２からの駆動パルス信号Ｓ１４に基づいて、起動時及び定常動作時のそれぞれの高圧側ヒータＨｈ１へ供給する直流電源の通電期間を設定するようになされる。駆動パルス信号Ｓ１４は図３Ｂに示すようにハイ・レベルでフォトカプラ部３１の発光素子をオンし、ロー・レベルでその発光素子をオフする。

他の蛍光ランプＬ２にはスイッチ回路ＳＷ２が設けられ、蛍光ランプＬ３にはスイッチ回路ＳＷ３が設けられ、蛍光ランプＬ４にはスイッチ回路ＳＷ４が設けられる。スイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ４の内部構成についてはスイッチ回路ＳＷ１と同様であるのでその説明を省略する。なお、スイッチ回路ＳＷ１のコンデンサＣ２の容量と、スイッチ回路ＳＷ２のコンデンサＣ２’の容量とは異なる値を設定している。スイッチ回路ＳＷ３のコンデンサＣ２の容量と、スイッチ回路ＳＷ４のコンデンサＣ２’の容量とも異なる値を設定している。

このように容量を異ならせたのは、起動時と定常動作時の各蛍光ランプＬ１及びＬ２とのヒータ電力や、その各蛍光ランプＬ３及びＬ４とのヒータ電力等に差が生じないようにするためである。スイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ４の各々の内部に設けられる３個のフォトカプラ部３１の発光素子は、スイッチ回路ＳＷ１のフォトカプラ部３１の発光素子と計４個が直列に接続される。

他のスイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ４は、タイマー回路１０２からの駆動パルス信号Ｓ１４に基づくスイッチ回路ＳＷ１による蛍光ランプＬ１の高圧側ヒータＨｈ１の通電制御と共に、当該駆動パルス信号Ｓ１４に基づいて、蛍光ランプＬ２の高圧側ヒータＨｈ２の通電制御、蛍光ランプＬ３の高圧側ヒータＨｈ３の通電制御及び蛍光ランプＬ４の高圧側ヒータＨｈ４の通電制御を実行する。

タイマー回路１０２は、起動時、ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３，ｗ２１，ｗ２３の出力電圧が低いため、高圧側ヒータＨｈ１への直流電源の通電期間を長く（１００〜５０％）設定するような駆動パルス信号Ｓ１４を直列接続のフォトカプラ部３１に供給する。定常動作時は、明るさ調整（Dimmer）の最小値（通常の２０％程度）の動作期間以下となる期間のみ、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４へヒータ電力を供給して、ヒータ電流の実効値が定格を満足するようになされる。

この例で、各々の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高電位側及び低電位側のヒータ（電極）間には、各々の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４間に流れるランプ負荷電流ＩＬと、各々のヒータ電流とが混在した状態の電流が流れている。このため、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４のランプ負荷電流ＩＬのみを抜き出して、その値を定格値になるように制御する方法が採られる。

図４Ａに示す蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の低圧側ヒータＨｌ１〜Ｈｌ４には、低電位側のヒータ制御部４０が接続される。ヒータ制御部４０は、ヒータ制御用のｐｎｐ型のバイポーラトランジスタ（以下単にトランジスタＱ５という）、電流検知部４１及び異常検出回路４２を有して構成され、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の低圧側ヒータＨｌ１〜Ｈｌ４へ直流電源を供給するようになされる。

蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の低圧側ヒータＨｌ１〜Ｈｌ４は、２本が直列に接続され、このヒータ直列回路が更に直流電源に対して並列に接続される。この例で、低圧側ヒータＨｌ１の一端は異常検出回路４２を介して低圧側ヒータＨｌ２の一端に接続され、低圧側ヒータＨｌ３の一端は電流検知部４１を介して低圧側ヒータＨｌ４の一端に接続される。低圧側ヒータＨｌ１の他端及び低圧側ヒータＨｌ３の他端に接続される。

低圧側ヒータＨｌ２の他端及び低圧側ヒータＨｌ４の他端は電流検知部４１を介してトランジスタＱ５のコレクタに接続される。Ｑ５のエミッタには図示しない直流電源が接続され、例えば、ＤＣ１２Ｖの直流電圧が供給される。Ｑ５のべースには、図１に示した駆動制御回路１０が接続され、時限設定回路１１から出力される駆動パルス信号Ｓ１３が供給される。トランジスタＱ５は、時限設定回路１１の発振器１０３から出力される駆動パルス信号Ｓ１３で駆動される。駆動パルス信号Ｓ１３は、一定のヒータ電力を得るため、図４Ｂに示すような固定された周期及びオン期間を有している。駆動パルス信号Ｓ１３は図４Ｂに示すハイ・レベルでトランジスタＱ５をオフし、ロー・レベルでＱ５をオンする。

当該バックライト装置１００によれば、スイッチング素子としてのトランジスタＱ５のベースに供給される駆動パルス信号Ｓ１３のパルス幅を変調することで、ヒータ電流の通電期間をオン／オフさせてヒータ電圧を調整する方法が採られる。この方法により低圧側ヒータＨｌ１〜Ｈｌ４に定格実効電流を流すように制御できるようになる。なお、ヒータ制御部４０において、トランジスタＱ５を使用せず、適当な電圧を他の方法（抵抗器を挿入など）で供給しても良いが電力の損失が大きくなる。

上述のトランジスタＱ５のコレクタと、蛍光ランプＬ４の低圧側ヒータＨｌ４の一端との間に接続された電流検知部４１は、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４に流れるランプ負荷電流ＩＬを検知して電流検知信号Ｓ４１を発生するようになされる。電流検知部４１には電流検知用のトランスが使用され、このトランスは、２つの一次側の巻線ｗ４１，ｗ４２と、１つ以上の二次側の巻線ｗ４３とを有し、一次側の２つの巻線ｗ４１，ｗ４２は、蛍光ランプＬ３及びＬ４の低圧側ヒータＨｌ３，Ｈｌ４に流れるヒータ電流により発生する磁界を打ち消すように結線される。巻線ｗ４３の一端は接地され、その他端は駆動制御ＩＣ装置１２の出力制御入力用の端子（符号図示せず）に接続される。

このように電流検知部４１を構成すると、ヒータ電流による電流検知部４１のトランスの二次側の巻線ｗ４３へ誘導される出力電圧が相殺されて、ヒータ電流がランプ負荷電流ＩＬに加算されることなく、電流検知部４１のトランスの二次側の巻線ｗ４３から、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４のランプ負荷電流ＩＬによる検知電圧のみを電流検知信号Ｓ４１として駆動制御ＩＣ装置１２に出力できるようになる。

上述の低圧側ヒータＨｌ１と低圧側ヒータＨｌ２との間に接続された異常検出回路４２は、コンデンサＣ４１，Ｃ４２，ダイオードＤ４１，Ｄ４２，抵抗ｒ４１及び、インダクタ４５により構成され、ランプ負荷電流ＩＬや、ヒータ電圧等に異常な状況が生じた場合に、その異常を検出して異常検出信号Ｓ４２を発生する回路である。

低圧側ヒータＨｌ１の他端は、低圧側ヒータＨｌ３の他端と共に、並列回路を構成する抵抗ｒ４１及びコンデンサＣ４１を介して接地される。低圧側ヒータＨｌ２の一端にはコンデンサＣ４２が接続され、当該コンデンサＣ４２の他端はダイオードＤ４１に直列に接続される。ダイオードＤ４１の他端は、駆動制御ＩＣ装置１２のプロテクタ入力用の端子（符号図示せず）に接続される。ダイオードＤ４２は低圧側ヒータＨｌ２の他端と、コンデンサＣ４２及びダイオードＤ４１の直列接続点に接続される。

この異常検出回路４２によれば、ヒータ電流が変動すると抵抗ｒ４１による電圧降下が変動する。一方、インダクタ４５にはランプ負荷電流ＩＬが流れ、このランプ負荷電流ＩＬによる交流電圧がダイオードＤ４１，Ｄ４２のよって直流電圧に変換される。この直流電圧と先の電圧降下とが加算された検出電圧が異常検出信号Ｓ４２として駆動制御ＩＣ装置１２に出力される。

駆動制御ＩＣ装置１２では、基準設定値と異常検出信号Ｓ４２に基づく検出電圧値とが比較される。検出電圧値が基準設定値を越えた場合、又は、検出電圧値が基準設定値以上となった場合に、駆動制御回路１０の動作を停止するようになされる。

図５は、バックライト装置１００におけるインバータトランス２０の動作周波数特性例を示すグラフ図である。図５に示す縦軸は出力（電流・電圧）であり、ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３の出力電流［ｍＡ］及び、放電維持用の巻線ｗ１２等の出力電圧［Ｖｐ−ｐ］である。

出力電流は縦軸の目盛り値をそのままｍＡで示し、出力電圧は縦軸の目盛り値を×１０（倍）にして示される。横軸は、駆動制御回路１０の交流電源の動作周波数ｆを示している。図中、一点鎖線は出力電流Ｉｈｒ−１特性であり、菱形ドットに実線は出力電流Ｉｈｒ−２特性である。四角形ドットに実線は出力電圧ＨＶ特性を示している。出力電流Ｉｈｒ−１特性、出力電流Ｉｈｒ−２特性及び、出力電圧ＨＶ特性はインバータトランス２０の動作周波数特性を構成する。

この例で、当該インバータトランス２０の二次側の放電維持用の巻線ｗ１２，ｗ２２等に現れる出力電圧をＨＶとすると、出力電圧ＨＶは蛍光ランプＬ１〜Ｌ４等にランプ負荷電流ＩＬを供給する電位となる。図５に示すインバータトランス２０の出力電圧ＨＶ特性例によれば、出力電圧ＨＶ＝ｖ２としたとき、動作周波数が５５ｋＨｚ＜ｆ＜６０ｋＨｚの範囲において、二次側の出力電圧ＨＶ＝ｖ２が略１８５０Ｖｐ−ｐを示す。

また、動作周波数が１００ｋＨｚ＜ｆ＜２００ｋＨｚの範囲においては、二次側の出力電圧ＨＶ＝ｖ２が１００Ｖｐ−ｐを示す。動作周波数が６０ｋＨｚ＜ｆ＜１００ｋＨｚの範囲においては、二次側の出力電圧ＨＶ＝ｖ２が１００Ｖｐ−ｐ＜ｖ２＜１８５０Ｖｐ−ｐを示すような動作周波数特性を有している。このように出力電圧ＨＶは、通常の動作周波数ｆであるｆ＝５５ＫＨｚ付近で大きく、ｆ＝１５０ＫＨｚ以上では殆ど現れなくなっている。

この例では、インバータトランス２０における回路ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３のタップ引き出し位置によって、当該巻線ｗ１１，ｗ１３等の出力電流Ｉｈｒ−１特性や、出力電流Ｉｈｒ−２特性等の動作周波数特性曲線が異なってくる。例えば、ヒータ駆動用の巻線ｗ１１の出力電流Ｉｈｒ−１特性は、動作周波数ｆに対する、図２に示した蛍光ランプＬ１の高圧側ヒータＨｈ１を流れるヒータ電流の電流値を示している。

出力電流Ｉｈｒ−１特性によれば、動作周波数ｆ＝１５０ＫＨｚ以上でも、５５ＫＨｚの時の１／３程度となるが、タイマー回路１０２を内蔵した時限設定回路１１を付加したことで、動作周波数ｆ＝１５０ＫＨｚ以上で、ヒータ電力のみを蛍光ランプＬ１に供給できるようになっている。

同様にして、ヒータ駆動用の巻線ｗ１３の出力電流Ｉｈｒ−２特性は、蛍光ランプＬ２の高圧側ヒータＨｈ２に流れるヒータ電流値を示している。出力電流Ｉｈｒ−２特性によれば、動作周波数ｆ＝１５０ＫＨｚ以上でも、５５ＫＨｚの時の１／３程度となるが、同様にして動作周波数ｆ＝１５０ＫＨｚ以上でヒータ電力のみを蛍光ランプＬ２に供給できるようになっている。蛍光ランプＬ３及びＬ４についても同様に供給できるようになっている。

この例では、二次側の放電維持用の巻線ｗ１２，ｗ２２の巻数は１０００回以上で、その巻数が多く、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の容量を含めた共振動作周波数をｆ０としたとき、ｆ０を５５ｋＨｚ付近に設定している。ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３、ｗ２１，ｗ２３は、放電維持用の巻線ｗ１２，ｗ２２の１／１００程度であり、ｆ０＝５５ＫＨｚ付近に共振点が無く、出力電圧ＨＶの変化が少ない。このような共振点がずれたインバータトランス２０の周波数特性機能を利用すると、バックライト装置１００の起動時に、このような機能が蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４を余熱する目的に沿うようになる。この高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４を余熱する時間（以下ヒータ予熱時間という）は、通常、１秒以下の期間である。余熱処理は、熱陰極型の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の寿命を確保するために必須の条件である。

続いて、バックライト装置１００の動作例について説明する。図６Ａ〜Ｃは、バックライト装置１００の動作例を示すタイムチャートである。この例で、当該バックライト装置１００の起動時に、二次側の蛍光ランプ回路を含めたインバータトランス２０の昇圧比が定常動作時の１／５以下となるように、インバータトランス２０の一次側の巻線ｗ１への交流電源（供給電力）の動作周波数ｆを定常動作時の動作周波数ｆよりも上昇させるようになされる。

これ動作条件にして、当該バックライト装置１００の起動時、電源をＯＮしてからヒータ予熱期間（０．５秒〜１．０秒）は、図６Ｃに示すようにインバータトランス２０の動作周波数ｆが定格周波数の３倍以上に設定される。例えば、交流電源の動作周波数ｆを蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の放電開始電圧以下となる動作周波数ｆ＝１５０ｋＨｚ程度に上昇させる。ヒータ予熱期間は、放電を停止しているので、図６Ａに示すランプ負荷電流ＩＬが流れない。図６Ｂは高圧側ヒータＨｈ１等への駆動パルス信号Ｓ１４である。ヒータ予熱期間は、駆動パルス信号Ｓ１４のハイ・レベルのパルス幅がロー・レベルの幅に比べて広く設定される。

このとき、図３に示したスイッチ回路ＳＷ１では、スイッチング用のトランジスタＱ２がフォトカプラ部３１を通して高圧側ヒータＨｈ１への直流電源の通電期間を制御する。例えば、フォトカプラ部３１の発光素子は、タイマー回路１０２からの駆動パルス信号Ｓ１４に基づいて、起動時の高圧側ヒータＨｈ１へ供給する直流電源の通電期間を設定するようになされる。駆動パルス信号Ｓ１４は図６Ｂに示すようにハイ・レベルでフォトカプラ部３１の発光素子をオンし、ロー・レベルでその発光素子をオフする。スイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ４についても同様に動作する。

これにより、インバータトランス２０のランプ電流供給用の二次側の巻線ｗ１２，ｗ２２のランプ負荷出電流を蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の放電開始電圧以下に小さくし、ヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３等には動作周波数ｆを上昇させた状態で定格のヒータ電力を得られるようになる。

定常動作時は、図６Ｃに示す動作周波数ｆが定格周波数に設定されると共に、駆動パルス信号Ｓ１４は、明るさｍａｘ及びｍｉｎ調整に関係無く、図６Ｂに示すように、起動時に比べてハイ・レベルのパルス幅が狭く設定される。スイッチ回路ＳＷ１はハイ・レベルでフォトカプラ部３１の発光素子をオンし、ロー・レベルでその発光素子をオフする。フォトカプラ部３１の発光素子は、タイマー回路１０２から定常動作時のパルス幅の駆動パルス信号Ｓ１４を入力し、この駆動パルス信号Ｓ１４に基づいて、高圧側ヒータＨｈ１へ供給する直流電源の通電期間を設定するようになされる。スイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ４についても同様に動作する。

これにより、図６Ａに示すようなランプ負荷電流ＩＬが蛍光ランプＬ１等の高電位側から低電位側に流れる。明るさｍａｘ調整時には、図４Ｂに示した駆動パルス信号Ｓ１３に基づくＰＷＭ制御により、ランプ負荷電流ＩＬのハイ・レベルのパルス幅がそのロー・レベルの幅に比べて数段広くなる。蛍光ランプＬ１〜Ｌ４が明るく輝くようになる。また、明るさｍｉｎ調整時には、同図に示した駆動パルス信号Ｓ１３に基づくＰＷＭ制御により、ハイ・レベルのパルス幅がロー・レベルの幅に比べて数段狭くなる。蛍光ランプＬ１〜Ｌ４が明るさｍａｘ時に比べてやや暗くなる感じで輝くようになる。

このように、第１の実施形態としてのバックライト装置１００によれば、４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を駆動制御する場合に、駆動制御回路１０は、当該バックライト装置１００の起動時、スイッチ制御信号Ｓ１１及び明るさ調整信号Ｓ１２に基づく交流電源の動作周波数ｆを蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の放電開始電圧以下となる動作周波数ｆ＝１５０ｋＨｚ程度に上昇させ、インバータトランス２０の二次側の出力電圧ＶＨを定常動作時よりも低く抑えるようになされる。

従って、当該装置１００の起動から蛍光ランプＬ１〜Ｌ４のヒータ予熱に至るヒータ予熱期間（例０．５〜１秒間）については、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を点灯しないように制御できるようになる。これにより、ヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線ｗ１１〜ｗ１３，ｗ２１〜ｗ２３等を有したインバータトランス２０を使用したバックライト装置１００を構築できるので、従来方式のようにインバータ用のトランスの他に、高電位側や、低電位側に個々にヒータトランスを設けたり、これらのヒータトランスを個別に制御しなくても済むようになる。従って、個々にヒータトランスを設け、個々にヒータ制御をする場合に比べて、部材取り付けスペースを縮小できるばかりか、駆動制御ＩＣ装置１２の制御負担を軽減できるので、バックライト装置１００の小型化及びその製造コストを低減できるようになる。

上述した実施例では、各蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ１〜Ｈｈ４へ、同じ通電期間だけヒータ電力を供給する場合について説明したが、これに限られることはなく、インバータトランス２０のヒータ駆動用の巻線ｗ１１，ｗ１３等のタップ引き出し位置により、異なる通電期間を設定してヒータ電力を供給し、ヒータ実効電圧が同じ値になるように構成してもよい。この場合は、各スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ４の各々の整流回路は、もっと簡素になるがタイマー回路１０２が２系統以上必要になる。

図７は、第２の実施形態としての液晶表示装置２００の構成例を示すブロック図である。図７に示す液晶表示装置２００は、液晶ドライバ５０、液晶表示部６０、電源装置７０及び本発明に係るバックライト装置１００を備えて構成され、液晶表示部６０に均等に光を照射するようになされる。

電源装置７０は、商用電源、例えば、我が国ではＡＣ１００Ｖに接続される。電源装置７０には、商用電源を低電圧及び高電圧の２種類の直流電源に変換する図示ない電源回路が実装される。この例で、商用電源を全波整流して低電圧用の直流電源回路はＤＣ１２Ｖを発生し、同様にして、高電圧用の直流電源回路は、例えば、ＤＣ３９０Ｖを発生する。電源装置７０には駆動制御回路１０、液晶ドライバ５０及び液晶表示部６０が接続される。

電源装置７０は低圧側のヒータ制御部４０、液晶ドライバ５０及び液晶表示部６０にＤＣ１２Ｖの直流電源を供給し、駆動制御回路１０にＤＣ３９０Ｖの直流電源を供給する。液晶ドライバ５０は映像信号Ｓin及び、ＤＣ１２Ｖの直流電源を入力して、液晶駆動信号Ｓ５０を生成する。液晶駆動信号Ｓ５０は液晶表示部６０を構成する図示しないマトリクス電極に出力される。液晶ドライバ５０には液晶表示部６０が接続され、ＤＣ１２Ｖの直流電源及び液晶駆動信号Ｓ５０を入力して液晶を駆動するようになされる。

液晶表示部６０の背面にはバックライト装置１００が配設される。バックライト装置１００は、第１の実施形態で説明したように４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４と本発明に係る蛍光ランプ駆動装置とを組み合わせて構成され、当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を駆動して液晶表示部６０に均等に光を照射するようになされる。蛍光ランプＬ１〜Ｌ４には、ＨＣＦＬ管が使用される。

上述の電源装置７０に接続されたバックライト装置１００は、インバータトランス２０に接続された４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の輝度が一定となるように当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を駆動するようになされる。バックライト装置１００は４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の他に駆動制御回路１０、インバータトランス２０、高圧側のヒータ制御部３０及び低圧側にヒータ制御部４０を有して構成される。

駆動制御回路１０は、４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を駆動制御するためのスイッチ制御信号Ｓ１１、明るさ調整信号Ｓ１２及び、ＤＣ＝３９０Ｖの直流電源を入力し、当該直流電源を所定の動作周波数ｆの交流電源に変換する。インバータトランス２０は、一次側に電源用の巻線ｗ１、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線ｗ１１，ｗ１２，ｗ１３，ｗ２１，ｗ２２，ｗ２３を有して、一次側の巻線ｗ１が駆動制御回路１０の交流電源に接続される。ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線ｗ１１，ｗ１２，ｗ１３には、蛍光ランプＬ１，Ｌ２の高圧側ヒータＨｈ１，Ｈｈ２が接続され、ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線ｗ２１，ｗ２２，ｗ２３には、蛍光ランプＬ３，Ｌ４の高圧側ヒータＨｈ３，Ｈｈ４が接続される（図２参照）。

インバータトランス２０に接続された蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の低圧側ヒータｈｌ１〜ｈｌ４にはＤＣ１２Ｖの直流電源が供給される（図４参照）。駆動制御回路１０は、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の起動時、スイッチ制御信号Ｓ１１及び明るさ調整信号Ｓ１２に基づく交流電源の定常動作時の動作周波数ｆ＝５５ｋＨｚを、当該蛍光ランプＬ１〜Ｌ４の放電開始電圧以下となる動作周波数ｆ＝２００ｋＨｚに上昇させ、インバータトランス２０の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑えるようになされる（図６参照）。これにより、バックライト装置１００はＤＣ３９０Ｖの直流電圧を交流電圧に変換して４本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ４をＡＣ駆動するようになる。

このように、第２の実施形態としての液晶表示装置２００によれば、本発明に係るバックライト装置１００が備えられるので、当該液晶表示装置２００の起動から蛍光ランプＬ１〜Ｌ４のヒータ予熱に至るヒータ予熱期間については、蛍光ランプＬ１〜Ｌ４を点灯しないように制御できるようになる。

従って、ヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線ｗ１１，ｗ１２，ｗ１３，ｗ２１，ｗ２２，ｗ２３を有したインバータトランス２０を使用したバックライト装置内蔵型の液晶表示装置２００を提供できるので、従来方式の液晶表示装置のようにインバータ用のトランスの他に、高電位側や、低電位側に個々にヒータトランスを設けたり、これらのヒータトランスを個別に制御しなくても済むようになる。

これにより、個々にヒータトランスを設け、個々にヒータ制御をする場合に比べて、トランス取り付けスペースを縮小できるばかりか、バックライト装置１００の駆動制御負担を軽減できるようになった。従って、大型の液晶表示パネルを用いた液晶テレビや、液晶モニタ等の液晶表示装置２００の小型化、軽量化及びその製造コストを低減できるようになった。

本発明は、複数本の熱陰極蛍光管を駆動するバックライト装置及び、当該バックライト装置を備えた液晶表示ディスプレイ等に適用して極めて好適である。

本発明に係る第１の実施形態としてのバックライト装置１００の構成例を示すブロック図である。 駆動制御回路１０及びインバータトランス２０の内部構成例を示す回路図である。 高電位側のヒータ制御部３０の内部構成例を示す回路図である。 低電位側のヒータ制御部４０の内部構成例を示す回路図である。 インバータトランス２０の動作周波数特性例を示すグラフ図である。 バックライト装置の動作例を示すタイムチャートである。 第２の実施形態としての液晶表示装置２００の構成例を示すブロック図である。 従来例に係るバックライト装置の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１０・・・駆動制御回路、１１・・・時限設定回路、１２・・・駆動制御ＩＣ装置、１３・・・プリドライブ回路、１４・・・ドライブトランス、１５，４５・・・インダクタ、２０・・・インバータトランス、３０・・・高圧側のヒータ制御部、３１・・・フォトカプラ部、４０・・・低圧側のヒータ制御部、４１・・・電流検知回部、５０・・・液晶ドライバ、６０・・・液晶表示部、７０・・・電源装置、１００・・・バックライト装置、１０１，１０２・・・タイマー回路、１０３・・・発振器、２００・・・液晶表示装置

Claims (9)

1. 蛍光ランプを駆動制御するためのランプ制御信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換する駆動制御回路と、
   一次側に電源用の巻線、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有して、一次側の巻線が前記駆動制御回路の交流電源に接続され、かつ、当該ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線に蛍光ランプの高電位側のヒータが接続される変圧器とを備え、
   前記変圧器に接続された蛍光ランプの高電位側のヒータに電源が供給されると共に、前記駆動制御回路は、
   蛍光ランプの起動時、前記ランプ制御信号に基づく前記交流電源の周波数を当該蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、前記変圧器の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑える蛍光ランプ駆動装置。
2. 前記駆動制御回路は、
   前記蛍光ランプの起動時の前記交流電源の周波数を当該蛍光ランプの定常動作時の周波数の３倍乃至４倍に設定し、前記変圧器の二次側の出力電圧が当該蛍光ランプの放電開始電圧以下となるように制御する請求項１に記載の蛍光ランプ駆動装置。
3. 前記駆動制御回路に接続された変圧器は、
   前記駆動制御回路の交流電源の周波数をｆとし、当該変圧器の二次側の放電維持用の巻線の出力電圧をｖ２としたとき、
   前記周波数が５５ｋＨｚ＜ｆ＜６０ｋＨｚの範囲において、二次側の出力電圧ｖ２が略１８５０Ｖｐ−ｐを示し、前記周波数が１００ｋＨｚ＜ｆ＜２００ｋＨｚの範囲において、二次側の出力電圧ｖ２が１００Ｖｐ−ｐを示し、前記周波数が６０ｋＨｚ＜ｆ＜１００ｋＨｚの範囲において、二次側の出力電圧ｖ２が１００Ｖｐ−ｐ＜ｖ２＜１８５０Ｖｐ−ｐを示す周波数特性を有する請求項２に記載の蛍光ランプ駆動装置。
4. 前記駆動制御回路は、
   当該装置の起動から蛍光ランプの高電位側のヒータの予熱に至るヒータ予熱期間の終了後に、起動時の前記交流電源の周波数を当該蛍光ランプの定常動作時の周波数に戻す請求項３に記載の蛍光ランプ駆動装置。
5. 前記駆動制御回路は、
   前記交流電源の１周期のパルスにおけるオン期間の幅を通電時間としたとき、
   前記ヒータ予熱期間における前記蛍光ランプの高電位側のヒータをオンする通電時間を長く設定し、
   前記蛍光ランプの定常動作時における高電位側のヒータをオンする通電時間を前記ヒータ予熱期間よりも短く設定する請求項４に記載の蛍光ランプ駆動装置。
6. 前記変圧器の二次側のヒータ駆動用の巻線と前記蛍光ランプの高電位側のヒータとの間にヒータ制御部が接続され、
   前記ヒータ制御部は、
   起動時、前記定常動作時の通電期間よりも長い通電期間、当該蛍光ランプの高電位側のヒータへ電力を供給し、
   定常動作時、前記蛍光ランプが最小の明るさを維持する通電時間、又は、当該通電時間以下の通電期間だけ当該蛍光ランプの高電位側のヒータへ電力を供給する請求項５に記載の蛍光ランプ駆動装置。
7. 前記蛍光ランプの低電位側のヒータへ電源を供給する回路に電流検知部が備えられ、
   前記電流検知部は、
   前記蛍光ランプに流れる放電負荷電流を検知する請求項１に記載の蛍光ランプ駆動装置。
8. 前記電流検知部には電流検知用のトランスが設けられ、
   前記トランスは、２つの一次側の巻線と１つ以上の二次側の巻線とを有し、
   前記一次側の２つの巻線は、前記蛍光ランプの低電位側のヒータに流れる電流により発生する磁界を打ち消すように結線される請求項７に記載の蛍光ランプ駆動装置。
9. 液晶表示部と、
   前記液晶表示部に光を照射する複数の蛍光ランプを有して当該蛍光ランプを駆動するバックライト装置とを備え、
   前記バックライト装置は、
   蛍光ランプを駆動制御するためのランプ制御信号及び直流電源を入力し、当該直流電源を所定の周波数の交流電源に変換する駆動制御回路と、
   一次側に電源用の巻線、二次側にヒータ駆動用及び放電維持用の各々の巻線を有して、一次側の巻線が前記駆動制御回路の交流電源に接続され、かつ、当該ヒータ駆動用及び放電維持用の巻線に蛍光ランプの高電位側のヒータが接続される変圧器とを有し、
   前記変圧器に接続された蛍光ランプの高電位側のヒータに電源が供給されると共に、前記駆動制御回路は、
   蛍光ランプの起動時、前記ランプ制御信号に基づき前記交流電源の周波数を当該蛍光ランプの放電開始電圧以下となる周波数に上昇させ、前記変圧器の二次側の出力電圧を定常動作時よりも低く抑える液晶表示装置。

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