(57)【要約】【課題】バックライトに適した放電灯点灯装置において、発光面での輝度均一性が高くなるように改善する。【解決手段】昇圧トランスＴ１，Ｔ２を有するインバータ回路を第１、第２の基板ＰＢ１，ＰＢ２にそれぞれ構成し、各基板ＰＢ１，ＰＢ２のインバータ出力は略同期しており、平行に配置された複数本の放電灯４ａ，４ｂに対して、第１の基板ＰＢ１に実装される昇圧トランスＴ１の高圧端子と第２の基板ＰＢ２に実装される昇圧トランスＴ２の低圧端子に第１の放電灯４ａを接続し、第１の基板ＰＢ１に実装される昇圧トランスＴ１の低圧端子と第２の基板ＰＢ２に実装される昇圧トランスＴ２の高圧端子に第２の放電灯４ｂを接続して高周波点灯させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続され、前記直流電源からの電圧を高周波電圧に変換して出力するインバータ回路を備え、前記インバータ回路は１次巻線及び２次巻線を有する昇圧トランスを備え、前記昇圧トランスの２次巻線に放電灯を接続し、高周波点灯させる放電灯点灯装置において、
前記インバータ回路をそれぞれに構成する第１、第２の基板を有し、前記第１、第２の基板に構成される前記インバータ回路の出力が略同期しており、
平行に配置された複数本の放電灯に対して、
前記第１の基板に実装される昇圧トランスの高圧端子と前記第２の基板に実装される昇圧トランスの低圧端子に第１の放電灯を接続し、
前記第１の基板に実装される昇圧トランスの低圧端子と前記第２の基板に実装される昇圧トランスの高圧端子に第２の放電灯を接続して高周波点灯させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記第１、第２の基板に実装される昇圧トランスはそれぞれの基板に複数個備え、それぞれの基板上の各昇圧トランスの１次巻線を並列接続し、それぞれの基板上の各昇圧トランスの２次巻線の低圧端子を接続したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記第１、第２の基板に実装された隣り合う昇圧トランスの出力の位相が略逆位相であることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
同じ放電灯が接続される前記第１、第２の基板に実装された昇圧トランスの出力の位相が略逆位相であることを特徴とする請求項３の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第１、第２の基板に実装された昇圧トランスの低圧端子の少なくとも一方を、インピーダンス素子を介して筐体に接続されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記インバータ回路を制御する制御回路は、前記第１、第２の基板の少なくとも一方に構成し、他方に制御信号を送る制御線を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記第１、第２の基板の少なくとも一方に、前記放電灯を流れる電流を検出する電流検出部を備え、前記電流検出部は前記放電灯１本に対して半波整流電圧を出力し、前記放電灯の電流が逆位相の関係にある２本を組として、それぞれの検出出力を重ね合わせて略全波整流電圧を出力するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記第１、第２の基板に実装された隣り合う２個の昇圧トランスの１次巻線を互いに向き合わせて実装したことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置を用いた照明装置であって、前記第１、第２の基板がそれぞれ放電灯の両端近傍に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置を用いた表示装置であって、前記第１、第２の基板がそれぞれ放電灯の両端近傍に配置されていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源を高周波に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置、表示装置に関するものであり、特に発光面の光分布を均一にした照明装置、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやＯＡ機器、液晶テレビなどの液晶表示装置や看板灯などの照明装置において、表示面を背面から照明する光源（所謂バックライト）が用いられることが多く、その中でも広い発光面を高輝度に照明するために、反射板上に複数本の放電灯を配置し、放電灯の上方に拡散板等を配置して構成される直下型バックライトが知られている。このようなバックライトに関して記載された文献として、例えば特許第３５５６４７８号に示されるようなものがある。
【０００３】
図２９に直下型バックライトを備えた従来の液晶表示装置を説明する概略斜視図を示す。液晶パネルＬＣＰの背面（直下）にバックライトＢＬが配置されており、バックライトＢＬは、筐体２と、この上に設置された反射板３及び複数の放電灯４と、その上方に設置された拡散板５、プリズムシート等の光学シート６とから構成されている。反射板３は各放電灯４の発光する光を有効に前面に指向させるものである。拡散板５は放電灯４及び反射板３からの光を拡散させて前面への照明光の明るさ分布を平均化する機能を有する。また、筐体２の背面には、放電灯４を点灯する放電灯点灯装置１が設置されている。
【０００４】
図３０に放電灯点灯装置１と放電灯４の概略接続図を示す。各放電灯はそれぞれ高電圧側ケーブル１１、低電圧側ケーブル１２を介してコネクタ１３で放電灯点灯装置１と接続されている。また、この放電灯点灯装置１の基板上に昇圧トランス１４が実装されている。図３０ではトランス１４の１次側巻線の方を黒塗りしている。
【０００５】
図３１に放電灯点灯装置１のインバータ部の回路構成の一例を示す。また、この図３１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の駆動信号ｑ１１，ｑ１２を図３２に示す。
【特許文献１】特許第３５５６４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、特に液晶表示装置の分野では、画面の大型化、高輝度化、均一化の要求により、装置１セット当たりに採用する灯数は増加し、使用される放電灯の管電圧は、より高電圧になる傾向にある。このため、寄生容量に流れる漏れ電流により明るさにばらつきが生じる問題がある。
【０００７】
図３３は放電灯の設置状態と、高圧側と低圧側での明るさの違いを説明する模式図である。放電灯４と筐体２の間には寄生容量Ｃｓが存在する。そのため、この寄生容量Ｃｓに流れる電流が図３４に示すように放電灯４からの漏れ電流となり、この漏れ電流は発光に寄与しない。図３４の矢印線の太さは、漏れ電流の量を模式的に表したものであり、漏れ電流は放電灯４と筐体２の間の電圧に比例する。このため、高圧側になるほど明るく、低圧側になるほど暗くなる。放電灯４の上方に設置された拡散板５、プリズムシート等の光学シート６を通してみても、この影響は現れ、放電灯の低圧側が暗くなる。放電灯の管電圧が高くなれば、高圧側と低圧側のランプ電流の差はますます広がり、発光面の輝度を均一にすることはより困難になる。
【０００８】
また、ランプ電流は放電灯４から低圧側ケーブル１２を通じて放電灯点灯装置１へ、放電灯４からの漏れ電流は寄生容量Ｃｓを介して筐体２に、その後、放電灯点灯装置１に流れ込むというループになっている。放電灯４の長さに応じて低圧側ケーブル１２は長くなり、そのため、この電流ループも大きくなるので、大きなノイズ源になり得る。
【０００９】
さらに、発光面の輝度均一化という点で、すべての放電灯の出力が略一致することが望ましい。しかしながら、すべての放電灯をそれぞれ独立にフィードバック制御すると、部品数が多くなり、コスト高となるので、現実的ではない。部品数の削減、コスト低減の観点から、放電灯何本かを１組としてフィードバック制御を行なうように放電灯点灯装置を構成していることが多い。また、ランプ電流を直接検出してフィードバック制御を行なっている構成も良く見られる。
【００１０】
ところが、図３０のような構成において、低圧側ケーブル１２を流れる電流は、ケーブルの配線状態によりランプ電流だけでなく漏れ電流も含まれたものとなり得る。この電流でフィードバック制御を行なえば、別の組の放電灯のランプ電流と差が大きく広がる可能性があり、その結果、発光面の輝度むらとして現れる。筐体２に放電灯点灯装置１及び放電灯４を組み込むとき、各放電灯の低圧側ケーブル配線を上記のような問題が現れない程度に略同等にしなければならず、生産性を向上させるのに限界がある。
【００１１】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、液晶表示や看板灯などのバックライトとして使用される放電灯点灯装置において、発光面での輝度均一性が高くなるように改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源に接続され、前記直流電源からの電圧を高周波電圧に変換して出力するインバータ回路を備え、前記インバータ回路は１次巻線及び２次巻線を有する昇圧トランスＴ１，Ｔ２を備え、前記昇圧トランスＴ１，Ｔ２の２次巻線に放電灯４ａ，４ｂを接続し、高周波点灯させる放電灯点灯装置において、前記インバータ回路をそれぞれに構成する第１、第２の基板ＰＢ１，ＰＢ２を有し、前記第１、第２の基板ＰＢ１，ＰＢ２に構成される前記インバータ回路の出力が略同期しており、平行に配置された複数本の放電灯４ａ，４ｂに対して、前記第１の基板ＰＢ１に実装される昇圧トランスＴ１の高圧端子と前記第２の基板ＰＢ２に実装される昇圧トランスＴ２の低圧端子に第１の放電灯４ａを接続し、前記第１の基板ＰＢ１に実装される昇圧トランスＴ１の低圧端子と前記第２の基板ＰＢ２に実装される昇圧トランスＴ２の高圧端子に第２の放電灯４ｂを接続して高周波点灯させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放電灯を流れるランプ電流が筐体やランプケーブルを通じて流れる経路を極力短くすることができ、また、放電灯と筐体の間の寄生容量を介して流れる漏れ電流のループを小さくすることができるので、損失を低減するとともに、ノイズを抑制することができ、また、ランプケーブルの配置による放電灯出力への影響を小さくできるため、装置の生産性が向上し、かつ発光面の輝度均一性が高くなる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施形態１）
図１に実施形態１の放電灯点灯装置の概略回路図、図２に本実施形態の点灯装置を用いた液晶表示装置の概略斜視図を示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、基板ＰＢ１及び基板ＰＢ２に実装されたインバータ回路からなり、コネクタＣＯＮ１０，ＣＯＮ２０にそれぞれ直流電源（図示せず）が接続される。放電灯点灯装置のインバータ回路はそれぞれ同一構成であり、一般的によく知られているハーフブリッジ方式のインバータ回路で構成される。
【００１５】
基板ＰＢ１及び基板ＰＢ２に実装されたインバータ回路は、昇圧用のトランスＴ１，Ｔ２と、このトランスＴ１，Ｔ２の漏れインダクタンス成分とＬＣ共振回路を構成する共振用コンデンサＣ１３，Ｃ２３と、トランスＴ１，Ｔ２を駆動するためのハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２及びコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２とを備えている。また、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２を駆動させるための制御信号を発生する制御回路Ｓ１，Ｓ２と、この制御信号を受けてスイッチング素子を駆動するドライバＤＲ１，ＤＲ２を備えている。
【００１６】
制御回路Ｓ１，Ｓ２はスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２の駆動周波数を同期させるために、制御線Ｌによって接続されている。これにより、基板ＰＢ１及び基板ＰＢ２に実装されたインバータ回路は略同一の周波数で動作を行なう。
【００１７】
図中のトランスＴ１，Ｔ２の黒点は巻線の巻き始めを表している。トランスＴ１（Ｔ２）の１次側巻線の巻き始めはスイッチング素子Ｑ１１（Ｑ２１）とＱ１２（Ｑ２２）の接続点に、巻き終わりがコンデンサＣ１１（Ｃ２１）とＣ１２（Ｃ２２）の接続点に接続されている。２次側巻線は巻き始めを高電圧側端子とした例で図示している。
【００１８】
トランスＴ１，Ｔ２の高電圧側端子にそれぞれ放電灯４ａ、４ｂの一端を接続し、トランスＴ１，Ｔ２の低圧側端子にそれぞれ放電灯４ｂ、４ａの他端を接続し、放電灯４ａ、４ｂに高電圧の高周波電圧を印加するようにしている。トランスＴ１，Ｔ２の低圧側端子は、例えば筐体２などの基準電位となるところに接続する。
【００１９】
次に、上記構成の放電灯点灯装置の動作について説明する。コネクタＣＯＮ１０，ＣＯＮ２０にそれぞれ直流電源から直流電圧が印加され、制御回路Ｓ１，Ｓ２からそれぞれドライバＤＲ１，ＤＲ２を介してスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２に駆動信号を送ってオンオフさせることにより、トランスＴ１，Ｔ２の１次巻線に高周波電圧が印加される。この高周波電圧がトランスＴ１，Ｔ２により昇圧され、トランスＴ１，Ｔ２の漏れインダクタンス成分とコンデンサＣ１３，Ｃ２３との共振により、コネクタＣＯＮ１１とＣＯＮ２１の間に接続される放電灯４ａ，４ｂの両端に高電圧の高周波電圧が印加される。
【００２０】
スイッチング素子の駆動周波数、あるいは、スイッチング素子のオン時間（もしくはその両方）を、制御回路Ｓ１，Ｓ２で適切に設定することにより、放電灯４ａ，４ｂの始動及び点灯維持に必要な高電圧をトランスＴ１，Ｔ２の２次側巻線に発生させる。ここで、トランスＴ１，Ｔ２の２次電圧が、図３に示すような略同位相となるように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２を駆動させる。これにより、放電灯４ａ，４ｂに流れるランプ電流も略同位相で動作することになる。また、トランスＴ１，Ｔ２及びコンデンサＣ１３，Ｃ２３はそれぞれ略同一の定数であり、放電灯４ａ，４ｂのランプ電流量は略同一である。図４に、放電灯４ａ，４ｂに流れるランプ電流Ｉａ，Ｉｂの向きを示す。
【００２１】
本実施形態の点灯装置を、図２に示すような表示装置、照明装置に組み込んだときの漏れ電流の流れを図５に模式的に示した。放電灯４ａ，４ｂから筐体２に寄生容量Ｃｓを通じて漏れ電流が流れる。図５の矢印は漏れ電流の向きを表し、その太さは漏れ電流の量を表している。
【００２２】
上記構成及び動作により、低圧側ケーブル１２ａ及び筐体２を通じてトランスＴ１の低圧側端子に戻る放電灯４ａのランプ電流と、低圧側ケーブル１２ｂ及び筐体２を通じてトランスＴ２の低圧側端子に戻る放電灯４ｂのランプ電流は、互いにランプ電流量が略同一、略同位相で電流の向きが逆となるので、筐体２に流れるランプ電流はほぼキャンセルされ、筐体２に流れない。
【００２３】
すなわち、低圧側ケーブル１２ａに流れる放電灯４ａのランプ電流は、トランスＴ２の２次側巻線及びコンデンサＣ２３→高圧側ケーブル１１ｂ→放電灯４ｂを介してトランスＴ１の低圧側端子に戻り、低圧側ケーブル１２ｂに流れる放電灯４ｂのランプ電流は、トランスＴ１の２次側巻線及びコンデンサＣ１３→高圧側ケーブル１１ａ→放電灯４ａを介してトランスＴ２の低圧側端子に戻る。これにより、ランプ電流成分は放電灯４ａ，４ｂを通じて流れることになり、放電灯４ａ，４ｂに接続されるケーブルが長くなることによる損失や、筐体２を流れることによる損失を抑えることが可能になる。
【００２４】
また、漏れ電流に関して、放電灯４ａ，４ｂの高圧側付近から寄生容量Ｃｓを介して筐体２に流れる漏れ電流は、それぞれトランスＴ１，Ｔ２の低圧側端子に流れるが、低圧側に近づくと、上記ランプ電流と同様に、電流の向きが逆となるところはほぼキャンセルされるため、放電灯４ａ，４ｂから寄生容量Ｃｓ、筐体２を介してそれぞれトランスＴ１，Ｔ２の低圧側端子に流れず、筐体２に接続されている近い方のトランスの低圧側端子に流れる。これにより、結果的に漏れ電流の電流ループが小さくなるため、装置から発せられるノイズを抑制することが可能となる。
【００２５】
さらに、放電灯４ａ，４ｂは高圧側と低圧側を交互に平行して設置されるので、放電灯の輝度の高い部分と低い部分が交互に並ぶことによって均一化され、放電灯４の上方に設置された拡散板５、プリズムシート等の光学シート６を通すことで、より輝度均一性の高い発光面を持つ照明装置、表示装置を得ることができる。
【００２６】
（実施形態２）
図６に実施形態２の放電灯点灯装置の概略回路図を示す。基本的な動作は実施形態１と同様である。実施形態１との違いは、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２を駆動させるための制御信号を発生する制御回路Ｓ１のみで、制御線ＬおよびコネクタＣＯＮ５１，ＣＯＮ５２を通じてドライバＤＲ２に駆動信号を送るようにしたものである。これにより、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２の駆動周波数は完全に同期し、基板ＰＢ１及び基板ＰＢ２に実装されたインバータ回路は同一の周波数で動作を行なう。
【００２７】
（実施形態３）
図７に実施形態３の放電灯点灯装置の概略回路図を示す。基板ＰＢ１及び基板ＰＢ２に実装されたインバータ回路は、昇圧用のトランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２と、このトランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の漏れインダクタンス成分とＬＣ共振回路を構成する共振用コンデンサＣ１３，Ｃ１４，Ｃ２３，Ｃ２４と、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２を駆動するためのハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２及びコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２とを備えている。トランスＴ１１とＴ１２、Ｔ２１とＴ２２はそれぞれ１次側巻線が並列に接続され、トランスＴ１１（Ｔ２１）の巻き始めとトランスＴ１２（Ｔ２２）の巻き終わり、及びトランスＴ１１（Ｔ２１）の巻き終わりとトランスＴ１２（Ｔ２２）の巻き始めがそれぞれ接続された構成となっている。また、トランスＴ１１（Ｔ２１）とＴ１２（Ｔ２２）の２次側巻線の低圧側端子同士が接続されている。
【００２８】
次に、上記構成の放電灯点灯装置の動作について、実施形態１との相違点を中心に説明する。上記構成において、実施形態１と同様にスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２の動作を行なう。トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の接続関係により、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の２次電圧は、図８に示すように、トランスＴ１１（Ｔ１２）とＴ２１（Ｔ２２）の２次電圧が略同位相、トランスＴ１１（Ｔ２１）とＴ１２（Ｔ２２）の２次電圧が略逆位相となる。これにより、放電灯４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに流れるランプ電流も同様の位相関係で動作することになる。図９に、放電灯４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに流れるランプ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄの向きを示す。
【００２９】
本実施形態の点灯装置を、図２に示すような表示装置、照明装置に組み込んだときの漏れ電流の流れを図１０に模式的に示した。図５と同様に、図１０の矢印は漏れ電流の向きを表し、その太さは漏れ電流の量を表している。
【００３０】
上記構成及び動作により、放電灯４ａ（４ｃ）と４ｂ（４ｄ）の筐体２を流れるランプ電流は、実施形態１と同様に、互いにランプ電流が略同一、略同位相で電流の向きが逆となるので、ほぼキャンセルされ、筐体２に流れない。ランプ電流成分は放電灯を通じて流れることになり、放電灯に接続されるケーブルが長くなることによる損失や、筐体２を流れることによる損失を抑えることが可能になる。
【００３１】
また、漏れ電流に関して、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の２次電圧の関係から、放電灯４ａ，４ｂから寄生容量Ｃｓを介して筐体２に流れる漏れ電流と、放電灯４ｄ，４ｃから寄生容量Ｃｓを介して筐体２に流れる漏れ電流とは略逆位相となる。このため、漏れ電流は、放電灯４ａ（４ｂ）→寄生容量Ｃｓ→筐体２→寄生容量Ｃｓ→放電灯４ｄ（４ｃ）→トランスＴ１２（Ｔ２２）及びコンデンサＣ１４（Ｃ２４）→トランスＴ１１（Ｔ２１）及びコンデンサＣ１３（Ｃ２３）→放電灯４ａ（４ｂ）といった電流ループで流れる。
【００３２】
すなわち、図１０に示すように、漏れ電流ループは放電灯の配置に対しておよそ垂直方向となり、平行方向の成分はほとんど流れない。図２に示すような表示装置、照明装置で用いられる放電灯は長尺であり、各々の放電灯の間隔よりも非常に長いので、結果的に漏れ電流の電流ループが非常に小さくなるため、装置から発せられるノイズを抑制することが可能となる。
【００３３】
さらに、放電灯４ａ，４ｂは高圧側と低圧側を交互に平行して設置されるので、放電灯の輝度の高い部分と低い部分が交互に並ぶことによって均一化され、放電灯４の上方に設置された拡散板５、プリズムシート等の光学シート６を通すことで、より輝度均一性の高い発光面を持つ照明装置、表示装置を得ることができる。
【００３４】
（実施形態４）
図１１に実施形態４の放電灯点灯装置の概略回路図を示す。実施形態３との相違点は、トランスＴ２１の巻き始めとトランスＴ２２の巻き終わりの接続点がコンデンサＣ２１とＣ２２の接続点に接続され、トランスＴ２１の巻き終わりとトランスＴ２２の巻き始めの接続点がスイッチング素子Ｑ２１とＱ２２の接続点に接続された構成となっているところである。
【００３５】
次に、上記構成の放電灯点灯装置の動作について、実施形態３との相違点を中心に説明する。トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の接続関係により、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の２次電圧は、図１２に示すように、トランスＴ１１（Ｔ１２）とＴ２１（Ｔ２２）の２次電圧が略逆位相、トランスＴ１１（Ｔ２１）とＴ１２（Ｔ２２）の２次電圧が略同位相となる。これにより、放電灯４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに流れるランプ電流も同様の位相関係で動作することになる。図１３に、放電灯４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに流れるランプ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄの向きを示す。
【００３６】
本実施形態の点灯装置を、図２に示すような表示装置、照明装置に組み込んだときの漏れ電流の流れを図１４に模式的に示す。図５と同様に、図１４の矢印は漏れ電流の向きを表し、その太さは漏れ電流の量を表している。
【００３７】
上記構成及び動作により、放電灯４ａ（４ｂ）と４ｄ（４ｃ）の筐体２を流れるランプ電流は、実施形態３と同様に、互いにランプ電流量が略同一、略同位相で電流の向きが逆となるので、ほぼキャンセルされ、筐体２に流れない。ランプ電流成分は放電灯を通じて流れることになり、放電灯に接続されるケーブルが長くなることによる損失や、筐体２を流れることによる損失を抑えることが可能になる。
【００３８】
また、漏れ電流に関して、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の２次電圧の関係から、放電灯４ａ，４ｃから寄生容量Ｃｓを介して筐体２に流れる漏れ電流と、放電灯４ｄ，４ｂから寄生容量Ｃｓを介して筐体２に流れる漏れ電流とは略逆位相となる。このため、漏れ電流は、放電灯４ａ（４ｃ）→寄生容量Ｃｓ→筐体２→寄生容量Ｃｓ→放電灯４ｄ（４ｂ）→トランスＴ１２（Ｔ２１）及びコンデンサＣ１４（Ｃ２３）→トランスＴ１１（Ｔ２２）及びコンデンサＣ１３（Ｃ２４）→放電灯４ａ（４ｃ）といった電流ループで流れる。
【００３９】
すなわち、図１４に示すように、漏れ電流ループは放電灯の配置に対しておよそ垂直方向となり、平行方向の成分はほとんど流れない。このため実施形態３と同様に、結果的に漏れ電流の電流ループが非常に小さくなるため、装置から発せられるノイズを抑制することが可能となる。
【００４０】
さらに、放電灯４ａ，４ｂは高圧側と低圧側を交互に平行して設置されるので、放電灯の輝度の高い部分と低い部分が交互に並ぶことによって均一化され、放電灯４の上方に設置された拡散板５、プリズムシート等の光学シート６を通すことで、より輝度均一性の高い発光面を持つ照明装置、表示装置を得ることができる。
【００４１】
（実施形態５）
図１５に実施形態５の放電灯点灯装置の概略回路図を示す。実施形態３との相違点は、トランスＴ１１（Ｔ２１）とＴ１２（Ｔ２２）の１次側巻線の巻き始め及び巻き終わり同士を接続し、トランスＴ１１，Ｔ１２（Ｔ２１，Ｔ２２）の巻き始めの接続点をスイッチング素子Ｑ１１（Ｑ２１）とＱ１２（Ｑ２２）の接続点に、トランスＴ１１，Ｔ１２（Ｔ２１，Ｔ２２）の巻き終わりの接続点をコンデンサＣ１１（Ｃ２１）とＣ１２（Ｃ２２）の接続点に接続された構成となっているところである。
【００４２】
次に、上記構成の放電灯点灯装置の動作について、実施形態３との相違点を中心に説明する。トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の接続関係により、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の２次電圧は、図１６に示すように、トランスＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２の２次電圧が略同位相となる。これにより、放電灯４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに流れるランプ電流も同様の位相関係で動作することになる。図１７に、放電灯４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに流れるランプ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄの向きを示す。
【００４３】
本実施形態の点灯装置を、図２に示すような表示装置、照明装置に組み込んだときの漏れ電流の流れは、図５に示す実施形態１のそれを上下対称に２組並べたものと同様である。それ故、本実施形態も実施形態１と同様の効果を奏する。
【００４４】
（実施形態６）
図１８に実施形態６の概略回路図を示す。本実施形態は、上記実施形態において、トランス２次側巻線の低圧側端子と筐体２との間にインピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２を接続したことを特徴とするものである。基本的な動作は上記実施形態のものと同様である。
【００４５】
基板ＰＢ１及び基板ＰＢ２に実装されたインバータ回路において、部品定数及び放電灯の特性を全く同じにすることは困難であり、そのためランプ電流や放電灯４ａ，４ｂから筐体２に流れる漏れ電流は各放電灯ごとに若干ばらつきが生じることは否めない。これらばらつきによる差分電流は筐体２からトランス２次側巻線の低圧側端子に流れる。そこで、トランス２次側巻線の低圧側端子と筐体２との間にインピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２を接続することにより、放電灯４ａ，４ｂから筐体２に流れ、トランス２次側巻線の低圧側端子に戻る差分電流を低減し、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２を適切に選ぶことにより隣り合う放電灯４ａ，４ｂのランプ電流のばらつきを小さくするようにしたものである。インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２の少なくとも一方を備えておけばよい。
図１８の回路図は実施形態１のものを例に描かれているが、他の実施形態でも同様の効果を奏する。
【００４６】
（実施形態７）
図１９に実施形態７の概略回路図の要部を示す。本実施形態は、実施形態１において、ランプ電流を略一定とするようにフィードバック制御を行なうために、ランプ電流検出部ｄ１，ｄ２を設けると共に、制御回路Ｓ１，Ｓ２の内部に誤差増幅回路を設けたものである。
【００４７】
回路構成は、低圧側ケーブル１２ｂ（１２ａ）にランプ電流を電圧に変換するための抵抗Ｒ１（Ｒ２）を挿入し、抵抗Ｒ１（Ｒ２）に並列にダイオードＤ１２（Ｄ２２）を接続し、抵抗Ｒ１（Ｒ２）の両端電圧はダイオードＤ１１（Ｄ２１）を介して制御回路Ｓ１（Ｓ２）に入力される。すなわち、ランプ電流の半波整流波形に応じた電圧を制御回路Ｓ１（Ｓ２）に入力している。
【００４８】
また、制御回路Ｓ１，Ｓ２の内部に誤差増幅回路（図示せず）を含み、誤差増幅回路において、ランプ電流検出電圧と基準電圧（図示せず）を入力し、その出力によりスイッチング素子の駆動周波数もしくはオン時間を決定し、ランプ電流を基準電圧に応じて略一定に制御する。このような回路構成とすることで、ランプ電流を略一定に制御でき、また各ランプ電流のばらつきも抑えられる。
【００４９】
また、ランプ電流検出部の構成は、図２０に示すような抵抗Ｒ１（Ｒ２）をダイオードＤ１１（Ｄ２１）のカソード側に接続した構成など、ランプ電流を等価的に検出できるものであればよく、特に構成を限定するものでない。
【００５０】
さらに、図２１は、実施形態２のように、片方の基板上に制御回路Ｓ１を構成したときのものである。制御回路Ｓ１を構成する基板側にランプ電流検出部ｄ１を設けている。この場合、放電灯４ａと４ｂで若干回路構成が変わるが、例えば低圧側ケーブル１２ａに抵抗Ｒ２とダイオードＤ２２の並列回路だけをダミーとして挿入して同等の回路構成としても良い。
【００５１】
（実施形態８）
図２２に実施形態８の概略回路図の要部を示す。本実施形態は、実施形態３、４において、ランプ電流を略一定にフィードバック制御を行なうためのランプ電流検出部の構成を示したものである。
【００５２】
回路構成は、低圧側ケーブル１２ｂ（１１ｃ）にランプ電流を電圧に変換するための抵抗Ｒ１１（Ｒ１２）を挿入し、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２に並列に、ダイオード２個入り１パッケージでアノード共通のＤ１２’を接続し、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の両端電圧はダイオード２個入り１パッケージでカソード共通のＤ１１’を介して制御回路Ｓ１に入力される。すなわち、図２３に示すように、放電灯４ｂ，４ｃのランプ電流の半波整流波形を重ね合わせ、全波整流波形とした電圧Ｖｉを制御回路Ｓ１に入力している。実施形態７と同様に、誤差増幅回路にこの電圧Ｖｉと基準電圧（図示せず）を入力し、その出力によりスイッチング素子の駆動周波数、或いはオン時間（もしくはその両方）を決定し、ランプ電流を基準電圧に応じて略一定に制御する。
【００５３】
このような構成とすることで、放電灯４ｂ，４ｃのランプ電流の平均値が略一定に制御されることになる。その効果として、ランプ電流のばらつきが軽減されることになるばかりか、照明装置や表示装置に組み込んだときは発光面の輝度むらが抑えられるので、より輝度均一性の高い照明装置や表示装置を提供することができる。
【００５４】
また、全波整流波形で検出するようになっているので、例えば制御回路Ｓ１の内部の誤差増幅回路に入力される前段で検出電圧Ｖｉの高周波成分を除去しようとした場合に、平滑するための容量が小さくできるため、検出応答性をあまり遅くすることなく実施できる。さらに、同じ検出電圧値を得ようとした場合、検出抵抗値を小さくできるので、検出抵抗での損失を低減することができる。
【００５５】
図２２に示す回路においては、ダイオードＤ１１’、Ｄ１２’をダイオード２個入り１パッケージのもので描いている。このようなアノード共通、もしくはカソード共通の２個入り１パッケージのダイオード素子は、一般的に同一チップ上に構成されており、そのためパッケージ内の２個の特性ばらつき（特に順方向降下電圧のばらつき）は非常に小さいものとなっている。したがって、このような素子を使う方が検出される電圧のばらつきが小さくでき、検出精度が高められるという効果がある。
【００５６】
加えて、制御回路Ｓ１に比較器（図示せず）を設け、ランプ電流検出部の出力Ｖｉと任意のしきい値を比較器に入力し、比較器から出力されるパルス状の波形ＶｃｏｍをＤＣ電圧に変換する回路を設けた構成を追加することで、このＤＣ電圧の変化により、インバータ回路の異常を検知することができる。
【００５７】
放電灯４の各々の出力が略同一であれば、図２４（ａ）のようなパルス状の波形が得られて、これを平滑することで、ある一定のＤＣ電圧を得ることができる。ここで、トランス等の異常により片方のランプ電流が極端に減った場合、図２４（ｂ）のようなパルス状の波形となり、これを平滑すると、正常時のＤＣ電圧よりも減少する。このように、比較器の出力Ｖｃｏｍを変換したＤＣ電圧がある一定値を下回った場合、インバータ回路に何らかの異常が発生したと判断して発振停止する。こうすることで、これ以降、より危険なモードになる前にインバータを停止することが可能となり、安全性が高まる。
【００５８】
（実施形態９）
図２５に実施形態９の概略回路図の要部を示す。本実施形態は、実施形態８において、トランスＴ２１，Ｔ２２の２次側巻線の低圧側端子と筐体２との間の少なくとも一方にインピーダンス素子Ｚ２１もしくはＺ２２を接続し、インピーダンス素子Ｚ２１，Ｚ２２の少なくとも一方の電圧を制御回路Ｓ２に入力し、基板ＰＢ２のインバータ回路の出力を調整したことを特徴とするものである。
【００５９】
実施形態６において述べたように、ランプ電流や放電灯から筐体２に流れる漏れ電流は各放電灯ごとに若干ばらつきが生じることは否めない。これらのばらつきによる差分電流は筐体２からトランス２次側巻線の低圧側端子に流れる。
【００６０】
そこで、基板ＰＢ１のインバータ回路は放電灯４ｂ，４ｃのランプ電流をもとにフィードバック制御を行い、トランスＴ２１，Ｔ２２の２次側巻線の低圧側端子同士を接続せず、低圧側端子同士と筐体２との間の少なくとも一方にインピーダンス素子Ｚ２１もしくはＺ２２を接続し、インピーダンス素子Ｚ２１，Ｚ２２の少なくとも一方の電圧を制御回路Ｓ２に入力して、制御回路Ｓ１から制御線Ｌを通じて送られてくる信号と合わせて基板ＰＢ２のインバータ回路の駆動信号を決定する。これにより、ばらつきによる差分電流を無くすように基板ＰＢ２のインバータ回路の出力調整が可能となり、隣り合う放電灯のランプ電流ばらつきをより小さくすることができる。
【００６１】
（実施形態１０）
図２６に実施形態１０の概略回路図の要部を示す。本実施形態は、始動時及びランプケーブル線断線などの異常時にランプ電圧が一定値以上出力されないように制限をかけるフィードバック制御を行なうために、ランプ電圧検出部と、制御回路内部に誤差増幅回路を設けたものであり、その中でも、共振コンデンサの電流を検出することでランプ電圧検出を等価的に行なったことを特徴とするものである。
【００６２】
回路構成は、共振コンデンサＣ１３，Ｃ１４，Ｃ２３，Ｃ２４の低圧側にこれら共振コンデンサの電流を電圧に変換するための抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４を挿入し、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４（Ｒ２３，Ｒ２４）に逆並列にアノード共通のダイオードＤ１４（Ｄ２４）を接続し、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４（Ｒ２３，Ｒ２４）の両端電圧はカソード共通のダイオードＤ１３（Ｄ２３）を介して制御回路Ｓ１（Ｓ２）に入力される。また、制御回路Ｓ１，Ｓ２内部に誤差増幅回路（図示せず）を含み、この誤差増幅回路において、共振コンデンサ電流の検出電圧と基準電圧（図示せず）を入力し、その出力によりスイッチング素子の駆動周波数あるいはオン時間（もしくはその両方）を決定し、ランプ電圧を基準電圧に応じた一定値以上にならないように制御するものである。
【００６３】
ランプ電圧の検出において、検出抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４をコンデンサに置き換え、共振コンデンサとの分圧により検出する方法が良く用いられている。しかしながら、負荷を液晶テレビなどバックライトに用いられる冷陰極蛍光ランプとしたとき、ランプ電圧は約１ＫＶ付近かそれ以上となり、検出電圧として１／１００〜１／１０００に落とす必要がある。このような負荷では、共振コンデンサの容量は数１０ｐＦ付近が良く用いられている。このことから検出のためのコンデンサとして数ｎＦ〜数１０ｎＦが用いられている。このコンデンサにはチップ積層セラミックコンデンサが良く用いられているが、この付近の容量のコンデンサの許容差は±１０％のものが一般的であり、そのためコンデンサを用いると検出値のばらつきが大きくなる。一方、抵抗を用いた場合は、一般的に許容差±１％のものがあり、検出精度が高まると同時に、素子ストレスを抑えることが可能となる。
【００６４】
また、図２７に共振コンデンサＣ１３の電圧、電流の時間変化の簡易図を示すが、この図から分かるように、共振コンデンサの電流は共振コンデンサの電圧（〜ランプ電圧）に対して位相が９０°進んでいる。このため、ランプ電圧の変化をより早く検出可能で、応答性が速くなる。ランプ始動時やランプケーブル断線時などはトランスから高電圧が発生しているので、ノイズによる誤動作も起こりやすいが、本実施形態ではこのようにもともと応答性が速いので、例えば誤差増幅回路の入力段に遅延要素を入れてノイズ等の影響を抑えたとしてもコンデンサを用いたときと同等の応答性で制御することができる。
【００６５】
（実施形態１１）
図２８に実施形態１１の放電灯点灯装置の基板ＰＢ１，ＰＢ２と放電灯４の概略接続関係及びトランス配置の概略図を示す。本実施形態は、インバータ回路に用いられるトランスの上から見た形状が略長方形形状で、かつ辺の短いほうの一方に１次側巻線端子を、他方に２次側巻線端子を備えているものを用い、トランス２個を１組として１次側巻線端子が出ている辺を向き合わせて実装されたことを特徴とするものである。図２８ではトランス１４の１次側巻線の方を黒塗りしている。
【００６６】
上記実施形態の放電灯点灯装置を液晶表示装置や看板灯などの照明装置のバックライトに用いる場合、発光面の必要な輝度に合わせて上記実施形態のインバータ回路を複数組用いる。このとき、放電灯点灯装置と放電灯４を接続するランプケーブル１１，１２の長さを極力揃えるため、コネクタ１３の位置は放電灯４の配置間隔に合わせて実装することが望ましい。これは、特に高圧側ケーブル１１の長さが変わることによるランプ出力ばらつきを抑えるためである。そのため、基板の長辺は一方の端の放電灯と他方の端の放電灯との間隔とほぼ等しくなる。
【００６７】
本発明の放電灯点灯装置を用いる場合、基板ＰＢ１，ＰＢ２にそれぞれ実装されるトランスの数は従来のものの半分になるが、上記のようなことからコネクタの実装間隔に合わせてトランスを実装する必要がある。また、トランス１次側に接続される回路は、高電圧が発生するトランスの２次巻線から極力離して実装することが望ましいので、空いたスペースにトランス１次側の回路を配置できない。そのため基板の長辺を短くすることができず、基板の部品実装における利用効率は低くなる。そこで、インバータ回路に用いられるトランスの上から見た形状が略長方形形状で、かつ辺の短い方の一方に１次側巻線端子を、他方に２次側巻線端子を備えているものを用い、図２８に示すように、トランス２個を１組として１次側巻線端子が出ている辺を向き合わせて実装し、トランス１次側の回路をこの付近に実装する。これにより、基板の部品実装における利用効率が高くなり、基板の幅すなわち基板面積を小さくできる。
このように、本実施形態は、基板コストを抑えつつ、上記各実施形態の放電灯点灯装置を実現できるものである。
【００６８】
以上、本発明の実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはもちろんである。例えば、図中のトランスＴ１，Ｔ２の黒点は巻線の巻き始めを表しており、特に２次側巻線は巻き始めを高電圧側端子とした例で図示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、１次側巻線と２次側巻線の接続の仕方、巻線の巻方向の組合せによって同一効果が得られる構成となることはいうまでもない。
【００６９】
また、トランスＴ１，Ｔ２の２次側に直流電圧が重畳されないように、２次側巻線に直列に直流カットコンデンサを挿入した構成としても良い。
【００７０】
さらに、インバータ回路を構成するスイッチング素子を、図中ではＰｃｈＭＯＳＦＥＴとＮｃｈＭＯＳＦＥＴを用いた回路構成としているが、これに限定するものではなく、例えば２個ともＮｃｈＭＯＳＦＥＴを用い、それに合わせて制御回路からの駆動信号やドライバの構成を変更すればよいことは言うまでもない。
【００７１】
なお、回路構成図において、トランス２次側の回路は高圧線と低圧線が直交するように描かれているが、実際に回路を基板上に配線する場合は、直交しないように引き回すのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の概略回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置の概略斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１のトランスの電圧波形図である。
【図４】本発明の実施形態１のランプ電流の方向を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態１の漏れ電流を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態２の放電灯点灯装置の概略回路図である。
【図７】本発明の実施形態３の放電灯点灯装置の概略回路図である。
【図８】本発明の実施形態３のトランスの電圧波形図である。
【図９】本発明の実施形態３のランプ電流の方向を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態３の漏れ電流を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態４の放電灯点灯装置の概略回路図である。
【図１２】本発明の実施形態４のトランスの電圧波形図である。
【図１３】本発明の実施形態４のランプ電流の方向を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態４の漏れ電流を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施形態５の放電灯点灯装置の概略回路図である。
【図１６】本発明の実施形態５のトランスの電圧波形図である。
【図１７】本発明の実施形態５のランプ電流の方向を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施形態６の放電灯点灯装置の概略回路図である。
【図１９】本発明の実施形態７の放電灯点灯装置の要部構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の実施形態７のランプ電流検出部の他の構成例を示す回路図である。
【図２１】本発明の実施形態７の放電灯点灯装置の要部構成の他の例を示す回路図である。
【図２２】本発明の実施形態８の放電灯点灯装置の要部構成を示す回路図である。
【図２３】本発明の実施形態８のランプ電流検出部の出力電圧波形図である。
【図２４】本発明の実施形態８のランプ電流検出部の出力を用いた異常検出動作の説明図である。
【図２５】本発明の実施形態９の放電灯点灯装置の要部構成を示す回路図である。
【図２６】本発明の実施形態１０の放電灯点灯装置の要部構成を示す回路図である。
【図２７】本発明の実施形態１０の共振コンデンサの電圧・電流を示す波形図である。
【図２８】本発明の実施形態１１の放電灯点灯装置と放電灯の概略接続関係及びトランス配置を示す概略図である。
【図２９】直下型バックライトを備えた従来の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３０】従来の放電灯点灯装置と放電灯の概略接続関係及びトランス配置を示す概略図である。
【図３１】従来の放電灯点灯装置のインバータ部の構成を示す回路図である。
【図３２】従来の放電灯点灯装置のインバータ部のスイッチング素子の駆動信号を示す波形図である。
【図３３】従来例の放電灯の高圧側と低圧側の明るさの違いを説明する模式図である。
【図３４】従来例の漏れ電流を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
ＰＢ１      第１の基板
ＰＢ２      第２の基板
４ａ，４ｂ  放電灯
Ｔ１，Ｔ２  昇圧トランス
【図１】
2006236911.tif 000003
【図２】
2006236911.tif 000004
【図３】
2006236911.tif 000005
【図４】
2006236911.tif 000006
【図５】
2006236911.tif 000007
【図６】
2006236911.tif 000008
【図７】
2006236911.tif 000009
【図８】
2006236911.tif 000010
【図９】
2006236911.tif 000011
【図１０】
2006236911.tif 000012
【図１１】
2006236911.tif 000013
【図１２】
2006236911.tif 000014
【図１３】
2006236911.tif 000015
【図１４】
2006236911.tif 000016
【図１５】
2006236911.tif 000017
【図１６】
2006236911.tif 000018
【図１７】
2006236911.tif 000019
【図１８】
2006236911.tif 000020
【図１９】
2006236911.tif 000021
【図２０】
2006236911.tif 000022
【図２１】
2006236911.tif 000023
【図２２】
2006236911.tif 000024
【図２３】
2006236911.tif 000025
【図２４】
2006236911.tif 000026
【図２５】
2006236911.tif 000027
【図２６】
2006236911.tif 000028
【図２７】
2006236911.tif 000029
【図２８】
2006236911.tif 000030
【図２９】
2006236911.tif 000031
【図３０】
2006236911.tif 000032
【図３１】
2006236911.tif 000033
【図３２】
2006236911.tif 000034
【図３３】
2006236911.tif 000035
【図３４】
2006236911.tif 000036