(57)【要約】【課題】  従来の、圧電トランスを搭載した圧電インバータは、冷陰極放電管を多灯点灯させると、各圧電トランスの共振周波数差による明暗を生じて、放送される映像に、そのまま瞬き（チラツキ）やビートが現れて、著しく映像の商品性を損なうという欠点が生じていた。【解決手段】  圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスが厚み方向に複数枚重ねられて構成され、かつそのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部を、独立した複数の出力部として構成し、それぞれの圧電トランスの長さ方向寸法を整形することにより、前記圧電トランスの長さ方向寸法を厳密なる同一長と成して、その結果として単峰特性から成る共振特性を得ることにより、多数本から成る冷陰極放電管の高品位の多灯点灯ドライブを、初めて可能とした。【選択図】  図２
2006121017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスが厚み方向に複数枚重ねられて構成され、かつそのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部を、独立した複数の出力部として構成し、それぞれの圧電トランスの長さ方向寸法を整形することにより、前記圧電トランスの長さ方向寸法を厳密なる同一長と成して、その結果として単峰特性から成る共振特性を得ることにより、多数本から成る冷陰極放電管の高品位の多灯点灯ドライブを、初めて可能にしたことを特徴とするハイパワー圧電トランス。
【請求項２】
圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスが厚み方向に複数枚重ねられて構成され、かつそのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部ごとに、全ての出力部を結合した単数の大出力部として構成し、前記それぞれの圧電トランスの長さ方向寸法を整形することにより、前記圧電トランスの長さ方向寸法を厳密なる同一長と成して、その結果として単峰特性から成る共振特性を得ることにより、多数本から成る冷陰極放電管の高品位の多灯点灯ドライブを、初めて可能にしたことを特徴とするハイパワー圧電トランス。
【請求項３】
圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスが厚み方向に複数枚重ねられて構成され、かつそのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部を、独立した複数の出力部として構成し、前記圧電トランスの板厚と、前記圧電トランスの入り数を、液晶サイズに応じた冷陰極放電管の入り数に合致させたカスタム・メイド構成と成したことを特徴するハイパワー圧電トランス。
【請求項４】
圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスが厚み方向に複数枚重ねられて構成され、かつそのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部ごとに、全ての出力部を結合した単数の大出力部として構成し、前記圧電トランスの板厚と、前記圧電トランスの入り数を、液晶サイズに応じた冷陰極放電管の入り数に合致させたカスタム・メイド構成と成したことを特徴するハイパワー圧電トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液晶テレビ等のバックライトに用いられる、圧電トランスを昇圧手段とした圧電インバータの、主に大型冷陰極放電管を多灯ドライブする点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の圧電インバータにおいては、出力が３Ｗ程度の、液晶のバックライトサイズでは、１５インチないし１７インチ程度を最大とする、主にコンピュータ用小ワット数の圧電トランスと、前記の圧電トランスを搭載した圧電インバータが開発されて実用されてきた。（例えば非特許文献１参照）【０００３】
【非特許文献１】「ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  １９９４．１１．７（Ｎｏ．６２１）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の圧電インバータにあっては、直径が２ｍｍ程度で長さが２５０ｍｍ程度の冷陰極放電管を、３Ｗ程度の出力仕様で、前記したように主に１５インチから１７インチ程度のノートパソコン向けに開発されて実用されてきたが、これに加えて最近液晶テレビ市場などの大型液晶ディスプレイ市場が前年度比で２倍以上に伸びて、３０型及び４０型などの大型液晶テレビの市場が飛躍的に拡大してきている。【０００５】  さらにまた最近、映画館なみの臨場感や迫力を得る目的で、縦横比が１：１．４程度の６５インチの大型液晶テレビが初めて商品化された。これらの液晶テレビには、１３００ｍｍ〜１５００ｍｍ前後となる長管の冷陰極放電管が３５本前後の数、搭載されている。【０００６】  これまでの圧電トランスを昇圧手段として用いた圧電インバータでは、圧電トランス１枚で、１本の冷陰極放電管をドライブするか、比較的大電力を出力できるタイプでも、例えば直径が３ｍｍで、長さが６８０ｍｍ程度の冷陰極放電管を圧電トランス１台で１５Ｗの駆動を最大とした。また両端駆動方式でもあわせて３０Ｗ程度を駆動するものが最大のドライブワット数となっていた。（特許文献１  特願２００３−４０３７９７）【０００７】
【特許文献１】特願２００３−４０３７９７号
【０００８】  これらの圧電トランスを昇圧手段とした圧電トランスインバータの唯一の欠点は、材料となる圧電セラミックスが共振現象を積極的に用いる特性から成るものであり、このため３０本ないし４０本前後の数を一度に多灯点灯させると、総合計で３０〜４０個となる圧電トランスの、または両端駆動方式での総合計では１５〜２０個となる、前記１つ１つの圧電トランスの微妙に異なる共振周波数差によるところの瞬き（チラツキ）及びビートが生じて、放送される映像にその原因による瞬き（チラツキ）及びビートがそのまま現れて、著しく映像の品位と商品性を失うという欠点が生じた。【０００９】  本発明は、総じてこのような従来の圧電トランスとその構成が有していた問題を解決しようとするものであり、映像に発生する瞬き（チラツキ）やビート等が皆無となる２００〜３００Ｗ前後以上の、単体構成から成るハイパワーの圧電トランスを搭載した圧電インバータを、初めて実現することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、上記目的を達成する為の構成として、圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスの長さ方向寸法と、幅方向の寸法比が、ほぼ０．２前後以下となる寸法比から構成されることにより、共振周波数の近傍に他の共振系が生じないという、ドライブの安定性を保証する構成と成した。【００１１】  かつ共振系を唯一の周波数とするために、単一の圧電トランス構成で、２００Ｗ〜３００Ｗ前後以上の電力が出力可能な圧電トランス構成として、そのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部を、独立した複数の出力部として構成し、それぞれの圧電トランスの長さ方向寸法を整形することにより、前記圧電トランスの長さ方向寸法を厳密なる同一長と成して、その結果として単峰特性から成る共振特性を得ることにより、多数本から成る冷陰極放電管の高品位の多灯点灯ドライブを、初めて可能にしたという効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１２】  上述したように、本発明の圧電トランスを搭載した圧電インバータは、圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスの長さ方向寸法と、幅方向の寸法比が、ほぼ０．２前後以下となる寸法比から構成されることにより、共振周波数の近傍に他の共振系が生じないという、ドライブの安定性を保証する構成と成したので、電気−機械変換効率が９０％以上の高効率となるという効果を奏した。【００１３】  また、かつそのそれぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の圧電トランスを用いて一体と成し、前記の圧電トランスのそれぞれの出力部ごとに、全ての出力部を結合した単数の大出力部として構成し、前記それぞれの圧電トランスの長さ方向寸法を整形することにより、前記圧電トランスの長さ方向寸法を厳密なる同一長と成して、その結果として単峰特性から成る共振特性を得ることにより、圧電トランスを搭載した圧電インバータではこれまで不可能であった、大型液晶テレビなどの瞬き（チラツキ）やビート等が皆無の高品位な多灯点灯を、初めて可能にしたという、効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。【００１５】  図１に示すように、例えば長さ６３ｍｍ幅１０ｍｍ厚さ１．２ｍｍ程度の単体の圧電セラミックスの両端面に、Ｅ面電極１及びＧ面電極２を付与した、前記の圧電トランスを長さ方向にほぼ２：２：１：２：２の割合となるように圧電トランスの領域が分割される。第１の領域と第５の領域は出力部である。矢印で示すように左側と右側では、分極の向きが１８０度異なる位相関係に分極してある。第２の領域と第４の領域は入力部で、矢印で示すように分極の向きが１８０度異なる位相関係に分極してある。第３の領域は剛体部で未分極部となっている。前記圧電トランスをドライブするには、入力端子３及び４を接続してひとまとめとし、また他の入力端子５及び６を接続して別のひとまとめとして、前記のひとまとめとした両入力端子にドライブ信号を印加すると、Ｅ面電極１及びＧ面電極２には１８０度位相の異なる、高電圧の信号が同時出力される。【００１６】  以上の構成によって成る圧電セラミックスから成る圧電トランスは、超音波振動励振の中央部が、未分極で振動せず強固な剛体部として機能することで、ハイパワードライブ時に発生する捩り方向振動モードや、蛇行方向振動モードを共に抑制する効果を発して、前記構成がロス系を小さくする方向に働き、この振動モードに起因する効果で圧電インバータ効率が１５Ｗ程度のドライブ時にも、１８Ｗないし３０Ｗ程度の大電力ドライブ時においても共に９０％ないし９５％という高効率を初めて実現した。また圧電トランスの温度上昇も、室温プラス１０度〜２０度程度の温度上昇で飽和に達した。【００１７】  次に図１に於いて説明した圧電トランスの、それぞれの厚みが１００ミクロンないし１．５ミリメートル程度から成る、比較的厚手の前記圧電トランスを、例えば厚み方向に８層程度を積み重ねて一体化した圧電トランス構成の１例を図２に於いて示した。【００１８】  図１と異なるのは、圧電トランスを厚み方向に積み重ねて積層化するために、入力端子及び出力端子の構成を、積層化に応じて圧電トランスの表面へあるいは取り出し口を側面木口へ変化させている点である。【００１９】  詳しくは図１で圧電セラミックス薄板の長さ方向の両木口に施されていたＥ面電極１の出力端子７及びＧ面電極２の出力端子８が、長方形板の上面の左・右端に施されている。それぞれの出力端子電極９及び１０で表している。また最上段の図中の４つの矢印は、長さ方向及び厚み方向の、それぞれの分極方向を表している。【００２０】  図２において、液晶サイズで３０〜４０インチ程度のディスプレイに用いられる２００Ｗ〜３００Ｗ前後以上の圧電トランス構成の１例を分解斜視図を用いて示した。例えば両端出力タイプの８トランス構成から成っていて、１６本の放電管を点灯させる場合について説明すると、最上部の圧電トランス１１と、次段の圧電トランス１２においては、図１に於いて詳しく説明したように、圧電トランス１１及び１２は、長さ方向に２：２：１：２：２の領域に分割されており、複数入力及び複数出力の構成で、最上段の圧電トランスの中央付近の表面電極は、左側がマイナス極で右側はプラス極に分極され、裏面電極���その対極となっており、左側がプラス極で、右側がマイナス極に分極されている（図示せず）。また次段の、さらに次々段においての分極方向も同様の構成となっているので説明を省略するが、前記圧電トランスの板厚と、前記圧電トランスの入り数を、液晶サイズに応じた冷陰極放電管の入り数に合致させた、カスタム・メイド構成と成したことを特徴する、ハイパワー圧電トランスの構成となっているので、前記圧電トランスを搭載した、本発明による圧電インバータを用いることにより、これまで不可能とされていた、大型液晶テレビのハイパワー領域での瞬き（チラツキ）やビート等が皆無の、高品位の多灯点灯を初めて可能としたという効果を発揮する。以上のように、本実施形態によれば、１つの圧電トランスを搭載した１台の圧電インバータにより、高品位の２００Ｗ〜３００Ｗ前後以上のハイパワー領域での多灯点灯ドライブが初めて実現されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の基本的な実施形態を示す圧電トランスの斜視図
【図２】本発明によって成るハイパワー圧電トランスの分解斜視図
【符号の説明】
【００２２】１  Ｅ面電極
２  Ｇ面電極
３、４、５、６  入力端子
７、８、９、１０  出力端子
１１、１２  圧電トランス
【図１】
2006121017.tif 000003
【図２】
2006121017.tif 000004