(57)【要約】【課題】複数の圧電トランスを唯一つの圧電インバータ回路に接続するのみで複数の冷陰極蛍光管を独立に駆動可能な発光制御装置を提供する。【解決手段】圧電インバータ回路に、第１および第２の駆動制御信号（Ｓ１、Ｓ２）の位相に対して、第３および第４の駆動制御信号（Ｓ３、Ｓ４）の位相を変化させる信号を第２の駆動部１０６ｂに出力する第１の位相制御部１０２ａと、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第５および第６の駆動制御信号（Ｓ５、Ｓ６）の位相を変化させる信号を第３の駆動部１０６ｃに出力する第２の位相制御部１０２ｂとを設け、各駆動制御信号の位相差を制御することで、複数の圧電トランス１１０ａ、１１０ｂへの入力電力を制御し、複数の冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂへの出力電力を制御する。【選択図】　図１
2004079508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ２つのスイッチング手段が電源電位と接地電位との間で直列に接続された複数の直列接続体であって、１つの第１の直列接続体と、前記第１の直列接続体の各スイッチング手段の接続点と他の直列接続体の各スイッチング手段の接続点との間に接続された、それぞれインダクタと圧電トランスの１対の入力電極とからなる複数の第２の直列接続体とを含む前記複数の直列接続体と、
それぞれ前記圧電トランスの出力電極に一端が接続された複数の冷陰極蛍光管とを備えたことを特徴とする発光制御装置。
【請求項２】
電源電位と接地電位との間に接続され、第１の駆動制御信号および第２の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との第１の直列接続体と、
前記第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第３の駆動制御信号および第４の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との第２の直列接続体と、
前記第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第５の駆動制御信号および第６の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との第３の直列接続体と、
圧電効果により１次側電極から入力された電圧を２次側電極から昇圧または降圧して出力する第１および第２の圧電トランスと、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段との接続点と、前記第３のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第１のインダクタと前記第１の圧電トランスの１対の１次側電極との第４の直列接続体と、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段との接続点と、前記第５のスイッチング手段と前記第６のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第２のインダクタと前記第２の圧電トランスの１対の１次側電極との第５の直列接続体と、
前記第１の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第１の冷陰極蛍光管と第１の電流検出抵抗との第６の直列接続体と、
前記第２の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第２の冷陰極蛍光管と第２の電流検出抵抗との第７の直列接続体と、
前記第１および第２の駆動制御信号を生成する第１の駆動手段と、
前記第３および第４の駆動制御信号を生成する第２の駆動手段と、
前記第５および第６の駆動制御信号を生成する第３の駆動手段と、
前記第１の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第１の検出電圧として帰還する第１の帰還手段と、
前記第２の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第２の検出電圧として帰還する第２の帰還手段と、
前記第１の帰還手段から出力される第１の検出電圧と第１の基準電圧とを比較し、第１の誤差信号を出力する第１の比較手段と、
前記第２の帰還手段から出力される第２の検出電圧と第２の基準電圧とを比較し、第２の誤差信号を出力する第２の比較手段と、
前記第１の誤差信号に応じて、前記第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、前記第３および第４の駆動制御信号の位相を変化させる信号を前記第２の駆動手段に出力する第１の位相制御手段と、
前記第２の誤差信号に応じて、前記第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、前記第５および第６の駆動制御信号の位相を変化させる信号を前記第３の駆動手段に出力する第２の位相制御手段とを備えたことを特徴とする発光制御装置。
【請求項３】
電源電位と接地電位との間に接続され、第１の駆動制御信号および第２の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との第１の直列接続体と、
前記第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第３の駆動制御信号および第４の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との第２の直列接続体と、
前記第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第５の駆動制御信号および第６の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との第３の直列接続体と、
圧電効果により１次側電極から入力された電圧を２次側電極から昇圧または降圧して出力する第１および第２の圧電トランスと、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段との接続点と、前記第３のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第１のインダクタと前記第１の圧電トランスの１対の１次側電極との第４の直列接続体と、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段との接続点と、前記第５のスイッチング手段と前記第６のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第２のインダクタと前記第２の圧電トランスの１対の１次側電極との第５の直列接続体と、
前記第１の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第１の冷陰極蛍光管と第１の電流検出抵抗との第６の直列接続体と、
前記第２の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第２の冷陰極蛍光管と第２の電流検出抵抗との第７の直列接続体と、
前記第１および第２の駆動制御信号を生成する第１の駆動手段と、
前記第３および第４の駆動制御信号を生成する第２の駆動手段と、
前記第５および第６の駆動制御信号を生成する第３の駆動手段と、
前記第１の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第１の検出電圧として帰還する第１の帰還手段と、
前記第２の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第２の検出電圧として帰還する第２の帰還手段と、
前記第１および第２の帰還手段から出力される第１および第２の検出電圧のアナログ値を第１および第２の検出データのデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段から出力される第１の検出データと第１の基準データとを比較し、第１の誤差データを出力する第１の比較手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段から出力される第２の検出データと第２の基準データとを比較し、第２の誤差データを出力する第２の比較手段と、
前記第１の誤差データに応じて、前記第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、前記第３および第４の駆動制御信号の位相を変化させる第１の位相制御データを生成する第１の位相制御手段と、
前記第２の誤差データに応じて、前記第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、前記第５および第６の駆動制御信号の位相を変化させる第２の位相制御データを生成する第２の位相制御手段と、
前記第１および第２の位相制御データをアナログ値に変換し、それぞれ前記第２および第３の駆動手段に出力するＤ／Ａ変換手段とを備えたことを特徴とする発光制御装置。
【請求項４】
電源電位と接地電位との間に接続され、第１の駆動制御信号および第２の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との第１の直列接続体と、
前記第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第３の駆動制御信号および第４の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との第２の直列接続体と、
前記第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第５の駆動制御信号および第６の駆動制御信号に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との第３の直列接続体と、
圧電効果により１次側電極から入力された電圧を１対の２次側電極から昇圧または降圧してそれぞれ、位相が１８０度異なる電圧を出力する第１および第２の圧電トランスと、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段との接続点と、前記第３のスイッチング手段と前記第４のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第１のインダクタと前記第１の圧電トランスの１対の１次側電極との第４の直列接続体と、
前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイッチング手段との接続点と、前記第５のスイッチング手段と前記第６のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第２のインダクタと前記第２の圧電トランスの１対の１次側電極との第５の直列接続体と、
前記第１の圧電トランスの１対の２次側電極の間に接続された、複数の冷陰極蛍光管から成る第１の冷陰極蛍光管群と前記第１の冷陰極蛍光管群を構成する複数の冷陰極蛍光管の間に配置された第１の電流検出部との第６の直列接続体と、前記第２の圧電トランスの１対の２次側電極の間に接続された、複数の冷陰極蛍光管から成る第２の冷陰極蛍光管群と前記第２の冷陰極蛍光管群を構成する複数の冷陰極蛍光管の間に配置された第２の電流検出部との第７の直列接続体と、
前記第１および第２の駆動制御信号を生成する第１の駆動手段と、
前記第３および第４の駆動制御信号を生成する第２の駆動手段と、
前記第５および第６の駆動制御信号を生成する第３の駆動手段と、
前記第１の電流検出部により検出された交流電圧を整流し、第１の検出電圧として帰還する第１の帰還手段と、
前記第２の電流検出部により検出された交流電圧を整流し、第２の検出電圧として帰還する第２の帰還手段と、
前記第１の帰還手段から出力される第１の検出電圧と第１の基準電圧とを比較し、第１の誤差信号を出力する第１の比較手段と、
前記第２の帰還手段から出力される第２の検出電圧と第２の基準電圧とを比較し、第２の誤差信号を出力する第２の比較手段と、
前記第１の誤差信号に応じて、前記第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、前記第３および第４の駆動制御信号の位相を変化させる信号を前記第２の駆動手段に出力する第１の位相制御手段と、
前記第２の誤差信号に応じて、前記第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、前記第５および第６の駆動制御信号の位相を変化させる信号を前記第３の駆動手段に出力する第２の位相制御手段とを備えたことを特徴とする発光制御装置。
【請求項５】
それぞれ２つのスイッチング手段からなる複数の直列接続体のスイッチングタイミングを前記第１の直列接続体のスイッチングタイミングと同じにすることで、冷陰極蛍光管を点灯または消灯させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の発光制御装置。
【請求項６】
複数の圧電トランスの駆動周波数は、複数の圧電トランスのうち最も高い共振周波数よりも高い周波数に設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の発光制御装置。
【請求項７】
前記Ａ／Ｄ変換手段、前記第１および第２の比較手段、前記第１および第２の位相制御手段、および前記Ｄ／Ａ変換手段はマイクロコンピュータに内蔵されることを特徴とする請求項３記載の発光制御装置。
【請求項８】
複数の冷陰極蛍光管はそれぞれ個別に輝度制御が行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の発光制御装置。
【請求項９】
複数の冷陰極蛍光管を個別に点灯または消灯を行うことにより輝度制御を行うことを特徴とする請求項８記載の発光制御装置。
【請求項１０】
前記第１の冷陰極蛍光管群と前記第２の冷陰極蛍光管群はそれぞれ個別に輝度制御が行われることを特徴とする請求項４項記載の発光制御装置。
【請求項１１】
前記第１の冷陰極蛍光管群と前記第２の冷陰極蛍光管群を個別に点灯または消灯を行うことにより輝度制御を行うことを特徴とする請求項１０記載の発光制御装置。
【請求項１２】
請求項９または１１記載の発光制御装置により、被照明体を背面から照明するように構成されたことを特徴とするバックライト装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のバックライト装置により、液晶パネルを照明するように構成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の液晶表示装置を用いたことを特徴とする液晶モニタ。
【請求項１５】
請求項１３記載の液晶表示装置を用いたことを特徴とする液晶テレビ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコン、液晶モニタ、液晶テレビなどの液晶パネルのバックライト装置に用いる、圧電トランスを用いた冷陰極蛍光管の駆動技術に関し、特に複数の圧電トランスにより複数の冷陰極蛍光管を駆動制御する発光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電トランスは、負荷が無限大のときは非常に高い昇圧比を得ることができ、また負荷が小さくなると昇圧比も減少するという特性を有している。また、圧電トランスは、電磁トランスに比べて電力密度が高いため、小型化が可能である上、不燃性であり、電磁誘導によるノイズを出さないなどの長所を有している。以上のような特長から、近年、冷陰極蛍光管用の電源として用いられている。
【０００３】
図２１に、従来の圧電トランスの代表的な構造であるローゼン型圧電トランスの構造を示す。１は低インピーダンス部、２は高インピーダンス、３Ｕ、３Ｄは入力用電極、４は出力用電極、５、７は圧電体、ＰＤは低インピーダンス部１における圧電体５の分極方向、ＰＬは高インピーダンス部２における圧電体７の分極方向である。
【０００４】
圧電トランスの低インピーダンス部１は、昇圧用として用いる場合の入力部となる。低インピーダンス部１は、分極方向ＰＤで示すように厚み方向に分極が施されており、厚み方向の主面表裏にそれぞれ電極３Ｕ、３Ｄが設けられている。一方、高インピーダンス部２は、昇圧用として用いる場合の出力部となる。高インピーダンス部２は、分極方向ＰＬで示すように長手方向に分極が施されており、長手方向の端面に電極４が設けられている。このように構成される圧電トランスは、電極３Ｕ、３Ｄ間に所定の交流電圧を印加することにより、長手方向の伸縮振動を励振し、この振動を圧電効果により、電極３Ｕと電極４の間に発生する電圧に変換するものである。昇降圧は、低インピーダンス部１と高インピーダンス部２によるインピーダンス変換により行われる。
【０００５】
図２２に、図２１に示す圧電トランスの共振周波数近傍において集中定数で近似した等価回路を示す。図２１において、Ｃｄ１、Ｃｄ２はそれぞれ入力側、出力側の束縛容量、Ａ１（入力側）、Ａ２（出力側）は力係数、ｍは等価質量、Ｃは等価コンプライアンス、Ｒｍは等価機械抵抗である。この圧電トランスでは、力係数Ａ１は、Ａ２よりも大きく、図２２に示す等価回路では、２つの等価理想変成器で昇圧が行われる。さらに、等価質量ｍと等価コンプライアンスＣからなる直列共振部を含むため、特に負荷抵抗の値が大きい場合に、出力電圧が変成器の変成比以上に大きな値となる。
【０００６】
一方、液晶ディスプレイのバックライトには、一般的に、放電のための電極にヒータを持たない冷陰極構造からなる冷陰極蛍光管が用いられる。冷陰極蛍光管は、冷陰極構造であることから、放電を開始させる放電開始電圧、放電を維持する放電維持電圧とも非常に高い。１４インチクラスの液晶ディスプレイで用いられる冷陰極蛍光管では、放電維持電圧として８００Ｖｒｍｓ、放電開始電圧として１３００Ｖｒｍｓ程度の電圧が一般的に必要とされている。
【０００７】
図２３は、従来の圧電トランスの他励発振方式駆動回路のブロック図である。図２３において、１３は、圧電トランス１０を駆動する交流駆動信号を発生する可変発振回路である。可変発振回路１３の出力信号は、一般的にパルス波形であり、波形整形回路１１により高周波成分が取り除かれ、正弦波に近い交流信号に変換される。波形整形回路１１の出力信号は、駆動回路１２により圧電トランス１０を駆動するのに十分なレベルにまで電圧増幅される。増幅された電圧は、圧電トランス１０の１次側電極３Ｕに入力される。１次側電極３Ｕに入力された電圧は、圧電トランス１０の圧電効果により昇圧され、２次側電極４から取り出される。
【０００８】
２次側電極４から出力された高電圧は、冷陰極蛍光管１７と帰還抵抗１８との直列回路と、過電圧保護回路２０とに印加される。過電圧保護回路２０は、分圧抵抗１９ａ及び１９ｂと、分圧抵抗１９ａの両端に発生する電圧と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較する比較回路１５とからなり、圧電トランス１０の２次側電極４から出力される高電圧が、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１により決定される設定電圧よりも高くなるのを防ぐように、発振制御回路１４を介して可変発振回路１３を制御する。なお、冷陰極蛍光管１７が点灯している時，この過電圧保護回路２０は動作を停止している。
【０００９】
また、冷陰極蛍光管１７と帰還抵抗１８の直列回路に流れる電流によって帰還抵抗１８の両端に発生する帰還電圧が比較回路１６に印加される。比較回路１６では、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２と帰還電圧の比較を行い、冷陰極蛍光管１７にほぼ一定の電流が流れるように発振制御回路１４に信号を出力する。発振制御回路１４は、比較回路１６の出力信号に応じた周波数で発振を行うよう可変発振回路１４に信号を出力する。なお、比較回路１６は、冷陰極蛍光管１７の点灯開始前は動作しない。
【００１０】
このようにして、冷陰極蛍光管１７は安定して点灯する。他励発振方式で駆動する場合、温度によって共振周波数が変化しても、自動的に駆動周波数が共振周波数に追尾する。
【００１１】
このように圧電インバータを構成することにより、冷陰極蛍光管１７に流れる電流を一定となるように制御することができる。
【００１２】
近年、液晶モニタ、液晶テレビなどの高輝度化に伴い、液晶バックライトに求められる輝度も上昇している。これに対応するために、冷陰極蛍光管も１本ではなく、複数本使用されている。
【００１３】
しかしながら、発光制御装置は、圧電トランスの共振動作を利用して、入力された直流電圧を高圧交流電圧として出力しているため、図２３に示すように冷陰極蛍光管を接続した場合、１本の冷陰極蛍光管が点灯すると、インバータ出力電圧が低下するため、その他の冷陰極蛍光管は点灯を行うことができない。
【００１４】
この問題を解決するためには、複数の圧電トランスを駆動する必要がある。しかしながら、図２３に示すような従来の発光制御装置では、複数の冷陰極蛍光管を同時に点灯するためには、圧電インバータ回路を複数設けなければならず、回路が複雑かつ大規模になる。
【００１５】
かかる問題を解消することを目的として、特開平５−２５１７８４号公報には、圧電トランスを使用した圧電インバータ回路により複数の負荷を駆動するための厚み縦振動圧電磁器トランス及びその製造方法が開示されている。この厚み縦振動圧電磁器トランス及びその製造方法によれば、小型、高効率で、かつ多入力、多出力を実現しているとされている。
【００１６】
他に、上記の問題を解消することを目的として、特開平８−４５６７９号公報には、圧電トランスを使用した圧電インバータ回路により複数の負荷を駆動するための冷陰極蛍光管点灯装置が開示されている。この冷陰極蛍光管点灯装置によれば、１個の圧電トランスからの高圧の高周波電圧により、複数の冷陰極蛍光管を点灯させる冷陰極蛍光管点灯装置を提供できるとされている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平５−２５１７８４号公報に開示される厚み縦振動圧電磁器トランス及びその製造方法によれば、確かに、この圧電トランスを用いることで、複数の負荷を駆動することは可能である。しかしながら、圧電トランスの出力インピーダンスと負荷インピーダンスとの関係により複数の負荷に印加される電力がそれぞれ異なってしまう。そのため、圧電トランスの駆動制御により、複数の負荷を独立に制御することは１つの圧電インバータ回路では不可能である。
【００１８】
また、特開平８−４５６７９号公報に開示される冷陰極蛍光管点灯装置でも、圧電トランスにより複数の冷陰極蛍光管を同時に駆動することは可能である。しかしながら、かかる駆動方法では、圧電トランスの出力電圧が高電圧化し、高電圧に対する空間距離、沿面距離などを考慮した場合、必ずしも装置の小型化が可能であるとは考えにくい。しかも、安全設計において、機器の内部で常時数千Ｖの電圧を出力することは好ましくない。また、冷陰極蛍光管が直列に接続されているため、複数の冷陰極蛍光管を独立に制御することは１つの圧電インバータ回路では不可能である。
【００１９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の圧電トランスを唯一つの圧電インバータ回路に接続するのみで複数の冷陰極蛍光管を独立に駆動可能な発光制御装置を提供するとともに、かかる発光制御装置により被照明体を背面から照明するバックライト装置、かかるバックライト装置により液晶パネルを照明する液晶表示装置、かかる液晶表示装置を用いた液晶モニタおよび液晶テレビを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の発光制御装置は、それぞれ２つのスイッチング手段が電源電位と接地電位との間で直列に接続された複数の直列接続体であって、１つの第１の直列接続体と、第１の直列接続体の各スイッチング手段の接続点と他の直列接続体の各スイッチング手段の接続点との間に接続された、それぞれインダクタと圧電トランスの１対の入力電極とからなる複数の第２の直列接続体とを含む複数の直列接続体と、それぞれ圧電トランスの出力電極に一端が接続された複数の冷陰極蛍光管とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の発光制御装置は、電源電位と接地電位との間に接続され、第１の駆動制御信号（Ｓ１）および第２の駆動制御信号（Ｓ２）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との第１の直列接続体と、第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第３の駆動制御信号（Ｓ３）および第４の駆動制御信号（Ｓ４）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との第２の直列接続体と、第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第５の駆動制御信号（Ｓ５）および第６の駆動制御信号（Ｓ６）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との第３の直列接続体と、圧電効果により１次側電極から入力された電圧を２次側電極から昇圧または降圧して出力する第１および第２の圧電トランスと、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との接続点と、第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第１のインダクタと第１の圧電トランスの１対の１次側電極との第４の直列接続体と、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との接続点と、第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第２のインダクタと第２の圧電トランスの１対の１次側電極との第５の直列接続体と、第１の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第１の冷陰極蛍光管と第１の電流検出抵抗との第６の直列接続体と、第２の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第２の冷陰極蛍光管と第２の電流検出抵抗との第７の直列接続体と、第１および第２の駆動制御信号を生成する第１の駆動手段（第１の駆動部）と、第３および第４の駆動制御信号を生成する第２の駆動手段（第２の駆動部）と、第５および第６の駆動制御信号を生成する第３の駆動手段（第３の駆動部）と、第１の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第１の検出電圧として帰還する第１の帰還手段（第１の帰還部）と、第２の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第２の検出電圧として帰還する第２の帰還手段（第２の帰還部）と、第１の帰還手段から出力される第１の検出電圧と第１の基準電圧（Ｖｒｅｆ１）とを比較し、第１の誤差信号を出力する第１の比較手段（第１の比較部）と、第２の帰還手段から出力される第２の検出電圧と第２の基準電圧（Ｖｒｅｆ２）とを比較し、第２の誤差信号を出力する第２の比較手段（第２の比較部）と、第１の誤差信号に応じて、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第３および第４の駆動制御信号の位相を変化させる信号を第２の駆動手段に出力する第１の位相制御手段（第１の位相制御部）と、第２の誤差信号に応じて、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第５および第６の駆動制御信号の位相を変化させる信号を第３の駆動手段に出力する第２の位相制御手段（第２の位相制御部）とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の発光制御装置は、電源電位と接地電位との間に接続され、第１の駆動制御信号（Ｓ１）および第２の駆動制御信号（Ｓ２）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との第１の直列接続体と、第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第３の駆動制御信号（Ｓ３）および第４の駆動制御信号（Ｓ４）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との第２の直列接続体と、第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第５の駆動制御信号（Ｓ５）および第６の駆動制御信号（Ｓ６）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との第３の直列接続体と、圧電効果により１次側電極から入力された電圧を２次側電極から昇圧または降圧して出力する第１および第２の圧電トランスと、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との接続点と、第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第１のインダクタと前記第１の圧電トランスの１対の１次側電極との第４の直列接続体と、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との接続点と、第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第２のインダクタと第２の圧電トランスの１対の１次側電極との第５の直列接続体と、第１の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第１の冷陰極蛍光管と第１の電流検出抵抗との第６の直列接続体と、第２の圧電トランスの２次側電極と接地電位との間に接続された、第２の冷陰極蛍光管と第２の電流検出抵抗との第７の直列接続体と、第１および第２の駆動制御信号を生成する第１の駆動手段（第１の駆動部）と、第３および第４の駆動制御信号を生成する第２の駆動手段（第２の駆動部）と、第５および第６の駆動制御信号を生成する第３の駆動手段（第３の駆動部）と、第１の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第１の検出電圧として帰還する第１の帰還手段（第１の帰還部）と、第２の電流検出抵抗により検出された交流電圧を整流し、第２の検出電圧として帰還する第２の帰還手段（第２の帰還部）と、第１および第２の帰還手段から出力される第１および第２の検出電圧のアナログ値を第１および第２の検出データのデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段（Ａ／Ｄ）と、Ａ／Ｄ変換手段から出力される第１の検出データと第１の基準データ（Ｖｒｅｆ１’）とを比較し、第１の誤差データを出力する第１の比較手段（第１の比較部）と、Ａ／Ｄ変換手段から出力される第２の検出データと第２の基準データ（Ｖｒｅｆ２’）とを比較し、第２の誤差データを出力する第２の比較手段（第２の比較部）と、第１の誤差データに応じて、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第３および第４の駆動制御信号の位相を変化させる第１の位相制御データを生成する第１の位相制御手段（第１の位相制御部）と、第２の誤差データに応じて、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第５および第６の駆動制御信号の位相を変化させる第２の位相制御データを生成する第２の位相制御手段（第２の位相制御部）と、第１および第２の位相制御データをアナログ値に変換し、それぞれ第２および第３の駆動手段に出力するＤ／Ａ変換手段（Ｄ／Ａ）とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第４の発光制御装置は、電源電位と接地電位との間に接続され、第１の駆動制御信号（Ｓ１）および第２の駆動制御信号（Ｓ２）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との第１の直列接続体と、第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第３の駆動制御信号（Ｓ３）および第４の駆動制御信号（Ｓ４）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との第２の直列接続体と、第１の直列接続体に並列に接続され、第１および第２の駆動制御信号と同一の周波数およびデューティ比を有する第５の駆動制御信号（Ｓ５）および第６の駆動制御信号（Ｓ６）に応じてそれぞれ交互にオン／オフする第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との第３の直列接続体と、圧電効果により１次側電極から入力された電圧を１対の２次側電極から昇圧または降圧してそれぞれ、位相が１８０度異なる電圧を出力する第１および第２の圧電トランスと、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との接続点と、第３のスイッチング手段と第４のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第１のインダクタと第１の圧電トランスの１対の１次側電極との第４の直列接続体と、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段との接続点と、第５のスイッチング手段と第６のスイッチング手段との接続点との間に接続された、第２のインダクタと第２の圧電トランスの１対の１次側電極との第５の直列接続体と、第１の圧電トランスの１対の２次側電極の間に接続された、複数の冷陰極蛍光管から成る第１の冷陰極蛍光管群と第１の冷陰極蛍光管群を構成する複数の冷陰極蛍光管の間に配置された第１の電流検出部との第６の直列接続体と、第２の圧電トランスの１対の２次側電極の間に接続された、複数の冷陰極蛍光管から成る第２の冷陰極蛍光管群と第２の冷陰極蛍光管群を構成する複数の冷陰極蛍光管の間に配置された第２の電流検出部との第７の直列接続体と、第１および第２の駆動制御信号を生成する第１の駆動手段（第１の駆動部）と、第３および第４の駆動制御信号を生成する第２の駆動手段（第２の駆動部）と、第５および第６の駆動制御信号を生成する第３の駆動手段（第３の駆動部）と、第１の電流検出部により検出された交流電圧を整流し、第１の検出電圧として帰還する第１の帰還手段（第１の帰還部）と、第２の電流検出部により検出された交流電圧を整流し、第２の検出電圧として帰還する第２の帰還手段（第２の帰還部）と、第１の帰還手段から出力される第１の検出電圧と第１の基準電圧（Ｖｒｅｆ１）とを比較し、第１の誤差信号を出力する第１の比較手段（第１の比較部）と、第２の帰還手段から出力される第２の検出電圧と第２の基準電圧（Ｖｒｅｆ２）とを比較し、第２の誤差信号を出力する第２の比較手段（第２の比較部）と、第１の誤差信号に応じて、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第３および第４の駆動制御信号の位相を変化させる信号を第２の駆動手段に出力する第１の位相制御手段（第１の位相制御部）と、第２の誤差信号に応じて、第１および第２の駆動制御信号の位相に対して、第５および第６の駆動制御信号の位相を変化させる信号を第３の駆動手段に出力する第２の位相制御手段（第２の位相制御部）とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
第１から第４の発光制御装置において、それぞれ２つのスイッチング手段からなる複数の直列接続体のスイッチングタイミングを第１の直列接続体のスイッチングタイミングと同じにすることで、冷陰極蛍光管を点灯または消灯させることが好ましい。
【００２５】
第１から第４の発光制御装置において、複数の圧電トランスの駆動周波数は、複数の圧電トランスのうち最も高い共振周波数よりも高い周波数に設定されることが好ましい。
【００２６】
第３の発光制御装置において、Ａ／Ｄ変換手段、前記第１および第２の比較手段、前記第１および第２の位相制御手段、および前記Ｄ／Ａ変換手段はマイクロコンピュータに内蔵されることが好ましい。
【００２７】
第１から第３の発光制御装置において、複数の冷陰極蛍光管はそれぞれ個別に輝度制御が行われることが好ましい。この場合、複数の冷陰極蛍光管を個別に点灯または消灯を行うことにより輝度制御を行うことが好ましい。
【００２８】
第４の発光制御装置において、第１の冷陰極蛍光管群と第２の冷陰極蛍光管群はそれぞれ個別に輝度制御が行われることが好ましい。この場合、第１の冷陰極蛍光管群と第２の冷陰極蛍光管群を個別に点灯または消灯を行うことにより輝度制御を行うことが好ましい。
【００２９】
前記の目的を達成するため、本発明に係るバックライト装置は、第１から第４のいずれかの発光制御装置により、被照明体を背面から照明するように構成されたことを特徴とする。
【００３０】
前記の目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、本発明に係るバックライト装置により、液晶パネルを照明するように構成されたことを特徴とする。
【００３１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る液晶モニタは、本発明に係る液晶表示装置を用いたことを特徴とする。
【００３２】
前記の目的を達成するため、本発明に係る液晶テレビは、本発明に係る液晶表示装置を用いたことを特徴とする。
【００３３】
上記の構成によれば、複数の圧電トランスを唯一つの駆動回路に接続するのみで複数の冷陰極蛍光管または複数の冷陰極蛍光管群をそれぞれ独立に駆動可能な発光制御装置を実現できるとともに、かかる発光制御装置により被照明体を背面から照明するバックライト装置、かかるバックライト装置により液晶パネルを照明する液晶表示装置、かかる液晶表示装置を用いた液晶モニタおよび液晶テレビを実現できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図である。なお、本実施形態に用いられる圧電トランスの構造は、図２１に示す従来例の構造と同じであり、その動作についても同様である。
【００３６】
図１において、１０１は第１の圧電トランス１１０ａおよび第２の圧電トランス１１０ｂを駆動する交流駆動信号を発生する発振部である。発振部１０１からの３つの出力信号は、それぞれ、第１の駆動部１０６ａに直接、第１の位相制御部１０２ａを介して第２の駆動部１０６ｂに、第２の位相制御部１０２ｂを介して第３の駆動部１０６ｃに入力される。第１の位相制御部１０２ａおよび第２の位相制御部１０２ｂは、それぞれ、第１の比較部１０３ａおよび第２の比較部１０３ｂからの出力信号に応じて、第１の駆動部１０６ａに入力される交流信号と周波数が同じで位相が異なる交流信号を第２の駆動部１０６ｂおよび第３の駆動部１０６ｃに出力する。
【００３７】
第１の駆動部１０６ａは、スイッチング手段としての２つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１、１１２のゲート端子（Ｇ）にそれぞれ駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２を出力し、第２の駆動部１０６ｂは、スイッチング手段としての２つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１３、１１４のゲート端子（Ｇ）にそれぞれ駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４を出力し、第３の駆動部１０６ｃは、スイッチング手段としての２つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１、１１２のゲート端子（Ｇ）にそれぞれ駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６を出力する。
【００３８】
ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１２のソース端子（Ｓ）とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１のドレイン端子（Ｄ）とを接続した第１の直列接続体と、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１４のソース端子（Ｓ）とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１３のドレイン端子（Ｄ）とを接続した第２の直列接続体とが、電源電位ＶＤＤと接地電位ＶＳＳ間に、第１のフル・ブリッジを構成して接続され、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１６のソース端子（Ｓ）とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１５のドレイン端子（Ｄ）とを接続した第３の直列接続体とが、電源電位ＶＤＤと接地電位ＶＳＳ間に、第２のフル・ブリッジを構成して接続されている。
【００３９】
第１の直列接続体を構成するＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１２の接続点と、第２の直列接続体を構成するＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１３とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１４の接続点との間に、第１のインダクタ１１８ａと、第１の圧電トランス１１０ａの入力電極３Ｕａ、３Ｄａに並列に接続された第１のコンデンサ１１７ａとを直列に接続した第４の直列接続体が接続されている。第１のインダクタ１１８ａと第１のコンデンサ１１７ａと第１の圧電トランス１１０ａの入力容量とで第１の共振部１２０ａが構成される。
【００４０】
また、第１の直列接続体を構成するＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１２の接続点と、第３の直列接続体を構成するＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１５とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１６の接続点との間に、第２のインダクタ１１８ｂと、第２の圧電トランス１１０ｂの入力電極３Ｕｂ、３Ｄｂに並列に接続された第２のコンデンサ１１７ｂとを直列に接続した第５の直列接続体が接続されている。第２のインダクタ１１８ｂと第２のコンデンサ１１７ｂと第２の圧電トランス１１０ｂの入力容量とで第２の共振部１２０ｂが構成される。
【００４１】
第１の圧電トランス１１０ａの１次側電極３Ｕａ、３Ｄａに入力された電圧は、圧電効果により昇圧され、高電圧として２次側電極４ａから取り出され、第２の圧電トランス１１０ｂの１次側電極３Ｕｂ、３Ｄｂに入力された電圧は、圧電効果により昇圧され、高電圧として２次側電極４ｂから取り出される。
【００４２】
第１の圧電トランス１１０ａの２次側電極４ａから出力された高電圧は、第１の冷陰極蛍光管１０８ａと第１の電流検出抵抗１０９ａを接続した第６の直列接続体に印加される。また、第２の圧電トランス１１０ｂの２次側電極４ｂから出力された高電圧は、第２の冷陰極蛍光管１０８ｂと第２の電流検出抵抗１０９ｂを接続した第７の直列接続体に印加される。
【００４３】
第１の電流検出抵抗１０９ａにより検出された交流電圧は、帰還部１０７ａにより整流されて第１の比較部に入力され、第２の電流検出抵抗１０９ｂにより検出された交流電圧は、第２の帰還部１０７ｂにより整流されて第２の比較部１０３ｂに入力される。
【００４４】
第１の比較部１０３ａは、第１の帰還部１０７ａからの検出電圧と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１との比較を行い、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも検出電圧が大きい時は、第１の圧電トランス１１０ａへの入力電力が小さくなるように、また第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも検出電圧が小さい時は、第１の圧電トランス１１０ａへの入力電力が大きくなるように、第１の位相制御部１０２ａに制御信号を出力する。第１の位相制御部１０２ａは、第１の比較器１０３ａからの出力信号に従って、第２の駆動部１０６ｂに信号を与えることにより、第１の圧電トランス１１０ａへの入力電力を制御する。
【００４５】
同様に、第２の比較部１０３ｂは、第２の帰還部１０７ｂからの検出電圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との比較を行い、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも検出電圧が大きい時は、第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力が小さくなるように、また第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも検出電圧が小さい時は、第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力が大きくなるように、第２の位相制御部１０２ｂに制御信号を出力する。第２の位相制御部１０２ｂは、第２の比較部１０３ｂからの出力信号に従って、第３の駆動部１０６ｃに信号を与えることにより、第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力を制御する。
【００４６】
次に、以上のように構成された発光制御装置の動作について、図１に加えて、図２および図３を参照して説明する。図２は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１１１、１１２、１１３、１１４で構成される第１のフル・ブリッジの動作を説明するための各部信号のタイミングチャートである。図３は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１１１、１１２、１１３、１１４で構成される第１のフル・ブリッジ、およびＮチャネルＭＯＳトランジスタ１１１、１１２、１１５、１１６で構成される第２のフル・ブリッジの動作を説明するための各部信号のタイミングチャートである。
【００４７】
図２において、Ｖｉは共振部１２０ａへの入力電圧であり、Ｖｔｒは第１の圧電トランス１１０ａの１次側電極３Ｕａと３Ｄａの両端電圧である。駆動制御信号Ｓ１とＳ２は、所定のオン時間比率で交互にオン／オフするように設定され、駆動制御信号Ｓ３とＳ４は、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と同じオン時間比率でかつ位相差を持って交互にオン／オフするように設定されている。
【００４８】
駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４の実線は、冷陰極蛍光管１０８ａの輝度を低くした時、或いは第１の圧電トランス１１０ａへの入力電圧が高い時の波形を示している。このとき、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４との間の位相差を小さくすることで、第１の圧電トランス１１０への入力電力が小さくなるよう制御される。また、駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４の破線は、冷陰極蛍光管１０８ａの輝度を高くした時、或いは第１の圧電トランス１１０ａへの入力電圧が低い時の波形を示している。このとき、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４との間の位相差を大きくすることで、第１の圧電トランス１１０への入力電力が大きくなるよう制御される。
【００４９】
このように、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１、１１２、１１３、１１４のオン／オフの位相差制御を行うことで、第１の共振部１２０ａには、電圧Ｖｉが印加されることになる。なお、電圧Ｖｉの実線は、駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４が実線で示されるタイミング時の波形を、また電圧Ｖｉの破線は、駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４が破線で示されるタイミング時の波形を示している。
【００５０】
ここで、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４によるスイッチング周波数は、共振部１２０ａの共振周波数ｆｒに近い周波数に設定されているため、第１の圧電トランス１１０ａへの入力電圧Ｖｔｒは正弦波状の波形となる。なお、電圧Ｖｔｒの実線は、電圧Ｖｉが実線で示される時の波形を、また電圧Ｖｔｒの破線は、電圧Ｖｉが破線で示される時の波形を示している。
【００５１】
共振部１２０ａの共振周波数ｆｒは、第１のインダクタ１１８ａのインダクタンス値をＬ、第１の圧電トランス１１０ａの入力容量値をＣｐ、第１のコンデンサ１１７ａの容量値をＣとすると、以下の式（１）で表される。
【００５２】
【数１】
2004079508.tif 000003
【００５３】
このように駆動を行うことにより、第１の圧電トランス１１０ａへの入力電力制御を単一周波数で行うことができる。
【００５４】
また、図３において、Ｖｉ１は共振部１２０ａへの入力電圧を、Ｖｉ２は共振部１２０ｂへの入力電圧を示している。図３における動作については、図２を用いて説明したのと同様である。図２における動作と同様に、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４の位相差制御に加えて、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６の位相差を制御することにより、第１の圧電トランス１１０ａへの入力電圧の制御に加えて、第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力の制御を単一周波数で行うことができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、複数の冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂを点灯するために、複数の圧電トランス１１０ａ、１１０ｂを配置した場合でも、各々の電力制御を個別に行うことが可能となる。その結果、回路部品点数の削減による小型化および共振周波数付近での高効率動作が可能となる。
【００５６】
また、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４、或いは駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６の位相差をゼロとすることで、一方の冷陰極蛍光管のみ消灯とすることができる。このように制御を行うことで、図４に示すように（Ｓ１０８ａは冷陰極蛍光管１０８ａの状態、Ｓ１０８ｂは冷陰極蛍光管１０８ｂの状態を示す）、複数の冷陰極蛍光管の点灯時において、個別に点灯制御を行うことも可能である。
【００５７】
また、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を個別に異なる値とすることで、冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂそれぞれの輝度を個別に制御することも可能である。
【００５８】
なお、本実施形態では、図２１に示すような従来構造の圧電トランスを用いたが、１次側から入力された電圧を圧電効果により２次側から昇圧、或いは降圧して出力する圧電トランスであれば、その他の構造でも同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、圧電トランスの負荷として冷陰極蛍光管を用いたが、抵抗負荷のようにインピーダンスの変動しない負荷においても、本実施形態に示す発光制御装置と制御方法を用いることで、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図である。
【００６１】
本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、第１の位相制御部１０２ａに対応して第１の駆動制御部２０１ａを、第２の位相制御部１０２ｂに対応して第２の駆動制御部２０１ｂを設けた点にあり、その他の構成および動作については第１の実施形態と同様である。
【００６２】
以下、図６および図７を用いて、第１の駆動制御部２０１ａおよび第２の駆動制御部２０１ｂによる動作について説明する。
【００６３】
図６は、冷陰極蛍光管の点灯開始時と定常点灯時での圧電トランスの昇圧比ＳＲの周波数特性を示す図である。図６において、昇圧比ＳＲは、冷陰極蛍光管が点灯する前は曲線ＴＰ２０１で示すように、共振周波数ｆｒ１で最大となり、点灯時は曲線ＴＰ２０２で示すように、共振周波数ｆｒ２で最大となる。なお、ｆｄは、冷陰極蛍光管の定常点灯時における圧電トランスの駆動周波数である。
【００６４】
図７は、圧電トランスの昇圧比ＳＲの非線形性を示す図である。圧電トランスは、大振幅動作を行うと昇圧比ＳＲが最大となる周波数より低い周波数でジャンプ現象を示す。この時、図７に示すように、周波数を高い周波数から低い周波数に挿引した時と低い周波数から高い周波数へ挿引した時とでその特性が変化する不安定領域Ｒｕが存在することとなる。そのため、圧電トランスの駆動においては、信頼性およびその動作特性の観点からも、昇圧比が最大となる周波数よりも高い周波数範囲での駆動が望ましい。
【００６５】
そこで、本実施形態では、図６の矢印で示すように、点灯開始時は、圧電トランスの駆動周波数を高い方から低い方へ挿引を行い、定常動作時は、その掃引動作を停止するために、第１の駆動動制御部２０１ａおよび第２の駆動動制御部２０１ｂを設けている。これにより、昇圧比ＳＲが最大となる周波数よりも高い周波数範囲での動作を実現することで、圧電トランスの不安定領域Ｓｕでの動作を防することができる。
【００６６】
以上のような動作により、信頼性の高いインバータシステムを提供することが可能となる。
【００６７】
また、定常点灯時には、固定周波数にて駆動を行い、位相差にて輝度調節を行うにあたり、圧電トランスの効率が高い周波数付近に駆動周波数を設定して駆動を行うことが可能となるので、複数の圧電トランスの駆動に適した、高効率で小型のインバータシステムを実現することができる。
【００６８】
また、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４、或いは駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６の位相差をゼロとすることで、一方の冷陰極蛍光管のみ消灯とすることができる。このように制御を行うことで、図４に示すように（Ｓ１０８ａは冷陰極蛍光管１０８ａの状態、Ｓ１０８ｂは冷陰極蛍光管１０８ｂの状態を示す）、複数の冷陰極蛍光管の点灯時において、個別に点灯制御を行うことも可能である。
【００６９】
また、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を個別に異なる値とすることで、冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂそれぞれの輝度を個別に制御することも可能である。
【００７０】
さらに、位相制御を数十ｍｓオーダーで行うことで、冷陰極蛍光管の点灯開始時において、圧電トランスの出力電圧における突出部をなくすことができ、かつ、冷陰極蛍光管の点灯開始電圧を低電圧化することが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態では、図２１に示すような従来構造の圧電トランスを用いたが、１次側から入力された電圧を圧電効果により２次側から昇圧、或いは降圧して出力する圧電トランスであれば、その他の構造でも同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、圧電トランスの負荷として冷陰極蛍光管を用いたが、抵抗負荷のようにインピーダンスの変動しない負荷においても、本実施形態に示す発光制御装置と制御方法を用いることで、同様の効果を得ることができる。
【００７３】
（第３の実施形態）
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、および図８Ｄは、それぞれ、本発明の第３の実施形態に係る発光制御装置における、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差がゼロの場合、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差がθｂの場合、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差がθｃ（θｃ＞θｂ）の場合の第１の共振部１２０ａへの入力電圧Ｖｉ、および駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差の時間変化を示す図である。
【００７４】
本実施形態と第２の実施形態とは、点灯開始時の制御方法が異なり、その他の構成および動作については第２の実施形態と同様である。
【００７５】
本実施形態における点灯開始時の駆動制御は、駆動制御信号の位相差のみによって行う。しかしながら、図７に示したように、圧電トランスを大振幅で動作させた場合、昇圧比ＳＲが最大となる周波数よりも低い周波数でジャンプ現象を示す不安定領域Ｒｕが存在する。そこで、単一周波数での駆動において、まず、駆動制御信号Ｓ１（Ｓ２）と駆動制御信号Ｓ４（Ｓ３）の位相差、および駆動制御信号Ｓ１（Ｓ２）と駆動制御信号Ｓ６（Ｓ５）の位相差をゼロに設定する。そして、図８Ｄに示すように、徐々に位相差を大きくしていき、圧電トランスの入力電力を大きくしていく。その結果、圧電トランスの出力電圧が徐々に高くなっていき、冷陰極蛍光管の点灯開始電圧に達すると冷陰極蛍光管は点灯を開始する。
【００７６】
このように制御を行うことで、昇圧比が最大となる周波数よりも低い周波数領域での点灯開始動作においても不安定動作を回避できる。そして、単一の周波数での駆動が可能となり、回路の小型化を実現することができる。
【００７７】
また、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４、或いは駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６の位相差をゼロとすることで、一方の冷陰極蛍光管のみ消灯とすることができる。このように制御を行うことで、図４に示すように（Ｓ１０８ａは冷陰極蛍光管１０８ａの状態、Ｓ１０８ｂは冷陰極蛍光管１０８ｂの状態を示す）、複数の冷陰極蛍光管の点灯時において、個別に点灯制御を行うことも可能である。
【００７８】
また、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を個別に異なる値とすることで、冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂそれぞれの輝度を個別に制御することも可能である。
【００７９】
さらに、位相制御を数十ｍｓオーダーで行うことで、冷陰極蛍光管の点灯開始時において、圧電トランスの出力電圧における突出部をなくすことができ、かつ、冷陰極蛍光管の点灯開始電圧を低電圧化することが可能となる。
【００８０】
なお、本実施形態では、図２１に示すような従来構造の圧電トランスを用いたが、１次側から入力された電圧を圧電効果により２次側から昇圧、或いは降圧して出力する圧電トランスであれば、その他の構造でも同様の効果を得ることができる。
【００８１】
また、本実施形態では、圧電トランスの負荷として冷陰極蛍光管を用いたが、抵抗負荷のようにインピーダンスの変動しない負荷においても、本実施形態に示す発光制御装置と制御方法を用いることで、同様の効果を得ることができる。
【００８２】
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図である。
【００８３】
本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、第１の比較部３０３ａと、第２の比較部３０３ｂと、第１の位相制御部３０２ａと、第２の位相制御部３０２ｂと、発振部３０１とをマイクロコンピュータ内のデジタル制御部３００として構成し、内蔵のアナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）３０４により、第１の帰還部１０７ａおよび第２の帰還部１０７ｂからのアナログ検出電圧をディジタル検出データに変換し、同じく内蔵のディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）３０５により、発振部３０１、第１の位相制御部３０２ａ、第２の位相制御部３０２ｂからのディジタル信号をアナログ信号に変換して、それぞれ第１の駆動部１０６ａ、第２の駆動部１０６ｂ、第３の駆動部１０６ｃに出力することで、ディジタル制御を行う点にある。
【００８４】
図９において、第１の電流検出抵抗１０９ａおよび第２の電流検出抵抗１０９ｂにより検出された交流電圧は、それぞれ、第１の帰還部１０７ａおよび第２の帰還部１０７ｂにより整流されてＡ／Ｄ３０４に入力される。Ａ／Ｄ３０４によりディジタル変換された検出データは、それぞれ、第１の比較部３０３ａおよび第２の比較部３０３ｂに入力される。
【００８５】
第１の比較部３０３ａおよび第２の比較部３０３ｂは、それぞれ、Ａ／Ｄ３０４から出力されるそれぞれの検出データと、第１の基準データＶｒｅｆ１’および第２の基準データＶｒｅｆ２’との比較を行い、第１の基準データＶｒｅｆ１’および第２の基準データＶｒｅｆ２’よりもそれぞれの検出データが大きい時は、第１の圧電トランス１１０ａおよび第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力が小さくなるように、また第１の基準データＶｒｅｆ１’および第２の基準データＶｒｅｆ２’よりもそれぞれの検出データが小さい時は、第１の圧電トランス１１０ａおよび第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力が大きくなるように、第１の位相制御部３０２ａおよび第２の位相制御部３０２ｂに制御信号を出力する。
【００８６】
第１の位相制御部３０２ａおよび第２の位相制御部３０２ｂは、それぞれ、第１の比較部３０３ａおよび第２の比較部３０３ｂからの制御信号に従って、第２の駆動部１０６ｂおよび第３の駆動部１０６ｃに信号を与えることにより、第１の圧電トランス１１０ａおよび第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電力を制御する。
【００８７】
次に、以上のように構成された発光制御装置の動作について説明する。なお、第１の駆動部１０６ａからの駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２、第２の駆動部１０６ｂからの駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４、第３の駆動部１０６ｃからの駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６と、第１の圧電トランス１１０ａおよび第２の圧電トランス１１０ｂへの入力電圧Ｖｉ１、Ｖｉ２との関係は、第１および第２の実施形態と同様である。
【００８８】
発光制御装置が起動されると、第１の駆動部１０６ａからの駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と第２の駆動部１０６ｂからの駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４との位相差、および第１の駆動部１０６ａからの駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と第３の駆動部１０６ｃからの駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６との位相差はゼロにセットされる。その後、位相差は、点灯開始電圧が出力できるように、第１の位相制御部３０２ａおよび第２の位相制御部３０２ｂにより制御される。この時、第１の圧電トランス１１０ａおよび第２の圧電トランス１１０ｂの駆動周波数は一定である。
【００８９】
冷陰極蛍光管１０８ａが点灯した後、第１の位相制御部３０２ａは、第１の比較部３０３ａからの誤差信号に応じて、第２の駆動部１０６ｂに制御信号を与え、冷陰極蛍光管１０８ａの輝度が一定となるよう、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４の位相差制御を行う。同様に、冷陰極蛍光管１０８ｂが点灯した後、第２の位相制御部３０２ｂは、第２の比較部３０３ｂからの誤差信号に応じて、第３の駆動部１０６ｃに制御信号を与え、冷陰極蛍光管１０８ｂの輝度が一定となるよう、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６の位相差制御を行う。
【００９０】
このような駆動制御を行うことで、冷陰極蛍光管の点灯時には、圧電トランスを単一周波数で駆動することができ、さらに、冷陰極蛍光管の輝度を一定に保つことができる。この時、圧電トランスの駆動周波数は一定である。
【００９１】
次に、デジタル制御部３００による位相差制御について、図１０を用いて説明を行う。
【００９２】
図１０は、デジタル制御部３００による位相差制御ルーチンにおける処理手順を示すフローチャートである。まず、発光制御装置が起動されると、駆動制御信号の駆動周波数ｆｄおよび位相差θが初期値に設定される（Ｓ１０１）。なお、本実施形態の場合、位相差θの初期値はゼロとした。しかしながら、圧電トランスの出力電圧が冷陰極蛍光管の点灯開始電圧以下であれば、ゼロ以外の位相差であっても問題ない。
【００９３】
次に、第１の帰還部１０７ａおよび第２の帰還部１０７ｂからの検出電圧をディジタル制御部３００のＡ／Ｄ３０４に入力し（Ｓ１０２）、アナログ値からデジタルの検出データＶｆ１、Ｖｆ２に変換する。次に、検出データＶｆ１、Ｖｆ２と基準データＶｒｅｆ１’、Ｖｒｅｆ２’とのそれぞれの比較を第１の比較部３０３ａおよび第２の比較部３０３ｂにより行い（Ｓ１０３）、Ｖｒｅｆ１’−Ｖｆ１、Ｖｒｅｆ２’−Ｖｆ２が正である場合は、位相差θを１ステップ分の変化幅Δθだけ増加させて（Ｓ１０５）、第１の位相制御部３０２ａから第２の駆動部１０６ｂに、また第２の位相制御部３０２ｂから第３の駆動部１０６ｃにＤ／Ａ出力が行われる（Ｓ１０６）。
【００９４】
一方、Ｓ１０３での判断の結果、Ｖｒｅｆ１’−Ｖｆ１、Ｖｒｅｆ２’−Ｖｆ２が負である場合は、位相差θを１ステップ分の変化幅Δθだけ減少させて（Ｓ１０４）、第１の位相制御部３０２ａから第２の駆動部１０６ｂに、また第２の位相制御部３０２ｂから第３の駆動部１０６ｃにＤ／Ａ出力が行われる（Ｓ１０６）。また、Ｓ１０３での判断の結果、検出データＶｆ１、Ｖｆ２と基準データＶｒｅｆ１’、Ｖｒｅｆ２’とが略一致した場合（Ｖｒｅｆ１’−Ｖｆ１＝０、Ｖｒｅｆ２’−Ｖｆ２＝０）、位相差を変化させず、第１の位相制御部３０２ａから第２の駆動部１０６ｂに、また第２の位相制御部３０２ｂから第３の駆動部１０６ｃにＤ／Ａ出力が行われる（Ｓ１０６）。ここで、位相差の変化幅Δθに相当する１ステップは、マイクロコンピュータの基準クロックＲＣＬＫなどによって異なる。
【００９５】
図１１は、マイクロコンピュータの基準クロックＲＣＬＫと、発振部３０１により基準クロックＲＣＬＫから生成され、第１の駆動部１０６ａから出力される駆動制御信号Ｓ１、Ｓ４とのタイミング関係を例示したタイミングチャートである。本実施形態による発光制御装置では、例えば、マイクロコンピュータの基準クロックＲＣＬＫの周波数を１０ＭＨｚ（周期は０．１μｓ）とし、１００クロック（１００ＲＣＬＫ）をカウントして１周期（１０μｓ）とした駆動制御信号を用いている。また、位相差の制御は、基準クロックＲＣＬＫの１クロック分を１ステップの変化幅Δθとしている。
【００９６】
また、図１２に示すような起動制御を行うことで、冷陰極蛍光管の点灯開始電圧の低電圧化が可能となる。図１２は、本実施形態の発光制御装置による起動時からの圧電トランスの出力電圧（冷陰極蛍光管に印加される交流電圧振幅）Ｖｏの時間変化を示す図である。
【００９７】
以下、図１２の起動制御方法について説明する。まず、発光制御装置の起動時（時間ｔ＝０）には、駆動制御信号の位相差および駆動周波数をそれぞれ初期値に設定し、位相差制御により、圧電トランスの出力電圧Ｖｏが電圧Ｖｏ１となる（時間ｔ＝ｔ１）までＶｏを増加させる。ここで、Ｖｏ１は冷陰極蛍光管が半点灯を行う電圧である。なお、「半点灯」とは、冷陰極蛍光管の一方の電極付近のみが発光している状態を意味する。
【００９８】
その後、冷陰極蛍光管が全点灯するように、位相差を制御し、圧電トランスの出力電圧Ｖｏが電圧Ｖｏ２になる（時間ｔ＝ｔ２）までＶｏを増加させる。この時間ｔ２は時間ｔ１に比べて十分に長い時間である。たとえば、時間ｔ１を数十μｓとし、それに対して時間ｔ２を数ｍｓのオーダーとすることにより、点灯開始電圧の低電圧化が可能となる。
【００９９】
冷陰極蛍光管の点灯後、所定の輝度になるように位相差を制御し、点灯維持電圧である電圧Ｖｏ３に至る（時間ｔ＝ｔ３）。
【０１００】
以上のように、本実施形態によれば、複数の冷陰極蛍光管を点灯するために、複数の圧電トランス配置した場合でも、各々の電力制御を個別に行うことが可能であり、かつ、回路の小型化と高効率化が可能となる。
【０１０１】
また、また、駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ３、Ｓ４、或いは駆動制御信号Ｓ１、Ｓ２と駆動制御信号Ｓ５、Ｓ６の位相差をゼロとすることで、一方の冷陰極蛍光管のみ消灯とすることができる。このように制御を行うことで、図４に示すように（Ｓ１０８ａは冷陰極蛍光管１０８ａの状態、Ｓ１０８ｂは冷陰極蛍光管１０８ｂの状態を示す）、複数の冷陰極蛍光管の点灯時において、個別に点灯制御を行うことも可能である。
【０１０２】
また、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を個別に異なる値とすることで、冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂそれぞれの輝度を個別に制御することも可能である。
【０１０３】
なお、本実施形態では、図２１に示すような従来構造の圧電トランスを用いたが、１次側から入力された電圧を圧電効果により２次側から昇圧、或いは降圧して出力する圧電トランスであれば、その他の構造でも同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、圧電トランスの負荷として冷陰極蛍光管を用いたが、抵抗負荷のようにインピーダンスの変動しない負荷においても、本実施形態に示す発光制御装置と制御方法を用いることで、同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、冷陰極蛍光管の点灯開始前と定常点灯時のどちらの場合においても同一の周波数で駆動を行ったが、図１３に示すように、冷陰極蛍光管の負荷変動に合わせて、点灯開始前は、駆動周波数ｆｄをｆｄ１（図１４）に固定し、位相差を変化させる位相差制御ルーチン１により、定常点灯時は、駆動周波数ｆｄをｆｄ２（図１４）に固定し、位相差を変化させる位相差制御ルーチン２により、駆動を行うことも可能である。以下、この駆動制御について、図１３および図１４を用いて説明する。
【０１０６】
図１３において、点灯開始前は、位相差制御ルーチン１により、駆動周波数ｆｄを、図１４の曲線ＴＰ２０１で示すように、圧電トランスの無負荷時において昇圧比ＳＲが最大となる共振周波数ｆｒ１よりも高い駆動周波数ｆｄ１に、また位相差を初期値θ０に設定し（Ｓ２０１）、検出データＶｆをＡ／Ｄ３０４に入力し（Ｓ２０２）、検出データＶｆが点灯開始電圧に相当する基準データＶｒｅｆＳに達したか否かを判断し（Ｓ２０３）、達していない場合（ＹＥＳ：ＶｒｅｆＳ＞Ｖｆ）、位相差θを１ステップ分の変化幅Δθだけ増加させ（Ｓ２０４）、Ｄ／Ａ出力を行うという処理を繰り返す。
【０１０７】
Ｓ２０３での判断の結果、検出データＶｆが点灯開始電圧に相当する基準データＶｒｅｆＳに達した場合（ＮＯ：ＶｒｅｆＳ≦Ｖｆ）、駆動周波数ｆｄを、図１４の曲線ＴＰ２０２で示すように、冷陰極蛍光管の点灯時において昇圧比ＳＲが最大となる共振周波数ｆｒ２よりも高い駆動周波数ｆｄ２に設定し（Ｓ２０６）、位相差制御ルーチン２に移行する（Ｓ２０７）。
【０１０８】
定常点灯時は、位相差制御ルーチン２により、検出データＶｆをＡ／Ｄ３０４に入力し（Ｓ２０８）、検出データＶｆと点灯維持電圧に相当する基準データＶｒｅｆＬとを比較し（Ｓ２０９）、ＶｒｅｆＬ−Ｖｆが正である場合は、位相差θを１ステップ分の変化幅Δθだけ増加させて（Ｓ２１１）、Ｄ／Ａ出力を行う（Ｓ２１２）。
【０１０９】
一方、Ｓ２０９での判断の結果、ＶｒｅｆＬ−Ｖｆが負である場合は、位相差θを１ステップ分の変化幅Δθだけ減少させて（Ｓ２１０）、Ｄ／Ａ出力を行う（Ｓ２１２）。また、Ｓ２０９での判断の結果、検出データＶｆと基準データＶｒｅｆＬとが略一致した場合（ＶｒｅｆＬ−Ｖｆ＝０）、位相差を変化させず、Ｄ／Ａ出力を行う（Ｓ２１２）。
【０１１０】
この駆動制御によれば、常に圧電トランスを昇圧比が最大となる周波数よりも高い周波数範囲で駆動することができるため、図７に示すような圧電トランスの不安定領域Ｒｕでの駆動を防ぐことができる。その結果、信頼性の高いインバータシステムを実現することができる。
【０１１１】
また、図１３の駆動制御では、圧電トランスの駆動制御は位相差でのみ行ったが、図１５に示すように、冷陰極蛍光管の点灯開始時は、位相差θを初期値θ０に固定し、駆動周波数ｆｄを初期値ｆｄ１から周波数が低い方へと掃引する駆動周波数制御ルーチンにより、定常点灯時は、駆動周波数ｆｄをｆｄ２に固定し、位相差θを変化させる位相差制御ルーチンにより、駆動を行うことも可能である。なお、図１５において、図１３と異なるのは、検出データＶｆが点灯開始電圧に相当する基準データＶｒｅｆＳに達しない場合に、駆動周波数ｆｄを１ステップ分の変化幅Δｆｄだけ減少させる処理工程のみである。その他の処理工程については、図１３と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
この駆動制御によれば、昇圧比が最大となる周波数よりも高い周波数での駆動が可能となるため、信頼性の高いシステムを構成することができる。
【０１１３】
（第５の実施形態）
図１６は、本発明の第５の実施形態に係る液晶モニタ４００の概略構成図である。図１６において、複数の冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂと、圧電インバータ回路４０１とで、第１から第３の実施形態のいずれかによる発光制御装置が構成される。また、４０２は液晶パネルであり、複数の冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂにより照明されている。
【０１１４】
このように構成された液晶モニタ４００では、液晶バックライト用の圧電インバータ回路４０１を小型化することができ、かつ、高効率での動作が可能である。また、圧電トランスの駆動電圧波形の歪みを低減できるなどの利点を有する。
【０１１５】
（第６の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、圧電インバータ回路４０１と、液晶パネルを駆動制御するための各種信号を生成する液晶ドライバ（不図示）とが別々に構成されるものとして例示したが、第４の実施形態による発光制御装置のディジタル制御部３００を液晶ドライバ内に構成することもできる。この構成を第６の実施形態として、以下に説明する。
【０１１６】
図１７は、本発明の第６の実施形態に係る液晶モニタ５００の概略構成図である。図１７において、５０１は、図９に示す発光制御装置から、ディジタル制御部３００と、複数の冷陰極蛍光管１０８ａ、１０８ｂとを除いたアナログ回路部分を示す。
【０１１７】
本実施形態によれば、圧電トランスのディジタル制御部３００は液晶ドライバの中に含まれるため、部品点数の削減が可能となる。また、画像に応じた冷陰極蛍光管の輝度制御が容易にできるなどの利点も有する。
【０１１８】
なお、第５および第６の実施形態では、液晶モニタについて例示および説明したが、本発明はこれに限定されず、液晶テレビ等の、特に大型液晶パネルを用いる機器に好ましく適用される。
【０１１９】
（第７の実施形態）
第１から第４の実施形態による発光制御装置では、図２１に示す従来の２次側１出力タイプのローゼン型圧電トランスを用いて、各圧電トランスの１つの２次側電極に１本の冷陰極蛍光管が接続された場合について説明したが、本発明の第７の実施形態では、従来の２次側２出力タイプのバランス出力型圧電トランスを用いて、各圧電トランスの２つの２次側電極に複数の冷陰極蛍光管が接続された場合について説明する。
【０１２０】
図１８は、２次側２出力タイプのバランス出力型圧電トランス４１０の構造を示す斜視図である。図１８において、１１は低インピーダンス部、１２は高インピーダンス部、１３Ｕ、１３Ｄは入力用電極としての１次側電極、１４Ｌ、１４Ｄは出力用電極としての２次側電極、１５、１７は圧電体、ＰＤは低インピーダンス部１における圧電体１５の分極方向、ＰＬは高インピーダンス部１２における圧電体１７の分極方向である。
【０１２１】
圧電トランス４１０の低インピーダンス部１１は、昇圧用として用いる場合の入力部となる。低インピーダンス部１１は、分極方向ＰＤで示すように厚み方向に分極が施されており、長手方向のほぼ中央部で、厚み方向の主面表裏にそれぞれ１次側電極１３Ｕ、１３Ｄが設けられている。一方、高インピーダンス部１２は、昇圧用として用いる場合の出力部となる。高インピーダンス部１２は、分極方向ＰＬで示すように長手方向に分極が施されており、長手方向の一方の端面に一方の２次側電極１４Ｌが、長手方向の他方の端面に他方の２次側電極１４Ｒが設けられている。このように構成された圧電トランス４１０は、１次側電極である電極１３Ｕと電極１３Ｄ間に圧電トランス４１０の長さ方向に伸縮する振動の共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス４１０は長さ方向に伸縮する機械的振動を励振し、この機械的振動を圧電効果により、低インピーダンス部１１と高インピーダンス部１２とのインピーダンス比に応じた電圧に変換され、２次側電極である１対の電極１４Ｌと電極１４Ｒから出力する。ここで、一方の２次側電極１４Ｌから出力される電圧と他方の２次側電極１４Ｒから出力される電圧とは、位相が１８０度異なるので、かかる２次側２出力タイプの圧電トランス４１０はバランス出力型と呼ばれる。
【０１２２】
図１９は、本発明の第７の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図である。
【０１２３】
本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、第１および第２の圧電トランスが２次側２出力のバランス出力型であり、各圧電トランスの１対の２次側電極には複数（本実施の形態では、２本）の冷陰極蛍光管が接続され、複数の冷陰極蛍光管の間に電流検出部が配置され、各冷陰極蛍光管はフローティングされている点にあり、その他の構成および動作については第１の実施形態と同様である。よって、以下では主に、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０１２４】
第１の圧電トランス４１０ａの１次側電極１３Ｕａ、１３Ｄａに入力された電圧は、圧電効果により昇圧され、１対の２次側電極１４Ｌａ、１４Ｒａから各々位相が１８０度異なる高電圧として取り出され、第２の圧電トランス４１０ｂの１次側電極１３Ｕｂ、１３Ｄｂに入力された電圧は、圧電効果により昇圧され、１対の２次側電極１４Ｌｂ、１４Ｒｂから各々位相が１８０度異なる高電圧として取り出される。
【０１２５】
第１の圧電トランス４１０ａの１対の２次側電極１４Ｌａ、１４Ｒａから出力された高電圧は、複数本の冷陰極蛍光管４０８ａ、４０８ｂから成る第１の冷陰極蛍光管群と冷陰極蛍光管４０８ａと４０８ｂの間に配置された第１の電流検出部４０９ａを接続した第６の直列接続体に印加される。また、第２の圧電トランス４１０ｂの１対の２次側電極１４Ｌｂ、１４Ｒｂから出力された高電圧は、複数本の冷陰極蛍光管４０８ｃ、４０８ｄから成る第２の冷陰極蛍光管群と冷陰極蛍光管４０８ｃと４０８ｄの間に配置された第２の電流検出部４０９ｂを接続した第７の直列接続体に印加される。
【０１２６】
第１の電流検出部４０９ａにより、冷陰極蛍光管４０８ａと４０８ｂをフローティング状態にして検出された交流電圧は、第１の帰還部１０７ａにより整流されて第１の比較部１０３ａに入力され、第２の電流検出部４０９ｂにより、冷陰極蛍光管４０８ｃと４０８ｄをフローティング状態にして検出された交流電圧は、第２の帰還部１０７ｂにより整流されて第２の比較部１０３ｂに入力される。
【０１２７】
図２０は、第１の電流検出部４０９ａの内部構成の一例を示す回路図である。なお、第２の電流検出部４０９ｂの内部構成も、第１の電流検出部４０９ａのそれと同様である。図２０において、第１の電流検出部４０９ａは、ダイオード４０９１と、光アイソレータ（フォトカプラ）４０９２と、抵抗素子４０９３とで構成される。
【０１２８】
冷陰極蛍光管４０８ａと冷陰極蛍光管４０８ｂとの間に、第１の電流検出部４０９ａのダイオード４０９１と光アイソレータ４０９２とが接続されている。また、ダイオード４０９１は、光アイソレータ４０９２の入力側に内蔵されている発光ダイオードと並列に、かつ電流の流れる向きが互いに逆方向になるように接続されている。光アイソレータ４０９２に内蔵されている発光ダイオードに流れる電流に応じた強度の光がフォトトランジスタで受光され、フォトトランジスタにより光電変換された電流が、抵抗素子４０９３により検出信号として電圧に変換される。その検出信号が、第１の帰還部１０７ａに送られる。
【０１２９】
以上のように、本実施形態によれば、複数の冷陰極蛍光管３０８ａ、３０８ｂから成る第１の冷陰極蛍光管群と、複数の冷陰極蛍光管３０８ｃ、３０８ｄから成る第１の冷陰極蛍光管群を点灯するために、複数の圧電トランス４１０ａ、４１０ｂによりバランス出力を行うことで、２つの冷陰極蛍光管を１つの圧電トランスで点灯し、２つの冷陰極蛍光管群の各々の電力制御を行うことができる。その結果、以下の利点がある。
【０１３０】
１）すべての冷陰極蛍光管が同一の周波数で駆動されるので、近接した異なる周波数で駆動した場合の差周波数であるビート信号は発生せず、またそれぞれの冷陰極蛍光管のインピーダンスが異なる場合でも１管駆動の場合と同等であるので、定常点灯時における冷陰極蛍光管のちらつきや、複数の冷陰極蛍光管間での輝度差を低減することができる。
【０１３１】
２）１つの圧電トランスの１対の２次側電極に接続される２つの冷陰極蛍光管が、電流検出部によりフローティングされているため、２次側１出力タイプの圧電トランスを用いて、その２次側電極と接地電位間に、２つの冷陰極蛍光管と電流検出抵抗を直列接続した構成に比べて、冷陰極蛍光管にＤＣバイアスが印加されることがないので、水銀の移動による寿命低下を防止することができ、また１管駆動の場合と同等であり、インバータ回路の絶縁（沿面距離、空間距離等）に対する安全設計の面で有利である。
【０１３２】
３）インバータ回路数を少なくすることができ、小型化および低コスト化が可能になる。
【０１３３】
また、一方の冷陰極蛍光管群のみを消灯とすることができるのは、本実施形態でも同様である。
【０１３４】
また、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を個別に異なる値とすることで、第１および第２の冷陰極蛍光管群のそれぞれの輝度を個別に制御することも可能である。
【０１３５】
なお、本実施形態では、図１８に示すような従来構造の圧電トランスを用いたが、１次側から入力された電圧を圧電効果により２次側から昇圧、或いは降圧して位相が１８０度異なる電圧として出力する圧電トランスであれば、その他の構造でも同様の効果を得ることができる。
【０１３６】
また、本実施形態に第４の実施形態の構成を適用し、それを第６の実施形態の液晶モニタに適用したり、本実施形態を第５の実施形態の液晶モニタに適用することも可能であることは言うまでもない。
【０１３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フル・ブリッジ回路を用いて複数の圧電トランスの駆動を行うことが可能となる。その結果、圧電トランスの個体バラツキや冷陰極蛍光管の特性バラツキによる、昇圧比が最大となる駆動周波数のズレや冷陰極蛍光管の点灯ズレなどに対応することが可能となり、常に、効率のよい共振周波数付近での動作を可能にし、さらに安定な動作を行うことができる。
【０１３８】
また、複数の圧電トランスを個別に制御することが可能となり、複数の冷陰極蛍光管を使用する液晶モニタや液晶テレビなどの大型液晶システムにおいて実用上の効果は非常に大きい。
【０１３９】
また、アナログ回路でしか構成できない部分以外のディジタル回路部分を集積回路としてデジタル的に駆動制御を行なうことで、より小型の圧電インバータ回路を実現することもできる。
【０１４０】
さらに、複数の圧電トランスを同一の周波数で駆動し、複数の冷陰極蛍光管から成る冷陰極蛍光管群を１つの圧電トランスで１管駆動と同様に点灯させることことで、定常点灯時における冷陰極蛍光管のちらつきや、複数の冷陰極蛍光管間での輝度差を低減でき、冷陰極蛍光管にＤＣバイアスが印加されないので寿命低下を防止できるとともに、１管駆動の場合と同等でありインバータ回路の絶縁に対する安全設計の面で有利となり、また冷陰極蛍光管の本数が増えても圧電インバータ回路はそのままであるので、さらなる小型化および低コスト化が可能になる。
【０１４１】
このように、本発明によれば、信頼性が高く、しかも小型の圧電インバータ回路を実現することができ、実用上その効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図
【図２】図１に示す第１のフル・ブリッジの動作を説明するための各部信号のタイミングチャート
【図３】図１に示す第１および第２のフル・ブリッジの動作を説明するための各部信号のタイミングチャート
【図４】図１に示す複数の冷陰極蛍光管を個別に点灯、消灯する制御を説明するための図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図
【図６】冷陰極蛍光管の点灯前、点灯後における圧電トランスの昇圧比の周波数特性を示す図
【図７】圧電トランスの非線形現象を説明するための図
【図８Ａ】本発明の第３の実施形態に係る発光制御装置における、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差がゼロの場合の第１の共振部１２０ａへの入力電圧Ｖｉの波形図
【図８Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る発光制御装置における、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差がθｂの場合の第１の共振部１２０ａへの入力電圧Ｖｉの波形図
【図８Ｃ】本発明の第３の実施形態に係る発光制御装置における、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差がθｃ（θｃ＞θｂ）の場合の第１の共振部１２０ａへの入力電圧Ｖｉの波形図
【図８Ｄ】本発明の第３の実施形態に係る発光制御装置における、駆動制御信号Ｓ１とＳ４、Ｓ６の位相差の時間変化を示す図
【図９】本発明の第４の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図
【図１０】図９のデジタル制御部３００による位相差制御ルーチンにおける処理手順を示すフローチャート
【図１１】本発明の第４の実施形態における、基準クロックＲＣＬＫと駆動制御信号Ｓ１、Ｓ４とのタイミング関係を例示したタイミングチャート
【図１２】図９のデジタル制御部３００による起動制御において、起動時からの圧電トランスの出力電圧Ｖｏの時間変化を示す図
【図１３】図９のデジタル制御部３００による駆動制御方法の変形例において、冷陰極蛍光管の点灯開始前の位相差制御ルーチン１および定常点灯時の位相差制御ルーチン２における処理手順を示すフローチャート
【図１４】図１３のフローチャートによる駆動制御方法における、冷陰極蛍光管の点灯前、点灯後における圧電トランスの昇圧比の周波数特性を示す図
【図１５】図９のデジタル制御部３００による駆動制御方法の変形例において、冷陰極蛍光管の点灯開始前の駆動周波数制御ルーチンおよび定常点灯時の位相差制御ルーチンにおける処理手順を示すフローチャート
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る液晶モニタの概略構成図
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る液晶モニタの概略構成図
【図１８】従来のバランス出力型圧電トランスの概略構造を示す斜視図
【図１９】本発明の第７の実施形態に係る発光制御装置の構成例を示すブロック図
【図２０】図１９の第１の電流検出部４０９ａの内部構成の一例を示す回路図
【図２１】従来のローゼン型圧電トランスの概略構造を示す斜視図
【図２２】図２１に示すローゼン型圧電トランスの共振周波数付近の等価回路図
【図２３】従来の発光制御装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
１０１、３０１　発振部
１０２ａ、３０２ａ　第１の位相制御部
１０２ｂ、３０２ｂ　第２の位相制御部
１０３ａ、３０３ａ　第１の比較部
１０３ｂ、３０３ｂ　第２の比較部
１０６ａ　第１の駆動部
１０６ｂ　第２の駆動部
１０６ｃ　第３の駆動部
１０７ａ　第１の帰還部
１０７ｂ　第２の帰還部
１０８ａ　第１の冷陰極蛍光管
１０８ｂ　第２の冷陰極蛍光管
１０９ａ　第１の電流検出抵抗
１０９ｂ　第２の電流検出抵抗
１１０ａ　第１の圧電トランス
１１０ｂ　第２の圧電トランス
１１１　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第１のスイッチング手段）
１１２　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第２のスイッチング手段）
１１３　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第３のスイッチング手段）
１１４　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第４のスイッチング手段）
１１５　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第５のスイッチング手段）
１１６　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第６のスイッチング手段）
１１７ａ　第１のコンデンサ
１１７ｂ　第２のコンデンサ
１１８ａ　第１のインダクタ
１１８ｂ　第２のインダクタ
１２０ａ、４２０ａ　第１の共振部
１２０ｂ、４２０ｂ　第２の共振部
２０１ａ　第１の駆動制御部
２０１ｂ　第２の駆動制御部
３００　ディジタル制御部
４００、５００　液晶モニタ
４０８ａおよび４０８ｂ　第１の冷陰極蛍光管群
４０８ｃおよび４０８ｄ　第２の冷陰極蛍光管群
４０９ａ　第１の電流検出部
４０９ｂ　第２の電流検出部
４１０ａ　第１の圧電トランス
４１０ｂ　第２の圧電トランス
【図１】
2004079508.tif 000004
【図２】
2004079508.tif 000005
【図３】
2004079508.tif 000006
【図４】
2004079508.tif 000007
【図５】
2004079508.tif 000008
【図６】
2004079508.tif 000009
【図７】
2004079508.tif 000010
【図８Ａ】
2004079508.tif 000011
【図８Ｂ】
2004079508.tif 000012
【図８Ｃ】
2004079508.tif 000013
【図８Ｄ】
2004079508.tif 000014
【図９】
2004079508.tif 000015
【図１０】
2004079508.tif 000016
【図１１】
2004079508.tif 000017
【図１２】
2004079508.tif 000018
【図１３】
2004079508.tif 000019
【図１４】
2004079508.tif 000020
【図１５】
2004079508.tif 000021
【図１６】
2004079508.tif 000022
【図１７】
2004079508.tif 000023
【図１８】
2004079508.tif 000024
【図１９】
2004079508.tif 000025
【図２０】
2004079508.tif 000026
【図２１】
2004079508.tif 000027
【図２２】
2004079508.tif 000028
【図２３】
2004079508.tif 000029