JP4752610B2 - 放電管点灯回路および光源システム - Google Patents

Description

この発明は液晶ディスプレイなどの光源として用いられる放電管の放電管点灯回路およびそれを備えた光源システムに関し、特に構成を簡素化しつつ、自由度の高い点灯制御を行なう技術に関する。

液晶テレビや液晶モニターなどの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）では、背面から液晶に向けて光を照射する光源（バックライト）を必要とする。このようなバックライトには、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの放電管が用いられることが多い。具体的には、ディスプレイの水平方向に沿って複数の放電管が整列して配置され、点灯回路により各放電管に高周波電力が供給される。

たとえば、特開２００４−３３５４４３号公報（特許文献１）には、１つの昇圧トランスにより二本またはそれ以上の複数の放電管を同時に点灯させることで、昇圧トランスおよび制御回路を大幅に削減してローコスト化を実現するための、多灯点灯の放電管用インバータ回路が開示されている。

さらに近年では、より高度な表示を実現するために、液晶ディスプレイ上の明暗を制御することが要求されている。すなわち、複数の放電管のうち、特定の放電管のみを点灯することや、点灯する放電管を順次切換えていくなどの点灯制御が必要となっている。

そこで、たとえば、特開２００５−５０５９号公報（特許文献２）には、放電管リターン線が無い接続形態の場合に、放電管を流れる電流をほぼ一定に制御するための、放電管点灯用他励式インバータ回路が開示されている。
特開２００４−３３５４４３号公報 特開２００５−５０５９号公報

上述のようなバックライトでは、光源全体の発光強度を均一化するために、各放電管を流れる電流が目標値となるように電流制御が行なわれることがある。このような電流制御を実現するためには、各放電管を流れる電流を検出する必要がある。たとえば、特許文献１に開示される多灯点灯の放電管用インバータ回路においては、各放電管の低圧側が抵抗を介して接地されており、この抵抗に生じる電圧降下量に応じて制御信号が生成され、インバータ回路が制御される。

ところで、近年の液晶ディスプレイの大型化に伴って放電管自体も長尺化している。そのため、特許文献１に開示されるような多灯点灯の放電管用インバータ回路では、制御信号を伝送するためのケーブルも長くならざるを得ず、ノイズなどの影響を受けて制御が不安定化するという問題があった。

また、特許文献２に開示される放電管点灯用他励式インバータ回路では、放電管の高圧側で検出される電圧に基づいて制御が行なわれるため、制御信号がノイズなどの影響を受けるという問題は回避できると思われるが、点灯制御が近接する２本の放電管単位に制限されるという問題があった。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ノイズの影響を回避しつつ、比較的自由度の高い点灯制御を行なえる放電管点灯回路および光源システムを提供することである。

この発明によれば、複数の放電管を点灯させるための放電管点灯回路である。この発明に係る放電管点灯回路は、放電管を点灯させるための交流電力を発生する電源部と、電源部から受けた交流電力を昇圧し、対応の放電管の一端に供給するための複数のトランスと、複数の放電管の他端を互いに短絡するための短絡部とを備える。そして、電源部は、複数の放電管のうち各々少なくとも１つの放電管を含む第１および第２の放電管群について、第１の放電管群に対応の第１のトランス群を介して第１の放電管群に交流電圧を供給するとともに、第２の放電管群に対応の第２のトランス群を介して第２の放電管群に当該交流電圧と逆極性の交流電圧を供給するように構成される。

この発明によれば、第１の放電管群の放電管に交流電圧が供給され、第２の放電管群の放電管にその逆極性の交流電圧が供給される一方、それぞれの放電管の他端は互いに短絡される。これにより、短絡部を介して、第１の放電管群の放電管から第２の放電管群の放電管への電流経路が形成される。そのため、電源部から見ると、第１および第２の放電管群を単一の放電管とみなすことができ、電源部から近接した位置において制御信号を生成できる。同時に、電源部の装置構成に係る制約を除いて、第１および第２の放電管群として選択される放電管についての制約は生じない。

よって、制御信号に対するノイズの影響を回避しつつ、点灯対象とする放電管を比較的高い自由度で選択できる。

好ましくは、電源部は、第１の交流電圧を発生する第１の交流電圧発生部と、第１の交流電圧と逆極性の第２の交流電圧を発生する第２の交流電圧発生部と、第１の交流電圧発生部を第１のトランス群に選択的に接続可能、かつ第２の交流電圧発生部を第２のトランス群に選択的に接続可能に構成された選択部とを含む。

好ましくは、電源部は、交流電圧を発生する交流電圧発生部と、交流電圧発生部を第１および第２のトランス群に選択的に接続可能に構成された選択部とを含み、第１のトランス群は、第２のトランス群によって第２の放電管群に供給される昇圧後の交流電圧に対して逆極性となるように、交流電圧発生部から受けた交流電圧を昇圧する。

好ましくは、第１および第２の放電管群は、互いに同数の放電管を含む。
好ましくは、電源部は、第１および第２の放電管群に供給する交流電圧を断続可能に構成される。

好ましくは、電源部は、第１および第２の放電管群に供給する交流電圧の電圧値を変更可能に構成される。

また、この発明によれば、上述の放電管点灯回路と、複数の放電管とを備える光源システムである。

この発明によれば、ノイズの影響を回避しつつ、比較的自由度の高い点灯制御を行なえる放電管点灯回路および光源システムを実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う放電管点灯回路２を備える光源システム１００の概略構成図である。

図１を参照して、本発明の実施の形態１に従う光源システム１００は、主として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）のバックライトとして用いられるが、この用途に限定されるものでない。そして、光源システム１００は、放電管点灯回路２と、放電管点灯回路２と接続されて発光する放電管部４とからなる。以下の説明においては、一例として８本の放電管から構成される放電管部４について例示する。また、放電管としては、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、外部電極冷陰極管（ＥＥＦＬ：External Electrode Fluorescent Lamp）および希ガス放電管などを用いることが可能であるが、本発明の実施の形態１においては、放電管として冷陰極管を用いる場合について例示する。

放電管点灯回路２は、電源部１０と、トランスＴＲ１〜ＴＲ８と、キャパシタＣ１〜Ｃ８と、電流検出部ＡＤ１〜ＡＤ８と、電圧検出部ＶＤ１〜ＶＤ８と、短絡部６とからなる。また、放電管部４は、放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８からなる。

なお、以下の説明においては、それぞれトランスＴＲ１〜ＴＲ８、キャパシタＣ１〜Ｃ８、電流検出部ＡＤ１〜ＡＤ８、電圧検出部ＶＤ１〜ＶＤ８、および放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８を総称して示す場合には、単に「トランスＴＲ」、「キャパシタＣ」、「電流検出部ＡＤ」、「電圧検出部ＶＤ」、および「放電管ＣＣＦＬ」とも記載する。

トランスＴＲ１〜ＴＲ８は、それぞれ放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８と対応付けて配置され、電源部１０から受けた交流電力を昇圧して、放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８の一端へ供給する。具体的には、トランスＴＲ１〜ＴＲ８は、それぞれその一次側コイルが電源部１０に接続される一方、二次側コイルの一端が放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８と接続されるとともに、二次側コイルの他端が電流検出部ＡＤ１〜ＡＤ８を介して接地電位に接続（接地）される。

電流検出部ＡＤ１〜ＡＤ８は、それぞれトランスＴＲ１〜ＴＲ８と接地電位との間を流れる電流（放電管電流）を検出し、その検出結果を電源部１０へ出力する。

そして、放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８の他端は、いずれも短絡部６に電気的に接続されることで、互いに短絡される。なお、短絡部６は、接地電位に接続されることなく、浮動電位（フローティング）に保たれる。

キャパシタＣ１〜Ｃ８は、それぞれトランスＴＲ１〜ＴＲ８の二次側から放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８までの経路と接地電位との間に接続される。そして、キャパシタＣ１〜Ｃ８は、それぞれトランスＴＲ１〜ＴＲ８のインダクタンス成分と共振することで、放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８に高電圧の交流電圧を供給する。

電圧検出部ＶＤ１〜ＶＤ８は、それぞれキャパシタＣ１〜Ｃ８の両端に生じる電圧、すなわち放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８に供給される電圧を検出し、その検出結果を電源部１０へ出力する。

電源部１０は、放電管を点灯させるための交流電力を発生し、外部の制御装置（図示しない）などからの点灯指令および調光指令に応じて、点灯させる放電管に対応するトランスＴＲ１〜ＴＲ８に当該交流電力を与える。なお、電源部１０は、放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８を点灯させるために、比較的高い周波数（たとえば、数１０ｋＨｚ）の交流電力を発生する。

具体的には、電源部１０は、互いに極性が反対、すなわち互いに逆位相の関係にある正相交流電圧ＡＣ（＋）と逆相交流電圧ＡＣ（−）とを発生する。

図２は、正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）の時間波形の一例を示す図である。図２を参照して、電源部１０は、互いに逆位相の関係にある正相交流電圧ＡＣ（＋）と逆相交流電圧ＡＣ（−）とを発生する。

また、電源部１０は、外部からの点灯指令に応じて、放電管部４を構成する複数の放電管ＣＣＦＬのうち、各々少なくとも１つの放電管ＣＣＦＬを含む第１放電管群（正相供給）と第２放電管群（逆相供給）とを選択する。そして、電源部１０は、第１放電管群に対応するトランスＴＲ（正相給電）（以下、「第１トランス群」とも称す）に正相交流電圧ＡＣ（＋）を供給するとともに、第２放電管群に対応するトランスＴＲ（逆相給電）（以下、「第２トランス群」とも称す）に逆相交流電圧ＡＣ（−）を供給する。

このように、正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）を供給することで、第１放電管群と第２放電管群との間には、正相交流電圧ＡＣ（＋）と逆相交流電圧ＡＣ（−）との電圧差ベクトルに相当する、正相交流電圧ＡＣ（＋）（もしくは逆相交流電圧ＡＣ（−））の２倍の電圧が印加されることになる。そのため、第１放電管群には、短絡部６に対して正相交流電圧ＡＣ（＋）に一致する電圧が印加されると同時に、第２放電管群には、短絡部６に対して逆相交流電圧ＡＣ（−）に一致する電圧が印加される。また、第１トランス群の二次側に生じる放電管電流は、第１放電管群、短絡部６および第２放電管群の順で流れ、第２トランス群の二次側から接地電位を介して、再度第１トランス群に帰路する経路、もしくはその逆の経路で流れる。

上述の説明から明らかなように、第１放電管群および第２放電管群として選択される放電管ＣＣＦＬについては比較的自由に選択できる。すなわち、各々少なくとも１つの放電管ＣＣＦＬを含むように、第１放電管群および第２放電管群を選択することで、放電管電流の経路が形成されるので、２個以上の放電管ＣＣＦＬを点灯対象とする場合には、いずれの組合せであっても実現できる。さらに、制御信号を生成する電流検出部ＡＤおよび電圧検出部ＶＤは、いずれも電源部１０側に存在するので、放電管ＣＣＦＬの長さにかかわらず、ノイズの影響を回避しつつ、その検出結果を電源部１０に伝送することができる。

なお、第１放電管群の放電管電流の合計は、第２放電管群の放電管電流の合計と一致するので、光源全体の発光強度を均一化するためには、第１放電管群および第２放電管群は、互いに同数の放電管ＣＣＦＬを含むように選択することが望ましい。

以下、電源部１０の構成についてより詳細に説明する。
図３は、この発明の実施の形態１に従う光源システム１００の要部を示す図である。

図３を参照して、電源部１０は、一例として、それぞれ正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）を発生する２つのハーフブリッジ回路を含んで構成される。すなわち、電源部１０は、正相駆動部１２と、トランジスタＱ１，Ｑ２と、キャパシタＣ２０，Ｃ２２とからなる正相交流電圧発生部、および逆相駆動部１４と、トランジスタＱ３，Ｑ４と、キャパシタＣ２０，Ｃ２２とからなる逆相交流電圧発生部を含む。キャパシタＣ２０，Ｃ２２は、正相交流電圧発生部および逆相交流電圧発生部に共通して使用される。

正相交流電圧発生部についてみると、トランジスタＱ１，Ｑ２は、電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間で直列に接続され、正相駆動部１２は、発振部（図示しない）から基準発振信号ＯＳＣを受け、トランジスタＱ１，Ｑ２をそれぞれ所定の周期でオン・オフする。

また、電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列接続されたキャパシタＣ２０とキャパシタＣ２２とは、互いにその静電容量が同一であり、それらの連結点には、電源電圧Ｖｃｃの１／２の電圧に維持される。

ここで、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との連結点には、トランジスタＱ１がオンされると電源電圧Ｖｃｃが生じる一方、トランジスタＱ２がオンされると接地電位が生じる。そのため、キャパシタＣ２０とキャパシタＣ２２との連結点（Ｖｃｃ／２）から見ると、トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフに伴って、＋Ｖｃｃ／２および−Ｖｃｃ／２の電圧が交互に生じることになる。したがって、正相駆動部１２が所定のタイミングでトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフを制御することで、任意の交流電圧を発生できる。

一方、逆相交流電圧発生部についても上述の正相交流電圧発生部における動作と同様であるが、逆相駆動部１４は、正相駆動部１２と共通の基準発振信号ＯＳＣを受けて、正相交流電圧ＡＣ（＋）に対して逆極性、すなわち逆位相となるように、トランジスタＱ３，Ｑ４をオン・オフ制御する。そのため、逆相交流電圧発生部は、正相交流電圧ＡＣ（＋）に対して逆位相の逆相交流電圧ＡＣ（−）を発生する。

電源部１０は、スイッチ部ＳＷ１〜ＳＷ８をさらに含む。スイッチ部ＳＷ１〜ＳＷ８は、点灯指令（図１）に基づく選択指令ＳＥＬ１〜ＳＥＬ８に応じて、正相交流電圧発生部または逆相交流電圧発生部を選択的にトランスＴＲ１〜ＴＲ８に接続可能に構成される。

たとえば、スイッチ部ＳＷ１は、正相交流電圧ＡＣ（＋）が印加されるポートＡ１、逆相交流電圧ＡＣ（−）が印加されるポートＢ１、およびいずれの電圧も印加されない（浮動電圧の）ポートＣ１とを含み、選択指令ＳＥＬ１に応じて、トランスＴＲ１の一次側の一端をいずれかのポートと電気的に接続する。一方、トランスＴＲ１の一次側の他端は、キャパシタＣ２０とキャパシタＣ２２との連結点と電気的に接続されるので、トランスＴＲ１の一次側には、選択指令ＳＥＬ１に応じて、正相交流電圧ＡＣ（＋）、逆相交流電圧ＡＣ（−）および浮動電圧のいずれか１つが印加されることになる。

以下、スイッチ部ＳＷ２〜ＳＷ８の各々についてもスイッチ部ＳＷ１と同様である。なお、以下の説明においては、それぞれスイッチ部ＳＷ１〜ＳＷ８、ポートＡ１〜Ａ８、ポートＢ１〜Ｂ８、ポートＣ１〜Ｃ８、および選択指令ＳＥＬ１〜ＳＥＬ８を総称して示す場合には、単に「スイッチ部ＳＷ」、「ポートＡ」、「ポートＢ」、「ポートＣ」、「選択指令ＳＥＬ」とも記載する。

上述のように、電源部１０は、点灯指令（図１）に応じて、第１トランス群に含まれるトランスＴＲに接続される少なくとも１つのスイッチ部ＳＷに対して、ポートＡを選択して、正相交流電圧ＡＣ（＋）を印加するように選択指令ＳＥＬを与える一方、第２トランス群に含まれるトランスＴＲに接続される少なくとも１つのスイッチ部ＳＷに対して、ポートＢを選択して、逆相交流電圧ＡＣ（−）を印加するように選択指令ＳＥＬを与える。なお、点灯させない（消灯状態の）放電管ＣＣＦＬについては、ポートＣを選択して浮動電圧に維持する。

また、電源部１０は、放電管ＣＣＦＬに供給する正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を断続可能に構成される。すなわち、選択指令ＳＥＬを周期的に変更して、スイッチ部ＳＷにポートＡとポートＣ、もしくはポートＢとポートＣを所定周期で切換えさせることにより、放電管ＣＣＦＬに供給する正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を断続する。このように、放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧の断続サイクルを調整することにより、調光を実現できる。

さらに、正相交流電圧発生部および逆相交流電圧発生部は、電圧制限指令ＲＥＧに応じて、正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）の電圧値を変更可能に構成される。すなわち、正相駆動部１２および逆相駆動部１４は、電圧制限指令ＲＥＧに応じて、スイッチングのデューティー比を変化させて、正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）の電圧実効値を変更する。このように、放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧の電圧値を調整することによっても、調光を実現できる。

以下、放電管ＣＣＦＬの点灯制御について例示する。
図４は、すべての放電管ＣＣＦＬ（８本）を点灯させる場合の一例を示す図である。

図４（ａ）を参照して、たとえば、第１放電管群（正相供給）として放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ４の４本を選択し、第２放電管群（逆相供給）として放電管ＣＣＦＬ５〜ＣＣＦＬ８の４本を選択する。そして、それぞれ対応のトランスＴＲに正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を印加することで、放電管ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８のすべてを点灯できる。

また、図４（ｂ）を参照して、たとえば、第１放電管群（正相供給）として奇数番目の放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７の４本を選択し、第２放電管群（逆相供給）として偶数番目のＣＣＦＬ２，ＣＣＦＬ４，ＣＣＦＬ６，ＣＣＦＬ８の４本を選択することもできる。

このように、全灯（８本）を点灯させる場合には、互いに同数（４本）の放電管を含むように第１放電管群および第２放電管群を任意に選択すればよい。

図５は、放電管ＣＣＦＬのうち任意の４本を点灯させる場合の一例を示す図である。
図５（ａ）を参照して、たとえば、第１放電管群（正相供給）として放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３の２本を選択し、第２放電管群（逆相供給）として放電管ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７の２本を選択する。そして、それぞれ対応のトランスＴＲに正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を印加することで、奇数番目の４本の放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７を点灯できる。

また、図５（ｂ）を参照して、たとえば、第１放電管群（正相供給）として放電管ＣＣＦＬ２，ＣＣＦＬ４の２本を選択し、第２放電管群（逆相供給）として放電管ＣＣＦＬ６，ＣＣＦＬ８の２本を選択する。そして、それぞれ対応のトランスＴＲに正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を印加することで、偶数番目の４本の放電管ＣＣＦＬ２，ＣＣＦＬ４，ＣＣＦＬ６，ＣＣＦＬ８を点灯できる。

さらに、図５（ａ）と図５（ｂ）との点灯状態を交互に切換えることで、光源システム１００全体としての発光量をその最大発光量の半分に調光することもできる。

図６は、放電管ＣＣＦＬのうち任意の２本を点灯させる場合の一例を示す図である。
点灯対象とする放電管ＣＣＦＬは、任意の２本を選択可能であるが、図６（ａ）に示すように、たとえば、第１放電管群（正相供給）として放電管ＣＣＦＬ１を選択し、第２放電管群（逆相供給）として放電管ＣＣＦＬ８を選択する。そして、それぞれ対応のトランスＴＲに正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を印加することで、最外縁側の放電管ＣＣＦＬ１およびＣＣＦＬ８を点灯できる。

また、図６（ｂ）を参照して、たとえば、第１放電管群（正相供給）として放電管ＣＣＦＬ４を選択し、第２放電管群（逆相供給）として放電管ＣＣＦＬ５を選択する。そして、それぞれ対応のトランスＴＲに正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）を印加することで、中心部で隣接する放電管ＣＣＦＬ４およびＣＣＦＬ５を点灯できる。

図７は、放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧を断続することによる調光を説明するための図である。

図７（ａ）は、交流電圧の接続期間を示す。
図７（ｂ）は、交流電圧の遮断期間を示す。

図７（ａ）を参照して、交流電圧の接続期間においては、上述の図５（ａ）と同様に、正相交流電圧ＡＣ（＋）が放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３に供給されるとともに、逆相交流電圧ＡＣ（−）が放電管ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７に供給される。そのため、奇数番目の４本の放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７が点灯する。

図７（ｂ）を参照して、交流電圧の遮断期間においては、いずれの放電管ＣＣＦＬに対しても正相交流電圧ＡＣ（＋）または逆相交流電圧ＡＣ（−）の供給が遮断される。そのため、いずれの放電管ＣＣＦＬも点灯しない。

電源部１０（図３）は、上述の図７（ａ）および図７（ｂ）に示される点灯状態を所定の断続サイクルで繰返すことにより、光源システム１００全体としての発光量を調光できる。すなわち、光源システム１００全体としては、図７（ａ）となる期間の時間比率に比例した発光量を生じることになる。

図８は、放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧の電圧値を変更することによる調光を説明するための図である。

図８（ａ）は、最大電圧値（１００％）の交流電圧を供給する場合を示す。
図８（ｂ）は、最大電圧値の半分（５０％）の交流電圧を供給する場合を示す。

図８（ａ）を参照して、上述の図５（ａ）と同様に、正相交流電圧ＡＣ（＋）が放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３に供給されるとともに、逆相交流電圧ＡＣ（−）が放電管ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７に供給される。そして、電源部１０は、正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）の電圧値を最大電圧値（１００％）に設定する。なお、本発明の実施の形態１においては、最大電圧値とは、交流電圧の波高値（ピーク値）が電源電圧Ｖｃｃ（図３）の１／２となる場合である。

この場合においては、各放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７は、システム上における最大の発光量を発生する。

図８（ｂ）を参照して、電源部１０が正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）の電圧値を最大電圧値の半分（５０％）に設定すると、各放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７は、図８（ａ）に比較して１／２に減光した発光量を発生する。なお、正相駆動部１２および逆相駆動部１４がそれぞれトランジスタＱ１，Ｑ２およびＱ３，Ｑ４に対するデューティー比を調整することで、正相交流電圧ＡＣ（＋）および逆相交流電圧ＡＣ（−）の電圧値が低減される。

この発明の実施の形態１によれば、第１放電管群として選択された放電管に正相交流電圧が供給され、第２放電管群として選択された放電管に逆相交流電圧が供給される一方、それぞれの放電管の他端は互いに短絡される。これにより、短絡部を介して、第１放電管群の放電管から第２放電管群の放電管への電流経路が形成される。そのため、電源部から見ると、第１放電管群の放電管と第２放電管群の放電管とを単一の放電管とみなすことができ、電源部から近接した位置に配置された電流検出部および電圧検出部によって制御信号を生成できる。同時に、第１放電管群および第２放電管群として任意の放電管を選択できる。

よって、制御信号に対するノイズの影響を回避しつつ、点灯対象とする放電管を任意に選択して比較的自由度の高い点灯制御を行なえる放電管点灯回路および光電システムを実現できる。

［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、電源部が２つの交流電圧発生部（正相交流電圧発生部および逆相交流電圧発生部）を含む構成について説明した。一方、実施の形態２においては、１つの交流電圧発生部からなる電源部を用いる構成について説明する。

本発明の実施の形態２に従う光源システムの概略構成図は、図１と同様であるので詳細な説明は繰返さない。

図９は、この発明の実施の形態２に従う光源システムの要部を示す図である。
図９を参照して、この発明の実施の形態２に従う電源部１０＃は、一例として、交流電圧ＡＣを発生する１つのハーフブリッジ回路を含んで構成される。すなわち、電源部１０＃は、駆動部１６と、トランジスタＱ５，Ｑ６と、キャパシタＣ２０，Ｃ２２とからなる交流電圧発生部を含む。

トランジスタＱ５，Ｑ６は、電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間で直列に接続され、駆動部１６は、発振部（図示しない）から受ける基準発振信号に基づいて、トランジスタＱ５，Ｑ６を所定の周期でオン・オフする。

また、電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列接続されたキャパシタＣ２０とキャパシタＣ２２とは、互いにその静電容量が同一であり、それらの連結点には、電源電圧Ｖｃｃの１／２の電圧に維持される。

ここで、トランジスタＱ５とトランジスタＱ６との連結点には、トランジスタＱ５がオンされると電源電圧Ｖｃｃが生じる一方、トランジスタＱ６がオンされると接地電位が生じる。そのため、キャパシタＣ２０とキャパシタＣ２２との連結点（Ｖｃｃ／２）から見ると、トランジスタＱ５，Ｑ６のオン・オフに伴って、＋Ｖｃｃ／２および−Ｖｃｃ／２の電圧が交互に生じることになる。したがって、駆動部１６が所定のタイミングでトランジスタＱ５，Ｑ６のオン・オフを制御することで、任意の交流電圧を発生できる。

電源部１０＃は、スイッチ部ＳＷ１＃〜ＳＷ８＃をさらに含む。スイッチ部ＳＷ１＃〜ＳＷ８＃は、点灯指令（図１）に基づく選択指令ＳＥＬ１＃〜ＳＥＬ８＃に応じて、交流電圧発生部をトランスＴＲ１〜ＴＲ８に選択的に接続可能に構成される。

たとえば、スイッチ部ＳＷ１＃は、交流電圧ＡＣが印加されるポートと、トランスＴＲ１の一次側の一端とを電気的に接続または遮断する。一方、トランスＴＲ１の一次側の他端は、キャパシタＣ２０とキャパシタＣ２２との連結点と電気的に接続されるので、トランスＴＲ１の一次側には、選択指令ＳＥＬ１＃に応じて、交流電圧ＡＣまたは浮動電圧が印加されることになる。

以下、スイッチ部ＳＷ２＃〜ＳＷ８＃の各々についてもスイッチ部ＳＷ１＃と同様である。なお、以下の説明においては、それぞれスイッチ部ＳＷ１＃〜ＳＷ８＃および選択指令ＳＥＬ１＃〜ＳＥＬ８＃を総称して示す場合には、単に「スイッチ部ＳＷ＃」および「選択指令ＳＥＬ＃」とも記載する。

さらに、この発明の実施の形態２に従う電源システムでは、奇数番目のトランスＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７における巻線の極性が、偶数番目のトランスＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８における巻線の極性とは逆極性となるように、構成される。すなわち、奇数番目のトランスＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７は、それぞれ交流電圧発生部から受けた交流電圧ＡＣをそのままの極性で昇圧して対応の放電管ＣＣＦＬに供給する一方、偶数番目のトランスＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８は、それぞれ交流電圧発生部から受けた交流電圧ＡＣを極性を反転させて昇圧し、対応の放電管ＣＣＦＬに供給する。

そのため、奇数番目の放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７に供給される交流電圧は、偶数番目の放電管ＣＣＦＬ２，ＣＣＦＬ４，ＣＣＦＬ６，ＣＣＦＬ８に供給される交流電圧と互いに極性が反対、すなわち互いに逆位相の関係となる。

したがって、この発明の実施の形態２においては、第１放電管群（正相供給）として、奇数番目の放電管ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ３，ＣＣＦＬ５，ＣＣＦＬ７から少なくとも１つの放電管が選択され、第２放電管群（逆相供給）として、偶数番目の放電管ＣＣＦＬ２，ＣＣＦＬ４，ＣＣＦＬ６，ＣＣＦＬ８から少なくとも１つの放電管が選択される。

このように、第１放電管群に対して交流電圧ＡＣと同位相の交流電圧を供給し、第２放電管群に対して交流電圧ＡＣと逆位相の交流電圧を供給することで、第１放電管群と第２放電管群との間には、交流電圧ＡＣの２倍の電圧が印加されることになる。そのため、第１放電管群および第２放電管群には、それぞれ短絡部６に対して交流電圧ＡＣに一致する電圧が印加される。第１放電管群および第２放電管群の間に生じる放電管電流については、上述したこの発明の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

さらに、電源部１０＃は、上述したこの発明の実施の形態１に係る電源部１０と同様に、放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧ＡＣを断続可能に構成される。そして、電源部１０＃は、供給する交流電圧の断続サイクル、すなわち放電管ＣＣＦＬの点灯サイクルを調整することにより、放電管ＣＣＦＬの調光を実現する。

また、電源部１０＃は、交流電圧ＡＣの電圧値を変更可能に構成される。そして、電源部１０＃は、放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧の電圧値を調整することによっても、調光を実現する。

以下、上述したこの発明の実施の形態１に係る電源部１０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

また、第１放電管群および第２放電管群として選択可能な放電管が制限される点を除いては、上述したこの発明の実施の形態１に従う光源システム１００と同様の点灯制御が実現可能である。すなわち、上述の図４〜図８に示すような点灯制御を実現することが可能である。なお、その詳細については、この発明の実施の形態１と同様であるため繰返さない。

この発明の実施の形態２によれば、第１放電管群として選択された放電管に正相交流電圧が供給され、第２放電管群として選択された放電管に逆相交流電圧が供給される一方、それぞれの放電管の他端は互いに短絡される。これにより、短絡部を介して、第１放電管群の放電管から第２放電管群の放電管への電流経路が形成される。そのため、電源部から見ると、第１放電管群の放電管と第２放電管群の放電管とを単一の放電管とみなすことができ、電源部から近接した位置に配置された電流検出部および電圧検出部によって制御信号を生成できる。同時に、トランスの接続方向に応じて予め決定される候補の中から、第１放電管群および第２放電管群として任意の放電管を選択できる。

よって、制御信号に対するノイズの影響を回避しつつ、点灯対象とする放電管を任意に選択して比較的自由度の高い点灯制御を行なえる放電管点灯回路および光電システムを実現できる。また、１つの交流電圧発生部で電源部を構成できるので、より簡素化された放電管点灯回路および光電システムを実現できる。

なお、上述のこの発明の実施の形態１および２においては、８本の放電管ＣＣＦＬから構成される光源システムについて例示したが、放電管ＣＣＦＬが８本に限定されないことは言うまでもない。本発明は、少なくとも複数（２本以上）の放電管ＣＣＦＬを含む光源システムであれば本数に関係なく適用可能である。さらに、上述した光源システムを複数セット含むように光源装置を構成することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に従う放電管点灯回路を備える光源システム１００の概略構成図である。 正相交流電圧および逆相交流電圧の時間波形の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に従う光源システムの要部を示す図である。 すべての放電管ＣＣＦＬ（８本）を点灯させる場合の一例を示す図である。 放電管ＣＣＦＬのうち任意の４本を点灯させる場合の一例を示す図である。 放電管ＣＣＦＬのうち任意の２本を点灯させる場合の一例を示す図である。 放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧を断続することによる調光を説明するための図である。 放電管ＣＣＦＬに供給する交流電圧の電圧値を変更することによる調光を説明するための図である。 この発明の実施の形態２に従う光源システムの要部を示す図である。

符号の説明

２ 放電管点灯回路、４ 放電管部、６ 短絡部、１０，１０＃ 電源部、１２ 正相駆動部、１４ 逆相駆動部、１６ 駆動部、１００ 光源システム、ＡＤ１〜ＡＤ８ 電流検出部、Ｃ１〜Ｃ８，Ｃ２０，Ｃ２２ キャパシタ、ＣＣＦＬ１〜ＣＣＦＬ８ 放電管、ＯＳＣ 基準発振信号、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６ トランジスタ、ＲＥＧ 電圧制限指令、ＳＥＬ１〜ＳＥＬ８，ＳＥＬ１＃〜ＳＥＬ８＃ 選択指令、ＳＷ１〜ＳＷ８，ＳＷ１＃〜ＳＷ８＃ スイッチ部、ＴＲ１〜ＴＲ８ トランス、Ｖｃｃ 電源電圧、ＶＤ１〜ＶＤ８ 電圧検出部。

Claims (6)

1. 複数の放電管を点灯させるための放電管点灯回路であって、
   前記放電管を点灯させるための交流電力を発生する電源部と、
   前記電源部から受けた前記交流電力を昇圧し、対応の前記放電管の一端に供給するための複数のトランスと、
   前記複数の放電管の他端を互いに短絡するための短絡部とを備え、
   前記電源部は、前記複数の放電管のうち各々少なくとも１つの放電管を含む第１および第２の放電管群について、前記第１の放電管群に対応の第１のトランス群を介して前記第１の放電管群に交流電圧を供給するとともに、前記第２の放電管群に対応の第２のトランス群を介して前記第２の放電管群に当該交流電圧と逆極性の交流電圧を供給するように構成され、
   前記電源部は、
   第１の交流電圧を発生する第１の交流電圧発生部と、
   前記第１の交流電圧と逆極性の第２の交流電圧を発生する第２の交流電圧発生部と、
   前記第１の交流電圧発生部を前記第１のトランス群に選択的に接続可能、かつ前記第２の交流電圧発生部を前記第２のトランス群に選択的に接続可能に構成された選択部とを含む、放電管点灯回路。
2. 複数の放電管を点灯させるための放電管点灯回路であって、
   前記放電管を点灯させるための交流電力を発生する電源部と、
   前記電源部から受けた前記交流電力を昇圧し、対応の前記放電管の一端に供給するための複数のトランスと、
   前記複数の放電管の他端を互いに短絡するための短絡部とを備え、
   前記電源部は、前記複数の放電管のうち各々少なくとも１つの放電管を含む第１および第２の放電管群について、前記第１の放電管群に対応の第１のトランス群を介して前記第１の放電管群に交流電圧を供給するとともに、前記第２の放電管群に対応の第２のトランス群を介して前記第２の放電管群に当該交流電圧と逆極性の交流電圧を供給するように構成され、
   前記電源部は、
   交流電圧を発生する交流電圧発生部と、
   前記交流電圧発生部を前記第１および第２のトランス群に選択的に接続可能に構成された選択部とを含み、
   前記第１のトランス群は、前記第２のトランス群によって前記第２の放電管群に供給される昇圧後の交流電圧に対して逆極性となるように、前記交流電圧発生部から受けた前記交流電圧を昇圧する、放電管点灯回路。
3. 前記第１および第２の放電管群は、互いに同数の前記放電管を含む、請求項１または２に記載の放電管点灯回路。
4. 前記電源部は、前記第１および第２の放電管群に供給する交流電圧を断続可能に構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電管点灯回路。
5. 前記電源部は、前記第１および第２の放電管群に供給する交流電圧の電圧値を変更可能に構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の放電管点灯回路。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の放電管点灯回路と、
   前記複数の放電管とを備える、光源システム。

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