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JP2008153384A - トランスおよびバックライト装置並びに表示装置 - Google Patents

トランスおよびバックライト装置並びに表示装置 Download PDF

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JP2008153384A JP2006338912A JP2006338912A JP2008153384A JP 2008153384 A JP2008153384 A JP 2008153384A JP 2006338912 A JP2006338912 A JP 2006338912A JP 2006338912 A JP2006338912 A JP 2006338912A JP 2008153384 A JP2008153384 A JP 2008153384A
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Abstract

【課題】複数の陰極管を均一な明るさで発光させつつ、コストダウンおよび小型化を図る上で有利なトランスおよびバックライト装置並びに表示装置を提供する。
【解決手段】11次巻線巻回部15と2つの2次巻線巻回部17との間のギャップGを第1の所定値G0以上の寸法でそれぞれ形成し、各ギャップG0により第1の1次巻線14Aと第1、第2の2次巻線16A、16Bとの間の結合係数Kをそれぞれ第2の所定値K0以下とすることにより、各2次巻線16A〜16Dに接続された第1乃至第8陰極管L1〜L8のそれぞれの電流の変動の影響が他の陰極管Lに与える影響を抑制するようにした。
【選択図】図2

Description

本発明はトランスおよびバックライト装置並びに表示装置に関する。
透過型の液晶パネルをバックライト装置を用いて照明する表示装置が提供されている。
前記バックライト装置は、冷陰極管と、冷陰極管に1kV以上の高周波電圧を供給する駆動回路(インバータ回路)を備えている。
多くの場合、前記駆動回路は、直流電圧から高圧の高周波電圧を生成するためのトランス(インバータトランス)を含んでいる。
従来、駆動回路は、1つの冷陰極管に1つのトランスを設ける構成が主流であったが、省電力化を図るために1個のトランスで多数の冷陰極管を駆動するようにした構成が採用されるようになってきている。
ところで、複数の冷陰極管の明るさを均一に保持するためには、各冷陰極管の管電流を均一にする必要がある。そのため、トランスと各冷陰極管との間に、管電流のばらつきを抑制するためのバランストランス、あるいは、バランスコンデンサを設けた駆動回路が提供されている(特許文献1参照)。
特開2006−140055号公報
しかしながら、このようなバランストランスやバランスコンデンサは、例えば冷陰極管と同じ数だけ設けなくてはならないため、部品コストがかさむだけでなく、部品の配置スペースを確保しなくてはならず小型化を図る上でも不利となっている。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、バランストランスやバランスコンデンサを用いることなく複数の陰極管を均一な明るさで発光させつつ、コストダウンおよび小型化を図る上で有利なトランスおよびバックライト装置並びに表示装置を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明は、軸心上に1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と前記1次巻線巻回部の両側にそれぞれ前記軸心方向に沿ったギャップを介在させて2次巻線がそれぞれ巻回されて構成された2次巻線巻回部とを備えたトランスであって、前記各ギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、前記各ギャップにより前記1次巻線と前記2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下としたことを特徴とする。
また本発明は、第1の高周波電圧を発生する高周波電圧生成部と、前記高周波電圧生成部から供給される前記第1の高周波電圧から該第1の高周波電圧よりも高い電圧の第2の高周波電圧を生成するトランスと、前記第2の高周波電圧が供給されることで発光する複数の陰極管とを備えるバックライト装置であって、前記トランスは、軸心上に1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と前記1次巻線巻回部の両側にそれぞれ前記軸心方向に沿ったギャップを介在させて2次巻線がそれぞれ巻回されて構成された2次巻線巻回部とを備え、前記各ギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、前記各ギャップにより前記1次巻線と前記2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下とし、前記1次巻線に前記第1の高周波電圧が供給され、前記2次巻線は前記第2の高周波電圧を前記複数の陰極管に供給することを特徴とする。
また本発明は、画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルを照明するバックライト装置とを備える表示装置であって、前記バックライト装置は、第1の高周波電圧を発生する高周波電圧生成部と、前記高周波電圧生成部から供給される前記第1の高周波電圧から該第1の高周波電圧よりも高い電圧の第2の高周波電圧を生成するトランスと、前記第2の高周波電圧が供給されることで発光する複数の陰極管とを備え、前記トランスは、軸心上に1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と前記1次巻線巻回部の両側にそれぞれ前記軸心方向に沿ったギャップを介在させて2次巻線がそれぞれ巻回されて構成された2次巻線巻回部とを備え、前記各ギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、前記各ギャップにより前記1次巻線と前記2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下とし、前記1次巻線に前記第1の高周波電圧が供給され、前記2次巻線は前記第2の高周波電圧を前記複数の陰極管に供給することを特徴とする。
本発明によれば、1次巻線巻回部と2つの2次巻線巻回部との間のギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、各ギャップにより1次巻線と2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下とすることにより、各2次巻線に接続された陰極管の電流の変動の影響が他の陰極管に与える影響を抑制することができる。
したがって、従来のようにバランストランスやバランスコンデンサを用いることなく複数の陰極管を均一な明るさで発光させることができ、コストダウンおよび小型化を図る上で有利となる。
(第1の実施の形態)
次に本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本実施の形態のトランス10の構成を示す分解図、図2はトランス10の要部の構成を示す分解図、図3(A)は図1のA矢視図、(B)は図1のB矢視図、図4は図1のYY線断面図、図5は図4のA矢視図、図6は図4のBB線断面図、図7は図4のCC線断面図、図8は図1のAA線から見たトランス10の断面図である。
図1に示すように、トランス10はケース20を有し、ケース20には、ボビン12が組み込まれている。
本実施の形態では、ボビン12として第1、第2の2つのボビン12A、12Bが用いられている。
第1、第2のボビン12A、12Bは絶縁性を有する合成樹脂材料で形成され、このような合成樹脂材料として、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)が採用可能である。
各ボビン12A、12Bは、軸心上でそれぞれ1次巻線14が巻回されて構成された1次巻線巻回部15と、2つの2次巻線16がそれぞれ巻回されて構成された2つの2次巻線巻回部17を含んで構成されている。
詳細に説明すると、第1のボビン12Aは、第1の1次巻線14Aが巻回されて構成された第1の1次巻線巻回部15Aと、第1、第2の2次巻線16A、16Bが巻回されて構成された第1、第2の2次巻線巻回部17A、17Bとを含んでいる。第1、第2の2次巻線16A、16Bは、第1の1次巻線14Aと同軸上で1次巻線14Aの両側に巻回されている。
第2のボビン12Bは、第2の1次巻線14Bが巻回されて構成された第2の1次巻線巻回部15Bと、第3、第4の2次巻線16C、16Dが巻回されて構成された第3、第4の2次巻線巻回部17C、17Dとを含んでいる。第3、第4の2次巻線16C、16Dは、第2の1次巻線14Bと同軸上で1次巻線14Bの両側に巻回されている。
そして、それら巻線が巻回された2つのボビン12A、12Bがケース20に収容されるともに、2つの鉄心18A、18Bがケース20の外部から巻線の軸心方向に沿って各ボビン12A、12Bに挿通される。すなわち、第1、第2の1次巻線巻回部15A、15Bおよび第1乃至第4の2次巻線巻回部17A、17B、17C、17Dに、それらの軸心方向から2つの鉄心18A、18Bが挿入される。
そして、ケース20内で2つのボビン12A、12Bが封止材で封止されることでトランス10が構成されている。
詳細に説明すると、図2に示すように、第1、第2のボビン12A、12Bは、共に同一の形状であり、それぞれ断面が矩形枠状の第1乃至第3の3つの筒部22A、22B、22Cと、板状の第1乃至第4の4つの板部24A、24B、24C、24Dとを含んで構成されている。
第1板部24Aは第1筒部22Aに連結されている。
第2板部24Bは第1筒部22Aと第2筒部22Bとを連結している。
第3板部24Cは第2筒部22Bと第3筒部22Cとを連結している。
第4板部24Dは第3筒部22Cに連結されている。
そして、第1乃至第3筒部22A、22B、22Cは、第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dにより同一軸心を延在するように連結されている。
第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dは、図3および図8に示すように、第1乃至第3筒部22A、22B、22Cに接する箇所に設けられている。
第1乃至第3筒部22A、22B、22Cには、巻線の位置および軸心方向における巻線の幅を決定するための複数のフランジ19がそれら筒部22A、22B、22Cの軸心方向に間隔をおいて設けられている。
第4板部24Dは、第1乃至第3筒部22A、22B、22Cよりも大きな寸法の長さで形成されている。
そして、第2筒部22Bは1次巻線巻回用筒部26とされ、第1、第3筒部22A、22Cは2次巻線巻回用筒部28、30とされる。
第1のボビン12Aでは、1次巻線巻回用筒部26に第1の1次巻線14Aが巻回されて第1の1次巻線巻回部15Aが構成され、2つの2次巻線巻回用筒部28、30のうちの一方の2次巻線巻回用筒部28に第1の2次巻線16Aが巻回されて第1の2次巻線巻回部17Aが構成され、他方の2次巻線巻回用筒部30に第2の2次巻線16Bが巻回されて第2の2次巻線巻回部17Bが構成されている。
第1のボビン12Aでは、第4板部24Dの端部の両側には第1の1次巻線14Aの両端がそれぞれ接続される端子w1、w2が設けられている。
また、第1のボビン12Aでは、第1板部24Aの端部と第2板部24Bの端部に、第1の2次巻線16Aの両端がそれぞれ接続される端子v1、v2が設けられている。
また、第1のボビン12Aでは、第3板部24Cの端部と第4板部24Dの端部に、第2の2次巻線16Bの両端がそれぞれ接続される端子v3、v4が設けられている。
第2のボビン12Bでは、1次巻線巻回用筒部26に第2の1次巻線14Bが巻回されて第2の1次巻線巻回部15Bが構成され、2つの2次巻線巻回用筒部28、30のうちの一方の2次巻線巻回用筒部28に第3の2次巻線16Cが巻回されて第3の2次巻線巻回部17Cが構成され、他方の2次巻線巻回用筒部30に第4の2次巻線16Dが巻回されて第4の2次巻線巻回部17Dが構成されている。
第2のボビン12Bでは、筒部22と離れた板部24の端部に、第2の1次巻線14Bの両端がそれぞれ接続される端子w3、w4が軸心を挟んで設けられている。
また、第2のボビン12Bでは、1次巻線巻回用筒部26と離れた筒部22の端部の2箇所に、第3の2次巻線16Cの両端がそれぞれ接続される端子v5、v6が設けられている。
また、第2のボビン12Bでは、第4の2次巻線16Dが巻回される2次巻線巻回用筒部30の長手方向の両端に、第4の2次巻線16Dの両端がそれぞれ接続される端子v7、v8が設けられている。
なお、各巻線は各巻線巻回用筒部に巻回された後、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの絶縁ワニスが含浸、充填され硬化される。
本実施の形態では、トランス10は、第1の1次巻線14Aと、第1、第2の2次巻線16A、16Bからなる第1のトランス10Aと、第2の1次巻線14Bと、第3、第4の2次巻線16C、16Dからなる第2のトランス10Bとの2つのトランスで構成され、第1、第2の2次巻線14A、14Bが直接接続されたものである。言い換えると、第1、第2のトランス10A、10Bが本発明のトランスに相当している。
第1のボビン12Aでは、第1の1次巻線巻回部15Aと第1の2次巻線巻回部17Aとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。また、第1の1次巻線巻回部15Aと第2の2次巻線巻回部17Bとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。それらギャップGは等しい値で形成されている。
また、第2のボビン12Bでは、第2の1次巻線巻回部15Bと第3の2次巻線巻回部17Cとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。また、第2の1次巻線巻回部15Bと第4の2次巻線巻回部17Dとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。それらギャップGは等しい値で形成されている。
本実施の形態では、第1のボビン12AのギャップGと、第2のボビン12BのギャップGとは全て等しい値で形成されている。
図2に示すように、ケース12は、平面視長方形状の底板32と、底板32の四辺から起立された側壁34とを備えている。
本実施の形態では、ケース12は絶縁性を有する合成樹脂材料で形成され、このような合成樹脂材料として、例えば変成PPOが採用可能である。
底板32の長手方向の中間箇所にボビン収容用の凹部36が長手方向と直交する方向に間隔をおいて2つ設けられている。
2つの凹部36が設けられることで底板32には、凹部36の延在方向の一端に位置する第1板部3202と、凹部36の延在方向の他端に位置する第2板部3204と、両側の側壁34と2つの凹部36との間に設けられた第3乃至第5板部3206、3208、3210とが形成される。
図4、図5に示すように、凹部36の延在方向の両端に位置する壁部3212には、鉄心を挿通するための開口3214が形成されている。
図1に示すように、鉄心18A、18BはいわゆるE型を呈し、本実施の形態では、フェライトで構成されている。
鉄心18A、18Bは、それぞれ第4板部3208の下方に配置される中央磁脚部1802と、開口3214から凹部36内の第1乃至第3筒部22A、22B、22Cに挿入される外側磁脚部1804とを有している。
中央磁脚部1802は、凹部36の長手方向の両端で隣合う凹部36の間から第4板部3208に沿って挿入された状態で互いにそれらの先端が当接する寸法で形成されている。
外側磁脚部1804は、凹部36の長手方向両端の開口3214から凹部36内に挿入された状態で互いにそれらの先端が当接する寸法で形成されている。
図2に示すように、第1のボビン12Aは、第1の1次巻線巻回部15Aと、第1の2次巻線巻回部17Aと、第2の2次巻線巻回部17Bとが、それぞれ凹部36に収容される。
第2のボビン12Bは、第2の1次巻線巻回部15Bと、第3の2次巻線巻回部17Cと、第4の2次巻線巻回部17Dとが、それぞれ凹部36に収容される。
また、第1のボビン12Aでは、端子v1は第1板部3202に載置され、端子v2、v3は第4板部3208に載置され、端子v4、w1、w2は第2板部3204に載置されて配置される。
また、第2のボビン12Bでは、端子v5は第1板部3202に載置され、端子v6、v7は第3板部3206に載置され、端子v8、w3、w4は第2板部3204に載置されて配置される。
次に各凹部36の長手方向の両端から開口3214および第4板部3208の下面を通り巻線の軸心方向に沿って各鉄心18A、18Bが挿通され、2つの鉄心18A、18Bの中央磁脚部1802、外側磁脚部1804の先端をコアスペーサ、シリコーン熱硬化性接着剤等を挟んで当接することにより、それら中央磁脚部1802、外側磁脚部1804を通る磁路が形成される。その後上記シリコーン接着剤の硬化、1次巻線14,2次巻き線16の乾燥の為の高温(例えば105℃)での放置後、図8に示すように、凹部36内および底板32上に、溶融状態のエポキシ樹脂Pが流し込まれ、第1、第2のボビン12A、12Bを封止する。
図9はトランス10を用いたバックライト装置100の構成を示す回路図である。
図9に示すように、バックライト装置100は、陰極管L、トランス10、第1の電源102、第2の電源104、バックライト制御/駆動回路106、スイッチング回路108、出力電圧検出回路110、出力電流検出回路112などを含んで構成されている。
陰極管Lは第1乃至第8の陰極管L1〜L8を含み、それぞれ冷陰極管(CCFT:Cold Cathode Fluorescent Tube)で構成され、トランス10から供給される高周波電圧によって発光するものである。
第1の電源102はバックライト制御/駆動回路106に動作用の直流電源を供給するものである。
第2の電源104はスイッチング回路108に直流電圧を供給するものである。
スイッチング回路108は、第2の電源104から供給された直流電圧をバックライト制御/駆動回路106からの駆動信号に基づいてスイッチングすることで第1の高周波電圧を生成するものである。
本実施の形態では、スイッチング回路108は、2つのスイッチングトランジスタ(FET)T1、T2と、抵抗R1、R2と、コンデンサC0とを含んで構成されている。
すなわち、2つのトランジスタT1、T2のうちの一方のトランジスタT1のドレインは第2の電源104の出力端に接続され、トランジスタT1のソースは他方のトランジスタT2のドレインに接続され出力端を構成し、他方のトランジスタT2のソースはアースに接続されている。
そして、各トランジスタT1、T2のゲートに、抵抗R1、R2を介してバックライト制御/駆動回路106からの駆動信号(スイッチング信号)が供給されることで、各トランジスタT1、T2が交互にオン、オフし、これにより前記出力端からコンデンサC0を介して第1の高周波電圧がトランス10へ供給されるように構成されている。
トランス10の第1の1次巻線14Aの一端はスイッチング回路108(コンデンサC0)からの第1の高周波電圧が入力される入力端として構成され、第1の1次巻線14Aの他端は第2の1次巻線14Bの一端に接続され、第2の1次巻線14Bの他端はアースに接続されている。すなわち、第1の1次巻線14Aと第2の1次巻線14Bとは直列接続されている。
トランス10の第1の2次巻線16Aの一端は第1の陰極管L1の一方の電極に接続され、トランス10の第1の2次巻線16Aの他端は第2の陰極管L2の一方の電極に接続されている。
トランス10の第2の2次巻線16Bの一端は第7の陰極管L7の一方の電極に接続され、トランス10の第2の2次巻線16Bの他端は第8の陰極管L8の一方の電極に接続されている。
トランス10の第3の2次巻線16Cの一端は第3の陰極管L3の一方の電極に接続され、トランス10の第3の2次巻線16Cの他端は第4の陰極管L4の一方の電極に接続されている。
トランス10の第4の2次巻線16Dの一端は第5の陰極管L5の一方の電極に接続され、トランス10の第4の2次巻線16Dの他端は第6の陰極管L6の一方の電極に接続されている。
出力電流検出回路112は、トランス10から陰極管Lに流れる電流を検出するものであり、第1乃至第4のダイオードD1、D2、D3、D4、および抵抗R1によって構成されている。
すなわち、第1、第3、第5、第7の陰極管L1、L3、L5、L7の他方の電極は、第1のダイオードD1と第3のダイオードD3を介してアースに接続されている。
詳細には、第1のダイオードD1のカソードは各陰極管L1、L3、L5、L7の他方の電極に接続され、第1のダイオードD1のアノードはアースに接続されている。
また、第3のダイオードD3のアノードは各陰極管L1、L3、L5、L7の他方の電極に接続され、第3のダイオードD3のカソードは抵抗R1を介してアースに接続されている。
また、第2、第4、第6、第8の陰極管L2、L4、L6、L8の他方の電極は、第2のダイオードD2と第4のダイオードD4を介してアースに接続されている。
詳細には、第2のダイオードD2のカソードは各陰極管L2、L4、L6、L8の他方の電極に接続され、第2のダイオードD2のアノードはアースに接続されている。
また、第4のダイオードD4のアノードは各陰極管L2、L4、L6、L8の他方の電極に接続され、第4のダイオードD4のカソードは抵抗R1を介してアースに接続されている。
また、抵抗R1の一端はバックライト制御/駆動回路106に接続されており、これにより、第3、第4のダイオードD3、D4を介して陰極管L1〜L8に流れる電流(出力電流)の総和が抵抗R1の両端電圧としてバックライト制御/駆動回路106で検出されるように構成されている。
スイッチング回路108からトランス10に供給された第1の高周波電圧は、トランス10によって第1の高周波電圧よりも高い電圧の第2の高周波電圧に変換されて各陰極管L1〜L8に供給され、したがって、各陰極管L1〜L8に電流が供給され、これにより、各陰極管L1〜L8が点灯され発光する。
したがって、本実施の形態では、第1、第2の電源102、104、バックライト制御/駆動回路106、スイッチング回路108によって特許請求の範囲の高周波電圧生成部が構成されている。
詳細には、1つの2次巻線の両端に陰極管がそれぞれ接続されているので、1つの2次巻線に2つの陰極管が直列接続されたのと同じ状態となり、したがって、2つの陰極管に流れる電流は等しくなる。この際、2次巻線の中間に生じる中性点は2つの陰極管に流れる電流が等しくなるように多少変動し、したがって、2つの負荷(陰極管)にかかる電圧が同じではなく、2つの負荷に同じ電流が流れるように自動調整される。
この時、中性点を中心として2次巻線16の両端に繋がるコンデンサー、陰極管など全てを含む回路の周波数特性が近似している事が前提となる。
なお、本実施の形態では、図9に示すように、第1、第2の2次巻線16A、16Bは互いに同一の極性で巻回され、第3、第4の2次巻線16C、16Dは互いに同一の極性で巻回され、かつ、第1、第2の2次巻線16A、16Bと第3、第4の2次巻線16C、16Dとは互いに極性が反対となっている。言い換えると、第1、第2の2次巻線16A、16Bは互いに同一方向に巻回され、第3、第4の2次巻線16C、16Dは互いに同一方向巻回され、かつ、第1、第2の2次巻線16A、16Bと第3、第4の2次巻線16C、16Dとは互いに巻回方向が反対となっている。
そして、第1、第3、第5、第7の陰極管L1、L3、L5、L7に供給される第2の高周波電圧の位相と、第2、第4、第6、第8の陰極管L2、L4、L6、L8に供給される第2の高周波電圧の位相とが互いに反転した状態となっている。
ここで、第1乃至第8の陰極管L1〜L8はこの順番で互いに平行して並べられている。すなわち、隣り合う陰極管L同士で、第2の高周波電圧の位相が互いに反対になるように配置されている。
このように、隣り合う陰極管Lに供給される第2の高周波電圧の位相が反対となっていると、それら第2の高周波電圧に重畳されたノイズを互いに打ち消すことができ、ノイズの低減を図る上で有利となっている。
出力電圧検出回路110は、第1乃至第4の陰極管L1〜L4の一方の電極からコンデンサC1〜C4を介して第1の電圧E1を検出するとともに、第5乃至第8の陰極管L5〜L8の一方の電極からコンデンサC5〜C8を介して第2の電圧E2を検出する。
そして、出力電圧検出回路110は、第1の電圧E1と第2の電圧E2とを比較し、それら電圧E1、E2が一致しているか否かを示す出力電圧検出信号をバックライト制御/駆動回路106に供給する。
バックライト制御/駆動回路106は、出力電流検出回路112を用いて検出した陰極管L1〜L8に流れる電流の総和に基づいてスイッチング回路108のオン、オフ期間を制御することで前記電流の総和が一定の値に維持されるように、言い換えると、各陰極管の明るさが一定に維持されるようにフィードバック制御を行う。
また、バックライト制御/駆動回路106は、出力電圧検出回路110からの出力電圧検出信号に基づいて電圧E1、E2が一致していれば各陰極管に異常の発生がないと判断し、それら電圧E1、E2が不一致であれば、各陰極管の何れかに点灯不良などの異常が発生したと判断してスイッチング回路108の動作を停止する。
次にトランス10のギャップGについて詳細に説明する。
従来、この種のトランスでは、損失を抑制し効率を向上させるために1次巻線と2次巻線との間の結合係数Kをなるべく1に近い値にすることが好ましく、したがって、1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と、2次巻線が巻回されて構成された2次巻線巻回部とのギャップは4mm以内にしている。
このような結合係数Kが高いトランスにおいて1つの1次巻線に対して複数の2次巻線を設け、各2次巻線に陰極管を直接接続した場合について考える。
この場合、ある1つの陰極管で特性の変動が生じ電流値が変動すると、その電流値の変動が当該陰極管に接続された2次巻線から1次巻線を介して他の2次巻線に及ぼす影響が高いものとなる。これは前述したように結合係数が1に近いためである。
したがって、このような不都合を回避するために、従来は2次巻線と陰極管との間にバランストランスやバランスコンデンサなどを設けることにより、負荷側から見たトランスおよびバランストランス(バランスコンデンサ)を含む全体のインピーダンスを大きな値としておき、陰極管の電流の変動が生じ、言い換えると、インピーダンスの変動が生じたとしても、その変動量が全体のインピーダンスに比較して小さいものとなるようにし、これによって、陰極管の電流の変動の影響が他の陰極管に与える影響を抑制するようにしていた。
これに対して、本実施の形態では、上述のバランストランスやバランスコンデンサによって得ていた機能をトランス10内部に持たせるようにしたものである。
すなわち、本実施の形態では、1次巻線巻回部15と2つの2次巻線巻回部17との間のギャップGを第1の所定値G0以上の寸法でそれぞれ形成し、各ギャップG0により1次巻線14と2つの2次巻線16との間の結合係数Kをそれぞれ第2の所定値K0以下としている。
これにより、第1のトランス10Aにおいては、第1の1次巻線14Aと第1、第2の2次巻線16A、16Bとの間に意図的にインピーダンスを形成させ、第2のトランス10Bにおいては、第2の1次巻線14Bと第3、第4の2次巻線16C、16Dとの間にも意図的にインピーダンスを形成させ、したがって、負荷側から見たトランス10A、10Bのインピーダンスを大きな値としている。
ここで、各陰極管Lの電流の変動が生じることで負荷側のインピーダンスの変動が生じたとしても、その変動量はトランスと負荷を含めた全体のインピーダンスに比較して小さいものとなる。したがって、仮にある1つの陰極管Lの電流に変動が生じたとしても、その影響が他の陰極管Lに与える影響が抑制されることになる。
例えば、第1のトランス10Aでは、第1の陰極管L1の電流に変動が生じたとしても、その電流の変動の影響がこのトランス10Aに接続された残りの第2、第7、第8の陰極管L2、L7、L8の電流に与える影響が抑制され、第1、第2、第7、第8の陰極管L1、L2、L7、L8の電流がそれぞれ一定に保たれ、各陰極管Lの明るさが一定に保たれることになる。
同様に、例えば、第2のトランス10Bでは、第3の陰極管L3の電流に変動が生じたとしても、その電流の変動の影響がこのトランス10Bに接続された残りの第4、第5、第6の陰極管L4、L5、L6の電流に与える影響が抑制され、第3、第4、第5、第6の陰極管L3、L4、L5、L6の電流がそれぞれ一定に保たれ、各陰極管Lの明るさが一定に保たれることになる。
次に、2つの鉄心18A、18Bによって形成される磁路について詳細に説明する。
本実施の形態では、各鉄心18A、18Bの一方の外側磁脚部1804が第1のボビン12Aの第1の1次巻線巻回部15A、第1、第2の2次巻線巻回部17A、17Bの軸心を通ることにより一方の外側磁脚部1804と中央磁脚部1802とによって第1の磁路が形成される。
また、各鉄心18A、18Bの他方の外側磁脚部1804が第2のボビン12Bの第2の1次巻線巻回部15B、第3、第4の2次巻線巻回部17C、17Dの軸心を通ることにより他方の外側磁脚部1804と中央磁脚部1802とによって第2の磁路が形成される。
したがって、中央磁脚部1802が存在することにより第1、第2の磁路が分離されることから、第1のトランス10Aと、第2のトランス10Bとの磁気回路の結合が弱いものとなる。
これにより、第1のトランス10Aの第1の1次巻線14Aと、第2のトランス10Bの第3、第4の2次巻線16C、16Dとの結合係数Kはほぼ0.6程度と低いものとなり、したがって、第1のトランス10Aの第1の1次巻線14Aと、第2のトランス10Bの第3、第4の2次巻線16C、16Dとの間に意図的にインピーダンスが形成されることになる。
同様に、第2のトランス10Bの第2の1次巻線14Bと、第1のトランス10Aの第1、第2の2次巻線16A、16Bとの結合係数Kもほぼ0.6程度と低いものとなり、したがって、第2のトランス10Bの第2の1次巻線14Bと、第1のトランス10Aの第1、第2の2次巻線16A、16Bとの間に意図的にインピーダンスが形成されることになる。
したがって、第1のトランス10Aと第2のトランス10Bとの間の関係においても、負荷側から見たトランス10A、10Bのインピーダンスを大きな値となり、前述したのと同様に、各陰極管Lの電流の変動が生じることで負荷側のインピーダンスの変動が生じたとしても、その変動量はトランス10A、10Bと負荷を含めた全体のインピーダンスに比較して小さいものとなる。
したがって、仮に第1、第2のトランス10A、10Bの一方に接続されている1つの陰極管Lの電流に変動が生じたとしても、その影響が第1、第2のトランス10A、10Bの他方に接続されている陰極管Lに与える影響が抑制されることになる。
なお、鉄心として中央磁脚部1804がなく、2つの外側磁脚部1802のみを有するものを採用することも可能であるが、その場合には、前記結合係数Kがほぼ0.9となり、前記意図的なインピーダンスを形成することが難しく、したがって、E型の鉄心18A、18Bを用いる場合に比較して上記の効果を得る上で不利となる。
次に第1の所定値G0、第2の所定値K0の具体例について実験結果を参照して説明する。
図10は、ギャップGおよび結合係数Kを変化させた際における陰極管Lの電流(ランプ電流)ILとその電流のばらつきαの測定結果を示す図、図11は同測定結果のデータを示す図である。
本例では、図10、図11に示すように、ギャップG(1次巻線巻回部15と2次巻線巻回部17との間の距離)を1.5mm、3.0mm、5.0mm、7.0mm、10mmの5段階に変えて測定を行った。なお、前記各ギャップGに対応する結合係数Kはそれぞれ0.9、0.89、0.88、0.87、0.85である。
また、本例で用いた陰極管Lはその電流ILの通常使用範囲が6mA乃至10mAである。
図10から明らかなように、ギャップGを7mm、10mm(結合係数Kを0.87、0.85)とすると、電流ILの通常使用範囲において電流のばらつきαが5%以下となる。
また、ギャップGを5mm(結合係数Kを0.88)とすると、電流の通常使用範囲において電流のばらつきαが5%以上15%以下となる。
また、ギャップGを3mm、1.5mm(結合係数Kを0.89、0.90)とすると、電流の通常使用範囲において電流のばらつきαが5%以上20%以下となる。
上述の実験結果から、電流の通常使用範囲において電流のばらつきαを15%以下とするためには、各ギャップGの第1の所定値G0は少なくとも5mm以上、結合係数Kの第2の所定値K0は0.88以下が好ましいといえる。
また、電流の通常使用範囲において電流のばらつきαを5%以下とするためには、各ギャップGの第1の所定値G0は7mm以上、結合係数Kの第2の所定値K0は0.87以下が好ましいといえる。
なお、第1の所定値G0の上限は、10mm程度となる。これは陰極管Lを駆動するに足りる第2の高周波電圧をトランス10A、10Bの2次巻線16A、16B、16C、16Dから陰極管Lに供給するために必要な値である。
また、第2の所定値K0の下限は、結合係数Kの定義(算出式)から0.5となる。
なお、本実施の形態においてトランスの結合係数Kは以下の式(1)によって示される。
K=(1−(L/L))0.5 (1)
ただし、Lは2次巻線16の両端を開放とした場合の1次巻線14側から見たインダクタンス、Lは2次巻線16の両端をショートした場合の1次巻線14側から見たインダクタンスである。
本実施の形態によれば、1次巻線巻回部15と2つの2次巻線巻回部17との間のギャップGを第1の所定値G0以上の寸法でそれぞれ形成し、各ギャップG0により第1の1次巻線14Aと第1、第2の2次巻線16A、16Bとの間の結合係数Kをそれぞれ第2の所定値K0以下とすることにより、各2次巻線16A〜16Dに接続された第1乃至第8陰極管L1〜L8のそれぞれの電流の変動の影響が他の陰極管Lに与える影響を抑制するようにした。
したがって、従来のようにバランストランスやバランスコンデンサを用いることなく複数の陰極管Lを均一な明るさで発光させることができ、コストダウンおよび小型化を図る上で有利となる。
なお、本実施の形態では、2次巻線16の両端にそれぞれ陰極管Lを接続することにより、1つの2次巻線16で2つの陰極管Lを駆動する場合について説明した。
しかしながら、2次巻線16の一端に1つの陰極管Lを接続し、2次巻線16の他端をアースすることにより、1つの2次巻線16で1つの陰極管Lを駆動することも可能である。
したがって、本発明のトランスをn個用いた場合、1つの2次巻線16に2つの陰極管Lを接続する構成では、トランスによって駆動可能な陰極管Lの数は、4n=4、8、12、……となる。
また、本発明のトランスをn個用いた場合、1つの2次巻線16に1つの陰極管Lを接続する構成では、駆動可能な陰極管Lの数は、2n=2、4、6、……となる。
上述のことから、本発明のトランスをn個用いた場合に駆動可能な陰極管Lの数は、2n=2、4、6、8、10、12……となる。
なお、本実施の形態では、第1のトランス10Aにおいては、1次巻線14の端子w1、w2と2次巻線16の端子v1〜v4との距離を規定の寸法d以上とすることで、安全規格を満たしている。
また、第2のトランス10Bにおいては、1次巻線14の端子w3、w4と2次巻線16の端子v5〜v8との距離を規定の寸法d以上とすることで、安全規格を満たしている。
前記規定の寸法dは式(2)で示される。
log d=0.78log(V/300) (2)
なお、式(2)においてdを2dに置き換えることにより、いわゆる絶縁型トランスとしての高い絶縁性を確保した安全規格を満たすことができる。
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について説明する。
図12は表示装置200の構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の部分には同一の符号を付して説明する。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態のバックライト装置100を用いて表示装置200を構成した場合について説明する。
表示装置200は、信号処理部202、駆動部204、液晶パネル206、バックライト装置100を含んで構成されている。
信号処理部202は、この表示装置200の外部、あるいは、内部に設けられた画像信号生成部から供給される画像信号に対して信号処理を行い、駆動部204に供給するものである。
駆動部204は、信号処理部202から供給される前記画像信号に基づいて液晶パネル206を駆動するための駆動信号を生成して液晶パネル206に供給するものである。
液晶パネル206は、2枚の透明なガラス基材と、それらガラス基材の間に挟まれた液晶層と、それらガラス基材の内面に設けられた透明電極と、カラーフィルターと、偏光板などを含んで構成されている。
バックライト装置100は、第1の実施の形態で示したものであり、陰極管L1〜L8を駆動して発光させるものである。
陰極管L1〜L8は、液晶パネル206の背面に臨む箇所に配置されている。
バックライト装置100により陰極管L1〜L8からの照明光が液晶パネル206を背面から照射した状態で、前記駆動信号が液晶パネル206に供給され前記液晶層の液晶が駆動されることで画像が表示される。
このような表示装置200によっても、バックライト装置100を用いることにより、第1の実施の形態と同様に、複数の陰極管を均一な明るさで発光させることができ、コストダウンおよび小型化を図る上で有利となる。
(第3の実施の形態)
次に第3の実施の形態について説明する。
図13は第3の実施の形態のバックライト装置100の構成を示すブロック図である。
第3の実施の形態は、各陰極管Lに供給される出力電流の検出を行う構成が第1の実施の形態と異なっており、その他の構成は第1の実施の形態と同様であるため、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
図13に示すように、第3の実施の形態のトランス10は、第1、第2のトランス10A、10Bを備えている。
第1のトランス10Aは、第1の1次巻線14Aからなる第1の1次巻線巻回部15Aと、第1、第2の2次巻線16A、16Bからなる第1、第2の2次巻線巻回部17A、17Bとを備えている。また、第2のトランス10Bは、第2の1次巻線14Bからなる第2の1次巻線巻回部15Bと、第3、第4の2次巻線16C、16Dからなる第3、第4の2次巻線巻回部17C、17Dとを備えている。
第1の2次巻線16Aは、その中性点に対応する中間箇所に2つの中間端子1602が設けられている。
2つの中間端子1602には、フォトカプラ40の2つの入力端子4002、4004が接続されている。
フォトカプラ40の2つの出力端子4006、4008のうち、一方の出力端子4006は第1の電源102の出力電圧に接続され、他方の出力端子4008は、バックライト制御/駆動回路106の出力電流検出信号入力端に接続されている。
したがって、第1の2次巻線16Aを流れる電流がフォトカプラ40を介してバックライト制御/駆動回路106で検出されるようになっている。
第2、第3、第4の2次巻線16B、16C、16Dについても、第1の2次巻線16Aと同様に、それら第2、第3、第4の2次巻線16B、16C、16Dの中性点に対応する中間箇所に2つの中間端子1602が設けられ、それら中間端子1602にフォトカプラ40の2つの入力端子4002、4004がそれぞれ接続されている。
そして、各フォトカプラ40の2つの出力端子4006、4008のうち、一方の出力端子4006は第1の電源102の出力電圧に接続され、他方の出力端子4008は、バックライト制御/駆動回路106の出力電流検出信号入力端に接続されている。
したがって、第2、第3、第4の2次巻線16B、16C、16Dを流れる電流がそれぞれフォトカプラ40を介してバックライト制御/駆動回路106で検出されるようになっている。
バックライト制御/駆動回路106は、第1乃至第4の2次巻線16A、16B、16C、16Dの電流の総和に基づいてスイッチング回路108のオン、オフ期間を制御することで前記電流の総和が一定の値に維持されるように、言い換えると、各陰極管Lの明るさが一定に維持されるようにフィードバック制御を行う。
第3の実施の形態によれば第1の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、次の効果が奏される。
すなわち、第3の実施の形態では、第1の実施の形態と異なり、各陰極管Lの一方の電極からダイオード、抵抗を介してアースに流れる電流の総和(抵抗の電圧降下の総和)を検出する出力電流検出回路112を用いない。
そのため、各陰極管Lの電極が基板に直接半田付けされており、ダイオードや抵抗などを設けることができず、出力電流検出回路112を設けることができない構造であっても、各陰極管Lに流れる電流を検出してフィードバック制御を行うことができる。
なお、理論的には2次巻線16の中性点はアースと同電位であるが、陰極管Lの特性のばらつきで2本の陰極管Lに流れる電流は同一であっても中性点とアース間に電位差が生じる。このため中間端子1602をアースに接続すると第1の実施の形態で示した2つの陰極管Lに流れる電流の自動調整の作用が働かなくなってしまう。
そのため、フォトカプラ40を用いてアースと絶縁した状態で2次巻線16の電流を検出することで、電流を前記電位差による影響を受けることなく正確に検出することが可能となる。
したがって、2次巻線16の中性点を流れる電流をアースと絶縁した状態で検出できればよく、フォトカプラ40に代えてトランスを用いてもよい。
(第4の実施の形態)
次に第4の実施の形態について説明する。
図14は第4の実施の形態のトランス10の断面図である。
第4の実施の形態は、第3の実施の形態のバックライト装置100を実現するためのトランス10の構造の一例を示すものである。
図14に示すように、本実施の形態では、フォトカプラ40を基板42に実装し、基板42を2つのボビン12A、12Bと共にケース20内に封止材Pで封止している。このような封止材Pとして、絶縁性を有する合成樹脂を用いることができ、このような合成樹脂としては例えばエポキシ樹脂が採用可能である。
基板42は、トランス10A、10Bの中間端子1602とフォトカプラ40の入力端子4002、4004とを接続する配線パターンが形成されている。
また、基板42は、フォトカプラ40の出力端子4006、4008に接続された配線パターンを有している。そして、出力端子4006、4008が前記配線パターンおよび該配線パターンに接続された配線部材を介してケース20の外側に設けられた第1の電源102、バックライト制御/駆動回路106にそれぞれ接続されている。
第4の実施の形態によれば、フォトカプラ40を実装した基板42をケース20内に封止することでトランス10を構成でき、小型化を図る上で有利となる。
また、このようにフォトカプラ40を封止することで、絶縁性を向上させる上で有利となる。
なお、フォトカプラ40を封止せずに、ケース20の外部でフォトカプラ40の入力端子4002、4004と中間端子1602とを接続し、また、フォトカプラ40の出力端子4006、4008と第1電源102、バックライト制御/駆動回路106とをそれぞれ接続してもよい。
しかしながら、その場合には、中間端子1602やフォトカプラ40の入力端子4002、4006、出力端子4006、4008の絶縁性を確保する必要上、配線の引き回しスペースを大きく確保せざるを得ず、小型化を図る上で不利となるが、本実施の形態のようにフォトカプラ40をトランス10のケース20内に封止材Pを用いてに封止すると、そのような無駄な引き回しスペースが不要となるため、小型化を図る上で有利となる。
(第5の実施の形態)
次に第5の実施の形態について説明する。
図15(A)は第5の実施の形態のトランス10の平面図、(B)は(A)のXX線断面図である。
第5の実施の形態は、第3の実施の形態におけるトランス10の具体的な構造の他の例を示すものである。
第1の実施の形態では、端子w1、w2と端子v4とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向に大きな寸法で離間させるとともに、端子w3、w4と端子v8とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向に大きな寸法で離間させていたのに対し、第5の実施の形態では、端子w1、w2と端子v2、v3とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向と直交する方向に大きな寸法で離間させるとともに、端子w3、w4と端子v6、v7とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向と直交する方向に大きな寸法で離間させたものである。
第1の実施の形態と同様な部材に同一の符号を付して説明する。
図15(A)に示すように、第1のボビン12Aは、軸心上で第1の1次巻線14Aが巻回されて構成された第1の1次巻線巻回部15Aと、第1、第2の2次巻線16A、16Bがそれぞれ巻回されて構成された第1、第2の2次巻線巻回部17A、17Bを含んで構成されている。
第2のボビン12Bは、軸心上で第2の1次巻線14Bが巻回されて構成された第2の1次巻線巻回部15Bと、第3、第4の2次巻線16C、16Dがそれぞれ巻回されて構成された第3、第4の2次巻線巻回部17C、17Dを含んで構成されている。
そして、それら巻線が巻回された2つのボビン12A、12Bがケース20に収容されるともに、第1、第2の1次巻線巻回部15A、15Bおよび第1乃至第4の2次巻線巻回部17A、17B、17C、17Dに、それらの軸心方向から2つの鉄心18A、18Bが挿入される。
そして、ケース20内で2つのボビン12A、12Bが封止材Pで封止されることでトランス10が構成されている。
詳細に説明すると、第1、第2のボビン12A、12Bは、共に同一の形状であり、それぞれ断面が矩形枠状の第1乃至第3の3つの筒部22A、22B、22Cと、板状の第1乃至第4の4つの板部24A、24B、24C、24Dとを含んで構成されている。
第1板部24Aは第1筒部22Aに連結されている。
第2板部24Bは第1筒部22Aと第2筒部22Bとを連結している。
第3板部24Cは第2筒部22Bと第3筒部22Cとを連結している。
第4板部24Dは第3筒部22Cに連結されている。
そして、第1乃至第3筒部22A、22B、22Cは、第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dにより同一軸心を延在するように連結されている。
第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dは、第1乃至第3筒部22A、22B、22Cに接する箇所に設けられている。
第1乃至第3筒部22A、22B、22Cには、巻線の位置および軸心方向における巻線の幅を決定するための複数のフランジ19がそれら筒部22A、22B、22Cの軸心方向に間隔をおいて設けられている。
そして、第2筒部22Bは1次巻線巻回用筒部26とされ、第1、第3筒部22A、22Cは2次巻線巻回用筒部28、30とされる。
2つのボビン12A、12Bは、ケース20内でその軸心を平行させて配置される。
第5の実施の形態では、第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dは、それぞれ第1乃至第3筒部22A、22B、22Cよりも小さな寸法の長さで形成されている。
そして、2つのボビン12A、12Bの各第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dの互いに向かい合う箇所と反対の箇所に、前記軸心方向と直交する方向にそれぞれアーム44が突設されている。
第1のボビン12Aでは、1次巻線巻回用筒部26に第1の1次巻線14Aが巻回されることで第1の1次巻線巻回部15Aが構成され、2つの2次巻線巻回用筒部28、30のうちの一方の2次巻線巻回用筒部28に第1の2次巻線16Aが巻回されることで第1の2次巻線巻回部17Aが構成され、他方の2次巻線巻回用筒部30に第2の2次巻線16Bが巻回されることで第2の2次巻線巻回部17Bが構成されている。
第1のボビン12Aでは、第2板部24Bが第2ボビン12Bに臨む箇所と、第3板部24Cが第2ボビン12Bに臨む箇所に、第1の1次巻線14Aの両端がそれぞれ接続される端子w1、w2が設けられている。
また、第1のボビン12Aでは、第1板部24Aのアーム42の先端と、第2板部24Bのアーム42の先端に、第1の2次巻線16Aの両端がそれぞれ接続される端子v1、v2が設けられている。
また、第1のボビン12Aでは、第3板部24Cのアーム42の先端と、第4板部24Dのアーム42の先端に、第2の2次巻線16Bの両端がそれぞれ接続される端子v3、v4が設けられている。
さらに、第1のボビン12Aでは、第1板部24Aが第2ボビン12Bに臨む箇所に、第1の2次巻線16Aの2つの中間端子1602が設けられている。
また、第1のボビン12Aでは、第4板部24Dが第2ボビン12Bに臨む箇所に、第2の2次巻線16Bの2つの中間端子1602が設けられている。
第2のボビン12Bでは、1次巻線巻回用筒部26に第2の1次巻線14Bが巻回されることで第2の1次巻線巻回部15Bが構成され、2つの2次巻線巻回用筒部28、30のうちの一方の2次巻線巻回用筒部28に第3の2次巻線16Cが巻回されることで第3の2次巻線巻回部17Cが構成され、他方の2次巻線巻回用筒部30に第4の2次巻線16Dが巻回されることで第4の2次巻線巻回部17Dが構成されている。
第2のボビン12Bでは、第2板部24Bが第1ボビン12Aに臨む箇所と、第3板部24Cが第1ボビン12Aに臨む箇所に、第2の1次巻線14Bの両端がそれぞれ接続される端子w3、w4が設けられている。
また、第2のボビン12Bでは、第1板部24Aのアーム42の先端と、第2板部24Bのアーム42の先端に、第3の2次巻線16Cの両端がそれぞれ接続される端子v5、v6が設けられている。
また、第2のボビン12Bでは、第3板部24Cのアーム42の先端と、第4板部24Dのアーム42の先端に、第4の2次巻線16Dの両端がそれぞれ接続される端子v7、v8が設けられている。
さらに、第2のボビン12Bでは、第1板部24Aが第1ボビン12Aに臨む箇所に、第3の2次巻線16Cの2つの中間端子1602が設けられている。
また、第2のボビン12Bでは、第4板部24Dが第1ボビン12Aに臨む箇所に、第4の2次巻線16Dの2つの中間端子1602が設けられている。
また、第1の実施の形態と同様に、第1のボビン12Aでは、第1の1次巻線巻回部15Aと第1の2次巻線巻回部17Aとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。また、第1の1次巻線巻回部15Aと第2の2次巻線巻回部17Bとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。それらギャップGは等しい値で形成されている。
また、第2のボビン12Bでは、第2の1次巻線巻回部15Bと第3の2次巻線巻回部17Cとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。また、第2の1次巻線巻回部15Bと第4の2次巻線巻回部17Dとの間に、前記軸心に沿ったギャップGが設けられている。それらギャップGは等しい値で形成されている。
本実施の形態では、第1のボビン12AのギャップGと、第2のボビン12BのギャップGとは全て等しい値で形成されている。
図15(A)、(B)に示すように、ケース12は、平面視長方形状の底板32と、底板32の四辺から起立された側壁34とを備えている。
底板32の中央部にボビン収容用の凹部36が長手方向と直交する方向に間隔をおいて2つ設けられている。
2つの凹部36が設けられることで底板32には、凹部36の延在方向の一端に位置する第1板部3202と、凹部36の延在方向の他端に位置する第2板部3204と、両側の側壁34と2つの凹部36との間に設けられた第3乃至第5板部3206、3208、3210とが形成される。
第1、第2、第3、第5板部3202、3204、3206、3210は、それぞれアーム44が載置できる幅で形成されている。
図15(B)に示すように、凹部36の延在方向の両端に位置する壁部3212には、鉄心を挿通するための開口3214が形成されている。
鉄心18A、18Bは、第1の実施の形態と同様に、E型を呈しフェライトで構成されている。
鉄心18A、18Bは、それぞれ第4板部3208の下方に配置される中央磁脚部1802と、開口3214から凹部36内の第1乃至第3筒部22A、22B、22Cに挿入される外側磁脚部1804とを有している。
中央磁脚部1802は、凹部36の長手方向の両端で隣り合う凹部36の間から第4板部3208に沿って挿入された状態で互いにそれらの先端が当接する寸法で形成されている。
外側磁脚部1804は、凹部36の長手方向両端の開口3214から凹部36内に挿入された状態で互いにそれらの先端が当接する寸法で形成されている。
第1のボビン12Aは、第1の1次巻線14Aが巻回された1次巻線巻回用筒部26と、第1の2次巻線16Aが巻回された2次巻線巻回用筒部28と、第2の2次巻線16Bが巻回された2次巻線巻回用筒部30とが、それぞれ凹部36に収容される。
第2のボビン12Bは、第2の1次巻線14Bが巻回された1次巻線巻回用筒部26と、第3の2次巻線16Cが巻回された2次巻線巻回用筒部28と、第4の2次巻線16Dが巻回された2次巻線巻回用筒部30とが、それぞれ凹部36に収容される。
また、第1のボビン12Aでは、端子v1はアーム44と共に第1板部3202に載置され、端子v2、v3はアーム44と共に第5板部3210に載置され、端子v4はアーム44と共に第2板部3204に載置されて配置される。
また、第1のボビン12Aでは、第1板部24Aに設けられた2つの中間端子1602は第1板部3202に載置され、第4板部24Dに設けられた2つの中間端子1602は第4板部3204に載置される。
また、第2のボビン12Bでは、端子v5はアーム44と共に第1板部3202に載置され、端子v6、v7はアーム44と共に第3板部3206に載置され、端子v8はアーム44と共に第2板部3204に載置されて配置される。
また、第2のボビン12Bでは、第1板部24Aに設けられた2つの中間端子1602は第1板部3202に載置され、第4板部24Dに設けられた2つの中間端子1602は第4板部3204に載置される。
次に各凹部36の長手方向の両端から開口3214および第4板部3208の下面を通り巻線の軸心方向に沿って各鉄心18A、18Bが挿通され、2つの鉄心18A、18Bの中央磁脚部1802、外側磁脚部1804の先端をコアスペーサ、シリコーン熱硬化性接着剤等を挟んで当接することにより、それら中央磁脚部1802、外側磁脚部1804を通る磁路が形成される。その後上記シリコーン接着剤の硬化、1次巻線14,2次巻き線16の乾燥の為の高温(例えば105℃)での放置後、図8に示すように、凹部36内および底板32上に、溶融状態のエポキシ樹脂Pが流し込まれ、第1、第2のボビン12A、12Bを封止する。
第5の実施の形態によれば、第3の実施の形態のフォトカプラ40を用いた回路構成と同様の効果が奏される。
また、第5の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、次の効果が奏される。
すなわち、第1の実施の形態では、端子w1、w2と端子v4とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向に大きな寸法で離間させるとともに、端子w3、w4と端子v8とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向に大きな寸法で離間させることで、1次側と2次側との間の絶縁性を確保している。
これに対して、第5の実施の形態では、端子w1、w2と端子v1〜v4とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向と直交する方向に大きな寸法で離間させるとともに、端子w3、w4と端子v5〜v8とを第1乃至第3筒部22A、22B、22Cの軸心方向と直交する方向に大きな寸法で離間させることで、1次側と2次側との間の絶縁性を確保している。
したがって、第1の実施の形態では、トランス10が、巻線巻回時に回転され遠心力が作用した場合、各ボビン12A、12Bの第4板部24Dの軸心方向(長さ方向)の寸法が大きいため、前記遠心力によって第4板部3204が厚さ方向に変形しやすい不利がある。
これに対して、第5の実施の形態では、第1、第2のボビン12A、12Bの第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dの軸心方向の寸法を第1の実施の形態に比較して短縮することができるため、トランス10が、巻線巻回時に回転され遠心力が作用した場合であっても、前記遠心力によって第1乃至第4板部24A、24B、24C、24Dが厚さ方向に変形しにくく、第1、第2のボビン12A、12Bの強度を確保する上で有利となる。
(第6の実施の形態)
次に第6の実施の形態について説明する。
図16(A)は第6の実施の形態のトランス10の平面図、(B)は(A)のXX線断面図である。
第6の実施の形態は、第5の実施の形態の変形例である。
第5の実施の形態では、第1、第2の2つのボビン12A、12Bを用いてトランス10を構成したが、第6の実施の形態では、1つのボビン12を用いてトランス10を構成している。
図16(A)、(B)に示すように、第6の実施の形態では、ボビン12として第5の実施の形態の第1のボビン12Aのみを用いている。
この用いる第1のボビン12Aに対応し、ケース20には単一の凹部36が設けられ、また、第6の実施の形態のケース20の幅は、第5の実施の形態のケース20に比べて小さい寸法で形成されている。
また、この用いるボビン12の数に対応し、鉄心18の構造も、第5の実施の形態と異なって2つの磁脚部1810を有するU型となっている。
第1のボビン12Aがケース20内に載置され、その上から封止材Pが流し込まれ、第1のボビン12Aが封止され、各凹部36の長手方向の両端から、開口3214および第4板部3208の下面を通り巻線の軸心方向に沿って各鉄心18A、18Bが挿通される。
そして、2つの鉄心18の磁脚部1810の先端が当接することにより、それら2つの磁脚部1810を通る磁路が形成されてトランス10が構成される製造工程は第5の実施の形態と同様である。
第5の実施の形態では、第1、第2の2つのボビン12A、12Bを用いてトランス10を構成したので、4つの2次巻線16を用いて8個の陰極管Lを駆動できるのに対し、第6の実施の形態では、1つのボビン12を用いてトランス10を構成したので、2つの2次巻線16を用いて4個の陰極管Lを駆動できる点が第5の実施の形態と異なっており、その他の効果は第5の実施の形態と同様である。
(第7の実施の形態)
次に第7の実施の形態について説明する。
図17は第7の実施の形態のトランス10を用いたバックライト装置100の構成を示す回路図である。
第7の実施の形態は、陰極管Lとして熱陰極管(HCFT:Hot Cathode Fluorescent Tube)を用いたものである。
そのため、第7の実施の形態では、熱陰極管の電極(フィラメント)を加熱させるための構成を加えた点が第1の実施の形態と異なっており、その他の構成は第1の実施の形態とほぼ同様である。
図17に示すように、バックライト装置100は、陰極管Lと、トランス10、第1の電源102、第2の電源104、バックライト制御/駆動回路106、スイッチング回路108、出力電圧検出回路110、出力電流検出回路112、ヒータトランス120、第3の電源122などを含んで構成されている。陰極管Lとヒータトランス120と第3の電源122を除く各部は第1の実施の形態と同様に構成されているため、それらの説明は省略する。
陰極管Lは第1乃至第8の陰極管L1〜L8を含み、トランス10から供給される第2の高周波電圧によって発光するものである。
また、陰極管Lは、熱陰極管で構成されていることから、陰極管Lの2つの電極に前記第2の高周波電圧を印加すると共に、それら2つの電極を加熱する必要がある。
本実施の形態では、各陰極管Lの一方の電極を加熱するためにトランス10を用い、他方の電極を加熱するためにヒータトランス120を用いている。
本実施の形態では、トランス10は、第1の実施の形態と同様に、第1の1次巻線14Aと、第1、第2の2次巻線16A、16Bからなる第1のトランス10Aと、第2の1次巻線14Bと、第3、第4の2次巻線16C、16Dからなる第2のトランス10Bとの2つのトランスで構成され、第1、第2の2次巻線14A、14Bが直接接続されたものである。
また、第1の1次巻線巻回部15Aと第1、第2の2次巻線巻回部17A、17Bとの間に形成されたそれぞれのギャップGと、第2の1次巻線巻回部15Bと第3、第4の2次巻線巻回部17C、17Dとの間に形成されたそれぞれのギャップGの寸法、および、各結合係数Kについても第1の実施の形態と同様に形成されている。
また、第1のトランス10Aの第1の1次巻線14Aの一端はスイッチング回路108(コンデンサC0)からの第1の高周波電圧が入力される入力端として構成され、第1の1次巻線14Aの他端は第2の1次巻線14Bの一端に接続され、第2の1次巻線14Bの他端はアースに接続されている。すなわち、第1の1次巻線14Aと第2の1次巻線14Bとは直列接続されている。
第1のトランス10Aの第1の2次巻線16Aの一端は第1の陰極管L1の一方の電極に接続され、第1のトランス10Aの第1の2次巻線16Aの他端は第2の陰極管L2の一方の電極に接続されている。
第1のトランス10Aの第2の2次巻線16Bの一端は第7の陰極管L7の一方の電極に接続され、第1のトランス10Aの第2の2次巻線16Bの他端は第8の陰極管L8の一方の電極に接続されている。
第2のトランス10Bの第3の2次巻線16Cの一端は第3の陰極管L3の一方の電極に接続され、第2のトランス10Bの第3の2次巻線16Cの他端は第4の陰極管L4の一方の電極に接続されている。
第2のトランス10Bの第4の2次巻線16Dの一端は第5の陰極管L5の一方の電極に接続され、第2のトランス10Bの第4の2次巻線16Dの他端は第6の陰極管L6の一方の電極に接続されている。
また、第1のトランス10Aでは、第1の2次巻線16Aの両端に第1、第2の電極加熱用巻線部50A、50Bが形成され、第2の2次巻線16Bの両端に第3、第4の電極加熱用巻線部50C、50Dが形成されている。
第1の電極加熱用巻線部50Aの両端は、第2の陰極管L2の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
第2の電極加熱用巻線部50Bの両端は、第1の陰極管L1の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
第3の電極加熱用巻線部50Cの両端は、第8の陰極管L8の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
第4の電極加熱用巻線部50Dの両端は、第7の陰極管L7の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
また、第2のトランス10Bでは、第3の2次巻線16Cの両端に第5、第6の電極加熱用巻線部50E、50Fが形成され、第4の2次巻線16Dの両端に第7、第8の電極加熱用巻線部50G、50Hが形成されている。
第5の電極加熱用巻線部50Eの両端は、第3の陰極管L3の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
第6の電極加熱用巻線部50Fの両端は、第4の陰極管L4の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
第7の電極加熱用巻線部50Gの両端は、第5の陰極管L5の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
第8の電極加熱用巻線部50Hの両端は、第6の陰極管L6の2つの電極(フィラメント)にそれぞれ接続されている。
ヒータトランス120は、第3の電源部122から供給される電圧を変圧して、第1乃至第8の陰極管L1〜L8の他方の電極(フィラメント)に供給することで、それら他方の電極を加熱するように構成されている。
したがって、スイッチング回路108からトランス10に供給された第1の高周波電圧はトランス10によって高電圧の第2の高周波電圧に変換されて各陰極管L1〜L8に供給され、したがって、各陰極管L1〜L8に電流が供給される。
また、これと同時に、トランス10の各電極用巻線部50A〜50Hを介して各陰極管L1〜L8の一方の電極に加熱用の電流が供給されるとともに、ヒータトランス120から各陰極管L1〜L8の他方の電極に加熱用の電流が供給される。
これにより、各陰極管L1〜L8が発光する。
このような第7の実施の形態によれば、熱陰極管からなる陰極管L1〜L8を発光させることができ、第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
本実施の形態のトランス10の構成を示す分解図である。 トランス10の要部の構成を示す分解図である。 (A)は図1のA矢視図、(B)は図1のB矢視図である。 図1のYY線断面図である。 図4のA矢視図である。 図4のBB線断面図である。 図4のCC線断面図である。 図1のAA線から見たトランス10の断面図である。 トランス10を用いたバックライト装置100の構成を示す回路図である。 ギャップGおよび結合係数Kを変化させた際における陰極管Lの電流(ランプ電流)ILとその電流のばらつきαの測定結果を示す図である。 同測定結果のデータを示す図である。 表示装置200の構成を示すブロック図である。 第3の実施の形態のバックライト装置100の構成を示すブロック図である。 第4の実施の形態のトランス10の断面図である。 (A)は第5の実施の形態のトランス10の平面図、(B)は(A)のXX線断面図である。 (A)は第6の実施の形態のトランス10の平面図、(B)は(A)のXX線断面図である。 第7の実施の形態のトランス10を用いたバックライト装置100の構成を示す回路図である。
符号の説明
10……トランス、14……1次巻線、15……1次巻線巻回部、16……2次巻線、17……2次巻線巻回部、G……ギャップ、L1〜L8……陰極管、100……バックライト装置、200……表示装置。

Claims (11)

  1. 軸心上に1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と前記1次巻線巻回部の両側にそれぞれ前記軸心方向に沿ったギャップを介在させて2次巻線がそれぞれ巻回されて構成された2次巻線巻回部とを備えたトランスであって、
    前記各ギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、
    前記各ギャップにより前記1次巻線と前記2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下とした、
    ことを特徴とするトランス。
  2. 前記第1の所定値は5mm以上、10mm以下である、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  3. 前記第1の所定値は7mm以上、10mm以下である、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  4. 前記第2の所定値は0.5以上、0.88以下である、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  5. 前記第2の所定値は0.5以上、0.87以下である、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  6. 前記2次巻線の中性点に対応する箇所に2つの中間端子を設け、
    前記2つの中間端子のそれぞれに入力端子が接続されたフォトカプラを設け、
    前記フォトカプラは出力端子を備える、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  7. 前記トランスは、前記1次巻線に第1の高周波電圧が供給されることにより前記2次巻線から前記第1の高周波電圧よりも高い電圧の第2の高周波電圧を出力するとともに、その第2の高周波電圧を陰極管に供給することで前記陰極管を発光させるものであり、
    前記1つの2次巻線は、1つ、または、2つの前記陰極管に前記第2の高周波電圧を供給することで、前記1つまたは2つの陰極管を発光させるように構成されている、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  8. 前記トランスは、ボビンと、ケースと、封止材と、鉄心とを備え、
    前記1次巻線巻回部と前記2つの2次巻線巻回部は前記ギャップを介在させて前記ボビンに設けられ、
    前記ケースは、底板と、前記底板に設けられ前記1次巻線巻回部と前記2つの2次巻線巻回部を収容する凹部と、前記凹部の対向する面に設けられた開口とを備え、
    前記封止材は、前記ボビンが、前記1次巻線巻回部と前記2つの2次巻線巻回部が前記凹部に収容され前記底板上に載置された状態で前記底板上に流し込まれてそれら1次巻線巻回部と前記2つの2次巻線巻回部を含む前記ボビンを封止しており、
    前記鉄心は前記凹部の開口から前記1次巻線巻回部と前記2つの2次巻線巻回部の軸心上に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  9. 前記1次巻線巻回部と前記2つの2次巻線巻回部が設けられた前記ボビンは、それら巻線の軸心方向が平行するように前記ケース上に2つ設けられている、
    ことを特徴とする請求項8記載のトランス。
  10. 第1の高周波電圧を発生する高周波電圧生成部と、
    前記高周波電圧生成部から供給される前記第1の高周波電圧から該第1の高周波電圧よりも高い電圧の第2の高周波電圧を生成するトランスと、
    前記第2の高周波電圧が供給されることで発光する複数の陰極管とを備えるバックライト装置であって、
    前記トランスは、
    軸心上に1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と前記1次巻線巻回部の両側にそれぞれ前記軸心方向に沿ったギャップを介在させて2次巻線がそれぞれ巻回されて構成された2次巻線巻回部とを備え、
    前記各ギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、
    前記各ギャップにより前記1次巻線と前記2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下とし、
    前記1次巻線に前記第1の高周波電圧が供給され、
    前記2次巻線は前記第2の高周波電圧を前記複数の陰極管に供給する、
    ことを特徴とするバックライト装置。
  11. 画像を表示する液晶パネルと、
    前記液晶パネルを照明するバックライト装置とを備える表示装置であって、
    前記バックライト装置は、
    第1の高周波電圧を発生する高周波電圧生成部と、
    前記高周波電圧生成部から供給される前記第1の高周波電圧から該第1の高周波電圧よりも高い電圧の第2の高周波電圧を生成するトランスと、
    前記第2の高周波電圧が供給されることで発光する複数の陰極管とを備え、
    前記トランスは、
    軸心上に1次巻線が巻回されて構成された1次巻線巻回部と前記1次巻線巻回部の両側にそれぞれ前記軸心方向に沿ったギャップを介在させて2次巻線がそれぞれ巻回されて構成された2次巻線巻回部とを備え、
    前記各ギャップを第1の所定値以上の寸法でそれぞれ形成し、
    前記各ギャップにより前記1次巻線と前記2つの2次巻線との間の結合係数をそれぞれ第2の所定値以下とし、
    前記1次巻線に前記第1の高周波電圧が供給され、
    前記2次巻線は前記第2の高周波電圧を前記複数の陰極管に供給する、
    ことを特徴とする表示装置。
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