JPH05242987A

JPH05242987A - 液晶ディスプレイ付き情報処理システム

Info

Publication number: JPH05242987A
Application number: JP4296777A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawabata; 賢治川端; Soichiro Ogawa; 壯一郎小川; Ryuichi Ikeda; 隆一池田; Motohiro Sugino; 元洋杉野; Susumu Iijima; 晋飯嶋; Kunio Seki; 邦夫関; Hirotaka Mochizuki; 博隆望月; Makoto Goto; 誠後藤; Kenichi Onda; 謙一恩田
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1993-09-21
Also published as: KR930010706A; US5384516A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はディスプレイ装置に関し、特に小
形、低消費電力で使用電圧範囲が広く高信頼度名バック
ライト用蛍光管の点灯装置を用いたディスプレイ装置を
提供することにある。【構成】放電灯に供給する交流電圧の周波数を８０ｋ
Ｈｚから３００ｋＨｚの間とした。スイッチング素子お
よびその制御回路と、電圧、電流および温度の検出回路
とこれら異常検出時の処理を最適化し、これらの回路構
成を最小化して半導体集積化した。【効果】更に上記集積回路のパッケージの大きさとス
イッチング素子のＯＮ抵抗を規定することにより装置全
体を最も小形化する条件を見出した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】液晶ディスプレイに付設された前
記液晶ディスプレイのバックライト用の蛍光ランプと、
交流電圧を印加して前記蛍光ランプを点灯させるための
発振回路と、前記交流電圧を印加するための前記発振回
路の発振周波数を６０ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下の値
に可変制御するための第一の手段とを有する液晶ディス
プレイ付き情報処理システムが開示されている。

【０００２】

【従来の技術】本発明はパーソナルコンピュータやワー
ドプロセッサなどの液晶ディスプレイ付情報処理システ
ム（以下「本システム」という。）に係り、特に小型
化、薄型化に適した液晶ディスプレイ装置用のバックラ
イト光源の点灯装置に関する。

【０００３】従来の放電灯の点灯装置は、特開昭６３−
８１７９５号公報に記載のように電源に２つの並列に接
続された２個のスイッチ素子の中間点にコンデンサと放
電灯が接続され、それぞれのスイッチ素子を交互に開閉
することによって放電灯に高周波電流を供給する構成に
なっていた。

【０００４】図１がその回路構成図で交流電源１の交流
電圧が調光器２を介して全波整流器３に入力され、入力
された交流電圧は全波整流器３によって整流されて直流
電圧が得られる。

【０００５】放電灯８はフィラメント９および１０を具
備した熱陰極型放電灯で、熱陰極型放電灯の始動の方法
はまず前記放電灯８の放電開始前にフィラメント９およ
び１０を予熱し、その後放電灯８の両端に放電開始電圧
を印加して始動させる、という方法が一般的である。

【０００６】図１の回路において、予熱動作時はスイッ
チ素子４および７が同時に、またスイッチ素子５および
６が同時に開閉動作し、スイッチ素子群４および７とス
イッチ素子群５および６とは交互に開閉動作する。この
時電流は前記直流電圧の高圧側からスイッチ素子４、電
極９、コンデンサ１１およびスイッチ素子７を通って前
記直流電圧の低圧側へ流れ込むパスと、前記直流電圧の
高圧側からスイッチ素子７、コンデンサ１１、電極９、
スイッチ素子６および電極１０を通って前記直流電圧の
低圧側へ流れ込むパスとを交互に流れて電極９および１
０の予熱を行う。

【０００７】蛍光ランプに放電開始電圧を印加する時に
は、まず、スイッチ素子４および７を閉じてコンデンサ
１１に上記直流電圧を充電する。この時、コンデンサ１
１の放電灯８側がプラスの極性になる。次に、スイッチ
素子４および７を開き、スイッチ素子５のみを閉じる
と、前記直流電圧に加え前記コンデンサ１１に充電され
た電圧が放電灯８の両端に印加され放電灯８が始動す
る。

【０００８】放電灯８の始動後はスイッチ素子４および
６は開いたままにしてスイッチ素子５および７を交互に
開閉させる。

【０００９】この時、前記直流電圧の高圧側からスイッ
チ素子５、コンデンサ１１および放電灯８を通って前記
直流電圧の低圧側へ流れ込むパスと、前記コンデンサ１
１からスイッチ素子７および放電灯８を通って前記コン
デンサ１１へ戻るパスとを電流が交互に流れて、放電灯
８に交流電流を供給する。以上が図１の回路の基本動作
である。また、図１の従来回路では次の方法で調光を
行う。電圧比較器１４の一方の入力には交流電源１の電
圧波形が調光器２によってチョッピングされた電圧波形
を抵抗１２と抵抗１３とによって分圧された電圧波形が
入力される。

【００１０】また、電圧比較器１４のもう一方の入力に
は基準電圧源１５の出力電圧が入力される。基準電圧源
１５の出力電圧は、調光器２が導通している期間に電圧
比較器１４に入力される電圧と調光器２が不導通の期間
に電圧比較器１４に入力される電圧との間の電圧に設定
しておく。従って、電圧比較器１４の出力には、調光器
２が導通している期間は、例えば、ローレベルの電圧が
出力され、調光器２が不導通の期間は反転してハイレベ
ルの電圧が出力される。

【００１１】電圧比較器１４の出力がハイレベルの期間
を基準クロック１７を基にカウンタ１６で計測すること
により、調光器２が不導通の期間を検出できる。以上の
ようにして得た調光情報はラッチ１８にデジタルデータ
の形でラッチされる。

【００１２】スイッチ素子４、５、６および７の駆動周
波数は第二の基準クロック２０の出力電圧を分周器１９
で分周して得られるが、分周器１９の分周比はラッチ１
８のデジタルデータを基にして決められる。

【００１３】以上から明らかなように、調光器２の不導
通の期間を変化させることによってスイッチ素子４、
５、６および７の駆動周波数を変化させ、それに応じて
コンデンサ１１のインピーダンスが変化するので、放電
灯に流れる電流が変化するため調光できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】放電灯を点灯させるた
めには、上記のように、ランプの放電方式や外形寸法に
よって異なるが数百Ｖから千数百Ｖの放電開始電圧を印
加しなければならない。また、点灯後の電流を安定化す
るため所謂バラストとよばれる回路要素を必要とする。
一般に、バラストには、上記従来技術で引用したコンデ
ンサやインダクタンスなどが使用される。

【００１５】ところで、液晶ディスプレイ付き情報処理
システム用の電源には、特に、携帯用システムの場合、
バッテリーを用いること多い。そして、そのようなシス
テムに搭載されるバッテリーの電圧の値は、１０Ｖ前後
と相対的に低い値のものを用いる場合が多い。従って、
このシステムに内蔵する蛍光ランプに高い始動電圧を与
えるためには、バッテリーの出力電圧をトランスを用い
て昇圧する必要がある。

【００１６】このようにトランスやインダクタンス、コ
ンデンサなど小型化しにくい電子部品を用いなければな
らないことから液晶ディスプレイ付き情報処理システム
の小型化は限界があった。

【００１７】図２は本システムの外観の例を示す図であ
る。

【００１８】図２において、１０１が本システム本体の
外観の例、２２が液晶ディスプレイ装置の液晶画面、２
３が液晶ディスプレイ装置用のバックライト光源である
蛍光ランプ、２４が蛍光ランプ２３の点灯装置、２５が
蛍光ランプ２３の明るさを調整するための調光ボリュー
ムを示す。

【００１９】本システム２１に備えられたキーボードな
どから入力された情報が、本システム２１の内部のＩＣ
などにより構成された演算回路で処理されて、必要な情
報が液晶画面２２にディスプレイされる。

【００２０】本システムの最も大きな特徴は、その筐体
が薄型、小型である点だが、液晶自らは発光しないため
良好な視認性を得るためにはバックライトなどの光源が
必要である。

【００２１】この光源としては、他の照明用光源に比べ
小型化に適し発光効率及び輝度維持率が相対的に高い蛍
光ランプがもっとも多く用いられている。本システムに
おいても、蛍光ランプ２３がバックライトの光源とな
る。

【００２２】上述したように、本システムの電源の出力
電圧は１０Ｖ前後の電圧であるのに対し、蛍光ランプ、
即ち、放電灯を始動させるためには数百Ｖから千数百Ｖ
の放電開始電圧を発生しなければならない。このため、
トランスやコンデンサ等の小型化が困難な電子部品が点
灯装置２４に実装される。そのため点灯装置２４の薄型
化、小型化が困難となり、本システムの小型化、薄型化
の障害になっていた。

【００２３】図２から明らかなように、点灯装置２４は
液晶画面２２と蓋体１０１との間隙に実装される。同図
に示すような液晶ディスプレイ付き情報処理システム１
０３においては、液晶画面２２は視認性向上のため大型
化のニーズが強い反面、携帯の便宜等の点から、本シス
テムの筐体１０１のコンパクト化のニーズも強い。この
両者のニーズは相反するものである。

【００２４】従って、点灯装置（点灯回路等を実装した
回路基板）２４の実装スペースはなるべく小さくする必
要があり、小型の点灯装置２４の実現が待ち望まれてい
る。

【００２５】また、液晶ディスプレイ付き情報処理シス
テムは、その筐体１０１をコンパクト化するために、そ
の厚さを薄くする必要がある。そのためには、筐体の蓋
体内に内蔵する点灯装置２４も極力、薄くする必要があ
る。

【００２６】なお、図２の液晶ディスプレイ付情報処理
システムは、その表面にキーボードなどを有し、その内
部にはＣＰＵ、メモリといった半導体装置を内蔵した本
体部分１０３と、蓋体１０１とを有している。本体部分
１０３と蓋体１０１とは、例えば、二つのヒンジ１０２
（ヒンジの一つのみを図示した）によって結合されてい
る。

【００２７】通常の使用時には、本体部分１０３を机上
に置き、蓋体１０１を図２に示すように開く。一方、収
納時には蓋体１０１を本体部分１０３の側へ折りたた
み、図示していないロック機構によりこの両者をロック
する。これにより、携帯などの便宜に供している。

【００２８】本発明の第一の目的は蛍光ランプの点灯装
置２４を大幅に小型、薄型化することにより、非常に小
型、薄型で且つ視認性のよい液晶ディスプレイ付情報処
理システムを実現することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】

１．本発明の第一の目的を達成する手段本発明の第一の目的を達成するため、従来の液晶バック
ライト用蛍光ランプに供給する交流電圧の周波数が約５
０ｋＨｚ程度であったのに対し、本発明ではそれを６０
ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下、好ましくは８０ｋＨｚ以
上３００ｋＨｚ以下の周波数とする。

【００３０】即ち、従来に比べてバックライト用蛍光ラ
ンプの点灯周波数を高める。

【００３１】また、スイッチング素子とスイッチング素
子の開閉を制御する制御回路とを半導体チップに集積化
し部品点数の削減を行う。

【００３２】前記蛍光ランプに供給する交流電圧の周波
数のうち、下限の６０ｋＨｚ、好ましくは下限の８０ｋ
Ｈｚという値は使用するトランスの厚さの制限から規定
される。また上限の３００ｋＨｚという値は、放電灯の
始動特性によって決まる。

【００３３】（１−１）本発明の液晶ディスプレイ装置
の構造および動作まず、本発明のうち液晶ディスプレイ装置に係る部分の
構造および動作について簡単に説明する。

【００３４】図３は図２に示した本システムの構成要素
のうちから液晶ディスプレイ装置の部分のみを抜き出し
たものである。また、図４は回路基板を有する点灯装置
２４の回路構成図である。図２、図３および図４におい
て同一符号は同一もしくは同等の部分を示している。

【００３５】３９は点灯装置の電源回路、３１は点灯装
置２４から蛍光ランプ２３にリード線２９および３０を
引き出すための出力コネクタ、３２はトランス、３３は
コンデンサ、３４は上記スイッチング素子４２、４３、
４４および４５とインバータ４６とパルス発生器４７及
び７６とスイッチ７５とスイッチ７５の開閉制御回路７
７とで構成されるスイッチング素子の開閉を制御する制
御回路とを半導体チップに集積化したＩＣ、３７は電源
回路３９の電源電圧を点灯装置２４に入力するための入
力コネクタである。

【００３６】パルス発生器４７から発生するパルスの周
波数は可変抵抗４８の抵抗値によって任意に決めること
ができる。５５はチョッピングトランジスタ３８とチョ
ークコイル３６、平滑コンデンサ３５、ダイオード４
０、パルス発生回路４１、抵抗５３および５４、トラン
ジスタ５２から構成されるＤＣ−ＤＣコンバータであ
る。

【００３７】図２に示す本システムでは、薄型、小型の
特徴から持ち運びができるという利点がある。また、Ａ
Ｃ電源のないところでも使用できるように、本システム
は充電式電池を内蔵している。但し、乾電池のみを電源
とすることも可能である。

【００３８】図６は、図２に示した本システムに内蔵さ
れている電源回路部の構成の一例を示す。

【００３９】５７はＡＣアダプタで、商用交流電源から
の交流電圧を直流電圧に変換する装置である。商用交流
電源６４の交流電圧が、コンセント５６からＡＣアダプ
タ５７に入力され、１５Ｖ前後の直流電圧に変換されて
図２に示す本システムの電源回路３９に入力される。ま
た、ＡＣアダプタと本システムとは着脱可能とすること
ができる。

【００４０】電源回路３９はダイオード５８および５
９、抵抗６１、スイッチ６２、二次電池６０および二次
電池６０の電圧検出器６３で構成されている。

【００４１】本システムの使用時において、近くにコン
セントがある場合には、ユーザーがＡＣアダプタ５７を
商用交流電源６４に接続することにより、ＡＣアダプタ
５７から１５Ｖ前後の直流電圧で抵抗６１とスイッチ６
２を介して二次電池６０が充電されると共に、ダイオー
ド５８を介して点灯装置２４に直流電圧が供給されるこ
とにより蛍光ランプ２３が点灯する。

【００４２】この時、点灯装置２４に供給される電圧は
上記１５Ｖ前後の電圧にほぼ等しい。二次電池６０の両
端電圧は上記１５Ｖ前後の電圧から抵抗６１の電圧降下
分だけ下がった電圧となる。二次電池６０の放電が進ん
だ状態では約９Ｖ以下の電圧になる。ＡＣアダプタ５
７によって二次電池を充電すると、二次電池６０の両端
電圧は徐々に上昇する。二次電池６０の両端電圧が一定
以上即ち約１０Ｖ程度になった場合には、これを電圧検
出器６３が検出し、過充電による二次電池６０の短寿命
化を防止するため、スイッチ６２を開き充電を停止す
る。充電時間短縮のためには一定以上の充電電流を得る
必要があり、ＡＣアダプタ５７の出力電圧と二次電池６
０の電圧は上記のような電位差が設けられている。

【００４３】本システムの使用時において近くにコンセ
ントがない場合は、ＡＣアダプタ５７からの電力供給は
受けられないので、点灯装置２４への直流電圧の供給は
二次電池６０からダイオード５９を介して行われる。こ
の場合、点灯装置２４には二次電池６０の両端電圧、即
ち、約１０Ｖ乃至約９Ｖの電圧が供給される。

【００４４】以上から明らかなように、ＡＣアダプタ５
７を用いて本システムを駆動する場合と、二次電池６０
を用いてそれを駆動する場合とでは、点灯装置２４に供
給される直流電圧は大きく異なる。また、二次電池６０
使用時には、電池の消費に伴って二次電池６０の電圧が
徐々に低下する。このように、点灯装置２４に供給され
る直流電圧が異なったり、変動しても、蛍光ランプ２３
の明るさが変化しないように、ＤＣ−ＤＣコンバータ５
５で電圧の安定化を行う。

【００４５】なお、このように蛍光ランプ２３の明るさ
をほぼ一定に保つ目的は、本システムのユーザーのディ
スプレイ視認性を一定に確保するためである。

【００４６】次に、図４を用いて、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ５５の動作を簡単に説明する。

【００４７】同図において、チョッピングトランジスタ
３８で点灯装置２４に供給された直流電圧をチョッピン
グし、チョッピングされた電圧波形をチョークコイル３
６と平滑コンデンサ３５で平滑化する。平滑後の直流電
圧をパルス発生器４１の入力端子Ａに入力し、平滑後の
直流電圧が一定になるようにチョッピングのデューティ
ー比を制御する。パルス発生器４１は電圧比較器５０と
基準鋸歯状波発生回路５１で構成される。

【００４８】図５はパルス発生器４１の動作説明図であ
る。

【００４９】同図において、基準鋸歯状波発生回路５１
の出力電圧（ａ）は常に一定で、この基準鋸歯状波発生
回路５１の出力電圧と入力端子Ａに入力された電圧（波
形（ｂ））とを電圧比較器５０で比較する。そして、基
準鋸歯状波発生回路５１の出力電圧よりも入力端子Ａに
入力された電圧の方が低くなった期間にパルス発生器４
１の出力端子Ｂからパルスが出力される（波形
（ｄ））。

【００５０】出力端子Ｂからパルスが出力されると、抵
抗５４を通してトランジスタ５２にベース電流が流れ込
み、トランジスタ５２が導通する。トランジスタ５２が
導通すると抵抗５３を通してチョッピングトランジスタ
３８にベース電流が流れチョッピングトランジスタ３８
が導通する。

【００５１】例えば、図５の破線（波形（ｃ））のよう
に、何らかの原因で平滑後の直流電圧が低下すると、チ
ョッピングトランジスタ３８の閉じている時間が長くな
り（波形（ｅ））、そのためチョッピングトランジスタ
３８とチョークコイル３６を介して平滑コンデンサ３５
を充電する時間が長くなるため平滑後の直流電圧が上昇
し、出力電圧を一定電圧を保つよう動作する。

【００５２】ダイオード４０はチョークコイル３６を流
れる電流をチョッピングするときに発生するキックバッ
ク電圧を吸収するためのものである。

【００５３】次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５で安定化
された直流電圧を、高周波・高電圧に変換する点灯回路
４９の動作を図４を用いて説明する。

【００５４】スイッチング素子４２と４５、４３と４４
は同時に開閉動作を行い、スイッチング素子４２と４４
よりなる第一のスイッチ群とスイッチング素子４３と４
５よりなる第二のスイッチ群とは交互に開閉動作を行
う。これはパルス発生器４７で発生したパルスでスイッ
チ素子４３と４４は直接開閉制御を行い、スイッチ素子
４２と４５はパルス発生器４７で発生したパルスを一旦
インバータ４６で反転した信号で開閉制御することによ
って実現できる。

【００５５】このようなスイッチング素子４２、４３、
４４および４５の開閉動作によって、電流は平滑後の直
流電圧の高圧側からスイッチング素子４２、コンデンサ
３３、トランス３２の一次巻線、スイッチング素子４５
および平滑後の直流電圧の低圧側というパスと、平滑後
の直流電圧の高圧側からスイッチング素子４３、トラン
ス３２の一次巻線、コンデンサ３３、スイッチング素子
４４および平滑後の直流電圧の低圧側というパスとを交
互に流れ、トランス３２の二次側に交流電圧を発生す
る。

【００５６】ところで、放電灯２３がまだ点灯していな
い状態のときの共振回路の第一の共振周波数は、トラン
ス３２の一次巻線のインダクタンスとコンデンサ３３の
容量でほぼ決まる。この共振系は、直列共振のため第一
の共振周波数付近で最も高い電圧を発生する。従って、
パルス発生器７６の発振周波数を第一の共振周波数付近
に設定しておく。そして、スイッチ７５の制御回路７７
によってスイッチ７５をパルス発生器７６に接続するこ
とにより、放電灯２３の両端に高い電圧が発生し蛍光ラ
ンプ２３が放電（点灯）を開始する。

【００５７】この時の周波数と放電灯２３の両端電圧の
関係を図７（ａ）に示す。

【００５８】放電灯２３の点灯後はトランス３２の漏れ
インダクタンスなどの影響で共振周波数が低下し、第２
の共振周波数で最も蛍光ランプを流れる電流が大きくな
る。そこでスイッチ７５の制御回路７７によってスイッ
チ７５をパルス発生器４７に接続する。パルス発生器４
７の周波数は可変抵抗４８の抵抗値によって、第２の共
振周波数以上の周波数域で任意に設定できるようにして
おく。

【００５９】次に、周波数と蛍光ランプを流れる電流の
関係を図７（ｂ）に示す。

【００６０】上記のようにして動作周波数を上記第２の
共振周波数よりも高い周波数域で変化させることにより
蛍光ランプを流れる電流を変化させることができ、これ
により蛍光ランプの調光が可能となる。

【００６１】次に、図３の構成の説明を行う。

【００６２】蛍光ランプ２３が点灯して発生した光は、
反射板２８で反射され、導光体２７の側面から内部に導
かれる。導光体２７は拡散板２６と接する面と反対側の
面が反射率の高い塗料が塗られている。このため、導光
体２７の内部に導かれた光は内部で多重反射し、最終的
には拡散板２６と接する面のほうからほぼ一様に出てく
る。拡散板２６はこの光を更に拡散してより一様にす
る。このように一様になった光が液晶板２２を透過する
ことによって液晶板上の画像を鮮明に見ることができ
る。

【００６３】（１−２）点灯装置２４の外形寸法に関し
て次に点灯装置２４の外形寸法の好適な値について説明す
る。

【００６４】光源として用いる蛍光ランプ２３の管径は
約２．５ｍｍ以上約３．５ｍｍ以下のとき発光効率が最
大になる。これは、蛍光ランプは表面温度が約４０℃以
上約５０℃以下の時に最も発光効率が良いことが明らか
にされており、蛍光ランプの管径を上記の値にすること
により、蛍光ランプの表面温度が上記の値をとるからで
ある。

【００６５】管径がこれより小さすぎると、蛍光ランプ
のバルブの放熱面積が小さくなるため表面温度は最適点
よりも上昇する。反対に管径がこれより大きすぎると、
蛍光ランプの表面温度が最適値よりも低下してしまい好
ましくない。

【００６６】反射板２８は一般に樹脂のフィルムに金属
を蒸着したものなので、実装上蛍光ランプ２３に接して
実装すると、蛍光ランプ２３と反射板２８の間の浮遊容
量が大きくなる。そのため浮遊容量を通して高周波の電
流が漏れて、発光効率の低下をもたらしたり、放電開始
電圧が蛍光ランプ２３と浮遊容量に分圧されるため実際
にランプに印加される電圧が低下し始動性能が低下す
る。そこで、一般に蛍光ランプ２３と反射板２８の間の
１ｍｍ程度のギャップを設ける。

【００６７】以上から明らかなように、導光体２７、拡
散板２６および液晶板２２の合計の厚さ、即ち、図３に
示す寸法Ｃは約４．５ｍｍ以上約５．５ｍｍ以下が最適
であることが分かる。従って、デッドスペースを発生さ
せないためには点灯装置２４の厚さＤも上記寸法Ｃの値
に従って、約４．５ｍｍ以上約５．５ｍｍ以下にするこ
とが好ましい。

【００６８】次に、本システムの如き可搬型の情報処理
システムの液晶画面サイズは８インチ程度であり、本シ
ステムでもその程度のサイズの液晶板を用いることがで
きる。

【００６９】８インチの液晶画面の図３におけるＥの寸
法は約１１０ｍｍである。従って、本システムの蓋体の
デッドスペースをなるべく小さくするためには、点灯装
置２４の長さ即ち図３におけるＦの寸法も１１０ｍｍ以
内にすることが好ましい。

【００７０】また、点灯装置（回路基板）２４の長さを
１１０ｍｍ以内にすれば、８インチを超える液晶画面サ
イズへの対応は容易である。即ち、液晶画面サイズが８
インチを超える場合においては、液晶板の短辺側の長さ
は１１０ｍｍを超えるから、長さが１１０ｍｍ以内の点
灯装置（回路基板）２４を蓋体内に実装することは可能
である。

【００７１】ユーザーにとっての視認性をよくすること
を目的として、液晶画面サイズの大画面化のニーズは高
い。その一方において、それに相反するニーズとして、
本システムの如き情報機器本体の容積は持ち運びの簡便
さや保管スペースの削減のため、小型化することが求め
られている。

【００７２】従って、蓋体のうち液晶画面が設けられて
いる面においては、液晶画面以外のスペースは極力小さ
い方が望ましい。即ち、その面すべてが液晶画面である
ことが理想的である。

【００７３】そのため、点灯装置２４の幅、即ち、図３
におけるＧの寸法も極力小さい方が望ましい。そこで、
本発明においては、Ｇの寸法を一層小さくすること及び
部品点数の削減を目的として、スイッチング素子とスイ
ッチング素子の開閉を制御する制御回路とを半導体チッ
プに集積化した。

【００７４】そして、後述するように、半導体チップを
収納するパッケージの大きさで点灯装置（回路基板）２
４の幅の最小値が規制を受ける。詳細は後述するが、
スイッチング素子がＩＣ３４内に集積化されているため
に半導体チップと大気との間の熱抵抗が比較的低いこと
及び回路基板を有する点灯装置２４の小型化が必要な
ため、ＩＣ３４のパッケージサイズは、なるべく小形で
あることが要求される。

【００７５】図８および図９はＩＣ３４の半導体チップ
を収納するパッケージの外形図である。上記要求を満
たす図８におけるＨの寸法および図９におけるＩの寸法
は約１１ｍｍ（詳細は後述。）であることから、プリン
ト基板へのＩＣの実装のための半田付けのスペースを考
慮すると、点灯装置２４の幅の最小値は約１２ｍｍであ
る。以上から、回路基板を有する点灯装置２４の好適
な寸法は、厚さ４．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下、長さ１
１０ｍｍ以下、幅１２ｍｍ以下であることが分かる。

【００７６】（１−３）トランスの形状寸法図１０はトランスの構造図である。

【００７７】図１０において６５および６６はフェライ
トコア、６７はボビン、６８は一次巻線、６９は二次巻
線、７０および７１はリード線である。ボビン６７に一
次巻線６８および二次巻線６９が巻かれておりＥ型のフ
ェライトコア６５および６６を図１０のように組み合わ
せる。一次巻線６８および二次巻線６９の端部はリード
線７０および７１に接続されている。

【００７８】上記した寸法の点灯装置（回路基板）２４
にこのトランスを実装するためには、トランスの厚さ、
すなわち図１０におけるＮの寸法の上限を約４．５ｍｍ
以上約５．５ｍｍ以下とすることが好ましい。

【００７９】次に、トランスの厚さの下限値と周波数の
関係を図１１に示す。

【００８０】トランスのインピーダンスは、トランスに
流れる電流の角周波数とインダクタンスとを乗じた値に
なるので、同じインピーダンスで比較すると角周波数が
高い程、小さいインダクタンスですむことになる。

【００８１】インダクタンスは、トランスの巻数および
コア断面積などコアの外形等で決まるので、角周波数が
高いほど小さな巻数やコアの外形で同じインピーダンス
が得られる。

【００８２】トランスの入力電圧、周波数、巻数および
コア断面積の関係は（１）式に示す通りである。

【００８３】Ｖｉｎ＝４・ｆ・ｋ・ｎ・Ａｃ・Ｂｍ …（１）Ｖｉｎはトランスの入力電圧（Ｖ）、ｆは周波数（Ｈ
ｚ）、ｋはトランスの電圧波形の波形率、ｎはトランス
の一次巻数、Ａｃはコア断面積（ｍ²）、Ｂｍは磁束密
度（Ｔ）である。

【００８４】トランスの入力電圧Ｖｉｎは、１２Ｖ直流
電源に±１５％の電圧変動を見込んで１３．８Ｖになる
ため、最大１３．８Ｖである。このときのトランスの一
次巻数は３０ターン、波形率は波形がほぼ正弦波なので
１．１１、コアの最大磁束密度０．２７Ｔである。図１
０のコア寸法Ｐは１．７ｍｍである。

【００８５】トランスの厚みを約４．５ｍｍ以下とすれ
ば、厚さ約４．５ｍｍ以上約５．５ｍｍ以下の点灯装置
すべてに適用できるため、トランスの厚みは約４．５ｍ
ｍ以下とすることがより好ましい。

【００８６】トランスの厚さを約４．５ｍｍ以下にする
ためには、トランスのコアの厚みを約３ｍｍ以内にしな
ければならない。そのために、これらの値を（１）式に
代入することにより発振周波数を求めると、発振周波数
は約８０ｋＨｚ以上にしなければならないことがわか
る。

【００８７】但し、厚み約４．５ｍｍ以上約５．５ｍｍ
以下の点灯装置のそれぞれの厚さ毎にトランスを設計す
る場合を考えて、上記数値のうちコアの厚みの数値を３
ｍｍから４ｍｍにして上式に代入することにより発振周
波数を求めると、発振周波数は約６０ｋＨｚ以上にすれ
ばよいことがわかる。

【００８８】ところで、例えば、図１０に示すＰの寸法
は１．７ｍｍとしているが、この値を単純に大きくすれ
ば周波数を低くしても良いことになる。

【００８９】しかし、実際にはこの値を大きくすると、
図１０におけるＱと示した寸法も大きくしないとこの部
分の磁束密度が高くなって、磁気飽和を発生する。磁気
飽和を防止するためＱの寸法を大きくするとボビンの巻
線できる空間が小さくなって巻数が低下してしまう。従
って、結果的に周波数下限の計算結果は高い値になって
しまう。巻線数も単純には３０ターンより大きくすれ
ば周波数を低くしても良いことになるが、二次側の電圧
を低下させないためには二次巻数も大きくする必要があ
る。

【００９０】トランスの長さや幅を大きくせずに二次巻
数を大きくするためには、上記トランスのＰ寸法および
Ｑ寸法を小さくしなければならない。そのため、やはり
結果的には周波数を低くすることはできない。

【００９１】コアの磁束密度も単純に大きくすると、計
算上は周波数を低くできることになるが、コアの磁束密
度を高くするとトランスの電力損失が増加する。

【００９２】トランスの周囲温度は実装方法や取り扱う
電力によっても異なるが、一般的に、最大５０℃程度に
なる。またディスプレイの液晶の耐熱温度はせいぜい８
０℃程度なのでトランスの温度上昇は３０℃以下には抑
えなければならない。トランスの温度上昇を３０℃以下
にするためにはトランスの電力損失を０．３Ｗ以下にす
る必要がある。上記０．２７Ｔという値はこの条件を満
足するためのものである。

【００９３】また上記したように点灯装置２４の長さは
１１０ｍｍ以下程度に抑えなければならない。前記半導
体チップのパッケージの長さＪおよびＫは約２０ｍｍ、
入出力のコネクタの長さ約３０ｍｍ、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの実装スペース約２０ｍｍ、共振用コンデンサの実
装スペース約１０ｍｍ程度なので図９に示した長さ２０
ｍｍのトランスは１１０ｍｍ以下の点灯装置（回路基
板）２４に実装することができる。

【００９４】（１−４）周波数の上限値に関して上記周波数の上限は、蛍光ランプを確実に始動させるた
めの条件によって決まる。蛍光ランプを確実に始動さ
せるためには、蛍光ランプのインピーダンスがトランス
の二次側の巻線浮遊容量およびランプ配線の浮遊容量の
合計の容量値から計算したインピーダンス値よりも高く
なければならない。

【００９５】蛍光ランプのインピーダンスが浮遊容量の
インピーダンスよりも低くなると、出力電流が浮遊容量
側に流れる分の方が大きくなりそれによって蛍光ランプ
に流れる電流値が減少するためますます蛍光ランプのイ
ンピーダンスが高くなり、急速に蛍光ランプを流れる電
流が減少して蛍光ランプのバルブ内の放電が維持できな
くなる。本システムの光源としての蛍光ランプは、最
もインピーダンスの低いもので１５０ｋΩ程度であり、
これは蛍光ランプがもっとも始動しにくいディスプレイ
装置の使用下限温度においてランプ電流２ｍＡの時の値
である。浮遊容量は一般に３ｐＦ程度の値なので、浮遊
容量と蛍光ランプとのインピーダンスが同じになるのは
図１２の浮遊容量のインピーダンスと周波数の関係から
わかるように３００ｋＨｚ程度である。

【００９６】（１−５）スイッチング素子の種類前記したように小型化を図るために、スイッチング素子
とその制御回路の一部または全部を半導体チップに集積
した。

【００９７】ところで６０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ（好ま
しくは８０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）という高い周波数で
スイッチングを行うためには、従来のバイポーラトラン
ジスタではスイッチング速度が遅いためスイッチング損
失が増加してしまう。そこでスイッチング素子として、
スイッチング速度の速いＭＯＳ−ＦＥＴを使用する。

【００９８】（１−６）ＩＣのパッケージまた、より小形の装置を実現するために上記の半導体集
積回路が収納されているパッケージは極力小さい方が望
ましい。

【００９９】ところが、パッケージサイズがあまりに小
さいと、放熱面積が極端に小さくなるため、半導体チッ
プと大気との間の熱抵抗は大きくなる。一方、可搬型の
本システムのディスプレイのバックライトとして使用す
る場合の寸法的な制約から、大きなパッケージは使用出
来ない。

【０１００】従って、このような半導体集積回路の信頼
性を損なわないよう半導体チップの温度を下げるために
はスイッチング素子のＯＮ抵抗を十分に小さくしておく
必要がある。半導体チップの温度は１００℃以下で使用
されるのが一般的である。また可搬型の本システムの中
に実装される点灯回路の周囲温度は最高で５０℃前後に
なる。従って、半導体チップと大気との温度差は約５
０℃となる。パッケージの寸法的な制約を考慮すると一
般に用いられるガラスエポキシプリント基板に実装した
場合の半導体チップと大気との間の熱抵抗は６０℃／Ｗ
程度以上である。この点から、半導体チップでの電力損
失は０．８Ｗ以下に抑えなければならない。

【０１０１】また、半導体チップでの電力損失は入力電
流の値が大きい程大きくなる。そこで本システムでのス
イッチング素子での電力損失をその程度に抑えるための
点灯回路の入力電流とスイッチ素子のＯＮ抵抗の上限の
関係を求めることができる。

【０１０２】２．本発明の第二の目的を達成するための
手段蛍光ランプはその寿命末期に近くなると、蛍光ランプの
両端電圧が上昇し、通常よりも蛍光ランプの表面温度が
上昇することが知られている。そして、蛍光ランプの表
面温度が上昇するとディスプレイ装置の液晶に熱的なダ
メージを与え、極端な場合、液晶が破壊する。

【０１０３】このような問題を防止するため、従来は蛍
光ランプの最も温度上昇の大きい管端部に温度ヒューズ
を取付け、温度ヒューズが溶断すると点灯装置への給電
を停止する構成を取っていた。この方法では蛍光ランプ
と温度ヒューズとの接触の仕方でヒューズの動作温度が
大きく変動してしまうという不具合があった。また、蛍
光ランプが寿命に至ると蛍光ランプの交換だけでなく温
度ヒューズとその配線もやり直さなければならないため
メインテナンスが困難である。温度ヒューズを用いずに
液晶を保護するためには、寿命末期に近くなって蛍光ラ
ンプの両端電圧が上昇するのを検出して点灯装置の動作
を停止させる方法があるが、回路構成が複雑になり本シ
ステムの小型、薄型化の傾向に反することになる。

【０１０４】本発明の第二の目的は前記した液晶の保護
回路を内蔵しても回路構成が複雑にならずコンパクトな
液晶ディスプレイ付き情報処理システムを実現すること
にある。

【０１０５】その目的を達成するために、本発明におい
ては、放電開始後の蛍光ランプの両端電圧を検出する手
段と、検出した電圧がある定められた電圧値よりも高く
なった場合には点灯回路の動作を停止する保護回路とを
半導体チップ上に集積化する。集積化することにより部
品点数の増加を抑える。

【０１０６】放電開始後の蛍光ランプの両端電圧の検出
は、一般に数百Ｖの蛍光ランプ両端の電圧を複数の抵抗
による分圧等による手段で数Ｖ程度に降圧し、予め定め
てある基準電圧と電圧比較器で比較することによって検
出する。予め定めてある基準電圧よりも検出電圧が高い
場合は点灯回路の動作を停止し、寿命末期の蛍光ランプ
からの発熱により液晶が破壊することを防止できる。ま
た、これらの回路の大部分は半導体チップ上に集積でき
るので部品点数の大きな増加にはならない。

【０１０７】３．本発明の第三の目的を達成するための
手段蛍光ランプの調光を行うためには、上記従来技術の放電
灯点灯装置に内蔵されているスイッチング素子を駆動す
る周波数を変化させることによって実現することができ
る。

【０１０８】また、蛍光ランプを始動させる際には、蛍
光ランプが冷陰極型の場合はまず始動電圧を所定時間だ
け蛍光ランプに印加し、それから定常の点灯状態に移行
させる手順になる。

【０１０９】蛍光ランプが熱陰極形の場合には、まず所
定時間電極予熱を行ってから始動電圧を印加し、定常の
点灯状態に移行させる手順になる。更に点灯した後、放
電状態が十分安定する前に調光状態に移行させると、ラ
ンプ電流が絞られることによって電極温度が十分上がら
ず放電状態が不安定の状態で継続してしまう場合があ
る。この場合、蛍光ランプが短寿命になる恐れがあるた
め、始動後の一定時間は調光状態に移行させないように
制御する場合が多い。

【０１１０】以上のような制御は、各動作モードに応じ
た周波数で上記スイッチング素子を駆動することにより
実現できる。しかし、蛍光ランプの始動性能や寿命は各
動作モードの継続時間により大きく影響されるため、各
動作モードの継続時間を正確に決める必要がある。

【０１１１】一般に、上記スイッチング素子の駆動周期
は、各動作モードの継続時間に比べ非常に短いため、上
記スイッチング素子の駆動周波数の駆動電圧波形を分周
することによって各動作モードの継続時間を決めようと
すると分周のための分周回路のゲート数が非常に大きく
なってしまう。これは、半導体装置のコストアップ等の
原因となる。

【０１１２】本発明の第三の目的は、分周のための分周
回路のゲート数を大きくすることなく、蛍光ランプの始
動特性や寿命に影響の大きい上記各動作モードの継続時
間を決定する手段を設け、信頼性の高い液晶ディスプレ
イ付き情報処理システムを提供することにある。

【０１１３】この目的を達成するために、点灯周波数に
比べて非常に低い周波数の発振回路を設け、この非常に
低い周波数の発振回路の出力電圧を分周回路で分周して
各動作モードの継続時間を決定するようにする。

【０１１４】非常に低い周波数の発振回路を設けること
により、分周回路のゲート数が非常に小さくなる。また
この発振回路は、定常点灯の移行した後は不要なので消
費電流の節約のため動作を止めることも可能である。

【０１１５】４．本発明の第四の目的を達成するための
手段負荷短絡等の原因で点灯装置に過電流が流れると、点灯
装置が破壊する恐れがある。そこで、これを回避するた
めスイッチング素子の電流を検出し、所定のレベルより
も大きな電流が流れた場合には点灯装置の動作を停止さ
せる、いわゆる過電流保護装置を設けることが一般に行
われている。

【０１１６】しかしながら、単に点灯装置を停止させる
だけでは、もしノイズなどによる誤検出を生じた場合で
も点灯装置の動作が停止してしまう。その結果、点灯装
置に異常がないにもかかわらず蛍光ランプが消灯してし
まい、ディスプレイが見えなくなってしまうという問題
が生じる。ディスプレイが見えなくなると、その間の情
報を見逃してしまうことになり、大きな経済的損失を発
生する可能性がある。

【０１１７】本発明の第四の目的は、過電流保護装置の
ノイズ等による誤動作が生じても、ディスプレイ画面が
完全に消えてしまうことを防止することにより信頼性の
高い液晶ディスプレイ装置用のバックライト光源の点灯
装置を実現することにある。

【０１１８】その目的を達成するため、一旦過電流保護
装置が働いて装置の動作が停止しても、所定時間後に、
点灯装置を自動的に再度、始動させる構成とする。ま
た、この所定時間は、上述の低い周波数の発振回路を利
用し、この発振周波数を基に決めるようにする。

【０１１９】本発明によれば、もし過電流保護装置の動
作が誤検出によるものであったならば、極めて短い時間
でバックライトである蛍光ランプを再点灯させることが
できる。従って、ユーザーにはとっては、このような誤
動作の影響を実質的に受けることがない。

【０１２０】また、もし、それが装置の不具合による停
止であっても、電気的に十分な長いインターバルを取っ
ておけば、次に動作を再開（蛍光ランプの再点灯）した
ときに、再び過電流が流れて動作停止するため装置の温
度が上昇して破壊に至ることがない。上記所定時間と
は、人間の視覚上は十分短く、電気的には過電流保護装
置の反応時間よりも十分に長い０．００１秒以上１秒以
下の値が望ましい。また上記所定時間は、上述の低い周
波数の発振回路の動作周波数を用いて決める構成とする
ことにより、本システムの構成の複雑化を防止すること
ができる。

【０１２１】５．本発明の第五の目的を達成するための
手段上記１．項で説明したように本システムの点灯装置の電
源にはＡＣアダプタ及び充電式電池を用いるので、電源
電圧の変動が大きい。

【０１２２】電源電圧の変動が大きく、予め想定してい
た値よりも電圧低下が大きいと、スイッチング素子の制
御用論理回路が確実に動作するために、必要な電源電圧
が得られなくなる。そして、極端な場合には、論理回路
の論理レベルが不定になって出力のスイッチング素子が
閉じたままの状態になる。

【０１２３】出力のスイッチング素子が閉じたままの状
態になると、スイッチング素子に過電流が流れ、スイッ
チング素子が破壊する場合がある。逆に想定していた値
よりも電圧上昇が大きいと、点灯装置に過電圧が印加さ
れて、点灯装置が破壊する場合がある。

【０１２４】また、点灯装置の使用される周囲温度が予
め想定された温度よりも高い場合、点灯装置の許容温度
を越え、やはり点灯装置が破壊する場合がある。本シス
テムが可搬形であり、それが例えば、長時間、真夏の自
動車の中に放置されることは十分考えられる。その場
合、点灯装置の周囲温度は高温になっており、その直後
に本システムが使用されると、本システム内の点灯装置
の周囲温度が許容温度を越えてしまう。

【０１２５】本発明の第五の目的は、電源電圧が点灯装
置の許容電圧範囲外であったり、点灯装置の周囲温度が
許容温度範囲を越えた場合でも、故障することのない信
頼性の高い液晶ディスプレイ付き情報処理システムを提
供することにある。

【０１２６】その目的を達成するため、電源電圧の検出
回路を設け、電源電圧が第一の所定値以下であるか又は
第二の所定値以上のときは、点灯装置の動作を停止させ
る構成とする。また、半導体スイッチ素子の温度を検出
し、ある定められた温度以上の時は動作を停止させる構
成とする。

【０１２７】但し、この場合には、本発明の第四の目的
の場合のようにある定められた時間後に自動復帰させる
ことはせず、電源電圧や素子温度が所定の範囲内になっ
たことを検出した段階で動作を復帰させるような制御を
行なう。

【０１２８】以下に、そのような制御を行う理由を示
す。

【０１２９】スイッチング素子の電流が過電流の場合
は、その原因がＩＣ３４の負荷短絡である場合において
も、本システム中の配線が有するインダクタンス成分の
ために、ある傾きでスイッチング素子の電流が増加して
いく。そのため保護回路の反応速度を十分早くしておく
必要がある。これにより、素子の破壊電流が流れる前に
動作を止めることができ、スイッチング素子の破壊を防
止できる。

【０１３０】しかし、電源電圧の電圧上昇の程度が想定
していた値よりも大きい場合や、温度上昇が著しく大き
い場合には、スイッチング素子が一瞬のうちに破壊され
る恐れがある。

【０１３１】また、電源電圧の電圧低下の程度が想定し
ていた値よりも大きい場合には、上記のように論理回路
の出力が不定になってしまい出力のスイッチング素子が
閉じたままの状態なる。その結果、スイッチング素子に
過電流が流れ、スイッチング素子が破壊する恐れがあ
る。

【０１３２】ところが、異常を検知してスイッチング素
子の動作を停止した後、所定時間が経過した後に強制的
にスイッチング素子の動作を再開すると、異常状態が依
然として継続しているにもかかわらず、スイッチング素
子の動作を再開することとなる恐れがある。そして、こ
のような動作を行うと、結局、異常検出回路が繰返し作
動したり、最悪の場合には、スイッチング素子の破壊に
至る恐れがある。

【０１３３】そこで、本発明においては、スイッチング
素子のスイッチング再開を時間制御で行うのではなく、
電源電圧や温度がそれぞれの許容範囲内になった時点で
復帰させるような制御を行う。

【０１３４】また、過電圧、低電圧または過大な温度上
昇に対する保護回路に、ヒステリシス機能を設けておく
ことにより、ノイズによる誤動作を防止できる。

【０１３５】さらに、電圧の検出は電源電圧ではなく、
出力のスイッチ素子に印加される電圧を検出することに
より、スイッチ素子と電源との間にＤＣ−ＤＣコンバー
タ等の電圧変換装置が置かれた場合にも、有効に働くよ
うにする。

【０１３６】さらにまた、いったん過電流、過電圧また
は過大な温度上昇のような異常を検出した場合には、そ
の後再び動作を開始した後は定格出力電流よりも小さな
電流を出力するようにする。

【０１３７】特に、スイッチング素子と放電灯との間に
インダクタンスとコンデンサの直列共振回路を設け、周
波数を制御することによって直列共振回路のインピーダ
ンスを変化させて調光を行なう場合は、再び動作を開始
した後の動作周波数は定格出力電流を出力する周波数よ
りも高い周波数となる。いったん保護回路が働いたとい
うことから、再動作させた後も同じ条件で動作させてし
まうと再び過電流が流れたり、温度上昇が大きくなった
りして再度保護回路が動作する可能性が高い。そこで、
再動作させた後の出力電流を低く抑さえて再度保護回路
が動作する確率を小さくした。

【０１３８】またさらに、蛍光ランプを始動させる時に
は、スイッチング素子の発振周波数に固定することによ
り、点灯装置の再動作時の蛍光ランプの始動を確実に
し、且つ再動作させた後の出力電流を低く抑えて、再
度、保護回路が動作する確率が小さくなるようにする。

【０１３９】６．本発明の第六の目的を達成するための
手段上記したように本システムの電源には電池が用いられる
場合があるが、その場合点灯装置の消費電流は極力小さ
い方が望ましい。一方、液晶ディスプレイ装置の視認性
を一定レベル以上にするためには、一定以上の電流を蛍
光ランプに供給する必要がある。

【０１４０】本発明の第六の目的は主に蛍光ランプで消
費される消費電力（消費電流）の大きさの異なる動作モ
ードを複数設け、外部から制御端子への入力信号で、あ
るいは本システムのソフトウェアからの制御で、任意に
切り替えられるようする。あるいは、使用者の意図に応
じて簡単に使いわけができる液晶ディスプレイ用光源の
点灯回路を実現することにある。

【０１４１】その目的を達成するために、出力スイッチ
ング素子の動作周波数を決めるための回路として、定電
圧源と抵抗を用いて基準電流源を構成し、この基準電流
源の出力電流に比例した電流でコンデンサを充電し、こ
の充電時定数で発振周期を決める構成とした。このよう
に、上記抵抗の値を変化させることによってコンデンサ
の充電時間を変化させることができるため簡単に発振周
波数を変化させることができる。さらに、基準電流源
を複数個設け、選択端子からの入力によって基準電流源
の出力電流を加算する数を変えられるようにした。

【０１４２】これはＡＣアダプタから電源を供給してい
る時は加算する基準電流源の数を減らすことにより、コ
ンデンサの充電時間を長くして発振周波数を下げる。発
振周波数が下がることによってトランスやコンデンサ等
で構成された共振回路のインピーダンスが小さくなって
蛍光ランプに供給される電流が増加し、蛍光ランプの輝
度が高くなって視認性の良い状態で使われる。また、
電池から電源を供給している場合には、加算する基準電
流源の数を増やしコンデンサの充電時間を短くして発振
周波数を上げることによって共振回路のインピーダンス
を大きくする。これにより、蛍光ランプに供給される電
流を絞って消費電力を下げ、電池の消耗を小さくする。

【０１４３】選択端子からの入力電圧をハイレベルかロ
ーレベルかのいずれかにするだけで、抵抗の値を電源が
変わる度に調整しなおすことなく上記のような操作を行
える。

【０１４４】またさらに、電源電圧あるいはスイッチ素
子に印加される電圧値によって現在供給を受けている電
源が電池かＡＣアダプタかを識別することによって、上
記のような手動の操作ではなく、自動的に切替わるよう
にすることができる。

【０１４５】動作周波数を決めるための可変抵抗を接続
する端子を複数設け、選択端子からどの抵抗で動作周波
数を決めるかを選択できるような構成を本システム内に
設けることにより外付け回路が複雑化することなく、消
費電流の異なる複数の動作モードを簡単に選択できるよ
うにした。

【０１４６】７．本発明の第七の目的を達成するための
手段電源に電池を用いる場合の問題点としてさらに考えられ
る点は、上記したように電源電圧変動が大きく、電源電
圧が変動することによって蛍光ランプの明るさが変化す
る点である。

【０１４７】電源電圧が変動することによって蛍光ラン
プの明るさが変化するのを抑えるため、電源と点灯回路
の間にＤＣ−ＤＣコンバータのような電圧変換手段をい
れて、電圧を安定化する必要がある。

【０１４８】しかし、そのためには、チョッピング用ト
ランジスタ、ダイオード、チョークコイル、平滑用コン
デンサおよびチョッピング用トランジスタの制御回路を
新たに追加しなければならない。

【０１４９】本発明の第七の目的は回路の追加を極力小
さく抑えて、上記したＤＣ−ＤＣコンバータなどの電圧
変換手段を実現することにある。

【０１５０】その目的を達成するために、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータの構成回路のうち汎用性の高いチョッピング用
のトランジスタの制御回路を上記半導体チップに集積さ
せた。汎用性の高いチョッピング用のトランジスタの制
御回路だけを上記半導体チップに集積させたため、チョ
ッピング用のトランジスタ、ダイオードやチョークコイ
ル、平滑用コンデンサを消費電流や変換電圧に応じて変
えることにより汎用性を損なわず且つ回路部品の増加を
極力抑えることができる。

【０１５１】ＤＣ−ＤＣコンバータの一般的な構成例は
上記１．項で説明した図４の回路構成である。

【０１５２】ところで、本システムの点灯回路にはリセ
ット機能を持たせることができる。すなわち、例えば、
リセット端子にローレベルの電圧が印加されている時に
は点灯回路の動作を止め、リセット端子にハイレベルの
電圧が印加されている時には点灯回路の動作を行う機能
を持たせることができる。勿論、これとは逆の論理で点
灯回路の動作を行うのかその動作を止めるのかを決定し
てもよい。

【０１５３】このような構成によれば、リセット端子に
ローレベルの電圧が印加され点灯回路が動作を止め、こ
の状態での消費電流をほぼ零に下げるためにＤＣ−ＤＣ
コンバータの動作も停止させる必要がある。そのために
図４で示したパルス発生回路４１の出力電圧をローレベ
ルに固定すると、抵抗５４に電流が流れ続ける。本来点
灯回路が動作を止めている時は消費電流は電池の消耗を
防ぐため零であることが望ましい。そこで、抵抗５４
をトランジスタ５２のベースとリセット端子の間に設け
ることにより、リセット端子の入力電圧がローレベルの
時は抵抗５４に電流が流れ込まなくなるため点灯回路が
動作を止めている時の消費電流はほぼ零になる。

【０１５４】８．本発明の第八の目的を達成するための
手段本システムの点灯装置は、上記１．で説明したように出
力のスイッチング素子の動作周波数を変化させることに
より調光を行う。

【０１５５】また、始動時はスイッチング素子と蛍光ラ
ンプの間に接続されたトランスやコンデンサで構成され
た共振回路の共振周波数にスイッチング素子の動作周波
数を近づけることによって共振回路を共振させる。共振
回路を共振させるとそこに大きな共振電流が流れ、出力
に接続された蛍光ランプの両端に高い電圧が発生して蛍
光ランプを点灯させる。

【０１５６】ところで、スイッチング素子の動作周波数
を決めるための発振回路のばらつきついて考えると、調
光時の動作周波数が多少ばらついても若干の蛍光ランプ
の明るさのばらつきは生じるものの視覚的に問題になる
レベルにはならない。しかし、始動時の発振周波数につ
いては共振を利用して高電圧を発生させているため、高
電圧の発生する周波数範囲が狭く、周波数精度の良い発
振回路が必要である。水晶発振回路は周波数精度は良い
が、水晶の固有振動数を利用しているため任意の周波数
に可変できないため調光ができなくなる。そこで調光時
の動作周波数を決める発振回路と始動時の動作周波数を
決める発振回路との二つの発振回路を設け、必要に応じ
て切り替える構成にすることにより、確実な始動性と調
光機能との両方を得ることができる。

【０１５７】ところが、二つの発振回路は非同期で動く
ため始動の動作から調光の動作に移るときスイッチング
素子のＯＮ状態の継続時間が通常よりも長くなってしま
う場合がある。スイッチング素子のＯＮ状態の継続時間
が通常よりも長くなり、その時間が共振回路の共振周期
の半分の時間よりも長くなると、スイッチング素子に過
電流が流れる恐れがある。スイッチング素子に過電流が
流れるとスイッチング素子が破壊するか、または過電流
検出回路が動作して点灯装置の動作を止めてしまうとい
う不具合が生じる。

【０１５８】本発明の第八の目的は上記した二つの発振
回路の非同期動作に起因する不具合の生じない信頼性の
高い液晶ディスプレイ装置用光源の点灯装置を実現する
ことにある。

【０１５９】その目的を達成するため始動動作モードか
ら定常点灯モードに切り替わった時点と動作モードが切
り替わった後の最初の極性反転の時点との間の時間は、
複数の高電圧側のスイッチング素子がＯＮで低電圧側の
スイッチング素子がＯＦＦ、あるいは高電圧側のスイッ
チング素子がＯＮで低電圧側のスイッチング素子がＯＦ
Ｆになるようにする。

【０１６０】始動動作モードから定常点灯モードに切り
替わった時点と、動作モードが切り替わった後の最初の
極性反転の時点との間の時間は、複数の高電圧側のスイ
ッチング素子はＯＮで低電圧側のスイッチング素子はＯ
ＦＦ、あるいは高電圧側のスイッチング素子はＯＮで低
電圧側のスイッチング素子はＯＦＦになるようにする。
これにより、この間の共振回路の両端の印加電圧が０と
なるため過電流が流れるのを防止できる。

【０１６１】そして、これらの機能を果たす半導体素子
等を半導体集積化することにより部品点数を減少させる
ことができる。また、これら半導体素子等の集積化の範
囲を本システムの汎用性を損なわないよう最適化すると
共に、スイッチ素子のＯＮ抵抗の範囲と半導体チップを
収納するパッケージの熱抵抗すなわちパッケージの大き
さを適切に規定することにより、より小形で高効率、高
信頼度のシステムを実現できる。

【０１６２】

【実施例】

１．実施例１次に本発明の第一の実施例を図１３に基いて説明する。

【０１６３】図１３において７２は電流検出抵抗、７３
はスイッチング素子４２、４３、４４および４５の制御
回路、７４はスイッチ、７９はスイッチ７４の制御信
号、８０は切り替えスイッチ７５の制御信号、８３はス
イッチ７４の制御回路、８４は過電流検出回路、８５は
過電圧検出回路、８６は減電圧検出回路、８７はチップ
温度検出回路、８８は分圧回路、８９はランプ寿命検出
回路、９０はＯＮ／ＯＦＦ制御入力端子、９１は明るさ
制御入力である。図４と同一符号は同一もしくは同等の
部分を示す。

【０１６４】蛍光ランプ２３を点灯させる基本的な動作
は図４を用いて既に説明した通りで、チョッピングトラ
ンジスタ３８やチョークコイル３６、平滑コンデンサ３
５などで構成されるＤＣ−ＤＣコンバータで安定化され
た電圧をスイッチング素子４２、４３、４４および４５
でスイッチングして交流電圧に変換し、トランス３２お
よびコンデンサ３３で構成される共振回路を介して蛍光
ランプ２３に交流電圧が供給される。パルス発生器４１
は点灯装置２４の部品点数を小さくするため、ＩＣ３４
に内蔵されている点が図４と異なっている。

【０１６５】スイッチング素子４２、４３、４４および
４５の駆動周波数はパルス発生器７６あるいは４７の周
波数を基に決められ、切り替えスイッチ７５によって、
そのいずれかが選択される。切り替えスイッチ７５の制
御は制御回路７７から出力される制御信号８０によって
行われる。

【０１６６】制御回路７７のフローチャートを図１４に
示す。上記したように、点灯装置２４の動作開始後、ま
ず、パルス発生器７６に切り替えスイッチ７５を切り替
える。その後、所定時間経過後、明るさ制御端子９１の
入力が通常の調光モードではなく、点灯装置２４の消費
電力を一定の値以下に抑えるため蛍光ランプ２３の明る
さを比較的暗い状態で固定して使われる、いわゆる低照
度固定モードであった場合には切り替えスイッチ７５は
パルス発生器７６に接続されたままにする。また、明る
さ制御端子の入力が通常の調光モードの場合において、
過電流検出回路８４、過電圧検出回路８５、低電圧検出
回路８６、チップ温度検出回路８７又はランプ異常検出
回路８９において異常が検出されなかった場合には、切
り替えスイッチ７５はパルス発生器４７へ切り替える。
異常が検出された場合には、すぐに切り替えスイッチ７
５がパルス発生器７６に切り替えられ、低消費電力の状
態に固定する。上記明るさを制御するための端子９１へ
の入力と異常の検出有無は常時監視される。

【０１６７】制御回路８３のフローチャートを図１５に
示す。

【０１６８】電流検出抵抗７２の両端電圧が所定の電圧
以上になると、過電流検出回路８４が異常信号を制御回
路８３に出力する。次に制御回路８３は制御信号７９に
よってスイッチ７４を開き、制御回路７７に異常発生信
号を出力し上記したように所定の時間経過後スイッチ７
４を閉じ通常の動作に戻る。

【０１６９】過電圧検出回路８５、減電圧検出回路８６
またはチップ温度検出回路８７において異常が検出され
た場合は、スイッチ７４を開き、制御回路７７に異常発
生信号を出力し、上記したように異常状態が解除された
後スイッチ７４を閉じ通常の動作に戻る。

【０１７０】ランプ異常検出回路８９において異常が検
出された場合には、スイッチ７４を開き、制御回路７７
に異常発生信号を出力し、この場合には、このまま動作
を停止する。

【０１７１】ＯＮ／ＯＦＦ制御端子９０からリセット信
号が入力された場合は、スイッチ７４を開き、リセット
信号が解除されるまでこの状態を保つ。リセット信号が
解除された場合は、スイッチ７４を閉じ通常の動作に戻
る。

【０１７２】また図１３に示すように上述した各部をＩ
Ｃ３４に集積化することにより、部品点数を増やさず
に、複雑な制御が可能になる。

【０１７３】２．実施例２本発明の第二の実施例を図１６を用いて説明する。

【０１７４】本実施例の目的は、蛍光ランプ２３が寿命
に近くなり、ランプ両端電圧が上昇し、それにともなっ
てランプの温度が上昇し液晶にダメージを及ぼすことを
防止することにある。

【０１７５】図１６は図１３で説明したランプ異常検出
回路の詳細な構成を示す図である。

【０１７６】同図において、９２は直流電源、７４はス
イッチ、９３はラッチ、９４は電圧比較器、９５は基準
電圧源、９６は遅延コンデンサ、９７は遅延抵抗、１０
０、１０４及び９８は分圧抵抗、９９は全波整流器であ
る。その他図４と同一符号は同一もしくは同等の部分を
示す。

【０１７７】蛍光ランプ２３の両端電圧は全波整流器９
９で直流に変換され、分圧抵抗１００、１０４及び９８
の抵抗比で分圧された電圧が分圧抵抗９８の両端に発生
する。遅延抵抗９７と遅延コンデンサ９６は分圧抵抗９
８の両端に電圧が発生してから、その電圧が電圧比較器
９４に入力されるまでの時間を遅延させるためのもので
ある。蛍光ランプ２３を始動させる際には必ず通常より
も高い始動電圧が発生するため、この電圧で保護回路が
誤動作しないようにする目的を持つ。

【０１７８】通常よりも蛍光ランプ２３の両端電圧が高
い状態がある程度以上継続すると、遅延コンデンサ９６
の両端電圧が基準電圧源９５の電圧よりも高くなって、
電圧比較器９４の出力が反転し、ラッチ９３が反転した
状態を保持する。ラッチ９３が反転した状態を保持する
と、スイッチ７４が開いてスイッチング素子４２、４
３、４４及び４５が動作を停止するため、蛍光ランプ２
３は消灯する。このため、蛍光ランプ２３の温度が上昇
することはなく、液晶にダメージを及ぼすことはない。

【０１７９】遅延コンデンサ９６と高電圧のかかる分圧
抵抗１００及び１０４以外の部分をＩＣ３４に集積する
ことにより部品点数の増加がほとんどなしに高い信頼性
のシステムを実現することができる。

【０１８０】ＯＮ／ＯＦＦ制御端子９０に入力される電
圧がローレベルの時には、点灯装置２４は動作を停止
し、ハイレベルの時には、点灯装置２４は動作を行う。

【０１８１】点灯装置２４は動作を停止している間は、
点灯装置２４の消費電流は零であることが望ましい。従
来、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５のトランジスタ５２の駆
動電流を供給する抵抗５４は点灯装置２４の電源の高電
圧側とトランジスタ５２のベースの間に接続されていた
がこの場合ＯＮ／ＯＦＦ制御端子９０に入力される電圧
をがローレベルにして点灯回路２４の動作を停止させて
も点灯装置２４の電源の高電圧側から抵抗５４に電流が
流れるための点灯回路２４の消費電流は０にはならなか
った。そこで、本システムでは、抵抗５４をＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御端子９０とトランジスタ５２のベースの間に接
続した。これにより点灯装置２４は動作を停止させるべ
く、ＯＮ／ＯＦＦ制御端子９０に入力する電圧をローレ
ベル（約０Ｖ）にすると、抵抗５４に流れる電流も実質
的に０になるため点灯装置２４の消費電流も実質的に０
となる。

【０１８２】３．実施例３本発明の第三の実施例を図１７を用いて説明する。

【０１８３】図１７はスイッチング素子として、ＭＯＳ
−ＦＥＴを用いた場合の回路構成例である。

【０１８４】同図おいて、１０５及び１０６はＰタイプ
のＭＯＳ−ＦＥＴで、１０７及び１０８はＮタイプのＭ
ＯＳ−ＦＥＴである。その他図４及び図１６と同一符号
は同一もしくは同等の部分を示す。

【０１８５】ＰタイプのＭＯＳ−ＦＥＴはゲート電位が
ソースよりも一定電圧以上下がるとＯＮし、Ｎタイプの
ＭＯＳ−ＦＥＴは反対にゲート電位がソースよりも一定
電圧以上上がるとＯＮする。従って、図１７ように結線
をすれば、図４と同様にスイッチ１０５と１０８が同
相、スイッチ１０６と１０７が同相に、それぞれ交互に
開閉動作をする。

【０１８６】４．実施例４次に本発明の第四の実施例を図１８に基いて説明する。

【０１８７】図１８は図４の回路における制御回路７７
について説明するための回路図である。同図において
７７が切り替えスイッチ７５の制御回路で、１０９が論
理回路、１１０がカウンタ、１１１が低周波発振器で１
１２は低周波発振器１１１の動作制御信号ある。その他
図４及び図１６と同一符号は同一もしくは同等の部分を
示す。基本的には図４の回路と同様の動作を行う。

【０１８８】切替スイッチ７５は最初、発振器７６につ
ながっており、スイッチング素子の開閉周波数は発振器
７６の周波数と等しい。

【０１８９】ところで、蛍光ランプ２３がまだ点灯して
いない状態の時は、共振回路の共振周波数はトランス３
２の一次巻線のインダクタンスとコンデンサ３３の容量
でほぼ決まる周波数で、この共振系は直列共振のため共
振周波数付近で最も高い出力電圧を発生する。従って、
発振器７６の発振周波数を上記の共振周波数付近に設定
しておくことにより、蛍光ランプ２３の両端に高い電圧
が発生する。そして、その高電圧印加により、蛍光ラン
プ２３が点灯する。

【０１９０】蛍光ランプ２３の点灯後はトランス３２の
漏れインダクタンスなどの影響で共振周波数が低下し、
発振周波数が第二の共振周波数の値をとるとき、蛍光ラ
ンプへの入力電流及び出力電流は最も大きくなる。

【０１９１】そこで、発振器４７の発振周波数を実質的
に第二の共振周波数に設定しておく。蛍光ランプ２３が
点灯後は、切替スイッチ７５を発振器４７に切替えるこ
とにより、蛍光ランプ２３を最も明るい状態で点灯させ
ることができる。上記した切替スイッチ７５の発振器７
６から発振器４７への切替えの制御は制御回路７７１か
ら出力される切替信号によって行われる。

【０１９２】電源投入直後または動作開始直後は切替ス
イッチ７５は発振器７６につながっており、それと同時
に発振器１１１が発振を開始する。発振器１１１の出力
信号をカウンタ１１０が予め定められた数をカウントし
終えると論理回路１０９へ信号が出力されて、そのタイ
ミングをもって切替信号が出力される。

【０１９３】発振器７６、４７発振周波数は、一般に、
騒音の防止と蛍光ランプ２３の発光効率の向上を目的と
して、可聴周波数以上、すなわち、約２０，０００Ｈｚ
以上に設定され、周期としてはその逆数の値になる。

【０１９４】電源投入後または動作開始後から、発振器
７６から発振器４７に切替られる迄の時間は放電の安定
する０．１秒前後またはそれ以上の時間に設定される。
したがって、発振器７６あるいは４７の発振周波数を基
にカウントを行うと２、０００カウント以上しなければ
ならず、カウンタ１１０の回路規模が大きくなってしま
う。

【０１９５】そこで、発振器７６および４７の発振周波
数に比べ充分低い発振周波数の発振器１１１を追加する
だけでカウンタ１１０のカウントすべき数を小さくし、
カウンタ１１０の回路規模を大幅に小さくして全体的な
回路規模の削減を図った。たとえば発振器１１１の発振
周波数を１００Ｈｚ以下とすれば。カウンタ１１０カウ
ントすべき数は１０以下ですむ。

【０１９６】また、電源投入してから一定時間後切替ス
イッチ７５が発振器７６から発振器４７に切替わった後
は発振器１１１の動作は不要になるので、消費電流の節
約のため動作制御信号１１２によって発振器１１１の動
作を停止させる。

【０１９７】５．実施例５図１９を用いて本発明の第五の実施例について説明す
る。

【０１９８】なお、図１９は、図１３における各異常検
出回路を詳しく説明するための回路図である。

【０１９９】図１９において、１１３および１１４はＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ５５の出力電圧の分圧抵抗、１１
５、１１６、１１７および１１８は電圧比較器、１１
９、１２０、１２１、１２２および１３０は基準電圧
源、１２７は抵抗、１２８は正の温度特性を持つ感温抵
抗、１２９は帰還抵抗、１２３、１２４、１２５および
１２６はヒステリシス用抵抗である。図１３及びず１８
と同一符号は同一もしくは同等の部分を示す。

【０２００】まず、低電圧検出回路に関して説明する。

【０２０１】ＤＣ−ＤＣコンバータ５５の出力電圧が一
定電圧以下に低下すると、制御回路８３や７７が誤動作
したり、インバータ４６の出力電圧が不定になったり、
スイッチング素子４２、４３、４４及び４５の駆動電圧
が不足したりする。その結果スイッチング素子４２、４
３、４４及び４５が誤動作し、例えばスイッチング素子
４２および４４が同時に閉じると、電源から短絡電流が
流れてスイッチング素子を破壊する恐れがある。

【０２０２】そこで、そのような状態にならないよう
に、減電圧検出回路を設けた。この減電圧検出回路は、
分圧抵抗１１３および１１４、基準電圧源１１９、電圧
比較器１１５、ヒステリシス用抵抗１５９及び１６０で
構成した。

【０２０３】ＤＣ−ＤＣコンバータ５５の出力電圧が正
常の時は、電圧比較器１１５のプラス入力よりもマイナ
ス入力の方が電圧が高く電圧比較器１１５の出力はロー
レベルになっている。この状態では、電圧比較器１１５
のプラス入力は抵抗１２４によって０Ｖに接続されてい
るのと等価である。ＤＣ−ＤＣコンバータ５５の出力電
圧が変動して一定値より低くなると、分圧抵抗１１３お
よび１１４の中点の電圧が低くなって電圧比較器１１５
のプラス入力よりもマイナス入力の方が電圧が低くなり
電圧比較器１１５の出力はハイレベルに反転する。この
反転信号を制御回路８３が受けるとすると、上述の通
り、スイッチ７４を開き回路動作を停止する。この時、
電圧比較器１１５のプラス入力は抵抗１２４によってハ
イレベルに接続されるため正常の時よりも高くなる。従
って、次に電圧が上がって再び電圧比較器１１５の出力
がローレベルに戻る電圧はハイレベルに反転する時の電
圧よりも低くなる。このようにして低電圧検出回路にヒ
ステリシスを設けることができる。

【０２０４】ＤＣ−ＤＣコンバータ５５の有無は本ディ
スプレイ装置の用途によって異なる。即ち、例えば直流
電源９２の電圧安定度が比較的優れている場合には、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ５５は必要とされない場合が多い。
逆に、直流電源９２として、電池のように比較的電圧安
定度の悪いものを使用する場合には、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ５５が必要となる場合が多い。したがってＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ５５の有無に関わらず一定の構成で確実に
上記の不具合を防止するためには、直接に電源電圧の影
響を受けるＩＣ３４の入力電圧で判断するようにした。

【０２０５】次に過電圧検出回路の説明を行う。

【０２０６】この過電圧検出回路は、分圧抵抗１１３お
よび１１４、基準電圧源１２０、電圧比較器１１６、ヒ
ステリシス用抵抗１２５及び１２６で構成されている。

【０２０７】同図において、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５
の出力電圧が正常の時は、電圧比較器１１６のプラス入
力よりもマイナス入力の方が電圧が低く電圧比較器１１
６の出力はハイレベルになっている。ＤＣーＤＣコンバ
−タ５５の出力電圧が変動して一定値より高くなると、
分圧抵抗１１３および１１４の中点の電圧が高くなる。
これにより、電圧比較器１１６のプラス入力よりもマイ
ナス入力の方が電圧が高くなり、電圧比較器１１６の出
力はローレベルに反転する。これにより上記と同様にス
イッチ７４を開き回路動作を停止する。この時、電圧比
較器１１６のプラス入力は正常の時よりも低下するた
め、次に電圧が下がって再び電圧比較器１１６の出力が
ハイレベルに戻る電圧はローレベルに反転する時の電圧
よりも低くなる。このようにして過電圧検出回路にもヒ
ステリシスを設けることができる。また、過電流検出回
路は、抵抗７２、基準電圧源１２１、電圧比較器１１７
で構成されている。すなわちスイッチング素子４２、４
３、４４および４５の電流が一定以上になると、抵抗７
２の両端電圧が上昇する。そして、その両端電圧が基準
電圧源１２１の電圧よりも高くなると電圧比較器１１７
の出力が反転する。これにより同様にスイッチ７４を開
き回路動作を停止させる。

【０２０８】過大な温度上昇の検出回路は、電圧比較器
１１８、基準電圧源１２２および１３０、抵抗１２７、
感温抵抗１２８、帰還抵抗１２９で構成している。すな
わち点灯装置の周囲温度が一定以上に上昇すると、感温
抵抗１２８の抵抗値が上昇し抵抗１２７との中点の電圧
が上昇し基準電圧源１３０の電圧よりも高くなると電圧
比較器１１８が反転する。帰還抵抗１２９はヒステリシ
スを持たせるための抵抗で、これを設けることにより電
圧比較器１１８が反転して回路動作が停止することによ
って装置の温度が低下してもすぐには動作再開させず、
ヒステリシスの分、更に温度が低下してから動作再開さ
せるようにした。

【０２０９】更に、このような異常時におけるスイッチ
ング素子４２、４３、４４及び４５の開の状態保持を確
実にするための構成を図２０に示す。

【０２１０】図２０において、１３５および１３６はＭ
ＯＳ−ＦＥＴ１０７の駆動回路、１３４はダイオード、
１３３は抵抗、１３２はスイッチ、１３１は図１３にお
ける減電圧検出回路、過電圧検出回路、過電流検出回
路、温度過昇検出回路で構成されている異常検出回路で
ある。

【０２１１】通常はスイッチ１３２は開いており、スイ
ッチ１３５及び１３６が交互に開閉してＭＯＳ−ＦＥＴ
１０７を駆動する。上述のような異常が発生した場合、
速やかにスイッチ１３２を閉じ、抵抗１３３およびダイ
オード１３４を介してトランジスタ１０７のゲートを逆
バイアスすることにより、たとえ駆動回路１３５および
１３６の動作状態が不安定になっても確実にトランジス
タ１０７をＯＦＦに保持でき、スイッチング素子の誤動
作を防止できる。

【０２１２】図１３で説明した過電流検出回路が動作し
て、一旦回路動作が停止し、所定の時間後動作を再開さ
せるための制御回路の構成を図２１に示す。

【０２１３】図２１において、１３７は制御回路で、制
御回路１３７はＯＲゲート１４４、ラッチ回路１３８、
１３９、１４０、ＡＮＤゲート１４３、インバータ１４
１、１４２で構成されている。図１３及び図１９と同一
符号は同一もしくは同等の部分を示す。

【０２１４】図２２は図２１の回路各部の動作波形図で
ある。

【０２１５】図２２において（ａ）はＤＣ−ＤＣコンバ
ータ５５の出力電圧波形、（ｂ）は発振回路１１１の出
力電圧波形、（ｃ）はカウンタ１１０の出力電圧波形、
（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）はスイッチ切替信号発生器
１３７から出力される、スイッチ切替信号８０の内容を
示す。

【０２１６】また、（ｄ）において、信号がハイレベル
の時、発振器７６が接続され始動時の周波数でスイッチ
ング素子が動作し、（ｅ）において、信号がハイレベル
の時、発振器４７が接続され定常点灯動作を行う。ま
た、（ｆ）において、信号がハイレベルの時も発振器７
６が接続される。また、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の信号
のうちで（ｆ）の信号が最も優先される。

【０２１７】（ｇ）はスイッチ７４の制御信号７９の波
形を示し、その信号がハイレベルの時スイッチ７４が閉
じる。また、（ｈ）は過電流検出用電圧比較器１１７の
出力電圧波形で、（ｉ）は発振器１１１の動作制御信号
１１２の波形を示し、その信号がハイレベルの時、発振
器１１２が動作する。

【０２１８】ラッチ回路１３８および１４０はいわゆる
Ｓ−Ｒ（Ｓｅｔ−Ｒｅｓｅｔ）ラッチである。Ｓ入力が
ハイレベルで、Ｒ入力がローレベルの時、このラッチの
出力はローレベルになる。Ｓ入力がローレベルで、Ｒ入
力がハイレベルの時、出力がハイレベルになる。Ｓ−Ｒ
入力が共にローレベルの時、出力はそれ以前の状態を保
持し、Ｓ−Ｒ入力が共にハイレベルの時、出力はローレ
ベルになる。また、電源投入後の初期状態では、ラッチ
の出力はハイレベルになるものとする。

【０２１９】ラッチ回路１３９もＳ−Ｒラッチである
が、Ｓ入力がハイレベルでＲ入力がローレベルの時、出
力がハイレベルになる。Ｓ入力がローレベルでＲ入力が
ハイレベルの時、出力がローレベルになる。Ｓ−Ｒ入力
が共にローレベルの時、ラッチの出力はそれ以前の状態
を保持し、Ｓ−Ｒ入力が共にハイレベルの時、ラッチの
出力はハイレベルになる。また、電源投入後の初期状態
では、ラッチの出力はローレベルになるものとする。

【０２２０】電源が投入されると、まずスイッチ７４が
閉じ、切替スイッチ７５が発振器７６に接続され、発振
器１１１が動作して、上記した始動時の動作を行う。こ
の状態が発振器１１１の出力信号をカウンタ１１０が定
められた数だけカウントし終わるまで継続する。カウン
タ１１０が定められた数だけカウントし終わると（ｃ）
の波形のようにカウンタ１１０の出力がハイレベルにな
るのでラッチ回路１４０の出力は（ｉ）のように一旦ロ
ーレベルになり発振器１１１が動作を止める。発振器１
１１が動作をとめるとカウンタ１１０の出力はそのまま
の状態を維持する。この時ラッチ回路１３８の出力はハ
イレベルなので、アンドゲート１４３の出力はローレベ
ルのままである。

【０２２１】また、同時にスイッチ切替信号の波形は
（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように変化し接続される
発振器は発振器７６から発振器４７に移る。この状態が
定常動作状態であるが、例えば出力短絡等の異常が発生
すると抵抗７２に過電流が流れ電圧比較器１１７の出力
が反転する。上記したように保護回路が働くとスイッチ
ング素子がすぐに動作停止する。従って、電圧比較器１
１７の出力の反転は（ｈ）に示すように一瞬だけである
が、ラッチ回路１３８、１３９、１４０によりラッチさ
れる。従って、（ｇ）、（ｉ）に示すようにスイッチ７
４は開き、そのため点灯装置は動作をとめ、発振器１１
１は動作を再開するのでカウンタ１１０もカウント動作
を行う。

【０２２２】また、（ｆ）に示す信号がハイレベルにな
るので、発振器７６が接続される。カウンタ１１０が一
定の数をカウントし終わるまでこの状態が続く。カウン
トし終わるとラッチ回路１３８がリセットされてスイッ
チ７４を閉じるので、装置は始動時の周波数で動作を再
開する。したがって、この時に出力短絡等の異常が解除
されていれば蛍光ランプ２３は確実に点灯する。反対に
出力短絡等の異常が解除されていなければ同様の動作を
繰り返す。

【０２２３】図１３及び図２１で説明したように、電源
投入直後は発振器７６の出力に従ってスイッチ素子４
２、４３、４４及び４５が動作し、一定時間後は発振器
４７の出力に従って動作するようになる。この切り替わ
り時点の動作波形を説明したものが図２３に示す動作波
形図である。

【０２２４】図２３において（ａ）は発振器７６の出力
電圧波形、（ｂ）は発振器４７の出力電圧波形、（ｃ）
は切替信号８０の電圧波形を示し、（ｄ）はスイッチ素
子４２とスイッチ素子４４の接続点の電圧波形を示し、
低い電圧レベルの時スイッチ素子４４がＯＮしており、
高い電圧レベルの時スイッチ素子４２がＯＮしている状
態を示す。

【０２２５】図２３（ｄ）の電圧波形でわかるように、
発振器７６と発振器４７とが非同期で動作していること
に起因して、切替信号８０のでるタイミングによっては
スイッチ素子４４のＯＮの継続時間が最大入力電圧を供
給するときのスイッチ素子４２、４３、４４および４５
の動作周期よりも長くなってしまう場合が生じる。

【０２２６】この場合のスイッチ素子４４を流れる電流
波形は、図２３（ｇ）に破線で示すようになり、いわゆ
る進相モ−ドとなる。進相モ−ドとなるとスイッチ素子
４２及び４４に直流電源９２から貫通電流が流れ、極端
な場合にはスイッチ素子が破壊する恐れがあることが一
般に知られている。

【０２２７】このような不具合を防止するため、切替信
号８０が出てから、スイッチ素子４２、４３、４４およ
び４５の開閉状態の最初の切り替わり時点までの間はス
イッチ素子４２および４３をＯＦＦとし、スイッチ素子
４４および４５をＯＮとする。これにより、トランス３
２の一次巻線およびコンデンサ３３が直列接続された両
端に印加される電圧が約０ボルトとなり、スイッチ素子
４４を流れる電流波形は図２３（ｇ）に実線で示すよう
な電流波形に変化する。このため、いわゆる進相モ−ド
に入ることが無くなり、信頼性の高い装置を実現するこ
とができる。

【０２２８】また、この時、スイッチ素子４２および４
３をＯＮとし、スイッチ素子４４および４５をＯＦＦと
しても同様の効果が得られる。これを実現するための回
路構成を図２４に示す。

【０２２９】図２４において、１４５はＤタイプフリッ
プフロップで、その入力端子Ｄに入力された信号を入力
端子Ｃにクロック信号が入力されるまで遅延させて出力
端子Ｑから出力する。１４６および１４８はインバ−
タ、１４７、１５１および１５２はＡＮＤゲ−ト、１４
９および１５０はＯＲゲ−トである。同図においてその
他の符号のうち、図１８と同一符号は同一もしくは同等
の部分を示す。

【０２３０】上記のように、スイッチ７５の切り替わり
時点の切替信号８０が出てからスイッチ素子４２、４
３、４４および４５の開閉状態の最初の切り替わり時点
までの間は、スイッチ素子４２および４３をＯＦＦと
し、スイッチ素子４４および４５をＯＮとする。これに
より、進相モ−ドに入ることを無くし装置の破壊を防止
する。そのために、スイッチ７５の切替信号８０をフリ
ップフロップ１４５で、図２３（ｅ）に示すように、発
振器４７の出力電圧波形の次の反転時点まで遅延させ
る。

【０２３１】さらに、これをインバ−タ１４６で反転し
た信号と図２３（ｃ）に示す切替信号８０とを、ＡＮＤ
ゲ−ト１４７で論理積をとることにより、図２３（ｆ）
の波形を得る。

【０２３２】図２３（ｆ）の波形をそのままＯＲゲ−ト
１４９および１５０のそれぞれの一方の入力端子に入力
すると、図２３（ｆ）の波形がハイレベルになっている
間、ＯＲゲ−ト１４９および１５０の出力は、それぞれ
のもう一方の入力レベルに関わらず、ハイレベルにな
る。従って、スイッチング素子４４および４５はＯＮと
なる。

【０２３３】また図２３（ｆ）の波形を一旦インバ−タ
１４８で反転してからＡＮＤゲ−ト１５１および１５２
のそれぞれの一方の入力端子に入力する。すると、図２
３（ｆ）の波形がハイレベルになっている間、ＡＮＤゲ
−ト１５１および１５２の出力はそれぞれのもう一方の
入力レベルに関わらずロ−レベルになるので、スイッチ
ング素子４４および４５はＯＦＦとなる。したがって上
記の不具合を未然に防止できる。

【０２３４】図２５は図４における発振器７６あるいは
４７の構成例でである。

【０２３５】図２５において、１６３は直流電源、１５
３および１５４はトランジスタで、いわゆるカレントミ
ラ−構成になっている。また定電圧源１５８とトランジ
スタ１５６と抵抗１５７とで定電流源１５５を構成して
いる。１５９はスイッチ、１６０はコンデンサ、１６１
は抵抗、１６２はスイッチ１５９の制御回路である。次
に、図２６のコンデンサ１６０の両端電圧波形図を用い
て、図２５の発振器の動作を簡単に説明する。

【０２３６】図２６の波形図において、（イ）の期間は
コンデンサ１６０の充電期間で、この時スイッチ１５９
は閉じており、トランジスタ１５４、スイッチ１５９、
コンデンサ１６０の経路で充電される。この充電電流は
トランジスタ１５３と１５４のカレントミラ−構成の作
用で定電流源１５５の電流と比例した電流値になる。従
って、定電流源１５５の電流値を抵抗１５７の抵抗値に
よって変化させることによってコンデンサ１６０の充電
時間が変化し、周波数を調節することができる。

【０２３７】図２６の波形図において（ロ）の期間はコ
ンデンサ１６０の放電期間で、この時スイッチ１５９は
開いており、コンデンサ１６０に蓄積された電荷は抵抗
１６１を介して放電される。抵抗１６１の抵抗値も変化
させることによって放電時間が変化するので、周波数の
調節に使用できる。

【０２３８】コンデンサ１６０の両端電圧の波形図であ
る図２６に示すように、制御回路１６２はコンデンサ１
６０の両端電圧の値がＶ１になるとスイッチ１５９を開
き、コンデンサ１６０の両端電圧の値がＶ２になるとス
イッチ１５９を閉じるように動作する。

【０２３９】また、図２７のように、定電流源１５５と
同様の構成の電流源１６２をスイッチ１６３を介して並
列に接続しておき、カレントミラ−構成のトランジスタ
１５３に流れる電流が複数個の定電流源の電流を加算し
た電流になるようにしておく。そして、制御端子１６４
によってスイッチ１６３の開閉を制御して加算する電流
源の数を変えることによって周波数を変え、放電灯の調
光を行うこともできる。

【０２４０】図２７に示す実施例では、制御端子１６４
によるスイッチ１６３の制御を図１８を説明した個所で
述べた直流電源９２の電圧に基いて行っている。

【０２４１】本システムは小型、薄型の特徴を活かした
可搬型であるため電源として二次電池が使用される。本
システムが使用される場所に商用電源のコンセントがあ
る場合にはＡＣアダプタで二次電池を充電しながら使用
され、商用電源のコンセントがない場合には二次電池を
電源として使用される。

【０２４２】二次電池の充電時においては、二次電池の
端子に発生する電圧の１．５倍から２倍程度の電圧をか
けて充電を行う。直流電源９２の電圧はＡＣアダプタを
使用していない時は二次電池の端子に発生する電圧で、
ＡＣアダプタを使用している時は二次電池の充電電圧に
なる。従って、直流電源９２の電圧を検出することによ
って、本システムの電源として、ＡＣアダプタを使用し
ているか否かを区別することができる。

【０２４３】図２７において１６５は電圧比較器、１６
６は基準電圧源である。電圧比較器１６５によって直流
電源９２の電圧と基準電圧源１６６の電圧とを比較し、
直流電源９２の電圧値が所定値を下回っている場合には
ＡＣアダプタを使用していないものと判断する。この場
合には、スイッチ１６３を閉じてコンデンサ１６０の充
電電流を増やすことによって動作周波数を上げ、放電灯
へ供給する電流を絞って消費電力を節約し電池寿命がで
きる長くなるようにする。

【０２４４】一方、直流電源９２の電圧値が所定値を上
回っている場合にはＡＣアダプタを使用しているものと
判断し、スイッチ１６３を開きコンデンサ１６０の充電
電流を減少させることによって動作周波数を下げる。こ
れによって、放電灯へ供給する電流を増やしてディスプ
レイをより明るくし、消費電力よりも視認性の良さを重
視して使用する。

【０２４５】なお、制御端子１６４に外部回路または内
部のソフトウェアによる制御に基づく制御信号を入力
し、強制的に上記の切り替えを行うこともできる。

【０２４６】ところで、図８及び図９に示したＩＣ３４
に使用するパッケ−ジの大きさは、パッケ−ジ内に収納
されている半導体チップと大気との間の熱抵抗に大きく
影響し、パッケ−ジの大きさが大きいほど熱伝導面積が
大きくなるので熱抵抗は小さくなる。熱抵抗が小さく
なるということは、半導体チップでの電力消費が大きく
ても、半導体チップの温度上昇は小さいことを示す。従
って、図４における蛍光ランプ２３に電力を供給するス
イッチング素子４２、４３、４４および４５のＯＮ抵抗
は比較的大きくても信頼性が十分保てる。

【０２４７】ところが、上記の理由により、ＩＣ３４に
使用できるパッケ−ジは、寸法的な制約を受けるに制限
される。即ち、例えば、現在市販されている半導体装置
では、図８および図９に示すような寸法的な制約があ
る。その制約とは、具体的には、図８及び図９における
Ｊ及びＫＡの寸法を約２０ｍｍ以内とし、ＨおよびＩＢ
の寸法を約１１ｍｍ以内とし、ＬおよびＭの寸法を約３
ミリ以内としなければならないことを意味する。ガラス
エポキシ基板や紙フェノ−ル基板等に、このような大き
さのパッケ−ジを標準的に実装した場合における、この
パッケ−ジの熱抵抗は１Ｗ当り約６０℃以上である。

【０２４８】一般的に、このような集積回路の半導体チ
ップの温度は約１００℃以下で使用される。また、本シ
ステムの点灯回路の周囲温度としては最高で約５０℃ま
で温度が上昇する。従って、その温度差は約５０℃なの
で、半導体チップでの電力消費は約０．８Ｗ以内に抑え
なければならない。

【０２４９】半導体チップの電力消費のほとんどはスイ
ッチング素子４２、４３、４４および４５によって消費
される。従って、スイッチング素子４２、４３、４４お
よび４５のＯＮ抵抗の平均をＲＯＮとし、本装置の最大
入力電流をＩＩＮとすると、半導体チップの電力消費は
およそＲＯＮとＩＩＮの２乗と２との積に相当する。

【０２５０】以上から明らかなように、スイッチング素
子４２、４３、４４および４５のＯＮ抵抗の平均値ＲＯ
ＮはＲＯＮとＩＩＮの２乗と２との積の値が０．８以下
を満足する値でなければならない。

【０２５１】次に直流電源９２の電圧が低くスイッチン
グ素子４２、４３、４４及び４５の駆動に必要な電圧が
不足してＯＮ抵抗が上昇する不具合の対策について説明
する。

【０２５２】図２８において１８０は昇圧回路である。

【０２５３】同図において、直流電源９２の電圧の約整
数倍の電圧を出力する。１６７が三端子レギュレ−タ等
の定電圧回路、１７９が発振器、１７８がインバ−タ、
１６８、１６９、１７０および１７１が昇圧用スイッ
チ、１７５、１７６および１７７がコンデンサ、１７
２、１７３および１７４がダイオ−ドである。

【０２５４】定電圧回路１６７で一旦定電圧化している
のは、直流電源９２電圧が高めに変動した場合に、スイ
ッチング素子に印加される電圧が高くなりすぎて、電源
電圧がスイッチング素子の耐圧を越えることを防止する
ためである。

【０２５５】発振器１７９とインバ−タ１７８の作用に
よりスイッチ１６８と１７１、スイッチ１６９と１７０
がそれぞれ同相で、交互に開閉する。例えばスイッチ１
６８と１７１がＯＮになると、コンデンサ１７５がダイ
オ−ド１７２を介して充電される。次に、スイッチ１６
９と１７０がＯＮになると、コンデンサ１７５の電圧の
低い側が定電圧回路１６７の出力電圧と同電位に持ち上
げられるため、ここで約２倍の電圧が得られる。この２
倍の電圧はコンデンサ１７６にダイオ−ド１７３を介し
て充電される。次に、スイッチ１６８と１７１がＯＮに
なると、上記と同様にコンデンサ１７６の電圧の低い側
が定電圧回路１４２の出力電圧と同電位に持ち上げられ
るため、ここで約３倍の電圧が得られる。この３倍の電
圧はダイオ−ド１７４を介してコンデンサ１７７に充電
される。このようにして直流電源９２の電圧が低下して
もスイッチング素子４２、４３、４４、および４５の駆
動に十分な駆動電圧が得られ高効率な装置を実現でき
る。

【０２５６】

【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
小形、低消費費電力、高信頼度、広い使用電圧範囲とい
う特徴を持ち使い勝手が良く且つ安価な液晶ディスプレ
イ付情報処理システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の放電灯の点灯装置の回路を示す図であ
る。

【図２】本発明に係る液晶ディスプレイ付き情報処理シ
ステム（本システム）の外観の一例を示す図である。

【図３】図２に示す図のうち、液晶ディスプレイ装置部
分を抜き出した図である。

【図４】本システムのうち、回路基板を有する蛍光ラン
プの点灯装置の回路構成を示す図である。

【図５】図４のパルス発生器４１の動作を説明するため
の図である。

【図６】本システムに内蔵されている電源回路部の構成
を示す図である。

【図７】本システムの蛍光ランプに入力する高周波電流
の周波数と蛍光ランプの両端電圧等の関係を説明するた
めの図である。

【図８】本システムの回路基板に実装する半導体パッケ
ージの外観を示す図である。

【図９】本システムの回路基板に実装する半導体パッケ
ージの外観を示す図である。

【図１０】本システムの回路基板に実装するトランスの
外観を示す図である。

【図１１】本システムに実装するトランスの厚さの下限
値と発振回路の動作周波数との関係を示す図である。

【図１２】本システムに実装する蛍光ランプに印加する
高周波電力の周波数の上限値を求めるための説明図であ
る。

【図１３】本システムが有する周波数の異常検出および
異常処理を行うための回路を示す。

【図１４】図１３の回路の動作フローチャートを示す。

【図１５】図１３の回路の動作フローチャートを示す。

【図１６】ランプ異常検出回路の一実施例を示す図であ
る。

【図１７】本発明の第三の実施例に係る回路を示す図で
ある。

【図１８】本発明の第四の実施例に係る回路を示す図で
ある。

【図１９】本発明の第五の実施例に係る回路を示す図で
ある。

【図２０】本発明の第五の実施例に係る回路を示す図で
ある。

【図２１】本発明の第五の実施例に係る回路を示す図で
ある。

【図２２】図２１の回路各部の動作波形を示す図であ
る。

【図２３】ＤＣ−ＤＣコンバータ等の出力波形を示す図
である。

【図２４】蛍光ランプの発振周波数を切り換えるための
回路を示す図である。

【図２５】図４の発振器７６等の回路構成例を示す図で
ある。

【図２６】図２５の発振器の動作を説明するための図で
ある。

【図２７】本発明の第五の実施例に係る回路を示す図で
ある。

【図２８】本システムに係る昇圧回路を示す図である。

【符号の説明】

４２、４３、４４および４５…スイッチング素子、３２
…トランス、３３…コンデンサ、２３…蛍光ランプ、３
４…ＩＣ、４７および７６…パルス発生器、７５…切り
替えスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｄ 9249−3Ｋ (72)発明者小川壯一郎東京都青梅市藤橋888番地株式会社日立製作所青梅工場内 (72)発明者池田隆一神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者杉野元洋神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者飯嶋晋東京都青梅市藤橋888番地株式会社日立製作所青梅工場内 (72)発明者関邦夫東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体設計開発センタ内 (72)発明者望月博隆東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者後藤誠東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者恩田謙一茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶ディスプレイ付き情報処理システム、
これは次のものを含む；液晶ディスプレイに付設された
前記液晶ディスプレイのバックライト用の蛍光ランプ、
交流電圧を印加して前記蛍光ランプを点灯させるための
発振回路、前記交流電圧を印加するための前記発振回路
の発振周波数を６０ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下の値に
可変制御するための第一の手段。
【請求項２】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記第一の手段により可変制御
される前記発振回路の前記発振周波数は８０ｋＨｚ以上
３００ｋＨｚ以下の値であることを特徴とする。
【請求項３】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記発振回路および前記発振回
路の発振制御をする手段は１チップＩＣ化されているこ
とを特徴とする。
【請求項４】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記発振回路は１チップＩＣ化
されていることを特徴とする。
【請求項５】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記発振回路は複数の半導体ス
イッチング素子およびそれら前記半導体スイッチング素
子の開閉を制御する手段とを有することを特徴とする。
【請求項６】請求項５記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記半導体スイッチング素子は
ＭＯＳ−ＦＥＴを用いて構成されていることを特徴とす
る。
【請求項７】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記蛍光ランプの管径は２．５
ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【請求項８】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記液晶ディスプレイ装置は導
光体、拡散板および液晶板を有し、前記導光体、前記拡
散板および前記液晶板の積層された合計の厚さは４．５
ｍｍ以上５．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【請求項９】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情報
処理システムにおいて、前記発振回路の回路素子、前記
発振回路の出力電圧を昇圧して前記蛍光ランプを点灯さ
せるためのトランスおよび前記第一の手段を有する回路
基板が前記蛍光ランプに隣接して設けられていることを
特徴とする。
【請求項１０】請求項９記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記回路基板に実装した前記
トランスの厚さの上限値は４．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以
下であることを特徴とする。
【請求項１１】請求項９記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記回路基板の平面形状は四
角形であり、前記回路基板の長辺側の一辺に平行に前記
蛍光ランプが配置され、前記長辺の長さは１１０ｍｍ以
下であることを特徴とする。
【請求項１２】請求項９記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記回路基板の短辺側の一辺
の長さは１２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【請求項１３】請求項９記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記回路素子、トランスおよ
び前記第一の手段を実装した状態における前記回路基板
の高さは４．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下であることを特
徴とする。
【請求項１４】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記システムは液晶板、導光
体、拡散板、蛍光ランプおよび前記発振回路の回路素
子、前記発振回路の出力電圧を昇圧して前記蛍光ランプ
を点灯させるためのトランスおよび前記第一の手段を有
する回路基板を収容した蓋体を有することを特徴とす
る。
【請求項１５】請求項１４記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記蛍光ランプは蛍光ラン
プであり、前記蛍光ランプの管径は２．５ｍｍ以上３．
５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【請求項１６】請求項１４記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記導光体、前記拡散板お
よび前記液晶板の積層された合計の厚さは４．５ｍｍ以
上５．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【請求項１７】請求項１４記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記発振回路の回路素子、
前記発振回路の出力電圧を昇圧して前記蛍光ランプを点
灯させるためのトランスおよび前記第一の手段を有する
回路基板が前記蛍光ランプに隣接して設けられているこ
とを特徴とする。
【請求項１８】請求項１７記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記回路基板に実装した前
記トランスの厚さの上限値は４．５ｍｍ以上５．５ｍｍ
以下であることを特徴とする。
【請求項１９】請求項１７記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記回路基板の平面形状は
四角形であり、前記回路基板の長辺側の一辺に平行に前
記蛍光ランプが配置され、前記長辺の長さは１１０ｍｍ
以下であることを特徴とする。
【請求項２０】請求項１９記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記回路基板の短辺側の一
辺の長さは１２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【請求項２１】請求項１７記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記回路素子、トランスお
よび前記第一の手段を実装した状態における前記回路基
板の高さは４．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下であることを
特徴とする。
【請求項２２】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記蛍光ランプの実質的な寿
命末期を検出するための前記蛍光ランプの両端電圧を検
出するための第二の手段、前記蛍光ランプの実質的な寿
命末期に相当する基準電圧を発生する第三の手段および
前記第二の手段の出力電圧が前記基準電圧を超えた場合
には点灯中の前記蛍光ランプを消灯させる手段を有する
ことを特徴とする。
【請求項２３】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記システムは前記発振回路
の発振周波数に比べて低い周波数で発振する第一の発振
器と、前記蛍光ランプの始動モード、定常点灯モードお
よび調光モードのそれぞれに固有の発振周波数で発振す
る第二の発振器、第三の発振器および第四の発振器と、
前記第一の発振器の発振出力にその入力が接続された前
記第一の発振器の発振クロックを分周するための分周器
と、前記分周器の発振出力にその入力が接続され、か
つ、前記前記分周器の発振出力のクロック数をカウント
し、そのカウント数に応じて前記始動モードにおいては
前記第二の発振器の出力を前記発振回路に接続し、その
カウント数に応じて前記定常点灯モードにおいては前記
第三の発振器の出力を前記発振回路に接続し、調光モー
ドにおいては前記第四の発振器の出力を前記発振回路に
接続するための第四の手段とを有することを特徴とす
る。
【請求項２４】請求項２３記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記第四の手段は前記第四
の手段が前記定常点灯モードになったことを検出した場
合には前記第一の発振器の発振を停止するように構成さ
れていることを特徴とする。
【請求項２５】請求項２３記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記第一の発振器の発振周
波数は１００Ｈｚ未満の有限値であることを特徴とす
る。
【請求項２６】請求項２３記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記第四の手段は前記始動
モードが完了するまでは前記調光モードへ移行すること
を制限する機能を有することを特徴とする。
【請求項２７】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記発振回路の入力端子には
電源電圧が所定の上限値を超えたかまたは所定の下限値
を下回った場合にはそれらを検出し、発振中の前記発振
回路の発振を停止する手段を有することを特徴とする。
【請求項２８】請求項２７記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記所定の上限値と前記所
定の下限値の間から外れていた前記電源電圧の値が前記
所定の上限値と前記所定の下限値の間の値に変動した場
合には、停止してした前記発振回路の発振を再開する手
段を有することを特徴とする。
【請求項２９】請求項４記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記ＩＣチップ内には前記Ｉ
Ｃチップ内の温度を検出する手段が設けられ、前記ＩＣ
チップ内の温度が所定の基準値を超えた場合にはそれを
検出し、発振中の前記発振回路の発振を停止する手段を
有することを特徴とする。
【請求項３０】請求項２９記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記所定の基準値を超えて
いた前記ＩＣチップ内の温度が前記所定の基準値以下と
なった場合にはそれを検出して停止してした前記発振回
路の発振を再開する手段を有することを特徴とする。
【請求項３１】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記発振回路に流れる電流値
を検出するための手段および前記電流値が所定値を超え
た場合には、前記発振回路の発振を停止する手段を有す
ることを特徴とする。
【請求項３２】請求項３１記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記発振回路の発振停止し
てから所定時間経過後に停止している前記発振回路の発
振を再開する手段を有することを特徴とする。
【請求項３３】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記システムは交流電源と前
記交流電源で充電される充電式電池とをその駆動電源と
することを特徴とする。
【請求項３４】請求項３３記載の液晶ディスプレイ付き
情報処理システムにおいて、前記システムは前記システ
ムに供給される電力供給源が前記交流電源であるのか前
記充電式電池であるのかを判別して、前記電力供給源が
前記交流電源である場合には前記蛍光ランプに供給する
電力が相対的に高く、前記電力供給源が前記充電式電池
である場合には前記蛍光ランプに供給する電力が相対的
に低くなるようにする手段を有することを特徴とする。
【請求項３５】請求項１記載の液晶ディスプレイ付き情
報処理システムにおいて、前記発振回路の前段にはＤＣ
−ＤＣコンバータを有することを特徴とする。