JPH07106089A

JPH07106089A - 冷陰極放電管の駆動回路

Info

Publication number: JPH07106089A
Application number: JP5245348A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kage; 勇治鹿毛; Wataru Terabayashi; 渉寺林
Original assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Current assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、低コストで多階調の輝度階
調が制御できる冷陰極放電管の駆動回路を提供すること
である。【構成】整流回路２１または２３で整流された直流電
圧は、トランジスタＴＲ１またはＴＲ１を介して冷陰極
放電管１ａの電極Ｋ１又は電極Ｋ２とトランジスタＴＲ
３のコレクタまたはトランジスタＴＲ４のコレクタに出
力される。これらトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４は、直流
電圧を交流電圧に変換するインバータ回路を構成してい
る。トランジスタＴＲ３、ＴＲ４は、盤面階調、輝度補
正、表示階調に基づいてパルスのオン幅、オンの回数が
変化する信号Ｘ₁によりオン、オフ制御され、冷陰極放
電管１ａの輝度階調がその信号Ｘ₁により制御されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極放電管の駆動回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】屋内あるいは野球場、ビルの壁面などに
文字ばかりでなく、画像をカラーで表示できる大型表示
装置が実用化されている。特にカラー表示を行う大型表
示装置では、高輝度、高解像度の画像を表示することが
要望されている。従来、このような表示装置の例とし
て、高輝度の熱陰極放電管を用いたものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】熱陰極放電管は、低電
圧で駆動することができ、駆動回路の構成が簡素になる
ので広く利用されている。しかしながら、熱陰極放電管
は、熱電子を放出するエミッタの消耗により放電管とし
ての寿命に限りがあった。

【０００４】これに対して、冷陰極放電管は、エミッタ
を必要とせず、高輝度が得られるので大型表示装置の表
示素子として使用できる可能性がある。しかしながら、
冷陰極放電管は、放電を開始させるために高電圧を印加
する必要がある。そのため、冷陰極放電管を利用した大
型表示装置を実現するためには、各冷陰極放電管に交流
の高電圧を供給するＤＣ／ＡＣインバータを設ける必要
があり、熱陰極放電管の駆動回路に比べてコストが高く
なるという問題点があった。

【０００５】ところで、ＤＣ／ＡＣインバータを利用し
た冷陰極放電管の駆動方法で、冷陰極放電管の輝度を変
化させるためには、インバータの発振周波数を変化させ
冷陰極放電管の点灯時間を制御することが考えられる。
しかしながら、インバータ回路に使用する素子の周波数
限界等から回路の発振周波数に上限があり、インバータ
回路の発振周波数を制御する方法では多階調の階調制御
を実現することが困難であった。

【０００６】さらに、従来考えられているインバータ回
路では、冷陰極放電管の球切れをインバータ回路の交流
側で、冷陰極放電管１個毎に検出する必要があり、球切
れ検出回路が複雑となるばかりでなく、冷陰極放電管毎
に球切れ検出回路を設ける必要があるのでコスト的にも
高くなるという問題点があった。

【０００７】本発明の課題は、低コストで多階調の表示
ができる冷陰極放電管の駆動回路を実現することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、第１の発明の原
理説明図である。本発明の駆動回路が駆動する表示装置
は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色を
表示する３個の冷陰極放電管で１画素分の表示素子を構
成し、その表示素子を複数個集めて１つの表示ユニット
を構成し、さらにその表示ユニットを複数集めて表示装
置を構成している。なお、以下では、少なくとも２個以
上の冷陰極放電管１ａ、１ｂを駆動する場合について説
明する。

【０００９】第１のスイッチング手段２は、直流電源８
の出力に接続されている。複数の第１の整流手段１０
ａ、１０ｂは、第１のスイッチング手段２の出力電圧を
複数の冷陰極放電管１ａ、１ｂの一方の電極に供給す
る。

【００１０】第２のスイッチング手段３は、直流電源８
の出力に接続されている。複数の第２の整流手段１１
ａ、１１ｂは、第２のスイッチング手段３の出力電圧を
複数の冷陰極放電管１ａ、１ｂの他方の電極に供給す
る。

【００１１】複数の第３のスイッチング手段４ａ、４ｂ
は、第１の整流手段１０ａ、１０ｂが接続されている各
冷陰極放電管１ａ、１ｂの電極と直流電源８の基準電位
との間に接続されている。

【００１２】複数の第４のスイッチング手段５ａ、５ｂ
は、第２の整流手段１１ａ、１１ｂが接続されている各
冷陰極放電間１ａ、１ｂの電極と直流電源８の基準電位
との間に接続されている。

【００１３】第１の制御手段６は、第１及び第２のスイ
ッチング手段２及び３を交互にオンさせる。複数の第２
の制御手段７ａ、７ｂは、各冷陰極放電管１ａ、１ｂに
対応して設けられ、第１のスイッチング手段２がオンさ
れている期間に、対応する第４のスイッチング手段５
ａ、５ｂをオンさせ、第２のスイッチング手段３がオン
されている期間に、対応する第３のスイッチング手段４
ａ、４ｂをオンさせる。

【００１４】また、第２の制御手段７ａ、７ｂは、第３
及び第４のスイッチング手段４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂ
のオン時間並びにオンの回数を制御して各冷陰極放電管
１ａ、１ｂの表示階調を制御する。

【００１５】第１の発明においては、第３のスイッチン
グ手段４ａ、４ｂ、第４のスイッチング手段５ａ、５
ｂ、第１の整流手段１０ａ、１０ｂ、第２の整流手段１
１ａ、１１ｂ及び第２の制御手段７ａ、７ｂは、各冷陰
極放電管１ａ、１ｂに対応して設けられ、第１のスイッ
チング手段２、第２のスイッチング手段３及び第１の制
御手段６は、１台の直流電源８で駆動可能な個数分の冷
陰極放電管に対して１組設けられている。

【００１６】第１、第２、第３及び第４のスイッチング
手段２、３、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂが、例えばトラン
ジスタで構成されているときに、第２の制御手段７ａ、
７ｂは、第３及び第４のトランジスタ（スイッチング手
段）のベースにそれぞれ一端が接続された第１及び第２
のダイオードを有し、第１及び第２のダイオードの他端
に第１のトランジスタ２がオンされている期間、第３の
トランジスタ４ａをオフ状態にし、第２のトランジスタ
３がオンされている期間、第４のトランジスタ５ａをオ
フ状態にする信号をそれぞれ供給する。

【００１７】図２は、第２の発明の原理説明図である。
なお、同図には球切れ検出手段１４を併せて示してあ
る。同図において、第１、第２、第３、第４のスイッチ
ング手段２、３、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、第１、第２
の整流手段１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、第１の制
御手段６及び第２の制御手段７ａ、７ｂは、図１の第１
の発明と同一である。

【００１８】第２の直流電源８ｂは、第１の直流電源８
ａより高い電圧を出力する電源である。複数の電流制御
手段９ａ、９ｂは、第３及び第４のスイッチング手段４
ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの他端と、第１の直流電源８ａの
基準電位との間に接続され、第３のスイッチング手段４
ａ、４ｂ及び第４のスイッチング手段５ａ、５ｂを流れ
る電流が所定値以下となるように第３のスイッチング手
段４ａ、４ｂ及び第４のスイッチング手段５ａ、５ｂを
制御する。

【００１９】この電流制御手段９ａ、９ｂは、例えば、
第３及び第４のスイッチング手段４ａ、４ｂ、５ｂ、５
ｂがトランジスタで構成されているときに、第３及び第
４のトランジスタを流れる電流が所定値を超えたとき、
第３または第４のトランジスタのベース電流を制御して
第３及び第４のトランジスタを流れる電流を一定に制御
する回路である。

【００２０】第５のスイッチング手段１２は、第１の直
流電源８ａまたは第２の直流電源８ｂの一方の出力電圧
を第１及び第２のスイッチング手段２及び３に出力す
る。第３の制御手段１３は、点弧時に、第２の直流電源
(8b)の出力電圧が前記第１及び第２のスイッチング手段
２、３に供給されるように前記第５のスイッチング手段
１２を制御するとともに、第３及び第４のスイッチング
手段４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを流れる電流が保持時より
大きくなるように電流制御手段９ａ、９ｂを制御し、保
持時に、第１の直流電源８ａの出力電圧が第１及び第２
のスイッチング手段２、３に供給されるように第５のス
イッチング手段１２を制御するとともに、第３及び第４
のスイッチング手段４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを流れる電
流が点弧時より小さくなるように電流制御手段９ａ、９
ｂを制御する。

【００２１】なお、図２に示してある冷陰極放電管の球
切れを検出する球切れ検出手段１４は、複数の冷陰極放
電管１ａ、１ｂを順に点灯させたとき、直流電源８の出
力電圧を所定値と比較することで、各冷陰極放電管１
ａ、１ｂが正常に点灯しているか、それとも球切れとな
っているかを検出する回路である。

【００２２】

【作用】第１の発明では、第１及び第２のスイッチング
手段２、３を複数の冷陰極放電管１ａ、１ｂで共通に使
用し、第３のスイッチング手段４ａ、４ｂ及び第４のス
イッチング手段５ａ、５ｂをオン、オフ制御することで
複数の冷陰極放電管１ａ、１ｂの点灯を制御することが
できる。

【００２３】また、第３のスイッチング手段４ａ、４ｂ
及び第４のスイッチング手段５ａ、５ｂのオン時間並び
にオンの回数を制御することで多階調の階調制御を実現
できる。

【００２４】第２の発明では、、冷陰極放電管１ａ、１
ｂ側のスイッチング手段４ａ、５ａ、４ｂ、５ｂを流れ
る電流を電流制御手段９ａ、９ｂで検出し、その電流を
一定に制御するようにしたので、電流制御手段９ａ、９
ｂは、比較的小電流の制御を行えばよい。

【００２５】また、点弧時には、第２の直流電源８ｂの
高い電圧を冷陰極放電管１ａ、１ｂに供給し、そのとき
第３及び第４のスイッチング手段４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂを流れる電流が保持時より大きくなるようにし、保持
時には、第１の直流電源８ａの低い電圧を冷陰極放電管
１ａ、１ｂに供給し、第３及び第４のスイッチング手段
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを流れる電流が点弧時より小さ
くなるように制御している。

【００２６】従って、電流容量の少ない電流制御素子を
使用することができる。また、電流制御手段９ａ、９ｂ
を簡単な定電流回路で実現できる。これにより、定電流
回路を直流電源側に設ける場合より、定電流回路のコス
トを低減できる。

【００２７】また、第３のスイッチング手段４ａ、４ｂ
及び第４のスイッチング手段５ａ、５ｂがトランジスタ
で構成されているときに、第３及び第４のトランジスタ
のベースにそれぞれ第１及び第２のダイオードを接続
し、第１及び第２のダイオードの他端に第１のトランジ
スタ２がオンされている期間、第３のトランジスタ４ａ
をオフ状態にし、第２のトランジスタ３がオンされてい
る期間、第４のトランジスタ５ａをオフ状態にする信号
を供給する。これにより、第３及び第４のトランジスタ
は同時にオン状態とならないので、第３のトランジスタ
４ａ、第４のトランジスタ５ａのベースに同じ駆動信号
を供給でき、トランジスタの駆動回路を簡素化できる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図３は、本発明の実施例の冷陰極放電管１ａ
の駆動回路の回路構成図である。本実施例では、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色を表示する直管型
の３個の冷陰極放電管１（以下、複数の冷陰極放電管を
指す場合には、冷陰極放電管１と呼ぶ）を１画素の表示
素子とし、複数の表示素子が集まって１つの表示ユニッ
トを構成し、その表示ユニットが複数集まってカラー画
像を表示できる大型表示装置を構成している。１つの表
示ユニットは、例えば８×１６×３個、あるいは４×８
×３個の冷陰極放電管１で構成されている。

【００２９】図３の駆動回路は、各冷陰極放電管１に共
通するスイッチング回路（後述するトランジスタＴＲ
１、ＴＲ２等からなる）と、１個の冷陰極放電管１ａの
スイッチング回路（後述するトランジスタＴＲ３、ＴＲ
４等からなる）とを示しており、図示しない他の冷陰極
放電管１にもトランジスタＴＲ３、ＴＲ４等からなる同
様のスイッチング回路が設けられている。

【００３０】図３において、約２００Ｖの交流電圧は、
ダイオードブリッジ回路などからなる整流回路２１で整
流され、電流制限抵抗Ｒ１を経てコンデンサＣ１で平滑
される。コンデンサＣ１で平滑された約２００Ｖの直流
電圧は、ダイオードＤ１を介してトランジスタＴＲ８の
コレクタに出力されている。このトランジスタＴＲ８の
コレクタ、ベース間にはベースバイアス抵抗Ｒ１１が接
続され、そのベースにはダイオードＤ１１のアノードが
接続されている。このダイオードＤ１１のカソードに
は、点弧時にローレベルとなる信号ａが入力している。

【００３１】トランジスタＴＲ８のエミッタは、トラン
ジスタＴＲ１及びトランジスタＴＲ２のエミッタに接続
されている。トランジスタＴＲ２のエミッタ、ベース間
には、ベースバイアス抵抗Ｒ２が接続され、そのベース
には一定周波数の信号Ｂ₁が供給されている。

【００３２】同様にトランジスタＴＲ１のベース、エミ
ッタ間には抵抗Ｒ６が接続され、そのベースには一定周
波数の信号Ａ₁が供給されている。なお、トランジスタ
ＴＲ２のベースに供給される信号Ｂ₁と、トランジスタ
ＴＲ１のベースに供給される信号Ａ₁は、図４のタイム
チャートに示すように一方がオン（ハイレベル）のとき
他方がオフ（ローレベル）となる信号であり、これらの
信号Ａ₁、Ｂ₁によりトランジスタＴＲ１、ＴＲ２は交
互にオン、オフされる。

【００３３】約２００Ｖの交流電圧はトランス２２で昇
圧された後、整流回路２３で整流され、電流制限抵抗Ｒ
３を経てコンデンサＣ２で平滑される。コンデンサＣ２
で平滑された約４００Ｖの直流電圧は、トランジスタＴ
Ｒ７のエミッタに出力される。この約４００Ｖの直流電
圧は、点弧時に各冷陰極放電管１に通常より高い電圧を
供給するためのものである。この整流回路２３の接地側
はダイオードＤ１のアノードに接続されている。

【００３４】トランジスタＴＲ７のコレクタは、球切れ
検出用の抵抗Ｒ５及びダイオードＤ２を介してトランジ
スタＴＲ２及びＴＲ１のエミッタに接続されている。ト
ランジスタＴＲ７のエミッタ、ベース間にはベースバイ
アス抵抗Ｒ４が接続されており、そのベースにはダイオ
ードＤ１０のアドノードが接続されている。このダイオ
ードＤ１０のカソードには、点弧時に一定期間ローレベ
ルとなる信号ａが入力している。

【００３５】表示装置の電源をオンしたときに、最初に
各冷陰極放電管１の点弧が行われるが、このとき各冷陰
極放電管１ａ、１ｂ・・は１個づつ順に点弧される。点
弧時に信号ａがローレベルとなりトランジスタＴＲ７が
オン、トランジスタＴＲ８がオフとなると、整流回路２
３から出力される通常の駆動電圧（約２００Ｖ）とより
高い約４００Ｖの直流電圧がトランジスタＴＲ１及びＴ
Ｒ２に出力される。そして、トランジスタＴＲ１または
ＴＲ２のコレクタから各冷陰極放電管１へ約４００Ｖの
点弧電圧（放電開始電圧）が出力される。このとき、先
ず、陰極放電管１ａに接続されているトランジスタＴＲ
３またはＴＲ４がオンして冷陰極放電管１ａが点弧す
る。このとき他の冷陰極放電管１ｂ・・のスイッチング
用トランジスタＴＲ３、ＴＲ４には駆動信号は与えられ
ない。次に点弧電圧が出力されたとき、冷陰極放電管１
ｂに接続されているトランジスタＴＲ３またはＴＲ４が
オンし、冷陰極放電管１ｂが点弧する。

【００３６】以下、同様にして表示ユニットの全ての冷
陰極放電管１が点弧すると、信号ａがハイレベルとな
り、トランジスタＴＲ７がオフ、トランジスタＴＲ８が
オンとなり、整流回路２１から出力される約２００Ｖの
直流電圧がトランジスタＴＲ１、ＴＲ２に出力され、各
冷陰極放電管１は保持状態となる。これは、放電管を一
度点弧させた後、一定周期で点灯させておくと、それ以
降は毎回点弧電圧を印加する必要が無いという放電管の
特性を利用している。

【００３７】図６は、冷陰極放電管１ａ、１ｂに印加さ
れる点弧電圧と保持電圧を示す図である。一定期間、通
常より高い約４００Ｖの点弧電圧が与えられ、そのとき
冷陰極放電管１ａのスイッチングトランジスタＴＲ３、
ＴＲがオンして冷陰極放電管１ａが点弧する。このとき
他の冷陰極放電管１ｂのスイッチングトランジスタＴＲ
３、ＴＲ４はオンしないので冷陰極放電管１ｂは点弧し
ない。その後は、約２００Ｖの保持電圧が与えられ、冷
陰極放電管１ａは保持状態を保つ。

【００３８】次に、同様に一定期間通常より高い約４０
０Ｖの点弧電圧が与えられ、そのとき冷陰極放電管１ｂ
のスイッチングトランジスタＴＲ３、ＴＲ４がオンして
冷陰極放電管１ｂが点弧する。その後は、約２００Ｖの
保持電圧が与えられ、冷陰極放電管１ｂは保持状態を保
つ。

【００３９】このように各冷陰極放電管１を１個づつ順
に点弧させることで、点弧用電源の電流容量を少なくで
きる。また、点弧時、冷陰極放電管に点弧電圧と保持電
圧が重なることが無くなるので、異常スパッタ現象が発
生するのも防止できる。

【００４０】図３に戻り、抵抗Ｒ５とダイオードＤ２と
の接続点には、コンパレータ２４、２５の入力端子が接
続されており、コンパレータ２４、２５の他方の入力端
子には基準電圧Ｖ_ref1、Ｖ_ref2が供給されている。この
抵抗Ｒ５とコンパレータ２４、２５とで複数の冷陰極放
電管１の球切れを検出する球切れ検出回路を構成してい
る。すなわち、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２及び後述す
るトランジスタＴＲ３、ＴＲ４を交互にオン、オフさ
せ、冷陰極放電管を順に１個ずつ点灯させたときの抵抗
Ｒ５の出力電圧が、基準電圧Ｖ_ref1、Ｖ_ref2の範囲に入
るか否かにより、冷陰極放電管が正常に点灯している
か、それとも球切れとなっているかを判別している。

【００４１】トランジスタＴＲ１のコレクタは、ダイオ
ードＤ３のアノードに接続され、そのダイオードＤ３の
カソードは冷陰極放電管１ａの一方の電極Ｋ１とトラン
ジスタＴＲ３のコレクタに接続されている。一方、トラ
ンジスタＴＲ２のコレクタは、ダイオードＤ４のアノー
ドに接続され、そのダイオードＤ４のカソードは冷陰極
放電管１ａの他方の電極Ｋ２とトランジスタＴＲ４のコ
レクタに接続されている。

【００４２】トランジスタＴＲ３のベースには、抵抗Ｒ
７と、ダイオードＤ５、Ｄ６のアノードが接続されてい
る。また、トランジスタＴＲ４のベースには、抵抗Ｒ８
とダイオードＤ７、Ｄ８のアノードが接続されている。
これらのトランジスタＴＲ３、ＴＲ４のエミッタは限流
用抵抗Ｒ９を介して接地されている。

【００４３】ダイオードＤ５のカソードには、一定周波
数の信号Ｂ₂が供給され、ダイオードＤ７のカソードに
は一定周波数の信号Ａ₂が供給されている。また、抵抗
Ｒ７、Ｒ８の他端には、表示すべき輝度階調に応じてパ
ルスのオン幅及びパルス数が変化する信号Ｘ₁が供給さ
れている。

【００４４】なお、ダイオードＤ５のカソードに供給さ
れる信号Ｂ₂と、ダイオードＤ７のカソードに供給され
る信号Ａ₂は、図４のタイムチャートに示すように一方
がハイレベルのとき他方がローレベルとなる信号であ
り、信号Ａ₂は信号Ａ₁を反転させた信号、信号Ｂ₂は
信号Ｂ₁を反転させた信号である。

【００４５】すなわち、トランジスタＴＲ３、ＴＲ４の
ベースには、トランジスタＴＲ１がオンの期間（信号Ａ
₁がローレベルの期間）は、トランジスタＴＲ３のベー
スをオフ状態とする信号Ｂ₂と、トランジスタＴＲ４の
ベースをオン可能な状態とする信号Ａ₂がそれぞれ供給
される。また、トランジスタＴＲ２がオンの期間（信号
Ｂ₁がローレベルの期間）は、トランジスタＴＲ４のベ
ースをオフ状態とする信号Ａ₂と、トランジスタＴＲ３
のベースをオン可能な状態とするような信号Ｂ ₂とがそ
れぞれ供給される。

【００４６】従って、トランジスタＴＲ１がオンのとき
には、輝度階調に応じた信号Ｘ₁がトランジスタＴＲ４
のベースに供給され、信号Ｘ₁がハイレベルの間トラン
ジスタＴＲ４はオンとなる。このとき、信号Ｂ₂はロー
レベルとなっているので、トランジスタＴＲ３のベース
は接地されトランジスタＴＲ３はオフ状態となる。ま
た、トランジスタＴＲ２がオンのときには、輝度階調に
応じた信号Ｘ₁がトランジスタＴＲ３のベースに供給さ
れ、信号Ｘ₁がハイレベルの間トランジスタＴＲ３はオ
ンとなる。このとき、駆動信号Ａ₂はローレベルとなっ
ているので、トランジスタＴＲ４のベースは接地されト
ランジスタＴＲ４はオフ状態となる。

【００４７】すなわち、信号Ａ₂、信号Ｂ₂によりトラ
ンジスタＴＲ３、ＴＲ４のベースを交互にオフさせるこ
とにより、共通のベース駆動信号Ｘ₁でトランジスタＴ
Ｒ３、ＴＲ４を交互にオン、オフさせることができる。

【００４８】ここで、本実施例における冷陰極放電管１
ａの輝度階調の制御方法を図５を参照して説明する。同
図において、Ｖ₁は冷陰極放電管１ａの電極間の電圧を
示している。

【００４９】この実施例では、トランジスタＴＲ３、Ｔ
Ｒ４をオンさせる信号Ｘ₁のオンの回数、すなわち冷陰
極放電管１ａの１秒間の点灯回数を輝度制御を行う階調
数に応じて変化させている。また、信号Ｘ₁のパルスの
オン時間、すなわち冷陰極放電管１ａの点灯時間Ｔ
_onを、盤面階調（表示装置の外部環境の明るさに応じて
盤面の輝度を補正するための階調）と個々の冷陰極放電
管の輝度のばらつきを補正するための輝度補正のための
階調とに応じて変化させている。

【００５０】例えば、最大２５６階調で、ｎ階調の輝度
を表示する場合には、冷陰極放電管１ａをｎ／２５６回
点灯させ、それらを約１秒間に６０フレーム分繰り返
す。この場合、冷陰極放電管１ａの点灯を制御する本回
路の発振周波数は６０×２５６で15.36KHzとなる。ま
た、盤面階調を８階調、個々の冷陰極放電管の輝度補正
のための階調数を３２階調として、点灯時間Ｔ_onを８×
３２＝２５６階調分変化させる。

【００５１】このように冷陰極放電管１ａの点灯時間Ｔ
_onと、点灯回数との両方を制御することで、冷陰極放電
管１ａの輝度を制御する本回路の発振周波数を高くせず
に多階調の階調制御を実現できる。

【００５２】図３に戻り、ダイオードＤ６、Ｄ８のカソ
ードは、トランジスタＴＲ５のコレクタに接続され、そ
のトランジスタＴＲ５のエミッタはトランジスタＴＲ６
のコレクタに接続されている。このトランジスタＴＲ５
のベースは、前述したトランジスタＴＲ３、ＴＲ４のエ
ミッタと抵抗Ｒ９との接続点に接続されている。

【００５３】トランジスタＴＲ６のエミッタにはツェナ
ーダイオードＺＤ１のカソードが接続され、そのアノー
ドは接地されている。また、トランジスタＴＲ６のベー
スには一端が１２Ｖ程度の電源ＶＣＣに接続された抵抗
Ｒ１０の他端と、ダイオードＤ９のアノードとが接続さ
れている。このダイオードＤ９のカソードには、冷陰極
放電管１ａを最初に点灯させるときローレベルとなる信
号ａが供給されている。

【００５４】上記のトランジスタＴＲ５、ＴＲ６及びダ
イオードＤ６、Ｄ８等は、冷陰極放電管１ａの放電電流
を一定に制御する定電流回路を構成している。トランジ
スタＴＲ３またはＴＲ４を流れる電流が増加してトラン
ジスタＴＲ５のベース電位が上昇し、一定電圧を超える
とトランジスタＴＲ５がオンする。トランジスタＴＲ５
がオンすると、トランジスタＴＲ３、ＴＲ４のベース、
エミッタ間がダイオードＤ６、Ｄ８で短絡され、トラン
ジスタＴＲ３、ＴＲ４はオフ状態となる。

【００５５】表示装置の電源をオンした直後の各冷陰極
放電管１ａを点弧させるとき以外は、信号ａはハイレベ
ルとなっているので、抵抗Ｒ１０によりトランジスタＴ
Ｒ６のベースは順バイアスとなり、トランジスタＴＲ６
はオン状態となっている。

【００５６】従って、トランジスタＴＲ５のベース電位
が、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧とトラン
ジスタＴＲ５のベース・エミッタ間電圧約0.6 Ｖとの和
の電圧を超えると、トランジスタＴＲ５がオンし、その
ときオン状態のトランジスタＴＲ３またはＴＲ４がオフ
される。これにより冷陰極放電管１ａの放電電流が一定
値に保たれる。

【００５７】ここで、抵抗Ｒ９を正の温度特性を持つ抵
抗とし、冷陰極放電管１ａの近傍に実装することで、周
辺温度の変化により駆動電流が変化するので、温度変化
による輝度のばらつきを少なくできる。

【００５８】なお、冷陰極放電管１ａを点弧させるとき
は、信号ａがローレベルとなり、トランジスタＴＲ６、
ＴＲ５がオフ状態となっている。このとき、トランジス
タＴＲ３、ＴＲ４のエミッタに接続されている抵抗９を
流れる電流が増加すると、エミッタの電位が上昇しベー
ス電流が減少するので、放電開始時も放電電流は或る上
限値以内に制御される。

【００５９】すなわち、この定電流回路は、２つの電流
の制限値を持っている。１つは、点弧後の保持時のツェ
ナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧とトランジスタＴ
Ｒ５のベース・エミッタ間電圧約0.6 Ｖとによる決まる
電流制限値であり、もう１つはエミッタ抵抗９により決
まる点弧時の電流制限値である。

【００６０】次に、以上のような構成の駆動回路の動作
を、図４のタイムチャートを参照して説明する。トラン
ジスタＴＲ１、ＴＲ２のベースには、図４に示すように
交互にオンとなる信号Ａ₁、Ｂ₁が入力している。この
信号Ａ₁、Ｂ₁は、図示していないが、例えば一定周波
数の信号Ａ₁とその反転信号Ｂ₁とを生成する発振回路
等により作成される。

【００６１】トランジスタＴＲ３、ＴＲ４のベースに
は、図４及び図５に示すよう盤面階調と輝度補正データ
とに応じてパルスのオン幅が変化し、表示階調によりオ
ンパルスの数が変化する信号Ｘ₁が共通に与えられてい
る。この信号Ｘ₁は、図示していないが、パルスのオン
幅及びパルス数を可変制御する発振回路により作成され
る。盤面階調及び個々の冷陰極放電管１ａの輝度のばら
つきを補正する輝度補正データは、図示しないＲＡＭ等
に固定データとして記憶されており、盤面階調が変更さ
れるとき、あるいは表示装置の設置時等に冷陰極放電管
１ａの輝度を補正するときに、それらのデータが読み出
されてレジスタ等に記憶される。そして、そのレジスタ
に記憶されたデータに基づいてパルスのオン幅が制御さ
れ、表示階調に応じてオンパルスの数が制御された信号
Ｘ₁が発振回路から出力される。

【００６２】また、トランジスタＴＲ４のベースに接続
されているダイオードＤ７のカソード側及びトランジス
タＴＲ３のベースに接続されているダイオードＤ５のカ
ソード側には、それぞれ信号Ａ₁と同じ信号Ａ₂及び信
号Ｂ₁と同じ信号Ｂ₂が与えられている。この信号
Ａ₂、信号Ｂ₂は、図示していないが、信号Ａ₁、信号
Ｂ ₁を生成する発振回路から出力されている。なお、信
号Ａ₂、Ｂ₂は、信号Ａ₁、Ｂ₁と全く同一の信号でな
くともよい。

【００６３】今、トランジスタＴＲ３、ＴＲ４のベース
にパルス幅がＰ_wで１フレームのオンパルスの数がｎ個
の信号Ｘ₁が与えられているものとする。信号Ａ₁がロ
ーレベルの期間は、信号Ｂ₁がハイレベルとなってお
り、そのとき信号Ａ₂はハイレベル、信号Ｂ₂はローレ
ベルとなっている。信号Ｂ₂がローレベルのとき、トラ
ンジスタＴＲ３のベースはダイオードＤ５により接地さ
れるので、トランジスタＴＲ３はオフ状態となる。一
方、ダイオードＤ７は信号Ａ₂がハイレベルのときオフ
状態となっているので、トランジスタＴＲ４のベースに
は信号Ｘ₁が入力し、トランジスタＴＲ４は信号Ｘ₁が
ハイレベルの期間オンとなる。

【００６４】この結果、直流電源の出力電流は、トラン
ジスタＴＲ１、冷陰極放電管１ａの電極Ｋ１、電極Ｋ
２、トランジスタＴＲ４からなる経路で流れ、その間冷
陰極放電管１ａが点灯する。この点灯期間が、図４の冷
陰極放電管１ａの電極間の電圧Ｖ₁が正の期間に相当す
る。

【００６５】次に信号Ｂ₁がローレベルの期間は、信号
Ａ₁がハイレベルとなっており、そのとき信号Ｂ₂はハ
イレベル、信号Ａ₂はローレベルとなっている。信号Ａ
₂がローレベルのとき、トランジスタＴＲ４のベースは
ダイオードＤ７により接地されるので、トランジスタＴ
Ｒ４はオフ状態となる。一方、ダイオードＤ５は、信号
Ｂ₂がハイレベルのときオフ状態となっているので、ト
ランジスタＴＲ３は、信号Ｘ₁がハイレベルの期間オン
状態となる。

【００６６】この結果、直流電源の出力電流は、トラン
ジスタＴＲ２、冷陰極放電管１ａの電極Ｋ２、電極Ｋ
１、トランジスタＴＲ３からなる経路で流れ、その間冷
陰極放電管１ａが点灯する。この点灯期間が、図４の冷
陰極放電管１ａの電極間の電圧Ｖ₁が負の期間に相当す
る。

【００６７】以上の動作がｎ回繰り返された後、残りの
２５６−ｎの期間、信号Ｘ₁がローレベルとなり、その
間冷陰極放電管１ａは消灯状態となる。そして、ｎ／２
５６の期間点灯し、その他の期間消灯する動作が１秒間
に約６０回繰り返される。これにより、冷陰極放電管１
ａの輝度がｎ階調で表示される。

【００６８】この駆動回路の他のトランジスタＴＲ3 、
ＴＲ４のベースにも上述したのと同様に、表示しようと
する低陰極放電管の盤面輝度、輝度補正、表示階調デー
タに基づいてパルス幅、オンパルスの数が変調された信
号Ｘ₂、Ｘ₃・・が出力され、それぞれの陰極放電管の
輝度階調が制御される。

【００６９】なお、この実施例では、トランジスタＴＲ
３、ＴＲ４のベースに共通の信号Ｘ ₁を供給し、トラン
ジスタＴＲ３、ＴＲ４のベースを交互にオフさせるため
にダイオードＤ３、Ｄ７を用いているが、駆動回路の構
成はこれに限らない。例えば、オン幅及びオンの回数が
輝度階調に応じて変化し、かつ２個のトランジスタＴＲ
３、ＴＲ４を交互にオンさせる２種類の信号Ｘ₁、Ｘ₁
´を作成し、それらの信号Ｘ₁、Ｘ₁´をトランジスタ
ＴＲ３、ＴＲ４のベースに供給しても良い。

【００７０】また、スイッチング素子はトランジスタに
限らず、サイリスタ、ＧＴＯ等でもよいし、各回路も実
施例に述べた構成の回路に限定されないし、限流用抵抗
はコンデンサ等の他の素子でもよいし、その位置も実施
例の位置に限らず、例えば、冷陰極放電管に直列に挿入
してもよい。

【００７１】

【発明の効果】第１の発明によれば、冷陰極放電管のオ
ン時間及びオンの回数を制御するこで多階調の階調制御
を実現できる。第２の発明によれば、冷陰極放電管毎に
設けられる第３及び第４のスイッチング手段に流れる電
流を制御することで、定電流回路の構成を簡素にでき、
また低コストにできる。また、球切れ検出手段を複数の
冷陰極放電管で共通化することで球切れ検出回路のコス
トを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の原理説明図である。

【図２】第２の発明の原理説明図である。

【図３】実施例の冷陰極放電管の駆動回路である。

【図４】実施例の動作を示すタイムチャートである。

【図５】実施例の輝度階調の制御方法の説明図である。

【図６】点弧電圧と保持電圧の印加タイミングを示す図
である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ冷陰極放電管２第１のスイッチング手段３第２のスイッチング手段４ａ、４ｂ第３のスイッチング手段５ａ、５ｂ第４のスイッチング手段６第１の制御手段７ａ、７ｂ第２の制御手段８直流電源９ａ、９ｂ電流制御手段１０ａ、１０ｂ第１の整流手段１１ａ、１１ｂ第２の整流手段１２第５のスイッチング手段１３第３の制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の冷陰極放電管(1a,1b）と、直流電源（８）の出力電圧が入力する第１のスイッチン
グ手段（２）と、前記第１のスイッチング手段（２）の出力電流を整流し
て前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）の一方の電極に供給
する複数の第１の整流手段(10a,10b) と、前記直流電源（８）の出力電圧が入力する第２のスイッ
チング手段（３）と、前記第２のスイッチング手段（３）の出力電流を整流し
て前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）の他方の電極に供給
する複数の第２の整流手段(11a,11b) と、前記第１の整流手段(10a,10b) が接続されている前記複
数の冷陰極放電管(1a,1b）の電極と前記直流電源（８）
の基準電位との間に接続された複数の第３のスイッチン
グ手段(4a,4b) と、前記第２の整流手段(11a,11b) が接続されている前記複
数の冷陰極放電管(1a,1b）の電極と前記直流電源（８）
の基準電位との間に接続された複数の第４のスイッチン
グ手段(5a,5b) と、前記第１及び第２のスイッチング手段（２，３）を交互
にオンさせる第１の制御手段（６）と、前記第１のスイッチング手段（２）がオンされている期
間に、前記第４のスイッチング手段(5a,5b) をオンさ
せ、前記第２のスイッチング手段（３）がオンされてい
る期間に、前記第３のスイッチング手段(4a,4b) をオン
させる複数の第２の制御手段(7a,7b) とを備えることを
特徴とする冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項２】前記第２の制御手段(7a,7b) は、前記第
３及び第４のスイッチング手段(4a,4b,5a,5b) のオン時
間並びにオンの回数を制御して各冷陰極放電管(1a,1b）
の輝度階調を制御することを特徴とする請求項１記載の
冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項３】第１の直流電源(8a)と、前記第１の直流電源(8a)より高い電圧を出力する第２の
直流電源(8b)と、複数の冷陰極放電管(1a,1b）と、前記第１の直流電源(8a)の出力電圧と前記第２の直流電
源(8b)の出力電圧との一方を出力する第５のスイッチン
グ手段（１２）と、前記第５のスイッチング手段（１２）の出力に接続され
た第１のスイッチング手段（１）と、前記第１のスイッチング手段（１）の出力電流を整流し
て前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）の一方の電極に供給
する複数の第１の整流手段(10a,10b) と、前記第５のスイッチング手段（１２）の出力に接続され
た第２のスイッチング手段（２）と、前記第２のスイッチング手段（２）の出力電流を整流し
て前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）の他方の電極に供給
する複数の第２の整流手段(11a,11b) と、前記第１の整流手段(10a,10b) が接続されている前記複
数の冷陰極放電管(1a,1b）の電極に一端が接続された複
数の第３のスイッチング手段(4a,4b) と、前記第２の整流手段(11a,11b) が接続されている前記複
数の冷陰極放電管(1a,1b）の電極に一端が接続された複
数の第４のスイッチング手段(5a,5b) と、前記第１及び第２のスイッチング手段（２，３）を交互
にオンさせる第１の制御手段（６）と、前記第１のスイッチング手段（２）がオンされている期
間に、前記第４のスイッチング手段(5a,5b) をオンさ
せ、前記第２のスイッチング手段（３）がオンされてい
る期間に、前記第３のスイッチング手段(4a,4b) をオン
させるとともに、該第３及び第４のスイッチング手段(4
a,4b,5a,5b) のオン時間並びにオンの回数を制御して各
冷陰極放電管(1a,1b）の輝度階調を制御する複数の第２
の制御手段(7a,7b) と、前記第３及び第４のスイッチング(4a,4b,5a,5b) の他端
と前記第１の直流電源(8a)の基準電位との間に接続さ
れ、前記第３のスイッチング手段(4a,4b) または第４の
スイッチング手段(5a,5b) を流れる電流が所定値以下と
なるように前記第３のスイッチング手段(4a,4b) または
第４のスイッチング手段(5a,5b) を制御する複数の電流
制御手段(9a,9b) と、点弧時に、前記第２の直流電源(8b)の出力電圧が前記第
１及び第２のスイッチング手段（２，３）に供給される
ように前記第５のスイッチング手段（１２）を制御する
とともに、前記第３及び第４のスイッチング手段(4a,4
b,5a,5b) を流れる電流が保持時より大きくなるように
前記電流制御手段(9a,9b) を制御し、保持時に、前記第
１の直流電源(8a)の出力電圧が前記第１及び第２のスイ
ッチング手段（２，３）に供給されるように前記第５の
スイッチング手段１２を制御するとともに、前記第３及
び第４のスイッチング手段(4a,4b,5a,5b) を流れる電流
が点弧時より小さくなるように前記電流制御手段(9a,9
b) を制御する第３の制御手段（１３）とを備えること
を特徴とする冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項４】前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）を順次点
灯させたときの前記直流電源（８）の出力電圧を所定の
基準電圧と比較して、冷陰極放電管(1a,1b）の球切れを
検出する球切れ検出手段（１４）を有することを特徴と
する請求項１、２または３記載の冷陰極放電管の駆動回
路。
【請求項５】前記第１、第２、第３及び第４のスイッ
チング手段(2,3,4ａ，4b,5a,5b) はトランジスタであ
り、前記第２の制御手段(7a,7b) は、前記第３及び第４のト
ランジスタのベースに供給するパルスのオン時間並びに
オンの回数を制御して各冷陰極放電管(1a,1b）の輝度階
調を制御することを特徴とする請求項１、２または３記
載の冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項６】前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）及びそ
の駆動回路を１つの表示ユニットとし、該表示ユニット内の前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）の
近傍の温度を検出し、周囲温度の変化に対して該冷陰極
放電管(1a,1b）の輝度が一定となるようにその駆動電流
を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項
１、２または３記載の冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項７】前記第２の制御手段(7a,7b) は、点弧時
に前記複数の冷陰極放電管(1a,1b）を順に点弧させるよ
うに前記第３及び第４のスイッチング手段(4a,4b,5a,5
b) を制御することを特徴とする請求項３記載の冷陰極
放電管の駆動回路。
【請求項８】前記第２の制御手段(7a,7b) は、該第３
及び第４のトランジスタのベースにそれぞれ一端が接続
された第１及び第２のダイオードを有し、該第２の制御手段(7a,7b) は、該第１及び第２のダイオ
ードの他端に前記第１のスイッチング手段（２）がオン
されている期間、前記第３のスイッチング手段(4a,4b)
をオフ状態にし、前記第２のスイッチング手段（３）が
オンされている期間、前記第４のスイッチング手段(5a,
5b) をオフ状態にする信号を供給することを特徴とする
請求項５記載の冷陰極放電管の駆動回路。