圧電セラミックトランス装置およびこれを用いる光源装置
【課題】高電力駆動を行っても発煙や発火の危険性がなく、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることのない安全な圧電セラミックトランス装置、および放電管、特に複数の放電管を同時に均一に発光させることができる小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用可能な光源装置を提供する。
【解決手段】入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力する圧電セラミックトランスと、この圧電セラミックトランスに１次側交流信号を入力する駆動部と、圧電セラミックトランスの温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段によって検知された温度に応じて駆動部による１次側交流信号の入力を制限する保護回路とを有することにより、さらに、圧電セラミックトランスの駆動によって発光する放電管と、放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、管電流に応じて制御された発振周波数の基本波を発生する電圧制御発振回路とを有することにより、上記課題を解決する。
【解決手段】入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力する圧電セラミックトランスと、この圧電セラミックトランスに１次側交流信号を入力する駆動部と、圧電セラミックトランスの温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段によって検知された温度に応じて駆動部による１次側交流信号の入力を制限する保護回路とを有することにより、さらに、圧電セラミックトランスの駆動によって発光する放電管と、放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、管電流に応じて制御された発振周波数の基本波を発生する電圧制御発振回路とを有することにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電セラミックトランス装置、およびこれを用いる光源装置に係り、詳しくは、圧電セラミックトランスを用い、ハイパワー（高電力）駆動を行っても発煙や発火の危険性がなく、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることのない安全な圧電セラミックトランス装置およびこれを用い、放電管に流れる電流を均一にして均一に発光させることができる光源装置、特に、複数の放電管に流れる電流を均一にして複数の放電管を同時に均一に発光させることができる小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用できる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電セラミックスを用いた圧電セラミックトランス（以下、単に圧電トランスという）は、大電流（ハイパワー）が取れないことや、駆動時の周波数制御が困難であるなどの短所もあるが、巻線トランスに比べて、厚みを薄くできるし、変換効率が高いし、２次側の絶縁が取りやすく構造が簡単になり、昇圧比を高くできるなどの長所が多い。
このため、圧電トランスが始めて実用化されたのは、モバイルコンピュータなどの小型コンピュータの圧電インバータとしてであり、従来の圧電トランスは、２〜３Ｗの駆動能力しかないため、小型の冷陰極放電管を１〜２本程度光らせることしかできず、その用途は、特殊な小型コンピュータの液晶表示装置に用いられるバックライトの小型の冷陰極放電管を点灯する用途に限られていた。
【０００３】
ところで、巻線トランスは、２次側、すなわち出力側の負荷、例えば、冷陰極放電管に異常が生じ、２次側が短絡（ショート）などのアブノーマル状態になると、トランスの巻線に大電流が流れ、巻線が温度上昇し、巻線の絶縁被覆が溶けて、最後には、巻線間でショートする結果、巻線などから発煙や発火が生じる可能性がある。
これに対し、圧電トランスも、同様に、２次側に異常が生じ、２次側が開放または短絡などアブノーマルの状態になると熱暴走するが、ついには、割れて、破壊されてしまうので、１次側も２次側も、電流が流れなくなる。このために、たとえ、異常が生じ、熱暴走しても、発煙や発火をもたらす危険性がない、もしくはそのような危険性はまれであり、圧電トランスは、巻線トランスに比べて安全であるという長所がある。
その結果、現在、比較的小型のコンピュータのインバータとしては、圧電インバータが急速に用いられるようになってきている。
【０００４】
このような、小出力（低電力）の圧電トランスにおいても、その破壊を防止するための対策を施した圧電トランス装置の提案もなされている（特許文献１参照）。
この特許文献１に開示の圧電トランス装置においては、長さ３０ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１．９ｍｍ程度の低電力の圧電トランス素子を用い、圧電トランス素子を熱暴走や破損から保護するために先行技術で用いられていた１次側インピーダンスを所定値に保つ抵抗素子の代わりに、温度上昇につれて抵抗値が上昇する性質を持つ正特性のサーミスタ素子を圧電トランス素子の１次側に直列に接続し、周囲温度が上昇して、もしくは圧電トランス素子の２次側が開放または短絡するようなアブノーマルな状態になって、１次側インピーダンスが低くなったとしても、サーミスタ素子の抵抗が大きくなり、１次側電流の増加を抑えることができるので、１次側電流の増加による熱暴走を抑えることができ、圧電トランス素子を熱暴走や破損から保護することができるとしている。
また、周囲温度が常温などの低温で抵抗を必要としない場合には、サーミスタ素子の抵抗値は小さいので、上記の抵抗素子の場合と比較して、エネルギ損失を少なくし、効率の良い圧電トランス装置とすることができるとしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２１９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示の圧電トランス装置においては、確かに、サーミスタが圧電トランス素子の１次側に直列に接続されているので、温度上昇に比例して増加するサーミスタの抵抗値によって、１次側インピーダンスの低下を抑制し、１次側電流の増加を抑え、圧電トランス素子を熱暴走や破損から保護することができるが、１次側電流が遮断されるわけではないので、２次側が開放または短絡するようなアブノーマルな状態になっても１次側電流が流れるという問題があった。
また、特許文献１に開示の圧電トランス装置においては、周囲温度が常温などの低温で抵抗を必要としない正常な駆動状態の場合、サーミスタ素子の抵抗値は、抵抗素子の場合よりも小さいけれども、抵抗値がないわけではないので、エネルギ損失があるという問題があった。
【０００７】
ところで、圧電トランスのハイパワー化（高電力化）も試みられているが、従来は、出力が約２倍の５Ｗを超えると出力と温度上昇との関係が非線形となり、出力５Ｗ以上で使用すると、異常発熱したり、圧電トランス素子が割れたりするなどの問題があった。
しかしながら、本出願人の一人は、圧電セラミックスからなる圧電セラミックトランスの中央部に、未分極部からなる剛体部を設けることにより、例えば、長さ６３ｍｍ×幅８〜１５ｍｍ×厚さ１．２ｍｍ程度で、出力５Ｗ以上、好ましくは、６Ｗ〜３０Ｗ程度の高効率、軽量のハイパワー（高電力）圧電トランスを、特開２００５−１２９４７５号公報に提案している。この圧電トランスでは、１５Ｗ〜３０Ｗ前後のハイパワー（高電力）駆動時の温度上昇も、共に、室温より１０℃〜２０℃程度の上昇で飽和させることができている。
このように、圧電トランスの２次側が開放または短絡のようなアブノーマルな状態における１次側インピーダンスの低下による１次側電流の増加や、その結果としての圧電トランスの熱暴走や破損や、正常な駆動状態におけるエネルギ損失などの問題は、圧電トランスの駆動がハイパワーになるに従って大きくなる。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、ハイパワー（高電力）駆動を行っても発煙や発火の危険性がなく、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることのない安全な圧電セラミックトランス装置およびこれを用い、放電管に流れる電流を均一にして均一に発光させることができる光源装置、特に、複数の放電管に流れる電流を均一にして複数の放電管を同時に均一に発光させることができる小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用可能な光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力する圧電セラミックトランスと、前記圧電セラミックトランスに前記１次側交流信号を入力する駆動部と、前記圧電セラミックトランスの温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された温度に応じて前記駆動部による前記１次側交流信号の出力を制限する保護回路とを有することを特徴とする圧電セラミックトランス装置を提供するものである。
【００１０】
ここで、さらに、前記圧電セラミックトランスの保持部材と、基台と、前記保持部材を前記基台に固定する固定部材とを備え、前記圧電セラミックトランスは、前記保持部材を前記基台と前記固定部材との間に介在させることにより前記基台に固定されるのが好ましい。
また、前記保持部材は、前記保持部材は、その断面は、側面山裾状の台形または略台形状をなす弾性材料であるのが好ましく、さらに、前記弾性材料は、固定用ゴムであるのが好ましい。
また、前記保持部材は、前記圧電セラミックトランスの振動節の位置を保持するものであるのが好ましい。
【００１１】
また、前記温度検知手段は、前記圧電セラミックトランスと前記保持部材との間において前記圧電セラミックトランス上に、直接接触するように取り付けられているのが好ましく、さらに、前記温度検知手段は、前記保持部材の内部に埋め込み保持されて、前記圧電セラミックトランス上に直接接触するように取り付けられているのが好ましい。
あるいは、前記保持部材および前記固定部材は、それぞれ熱伝導性部材であり、前記温度検知手段は、前記固定部材上に固定されるのが好ましい。
さらに、前記温度検知手段は、サーミスタであるのが好ましい。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の第２の態様は、上記第１の態様の圧電セラミックトランス装置と、前記圧電セラミックトランスの出力側に接続され、前記圧電セラミックトランスの駆動によって発光する放電管とを有することを特徴とする光源装置を提供するものである。
さらに、前記放電管が発光する際に前記放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、前記管電流検出回路によって検出された前記管電流に応じて制御された発振周波数の信号を発生する電圧制御発振回路とを有するのが好ましい。
【００１３】
ここで、前記放電管は、複数の冷陰極放電管であり、前記管電流検出回路は、発光している前記複数の冷陰極放電管に流れる前記管電流の合計電流を検出するものであるのが好ましい。
また、前記光源装置が、面状の光射出面を持つ面状照明装置として機能するのが好ましい。
【００１４】
さらに、前記保持部材は、前記圧電セラミックトランスの外周を周回して設けられるのが好ましく、または、前記圧電セラミックトランスを介して互いに対向して配置される棒状の２つの保持体から構成されており、それぞれの保持体は、前記圧電セラミックトランスの長さ方向、幅方向および厚さ方向のいずれかの方向に直線状に延設されているのが好ましい。この場合は、前記保持体が、導電性を有する弾性材料を用いて形成されているのが好ましい。
また、前記基台は、プリント基板などの基板、または平面板であるのが好ましい。この場合は、前記固定部材は、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）の固定時に、前記保持部材の、前記圧電セラミックトランスと接する側の面と反対の面と接する平端部と、前記平坦部の両端から略垂直に互いに同じ方向に屈曲する一対の脚部と、前記一対の脚部のそれぞれの端部に位置し、前記基台と接続される固定端部とを有するのが好ましい。もしくは、前記固定部材は、凹部が形成された上ケースであり、当該上ケースの凹部に、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）の全部または一部が収容されるのが好ましい。
【００１５】
または、前記基台は、凹部が形成された下ケースであり、当該下ケースの凹部に、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）の全部または一部が収容されるのが好ましい。この場合は、前記固定部材は、凹部が形成された上ケースであり、前記上ケースの凹部が形成されている側と前記下ケースの凹部が形成されている側が対向するように、前記上ケースと前記下ケースとを組み合わせたときに、前記上ケースの凹部と前記下ケースの凹部とによって形成される空間に、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）が収容されるのが好ましい。
【００１６】
また、前記圧電セラミックトランスは、圧電セラミックスと、前記圧電セラミックスに形成される入力電極と、前記圧電セラミックスに形成される出力電極とを有するのが好ましい。
さらに、前記圧電セラミックスは、長手方向の一方の端部を含み、前記端部に向かう方向に分極した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記圧電セラミックスの厚さ方向に分極した第２領域と、前記第２領域に隣接し、且つ、前記圧電セラミックスの略中央に位置し、未分極状態の第３領域と、前記第３領域に隣接し、前記第２領域と反対向きに分極した第４領域と、前記第４領域と隣接し、且つ、前記端部と反対側の端部を含み、前記第１領域と反対向きに分極した第５領域とを有しており、前記第１領域と前記第２領域と前記第３領域と前記第４領域と前記第５領域との前記長手方向における長さの比が、実質的に２：２：１：２：２であり、前記第２領域を挟んで一対の第１入力電極が設けられ、前記第４領域を挟んで一対の第２入力電極が設けられ、前記圧電セラミックスの長手方向の両方の端部にそれぞれ出力電極が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の態様の圧電セラミックトランス装置によれば、圧電セラミックトランスの表面温度を検出し、検出温度に基づいてシステムのシャットダウンを行うことができるので、多くの保護回路を不要としても、発煙や発火の危険性をなくし、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることなく安全に駆動、特に、ハイパワー（高電力）駆動を行うことができる。したがって、本態様によれば、多くの保護回路を不要とすることにより、回路規模を小さくでき、その結果、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の態様の光源装置によれば、上記効果を持つ圧電セラミックトランス装置を用いるので、上記効果に加え、小さい回路規模であっても、放電管に流れる電流を均一にして均一に発光させることができ、特に、複数の放電管を用いるものでは、複数の放電管に流れる電流を均一にして複数の放電管を同時に均一に発光させることができ、小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の態様に係る圧電セラミックトランス装置およびこれを用いる本発明の第２の態様に係る光源装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の態様に係る圧電セラミックトランス装置を用いる本発明の第２の態様に係る光源装置の一実施形態の概略を示すブロック図および回路ブロック構成を示す説明図である。
同図に示すように、本発明の光源装置１０は、電源１２と、駆動部１４と、圧電セラミックトランス（以下、単に圧電トランスという）１６と、発光部１８と、管電流検出回路２０と、圧電トランス１６の温度検知デバイス２２とを有し、駆動部１４は、電圧制御発振回路２４を備える発振部２６と、保護回路２８を備える駆動回路３０とを備える。
ここで、電源１２、駆動部１４、圧電トランス１６および圧電トランス１６の温度検知デバイス２２は、本発明の圧電セラミックトランス装置（以下、圧電トランス装置という）１１を構成する。
【００２１】
電源１２は、ＤＣ２４Ｖの直流電圧を出力する直流電源である。この直流電圧ＤＣ２４Ｖは駆動回路１４に供給される。なお、電源１２が出力する直流電圧は、ＤＶ２４Ｖに限定されない。
続いて、駆動部１４は、圧電トランス１６を駆動するための駆動信号、すなわち、圧電トランス１６に入力する１次側交流信号を生成するものである。
駆動部１４の発振部２６は、１次側交流信号を生成するための所定周波数のクロック（基本波）を発振するものであり、電圧制御発振回路２４を備える。
【００２２】
ここで、電圧制御発振回路（ＶＣＯ）２４は、管電流検出回路２０から供給される発光部１８の放電管、例えば、冷陰極放電管（以下、単に冷陰極管という）の管電流の電流値に応じて、その発振周波数が変化する初期周波数、例えば約４０ＫＨｚの基本波を発生する。電圧制御発振回路２４は、例えば、管電流が基準電流量よりも少ない場合には基本波の周波数を初期周波数よりも低くする方向に制御し、逆に、管電流が基準電流量よりも多い場合には基本波の周波数を初期周波数よりも高くする方向に制御する。この基本波は、同じく駆動部１４の駆動回路３０に供給される。
なお、発振部２６および電圧制御発振回路２４の具体的な構成は、何ら限定されず、同様の機能を実現する各種構成の回路を使用することができる。また、基準電流量は、外部から制御可能であり、必要に応じて可変できる。
【００２３】
駆動部１６の駆動回路３０は、電源１２から供給される直流電圧、例えば、ＤＣ２４Ｖと、電圧制御発振回路２４から供給される基本波とに基づいて、圧電トランス１６を駆動する駆動信号、すなわち、１次側交流信号を生成する。また、圧電トランス１６に入力する１次側の交流信号は、片側を接地（ＧＮＤ）とした単相であっても良い。本実施形態の場合、駆動信号は、例えば、約６５０Ｖｐ−ｐ（ピークツーピーク）、約４０ＫＨｚで、１８０度逆位相の交流信号（正弦波）である。電圧制御発振回路２４から供給される基本波の周波数に応じて駆動信号の周波数が変化し、発光部１８の、例えば、冷陰極管の管電流、すなわち発光部１８の輝度を制御する。
【００２４】
駆動回路３０は、具体的には、図１（ｂ）に示すように、分周用Ｄ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）３０ａ、波形整形部３０ｂ、保護回路２８を構成するゲート部３０ｃおよびドライブ部３０ｄを備える。
駆動回路３０においては、Ｄ−ＦＦ３０ａにて電圧制御発振回路２４からの基本波を分周し、波形整形部３０ｂにおいて、分周した基本波と調光を可能とする基本波より長周期（約１００〜２００Ｈｚ）のＰＷＭ波を乗じた断続波を生成する。ＰＷＭ波のＯＮ−ＤＵＴＹが広ければ、断続波のＯＮ区間が多くなり、ランプに流れる平均電流が多くなり、明るくする方向に制御できる。逆に、ＰＷＭ波のＯＮ−ＤＵＴＹが狭ければ、暗くする方向に制御できる。
【００２５】
波形整形部３０ｂにおいて、これらの基本波とＰＷＭ波の乗算により発生した駆動波は、ゲート部３０ｃのゲート回路を経て、後段のドライブ部３０ｄのドライブ回路へ注入される。ゲート回路は、保護回路２８によって保護をかけるための論理回路であり、圧電トランス１６の２次側の負荷（例えば、ＣＣＦＬ）の開放（オープン）や短絡（ショート）などの様々なアブノーマルモードから本システムを守る。保護回路２８による保護モードの詳細については後述する。
次に、ゲート部３０ｃを通過した駆動信号は、ドライブ部３０ｄに注入される。上述したように、駆動信号は、前段のＤ−ＦＦ３０ａにより位相が１８０度異なる２つの信号に生成された後、各々波形整形部３０ｂの波形整形回路を通過し、低インピーダンスの負荷（例えば、ＣＣＦＬ）を十分に駆動できるようＦＥＴを使ったブリッジ回路からなるドライブ部３０ｄに入る。波形整形回路の目的は、ブリッジ回路の上側のＦＥＴと下側のＦＥＴが同時にＯＮし、貫通電流が流れることを防止するためである。
【００２６】
また、図１（ａ）に示すように、駆動回路３０が備える保護回路２８は、圧電トランス１６の温度検知デバイス２２からの検知温度が所定の許容上限値を超えた場合には、駆動回路３０から駆動信号の出力を停止するように制御するものである。すなわち、保護回路２８を備えることにより、発光部１８の冷陰極管等に何らかの異常（例えば、開放や短絡）が発生した場合に、圧電トランス１６の１次側のインピーダンスが低下し、圧電トランス１６を流れる電流が増加し、圧電トランス１６の振動が大きくなり、圧電トランス１６の温度が上昇し、温度検知デバイス２２が検知した圧電トランス１６の温度が、所定の許容温度の上限値を超えたとしても、その時点で保護回路２８が圧電トランス１６の駆動信号を停止するので、圧電トランス１６の駆動が停止され、電流も流れなくなり、圧電トランス１６の振動も停止するので、圧電トランス１６が熱暴走し、破壊されるのを未然に防止することができる。また、圧電トランス１６の熱暴走が、発光部１８の異常以外で発生した場合においても、圧電トランス１６の破壊を未然に防止することができる。
なお、駆動回路３０や保護回路２８の具体的な回路構成は、何ら限定されず、同様の機能を実現する各種構成の回路を使用することができる。また、保護回路２８において、温度検知デバイス２２からの検知温度の所定の許容上限値、すなわち、圧電トランス１６の所定の許容温度の上限値などは、外部から制御可能であり、必要に応じて可変できる。
【００２７】
例えば、図１（ｂ）に示すように、後述する温度検知デバイス２２としてサーミスタ５８を用いる場合、サーミスタ５８は、圧電トランス１６の温度を検出し、その温度により抵抗値が変化する。このサーミスタ５８の抵抗値の変化は、サーミスタ５８と直列に接続されたプルアップ抵抗Ｒとの分圧により、保護回路２８のコンパレータ２８ａに入力される電圧値を変化させる。プルアップ抵抗Ｒは、駆動回路３０内、すなわち、保護回路２８内のコンパレータ２８ａの入力側に配置される。
保護回路２８のコンパレータ２８ａでは、入力された電圧値と基準電圧源２８ｂの基準電圧値との比較が行われ、サーミスタ５８が一般的な負特性の場合であれば、測定温度に対応する入力電圧値が、設定された閾値温度に対応する基準電圧値より低い、すなわち、設定された閾値より測定温度が高いと判断された場合、コンパレータ２８ａは、エラー信号を出す。コンパレータ２８ａの出力は、ゲート部３０ｃに接続されているので、コンパレータ２８ａから出力されたエラー信号は、ゲート部３０ｃのゲート回路をＯＦＦさせ、駆動回路３０の波形整形部３０ｂからドライブ部３０ｄへの駆動信号の入力を遮断する。こうして、本システムはシャットダウンされる。
【００２８】
このように、本発明においては、温度検知デバイス２２によって圧電トランス１６の温度を検出し、検出温度に応じて、駆動回路３０の保護回路２８が、駆動回路３０のドライブ部３０ｄへの駆動信号の入力を遮断し、駆動回路３０での駆動信号の生成を停止し、システムをシャットダウンするように構成しているので、例えば、駆動回路３０のドライブ部３０ｄでの過電流検出回路および過電流保護回路や、圧電トランス１６の出力側の出力電圧検知回路および低電圧保護（ショート保護）回路ならびに過電圧保護（オープン保護）回路などの回路部の削減が可能である。
なお、本発明によって、圧電トランス１６を破壊に至らすことを防止する機能を持つ回路部であれば、削減は可能であり、上記２回路部に限定されるものではない。
また、上述したように、温度検知デバイス２２による温度の検知結果は、設定された温度閾値と比較するコンパレータ２８ａを通し、ゲート部３０ｃに戻す回路を付加すればよく、これ以外に回路の変更の必要性はない。
その結果、本発明によれば、温度検知デバイス２２および駆動回路３０の保護回路２８を用いないで、同様のシステム保護を達成する回路構成に比べ、回路規模を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、圧電トランス１６は、入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力するもので、本実施形態においては、例えば、本出願人の一人に係る特開２００５−１２９４７５号公報に開示されたハイパワー圧電トランスを用いることができる。その構成および作用の詳細は、同公報によって詳細に説明されているので、ここでは、詳細な説明は省略し、後に簡単に説明する。
本実施形態の圧電トランス１６は、所定厚さを持つ長方形の平板形状の圧電セラミックスからなり、入力される駆動信号を 圧電セラミックスの厚み方向に設けられた入力電極対に印加し、それから発生する振動を利用して長さ方向に取り付けられた出力電極対から電力として取り出すものである。
【００３０】
本実施形態では、駆動回路３０から入力される駆動信号の、例えば６５０Ｖｐ−ｐの入力電圧が、例えば、約１０倍に昇圧され、６５００Ｖｐ−ｐの出力電圧が得られる。例えば、発光部１８に使用される冷陰極管（ＣＣＦＬ）１８ａが、管長５２７ｍｍ、管外形φ２．６程度であれば、１本当たり電圧１０００〜１２００Ｖｒｍｓで点灯可能であるが、例えば、発光部１８内に冷陰極管１８ａが２本ずつ直列に接続されている場合には、２本分の冷陰極管１８ａを点灯させるために必要な電圧２０００〜２４００Ｖｒｍｓまで昇圧する。
【００３１】
なお、本実施形態では、昇圧用圧電トランス１６として、３０Ｗ級のハイパワー出力が可能な圧電セラミックトランスを使用しているが、これに限定されず、光源装置１０および圧電トランス装置１１の用途に応じて、例えば、通常の３Ｗ級のローパワー出力の圧電トランスを使用してもよいし、逆に、圧電セラミックス３２（図２参照）の厚みを厚くしてさらにハイパワー化した圧電トランス用いても良い。要するに、発光部１８が必要とする電圧および電力を出力可能な圧電トランスを使用すればよい。なお、前述したとおり、圧電トランス１６に入力する１次側交流信号は、片側を接地（グランド；ＧＮＤ）とした単相であっても良いのはもちろんである。
【００３２】
ところで、圧電トランス１６には、その温度を検出するための温度検知デバイス２２を備えている。温度検知デバイス２２としては、圧電トランス１６の温度を検出することができれば、特に限定されるものではないが、その取り扱いの容易さからサーミスタを用いるのが好ましい。
なお、温度検知デバイス２２は、圧電トランス１６に直接取り付けて、その温度を計測するようにしても良いし、圧電トランス１６を振動可能に保持する保持機構に取り付け、保持機構を介して圧電トランス１６の温度を計測するようにしても良い。圧電トランス１６の保持機構および温度検知デバイス２２の圧電トランス１６または保持機構への取り付けの詳細については、後述する。
温度検知デバイス２２による圧電トランス１６の温度の検知結果は、駆動部１４の駆動回路３０の保護回路２８に送られ、保護回路２８は、検知温度が所定の許容上限値を超えた場合には、駆動回路３０から駆動信号の出力を停止するように制御するのは前述した通りである。
本発明の圧電トランス装置１１は、概略、以上のように構成される。
【００３３】
次に、圧電トランス１６から出力される２相の高圧信号は、発光部１８に入力される。本実施形態の発光部１８は、例えば冷陰極管（ＣＣＦＬ）１８ａ、好ましくは、図１（ｂ）に示すように、複数の冷陰極管１８ａを配置したものである。例えば、好ましくは、２本の冷陰極管１８ａを直列に接続した２管直列光源を２系統交差しないように、一方の２本の冷陰極管１８ａの２管直列光源の周囲を囲むように他方の２管直列光源を並列に配置し、複数同時点灯を可能にしている。
この場合には、図１（ｂ）に示す４本のそれぞれの冷陰極管１８ａは、その仕様も含め、特に制限されるわけではないが、一例として、例えば、その仕様が、管長５２７ｍｍ、管外形φ２．６ｍｍ、管内径φ２．０ｍｍ、色温度６５００Ｋ前後、Ｎｉ電極、ガス圧７０Ｔｏｒｒ、輝度約３００００ｃｄ／ｍ２であるものを用いることができる。
【００３４】
続いて、発光部１８は、管電流検出回路２０に接続されている。
管電流検出回路２０は、図１（ａ）に示すように、発光部１８に配置されている冷陰極管１８ａの管電流、例えば複数の冷陰極管１８ａ（図１（ｂ）参照）の管電流の合計電流を出力するもので、例えば、リング状のコアに、３つのコイルを巻きつけたトロイダル型コイルが用いられる（図１（ｂ）参照）。２つのコイルは、２系統の２管直列光源に各々直列に接続された同極性の１対の巻線数の等しいコイルであって、２系統の２管直列光源に流れる管電流の合計電流を算出する。もう一つのコイルは、合計電流を出力するためのコイルである。なお、上記管電流検出回路２０は、上述の回路構成に限定されず、同様の機能を果たす別のどのような構成の回路でも実現可能である。なお、管電流検出回路２０に加え、これに直列に接続され、発光部１８の複数の冷陰極管１８ａに流れる各管電流を等しくするようにバランスを取るバランス回路や、複数の冷陰極管１８ａに流れる各管電流の差である電流差を取り出す電流差検出回路などを備えていても良い。
図１（ａ）に示すように、管電流検出回路２０から出力される管電流は、前述の発振部２６の電圧制御発振回路２４にフィードバックされる。管電流が供給された場合の電圧制御発振器２４の動作は前述の通りである。
本発明の光源装置１０は、概略、以上のように構成される。
【００３５】
次に、本実施形態に用いられる圧電トランス１６について、詳細に説明する。
圧電トランス１６は、図２に示すように、圧電セラミックス３２と、第１入力電極３４ａ、３４ｂと、第２入力電極３６ａ、３６ｂと、第１出力電極３８と、第２出力電極４０とによって構成され、入力される駆動信号を圧電セラミックス３２を、その厚み方向に挟むように、設けられた入力電極対である第１入力電極３４ａ、３４ｂおよび第２入力電極３６ａ、３６ｂに印加し、それから発生する振動を利用して長さ方向に取り付けられた出力電極対である第１および第２出力電極３８および４０から電力として取り出すものである。
【００３６】
圧電セラミックス３２は、所定厚さを持つ長方形の平板形状の圧電セラミックス素子であり、例えば、その長さ方向の寸法Ｌ：８０ｍｍ、幅方向の寸法Ｗ：１８ｍｍ、厚さ方向の寸法ｔ：４ｍｍとすることができる。圧電セラミックス３２は、本実施形態の場合、長さ方向の寸法Ｌと幅方向の寸法Ｗとの比Ｗ／Ｌが０．２前後となるように構成され、長さ方向の２次振動モード（λモード）で振動する。従って、振動の中心周波数を決定するのは長さ方向の寸法Ｌであり、電圧増幅率は、長さ方向の寸法Ｌと厚さ方向の寸法ｔとの比Ｌ／ｔで決定される。
【００３７】
圧電セラミックス３２は、図２に示すように、長さ方向の一方（図２中左側）の端部から他方（図２中右側）の端部まで、第１領域３２ａ、第２領域３２ｂ、第３領域３２ｃ、第４領域３２ｄおよび第５領域３２ｅに５分割され、それぞれの領域の長さ方向の長さの割合は、約２：２：１：２：２である。第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄは入力電圧（駆動回路３０から入力される駆動信号）の入力部であり、第１領域３２ａおよび第５領域３２ｅは，出力電圧（高圧信号）の出力部、第３領域３２ｃは剛体部である。
【００３８】
第１入力電極３４ａ、３４ｂ、第２入力電極３６ａ、３６ｂ、第１出力電極３８および第２出力電極４０は焼成銀で形成されている。第１入力電極３４ａ、３４ｂは、圧電セラミックス３２の第２領域３２ｂの厚さ方向の両面（図２中上下面）に、それぞれ配置されている。第２入力電極３６ａ、３６ｂは、同様に、圧電セラミックス３２の第４領域３２ｄの厚さ方向の両面に、それぞれ配置されている。ここで、第１入力電極３４ａの入力端子４２ａと第２入力電極３６ａの入力端子４４ａとは、互いに接続され、第１入力電極３４ｂの入力端子４２ｂと第２入力電極３６ｂの入力端子４４ｂとは、互いに接続される。
また、第１出力電極３８は、圧電セラミックス３２の長さ方向の一方の端面（図２中左面）に配置され、同様に、第２出力電極４０は、同他方の端面（図２中右面）に配置されている。
【００３９】
また、図２中矢印で示すように、第１領域３２ａは、第２領域３２ｂ側から圧電セラミックス３２の長さ方向の一方の端面側に向かって分極されており、同様に、第５領域３２ｅは、第４領域３２ｄ側から圧電セラミックス３２の長さ方向の他方の端面側に向かって分極されている。また、第２領域３２ｂは、上述したように、圧電セラミックス３２の厚さ方向の下面側から上面側、すなわち、下面の第１入力電極３４ｂ側から、上面の第１入力電極３４ａ側に向かって分極されており、逆に、第４領域３２ｄは、圧電セラミックス３２の厚さ方向の上面側から下面側、すなわち、上面の第２入力電極３６ａ側から、下面の第２入力電極３６ｂ側に向かって分極されている。すなわち、圧電セラミックス３２において、第２領域３２ｂと第４領域３２ｄとは、互いに逆方向に分極されている。なお、第３領域３２ｃは、未分極状態である。
【００４０】
前述の通り、圧電セラミックス３２の第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄの厚さ方向に、それぞれ第１入力電極３４ａ、３４ｂおよび第２入力電極３６ａ、３６ｂという２組の入力電極が取り付けられているが、第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄでは、それぞれ厚さ方向に対する分極の方向が約１８０度異なる。例えば、第２領域３２ｂでは、上面の第１入力電極３４ａ側ではプラス、下面の第１入力電極３４ｂ側ではマイナスになり、第４領域３２ｄでは、上面の第２入力電極３６ａ側ではマイナス、下面の第２入力電極３６ａ側ではプラスに分極するように構成されている。
圧電トランス１６には、駆動回路１４（図１参照）から、その厚み方向に、すなわち第１入力電極３４ａおよび第２入力電極３６ａと、第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂとに、入力電圧として、それぞれ１８０度位相が異なる２相の駆動信号（正弦波の交流信号）が入力され、または、その一方に単相の駆動信号が入力され、その他方が接地される。
【００４１】
具体的には、互いに逆位相の２相の駆動信号が入力される場合には、図２中上面側の各入力端子４２ａおよび４４ａが互いに接続された第１入力電極３４ａおよび第２入力電極３６ａには、一方の駆動信号が入力され、図２中下面側の各入力端子４２ｂおよび４４ｂが互いに接続された第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂには、他方の駆動信号が入力される。
一方、単相の駆動信号が入力される場合には、図２中上面側の各入力端子４２ａおよび４４ａが互いに接続された第１入力電極３４ａおよび第２入力電極３６ａに、単相の駆動信号が入力され、図２中下面側の各入力端子４２ｂおよび４４ｂが互いに接続された第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂは、接地される。
【００４２】
入力電圧として、２相または単相の駆動信号が与えられると、逆圧電効果により、圧電セラミックス３２に応力が生じて振動し、第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄは、厚さ方向に機械的歪みを生じる。すると、第１領域３２ａおよび第５領域３２ｅには、圧電効果により、その分極方向に電位差が生じる。その結果、第１出力電極３８および第２出力電極４０からは、駆動信号とほぼ等しい周波数で、駆動信号よりも高い電圧の１８０度位相が異なる２相の高圧信号（正弦波の交流信号）が、各々の出力端子４６および４８を通って同時に出力される。
なお、圧電セラミックス３２の中央部に未分極の第３領域３２ｃが設けられていることにより、この未分極部分が振動しない強固な剛体部として機能し、ハイパワー（高電力）の出力時に発生する捩り方向の振動モードや、蛇行方向の振動モードをより好適に抑制することができる。
【００４３】
次に、圧電トランス１６を振動可能に保持する保持機構および温度検知デバイス２２の取り付け構造について詳細に説明する。
図３は、図２に示す圧電セラミックトランスおよびその保持機構ならびに温度検知デバイスを備える圧電セラミックトランスユニット（以下、単に圧電トランスユニットという）の一実施形態の概略構造を示す模式的な斜視図である。また、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す圧電トランスユニットの模式的な部分破断平面図および部分破断側面図であり、図４（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ、図４（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。図５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す保持部材の模式的側面図および模式的断面図である。
【００４４】
図３、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、圧電トランスユニット５０は、圧電セラミックス３２に第１入力電極３４ａ、３４ｂ、第２入力電極３６ａ、３６ｂ、第１出力電極３８、第２出力電極４０が形成された圧電トランス１６と、圧電トランス１６の外周に取り付けられ、圧電トランス１６を振動可能に保持するための保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）と、圧電トランス１６を取り付ける基台として機能するプリント基板等の基板５４と、保持部材５２ａ，５２ｂを介して圧電トランス１６を、それぞれ基板５４に固定する固定部材５６（５６ａ、５６ｂ）と、温度検知デバイス２２として、保持部材５２ａ内に埋め込まれて保持され、圧電トランス１６の表面に接触するように取り付けられるサーミスタ５８ａと、固定部材５６ｂの表面に取り付けられるサーミスタ５８ｂとを備える。
なお、サーミスタ５８ａおよび５８ｂには、それぞれ導線（リード線）５９ａおよび５９ｂが接続されており、これらの導線５９ａおよび５９ｂは、図１に示す光源装置１０の圧電トランス装置１１を構成する駆動部１４の駆動回路３０の保護回路２８に、具体的には、各導線５９ａおよび５９ｂの一方は、保護回路２８のコンパレータ２８ａの入力側に接続され、他方は接地される。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、保持部材５２は、ゴム材料等の弾性材料を用いて形成され、圧電トランス１６を嵌入させるための矩形形状の開口部５３ａを有する。保持部材５２の開口部５３ａの形状は、圧電トランス１６を幅方向（長さ方向に垂直な方向）で切断したときの外形形状と略同一形状であり、圧電トランス１６の外形形状よりも若干小さくなっていることが好ましい。圧電トランス１６の外形形状よりも若干小さくすることにより、保持部材５２が圧電トランス１６の外周に嵌着されたときに、圧電トランス１６を所定の圧力で締め付けることが可能となり、圧電トランス１６が保持部材５２に対してずれることが抑制される。更に、保持部材５２は、圧電トランス１６のずれをより一層抑制するために、圧電トランス１６と接着剤で接着されていても良い。
【００４６】
また、保持部材５２は、図５（ｂ）に示すように、圧電トランス１６と接触する面（内壁面）５３ｂの方が、外側の面（外周面）５３ｃよりも幅が広く形成されており、内側から外側に向かうに従って幅が次第に狭くなるような断面形状を有している。すなわち、保持部材５２の断面形状は、図５（ｂ）に示されように、略台形状をなし、その側面、すなわち、保持部材５２の幅方向において、中央から遠ざかるに従って保持部材５２の厚みが徐々に薄くなるようなテーパ形状、すなわち山裾状（テーパ状）である。このように、保持部材５２は、外周面５３ｃに対応する厚みが一定の肉厚部５３ｄと、肉厚部５３ｄの両側に位置し、山の裾野のような山裾形状を有する薄肉部（テーパ部）５３eとから構成されている。
【００４７】
図３および図４に示されるように保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）は、圧電トランス１６を駆動して振動させた時の振動の節となる位置に設けられる。図３に示す圧電トランス１６は、２次モードで振動させる形態であるので、圧電トランス１６の一方の端部からの距離が、それぞれ圧電トランス１６の長さの１／４（第２領域３２ｂ）および３／４（第４領域３２ｄ）となる部分に保持部材５２ａ，５２ｂが取り付けられている。
また、振動モードに応じて圧電トランス１６の節となる位置が異なることから、例えば圧電トランス１６を１次モードで振動させて使用する場合は、圧電トランス１６の略中央部に１個の保持部材５２を設ければよい。この場合、安定しないので振動を阻害しにくい弾性体を用いて補助的に腹の部分に保持部材や支持部材を設けても良い。また、圧電トランス１６を３次モードで振動させて使用する場合は、圧電トランス１６の一方の端部からの距離が、それぞれ圧電トランス１６の長さの１／６、３／６、５／６となる部分の少なくとも一箇所に保持部材５２を設ければよい。なお、圧電トランス１６を２次モードで振動させて使用する場合は、圧電トランス１６の中央部分の腹の位置に保持部材５２を設けて圧電トランス１６を固定させることもできる。
【００４８】
圧電トランス１６は、図３および図４に示されるように、その節の部分が保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）によってそれぞれ保持された圧電トランスアセンブリの状態で固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）によって基板５４に固定される。固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）は、図３、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、固定時に、圧電トランス１６を保持している保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）の幅の狭い外周面５３ｃ、すなわち圧電トランス１６と接する幅の広い内壁面５３ｂと反対側の幅の狭い面５３ｃに接する平端部５７ａと、その平坦部５７ａの両端から、平端部５７ａに略垂直に互いに同じ方向（基板５４に向かう方向）に屈曲する一対の脚部５７ｂと、脚部５７ｂのそれぞれの下方の端部に位置し、基板５４と接続される一対の固定端部５７ｃとを有する。
したがって、固定部材５６の平端部５７ａおよび一対の脚部５７ｂのコの字をなす内側の壁面を保持部材５２の外周面５３ｃに押し当てて、固定部材５６で保持部材５２を押さえつけるとともに、固定部材５６の両端部の足となる一対の固定端部５７ｃの部分を基板５４に半田付けすることによって、圧電トランス１６（圧電トランスアセンブリ）が基板５４に取り付けられる。ここで、固定部材５６を、それぞれ保持部材５２と接着剤などにより接着させて固定しても良い。
【００４９】
図３、図４（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように、サーミスタ５８ａは、圧電トランス１６の表面、詳しくは、第２入力電極３６ａの上表面に確実かつしっかりと接触し、圧電トランス１６が振動してもずれたり外れたりすることないように、保持部材５２ａの内壁面５３ｂに凹部を設け、この凹部に埋め込むように取り付けられている。このように取り付けられたサーミスタ５８ａは、保持部材５２ａの内壁面５３ｂに凹部を設けるための加工が必要であるので取り付けに手間を要するが、圧電トランス１６上に直接固定されているので、熱応答遅れなく、圧電トランス１６の温度を計測することができる。なお、サーミスタ５８ａの圧電トランス１６の表面への固定方法は、特にこれに限定されず、接着剤や粘着剤や接着シートや粘着シートなどを用いて固定しても良い。
【００５０】
一方、図３、図４（ａ），（ｂ）および（ｄ）に示すように、サーミスタ５８ｂは、圧電トランス１６の保持部材５２ｂを基板５４上に固定する固定部材５６ｂの平端部５７ａの上表面に確実かつしっかりと接着等により取り付けられている。この時、サーミスタ５８ｂによる圧電トランス１６の温度計測をより正確にかつ早い応答性で行うためには、保持部材５２ｂおよび固定部材５６ｂとして熱伝導性の高い材質のものを使用するのが好ましい。このように取り付けられたサーミスタ５８ｂは、温度計測精度や応答性が保持部材５２ｂおよび固定部材５６ｂの熱伝導率などに依存するが、固定部材５６ｂの平端部５７ａ上に固定すれば良いので、取り付けが容易である。なお、サーミスタ５８ｂの固定部材５６ｂの表面への固定方法は、特にこれに限定されず、接着剤のほかに、粘着剤や接着シートや粘着シートなどを用いて固定しても良い。
【００５１】
なお、図示例のように、２つのサーミスタ５８ａおよび５８ｂは、それぞれ、圧電トランス１６の保持部材５２ａおよび５２ｂが取り付けられている位置に取り付けるのが好ましい。その理由は、保持部材５２ａおよび５２ｂが取り付けられている、圧電トランス１６の振動時の振動の節となる位置が、最も発熱が大きく、他の位置に比べて温度が高くなるからである。
すなわち、圧電トランス１６に対して、大きな電力が入力されて過負荷となった場合には、圧電トランス１６の振動の節の部分の表面温度が急激に上昇して、通常は、Δｔ＜２０〜３０度前後のところが、温度上昇が８０度を越すあたりから非線形領域の破壊モードに入る。ところで、圧電トランス１６上で温度上昇が一番激しいのは振動の節の部分である。よって、破壊モードを検出するには節の温度を見るのが最良の方法である。したがって、この圧電トランス１６の振動の節の表面部分に、図示例のように、サーミスタ５８（５８ａおよび５８ｂ）等の温度検知デバイス２２を設け、破壊モードに至る直前で検知して、システム（駆動部１４の駆動回路３０）をシャットダウンすればよいからである。また、上述のように、圧電トランス１６の振動の節の部分は、圧電トランス１６を基板５４に固定するための部位でもあり、図示例のように、サーミスタ５８等の温度検知手段をつけても、圧電トランス１６の振動に影響を与えないからである。
【００５２】
また、図示例において、２つのサーミスタ５８（５８ａおよび５８ｂ）は、異なる場所に取り付けられているが、これらの２つのサーミスタ５８を、同じ場所、例えば、サーミスタ５８ａのように圧電トランス１６の表面に直接固定しても良いし、サーミスタ５８ｂのように固定部材５６ｂの上表面に固定しても良いし、２つのサーミスタを取り付けるのではなく、いずれか一方のみを取り付けるようにしても良い。さらに、サーミスタを取り付ける場所は、図示例に限定されないし、特に制限的ではなく、圧電トランス１６の表面温度または圧電セラミックス３２の表面温度が、直接的または間接的に測定できれば、もしくはこれらの表面温度と同等の温度が測定できれば、どのような場所であっても良い。さらに、温度検知デバイス２２は、サーミスタ５８に限定されず、圧電トランス１６の表面温度または圧電セラミックス３２の表面温度を、直接的または間接的に測定できれば、もしくは、これらの表面温度と同等の温度が測定できれば、どのような温度検知デバイスであっても良いし、どのような温度検知手段やどのような方法を用いても良い。
このように、本発明においては、圧電トランス１６の表面またはこの表面と同等の温度の他の場所にサーミスタなどの温度検知手段を設けることにより、圧電トランス１６の駆動上の安全性を高めるのに設けているために、回路規模が大きくなりコストダウンの障害になっている様々な保護回路を減らすことができるので、回路規模を小さくすることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００５３】
本発明に用いられる保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）の材料としては、圧電トランス１６を振動可能に保持できればどのような材料でも良いが、例えば、固定用ゴム材料などの弾性材料、例えば、硬度２０程度のシリコンゴムなどを用いることができ、電気的に絶縁でき、かつ、保持部での振動損失が軽度であるという理由から好適である。
また、本発明に用いられる固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）の材料としては、圧電トランス１６を保持する保持部材５２を基板５４に固定できればどのようなものでも良いが、例えば、厚さ１００ミクロン程度のやわらかい銅箔板からなるものを帯（バンド）状にしたものが最適であり、さらにはシリコンゴム側に粘着剤が塗布されたものなどを用いることができ、組立が簡単でロスが少ないという理由から固定部材として好適である。このような帯状の銅箔板からなる固定部材は、プリント基板等の基板に半田付けしやすく簡単に固定できる。
この他、固定部材５６は、保持部材５２と接着剤などにより接着させて固定されても良い。また、固定部材５６としては、例えば、金属やプラスチック等の板状の部材を所定の形状に加工して利用することができる。
【００５４】
また、本発明に用いられる基板５４の材料としては、圧電トランス１６を取り付けることができれば、詳しくは、圧電トランス１６を保持する保持部材５２を固定することができればどのようなものでも良く、プリント配線基板等を用いることができるが、例えば、紙や、ガラス布や、ガラス不織布などを基材として、フェノール樹脂やエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂で固めたものなどの材料で、厚み（ｔ＝）１．６ｍｍ程度の半田レベラー処理された両面基板、あるいは片面基板などを用いることができ、より剛性が高く、配線パターンを最短にできるという理由からガラス基材を含む厚さ１．６ｍｍの両面基板が好適である。
【００５５】
本実施形態においては、図５に示す形状の保持部材５２を用いたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図５に示す形状の保持部材５２のように、圧電トランス１６の外周を周回して保持するタイプの保持部材であっても、他の形状の保持部材を用いることができる。
図６は、圧電トランス１６の外周を周回して保持するタイプの他の形状の保持部材を用いた圧電トランスユニットの別の実施形態を示す。
図６に示す圧電トランスユニット５１ａは、図４（ｃ）および（ｄ）に示す圧電トランスユニット５０と、保持部材５２および固定部材５６の代わりに、保持部材６０および固定部材６２が用いられている点を除いて、同様の構成を有するものであるので、その詳細な説明は省略し、主に相違点について説明する。
図６に示す保持部材６０は、固定部材６２と接触する外周面６０ａに２つの突起部（ボス）６０ｂが形成されている。このような形状の保持部材６０を用いる場合は、固定部材６２に、保持部材６０の突起部６０ｂと嵌合する貫通孔６２ａを形成しておく。そして、保持部材６０の突起部６０ｂを固定部材６２の貫通孔６２ａに勘合させて、固定部材６２により圧電トランス１６を基板５４に固定する。これにより、圧電トランス１６の長さ方向へのずれをより一層抑制させることができ、駆動時に圧電トランスを安定に固定させることができる。
【００５６】
なお、この場合にも、図４（ｃ）に示す保持部材５２ａと同様に、サーミスタ５８ａを保持部材６０の内周壁面６２ｂに埋め込み保持するようにして圧電トランス１６の表面に直接固定しても良いし、図４（ｄ）に示す例と同様に、破線で示すサーミスタ５８ｂを固定部材６２の上表面に固定しても良い。これらは、それぞれ、図４（ｃ）および（ｄ）に示す例の代わりに用いることができる。あるいは、サーミスタ５８ｂを保持部材６０の突起部６０ｂの上表面に固定しても良い。
ここでは、保持部材に２個の突起部を形成したが、突起部は１個であってもよいし、３個以上であっても良い。
【００５７】
さらに、図７に示すように、固定部材（図示せず）と接触する側の外周面６４ａに溝６４ｂが形成された保持部材６４を用いても良い。図７に示す保持部材６４は、図５（ａ）に示す保持部材５２の外側の面（外周面）５３ｃ、すなわち、図５（ｂ）に示す保持部材５２の図中上側の面５３ｃの中央に、保持部材５２の外周に沿って延在する溝を設けたものということができる。このような形状の保持部材６４を用いる場合は、この溝６４ｂの幅と略同じ幅の固定部材（図示せず）を用い、保持部材６４の溝６４ｂにこの略同じ幅の固定部材（図示せず）を嵌め込んで圧電トランスユニット５０を基板５４に固定するようにしても良い。
【００５８】
また、本発明においては、保持部材を、導電性を有する弾性材料を用いて形成し、固定部材５６を、銅板等の電気的導通を示す材料を用いて形成し、基板５４を、上述した基材を樹脂で固めた材料からなる両面基板あるいは片面基板などの材料とすることもできる。
従来は、電気基板上に機械的に固定されて搭載されていた圧電トランスであっても、電気基板と接続するためには、配線材としては、ワイヤーやフレキシブル基板（ＦＦＣ、ＦＰＣ）のような柔軟な素材を用いるしかなく、それらを半田等で接続する必要があった。そのため、取り付けの工数が多くかかり、コストダウンの妨げとなっていた。また、圧電トランスの振動に応じて圧電トランスに取り付けられている配線部材も振動してしまい、その配線部材の振動が可聴帯域に含まれると、いわゆる鳴きと呼ばれる現象が発生し、耳につくノイズとなる場合があった。
【００５９】
そこで、本発明では、このような配線の振動の鳴きを防止するために、圧電トランスを固定部材に対して保持するための保持部材を、導電性を有する弾性材料で構成し、この保持部材を配線部材の代わりとして用いることもできる。
このように、保持部材を、導電性を有する弾性材料で構成した圧電トランスユニットの一実施例を図８〜図１０に示す。
図８は、本発明に用いられる圧電トランスユニットの別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。図９（ａ）は、それぞれ図８に示す圧電トランスユニットの模式的な側面図であり、図９（ｂ）および（ｃ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線矢視図である。図１０は、図８に示す保持部材の模式的斜視図である。
図８および図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す圧電トランスユニット５１ｂは、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示す圧電トランスユニット５０と、保持部材５２の代わりに、２つの保持体６７から構成される保持部材６６が用いられている点を除いて、同様の構成を有するものであるので、その詳細な説明は省略し、主に相違点について説明する。
【００６０】
図８および図９（ａ）〜（ｃ）に示す圧電トランスユニット５１ｂでは、圧電トランス１６は、保持部材６６を介して固定部材５６と基板５４との間に保持され、サーミスタ５８は、圧電トランス１６の温度を測定する位置に取り付けられている。ここでは、保持部材６６は、導電性を有する弾性材料を用いた２つの保持体６７から構成され、圧電トランス１６は、保持部材６６（６６ａ，６６ｂ）のそれぞれの２つの保持体６７を介して、固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）により基板５４に固定される。
なお、この圧電トランスユニット５１ｂにおいても、図３および図４（ａ）〜（ｂ）に示す圧電トランスユニット５０や、図６に示す圧電トランスユニット５１ａと同様に、温度検知デバイス２２として、サーミスタ５８ａを、保持部材６６ａの図中上側の保持体６７内に埋め込まれて保持し、圧電セラミックトランス１６の表面に接触するように取り付け、サーミスタ５８ｂを、保持部材６６ｂの２つの保持体６７を固定する固定部材５６ｂの平坦部５７ａの表面に取り付けることができる。
【００６１】
これらの図に示す保持部材６６（６６ａ，６６ｂ）は、２つの保持体６７から構成されている。それぞれの保持体６７は、図１０に示すように、細長い棒状の形状を有し、前述した図５（ｂ）に示す保持部材５２と同様に略台形状の断面形状を有している。図４（ａ）〜（ｄ）に示した例では、保持部材５２で圧電トランス１６を周回することによって圧電トランス１６を保持したが、ここでは、圧電トランス１６を介して互いに対向するように２つの保持体６７を配置して、圧電トランス１６を保持している。
この時、保持体６７の幅広の面６７ａが圧電トランス１６の第１入力電極３４ａ、３４ｂおよび第２入力電極３６ａ、３６ｂと接し、保持体６７の幅の狭い方の面３７ｂが固定部材５６の内側の面と接するように配置される。導電性を有する材料を用いて保持部材６６を構成する場合は、圧電トランス１６を周回するような構造の保持部材とはせずに、圧電トランス１６の幅方向に延在する形状の２つの保持体６７を用いて、圧電トランス１６の一方の面とその反対側の面をそれぞれ独立に保持させる。
図８および図９（ａ）〜（ｃ）に示す例では、固定部材５６として、図３および図４に示す固定部材よりも長さと幅がともに長いが，平坦部５７ａ、一対の脚部５７ｂおよび一対の固定端部５７ｃを備える同一構造の固定部材を用いて、圧電トランス１６を基板５４に固定している。
【００６２】
また、図８に示すように、基板５４には、略矩形状のランドが８個形成されている。ランド６８ａおよびランド６８ｄは、圧電トランス１６の長さ方向に対して垂直な方向に沿って設けられている。ランド６８ａおよび６８ｄの長さは、圧電トランス１６の幅（長手方向に垂直な方向の長さ）よりも僅かに長くなっている。また、ランド６８ａおよび６８ｄは、圧電トランス１６の保持部材６６に対応する位置に配置されている。これにより、圧電トランス１６を基板５４に装着したときに、圧電トランス１６の下面側の第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂに、それぞれ接して配置された保持体６７がランド６８ａおよび６８ｄと接触することになる。保持体６７は、上述したように導電性を有するので、圧電トランス１６の第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂは、それぞれ、保持体６７を介してランド６８ａおよびランド６８ｄと通電することになる。
【００６３】
また、ランド６８ａの長さ方向の両側には、それぞれ、ランド６８ｂおよびランド６８ｃが、ランド６８ａから所定間隔だけ離れて形成されている。また、同様に、ランド６８ｄの長さ方向の両側には、それぞれ、ランド６８ｅおよびランド６８ｆが、ランド６８ｄから所定間隔だけ離れて形成されている。固定部材５６を用いて圧電トランス１６を基板５４に固定するときには、それぞれの固定部材５６の両端部５７ｃが、ランド６８ｂおよび６８ｃ並びにランド６８ｅおよび６８ｆに半田付けされる。
また、基板５４には、圧電トランス１６の第１出力電極３８および第２出力電極４０にそれぞれ接続されるランド６８ｇおよび６８ｈが形成されている。ランド６８ｇおよび６８ｈは、基板５４に圧電トランス１６を固定したときに圧電トランス１６の第１出力電極３８および第２出力電極４０の近傍に位置するように設けられる。ランド６８ｇおよび６８ｈには、圧電トランス１６の出力電極３８および２０と接続された導線が接続される。
【００６４】
以上説明したように、導電性を有する弾性材料を用いて保持部材を構成し、この保持部材を配線部材の代わりとして用いることにより、配線部材を圧電トランスの入力電極に半田付けしなくても、配線部材を入力電極と導通させることができる。その結果、半田付けなどの工数が不要となり、従来よりも工数を削減することが可能となる。また、本実施形態の圧電トランスにおいては、保持部材と第１および第２入力電極は、圧電トランスの振動の節の部分に設けられているため、圧電トランスの保持と入力電極への配線を兼ねることができ、さらに、圧電トランスの振動に応じて入力部の配線部材が振動することが防止され、入力電極の配線による鳴きが発生することが防止され、出力電極に接続される配線による鳴きだけとなるので、全体としての鳴きが低減される。さらに、出力部の配線もなくすためには、後述する構造にすれば良い。このように、本発明では、上記変更以外は、加工方法の変更や周辺回路の変更を伴わないという利点がある。
【００６５】
本発明では、図５〜図７に示すように、圧電トランス１６の外周を周回して保持するタイプの保持部材５２、６０および６４、図８に示すように、圧電トランス１６を間に挟んで２つの保持体６７を互いに対向させることによって圧電トランス１６を保持するタイプの保持部材６６を用いているので、図３および図８に示されるように、圧電トランス１６と固定部材５６または６２との間に、弾性材料で形成された保持部材５２、６０、６４または保持部材６６（保持体６７）を介在させて、保持部材５２、６０、６４または６６で圧電トランス１６を保持させることにより、圧電トランス１６の振動を阻害させることなく、圧電トランス１６を基板５４上に固定することができる。また、図５〜図７および図１０に示すように、保持部材５２、６０および６４の形状および保持部材６６を構成する保持体６７の形状を上述したように山の裾野のような山裾形状としたことにより、圧電トランス１６が振動によって長さ方向にずれても、圧電トランス１６の移動に伴って保持部材５２、６０、６４または保持体６７の厚みの薄い裾野の部分が、保持部材５２、６０、６４または保持体６７と圧電トランス１６の圧電セラミックス３２の表面との間に引き込まれて折れ曲がり、その裾野の部分が保持部材５２、６０、６４または保持体６７と圧電トランス１６との間に介在する。
このため、固定部材５６または６２によって固定される保持部材５２、６０、６４または保持体６７の厚みが、引き込まれた裾野の部分の分だけ厚くなり、圧電トランス１６の長さ方向への移動が制限されることになる。
【００６６】
すなわち、固定部材５６または６２は、基板５４に固定され、基板５４と固定部材５６または６２との間隔は一定であるので、圧電トランス１６の移動によって保持部材５２、６０、６４または保持部材６６の保持体６７の裾野の部分が折れ曲がり厚みが増すと、圧電トランス１６の長さ方向への移動が制限されることになる。こうして、圧電トランス１６が振動したとしても圧電トランス１６は基板に安定に保持されることになる。
また、保持部材５２、６０、６４および保持部材６６の保持体６７は、圧電トランス１６の圧電セラミックス３２の表面と接する表面の方が大きいので、固定部材５６からかかる圧力が、圧電セラミックス３２上では分散され、圧電セラミックス３２の振動阻害を、より少なくする効果に加え、圧電セラミックス３２の表面と保持部材５２、６０、６４および保持体６７との間の接触面積が増えるので、摩擦による固定効果もある。保持部材５２、６０、６４および保持部材６６の保持体６７と固定部材５６または６２との間は、ボス等の加工で機械的固定が可能であるが、保持部材５２５２、６０、６４または保持部材６６の保持体６７と圧電トランス１６の圧電セラミックス３２の表面には、そのような加工ができないため、非常に有効である。これらを接着剤にて止める方法もあるが、この場合でも、保持部材５２、６０、６４または保持部材６６の保持体６７は、接着面積を増やすことができ、有効である。
【００６７】
また、図３〜図９に示す実施形態では、保持部材５２、６０、６４または６６を圧電トランス１６の長手方向に対して垂直な方向に延在するように設けたが、使用する圧電トランスの振動モードに応じて保持部材を設ける位置を変更することができる。例えば、図２に示す圧電トランス１６と同様の形状の圧電トランスにおいて、圧電トランスの幅方向に振動するモードで使用する場合には、圧電トランスの長手方向に延在するように、保持部材を設けても良い。この場合は、圧電トランスの長手方向を周回するように設けても良いし、図１０に示すように、２つの保持体を用いて保持部材を構成したときは、それら保持体の間に圧電トランスを介在させてもよい。更に、厚さ方向に振動するモードで圧電トランスを使用する場合には、圧電トランスの側面に保持部材を設けても良い。この場合は、圧電トランスの側面を周回するように保持部材を設けても良いし、圧電トランスの互いに対向する側面に、図１０に示すような棒状の保持体を、それぞれ設けても良い。
【００６８】
また、上記実施形態では、２つの固定部材を用いて圧電トランスアセンブリを基板に固定させたが、本発明では、１つの固定部材で圧電トランスアセンブリを基板に固定させてもよい。この場合には、例えば、図３または図４において、圧電トランス１６の長さ方向で、固定部材の長さが、圧電トランス１６を保持する２つの保持部材５２ａ、５２ｂの配置間隔よりも長くなるように固定部材を構成すればよい。これにより、所定間隔はなれて配置された、圧電トランス１６の２つの保持部材５２ａ、５２ｂの外側表面５３ｃを同時に押さえることが可能となる。また、図３において、圧電トランス１６の２つの保持部材５２ａ、５２ｂの間隔よりも長い平坦な板部材を、２つの保持部材５２ａ、５２ｂの上面に配置して、この板部材を留め具などにより基板に固定させてもよい。この場合は、板部材と留め具が固定部材として機能する。
このように、本発明においては、圧電トランスと保持部材からなる圧電トランスアセンブリをプリント基板などの基台に固定させることができるのであれば、固定部材の形状や寸法は特に限定されるものではない。
【００６９】
また、上記実施形態では、固定部材５６や６２を用いて、基板５４に保持部材５２、６０、６４または６６で保持された圧電トランス１６を固定する場合について説明したが、保持部材で保持された圧電トランスからなる圧電トランスアセンブリをケースに収容してもよい。この場合は、圧電トランスアセンブリを収容したケースが基板に固定される。
以下に、圧電トランスが保持部材を介してケースに収容された状態で基板に固定される実施形態について、図１１〜図１３を用いて説明する。
【００７０】
図１１は、圧電トランスを保持部材で保持する圧電トランスアセンブリ収容するケースの一実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。図１２および図１３は、それぞれ図１１に示すケースの上ケースを下方から見た斜視図およびその下ケースを上方から見た斜視図である。
図１１に示すケース７０は、上述の図３および図４に示す構造の保持部材５２で保持された圧電トランス１６、すなわち圧電トランス１６とこれを保持する保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）からなる圧電トランスアセンブリを収容するためのケースである。ケース７０は、共に、電気的絶縁性材料、例えば、プラスチック製の上ケース７２と下ケース７４とから構成されている。
本発明において、圧電トランスアセンブリをケースに収容して使用する場合は、上ケースが固定部材として機能し、下ケースが基台として機能し、ケース内に保持部材によって圧電トランスアセンブリを収容することにより、圧電トランスユニットが構成される。したがって、本発明における「固定部材」は、上記した固定部材５６や６２などの板金のみならず上ケースも含む概念であり、用語「基台」は、上記した基板５４などの配線基板やプリント基板等の基板のみならず下ケースも含む概念である。
【００７１】
図１２および図１３にそれぞれ示すように、上ケース７２と下ケース７４には、それぞれ、矩形状の凹部７２ａおよび７４ａが形成されており、これら凹部７２ａおよび７４ａに、図３に示す保持部材５２で保持された圧電トランス１６（圧電トランスアセンブリ）が収容される。なお、図１２および図１３においては、圧電トランス１６の図示を省略している。なお、保持部材５２（５２ｂ）および上ケース７２が良好な熱伝導性がある部材からなる場合には、収容された圧電トランス１６を保持している保持部材５２ｂと接触する、上ケース７２の凹部７２ａ部分（図１２参照）またはこれに対向する上ケース７２の上面側の部分（図１１参照）にサーミスタ５８ｂを接着等により取り付けても良い。この場合には、サーミスタ５８ｂの取り付けは容易である。ここで、保持部材５２（５２ｂ）上ケース７２の熱伝導性が低い場合には、上述したように、サーミスタ５８ａと同様に、圧電トランス１６の表面と保持部材５２ｂとの間にサーミスタ５８ｂを取り付けるのが好ましい。この場合には、圧電トランス１６を周回する保持部材５２にサーミスタ取付用の凹部があり、また、保持部材５２が弾性体であると、圧電トランスアセンブリ作製時に取り付けられたサーミスタ５８は、ケース７０に収納する時に脱落することがないので、圧電トランスアセンブリの組み込みを行なうのは非常に簡単である。もちろん、この場合も含め、圧電トランス１６（圧電トランスアセンブリ）にサーミスタ５８ａが取り付けられていれば、上ケース７２へのサーミスタ５８ｂの取り付けを行なわなくても良い。さらに、ケース７０で閉じた空間であるので、間接的に圧電トランス１６の温度を計測する方法として、保持部材５２に近いケース７０の内側に、保持部材５２と接触しないように、サーミスタ５８を接着剤等で固定するようにしても良い。
【００７２】
また、下ケース７４には、ケース７０をネジで基板に固定するための４つのネジ穴部７６が設けられている。さらに、下ケース７４には、図２、図３および図４に示す圧電トランス１６の第１入力電極３４ａ、３４ｂ、第２入力電極３６ａ、３６ｂ、第１出力電極３８、第２出力電極４０と接続される導線およびサーミスタ５８ａの導線５９ａを、またはさらにサーミスタ５８ｂの導線５９ｂをも取り出すための４つの溝７４ｂ、７４ｃ、７４ｄおよび７４ｄが形成されている。ケース７４の長手方向の一方の端部と他方の端部に形成されている溝７４ｂおよび７４ｅが圧電トランスの出力電極の導線を取り出すための溝であり、ケース７４の長さ方向に垂直な方向の一方の端部に形成されている溝７４ｃおよび７４ｄが、それぞれ、第１入力電極３４ａ、３４ｂとサーミスタ５８ｂ、および第２入力電極３６ａ、３６ｂとサーミスタ５８ａの各導線を取り出すための溝である。
【００７３】
圧電トランス１６は、保持部材に保持された圧電トランスアセンブリとして、このような構造を有するケース７０の中に収容される。このとき、圧電トランス１６の保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）がケース７０の内壁面と接触し、その壁面によって押圧されることによって圧電トランス１６がケース７０の内部で固定され、保持される。なお、ケース７０の中に収容される圧電トランスアセンブリは、圧電トランス１６、保持部材５２ａ，５２ｂに加え、サーミスタ５８ａ、さらにはサーミスタ５８ｂを含んでいても良い。
ここでは、下ケース７４に、導線を取り出すための４つの溝７４ｂ、７４ｃ、７４ｄおよび７４ｅを形成したが、これらの溝を上ケース７２に形成してもよいし、上ケースと下ケースの両方に溝を形成しても良い。また、図３に示す圧電トランスユニット５０のように、基板５４に固定された状態で、圧電トランス１６をケース７０に収納しても良い。なお、この場合には、基板５４を下ケース７４の内側凹部７４ａに接着剤等で固定すればより確実である。
【００７４】
次に、圧電トランスを収容するケースの別の実施形態について説明する。
図１４は、圧電トランスアセンブリを収容するケースの別の実施形態のケース全体の外観を模式的に示す斜視図である。図１５および図１６は、それぞれ図１４に示すケースの上ケースを下方から見た斜視図およびその下ケースを上方から見た斜視図である。
図１４に示すケース８０は、電気絶縁性材料、例えば、プラスチック製の上ケース８２と下ケース８４とから構成されている。図１４および図１５に示すように、上ケース８２には、ケース８０内に収容される、図２に示す圧電トランス１６の第１および第２の入力電極３４ａおよび３６ａとそれぞれ電気的に接続される端子８６および８８が設けられている。これらの端子８６および８８は、図１５に示すように、上ケース８２の表面に平行で、かつ上ケース８２の長手方向に対して垂直な方向に延設されており、上ケース８２の両方の側面を貫通するとともに、上ケース８２の内側で露出するように設けられている。端子８６および８８の上ケース８２の内側の露出部分８６ａおよび８８ａは、圧電トランス１６を上ケース８２に配置したときに、後述する圧電トランス１６の保持部材９７（図１７参照）と接触する位置に配置される。
【００７５】
また、下ケース８４にも、同様に、図２に示す圧電トランス１６の第１および第２の入力電極３４ｂおよび３６ｂとそれぞれ電気的に接続される端子９０および９２が設けられており、それらの端子９０および９２は、図１６に示すように、下ケース８４の表面に平行で、下ケース８４の長手方向に対して垂直な方向に延設されており、下ケース８４の両方の側面を貫通するとともに、下ケース８４の内側で露出するように設けられている。また、端子９０および９２の下ケース８４の内側の露出部分８６ａおよび８８ａは、圧電トランス１６を下ケース８４に配置したときに、後述する圧電トランス１６の保持部材９７（図１７参照）と接触する位置に配置される。また、下ケース８４には、後述する圧電トランスアセンブリの圧電トランス１６の出力電極３８および４０とそれぞれ接続される導線、ならびにサーミスタ５８ａおよび５８ｂの導線５９ａおよび５９ｂを取り出すための溝８４ａおよび８４ｂが設けられている。
また、図１４に示すように、上ケース８２と下ケース８４を組み合わせて圧電トランス１６を収容したときに、上ケース８２の端子と下ケース８４の端子が互いに接触することを避けるために、上ケース８２の端子８６および８８は、互いに、上ケース８２の外側の側面に沿って、上ケース長手方向の中央に向かって屈曲している。上ケース８２に設けられている端子８６および８８と、下ケース８４に設けられている端子９０および９２は、圧電セラミックトランスを収納したケースを基板に装着したときに、基板のランド部に半田付けされて固定される。
【００７６】
図１７（ａ）〜（ｄ）に、このようなケースに収容される圧電トランスアセンブリの一実施形態を示す。図１７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１４に示すケースに収容される圧電トランスアセンブリの一実施形態の模式的な部分破断平面図および部分破断側面図であり、図１７（ｃ）および（ｄ）は、図１７（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。
図１７（ａ）〜（ｄ）に示す圧電トランスアセンブリ９４は、保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）の代わりに、２つの保持体９７からなる保持部材９６の形状が異なる以外は、図４（ａ）〜（ｄ）に示す圧電トランスユニット５０の圧電トランスアセンブリと同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略し、ここでは、基本的に保持部材９６について説明する。
【００７７】
図１７（ａ）〜（ｄ）に示すように、圧電トランスアセンブリ９４は、圧電トランス１６およびこれを保持する２つの保持部材９６を有する。保持部材９６は、２つの保持体９７から構成されている。それぞれの保持体９７は、導電性材料から構成されており、図１７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、横断面の形状が略台形で、縦断面の形状がコの字状である。すなわち、保持体９７は、その厚みが、圧電トランス１６の長さ方向の中央から端部に向かうに従って薄くなるような形状を有している。ここでは、２つの保持体９７が一組として用いられ、２つの保持体は、圧電トランス１６を介して互いに対向するように配置される。
図１７（ａ）〜（ｄ）に示す実施形態では、圧電トランス１６の長手方向の２箇所を、２つの保持体９７で構成された保持部材９６で、それぞれ保持している。図示例では、このような保持部材９６によって圧電トランス１６がケース８０に対して保持されている。この時、保持体９７の幅広の面９７ａが圧電トランス１６の入力電極と接し、保持体９７の幅の狭い方の面９７ｂが固定部材の内側の面と接するように配置される。また、図示例の保持部材９６は、圧電トランス１６の上面と下面だけでなく、側面の一部を覆うように構成されているので、圧電トランス１６の幅方向への移動が規制される。
【００７８】
圧電トランスアセンブリ９４が、このようなケース８０に収容されたときに、保持部材９６を構成するそれぞれの保持体９７は、上ケース８２の内部において露出している端子８６および８８の露出部分８６ａおよび８８ａと接触するとともに、下ケース８４の内部において露出している端子９０および９２の露出部分９０ａおよび９２ａと接触する。それぞれの保持体９７は、導電性材料から構成されているので、このように圧電トランスアセンブリ９４をケース８０に収容することによって、圧電トランス１６の一方の面に設けられた入力電極３４ａおよび３６ａは、それぞれ、上ケース８２の端子８６および８８と通電する。また、圧電トランス１６の他方の面に設けられた入力電極３４ｂおよび３６ｂは、それぞれ、下ケース８４の端子９２および９０と通電する。また、圧電トランス１６は、上ケース８２と下ケース８４に設けられた端子の露出部分によって挟まれ、ケース８０内で保持される。下ケース８４は、圧電トランス１６の基台として機能し、上ケース８２は、基台である下ケース８４に対して圧電トランス１６を固定するための固定部材として機能する。圧電トランスアセンブリ９４を収容したケース８０は、配線基板やプリント基板などの基板の所定位置に装着されて使用される。
【００７９】
ところで、本実施形態においても、図１７（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように、サーミスタ５８ａは、圧電トランス１６の表面、詳しくは、第２入力電極３６ａの上表面に確実に接触するように、保持部材９６の上側の保持体９７の幅広の面９７ａに凹部を設け、この凹部に埋め込むように取り付けられている。
一方、図１７（ａ），（ｂ）および（ｄ）に示すように、サーミスタ５８ｂは、圧電トランス１６の保持部材９６の上側の保持体９７の幅の狭い方の面９７ｂの上表面に接着等により取り付けられている。この場合には、保持部材９６の上側の保持体９７には、熱伝導性の良好な材質のものを使用するのが好ましい。この場合には、サーミスタ５８ｂは、圧電トランス１６の保持部材９６の上側の保持体９７に容易に取り付けることができる。また、サーミスタ５８ｂの取付構造は、保持部材５２の上表面に凹部を設け、その中にサーミスタ５８を入れる構造としても良い。
なお、図示例では、サーミスタ５８ｂは、保持体９７の幅の狭い方の面９７ｂの上表面に取り付けているが、図１１および図１２に示す上ケース７２の場合と同様に、保持部材９６の上側の保持体９７が接触する、上ケース８２の内部において露出している端子８６の露出部分８６ａに取り付けても良いし、圧電トランス１６の温度を計測可能な程度に上ケース８２の熱伝導性が良好であれば、この露出部分８６ａに対向する上ケース８２の上側面に取り付けても良い。この場合も、サーミスタ５８ｂの取り付けは、容易である。
【００８０】
以上、本発明の圧電トランス装置およびこれを用いる光源装置について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、図２に示すように、第１出力電極３８および第２出力端子４０を圧電セラミックス３２の端面に形成したが、図１８に示す圧電トランス１６ａのように、一方の端部の上面と下面にそれぞれ電極３９ａおよび３９ｂを形成し、他方の端部の上面と下面にそれぞれ電極４１ａおよび４１ｂを形成し、一方の端部の上面および下面の電極３９ａおよび３９ｂと、他方の端部の上面および下面の電極４１ａおよび４１ｂを出力電極として利用してもよい。この圧電トランス１６ａの場合は、圧電セラミックス３２の両方の端部の上下面に形成された電極３９ａおよび３９ｂ、ならびに電極４１ａおよび４１ｂを覆うように、例えば、図５（ａ）および（ｂ）に示す形状の保持部材５２を周回させて設けてもよい。この場合は、導電性を有する弾性材料を用いて保持部材を構成することができる。したがって、この保持部材５２を受ける基板部分にランドを設け、図８に示すような固定部材５６を配置して、通電するようにすれば、図８に示す出力側配線をも減らし、上述した配線の「鳴き」に対して効果がある。また、ケースに入れる場合においても、この構成を図８、図９および１７に示される構造の圧電トランス１６の出力電極に適用するとともに、それらの圧電トランスアセンブリを収容するケースにおいて、出力電極部に設けられた保持部材と接するように、保持部材に対応する上下ケースのいずれかに、図１４〜図１６に示す電極８６、８８、または９０、９２のような電極板を設けることにより、ケース外部へ、導線なしで、導くことが可能となる。これは、配線の「鳴き」および組立工数の削減に有効である。すなわち、このように構成することにより、出力部に導線が不要となり入力部のみならず出力部においても、電線の振動に起因する鳴きが防止される。
この場合にも、保持部材や、固定部材や、上ケースなどへのサーミスタの取り付けは、上述した例と同様に行えば良い。
【００８１】
また、上記実施形態においては、上ケースと下ケースとから構成されるケースに圧電トランスアセンブリを収納する実施形態を示したが、本発明は、これに限定されない。
例えば、上記実施形態においては、上ケースと下ケースの２つのケースを用いて構成したが、一方の面が開放された下ケース（収容体）と、その開放面を覆う蓋部材を用いることができる。この場合は、下ケースに圧電アセンブリを収容し、その下ケースの開放面を蓋部材で覆えばよい。この場合は、蓋部材が固定部材としての機能を有する。下ケースの開放面に設けられる蓋部材を下ケースに対して固定する方法としては、下ケースの開放面に平坦な蓋部材を嵌め込む方法や、ネジ止めによる固定など公知の固定方法を用いることができる。
【００８２】
また、この場合、下ケースは、圧電トランスアセンブリの厚さ方向において、全体を収容するような構成にしても、部分的に収容するような構成にしてもよい。下ケースに圧電トランスアセンブリを部分的に収容する場合は、固定部材として平坦な蓋部材を用いるのではなく、例えば、図３または図８に示されるような形状の固定部材（板金）を用いればよい。こうして、下ケースに圧電トランスアセンブリを部分的に収容し、図３または図８に示す固定部材５６と同様の固定部材を用いて下ケースに圧電トランスアセンブリを固定することもできる。すなわち、図３または図８に示すような固定部材を、圧電トランスの外周に配置された保持部材の上面部分に密着させた状態で配置し、固定部材の脚の部分を下ケースの側面や上部の縁部に固定させることによって、圧電トランスアセンブリを下ケースに固定することができる。この場合にも、保持部材および固定部材などへのサーミスタの取り付けは、上述した例と同様に行えば良い。
【００８３】
また、図３または図８に示す固定部材５６の代わりに、図１２または図１５に示した上ケース７２および８２と同様の上ケースを用いて平坦な板状の部材（例えば、図８等に示す基板５４）に圧電トランスアセンブリを固定することもできる。すなわち、平坦な板状の部材の上に圧電トランスアセンブリを配置し、圧電トランスアセンブリを収容可能な構造の上ケース（例えば、図１２または図１５に示すような上ケース）を被せて圧電トランスアセンブリを平坦な板状の部材に固定することも可能である。この場合、平坦な板状の部材は、プリント基板であってもよいし、配線などの形成されていない平板であっても良い。また、この場合は、平坦な板状の部材が基台として機能し、上ケースが固定部材として機能する。また、上ケースは、圧電トランスアセンブリの厚さ方向において、圧電トランスアセンブリの全体が覆われるように構成されても、一部分が覆われるように構成されてもよい。
さらに、本発明においては、上ケースと下ケースとによって保持部材が挟まれるように配置されるのであれば、上ケースおよび下ケースの部品点数は特に限定されるものではなく、上ケースまたは下ケースを、さらに複数の部材から構成することもできる。例えば、上ケースまたは下ケースが、圧電トランスの長手方向に２つに分離されていて構成されていても良い。
これらの場合にも、保持部材や上ケースなどへのサーミスタの取り付けは、上述した例と同様に行えば良い。
【００８４】
上述した実施形態では、保持部材で圧電トランスを保持した状態の圧電トランスアセンブリをケースに収納しているが、本発明はこれに限定されず、圧電トランスアセンブリを基板に取り付けた状態の圧電トランスユニットをケースに収納しても良い。このような方法は、図３および図８に示すように、圧電トランスアセンブリを基板５４に取り付けてからケースに入れる方法、および、上述した図１８の形態の圧電トランス１６ａを出力端部（電極３９ａ，３９ｂおよび４１ａ，４１ｂ）に設けた保持部材で受け、導線の数を減らす構造をとった場合において、基板に取り付けてからケースに入れる方法の２つが考えられる。これらの方法は、ケースの側面に導線を外部に取り出すための穴部を設け、かつ／または、基板から延伸する電極板を取り付け、上ケースと下ケースとの間に電極板を通す隙間を設ければ可能である。なお、これらの場合にも、上述の種々の実施形態と同様に、サーミスタを取り付けることができるが、サーミスタからの導線は、圧電トランスの電極接続用導線の取出穴部や、電極板を通す隙間から取り出しても良いし、別に形成された専用の穴部や隙間などから取り出しても良い。
【００８５】
具体的には、図３に示される圧電トランスユニット５０のように、固定部材５６と保持部材５２によって基板５４に固定されている圧電トランス１６を、ケースに収容して使用することもできる。この場合、ケースは、基板５４に固定された状態の圧電トランスユニット５０が収容されるような寸法で構成される。また、ケースは、上ケースと下ケースの２つのケースを組み合わせることによって構成されても、一面が開放された下ケースと、その下ケースの開放側を覆う平板上の蓋部材とを組み合わせることによって構成されてもよい。
また、このような基板に固定された状態の圧電トランスをケースに収容する場合は、ケースの側面に、圧電トランスの各電極に接続されている導線をケース外に取り出すための穴部を形成することができる。
【００８６】
また、図８に示される圧電トランスユニット５１ｂのように、固定部材５６と保持体６７によって基板５４に固定されている圧電トランス１６も、ケースに収容して利用することができる。この場合も、ケースは、基板５４に固定された状態の圧電トランスユニット５１ｂが収容されるような寸法で構成され、上ケースと下ケースの２つのケースを組み合わせることによって構成されてもよいし、一面が開放された下ケースと、その下ケースの開放側を覆う平板上の蓋部材とを組み合わせることによって構成されてもよい。図８に示す例では、保持部材６６の保持体６７が導電性材料によって構成され、基板５４には、圧電トランス１６の各入力電極３４ａ、３６ａおよび各出力電極３４ｂ、３６ｂに対応してランド部６８ａ〜６８ｈが設けられている。このように基板にランド部が設けられている場合は、それぞれのランド部から延びるように，金属の電極板を形成し、それぞれの電極板をケース外に取り出すように構成することができる。各電極板をケースに取り出す方法としては、例えば、ケースが上ケースと下ケースとから構成されている場合は、上ケースと下ケースの間に隙間部を設け、その隙間部からそれぞれの電極板をケース外に取り出す方法を利用することができる。また、ケースが、下ケースと蓋部材とから構成されている場合には、下ケースと蓋部材との間に隙間部を設けて、その隙間部から各電極板をケース外に取り出す方法を利用することができる。
また、基板に出力用のランドを設けずに、ケースの側面に穴部を設けて、その穴部から出力電極と接続された導線をケース外に取り出すことも可能である。
【００８７】
また、図１８に示されるように圧電トランスの両方の端部の上下面に出力電極を形成する場合は、図８の圧電トランスの各入力電極の表面に配置される複数の保持体（以下、第１保持体という）と同様に、両端部の上下に配置される出力電極の表面にも導電性材料の複数の保持体（以下、第２保持体という）を設け、第１保持体と第２保持体をそれぞれの固定部材の間に介在させつつ、固定部材により圧電トランスを基板に固定させることができる。この場合は、基板に対向する側の第２保持体に接触するように基板に出力電極用の第１ランド部を形成し、また、固定部材の脚の部分と接触して半田付け可能に基板に別の出力電極用の第２ランド部を形成することができる。
【００８８】
また、このようにして基板に固定される圧電トランスも、ケースに収容して使用することができる。この場合にも、ケースは、基板に固定された状態の圧電トランスユニットが収容されるような寸法で構成される。また、上述したように、ケースは、上ケースと下ケースの２つのケースを組み合わせることによって構成されてもよいし、一面が開放された下ケースと、その下ケースの開放側を覆う平板上の蓋部材とを組み合わせることによって構成されてもよい。また、この場合は、入力電極用のランド部と同様に、出力電極用の第１ランド部と第２ランド部からも、それぞれ延びるように金属の電極板を形成し、それぞれの電極板をケースの外に取り出すように構成することができる。
また、各電極板をケースの外部に取り出す方法としては、上述と同様に、例えば、ケースが上ケースと下ケースとから構成されている場合は、上ケースと下ケースとの間に隙間部を設け、その隙間部からそれぞれの電極板をケースの外部に取り出す方法を利用することができる。また、ケースが、下ケースと蓋部材とから構成されている場合には、下ケースと蓋部材との間に隙間部を設けて、その隙間部から各電極板をケースの外部に取り出す方法なども利用することができる。
【００８９】
また、本発明においては、図９（ａ）および（ｂ）に示す保持体６７に代えて、図１９に示すように、それぞれ２つの突起部（ボス）９８ａを有する、一対の保持体９８からなる保持部材を用いることもできる。このような一対の保持体９８からなる保持部材を用いる圧電トランスユニット５１ｃの場合には、図６に示す圧電トランスユニット５１ａの固定部材６２と同様に、上側の保持体９８の突起部９８ａと嵌合する貫通孔６２ａが形成された固定部材６２を用いることができる。ここで、本実施形態においては、他の実施形態と同様に、上側の保持体９８の内側（圧電トランス１６に接する側）には、サーミスタ５８ａが取り付けられるが、破線で示すように、サーミスタ５８ｂを固定部材６２の上表面に取り付けても良いし、図示しないが、上側の保持体９８の突起部９８ａに取り付けても良い。また、保持体９８は、図９に示す保持部材６７と同様に、導電性材料から構成することができる。保持体９８を備える圧電トランスアセンブリを取り付けるための基板５５としては、図８に示す圧電トランスユニット５１ｂの基板５４と同様に、基板５５側に配置される保持体９８と接する場所にランド（図示せず）が形成された基板を用いることができる。また、基板５５のランド部には、下側の保持体９８の突起部９８ａと嵌合するような貫通孔５５ａが形成される。このように固定部材６２の貫通孔６２ａと、基板５５の貫通孔５５ａに、保持体９８の突起部９８ａを嵌め合わせた状態で、圧電トランスアセンブリを、保持体９８を介して固定部材６２で基板５５に固定することにより、図８および図９に示す構成よりも、圧電トランス１６のずれをより一層防止することができる。ここでは、保持体９８の突起部９８ａの個数を２個としたが、１個でも３個以上であってもよい。
【００９０】
また、図１９に示す圧電トランスユニット５１ｃでは、基板側に配置される保持体と、その反対側に配置される保持体を同様の形状の保持体で構成したが、それらを互いに異なる形状の保持体で構成することもできる。図２０に、互いに異なる形状で形成された１組の保持体１００、１０２からなる保持部材を用いる圧電トランスユニット５１ｄの断面構造を模式的に示す。図２０に示す圧電トランスユニット５１ｄにおいては、互いに異なる形状で形成された１組の保持体１００、１０２からなる保持部材を備える圧電トランスアセンブリが固定部材５６によって基板５５に取り付けられている。
図２０に示すように、基板５５側に配置される第１保持体１０２は、図１９に示す保持体９８と同様に、２つの突起部１０２ａを備えている。また、その反対側に配置される第２保持体１００は、図１７（ｃ）に示す保持体９７と同様に、縦断面形状がコの字状の形状を有している。図２０に示すトランスユニット５１ｄでは、保持体１００の縁部１００ａによって圧電トランス１６の側面の上方の一部が保持されるので、圧電トランス１６の幅方向（図中、左右方向）のずれも防止される。図２０に示す実施形態においても、第２保持体の上面（固定部材５６と接触する面）に、図１９に示す保持体９８と同様に突起部を設けてもよい。
なお、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、上側の保持体１００の内側（圧電トランス１６に接する側）にはサーミスタ５８ａが取り付けられるが、破線で示すように、サーミスタ５８ｂを固定部材５６の上表面に取り付けても良い。
【００９１】
また、上記実施形態では、図５（ｂ）に示す保持部材５２や、図８および図１０に示す保持部材６６の保持体６７のように、その断面形状が、略台形状で、中央部分から幅方向の両側に向かって厚みが次第に薄くなる山裾のような形状になるように構成されている。すなわち、図５（ｂ）に示す保持部材５２は、圧電トランス１６と接触する内壁面５３ｂの方が、外側の外周面５３ｃよりも幅が広く形成されており、厚みが一定の肉厚部５３ｄと、その肉厚部５３ｄの両側に位置し、幅方向外側に向かうに従って厚みが薄くなる薄肉部（テーパ部）５３ｅとを有するものである。しかしながら、本発明においては、保持部材の形状はこれに限定されない。
例えば、図２１に示すように、その断面形状において、圧電トランス１６と接触する内壁面（図中下側表面）１０４ｂの方が、外側の外壁面（図中上側表面）１０４ｃよりも幅が広く形成されており、厚みが一定の肉厚部１０４ｄと、その肉厚部１０４ｄの一方の側に位置し、幅方向外側に向かうに従って厚みが薄くなる薄肉部（テーパ部）１０４ｅとを有する構造の保持部材１０４を用いることもできる。また、保持部材１０４の肉厚部１０４ｄの側面１０４ｇは、内壁面１０４ｂおよび外壁面１０４ｃに対して垂直に形成されており、テーパ部１０４ｅの傾斜面１０４ｆは、凹曲面で形成されている。図２１では、テーパ部１０４ｅの傾斜面１０４ｆを曲面で構成したが、平面で構成してもよい。また、保持部材１０４の肉厚部１０４ｄの側面１０４ｇは、内壁面１０４ｂおよび外壁面１０４ｃに対して垂直でなくてもよく、傾斜していてもよい。
【００９２】
また、図２１に示す形状の保持部材１０４を、圧電トランス１６の長さ方向において２箇所に設ける場合には、保持部材１０４の肉厚部１０４ｄの側面１０４ｇ同士が互いに向き合うように、あるいはテーパ部１０４ｅ同士が互いに向き合うように、それぞれ設けるのが好ましい。
本発明においては、図２１に示す断面形状を有する保持部材１０４を、図５（ａ）、図６および図７に示す保持部材５２、６０および６４などのように、圧電トランス１６に周回して設けられる保持部材として構成しても良いし、図８に示す保持部材６６の保持体６７、図１７に示す保持部材９６の保持体９７、図１９に示す保持部材の保持体９８および図２０に示す保持部材の保持体１００および１０２の断面形状を、図２１に示す形状としてもよい。
【００９３】
また、図５（ｂ）に示す、厚肉部５３ｄの両側にテーパ部５３ｅを有する保持部材５２において、両側のテーパ部５３ｅの傾斜面の角度を互いに変えてもよい。すなわち、一方のテーパ部５３ｅの傾斜面の傾斜角度と、他方のテーパ部５３ｅの傾斜面の傾斜角度が互いに異なるように構成してもよい。また、一方のテーパ部の傾斜面を曲面で構成し、他方の傾斜面を平面で構成することもできる。なお、図６や図７に示す保持部材６０および６４などや、図８、図１０、図１７、図１９および図２０に示す保持体６７、９７、９８、１００および１０２などを、同様の構成としても良いのはもちろんである。
【００９４】
なお、本発明においては、上述したように、圧電トランスの圧電セラミックスとして平板形状の圧電セラミックスの代わりに、柱状形状の圧電セラミックスを用いてもよく、例えば、軸に垂直な断面形状が正方形、円形、楕円形などの形状の圧電セラミックスを利用することもできるが、断面形状に応じた保持部材および固定部材を用いることにより、図３〜図１０に示す圧電トランスユニットならびに図１７および図１８に示す圧電トランスアセンブリおよび圧電トランスと同様な構成とすることができ、同様の効果を得ることができる。
また、本発明の圧電トランスユニットに用いられる圧電トランスは、上記構造の圧電トランスに限定されず、例えば、ローゼン型トランス、横効果を用いた圧電トランス、面振動圧電トランス、中央駆動圧電トランス、ブロック型圧電トランス、積層圧電トランス、中央出力圧電トランス、複数出力型圧電トランス、高次モードを用いた圧電トランス、ボルト締型圧電トランス、アレイ形圧電トランスなどの圧電トランスを利用することができる。
【００９５】
上述したように、本発明においては、圧電トランスの外周に保持部材、または、圧電トランスを両側から２つの保持体で挟む保持部材を備え、その保持部材の幅が圧電トランスから遠ざかるに従って狭くなっているので、固定部材で保持部材を介して圧電トランスを固定させたときに、圧電トランスが固定部材と基板などの基台に対してずれてしまうことが防止される。従って、本発明に用いられる圧電トランスユニットは、駆動時に振動しても、安定して基板上に固定されることができる。
【００９６】
以上、本発明の圧電セラミックトランス装置およびこれを用いる光源装置について種々の実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の圧電セラミックトランス装置を用いる本発明の光源装置の一実施形態の概略を示すブロック図および回路ブロック構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す圧電セラミックトランス装置に用いられる圧電セラミックスの一実施形態の模式的斜視図である。
【図３】図２に示す圧電セラミックトランスおよびその保持機構ならびに温度検知デバイスを備える圧電セラミックトランスユニットの一実施形態の概略構造を示す模式的な斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す圧電セラミックトランスユニットの模式的な部分破断平面図および部分破断側面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す保持部材の模式的側面図および模式的断面図である。
【図６】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットの別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図７】本発明に用いられる保持部材の別の実施形態の模式的な横断面図である。
【図８】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットの別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図９】（ａ）は、それぞれ、図８に示す圧電セラミックトランスユニットの模式的な側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線矢視図である。
【図１０】図８に示す保持部材の模式的斜視図である。
【図１１】本発明に用いられる圧電セラミックトランスを収納するケースの一実施形態の概略斜視図である。
【図１２】図１１に示すケースの上ケースの概略斜視図である。
【図１３】図１１に示すケースの下ケースの概略斜視図である。
【図１４】本発明に用いられる圧電セラミックトランスを収納するケースの別の実施形態の概略斜視図である。
【図１５】図１４に示すケースの上ケースの概略斜視図である。
【図１６】図１４に示すケースの下ケースの概略斜視図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１４に示すケースに収納される、圧電セラミックトランスアセンブリの一実施形態の概略上面図および概略側面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。
【図１８】本発明に用いられる圧電セラミックトランスの別の実施形態の概略斜視図である。
【図１９】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットのさらに別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図２０】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットのさらに別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図２１】本発明に用いられる保持部材のさらに別の実施形態の模式的な横断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０ 光源装置
１１ 圧電セラミックトランス装置（圧電トランス装置）
１２ 電源
１４ 駆動部
１６，１６ａ 圧電セラミックトランス（圧電トランス）
１８ 発光部
１８ａ 冷陰極管（ＣＣＦＬ）
２０ 管電流検出回路
２２ 温度検知デバイス
２４ 電圧制御発振回路
２６ 発振部
２８ 保護回路
３０ 駆動回路
３２ 圧電セラミックス
３２ａ 第１領域
３２ｂ 第２領域
３２ｃ 第３領域
３２ｄ 第４領域
３２ｅ 第５領域
３４ａ、３４ｂ 第１入力電極
３６ａ、３６ｂ 第２入力電極
３８ 第１出力電極
３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂ 電極
４０ 第２出力電極
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ 入力端子
４６，４８ 出力端子
５０，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 圧電セラミックトランスユニット
５２，５２ａ，５２ｂ，６０，６４，６６，６６ａ，６６ｂ，９６，１０４ 保持部材
５４，５５ 基板
５６，５６ａ，５６ｂ，６２ 固定部材
５８，５８ａ，５８ｂ サーミスタ
６７，９７，９８，１００，１０２ 保持体
６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ、６８ｇ、６８ｈ ランド
７０、８０ ケース
７２、８２ 上ケース
７４、８４ 下ケース
７２ａ、７４ａ 凹部
７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ 溝
７６ ネジ穴部
８６，８８，９０，９２ 端子
８６ａ、８８ａ 露出部分
９４ 圧電セラミックトランスアセンブリ（圧電トランスアセンブリ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電セラミックトランス装置、およびこれを用いる光源装置に係り、詳しくは、圧電セラミックトランスを用い、ハイパワー（高電力）駆動を行っても発煙や発火の危険性がなく、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることのない安全な圧電セラミックトランス装置およびこれを用い、放電管に流れる電流を均一にして均一に発光させることができる光源装置、特に、複数の放電管に流れる電流を均一にして複数の放電管を同時に均一に発光させることができる小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用できる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電セラミックスを用いた圧電セラミックトランス（以下、単に圧電トランスという）は、大電流（ハイパワー）が取れないことや、駆動時の周波数制御が困難であるなどの短所もあるが、巻線トランスに比べて、厚みを薄くできるし、変換効率が高いし、２次側の絶縁が取りやすく構造が簡単になり、昇圧比を高くできるなどの長所が多い。
このため、圧電トランスが始めて実用化されたのは、モバイルコンピュータなどの小型コンピュータの圧電インバータとしてであり、従来の圧電トランスは、２〜３Ｗの駆動能力しかないため、小型の冷陰極放電管を１〜２本程度光らせることしかできず、その用途は、特殊な小型コンピュータの液晶表示装置に用いられるバックライトの小型の冷陰極放電管を点灯する用途に限られていた。
【０００３】
ところで、巻線トランスは、２次側、すなわち出力側の負荷、例えば、冷陰極放電管に異常が生じ、２次側が短絡（ショート）などのアブノーマル状態になると、トランスの巻線に大電流が流れ、巻線が温度上昇し、巻線の絶縁被覆が溶けて、最後には、巻線間でショートする結果、巻線などから発煙や発火が生じる可能性がある。
これに対し、圧電トランスも、同様に、２次側に異常が生じ、２次側が開放または短絡などアブノーマルの状態になると熱暴走するが、ついには、割れて、破壊されてしまうので、１次側も２次側も、電流が流れなくなる。このために、たとえ、異常が生じ、熱暴走しても、発煙や発火をもたらす危険性がない、もしくはそのような危険性はまれであり、圧電トランスは、巻線トランスに比べて安全であるという長所がある。
その結果、現在、比較的小型のコンピュータのインバータとしては、圧電インバータが急速に用いられるようになってきている。
【０００４】
このような、小出力（低電力）の圧電トランスにおいても、その破壊を防止するための対策を施した圧電トランス装置の提案もなされている（特許文献１参照）。
この特許文献１に開示の圧電トランス装置においては、長さ３０ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１．９ｍｍ程度の低電力の圧電トランス素子を用い、圧電トランス素子を熱暴走や破損から保護するために先行技術で用いられていた１次側インピーダンスを所定値に保つ抵抗素子の代わりに、温度上昇につれて抵抗値が上昇する性質を持つ正特性のサーミスタ素子を圧電トランス素子の１次側に直列に接続し、周囲温度が上昇して、もしくは圧電トランス素子の２次側が開放または短絡するようなアブノーマルな状態になって、１次側インピーダンスが低くなったとしても、サーミスタ素子の抵抗が大きくなり、１次側電流の増加を抑えることができるので、１次側電流の増加による熱暴走を抑えることができ、圧電トランス素子を熱暴走や破損から保護することができるとしている。
また、周囲温度が常温などの低温で抵抗を必要としない場合には、サーミスタ素子の抵抗値は小さいので、上記の抵抗素子の場合と比較して、エネルギ損失を少なくし、効率の良い圧電トランス装置とすることができるとしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２１９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示の圧電トランス装置においては、確かに、サーミスタが圧電トランス素子の１次側に直列に接続されているので、温度上昇に比例して増加するサーミスタの抵抗値によって、１次側インピーダンスの低下を抑制し、１次側電流の増加を抑え、圧電トランス素子を熱暴走や破損から保護することができるが、１次側電流が遮断されるわけではないので、２次側が開放または短絡するようなアブノーマルな状態になっても１次側電流が流れるという問題があった。
また、特許文献１に開示の圧電トランス装置においては、周囲温度が常温などの低温で抵抗を必要としない正常な駆動状態の場合、サーミスタ素子の抵抗値は、抵抗素子の場合よりも小さいけれども、抵抗値がないわけではないので、エネルギ損失があるという問題があった。
【０００７】
ところで、圧電トランスのハイパワー化（高電力化）も試みられているが、従来は、出力が約２倍の５Ｗを超えると出力と温度上昇との関係が非線形となり、出力５Ｗ以上で使用すると、異常発熱したり、圧電トランス素子が割れたりするなどの問題があった。
しかしながら、本出願人の一人は、圧電セラミックスからなる圧電セラミックトランスの中央部に、未分極部からなる剛体部を設けることにより、例えば、長さ６３ｍｍ×幅８〜１５ｍｍ×厚さ１．２ｍｍ程度で、出力５Ｗ以上、好ましくは、６Ｗ〜３０Ｗ程度の高効率、軽量のハイパワー（高電力）圧電トランスを、特開２００５−１２９４７５号公報に提案している。この圧電トランスでは、１５Ｗ〜３０Ｗ前後のハイパワー（高電力）駆動時の温度上昇も、共に、室温より１０℃〜２０℃程度の上昇で飽和させることができている。
このように、圧電トランスの２次側が開放または短絡のようなアブノーマルな状態における１次側インピーダンスの低下による１次側電流の増加や、その結果としての圧電トランスの熱暴走や破損や、正常な駆動状態におけるエネルギ損失などの問題は、圧電トランスの駆動がハイパワーになるに従って大きくなる。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、ハイパワー（高電力）駆動を行っても発煙や発火の危険性がなく、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることのない安全な圧電セラミックトランス装置およびこれを用い、放電管に流れる電流を均一にして均一に発光させることができる光源装置、特に、複数の放電管に流れる電流を均一にして複数の放電管を同時に均一に発光させることができる小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用可能な光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力する圧電セラミックトランスと、前記圧電セラミックトランスに前記１次側交流信号を入力する駆動部と、前記圧電セラミックトランスの温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された温度に応じて前記駆動部による前記１次側交流信号の出力を制限する保護回路とを有することを特徴とする圧電セラミックトランス装置を提供するものである。
【００１０】
ここで、さらに、前記圧電セラミックトランスの保持部材と、基台と、前記保持部材を前記基台に固定する固定部材とを備え、前記圧電セラミックトランスは、前記保持部材を前記基台と前記固定部材との間に介在させることにより前記基台に固定されるのが好ましい。
また、前記保持部材は、前記保持部材は、その断面は、側面山裾状の台形または略台形状をなす弾性材料であるのが好ましく、さらに、前記弾性材料は、固定用ゴムであるのが好ましい。
また、前記保持部材は、前記圧電セラミックトランスの振動節の位置を保持するものであるのが好ましい。
【００１１】
また、前記温度検知手段は、前記圧電セラミックトランスと前記保持部材との間において前記圧電セラミックトランス上に、直接接触するように取り付けられているのが好ましく、さらに、前記温度検知手段は、前記保持部材の内部に埋め込み保持されて、前記圧電セラミックトランス上に直接接触するように取り付けられているのが好ましい。
あるいは、前記保持部材および前記固定部材は、それぞれ熱伝導性部材であり、前記温度検知手段は、前記固定部材上に固定されるのが好ましい。
さらに、前記温度検知手段は、サーミスタであるのが好ましい。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の第２の態様は、上記第１の態様の圧電セラミックトランス装置と、前記圧電セラミックトランスの出力側に接続され、前記圧電セラミックトランスの駆動によって発光する放電管とを有することを特徴とする光源装置を提供するものである。
さらに、前記放電管が発光する際に前記放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、前記管電流検出回路によって検出された前記管電流に応じて制御された発振周波数の信号を発生する電圧制御発振回路とを有するのが好ましい。
【００１３】
ここで、前記放電管は、複数の冷陰極放電管であり、前記管電流検出回路は、発光している前記複数の冷陰極放電管に流れる前記管電流の合計電流を検出するものであるのが好ましい。
また、前記光源装置が、面状の光射出面を持つ面状照明装置として機能するのが好ましい。
【００１４】
さらに、前記保持部材は、前記圧電セラミックトランスの外周を周回して設けられるのが好ましく、または、前記圧電セラミックトランスを介して互いに対向して配置される棒状の２つの保持体から構成されており、それぞれの保持体は、前記圧電セラミックトランスの長さ方向、幅方向および厚さ方向のいずれかの方向に直線状に延設されているのが好ましい。この場合は、前記保持体が、導電性を有する弾性材料を用いて形成されているのが好ましい。
また、前記基台は、プリント基板などの基板、または平面板であるのが好ましい。この場合は、前記固定部材は、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）の固定時に、前記保持部材の、前記圧電セラミックトランスと接する側の面と反対の面と接する平端部と、前記平坦部の両端から略垂直に互いに同じ方向に屈曲する一対の脚部と、前記一対の脚部のそれぞれの端部に位置し、前記基台と接続される固定端部とを有するのが好ましい。もしくは、前記固定部材は、凹部が形成された上ケースであり、当該上ケースの凹部に、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）の全部または一部が収容されるのが好ましい。
【００１５】
または、前記基台は、凹部が形成された下ケースであり、当該下ケースの凹部に、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）の全部または一部が収容されるのが好ましい。この場合は、前記固定部材は、凹部が形成された上ケースであり、前記上ケースの凹部が形成されている側と前記下ケースの凹部が形成されている側が対向するように、前記上ケースと前記下ケースとを組み合わせたときに、前記上ケースの凹部と前記下ケースの凹部とによって形成される空間に、前記保持部材が設けられた前記圧電セラミックトランス（圧電セラミックトランスアセンブリ）が収容されるのが好ましい。
【００１６】
また、前記圧電セラミックトランスは、圧電セラミックスと、前記圧電セラミックスに形成される入力電極と、前記圧電セラミックスに形成される出力電極とを有するのが好ましい。
さらに、前記圧電セラミックスは、長手方向の一方の端部を含み、前記端部に向かう方向に分極した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記圧電セラミックスの厚さ方向に分極した第２領域と、前記第２領域に隣接し、且つ、前記圧電セラミックスの略中央に位置し、未分極状態の第３領域と、前記第３領域に隣接し、前記第２領域と反対向きに分極した第４領域と、前記第４領域と隣接し、且つ、前記端部と反対側の端部を含み、前記第１領域と反対向きに分極した第５領域とを有しており、前記第１領域と前記第２領域と前記第３領域と前記第４領域と前記第５領域との前記長手方向における長さの比が、実質的に２：２：１：２：２であり、前記第２領域を挟んで一対の第１入力電極が設けられ、前記第４領域を挟んで一対の第２入力電極が設けられ、前記圧電セラミックスの長手方向の両方の端部にそれぞれ出力電極が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の態様の圧電セラミックトランス装置によれば、圧電セラミックトランスの表面温度を検出し、検出温度に基づいてシステムのシャットダウンを行うことができるので、多くの保護回路を不要としても、発煙や発火の危険性をなくし、圧電セラミックトランスを破壊に至らしめることなく安全に駆動、特に、ハイパワー（高電力）駆動を行うことができる。したがって、本態様によれば、多くの保護回路を不要とすることにより、回路規模を小さくでき、その結果、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の態様の光源装置によれば、上記効果を持つ圧電セラミックトランス装置を用いるので、上記効果に加え、小さい回路規模であっても、放電管に流れる電流を均一にして均一に発光させることができ、特に、複数の放電管を用いるものでは、複数の放電管に流れる電流を均一にして複数の放電管を同時に均一に発光させることができ、小型から大型の液晶表示装置の面状照明装置として適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の態様に係る圧電セラミックトランス装置およびこれを用いる本発明の第２の態様に係る光源装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の態様に係る圧電セラミックトランス装置を用いる本発明の第２の態様に係る光源装置の一実施形態の概略を示すブロック図および回路ブロック構成を示す説明図である。
同図に示すように、本発明の光源装置１０は、電源１２と、駆動部１４と、圧電セラミックトランス（以下、単に圧電トランスという）１６と、発光部１８と、管電流検出回路２０と、圧電トランス１６の温度検知デバイス２２とを有し、駆動部１４は、電圧制御発振回路２４を備える発振部２６と、保護回路２８を備える駆動回路３０とを備える。
ここで、電源１２、駆動部１４、圧電トランス１６および圧電トランス１６の温度検知デバイス２２は、本発明の圧電セラミックトランス装置（以下、圧電トランス装置という）１１を構成する。
【００２１】
電源１２は、ＤＣ２４Ｖの直流電圧を出力する直流電源である。この直流電圧ＤＣ２４Ｖは駆動回路１４に供給される。なお、電源１２が出力する直流電圧は、ＤＶ２４Ｖに限定されない。
続いて、駆動部１４は、圧電トランス１６を駆動するための駆動信号、すなわち、圧電トランス１６に入力する１次側交流信号を生成するものである。
駆動部１４の発振部２６は、１次側交流信号を生成するための所定周波数のクロック（基本波）を発振するものであり、電圧制御発振回路２４を備える。
【００２２】
ここで、電圧制御発振回路（ＶＣＯ）２４は、管電流検出回路２０から供給される発光部１８の放電管、例えば、冷陰極放電管（以下、単に冷陰極管という）の管電流の電流値に応じて、その発振周波数が変化する初期周波数、例えば約４０ＫＨｚの基本波を発生する。電圧制御発振回路２４は、例えば、管電流が基準電流量よりも少ない場合には基本波の周波数を初期周波数よりも低くする方向に制御し、逆に、管電流が基準電流量よりも多い場合には基本波の周波数を初期周波数よりも高くする方向に制御する。この基本波は、同じく駆動部１４の駆動回路３０に供給される。
なお、発振部２６および電圧制御発振回路２４の具体的な構成は、何ら限定されず、同様の機能を実現する各種構成の回路を使用することができる。また、基準電流量は、外部から制御可能であり、必要に応じて可変できる。
【００２３】
駆動部１６の駆動回路３０は、電源１２から供給される直流電圧、例えば、ＤＣ２４Ｖと、電圧制御発振回路２４から供給される基本波とに基づいて、圧電トランス１６を駆動する駆動信号、すなわち、１次側交流信号を生成する。また、圧電トランス１６に入力する１次側の交流信号は、片側を接地（ＧＮＤ）とした単相であっても良い。本実施形態の場合、駆動信号は、例えば、約６５０Ｖｐ−ｐ（ピークツーピーク）、約４０ＫＨｚで、１８０度逆位相の交流信号（正弦波）である。電圧制御発振回路２４から供給される基本波の周波数に応じて駆動信号の周波数が変化し、発光部１８の、例えば、冷陰極管の管電流、すなわち発光部１８の輝度を制御する。
【００２４】
駆動回路３０は、具体的には、図１（ｂ）に示すように、分周用Ｄ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）３０ａ、波形整形部３０ｂ、保護回路２８を構成するゲート部３０ｃおよびドライブ部３０ｄを備える。
駆動回路３０においては、Ｄ−ＦＦ３０ａにて電圧制御発振回路２４からの基本波を分周し、波形整形部３０ｂにおいて、分周した基本波と調光を可能とする基本波より長周期（約１００〜２００Ｈｚ）のＰＷＭ波を乗じた断続波を生成する。ＰＷＭ波のＯＮ−ＤＵＴＹが広ければ、断続波のＯＮ区間が多くなり、ランプに流れる平均電流が多くなり、明るくする方向に制御できる。逆に、ＰＷＭ波のＯＮ−ＤＵＴＹが狭ければ、暗くする方向に制御できる。
【００２５】
波形整形部３０ｂにおいて、これらの基本波とＰＷＭ波の乗算により発生した駆動波は、ゲート部３０ｃのゲート回路を経て、後段のドライブ部３０ｄのドライブ回路へ注入される。ゲート回路は、保護回路２８によって保護をかけるための論理回路であり、圧電トランス１６の２次側の負荷（例えば、ＣＣＦＬ）の開放（オープン）や短絡（ショート）などの様々なアブノーマルモードから本システムを守る。保護回路２８による保護モードの詳細については後述する。
次に、ゲート部３０ｃを通過した駆動信号は、ドライブ部３０ｄに注入される。上述したように、駆動信号は、前段のＤ−ＦＦ３０ａにより位相が１８０度異なる２つの信号に生成された後、各々波形整形部３０ｂの波形整形回路を通過し、低インピーダンスの負荷（例えば、ＣＣＦＬ）を十分に駆動できるようＦＥＴを使ったブリッジ回路からなるドライブ部３０ｄに入る。波形整形回路の目的は、ブリッジ回路の上側のＦＥＴと下側のＦＥＴが同時にＯＮし、貫通電流が流れることを防止するためである。
【００２６】
また、図１（ａ）に示すように、駆動回路３０が備える保護回路２８は、圧電トランス１６の温度検知デバイス２２からの検知温度が所定の許容上限値を超えた場合には、駆動回路３０から駆動信号の出力を停止するように制御するものである。すなわち、保護回路２８を備えることにより、発光部１８の冷陰極管等に何らかの異常（例えば、開放や短絡）が発生した場合に、圧電トランス１６の１次側のインピーダンスが低下し、圧電トランス１６を流れる電流が増加し、圧電トランス１６の振動が大きくなり、圧電トランス１６の温度が上昇し、温度検知デバイス２２が検知した圧電トランス１６の温度が、所定の許容温度の上限値を超えたとしても、その時点で保護回路２８が圧電トランス１６の駆動信号を停止するので、圧電トランス１６の駆動が停止され、電流も流れなくなり、圧電トランス１６の振動も停止するので、圧電トランス１６が熱暴走し、破壊されるのを未然に防止することができる。また、圧電トランス１６の熱暴走が、発光部１８の異常以外で発生した場合においても、圧電トランス１６の破壊を未然に防止することができる。
なお、駆動回路３０や保護回路２８の具体的な回路構成は、何ら限定されず、同様の機能を実現する各種構成の回路を使用することができる。また、保護回路２８において、温度検知デバイス２２からの検知温度の所定の許容上限値、すなわち、圧電トランス１６の所定の許容温度の上限値などは、外部から制御可能であり、必要に応じて可変できる。
【００２７】
例えば、図１（ｂ）に示すように、後述する温度検知デバイス２２としてサーミスタ５８を用いる場合、サーミスタ５８は、圧電トランス１６の温度を検出し、その温度により抵抗値が変化する。このサーミスタ５８の抵抗値の変化は、サーミスタ５８と直列に接続されたプルアップ抵抗Ｒとの分圧により、保護回路２８のコンパレータ２８ａに入力される電圧値を変化させる。プルアップ抵抗Ｒは、駆動回路３０内、すなわち、保護回路２８内のコンパレータ２８ａの入力側に配置される。
保護回路２８のコンパレータ２８ａでは、入力された電圧値と基準電圧源２８ｂの基準電圧値との比較が行われ、サーミスタ５８が一般的な負特性の場合であれば、測定温度に対応する入力電圧値が、設定された閾値温度に対応する基準電圧値より低い、すなわち、設定された閾値より測定温度が高いと判断された場合、コンパレータ２８ａは、エラー信号を出す。コンパレータ２８ａの出力は、ゲート部３０ｃに接続されているので、コンパレータ２８ａから出力されたエラー信号は、ゲート部３０ｃのゲート回路をＯＦＦさせ、駆動回路３０の波形整形部３０ｂからドライブ部３０ｄへの駆動信号の入力を遮断する。こうして、本システムはシャットダウンされる。
【００２８】
このように、本発明においては、温度検知デバイス２２によって圧電トランス１６の温度を検出し、検出温度に応じて、駆動回路３０の保護回路２８が、駆動回路３０のドライブ部３０ｄへの駆動信号の入力を遮断し、駆動回路３０での駆動信号の生成を停止し、システムをシャットダウンするように構成しているので、例えば、駆動回路３０のドライブ部３０ｄでの過電流検出回路および過電流保護回路や、圧電トランス１６の出力側の出力電圧検知回路および低電圧保護（ショート保護）回路ならびに過電圧保護（オープン保護）回路などの回路部の削減が可能である。
なお、本発明によって、圧電トランス１６を破壊に至らすことを防止する機能を持つ回路部であれば、削減は可能であり、上記２回路部に限定されるものではない。
また、上述したように、温度検知デバイス２２による温度の検知結果は、設定された温度閾値と比較するコンパレータ２８ａを通し、ゲート部３０ｃに戻す回路を付加すればよく、これ以外に回路の変更の必要性はない。
その結果、本発明によれば、温度検知デバイス２２および駆動回路３０の保護回路２８を用いないで、同様のシステム保護を達成する回路構成に比べ、回路規模を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、圧電トランス１６は、入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力するもので、本実施形態においては、例えば、本出願人の一人に係る特開２００５−１２９４７５号公報に開示されたハイパワー圧電トランスを用いることができる。その構成および作用の詳細は、同公報によって詳細に説明されているので、ここでは、詳細な説明は省略し、後に簡単に説明する。
本実施形態の圧電トランス１６は、所定厚さを持つ長方形の平板形状の圧電セラミックスからなり、入力される駆動信号を 圧電セラミックスの厚み方向に設けられた入力電極対に印加し、それから発生する振動を利用して長さ方向に取り付けられた出力電極対から電力として取り出すものである。
【００３０】
本実施形態では、駆動回路３０から入力される駆動信号の、例えば６５０Ｖｐ−ｐの入力電圧が、例えば、約１０倍に昇圧され、６５００Ｖｐ−ｐの出力電圧が得られる。例えば、発光部１８に使用される冷陰極管（ＣＣＦＬ）１８ａが、管長５２７ｍｍ、管外形φ２．６程度であれば、１本当たり電圧１０００〜１２００Ｖｒｍｓで点灯可能であるが、例えば、発光部１８内に冷陰極管１８ａが２本ずつ直列に接続されている場合には、２本分の冷陰極管１８ａを点灯させるために必要な電圧２０００〜２４００Ｖｒｍｓまで昇圧する。
【００３１】
なお、本実施形態では、昇圧用圧電トランス１６として、３０Ｗ級のハイパワー出力が可能な圧電セラミックトランスを使用しているが、これに限定されず、光源装置１０および圧電トランス装置１１の用途に応じて、例えば、通常の３Ｗ級のローパワー出力の圧電トランスを使用してもよいし、逆に、圧電セラミックス３２（図２参照）の厚みを厚くしてさらにハイパワー化した圧電トランス用いても良い。要するに、発光部１８が必要とする電圧および電力を出力可能な圧電トランスを使用すればよい。なお、前述したとおり、圧電トランス１６に入力する１次側交流信号は、片側を接地（グランド；ＧＮＤ）とした単相であっても良いのはもちろんである。
【００３２】
ところで、圧電トランス１６には、その温度を検出するための温度検知デバイス２２を備えている。温度検知デバイス２２としては、圧電トランス１６の温度を検出することができれば、特に限定されるものではないが、その取り扱いの容易さからサーミスタを用いるのが好ましい。
なお、温度検知デバイス２２は、圧電トランス１６に直接取り付けて、その温度を計測するようにしても良いし、圧電トランス１６を振動可能に保持する保持機構に取り付け、保持機構を介して圧電トランス１６の温度を計測するようにしても良い。圧電トランス１６の保持機構および温度検知デバイス２２の圧電トランス１６または保持機構への取り付けの詳細については、後述する。
温度検知デバイス２２による圧電トランス１６の温度の検知結果は、駆動部１４の駆動回路３０の保護回路２８に送られ、保護回路２８は、検知温度が所定の許容上限値を超えた場合には、駆動回路３０から駆動信号の出力を停止するように制御するのは前述した通りである。
本発明の圧電トランス装置１１は、概略、以上のように構成される。
【００３３】
次に、圧電トランス１６から出力される２相の高圧信号は、発光部１８に入力される。本実施形態の発光部１８は、例えば冷陰極管（ＣＣＦＬ）１８ａ、好ましくは、図１（ｂ）に示すように、複数の冷陰極管１８ａを配置したものである。例えば、好ましくは、２本の冷陰極管１８ａを直列に接続した２管直列光源を２系統交差しないように、一方の２本の冷陰極管１８ａの２管直列光源の周囲を囲むように他方の２管直列光源を並列に配置し、複数同時点灯を可能にしている。
この場合には、図１（ｂ）に示す４本のそれぞれの冷陰極管１８ａは、その仕様も含め、特に制限されるわけではないが、一例として、例えば、その仕様が、管長５２７ｍｍ、管外形φ２．６ｍｍ、管内径φ２．０ｍｍ、色温度６５００Ｋ前後、Ｎｉ電極、ガス圧７０Ｔｏｒｒ、輝度約３００００ｃｄ／ｍ２であるものを用いることができる。
【００３４】
続いて、発光部１８は、管電流検出回路２０に接続されている。
管電流検出回路２０は、図１（ａ）に示すように、発光部１８に配置されている冷陰極管１８ａの管電流、例えば複数の冷陰極管１８ａ（図１（ｂ）参照）の管電流の合計電流を出力するもので、例えば、リング状のコアに、３つのコイルを巻きつけたトロイダル型コイルが用いられる（図１（ｂ）参照）。２つのコイルは、２系統の２管直列光源に各々直列に接続された同極性の１対の巻線数の等しいコイルであって、２系統の２管直列光源に流れる管電流の合計電流を算出する。もう一つのコイルは、合計電流を出力するためのコイルである。なお、上記管電流検出回路２０は、上述の回路構成に限定されず、同様の機能を果たす別のどのような構成の回路でも実現可能である。なお、管電流検出回路２０に加え、これに直列に接続され、発光部１８の複数の冷陰極管１８ａに流れる各管電流を等しくするようにバランスを取るバランス回路や、複数の冷陰極管１８ａに流れる各管電流の差である電流差を取り出す電流差検出回路などを備えていても良い。
図１（ａ）に示すように、管電流検出回路２０から出力される管電流は、前述の発振部２６の電圧制御発振回路２４にフィードバックされる。管電流が供給された場合の電圧制御発振器２４の動作は前述の通りである。
本発明の光源装置１０は、概略、以上のように構成される。
【００３５】
次に、本実施形態に用いられる圧電トランス１６について、詳細に説明する。
圧電トランス１６は、図２に示すように、圧電セラミックス３２と、第１入力電極３４ａ、３４ｂと、第２入力電極３６ａ、３６ｂと、第１出力電極３８と、第２出力電極４０とによって構成され、入力される駆動信号を圧電セラミックス３２を、その厚み方向に挟むように、設けられた入力電極対である第１入力電極３４ａ、３４ｂおよび第２入力電極３６ａ、３６ｂに印加し、それから発生する振動を利用して長さ方向に取り付けられた出力電極対である第１および第２出力電極３８および４０から電力として取り出すものである。
【００３６】
圧電セラミックス３２は、所定厚さを持つ長方形の平板形状の圧電セラミックス素子であり、例えば、その長さ方向の寸法Ｌ：８０ｍｍ、幅方向の寸法Ｗ：１８ｍｍ、厚さ方向の寸法ｔ：４ｍｍとすることができる。圧電セラミックス３２は、本実施形態の場合、長さ方向の寸法Ｌと幅方向の寸法Ｗとの比Ｗ／Ｌが０．２前後となるように構成され、長さ方向の２次振動モード（λモード）で振動する。従って、振動の中心周波数を決定するのは長さ方向の寸法Ｌであり、電圧増幅率は、長さ方向の寸法Ｌと厚さ方向の寸法ｔとの比Ｌ／ｔで決定される。
【００３７】
圧電セラミックス３２は、図２に示すように、長さ方向の一方（図２中左側）の端部から他方（図２中右側）の端部まで、第１領域３２ａ、第２領域３２ｂ、第３領域３２ｃ、第４領域３２ｄおよび第５領域３２ｅに５分割され、それぞれの領域の長さ方向の長さの割合は、約２：２：１：２：２である。第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄは入力電圧（駆動回路３０から入力される駆動信号）の入力部であり、第１領域３２ａおよび第５領域３２ｅは，出力電圧（高圧信号）の出力部、第３領域３２ｃは剛体部である。
【００３８】
第１入力電極３４ａ、３４ｂ、第２入力電極３６ａ、３６ｂ、第１出力電極３８および第２出力電極４０は焼成銀で形成されている。第１入力電極３４ａ、３４ｂは、圧電セラミックス３２の第２領域３２ｂの厚さ方向の両面（図２中上下面）に、それぞれ配置されている。第２入力電極３６ａ、３６ｂは、同様に、圧電セラミックス３２の第４領域３２ｄの厚さ方向の両面に、それぞれ配置されている。ここで、第１入力電極３４ａの入力端子４２ａと第２入力電極３６ａの入力端子４４ａとは、互いに接続され、第１入力電極３４ｂの入力端子４２ｂと第２入力電極３６ｂの入力端子４４ｂとは、互いに接続される。
また、第１出力電極３８は、圧電セラミックス３２の長さ方向の一方の端面（図２中左面）に配置され、同様に、第２出力電極４０は、同他方の端面（図２中右面）に配置されている。
【００３９】
また、図２中矢印で示すように、第１領域３２ａは、第２領域３２ｂ側から圧電セラミックス３２の長さ方向の一方の端面側に向かって分極されており、同様に、第５領域３２ｅは、第４領域３２ｄ側から圧電セラミックス３２の長さ方向の他方の端面側に向かって分極されている。また、第２領域３２ｂは、上述したように、圧電セラミックス３２の厚さ方向の下面側から上面側、すなわち、下面の第１入力電極３４ｂ側から、上面の第１入力電極３４ａ側に向かって分極されており、逆に、第４領域３２ｄは、圧電セラミックス３２の厚さ方向の上面側から下面側、すなわち、上面の第２入力電極３６ａ側から、下面の第２入力電極３６ｂ側に向かって分極されている。すなわち、圧電セラミックス３２において、第２領域３２ｂと第４領域３２ｄとは、互いに逆方向に分極されている。なお、第３領域３２ｃは、未分極状態である。
【００４０】
前述の通り、圧電セラミックス３２の第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄの厚さ方向に、それぞれ第１入力電極３４ａ、３４ｂおよび第２入力電極３６ａ、３６ｂという２組の入力電極が取り付けられているが、第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄでは、それぞれ厚さ方向に対する分極の方向が約１８０度異なる。例えば、第２領域３２ｂでは、上面の第１入力電極３４ａ側ではプラス、下面の第１入力電極３４ｂ側ではマイナスになり、第４領域３２ｄでは、上面の第２入力電極３６ａ側ではマイナス、下面の第２入力電極３６ａ側ではプラスに分極するように構成されている。
圧電トランス１６には、駆動回路１４（図１参照）から、その厚み方向に、すなわち第１入力電極３４ａおよび第２入力電極３６ａと、第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂとに、入力電圧として、それぞれ１８０度位相が異なる２相の駆動信号（正弦波の交流信号）が入力され、または、その一方に単相の駆動信号が入力され、その他方が接地される。
【００４１】
具体的には、互いに逆位相の２相の駆動信号が入力される場合には、図２中上面側の各入力端子４２ａおよび４４ａが互いに接続された第１入力電極３４ａおよび第２入力電極３６ａには、一方の駆動信号が入力され、図２中下面側の各入力端子４２ｂおよび４４ｂが互いに接続された第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂには、他方の駆動信号が入力される。
一方、単相の駆動信号が入力される場合には、図２中上面側の各入力端子４２ａおよび４４ａが互いに接続された第１入力電極３４ａおよび第２入力電極３６ａに、単相の駆動信号が入力され、図２中下面側の各入力端子４２ｂおよび４４ｂが互いに接続された第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂは、接地される。
【００４２】
入力電圧として、２相または単相の駆動信号が与えられると、逆圧電効果により、圧電セラミックス３２に応力が生じて振動し、第２領域３２ｂおよび第４領域３２ｄは、厚さ方向に機械的歪みを生じる。すると、第１領域３２ａおよび第５領域３２ｅには、圧電効果により、その分極方向に電位差が生じる。その結果、第１出力電極３８および第２出力電極４０からは、駆動信号とほぼ等しい周波数で、駆動信号よりも高い電圧の１８０度位相が異なる２相の高圧信号（正弦波の交流信号）が、各々の出力端子４６および４８を通って同時に出力される。
なお、圧電セラミックス３２の中央部に未分極の第３領域３２ｃが設けられていることにより、この未分極部分が振動しない強固な剛体部として機能し、ハイパワー（高電力）の出力時に発生する捩り方向の振動モードや、蛇行方向の振動モードをより好適に抑制することができる。
【００４３】
次に、圧電トランス１６を振動可能に保持する保持機構および温度検知デバイス２２の取り付け構造について詳細に説明する。
図３は、図２に示す圧電セラミックトランスおよびその保持機構ならびに温度検知デバイスを備える圧電セラミックトランスユニット（以下、単に圧電トランスユニットという）の一実施形態の概略構造を示す模式的な斜視図である。また、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す圧電トランスユニットの模式的な部分破断平面図および部分破断側面図であり、図４（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ、図４（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。図５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す保持部材の模式的側面図および模式的断面図である。
【００４４】
図３、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、圧電トランスユニット５０は、圧電セラミックス３２に第１入力電極３４ａ、３４ｂ、第２入力電極３６ａ、３６ｂ、第１出力電極３８、第２出力電極４０が形成された圧電トランス１６と、圧電トランス１６の外周に取り付けられ、圧電トランス１６を振動可能に保持するための保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）と、圧電トランス１６を取り付ける基台として機能するプリント基板等の基板５４と、保持部材５２ａ，５２ｂを介して圧電トランス１６を、それぞれ基板５４に固定する固定部材５６（５６ａ、５６ｂ）と、温度検知デバイス２２として、保持部材５２ａ内に埋め込まれて保持され、圧電トランス１６の表面に接触するように取り付けられるサーミスタ５８ａと、固定部材５６ｂの表面に取り付けられるサーミスタ５８ｂとを備える。
なお、サーミスタ５８ａおよび５８ｂには、それぞれ導線（リード線）５９ａおよび５９ｂが接続されており、これらの導線５９ａおよび５９ｂは、図１に示す光源装置１０の圧電トランス装置１１を構成する駆動部１４の駆動回路３０の保護回路２８に、具体的には、各導線５９ａおよび５９ｂの一方は、保護回路２８のコンパレータ２８ａの入力側に接続され、他方は接地される。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、保持部材５２は、ゴム材料等の弾性材料を用いて形成され、圧電トランス１６を嵌入させるための矩形形状の開口部５３ａを有する。保持部材５２の開口部５３ａの形状は、圧電トランス１６を幅方向（長さ方向に垂直な方向）で切断したときの外形形状と略同一形状であり、圧電トランス１６の外形形状よりも若干小さくなっていることが好ましい。圧電トランス１６の外形形状よりも若干小さくすることにより、保持部材５２が圧電トランス１６の外周に嵌着されたときに、圧電トランス１６を所定の圧力で締め付けることが可能となり、圧電トランス１６が保持部材５２に対してずれることが抑制される。更に、保持部材５２は、圧電トランス１６のずれをより一層抑制するために、圧電トランス１６と接着剤で接着されていても良い。
【００４６】
また、保持部材５２は、図５（ｂ）に示すように、圧電トランス１６と接触する面（内壁面）５３ｂの方が、外側の面（外周面）５３ｃよりも幅が広く形成されており、内側から外側に向かうに従って幅が次第に狭くなるような断面形状を有している。すなわち、保持部材５２の断面形状は、図５（ｂ）に示されように、略台形状をなし、その側面、すなわち、保持部材５２の幅方向において、中央から遠ざかるに従って保持部材５２の厚みが徐々に薄くなるようなテーパ形状、すなわち山裾状（テーパ状）である。このように、保持部材５２は、外周面５３ｃに対応する厚みが一定の肉厚部５３ｄと、肉厚部５３ｄの両側に位置し、山の裾野のような山裾形状を有する薄肉部（テーパ部）５３eとから構成されている。
【００４７】
図３および図４に示されるように保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）は、圧電トランス１６を駆動して振動させた時の振動の節となる位置に設けられる。図３に示す圧電トランス１６は、２次モードで振動させる形態であるので、圧電トランス１６の一方の端部からの距離が、それぞれ圧電トランス１６の長さの１／４（第２領域３２ｂ）および３／４（第４領域３２ｄ）となる部分に保持部材５２ａ，５２ｂが取り付けられている。
また、振動モードに応じて圧電トランス１６の節となる位置が異なることから、例えば圧電トランス１６を１次モードで振動させて使用する場合は、圧電トランス１６の略中央部に１個の保持部材５２を設ければよい。この場合、安定しないので振動を阻害しにくい弾性体を用いて補助的に腹の部分に保持部材や支持部材を設けても良い。また、圧電トランス１６を３次モードで振動させて使用する場合は、圧電トランス１６の一方の端部からの距離が、それぞれ圧電トランス１６の長さの１／６、３／６、５／６となる部分の少なくとも一箇所に保持部材５２を設ければよい。なお、圧電トランス１６を２次モードで振動させて使用する場合は、圧電トランス１６の中央部分の腹の位置に保持部材５２を設けて圧電トランス１６を固定させることもできる。
【００４８】
圧電トランス１６は、図３および図４に示されるように、その節の部分が保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）によってそれぞれ保持された圧電トランスアセンブリの状態で固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）によって基板５４に固定される。固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）は、図３、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、固定時に、圧電トランス１６を保持している保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）の幅の狭い外周面５３ｃ、すなわち圧電トランス１６と接する幅の広い内壁面５３ｂと反対側の幅の狭い面５３ｃに接する平端部５７ａと、その平坦部５７ａの両端から、平端部５７ａに略垂直に互いに同じ方向（基板５４に向かう方向）に屈曲する一対の脚部５７ｂと、脚部５７ｂのそれぞれの下方の端部に位置し、基板５４と接続される一対の固定端部５７ｃとを有する。
したがって、固定部材５６の平端部５７ａおよび一対の脚部５７ｂのコの字をなす内側の壁面を保持部材５２の外周面５３ｃに押し当てて、固定部材５６で保持部材５２を押さえつけるとともに、固定部材５６の両端部の足となる一対の固定端部５７ｃの部分を基板５４に半田付けすることによって、圧電トランス１６（圧電トランスアセンブリ）が基板５４に取り付けられる。ここで、固定部材５６を、それぞれ保持部材５２と接着剤などにより接着させて固定しても良い。
【００４９】
図３、図４（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように、サーミスタ５８ａは、圧電トランス１６の表面、詳しくは、第２入力電極３６ａの上表面に確実かつしっかりと接触し、圧電トランス１６が振動してもずれたり外れたりすることないように、保持部材５２ａの内壁面５３ｂに凹部を設け、この凹部に埋め込むように取り付けられている。このように取り付けられたサーミスタ５８ａは、保持部材５２ａの内壁面５３ｂに凹部を設けるための加工が必要であるので取り付けに手間を要するが、圧電トランス１６上に直接固定されているので、熱応答遅れなく、圧電トランス１６の温度を計測することができる。なお、サーミスタ５８ａの圧電トランス１６の表面への固定方法は、特にこれに限定されず、接着剤や粘着剤や接着シートや粘着シートなどを用いて固定しても良い。
【００５０】
一方、図３、図４（ａ），（ｂ）および（ｄ）に示すように、サーミスタ５８ｂは、圧電トランス１６の保持部材５２ｂを基板５４上に固定する固定部材５６ｂの平端部５７ａの上表面に確実かつしっかりと接着等により取り付けられている。この時、サーミスタ５８ｂによる圧電トランス１６の温度計測をより正確にかつ早い応答性で行うためには、保持部材５２ｂおよび固定部材５６ｂとして熱伝導性の高い材質のものを使用するのが好ましい。このように取り付けられたサーミスタ５８ｂは、温度計測精度や応答性が保持部材５２ｂおよび固定部材５６ｂの熱伝導率などに依存するが、固定部材５６ｂの平端部５７ａ上に固定すれば良いので、取り付けが容易である。なお、サーミスタ５８ｂの固定部材５６ｂの表面への固定方法は、特にこれに限定されず、接着剤のほかに、粘着剤や接着シートや粘着シートなどを用いて固定しても良い。
【００５１】
なお、図示例のように、２つのサーミスタ５８ａおよび５８ｂは、それぞれ、圧電トランス１６の保持部材５２ａおよび５２ｂが取り付けられている位置に取り付けるのが好ましい。その理由は、保持部材５２ａおよび５２ｂが取り付けられている、圧電トランス１６の振動時の振動の節となる位置が、最も発熱が大きく、他の位置に比べて温度が高くなるからである。
すなわち、圧電トランス１６に対して、大きな電力が入力されて過負荷となった場合には、圧電トランス１６の振動の節の部分の表面温度が急激に上昇して、通常は、Δｔ＜２０〜３０度前後のところが、温度上昇が８０度を越すあたりから非線形領域の破壊モードに入る。ところで、圧電トランス１６上で温度上昇が一番激しいのは振動の節の部分である。よって、破壊モードを検出するには節の温度を見るのが最良の方法である。したがって、この圧電トランス１６の振動の節の表面部分に、図示例のように、サーミスタ５８（５８ａおよび５８ｂ）等の温度検知デバイス２２を設け、破壊モードに至る直前で検知して、システム（駆動部１４の駆動回路３０）をシャットダウンすればよいからである。また、上述のように、圧電トランス１６の振動の節の部分は、圧電トランス１６を基板５４に固定するための部位でもあり、図示例のように、サーミスタ５８等の温度検知手段をつけても、圧電トランス１６の振動に影響を与えないからである。
【００５２】
また、図示例において、２つのサーミスタ５８（５８ａおよび５８ｂ）は、異なる場所に取り付けられているが、これらの２つのサーミスタ５８を、同じ場所、例えば、サーミスタ５８ａのように圧電トランス１６の表面に直接固定しても良いし、サーミスタ５８ｂのように固定部材５６ｂの上表面に固定しても良いし、２つのサーミスタを取り付けるのではなく、いずれか一方のみを取り付けるようにしても良い。さらに、サーミスタを取り付ける場所は、図示例に限定されないし、特に制限的ではなく、圧電トランス１６の表面温度または圧電セラミックス３２の表面温度が、直接的または間接的に測定できれば、もしくはこれらの表面温度と同等の温度が測定できれば、どのような場所であっても良い。さらに、温度検知デバイス２２は、サーミスタ５８に限定されず、圧電トランス１６の表面温度または圧電セラミックス３２の表面温度を、直接的または間接的に測定できれば、もしくは、これらの表面温度と同等の温度が測定できれば、どのような温度検知デバイスであっても良いし、どのような温度検知手段やどのような方法を用いても良い。
このように、本発明においては、圧電トランス１６の表面またはこの表面と同等の温度の他の場所にサーミスタなどの温度検知手段を設けることにより、圧電トランス１６の駆動上の安全性を高めるのに設けているために、回路規模が大きくなりコストダウンの障害になっている様々な保護回路を減らすことができるので、回路規模を小さくすることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００５３】
本発明に用いられる保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）の材料としては、圧電トランス１６を振動可能に保持できればどのような材料でも良いが、例えば、固定用ゴム材料などの弾性材料、例えば、硬度２０程度のシリコンゴムなどを用いることができ、電気的に絶縁でき、かつ、保持部での振動損失が軽度であるという理由から好適である。
また、本発明に用いられる固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）の材料としては、圧電トランス１６を保持する保持部材５２を基板５４に固定できればどのようなものでも良いが、例えば、厚さ１００ミクロン程度のやわらかい銅箔板からなるものを帯（バンド）状にしたものが最適であり、さらにはシリコンゴム側に粘着剤が塗布されたものなどを用いることができ、組立が簡単でロスが少ないという理由から固定部材として好適である。このような帯状の銅箔板からなる固定部材は、プリント基板等の基板に半田付けしやすく簡単に固定できる。
この他、固定部材５６は、保持部材５２と接着剤などにより接着させて固定されても良い。また、固定部材５６としては、例えば、金属やプラスチック等の板状の部材を所定の形状に加工して利用することができる。
【００５４】
また、本発明に用いられる基板５４の材料としては、圧電トランス１６を取り付けることができれば、詳しくは、圧電トランス１６を保持する保持部材５２を固定することができればどのようなものでも良く、プリント配線基板等を用いることができるが、例えば、紙や、ガラス布や、ガラス不織布などを基材として、フェノール樹脂やエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂で固めたものなどの材料で、厚み（ｔ＝）１．６ｍｍ程度の半田レベラー処理された両面基板、あるいは片面基板などを用いることができ、より剛性が高く、配線パターンを最短にできるという理由からガラス基材を含む厚さ１．６ｍｍの両面基板が好適である。
【００５５】
本実施形態においては、図５に示す形状の保持部材５２を用いたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図５に示す形状の保持部材５２のように、圧電トランス１６の外周を周回して保持するタイプの保持部材であっても、他の形状の保持部材を用いることができる。
図６は、圧電トランス１６の外周を周回して保持するタイプの他の形状の保持部材を用いた圧電トランスユニットの別の実施形態を示す。
図６に示す圧電トランスユニット５１ａは、図４（ｃ）および（ｄ）に示す圧電トランスユニット５０と、保持部材５２および固定部材５６の代わりに、保持部材６０および固定部材６２が用いられている点を除いて、同様の構成を有するものであるので、その詳細な説明は省略し、主に相違点について説明する。
図６に示す保持部材６０は、固定部材６２と接触する外周面６０ａに２つの突起部（ボス）６０ｂが形成されている。このような形状の保持部材６０を用いる場合は、固定部材６２に、保持部材６０の突起部６０ｂと嵌合する貫通孔６２ａを形成しておく。そして、保持部材６０の突起部６０ｂを固定部材６２の貫通孔６２ａに勘合させて、固定部材６２により圧電トランス１６を基板５４に固定する。これにより、圧電トランス１６の長さ方向へのずれをより一層抑制させることができ、駆動時に圧電トランスを安定に固定させることができる。
【００５６】
なお、この場合にも、図４（ｃ）に示す保持部材５２ａと同様に、サーミスタ５８ａを保持部材６０の内周壁面６２ｂに埋め込み保持するようにして圧電トランス１６の表面に直接固定しても良いし、図４（ｄ）に示す例と同様に、破線で示すサーミスタ５８ｂを固定部材６２の上表面に固定しても良い。これらは、それぞれ、図４（ｃ）および（ｄ）に示す例の代わりに用いることができる。あるいは、サーミスタ５８ｂを保持部材６０の突起部６０ｂの上表面に固定しても良い。
ここでは、保持部材に２個の突起部を形成したが、突起部は１個であってもよいし、３個以上であっても良い。
【００５７】
さらに、図７に示すように、固定部材（図示せず）と接触する側の外周面６４ａに溝６４ｂが形成された保持部材６４を用いても良い。図７に示す保持部材６４は、図５（ａ）に示す保持部材５２の外側の面（外周面）５３ｃ、すなわち、図５（ｂ）に示す保持部材５２の図中上側の面５３ｃの中央に、保持部材５２の外周に沿って延在する溝を設けたものということができる。このような形状の保持部材６４を用いる場合は、この溝６４ｂの幅と略同じ幅の固定部材（図示せず）を用い、保持部材６４の溝６４ｂにこの略同じ幅の固定部材（図示せず）を嵌め込んで圧電トランスユニット５０を基板５４に固定するようにしても良い。
【００５８】
また、本発明においては、保持部材を、導電性を有する弾性材料を用いて形成し、固定部材５６を、銅板等の電気的導通を示す材料を用いて形成し、基板５４を、上述した基材を樹脂で固めた材料からなる両面基板あるいは片面基板などの材料とすることもできる。
従来は、電気基板上に機械的に固定されて搭載されていた圧電トランスであっても、電気基板と接続するためには、配線材としては、ワイヤーやフレキシブル基板（ＦＦＣ、ＦＰＣ）のような柔軟な素材を用いるしかなく、それらを半田等で接続する必要があった。そのため、取り付けの工数が多くかかり、コストダウンの妨げとなっていた。また、圧電トランスの振動に応じて圧電トランスに取り付けられている配線部材も振動してしまい、その配線部材の振動が可聴帯域に含まれると、いわゆる鳴きと呼ばれる現象が発生し、耳につくノイズとなる場合があった。
【００５９】
そこで、本発明では、このような配線の振動の鳴きを防止するために、圧電トランスを固定部材に対して保持するための保持部材を、導電性を有する弾性材料で構成し、この保持部材を配線部材の代わりとして用いることもできる。
このように、保持部材を、導電性を有する弾性材料で構成した圧電トランスユニットの一実施例を図８〜図１０に示す。
図８は、本発明に用いられる圧電トランスユニットの別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。図９（ａ）は、それぞれ図８に示す圧電トランスユニットの模式的な側面図であり、図９（ｂ）および（ｃ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線矢視図である。図１０は、図８に示す保持部材の模式的斜視図である。
図８および図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す圧電トランスユニット５１ｂは、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示す圧電トランスユニット５０と、保持部材５２の代わりに、２つの保持体６７から構成される保持部材６６が用いられている点を除いて、同様の構成を有するものであるので、その詳細な説明は省略し、主に相違点について説明する。
【００６０】
図８および図９（ａ）〜（ｃ）に示す圧電トランスユニット５１ｂでは、圧電トランス１６は、保持部材６６を介して固定部材５６と基板５４との間に保持され、サーミスタ５８は、圧電トランス１６の温度を測定する位置に取り付けられている。ここでは、保持部材６６は、導電性を有する弾性材料を用いた２つの保持体６７から構成され、圧電トランス１６は、保持部材６６（６６ａ，６６ｂ）のそれぞれの２つの保持体６７を介して、固定部材５６（５６ａ，５６ｂ）により基板５４に固定される。
なお、この圧電トランスユニット５１ｂにおいても、図３および図４（ａ）〜（ｂ）に示す圧電トランスユニット５０や、図６に示す圧電トランスユニット５１ａと同様に、温度検知デバイス２２として、サーミスタ５８ａを、保持部材６６ａの図中上側の保持体６７内に埋め込まれて保持し、圧電セラミックトランス１６の表面に接触するように取り付け、サーミスタ５８ｂを、保持部材６６ｂの２つの保持体６７を固定する固定部材５６ｂの平坦部５７ａの表面に取り付けることができる。
【００６１】
これらの図に示す保持部材６６（６６ａ，６６ｂ）は、２つの保持体６７から構成されている。それぞれの保持体６７は、図１０に示すように、細長い棒状の形状を有し、前述した図５（ｂ）に示す保持部材５２と同様に略台形状の断面形状を有している。図４（ａ）〜（ｄ）に示した例では、保持部材５２で圧電トランス１６を周回することによって圧電トランス１６を保持したが、ここでは、圧電トランス１６を介して互いに対向するように２つの保持体６７を配置して、圧電トランス１６を保持している。
この時、保持体６７の幅広の面６７ａが圧電トランス１６の第１入力電極３４ａ、３４ｂおよび第２入力電極３６ａ、３６ｂと接し、保持体６７の幅の狭い方の面３７ｂが固定部材５６の内側の面と接するように配置される。導電性を有する材料を用いて保持部材６６を構成する場合は、圧電トランス１６を周回するような構造の保持部材とはせずに、圧電トランス１６の幅方向に延在する形状の２つの保持体６７を用いて、圧電トランス１６の一方の面とその反対側の面をそれぞれ独立に保持させる。
図８および図９（ａ）〜（ｃ）に示す例では、固定部材５６として、図３および図４に示す固定部材よりも長さと幅がともに長いが，平坦部５７ａ、一対の脚部５７ｂおよび一対の固定端部５７ｃを備える同一構造の固定部材を用いて、圧電トランス１６を基板５４に固定している。
【００６２】
また、図８に示すように、基板５４には、略矩形状のランドが８個形成されている。ランド６８ａおよびランド６８ｄは、圧電トランス１６の長さ方向に対して垂直な方向に沿って設けられている。ランド６８ａおよび６８ｄの長さは、圧電トランス１６の幅（長手方向に垂直な方向の長さ）よりも僅かに長くなっている。また、ランド６８ａおよび６８ｄは、圧電トランス１６の保持部材６６に対応する位置に配置されている。これにより、圧電トランス１６を基板５４に装着したときに、圧電トランス１６の下面側の第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂに、それぞれ接して配置された保持体６７がランド６８ａおよび６８ｄと接触することになる。保持体６７は、上述したように導電性を有するので、圧電トランス１６の第１入力電極３４ｂおよび第２入力電極３６ｂは、それぞれ、保持体６７を介してランド６８ａおよびランド６８ｄと通電することになる。
【００６３】
また、ランド６８ａの長さ方向の両側には、それぞれ、ランド６８ｂおよびランド６８ｃが、ランド６８ａから所定間隔だけ離れて形成されている。また、同様に、ランド６８ｄの長さ方向の両側には、それぞれ、ランド６８ｅおよびランド６８ｆが、ランド６８ｄから所定間隔だけ離れて形成されている。固定部材５６を用いて圧電トランス１６を基板５４に固定するときには、それぞれの固定部材５６の両端部５７ｃが、ランド６８ｂおよび６８ｃ並びにランド６８ｅおよび６８ｆに半田付けされる。
また、基板５４には、圧電トランス１６の第１出力電極３８および第２出力電極４０にそれぞれ接続されるランド６８ｇおよび６８ｈが形成されている。ランド６８ｇおよび６８ｈは、基板５４に圧電トランス１６を固定したときに圧電トランス１６の第１出力電極３８および第２出力電極４０の近傍に位置するように設けられる。ランド６８ｇおよび６８ｈには、圧電トランス１６の出力電極３８および２０と接続された導線が接続される。
【００６４】
以上説明したように、導電性を有する弾性材料を用いて保持部材を構成し、この保持部材を配線部材の代わりとして用いることにより、配線部材を圧電トランスの入力電極に半田付けしなくても、配線部材を入力電極と導通させることができる。その結果、半田付けなどの工数が不要となり、従来よりも工数を削減することが可能となる。また、本実施形態の圧電トランスにおいては、保持部材と第１および第２入力電極は、圧電トランスの振動の節の部分に設けられているため、圧電トランスの保持と入力電極への配線を兼ねることができ、さらに、圧電トランスの振動に応じて入力部の配線部材が振動することが防止され、入力電極の配線による鳴きが発生することが防止され、出力電極に接続される配線による鳴きだけとなるので、全体としての鳴きが低減される。さらに、出力部の配線もなくすためには、後述する構造にすれば良い。このように、本発明では、上記変更以外は、加工方法の変更や周辺回路の変更を伴わないという利点がある。
【００６５】
本発明では、図５〜図７に示すように、圧電トランス１６の外周を周回して保持するタイプの保持部材５２、６０および６４、図８に示すように、圧電トランス１６を間に挟んで２つの保持体６７を互いに対向させることによって圧電トランス１６を保持するタイプの保持部材６６を用いているので、図３および図８に示されるように、圧電トランス１６と固定部材５６または６２との間に、弾性材料で形成された保持部材５２、６０、６４または保持部材６６（保持体６７）を介在させて、保持部材５２、６０、６４または６６で圧電トランス１６を保持させることにより、圧電トランス１６の振動を阻害させることなく、圧電トランス１６を基板５４上に固定することができる。また、図５〜図７および図１０に示すように、保持部材５２、６０および６４の形状および保持部材６６を構成する保持体６７の形状を上述したように山の裾野のような山裾形状としたことにより、圧電トランス１６が振動によって長さ方向にずれても、圧電トランス１６の移動に伴って保持部材５２、６０、６４または保持体６７の厚みの薄い裾野の部分が、保持部材５２、６０、６４または保持体６７と圧電トランス１６の圧電セラミックス３２の表面との間に引き込まれて折れ曲がり、その裾野の部分が保持部材５２、６０、６４または保持体６７と圧電トランス１６との間に介在する。
このため、固定部材５６または６２によって固定される保持部材５２、６０、６４または保持体６７の厚みが、引き込まれた裾野の部分の分だけ厚くなり、圧電トランス１６の長さ方向への移動が制限されることになる。
【００６６】
すなわち、固定部材５６または６２は、基板５４に固定され、基板５４と固定部材５６または６２との間隔は一定であるので、圧電トランス１６の移動によって保持部材５２、６０、６４または保持部材６６の保持体６７の裾野の部分が折れ曲がり厚みが増すと、圧電トランス１６の長さ方向への移動が制限されることになる。こうして、圧電トランス１６が振動したとしても圧電トランス１６は基板に安定に保持されることになる。
また、保持部材５２、６０、６４および保持部材６６の保持体６７は、圧電トランス１６の圧電セラミックス３２の表面と接する表面の方が大きいので、固定部材５６からかかる圧力が、圧電セラミックス３２上では分散され、圧電セラミックス３２の振動阻害を、より少なくする効果に加え、圧電セラミックス３２の表面と保持部材５２、６０、６４および保持体６７との間の接触面積が増えるので、摩擦による固定効果もある。保持部材５２、６０、６４および保持部材６６の保持体６７と固定部材５６または６２との間は、ボス等の加工で機械的固定が可能であるが、保持部材５２５２、６０、６４または保持部材６６の保持体６７と圧電トランス１６の圧電セラミックス３２の表面には、そのような加工ができないため、非常に有効である。これらを接着剤にて止める方法もあるが、この場合でも、保持部材５２、６０、６４または保持部材６６の保持体６７は、接着面積を増やすことができ、有効である。
【００６７】
また、図３〜図９に示す実施形態では、保持部材５２、６０、６４または６６を圧電トランス１６の長手方向に対して垂直な方向に延在するように設けたが、使用する圧電トランスの振動モードに応じて保持部材を設ける位置を変更することができる。例えば、図２に示す圧電トランス１６と同様の形状の圧電トランスにおいて、圧電トランスの幅方向に振動するモードで使用する場合には、圧電トランスの長手方向に延在するように、保持部材を設けても良い。この場合は、圧電トランスの長手方向を周回するように設けても良いし、図１０に示すように、２つの保持体を用いて保持部材を構成したときは、それら保持体の間に圧電トランスを介在させてもよい。更に、厚さ方向に振動するモードで圧電トランスを使用する場合には、圧電トランスの側面に保持部材を設けても良い。この場合は、圧電トランスの側面を周回するように保持部材を設けても良いし、圧電トランスの互いに対向する側面に、図１０に示すような棒状の保持体を、それぞれ設けても良い。
【００６８】
また、上記実施形態では、２つの固定部材を用いて圧電トランスアセンブリを基板に固定させたが、本発明では、１つの固定部材で圧電トランスアセンブリを基板に固定させてもよい。この場合には、例えば、図３または図４において、圧電トランス１６の長さ方向で、固定部材の長さが、圧電トランス１６を保持する２つの保持部材５２ａ、５２ｂの配置間隔よりも長くなるように固定部材を構成すればよい。これにより、所定間隔はなれて配置された、圧電トランス１６の２つの保持部材５２ａ、５２ｂの外側表面５３ｃを同時に押さえることが可能となる。また、図３において、圧電トランス１６の２つの保持部材５２ａ、５２ｂの間隔よりも長い平坦な板部材を、２つの保持部材５２ａ、５２ｂの上面に配置して、この板部材を留め具などにより基板に固定させてもよい。この場合は、板部材と留め具が固定部材として機能する。
このように、本発明においては、圧電トランスと保持部材からなる圧電トランスアセンブリをプリント基板などの基台に固定させることができるのであれば、固定部材の形状や寸法は特に限定されるものではない。
【００６９】
また、上記実施形態では、固定部材５６や６２を用いて、基板５４に保持部材５２、６０、６４または６６で保持された圧電トランス１６を固定する場合について説明したが、保持部材で保持された圧電トランスからなる圧電トランスアセンブリをケースに収容してもよい。この場合は、圧電トランスアセンブリを収容したケースが基板に固定される。
以下に、圧電トランスが保持部材を介してケースに収容された状態で基板に固定される実施形態について、図１１〜図１３を用いて説明する。
【００７０】
図１１は、圧電トランスを保持部材で保持する圧電トランスアセンブリ収容するケースの一実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。図１２および図１３は、それぞれ図１１に示すケースの上ケースを下方から見た斜視図およびその下ケースを上方から見た斜視図である。
図１１に示すケース７０は、上述の図３および図４に示す構造の保持部材５２で保持された圧電トランス１６、すなわち圧電トランス１６とこれを保持する保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）からなる圧電トランスアセンブリを収容するためのケースである。ケース７０は、共に、電気的絶縁性材料、例えば、プラスチック製の上ケース７２と下ケース７４とから構成されている。
本発明において、圧電トランスアセンブリをケースに収容して使用する場合は、上ケースが固定部材として機能し、下ケースが基台として機能し、ケース内に保持部材によって圧電トランスアセンブリを収容することにより、圧電トランスユニットが構成される。したがって、本発明における「固定部材」は、上記した固定部材５６や６２などの板金のみならず上ケースも含む概念であり、用語「基台」は、上記した基板５４などの配線基板やプリント基板等の基板のみならず下ケースも含む概念である。
【００７１】
図１２および図１３にそれぞれ示すように、上ケース７２と下ケース７４には、それぞれ、矩形状の凹部７２ａおよび７４ａが形成されており、これら凹部７２ａおよび７４ａに、図３に示す保持部材５２で保持された圧電トランス１６（圧電トランスアセンブリ）が収容される。なお、図１２および図１３においては、圧電トランス１６の図示を省略している。なお、保持部材５２（５２ｂ）および上ケース７２が良好な熱伝導性がある部材からなる場合には、収容された圧電トランス１６を保持している保持部材５２ｂと接触する、上ケース７２の凹部７２ａ部分（図１２参照）またはこれに対向する上ケース７２の上面側の部分（図１１参照）にサーミスタ５８ｂを接着等により取り付けても良い。この場合には、サーミスタ５８ｂの取り付けは容易である。ここで、保持部材５２（５２ｂ）上ケース７２の熱伝導性が低い場合には、上述したように、サーミスタ５８ａと同様に、圧電トランス１６の表面と保持部材５２ｂとの間にサーミスタ５８ｂを取り付けるのが好ましい。この場合には、圧電トランス１６を周回する保持部材５２にサーミスタ取付用の凹部があり、また、保持部材５２が弾性体であると、圧電トランスアセンブリ作製時に取り付けられたサーミスタ５８は、ケース７０に収納する時に脱落することがないので、圧電トランスアセンブリの組み込みを行なうのは非常に簡単である。もちろん、この場合も含め、圧電トランス１６（圧電トランスアセンブリ）にサーミスタ５８ａが取り付けられていれば、上ケース７２へのサーミスタ５８ｂの取り付けを行なわなくても良い。さらに、ケース７０で閉じた空間であるので、間接的に圧電トランス１６の温度を計測する方法として、保持部材５２に近いケース７０の内側に、保持部材５２と接触しないように、サーミスタ５８を接着剤等で固定するようにしても良い。
【００７２】
また、下ケース７４には、ケース７０をネジで基板に固定するための４つのネジ穴部７６が設けられている。さらに、下ケース７４には、図２、図３および図４に示す圧電トランス１６の第１入力電極３４ａ、３４ｂ、第２入力電極３６ａ、３６ｂ、第１出力電極３８、第２出力電極４０と接続される導線およびサーミスタ５８ａの導線５９ａを、またはさらにサーミスタ５８ｂの導線５９ｂをも取り出すための４つの溝７４ｂ、７４ｃ、７４ｄおよび７４ｄが形成されている。ケース７４の長手方向の一方の端部と他方の端部に形成されている溝７４ｂおよび７４ｅが圧電トランスの出力電極の導線を取り出すための溝であり、ケース７４の長さ方向に垂直な方向の一方の端部に形成されている溝７４ｃおよび７４ｄが、それぞれ、第１入力電極３４ａ、３４ｂとサーミスタ５８ｂ、および第２入力電極３６ａ、３６ｂとサーミスタ５８ａの各導線を取り出すための溝である。
【００７３】
圧電トランス１６は、保持部材に保持された圧電トランスアセンブリとして、このような構造を有するケース７０の中に収容される。このとき、圧電トランス１６の保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）がケース７０の内壁面と接触し、その壁面によって押圧されることによって圧電トランス１６がケース７０の内部で固定され、保持される。なお、ケース７０の中に収容される圧電トランスアセンブリは、圧電トランス１６、保持部材５２ａ，５２ｂに加え、サーミスタ５８ａ、さらにはサーミスタ５８ｂを含んでいても良い。
ここでは、下ケース７４に、導線を取り出すための４つの溝７４ｂ、７４ｃ、７４ｄおよび７４ｅを形成したが、これらの溝を上ケース７２に形成してもよいし、上ケースと下ケースの両方に溝を形成しても良い。また、図３に示す圧電トランスユニット５０のように、基板５４に固定された状態で、圧電トランス１６をケース７０に収納しても良い。なお、この場合には、基板５４を下ケース７４の内側凹部７４ａに接着剤等で固定すればより確実である。
【００７４】
次に、圧電トランスを収容するケースの別の実施形態について説明する。
図１４は、圧電トランスアセンブリを収容するケースの別の実施形態のケース全体の外観を模式的に示す斜視図である。図１５および図１６は、それぞれ図１４に示すケースの上ケースを下方から見た斜視図およびその下ケースを上方から見た斜視図である。
図１４に示すケース８０は、電気絶縁性材料、例えば、プラスチック製の上ケース８２と下ケース８４とから構成されている。図１４および図１５に示すように、上ケース８２には、ケース８０内に収容される、図２に示す圧電トランス１６の第１および第２の入力電極３４ａおよび３６ａとそれぞれ電気的に接続される端子８６および８８が設けられている。これらの端子８６および８８は、図１５に示すように、上ケース８２の表面に平行で、かつ上ケース８２の長手方向に対して垂直な方向に延設されており、上ケース８２の両方の側面を貫通するとともに、上ケース８２の内側で露出するように設けられている。端子８６および８８の上ケース８２の内側の露出部分８６ａおよび８８ａは、圧電トランス１６を上ケース８２に配置したときに、後述する圧電トランス１６の保持部材９７（図１７参照）と接触する位置に配置される。
【００７５】
また、下ケース８４にも、同様に、図２に示す圧電トランス１６の第１および第２の入力電極３４ｂおよび３６ｂとそれぞれ電気的に接続される端子９０および９２が設けられており、それらの端子９０および９２は、図１６に示すように、下ケース８４の表面に平行で、下ケース８４の長手方向に対して垂直な方向に延設されており、下ケース８４の両方の側面を貫通するとともに、下ケース８４の内側で露出するように設けられている。また、端子９０および９２の下ケース８４の内側の露出部分８６ａおよび８８ａは、圧電トランス１６を下ケース８４に配置したときに、後述する圧電トランス１６の保持部材９７（図１７参照）と接触する位置に配置される。また、下ケース８４には、後述する圧電トランスアセンブリの圧電トランス１６の出力電極３８および４０とそれぞれ接続される導線、ならびにサーミスタ５８ａおよび５８ｂの導線５９ａおよび５９ｂを取り出すための溝８４ａおよび８４ｂが設けられている。
また、図１４に示すように、上ケース８２と下ケース８４を組み合わせて圧電トランス１６を収容したときに、上ケース８２の端子と下ケース８４の端子が互いに接触することを避けるために、上ケース８２の端子８６および８８は、互いに、上ケース８２の外側の側面に沿って、上ケース長手方向の中央に向かって屈曲している。上ケース８２に設けられている端子８６および８８と、下ケース８４に設けられている端子９０および９２は、圧電セラミックトランスを収納したケースを基板に装着したときに、基板のランド部に半田付けされて固定される。
【００７６】
図１７（ａ）〜（ｄ）に、このようなケースに収容される圧電トランスアセンブリの一実施形態を示す。図１７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１４に示すケースに収容される圧電トランスアセンブリの一実施形態の模式的な部分破断平面図および部分破断側面図であり、図１７（ｃ）および（ｄ）は、図１７（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。
図１７（ａ）〜（ｄ）に示す圧電トランスアセンブリ９４は、保持部材５２（５２ａ，５２ｂ）の代わりに、２つの保持体９７からなる保持部材９６の形状が異なる以外は、図４（ａ）〜（ｄ）に示す圧電トランスユニット５０の圧電トランスアセンブリと同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略し、ここでは、基本的に保持部材９６について説明する。
【００７７】
図１７（ａ）〜（ｄ）に示すように、圧電トランスアセンブリ９４は、圧電トランス１６およびこれを保持する２つの保持部材９６を有する。保持部材９６は、２つの保持体９７から構成されている。それぞれの保持体９７は、導電性材料から構成されており、図１７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、横断面の形状が略台形で、縦断面の形状がコの字状である。すなわち、保持体９７は、その厚みが、圧電トランス１６の長さ方向の中央から端部に向かうに従って薄くなるような形状を有している。ここでは、２つの保持体９７が一組として用いられ、２つの保持体は、圧電トランス１６を介して互いに対向するように配置される。
図１７（ａ）〜（ｄ）に示す実施形態では、圧電トランス１６の長手方向の２箇所を、２つの保持体９７で構成された保持部材９６で、それぞれ保持している。図示例では、このような保持部材９６によって圧電トランス１６がケース８０に対して保持されている。この時、保持体９７の幅広の面９７ａが圧電トランス１６の入力電極と接し、保持体９７の幅の狭い方の面９７ｂが固定部材の内側の面と接するように配置される。また、図示例の保持部材９６は、圧電トランス１６の上面と下面だけでなく、側面の一部を覆うように構成されているので、圧電トランス１６の幅方向への移動が規制される。
【００７８】
圧電トランスアセンブリ９４が、このようなケース８０に収容されたときに、保持部材９６を構成するそれぞれの保持体９７は、上ケース８２の内部において露出している端子８６および８８の露出部分８６ａおよび８８ａと接触するとともに、下ケース８４の内部において露出している端子９０および９２の露出部分９０ａおよび９２ａと接触する。それぞれの保持体９７は、導電性材料から構成されているので、このように圧電トランスアセンブリ９４をケース８０に収容することによって、圧電トランス１６の一方の面に設けられた入力電極３４ａおよび３６ａは、それぞれ、上ケース８２の端子８６および８８と通電する。また、圧電トランス１６の他方の面に設けられた入力電極３４ｂおよび３６ｂは、それぞれ、下ケース８４の端子９２および９０と通電する。また、圧電トランス１６は、上ケース８２と下ケース８４に設けられた端子の露出部分によって挟まれ、ケース８０内で保持される。下ケース８４は、圧電トランス１６の基台として機能し、上ケース８２は、基台である下ケース８４に対して圧電トランス１６を固定するための固定部材として機能する。圧電トランスアセンブリ９４を収容したケース８０は、配線基板やプリント基板などの基板の所定位置に装着されて使用される。
【００７９】
ところで、本実施形態においても、図１７（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように、サーミスタ５８ａは、圧電トランス１６の表面、詳しくは、第２入力電極３６ａの上表面に確実に接触するように、保持部材９６の上側の保持体９７の幅広の面９７ａに凹部を設け、この凹部に埋め込むように取り付けられている。
一方、図１７（ａ），（ｂ）および（ｄ）に示すように、サーミスタ５８ｂは、圧電トランス１６の保持部材９６の上側の保持体９７の幅の狭い方の面９７ｂの上表面に接着等により取り付けられている。この場合には、保持部材９６の上側の保持体９７には、熱伝導性の良好な材質のものを使用するのが好ましい。この場合には、サーミスタ５８ｂは、圧電トランス１６の保持部材９６の上側の保持体９７に容易に取り付けることができる。また、サーミスタ５８ｂの取付構造は、保持部材５２の上表面に凹部を設け、その中にサーミスタ５８を入れる構造としても良い。
なお、図示例では、サーミスタ５８ｂは、保持体９７の幅の狭い方の面９７ｂの上表面に取り付けているが、図１１および図１２に示す上ケース７２の場合と同様に、保持部材９６の上側の保持体９７が接触する、上ケース８２の内部において露出している端子８６の露出部分８６ａに取り付けても良いし、圧電トランス１６の温度を計測可能な程度に上ケース８２の熱伝導性が良好であれば、この露出部分８６ａに対向する上ケース８２の上側面に取り付けても良い。この場合も、サーミスタ５８ｂの取り付けは、容易である。
【００８０】
以上、本発明の圧電トランス装置およびこれを用いる光源装置について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、図２に示すように、第１出力電極３８および第２出力端子４０を圧電セラミックス３２の端面に形成したが、図１８に示す圧電トランス１６ａのように、一方の端部の上面と下面にそれぞれ電極３９ａおよび３９ｂを形成し、他方の端部の上面と下面にそれぞれ電極４１ａおよび４１ｂを形成し、一方の端部の上面および下面の電極３９ａおよび３９ｂと、他方の端部の上面および下面の電極４１ａおよび４１ｂを出力電極として利用してもよい。この圧電トランス１６ａの場合は、圧電セラミックス３２の両方の端部の上下面に形成された電極３９ａおよび３９ｂ、ならびに電極４１ａおよび４１ｂを覆うように、例えば、図５（ａ）および（ｂ）に示す形状の保持部材５２を周回させて設けてもよい。この場合は、導電性を有する弾性材料を用いて保持部材を構成することができる。したがって、この保持部材５２を受ける基板部分にランドを設け、図８に示すような固定部材５６を配置して、通電するようにすれば、図８に示す出力側配線をも減らし、上述した配線の「鳴き」に対して効果がある。また、ケースに入れる場合においても、この構成を図８、図９および１７に示される構造の圧電トランス１６の出力電極に適用するとともに、それらの圧電トランスアセンブリを収容するケースにおいて、出力電極部に設けられた保持部材と接するように、保持部材に対応する上下ケースのいずれかに、図１４〜図１６に示す電極８６、８８、または９０、９２のような電極板を設けることにより、ケース外部へ、導線なしで、導くことが可能となる。これは、配線の「鳴き」および組立工数の削減に有効である。すなわち、このように構成することにより、出力部に導線が不要となり入力部のみならず出力部においても、電線の振動に起因する鳴きが防止される。
この場合にも、保持部材や、固定部材や、上ケースなどへのサーミスタの取り付けは、上述した例と同様に行えば良い。
【００８１】
また、上記実施形態においては、上ケースと下ケースとから構成されるケースに圧電トランスアセンブリを収納する実施形態を示したが、本発明は、これに限定されない。
例えば、上記実施形態においては、上ケースと下ケースの２つのケースを用いて構成したが、一方の面が開放された下ケース（収容体）と、その開放面を覆う蓋部材を用いることができる。この場合は、下ケースに圧電アセンブリを収容し、その下ケースの開放面を蓋部材で覆えばよい。この場合は、蓋部材が固定部材としての機能を有する。下ケースの開放面に設けられる蓋部材を下ケースに対して固定する方法としては、下ケースの開放面に平坦な蓋部材を嵌め込む方法や、ネジ止めによる固定など公知の固定方法を用いることができる。
【００８２】
また、この場合、下ケースは、圧電トランスアセンブリの厚さ方向において、全体を収容するような構成にしても、部分的に収容するような構成にしてもよい。下ケースに圧電トランスアセンブリを部分的に収容する場合は、固定部材として平坦な蓋部材を用いるのではなく、例えば、図３または図８に示されるような形状の固定部材（板金）を用いればよい。こうして、下ケースに圧電トランスアセンブリを部分的に収容し、図３または図８に示す固定部材５６と同様の固定部材を用いて下ケースに圧電トランスアセンブリを固定することもできる。すなわち、図３または図８に示すような固定部材を、圧電トランスの外周に配置された保持部材の上面部分に密着させた状態で配置し、固定部材の脚の部分を下ケースの側面や上部の縁部に固定させることによって、圧電トランスアセンブリを下ケースに固定することができる。この場合にも、保持部材および固定部材などへのサーミスタの取り付けは、上述した例と同様に行えば良い。
【００８３】
また、図３または図８に示す固定部材５６の代わりに、図１２または図１５に示した上ケース７２および８２と同様の上ケースを用いて平坦な板状の部材（例えば、図８等に示す基板５４）に圧電トランスアセンブリを固定することもできる。すなわち、平坦な板状の部材の上に圧電トランスアセンブリを配置し、圧電トランスアセンブリを収容可能な構造の上ケース（例えば、図１２または図１５に示すような上ケース）を被せて圧電トランスアセンブリを平坦な板状の部材に固定することも可能である。この場合、平坦な板状の部材は、プリント基板であってもよいし、配線などの形成されていない平板であっても良い。また、この場合は、平坦な板状の部材が基台として機能し、上ケースが固定部材として機能する。また、上ケースは、圧電トランスアセンブリの厚さ方向において、圧電トランスアセンブリの全体が覆われるように構成されても、一部分が覆われるように構成されてもよい。
さらに、本発明においては、上ケースと下ケースとによって保持部材が挟まれるように配置されるのであれば、上ケースおよび下ケースの部品点数は特に限定されるものではなく、上ケースまたは下ケースを、さらに複数の部材から構成することもできる。例えば、上ケースまたは下ケースが、圧電トランスの長手方向に２つに分離されていて構成されていても良い。
これらの場合にも、保持部材や上ケースなどへのサーミスタの取り付けは、上述した例と同様に行えば良い。
【００８４】
上述した実施形態では、保持部材で圧電トランスを保持した状態の圧電トランスアセンブリをケースに収納しているが、本発明はこれに限定されず、圧電トランスアセンブリを基板に取り付けた状態の圧電トランスユニットをケースに収納しても良い。このような方法は、図３および図８に示すように、圧電トランスアセンブリを基板５４に取り付けてからケースに入れる方法、および、上述した図１８の形態の圧電トランス１６ａを出力端部（電極３９ａ，３９ｂおよび４１ａ，４１ｂ）に設けた保持部材で受け、導線の数を減らす構造をとった場合において、基板に取り付けてからケースに入れる方法の２つが考えられる。これらの方法は、ケースの側面に導線を外部に取り出すための穴部を設け、かつ／または、基板から延伸する電極板を取り付け、上ケースと下ケースとの間に電極板を通す隙間を設ければ可能である。なお、これらの場合にも、上述の種々の実施形態と同様に、サーミスタを取り付けることができるが、サーミスタからの導線は、圧電トランスの電極接続用導線の取出穴部や、電極板を通す隙間から取り出しても良いし、別に形成された専用の穴部や隙間などから取り出しても良い。
【００８５】
具体的には、図３に示される圧電トランスユニット５０のように、固定部材５６と保持部材５２によって基板５４に固定されている圧電トランス１６を、ケースに収容して使用することもできる。この場合、ケースは、基板５４に固定された状態の圧電トランスユニット５０が収容されるような寸法で構成される。また、ケースは、上ケースと下ケースの２つのケースを組み合わせることによって構成されても、一面が開放された下ケースと、その下ケースの開放側を覆う平板上の蓋部材とを組み合わせることによって構成されてもよい。
また、このような基板に固定された状態の圧電トランスをケースに収容する場合は、ケースの側面に、圧電トランスの各電極に接続されている導線をケース外に取り出すための穴部を形成することができる。
【００８６】
また、図８に示される圧電トランスユニット５１ｂのように、固定部材５６と保持体６７によって基板５４に固定されている圧電トランス１６も、ケースに収容して利用することができる。この場合も、ケースは、基板５４に固定された状態の圧電トランスユニット５１ｂが収容されるような寸法で構成され、上ケースと下ケースの２つのケースを組み合わせることによって構成されてもよいし、一面が開放された下ケースと、その下ケースの開放側を覆う平板上の蓋部材とを組み合わせることによって構成されてもよい。図８に示す例では、保持部材６６の保持体６７が導電性材料によって構成され、基板５４には、圧電トランス１６の各入力電極３４ａ、３６ａおよび各出力電極３４ｂ、３６ｂに対応してランド部６８ａ〜６８ｈが設けられている。このように基板にランド部が設けられている場合は、それぞれのランド部から延びるように，金属の電極板を形成し、それぞれの電極板をケース外に取り出すように構成することができる。各電極板をケースに取り出す方法としては、例えば、ケースが上ケースと下ケースとから構成されている場合は、上ケースと下ケースの間に隙間部を設け、その隙間部からそれぞれの電極板をケース外に取り出す方法を利用することができる。また、ケースが、下ケースと蓋部材とから構成されている場合には、下ケースと蓋部材との間に隙間部を設けて、その隙間部から各電極板をケース外に取り出す方法を利用することができる。
また、基板に出力用のランドを設けずに、ケースの側面に穴部を設けて、その穴部から出力電極と接続された導線をケース外に取り出すことも可能である。
【００８７】
また、図１８に示されるように圧電トランスの両方の端部の上下面に出力電極を形成する場合は、図８の圧電トランスの各入力電極の表面に配置される複数の保持体（以下、第１保持体という）と同様に、両端部の上下に配置される出力電極の表面にも導電性材料の複数の保持体（以下、第２保持体という）を設け、第１保持体と第２保持体をそれぞれの固定部材の間に介在させつつ、固定部材により圧電トランスを基板に固定させることができる。この場合は、基板に対向する側の第２保持体に接触するように基板に出力電極用の第１ランド部を形成し、また、固定部材の脚の部分と接触して半田付け可能に基板に別の出力電極用の第２ランド部を形成することができる。
【００８８】
また、このようにして基板に固定される圧電トランスも、ケースに収容して使用することができる。この場合にも、ケースは、基板に固定された状態の圧電トランスユニットが収容されるような寸法で構成される。また、上述したように、ケースは、上ケースと下ケースの２つのケースを組み合わせることによって構成されてもよいし、一面が開放された下ケースと、その下ケースの開放側を覆う平板上の蓋部材とを組み合わせることによって構成されてもよい。また、この場合は、入力電極用のランド部と同様に、出力電極用の第１ランド部と第２ランド部からも、それぞれ延びるように金属の電極板を形成し、それぞれの電極板をケースの外に取り出すように構成することができる。
また、各電極板をケースの外部に取り出す方法としては、上述と同様に、例えば、ケースが上ケースと下ケースとから構成されている場合は、上ケースと下ケースとの間に隙間部を設け、その隙間部からそれぞれの電極板をケースの外部に取り出す方法を利用することができる。また、ケースが、下ケースと蓋部材とから構成されている場合には、下ケースと蓋部材との間に隙間部を設けて、その隙間部から各電極板をケースの外部に取り出す方法なども利用することができる。
【００８９】
また、本発明においては、図９（ａ）および（ｂ）に示す保持体６７に代えて、図１９に示すように、それぞれ２つの突起部（ボス）９８ａを有する、一対の保持体９８からなる保持部材を用いることもできる。このような一対の保持体９８からなる保持部材を用いる圧電トランスユニット５１ｃの場合には、図６に示す圧電トランスユニット５１ａの固定部材６２と同様に、上側の保持体９８の突起部９８ａと嵌合する貫通孔６２ａが形成された固定部材６２を用いることができる。ここで、本実施形態においては、他の実施形態と同様に、上側の保持体９８の内側（圧電トランス１６に接する側）には、サーミスタ５８ａが取り付けられるが、破線で示すように、サーミスタ５８ｂを固定部材６２の上表面に取り付けても良いし、図示しないが、上側の保持体９８の突起部９８ａに取り付けても良い。また、保持体９８は、図９に示す保持部材６７と同様に、導電性材料から構成することができる。保持体９８を備える圧電トランスアセンブリを取り付けるための基板５５としては、図８に示す圧電トランスユニット５１ｂの基板５４と同様に、基板５５側に配置される保持体９８と接する場所にランド（図示せず）が形成された基板を用いることができる。また、基板５５のランド部には、下側の保持体９８の突起部９８ａと嵌合するような貫通孔５５ａが形成される。このように固定部材６２の貫通孔６２ａと、基板５５の貫通孔５５ａに、保持体９８の突起部９８ａを嵌め合わせた状態で、圧電トランスアセンブリを、保持体９８を介して固定部材６２で基板５５に固定することにより、図８および図９に示す構成よりも、圧電トランス１６のずれをより一層防止することができる。ここでは、保持体９８の突起部９８ａの個数を２個としたが、１個でも３個以上であってもよい。
【００９０】
また、図１９に示す圧電トランスユニット５１ｃでは、基板側に配置される保持体と、その反対側に配置される保持体を同様の形状の保持体で構成したが、それらを互いに異なる形状の保持体で構成することもできる。図２０に、互いに異なる形状で形成された１組の保持体１００、１０２からなる保持部材を用いる圧電トランスユニット５１ｄの断面構造を模式的に示す。図２０に示す圧電トランスユニット５１ｄにおいては、互いに異なる形状で形成された１組の保持体１００、１０２からなる保持部材を備える圧電トランスアセンブリが固定部材５６によって基板５５に取り付けられている。
図２０に示すように、基板５５側に配置される第１保持体１０２は、図１９に示す保持体９８と同様に、２つの突起部１０２ａを備えている。また、その反対側に配置される第２保持体１００は、図１７（ｃ）に示す保持体９７と同様に、縦断面形状がコの字状の形状を有している。図２０に示すトランスユニット５１ｄでは、保持体１００の縁部１００ａによって圧電トランス１６の側面の上方の一部が保持されるので、圧電トランス１６の幅方向（図中、左右方向）のずれも防止される。図２０に示す実施形態においても、第２保持体の上面（固定部材５６と接触する面）に、図１９に示す保持体９８と同様に突起部を設けてもよい。
なお、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、上側の保持体１００の内側（圧電トランス１６に接する側）にはサーミスタ５８ａが取り付けられるが、破線で示すように、サーミスタ５８ｂを固定部材５６の上表面に取り付けても良い。
【００９１】
また、上記実施形態では、図５（ｂ）に示す保持部材５２や、図８および図１０に示す保持部材６６の保持体６７のように、その断面形状が、略台形状で、中央部分から幅方向の両側に向かって厚みが次第に薄くなる山裾のような形状になるように構成されている。すなわち、図５（ｂ）に示す保持部材５２は、圧電トランス１６と接触する内壁面５３ｂの方が、外側の外周面５３ｃよりも幅が広く形成されており、厚みが一定の肉厚部５３ｄと、その肉厚部５３ｄの両側に位置し、幅方向外側に向かうに従って厚みが薄くなる薄肉部（テーパ部）５３ｅとを有するものである。しかしながら、本発明においては、保持部材の形状はこれに限定されない。
例えば、図２１に示すように、その断面形状において、圧電トランス１６と接触する内壁面（図中下側表面）１０４ｂの方が、外側の外壁面（図中上側表面）１０４ｃよりも幅が広く形成されており、厚みが一定の肉厚部１０４ｄと、その肉厚部１０４ｄの一方の側に位置し、幅方向外側に向かうに従って厚みが薄くなる薄肉部（テーパ部）１０４ｅとを有する構造の保持部材１０４を用いることもできる。また、保持部材１０４の肉厚部１０４ｄの側面１０４ｇは、内壁面１０４ｂおよび外壁面１０４ｃに対して垂直に形成されており、テーパ部１０４ｅの傾斜面１０４ｆは、凹曲面で形成されている。図２１では、テーパ部１０４ｅの傾斜面１０４ｆを曲面で構成したが、平面で構成してもよい。また、保持部材１０４の肉厚部１０４ｄの側面１０４ｇは、内壁面１０４ｂおよび外壁面１０４ｃに対して垂直でなくてもよく、傾斜していてもよい。
【００９２】
また、図２１に示す形状の保持部材１０４を、圧電トランス１６の長さ方向において２箇所に設ける場合には、保持部材１０４の肉厚部１０４ｄの側面１０４ｇ同士が互いに向き合うように、あるいはテーパ部１０４ｅ同士が互いに向き合うように、それぞれ設けるのが好ましい。
本発明においては、図２１に示す断面形状を有する保持部材１０４を、図５（ａ）、図６および図７に示す保持部材５２、６０および６４などのように、圧電トランス１６に周回して設けられる保持部材として構成しても良いし、図８に示す保持部材６６の保持体６７、図１７に示す保持部材９６の保持体９７、図１９に示す保持部材の保持体９８および図２０に示す保持部材の保持体１００および１０２の断面形状を、図２１に示す形状としてもよい。
【００９３】
また、図５（ｂ）に示す、厚肉部５３ｄの両側にテーパ部５３ｅを有する保持部材５２において、両側のテーパ部５３ｅの傾斜面の角度を互いに変えてもよい。すなわち、一方のテーパ部５３ｅの傾斜面の傾斜角度と、他方のテーパ部５３ｅの傾斜面の傾斜角度が互いに異なるように構成してもよい。また、一方のテーパ部の傾斜面を曲面で構成し、他方の傾斜面を平面で構成することもできる。なお、図６や図７に示す保持部材６０および６４などや、図８、図１０、図１７、図１９および図２０に示す保持体６７、９７、９８、１００および１０２などを、同様の構成としても良いのはもちろんである。
【００９４】
なお、本発明においては、上述したように、圧電トランスの圧電セラミックスとして平板形状の圧電セラミックスの代わりに、柱状形状の圧電セラミックスを用いてもよく、例えば、軸に垂直な断面形状が正方形、円形、楕円形などの形状の圧電セラミックスを利用することもできるが、断面形状に応じた保持部材および固定部材を用いることにより、図３〜図１０に示す圧電トランスユニットならびに図１７および図１８に示す圧電トランスアセンブリおよび圧電トランスと同様な構成とすることができ、同様の効果を得ることができる。
また、本発明の圧電トランスユニットに用いられる圧電トランスは、上記構造の圧電トランスに限定されず、例えば、ローゼン型トランス、横効果を用いた圧電トランス、面振動圧電トランス、中央駆動圧電トランス、ブロック型圧電トランス、積層圧電トランス、中央出力圧電トランス、複数出力型圧電トランス、高次モードを用いた圧電トランス、ボルト締型圧電トランス、アレイ形圧電トランスなどの圧電トランスを利用することができる。
【００９５】
上述したように、本発明においては、圧電トランスの外周に保持部材、または、圧電トランスを両側から２つの保持体で挟む保持部材を備え、その保持部材の幅が圧電トランスから遠ざかるに従って狭くなっているので、固定部材で保持部材を介して圧電トランスを固定させたときに、圧電トランスが固定部材と基板などの基台に対してずれてしまうことが防止される。従って、本発明に用いられる圧電トランスユニットは、駆動時に振動しても、安定して基板上に固定されることができる。
【００９６】
以上、本発明の圧電セラミックトランス装置およびこれを用いる光源装置について種々の実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の圧電セラミックトランス装置を用いる本発明の光源装置の一実施形態の概略を示すブロック図および回路ブロック構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す圧電セラミックトランス装置に用いられる圧電セラミックスの一実施形態の模式的斜視図である。
【図３】図２に示す圧電セラミックトランスおよびその保持機構ならびに温度検知デバイスを備える圧電セラミックトランスユニットの一実施形態の概略構造を示す模式的な斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す圧電セラミックトランスユニットの模式的な部分破断平面図および部分破断側面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３に示す保持部材の模式的側面図および模式的断面図である。
【図６】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットの別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図７】本発明に用いられる保持部材の別の実施形態の模式的な横断面図である。
【図８】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットの別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図９】（ａ）は、それぞれ、図８に示す圧電セラミックトランスユニットの模式的な側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線矢視図である。
【図１０】図８に示す保持部材の模式的斜視図である。
【図１１】本発明に用いられる圧電セラミックトランスを収納するケースの一実施形態の概略斜視図である。
【図１２】図１１に示すケースの上ケースの概略斜視図である。
【図１３】図１１に示すケースの下ケースの概略斜視図である。
【図１４】本発明に用いられる圧電セラミックトランスを収納するケースの別の実施形態の概略斜視図である。
【図１５】図１４に示すケースの上ケースの概略斜視図である。
【図１６】図１４に示すケースの下ケースの概略斜視図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１４に示すケースに収納される、圧電セラミックトランスアセンブリの一実施形態の概略上面図および概略側面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線矢視図である。
【図１８】本発明に用いられる圧電セラミックトランスの別の実施形態の概略斜視図である。
【図１９】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットのさらに別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図２０】本発明に用いられる圧電セラミックトランスユニットのさらに別の実施形態の模式的な部分分解横断面図である。
【図２１】本発明に用いられる保持部材のさらに別の実施形態の模式的な横断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０ 光源装置
１１ 圧電セラミックトランス装置（圧電トランス装置）
１２ 電源
１４ 駆動部
１６，１６ａ 圧電セラミックトランス（圧電トランス）
１８ 発光部
１８ａ 冷陰極管（ＣＣＦＬ）
２０ 管電流検出回路
２２ 温度検知デバイス
２４ 電圧制御発振回路
２６ 発振部
２８ 保護回路
３０ 駆動回路
３２ 圧電セラミックス
３２ａ 第１領域
３２ｂ 第２領域
３２ｃ 第３領域
３２ｄ 第４領域
３２ｅ 第５領域
３４ａ、３４ｂ 第１入力電極
３６ａ、３６ｂ 第２入力電極
３８ 第１出力電極
３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂ 電極
４０ 第２出力電極
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ 入力端子
４６，４８ 出力端子
５０，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 圧電セラミックトランスユニット
５２，５２ａ，５２ｂ，６０，６４，６６，６６ａ，６６ｂ，９６，１０４ 保持部材
５４，５５ 基板
５６，５６ａ，５６ｂ，６２ 固定部材
５８，５８ａ，５８ｂ サーミスタ
６７，９７，９８，１００，１０２ 保持体
６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ、６８ｇ、６８ｈ ランド
７０、８０ ケース
７２、８２ 上ケース
７４、８４ 下ケース
７２ａ、７４ａ 凹部
７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ 溝
７６ ネジ穴部
８６，８８，９０，９２ 端子
８６ａ、８８ａ 露出部分
９４ 圧電セラミックトランスアセンブリ（圧電トランスアセンブリ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力する圧電セラミックトランスと、
前記圧電セラミックトランスに前記１次側交流信号を入力する駆動部と、
前記圧電セラミックトランスの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段によって検知された温度に応じて前記駆動部による前記１次側交流信号の出力を制限する保護回路とを有することを特徴とする圧電セラミックトランス装置。
【請求項２】
さらに、前記圧電セラミックトランスの保持部材と、基台と、前記保持部材を前記基台に固定する固定部材とを備える請求項１に記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項３】
前記保持部材は、その断面は、側面山裾状の台形または略台形状をなす弾性材料である請求項２に記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項４】
前記保持部材は、前記圧電セラミックトランスの振動節の位置を保持するものである請求項２または３に記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項５】
前記温度検知手段は、前記圧電セラミックトランスと前記保持部材との間において前記圧電セラミックトランス上に直接接触するように取り付けられている請求項２〜４のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項６】
前記温度検知手段は、前記保持部材の内部に埋め込み保持されて、前記圧電セラミックトランス上に直接接触するように取り付けられている請求項２〜５のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項７】
前記保持部材および前記固定部材は、それぞれ熱伝導性部材であり、
前記温度検知手段は、前記固定部材上に固定される請求項２〜４のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項８】
前記温度検知手段は、サーミスタである請求項１〜７のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置と、
前記圧電セラミックトランスの出力側に接続され、前記圧電セラミックトランスの駆動によって発光する放電管とを有することを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
さらに、前記放電管が発光する際に前記放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、
前記管電流検出回路によって検出された前記管電流に応じて制御された発振周波数の信号を発生する電圧制御発振回路とを有する請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記放電管は、複数の冷陰極放電管であり、
前記管電流検出回路は、発光している前記複数の冷陰極放電管に流れる前記管電流の合計電流を検出するものである請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記光源装置が、面状の光射出面を持つ面状照明装置として機能する請求項９〜１１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１】
入力された１次側交流信号に基づいて２次側交流信号を出力する圧電セラミックトランスと、
前記圧電セラミックトランスに前記１次側交流信号を入力する駆動部と、
前記圧電セラミックトランスの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段によって検知された温度に応じて前記駆動部による前記１次側交流信号の出力を制限する保護回路とを有することを特徴とする圧電セラミックトランス装置。
【請求項２】
さらに、前記圧電セラミックトランスの保持部材と、基台と、前記保持部材を前記基台に固定する固定部材とを備える請求項１に記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項３】
前記保持部材は、その断面は、側面山裾状の台形または略台形状をなす弾性材料である請求項２に記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項４】
前記保持部材は、前記圧電セラミックトランスの振動節の位置を保持するものである請求項２または３に記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項５】
前記温度検知手段は、前記圧電セラミックトランスと前記保持部材との間において前記圧電セラミックトランス上に直接接触するように取り付けられている請求項２〜４のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項６】
前記温度検知手段は、前記保持部材の内部に埋め込み保持されて、前記圧電セラミックトランス上に直接接触するように取り付けられている請求項２〜５のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項７】
前記保持部材および前記固定部材は、それぞれ熱伝導性部材であり、
前記温度検知手段は、前記固定部材上に固定される請求項２〜４のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項８】
前記温度検知手段は、サーミスタである請求項１〜７のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の圧電セラミックトランス装置と、
前記圧電セラミックトランスの出力側に接続され、前記圧電セラミックトランスの駆動によって発光する放電管とを有することを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
さらに、前記放電管が発光する際に前記放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、
前記管電流検出回路によって検出された前記管電流に応じて制御された発振周波数の信号を発生する電圧制御発振回路とを有する請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記放電管は、複数の冷陰極放電管であり、
前記管電流検出回路は、発光している前記複数の冷陰極放電管に流れる前記管電流の合計電流を検出するものである請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記光源装置が、面状の光射出面を持つ面状照明装置として機能する請求項９〜１１のいずれかに記載の光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−２８１３５６（Ｐ２００７−２８１３５６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０８７６０（Ｐ２００６−１０８７６０）
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【出願人】（５０１４８８５９４）京都技術研究所株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【出願人】（５０１４８８５９４）京都技術研究所株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]