JP2012247650A

JP2012247650A - 光センサー付き液晶ディスプレイ裝置

Info

Publication number: JP2012247650A
Application number: JP2011119821A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Yagi; 春彦八木
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】周囲環境の明るさを検出する光センサーと、人の接近を検出する超音波センサーまたは、赤外線センサーが備わったセンサー付き液晶ディスプレイ装置では、２種類のセンサーの信号を検出する回路を必要とし、超音波センサーまたは、赤外線センサーは発信回路が必要であるため高価となり、超音波または赤外線を発信するため待機時の消費電力が高くなってしまう。
【解決手段】文字や図形の表示に使用される液晶ディスプレイ裝置であって、該液晶ディスプレイ裝置の表示面側の筐体部上側と下側に、同一の光センサーを設け、使用者が前記液晶ディスプレイ裝置に近づいたときに、前記上側光センサーと、下側光センサーが感知する明暗を、時系列変化を周期的に計測し、該計測した値を前記制御部に設けた記憶裝置に格納し、予め制御部の記憶装置に格納されている閾値とを比較し、前記閾値を越えている場合に、液晶ディスプレイ裝置の電源をオンとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンピュータ端末機として幅広く使用されている液晶ディスプレイ装置に、光センサーを取り付け、省電力化と長寿命をめざした液晶ディスプレイ装置に関する。

近年のコンピュータおよびゲーム機等の表示装置である液晶ディスプレイ装置は、省電力化と長寿命の要望が増している。省電力化と長寿命を実現するには、周囲環境の明るさにより表示するためのバックライトの輝度を自動調整し、目に優しい適切な明るさに設定し、バックライトでの消費電力を押さえている。また、人感センサーにより人の接近を検出してバックライトをＯＮ／ＯＦＦ制御し、無駄な電力を消費せず長寿命をめざしている。周囲環境の明るさを検出するためには、光センサーで照度を検出する。一方、人の接近を検出するには、人感センサーの一例である超音波センサーまたは、赤外線センサーを用いるのが一般的であるが、どちらも超音波または赤外線を発信し、超音波センサーの場合は、反射波を受信するまでの時間を計測し物体の距離を算出している。また、赤外線センサーは、受光量により物体の有無を検出している。そのため、センサーの信号を検出する回路構成は、光センサーの増幅回路と超音波センサーまたは、赤外線センサーの発信側と受信側の回路が必要であり複雑な構成となるため高価となる。また一定間隔で超音波または赤外線を発信するため、待機時の消費電力も増加してしまう。

特開平９−３７１８７

上記従来の周囲環境の明るさを検出する光センサーと、人の接近を検出する超音波センサーまたは、赤外線センサーが備わったセンサー付き液晶ディスプレイ装置では、２種類のセンサーの信号を検出する回路を必要とし、超音波センサーまたは、赤外線センサーは発信回路が必要であるため高価となり、超音波または赤外線を発信するため待機時の消費電力が高くなってしまう。

文字や図形の表示に使用される液晶ディスプレイ裝置であって、該液晶ディスプレイ裝置の表示面側の筐体部上側と下側に、同一の光センサーを設け、使用者が前記液晶ディスプレイ裝置に近づいたときに、前記上側光センサーと、下側光センサーが感知する明暗を、時系列変化を周期的に計測し、該計測した値を前記制御部に設けた記憶裝置に格納し、予め制御部の記憶装置に格納されている閾値とを比較し、前記閾値を越えている場合に、液晶ディスプレイ裝置の電源をオンとする光センサー付き液晶ディスプレイ裝置。

本発明によれば、２個の同一光センサーを使用して、増幅回路を単一の回路構成で低価格にし、超音波または赤外線を発信せず待機時の消費電力を低減し、周囲環境の明るさを検出することで、周囲環境下における最適な輝度になるようにバックライトを制御する。人の接近を周期的にモニタすることで、こまめに液晶ディスプレイ装置の電源供給をＯＮ／ＯＦＦし、省電力化となる光センサー付き液晶ディスプレイ装置を提供する。また、液晶ディスプレイ装置の稼働時間も減るため使用部品の寿命も延び、製品の信頼性も上がる。

本発明の実施の形態に係る光センサー付き液晶ディスプレイ装置の外観図本発明の光センサー付き液晶ディスプレイ装置の内部電気的構成図本発明の光センサー検出手順を示すフローチャート検出可能な周囲環境光である場合の代表的な検出値を示したグラフ検出不能な周囲環境光である場合の代表的な検出値を示したグラフ

本発明は液晶ディスプレイ装置前面に２個の同一で低価格な光センサーであるフォトダイオードを配置し、１個は、液晶ディスプレイ装置前面上部に配置し、上側方向の光を検出するように取り付け周囲環境光を検出できるようにし、もう１個は、液晶ディスプレイ装置前面下部に配置し、正面下部からの光を検出する方向に取り付け、いづれも照度を検出するようにした。光センサーの微少電圧を増幅する回路部は、光センサーは同一の物であるため、１つの増幅回路を共有できるようにし、アナログＳＷにより切り替えて信号を検出した。上部光センサー検出値と下部光センサー検出値の時系列変化を周期的にモニタすることで、人が液晶ディスプレイ装置前面に接近した場合、上部光センサーの検出値はほとんど変化しないが、下部光センサーの検出値は低下することで、液晶ディスプレイ装置の表示を制御する制御回路に電源供給し表示させる。さらに上部光センサー検出値により、周囲環境の照度を検出し、液晶ディスプレイのバックライトの輝度を制御し、無駄な電力を使用せず目に優しい明るさに設定した。また、周囲環境光が暗い場合、上部光センサーと下部光センサーの検出値の差がなくなり、人が液晶ディスプレイ装置前面に接近した時の変化を検出できないため、表示ＯＦＦ状態の場合は、液晶ディスプレイ装置が輝度を最大にした全白パターンを表示し、既に表示ＯＮ状態の場合は、液晶ディスプレイ装置の表示画面光を利用し、人が液晶ディスプレイ装置前面に接近していればその反射光で上部光センサーより下部光センサーの方が検出値は上昇することにより、人の接近を検出した。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る光センサー付き液晶ディスプレイ装置の一実施の形態を詳細に説明する。
図１は実施の形態に係る光センサー付き液晶ディスプレイ装置の外観図であり、光センサーの取り付け位置と人が液晶ディスプレイ装置前面に接近した時の模式的斜視図である。
液晶ディスプレイ装置１は、本体部分正面に液晶パネルの表示面２が設けられて映像を表示するようにしている。また、液晶ディスプレイ装置１は、背面にスタンド３が設けられて机上４に液晶パネルの表示面２が略垂直となるように本体部分を支持している。また、液晶ディスプレイ装置１の表示枠上側の中心位置には、周囲の光源８から入射する照度を検出できるようにし、また、人の接近や背の高さにより影響しないように、液晶パネルの表示面２の法線方向上側６０度の角度で光センサー５が取り付いている。もう一方で、液晶ディスプレイ装置１の表示枠下側の中心位置には、下方を向けて液晶ディスプレイ装置１の前面に人７が接近した時に周囲の光源８が遮られるように液晶パネルの表示面２の法線方向下側３０度の角度で光センサー６が取り付いている。どちらのセンサーも液晶ディスプレイ装置１の表面より奥に配置し、外乱光の影響が受けにくくしている。光センサー５と光センサー６は同一部品でありフォトダイオードまたはフォトトランジスタを使用している。液晶ディスプレイ装置１の前面に人が接近することで光センサー６の入射光は変化するが、光センサー５はほとんど影響がない方向に設置されているので、光センサー５，６の検出値の時系列変化を周期的にモニタすることで、液晶ディスプレイ装置１の前面に人が接近したことを検出することができる。
続いて図２により、液晶ディスプレイ装置１の内部電気的構成を説明する。光センサー５，６は、光センサー検出制御部３１に設けられているアナログスイッチ９に接続され、ＣＰＵ１２からの出力制御する光センサー選択信号１９により光センサー５または６を選択できる。光センサーからの検出信号はアナログスイッチ９を介して増幅回路１０で増幅されＣＰＵ１２の内部でＡ／Ｄ変換される。また、周囲の明るさにより増幅率を選択できるようにＣＰＵ１２は増幅率選択信号２０により増幅率選択回路１１の増幅率を選択できるようになっている。また光センサー５，６を同一の物を使用することで増幅回路１０および増幅率選択回路１１は１回路あればよい。一方光センサー５，６による照度の検出は常に一定の周期で検出し、検出信号の変化をモニタしなければならないため、アナログスイッチ９と増幅回路１０とＣＰＵ１２には、常に電源１７から待機時の電源供給２１を介して供給されている。この電源供給量は発信回路がないため低消費で実現できる。
続いて表示駆動を制御する構成について説明する。ビデオ入力コネクタ１８には、図示しないコンピュータからアナログＲＧＢ信号またはＤＶＩ信号２５が入力され、スケーラＩＣ１４に送出される。スケーラＩＣ１４は、入力されるアナログＲＧＢまたはＤＶＩ信号２５を自動で検出する機能があり、入力されるビデオ信号のタイミングから解像度を算出し、液晶の入力仕様に合うように、タイミングおよび表示データを変換する機能を持っている。また、アナログＲＧＢまたはＤＶＩ信号２５は、ＣＰＵ１２にも入力され、入力されるビデオ信号の有無をＣＰＵ１２も判断できる。ＣＰＵ１２は、入力されるビデオ信号の有無と光センサー５，６の検出値の結果より、表示動作を開始させるため、電源供給の制御をする表示駆動部電源供給制御信号２２を送出して、スケーラＩＣ１４への電源供給２６、インバータ１５への電源供給２４を介して電源を供給し表示動作を開始できるようにする。電源が供給され起動したスケーラＩＣ１４は、表示動作をするため、液晶パネル１３に液晶制御信号および表示データ２８を送出、液晶パネル１３に内蔵されたバックライトの輝度を制御駆動するインバータ１５にバックライト駆動および輝度制御信号２９と液晶パネル１３への電源供給を制御する液晶電源供給制御信号２７を送出しスイッチ素子１６をＯＮ／ＯＦＦ制御し、電源１７から出力され液晶電源供給３０を供給する。輝度を制御する情報は、ＣＰＵ１２からＣＰＵ／スケーラＩＣステータス情報信号２３を介してスケーラＩＣ１４に、光センサー５の検出値から換算した輝度制御データを送り制御している。
次に、本発明に係る光センサーによる検出手順を図２の光センサー付き液晶ディスプレイ装置の内部電気的構成図と図３の光センサー検出手順を示すフローチャートにより説明する。本発明に係る２個の光センサーによる人の検出方法は、光センサー５，６の検出値の時系列変化を周期的に計測し、人の接近を判断している。
液晶ディスプレイ装置にＡＣ１００Ｖが入力すると、待機時の電源供給２１が供給され、ＣＰＵ１２は起動し、入力されるビデオ信号の有無を検出する（Ｓ１）。ビデオ信号が入力されていなければ表示動作をすることはないので、表示ＯＦＦ状態のまま入力されるビデオ信号の有無を監視する（Ｓ１）。ＣＰＵ１２は、光センサーの時系列変化を一定周期ごとに検出するためのタイマー機能を備えており、検出開始時期を監視している（Ｓ２）。検出開始時期でなければ（Ｓ１）に戻り繰り返すが、検出開始時期であれば光センサー５，６を読み、ある一定以上の照度があるか、すなわち検出可能な周囲環境光があるか判定する（Ｓ３）。図４は、検出可能な周囲環境光がある場合の代表的な検出値を示したグラフである。光センサー５と光センサー６の検出値は、周囲環境光が入射しやすい光センサー５の方が大きくなる。Ｔ１期間は、液晶ディスプレイ装置前面に人が接近していない状態であり、人が接近するとＴ２期間が示すように、光センサー５の検出値の変化はないが、光センサー６は、液晶ディスプレイ装置前面の人が周囲環境光を遮るため検出値は低下する。低下する度合いは、周囲環境光の明るさや位置により差はあるが、明らかに低下することで判定できる。本液晶ディスプレイ装置は、過去の検出値を記憶するようにしているため（←）、過去のデータとの比較をしながら判定するようにしている（Ｓ４、Ｓ５）。上記判定基準により、光センサー５に対し光センサー６が一定以下に低下した場合、光センサー５の検出値から換算した周囲環境光によるバックライトの輝度制御データをＣＰＵ１２からＣＰＵ／スケーラＩＣステータス信号２３を介してスケーラＩＣ１４に転送する。スケーラＩＣ１４は、バックライト駆動および輝度制御信号２９を介してインバータ１５の輝度を制御し、液晶電源供給制御信号２７により液晶電源供給３０を供給し、液晶制御信号および表示データ２８を送り液晶パネル１３は表示される（Ｓ６）。また、その時の検出値を記憶しておく（Ｓ６）。一方、人が離れた場合、Ｔ３期間のように光センサー６は上昇し、表示ＯＦＦの動作をしてその時の検出値を記憶するようにしている（Ｓ７）。以上のフローを繰り返し実施する。
次に、検出可能な周囲環境光がなかった場合について説明する。図５のように、光センサー５，６共に検出値が低く人が接近しても変化しない場合（Ｔ４、Ｔ６）、現在の表示状態は記憶しているため、表示ＯＦＦであれば、ある期間発生するタイマーにより、強制的に全白画面を表示させる（Ｓ９、Ｓ１０）。光センサー５は、上方向からの光を検出するように配置しているため液晶画面を表示させても検出値に変化はないが、光センサー６は、人の接近により反射光を検出することができ、光センサー５の検出値より大きくなることで人の接近を判断し、表示ＯＮ起動させる（Ｓ１１、Ｔ５）。環境光が暗く表示がＯＮされている状態であれば、全白画面を表示させたほど差は出ないが、光センサー５よりも光センサー６の方が上回ることは間違いなく、時系列変化を記憶することで判定できる。

Claims

文字や図形の表示に使用される液晶ディスプレイ裝置であって、該液晶ディスプレイ裝置の表示面側の筐体部上側と下側に、同一の光センサーを設け、使用者が前記液晶ディスプレイ裝置に近づいたときに、前記上側光センサーと、下側光センサーが感知する明暗を、時系列変化を周期的に計測し、該計測した値を前記制御部に設けた記憶裝置に格納し、予め制御部の記憶装置に格納されている閾値とを比較し、前記閾値を越えている場合に、液晶ディスプレイ裝置の電源をオンとすることを特徴とする光センサー付き液晶ディスプレイ裝置。