JP2015095133A - パワーオーバーイーサネット(登録商標)対応受電装置およびパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
IEEE802.3atにおいて、給電装置は、最大30Wの電力を送信可能であり、受電装置は、最大25.5Wの電力を使用可能である。以下、IEEE802.3atは、「PoE+」と記載している場合がある。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
図1は、本実施形態における液晶ディスプレイ1を示す概略の構成図である。
図1に示すように、液晶ディスプレイ1は、スケーラ2と、電源基板3と、DVI(Digital Visual Interface)端子4と、記憶部5と、スイッチ基板6と、LED(Light Emitting Diode)7と、液晶パネル8と、液晶パネルバックライト81を備え、ネットワークケーブル(LANケーブル)で給電装置9に接続されている。液晶ディスプレイ1は、IEEE802.3af規格とIEEE802.3at規格とUPoE規格とに対応する。すなわち液晶ディスプレイ1は、パワーオーバーイーサネット(登録商標)対応であり、給電装置9から受電した電力によって駆動する。
給電装置9は、例えばIEEE802.3af規格とIEEE802.3at規格とUPoE規格の給電機能を備えたハブ装置である。しかし、これに限られず、給電装置9は、例えばIEEE802.3af規格とIEEE802.3at規格の給電機能や、IEEE802.3af規格のみに対応した給電機能を備えていていてもよく、ハブ装置以外であってもよい。
スイッチ素子Q1は、例えば電界効果トランジスタであり、スケーラ2からPOWER_ON信号を受けて、液晶パネル8にDC+5V電源を供給する。
電源基板3は、給電装置9からネットワークケーブルを介して電力の供給を受けて、この液晶ディスプレイ1の各部に電力を供給するものである。電源基板3の詳細は、後記する図2で詳細に説明する。
記憶部5は、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などに代表される不揮発性メモリであり、OSD(On Screen Display)上でユーザに設定された情報などを記憶するためのものである。記憶部5に格納される情報は、例えばバックライトの輝度、ディスプレイの表示タイミング、R・G・Bゲイン、ファームウェアの情報などである。
スイッチ基板6は、電源ボタンやOSDを操作するためのボタンであり、ユーザの操作を受け付けて液晶ディスプレイ1自身の設定を行うものである。スイッチ基板6は、例えば、複数の静電スイッチであり、メニューキーと、左右1組のカーソルキーと、インプットキーと、電源キーとを含んで構成される。
液晶パネル8は、LVDSで伝送された映像信号を表示するものである。液晶パネルバックライト81は、例えばLEDで構成される光源であり、電源基板3が出力するバックライト点灯電圧が印加される。液晶パネル8と液晶パネルバックライト81とは、電源基板3が受けた電力で発光するディスプレイを構成する。液晶ディスプレイ1全体の消費電力に占める液晶パネルバックライト81の消費電力の割合は比較的大きい。よって、液晶パネルバックライト81の輝度を制限することにより、この液晶ディスプレイ1全体の消費電力を好適に制限できる。液晶ディスプレイ1が電源オン状態であり、かつ、PoE+動作時またはUPoE動作時(通常動作状態)ならば、液晶パネルバックライト81の輝度は制限されない。液晶ディスプレイ1が電源オン状態であり、かつ、PoE動作時またはLLDPネゴシエーション動作時(低消費電力動作状態)ならば、液晶パネルバックライト81の輝度は制限される。
図2に示すように、電源基板3は、パルストランス311と、ダイオードブリッジ312と、トランス313と、整流平滑素子314と、DC/DCコンバータ315と、レギュレータ316と、バックライト電圧出力整流回路317とを備えている。電源基板3は更に、PDコントローラ32と、イーサネット(登録商標)マイコン33と、PWMコントローラ34とを備えている。以下、イーサネット(登録商標)マイコン33を、「イーサネットマイコン33」と記載する。
パルストランス311は、給電装置9から供給された電力と送信された信号とを分離し、電力をダイオードブリッジ312に供給し、信号をイーサネットマイコン33に転送する。
トランス313は、DC+12V電源を生成するためのパルス電源である。トランス313は、整流平滑素子314とPDコントローラ32とに接続される。
整流平滑素子314は、例えば電界効果トランジスタと電解コンデンサであり、トランス313が印加した電圧を平滑化して整流するものである。整流平滑素子314が整流したDC+12V電源は、DC/DCコンバータ315とバックライト電圧出力整流回路317とに供給される。
DC/DCコンバータ315は、DC+12V電源からDC+5V電源に変換するものである。このDC+5V電源は、レギュレータ316に供給されると共に、この液晶ディスプレイ1の各部に供給される。
PDコントローラ32は、図1に示す給電装置9(PSE)から電力供給を受けるための制御を行うものであり、かつ、給電装置9の給電能力を判断する判断部である。PDコントローラ32は、ダイオードブリッジ312とトランス313とに接続され、イーサネットマイコン33にPoEステータス信号を出力する。PoEステータス信号は、1ビットの信号であり、PoE+動作時またはUPoE動作時(通常動作状態)ならばHレベルであり、PoE動作時またはLLDPネゴシエーション動作時(低消費電力動作状態)ならばLレベルである。
PWMコントローラ34は、バックライト電圧出力整流回路317をフィードバック制御するものである。PWMコントローラ34は、バックライト電圧出力整流回路317に対してPWM信号を出力する。PWMコントローラ34は、スケーラ2(図1参照)からバックライトONの信号が入力されると、輝度設定値信号の大きさに応じたバックライト点灯電圧が出力されるように、所定デューティのPWM信号をバックライト電圧出力整流回路317に出力する。
バックライト電圧出力整流回路317は、DC+12V電源から、液晶パネルバックライト81の点灯用の直流電圧を生成するものである。バックライト電圧出力整流回路317は、PWMコントローラ34が出力するPWM信号のデューティに応じて、バックライト点灯電圧を生成する。これにより、この液晶ディスプレイ1の輝度を制御することができる。
図1に示したように、液晶ディスプレイ1が給電装置9に接続されたならば、図3の処理を開始する。このとき、スケーラ2の不図示の不揮発性記憶部には、この液晶ディスプレイ1に充分な電力が供給されたときの輝度情報が、「元の輝度」の情報として格納されている。
ステップS10〜S15は、分類フェーズである。
ステップS10において、PSE(給電装置9)は、受電装置であるPDコントローラ32(図2参照)を検出する。
ステップS11において、PSE(給電装置9)は、イベント分類を行う。イベントが1イベントならば、ステップS12に分岐し、イベントが2イベントならば、ステップS14に分岐する。
ステップS12において、PSE(給電装置9)は、15.4Wの給電を開始する。
ステップS13において、スケーラ2は、LCDが12.95W以下の消費電力となる輝度で動作を開始し、ステップS16の処理に分岐する。
ステップS15において、スケーラ2は、LCDが25.5W以下の消費電力となる輝度で動作を開始し、ステップS16の処理に分岐する。
ステップS16において、イーサネットマイコン33は、PSE(給電装置9)に対して通信によりLLDPネゴシエーションし、必要とする電力を要求する。このネゴシエーションにより、イーサネットマイコン33は、PSEが給電可能な電力を知ることができる。
ステップS17において、イーサネットマイコン33は、PSE(給電装置9)が要求電力を給電可能であるか否かを判断する。ここで要求電力は、規格で定められた所定値であり、例えばUPoEでは最大51Wであり、PoE+では最大25.5Wである。
PSEは、給電能力をイーサネットマイコン33に通知する。イーサネットマイコン33は、PSEが通知した給電能力が要求電力以上であり、よって要求電力を給電可能と判断したならば(Yes)、ステップS18の処理を行い、PSEの給電能力が要求電力未満であり、よって要求電力を給電不能と判断したならば(No)、ステップS20の処理を行う。
ステップS18において、イーサネットマイコン33は、スケーラ2に対して液晶パネルバックライト81(LCD)を元の輝度に変更するように指示する。
ステップS19において、スケーラ2は、液晶パネルバックライト81(LCD)を元の輝度で動作させてステップS16の処理に戻り、これらの処理を所定のLLDP更新頻度で繰り返す。
ステップS21において、スケーラ2は、液晶パネルバックライト81(LCD)が使用可能電力以下となる輝度で動作する。ステップS21の処理が終了すると、ステップS16の処理に戻り、これらの処理を繰り返す。
このように制御することで、イーサネットマイコン33がPSE(給電装置9)から30Wを供給される前であっても、スケーラ2は、液晶パネルバックライト81を点灯させることができる。スケーラ2は更に、給電装置9の給電能力が変化したならば、給電装置9の給電能力に応じた輝度制限とすることができる。
液晶ディスプレイ1が給電装置9に接続されて15.4Wが供給されたならば、イーサネットマイコン33は、図4の処理を開始する。
ステップS30において、イーサネットマイコン33は、自身を初期化する。この初期化処理において、IEEE802.3at規格とUPoE規格のネゴシエーションが実行される。
ステップS31において、イーサネットマイコン33は、PSE(給電装置9)に対してUPoE対応情報を送信する。これにより、イーサネットマイコン33は、自身(液晶ディスプレイ1)がPSEに接続されたならば、PSE側からのフレームを待つことなく、すぐさまLLDPによる通信ネゴシエーションを開始可能である。
ステップS32において、イーサネットマイコン33は、PSE(給電装置9)からフレームを受信する。
ステップS34において、イーサネットマイコン33は、受信したフレームを解析する。
ステップS35において、イーサネットマイコン33は、PSE(給電装置9)がUPoE対応であるか否かを判断する。イーサネットマイコン33は、PSEがUPoE対応であると判断したならば(Yes)、ステップS36の処理を行い、PSEがUPoE対応でないと判断したならば(No)、ステップS39の処理を行う。
ステップS37において、イーサネットマイコン33は、所定フレームの通信が完了したか否かを判断する。イーサネットマイコン33は、所定フレームの通信が完了したならば(Yes)、ステップS38の処理を行い、所定フレームの通信が完了しなかったならば(No)、ステップS39の処理を行う。
ステップS38において、イーサネットマイコン33は、PoEステータスにより、スケーラ2に60W給電可能を通知する。
ステップS39において、イーサネットマイコン33は、送信後30秒経過したか否かを判断する。イーサネットマイコン33は、送信後30秒経過しなかったならば(No)、ステップS32の処理に戻り、送信後30秒経過したならば(Yes)、ステップS31の処理に戻る。以下、イーサネットマイコン33は、ステップS31〜S39の処理をLLDP更新頻度で設定された間隔で周期的に繰り返す。LLDP更新頻度は、デフォルト値が30秒であり、かつ、所定の手順により変更が可能である。これにより、イーサネットマイコン33は、この液晶ディスプレイ1が給電装置9に接続されているならば、周期的に給電装置9との間で通信を行って給電能力を判断することができる。
同様に液晶ディスプレイ1は、給電装置9の給電能力がダウンして充分な電力が供給されなくなった場合であっても、使用可能な電力に応じて輝度を制限することにより、自身の動作を継続することができる。この輝度制限には、例えば、輝度を最小輝度に固定して変更不能とすることを含んでいる。
液晶ディスプレイ1が給電装置9に接続されて15.4Wが供給されたならば、イーサネットマイコン33は、図5のLED表示処理を開始する。
ステップS40において、スケーラ2は、パワーセーブ状態であるか否かを判断する。スケーラ2は、パワーセーブ状態ならば(Yes)、ステップS42の処理を行い、パワーセーブ状態でないならば(No)、ステップS41の処理を行う。
ステップS41において、スケーラ2は、映像信号が入力されているか否かを判断する。スケーラ2は、映像信号が入力されていると判断したならば(Yes)、ステップS43の処理を行い、映像信号が入力されていないと判断したならば(No)、ステップS42の処理を行う。
ステップS43において、スケーラ2は、PoEステータスを判断する。スケーラ2は、PoEステータスがPoE動作中またはLLDPネゴシエーション中であると判断したならば、ステップS44の処理を行い、PoEステータスがPoE+動作中またはUPoE動作中であると判断したならば、ステップS45の処理を行う。
ステップS44において、スケーラ2は、LED7をピンク色に表示し、ステップS40の処理に戻る。
ステップS45において、スケーラ2は、LED7を青色に表示し、ステップS40の処理に戻る。
これにより液晶ディスプレイ1は、スケーラ2による自身の輝度制限に応じた情報を表示することができる。
図6に示すOSD設定画面は、液晶パネル8上に表示される。スケーラ2は、左右カーソルキーのうち片方の押下が検知されると、このOSD設定画面を表示する。このOSD設定画面は、給電機器がPoE対応であり、液晶ディスプレイ1の使用可能電力が12.95Wの場合を示している。
中段の左側のアイコンは、輝度設定を示しており、図6では無効表示されている。この輝度設定アイコンの右側の棒グラフは、液晶パネルバックライト81の輝度設定を示しており、輝度設定アイコンと同様に無効表示されている。この輝度設定の無効表示により、液晶ディスプレイ1は、現在の輝度が変更不能であることをユーザに示している。
下段の左側のアイコンは、電源スイッチを示している。この電源スイッチアイコンの右側の棒グラフは、オフタイマ時間の設定を示している。ここでは、「切」と表示されているので、オフタイマは設定されていない。
変形例の液晶ディスプレイ1は、接続される給電装置9がPoE+対応ならば輝度設定可能範囲が0から50であり、接続される給電装置9がUPoE対応ならば輝度設定可能範囲が0から100である。
変形例のスケーラ2は、接続される給電装置9がPoE+対応であり、液晶パネルバックライト81の輝度が制限されているならば、液晶パネルバックライト81のマニュアル設定画面における輝度設定可能範囲を0から50に制限する。これにより、液晶ディスプレイ1は、ユーザに対して、液晶パネルバックライト81の故障ではなく、液晶パネルバックライト81の輝度が制限されていることを示すことができる。
図7に示すOSD設定画面は、給電機器がPoE+対応であり、液晶ディスプレイ1の使用可能電力が25.5Wの場合を示している。液晶ディスプレイ1の輝度は最大の50に設定されている。このとき、液晶ディスプレイ1は、右カーソルキーが押下され、更に輝度設定を増加するようにユーザから指示されている。
図7に示すように、中段の輝度設定アイコンと輝度の棒グラフは、有効表示されている。右カーソルキーが押下と共に、棒グラフの下側の表示画面にはガイダンスが表示される。このガイダンスは、給電装置9の給電能力を示す「IEEE802.3at対応装置接続中」の文言と、最大輝度を更に増加させるための「ヒント:UPoE対応装置に接続すると最大輝度50以上に設定可能。」の文言を含んでいる。これにより、液晶ディスプレイ1は、ユーザに現在の輝度制限の原因と、その解決手段とを文言で示すことができる。
(a) 本発明のディスプレイは、液晶方式に限定されず、ブラウン管方式、有機EL(Organic Electro-Luminescence)方式、プラズマ方式のディスプレイなどに適用してもよい。
(c) 本発明のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応受電装置と、その省電力モードは、液晶ディスプレイにおける輝度制限に限定されない。例えば、ディスプレイにおけるスピーカの音量制限またはミュートや、IP電話における音量制限や、無線LANアクセスポイントにおける電波強度制限や、WEBカメラにおける照明光量の制限や、WEBカメラにおけるフレームレート制限や、WEBカメラにおける画素数制限などに適用してもよい。
(d) 液晶ディスプレイ1が輝度制限に応じた情報を表示するのは、LED7に限定されず、液晶パネル8上にOSDで表示したり、スピーカを介して音声や警告音で報知してもよい。これにより、LED7の色で示すよりも更に判りやすく、ユーザに輝度制限を知らせることができる。
2 スケーラ (制御部)
3 電源基板 (受電部)
311 パルストランス
312 ダイオードブリッジ
313 トランス
314 整流平滑素子
315 DC/DCコンバータ
316 レギュレータ
317 バックライト電圧出力整流回路
32 PDコントローラ (判断部)
33 イーサネットマイコン (判断部)
34 PWMコントローラ
4 DVI端子
5 記憶部
6 スイッチ基板
7 LED (表示部)
8 液晶パネル (ディスプレイ、表示部)
81 液晶パネルバックライト (ディスプレイ、表示部)
9 給電装置
Claims (11)
- 給電装置からネットワークケーブルを介して電力の供給を受ける受電部と、
前記給電装置の給電能力を判断する判断部と、
前記給電装置の給電能力よりも自身の消費電力が多いと判断したならば、自身の動作モードを、前記給電装置の給電能力に応じた省電力モードに変更する制御部と、
前記制御部が変更した動作モードに応じた情報を表示する表示部と、
を有することを特徴とするパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応受電装置。 - 前記判断部は、前記給電装置に接続されたことを検知したならば、前記給電装置に対して給電能力をネゴシエーションする通信フレームを送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応受電装置。 - 前記判断部は、前記給電装置に接続されているならば、周期的に前記給電装置との間で通信を行って給電能力を判断し、
前記制御部は、前記給電装置の給電能力が変化したならば、自身の動作モードを、前記給電装置の給電能力に応じて変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応受電装置。 - 給電装置からネットワークケーブルを介して電力の供給を受ける受電部と、
前記給電装置の給電能力を判断する判断部と、
前記給電装置の給電能力よりも自身の消費電力が多いと判断したならば、自身の動作項目のいずれかを、前記給電装置の給電能力に応じた省電力動作に変更する制御部と、
前記動作項目の省電力動作に応じた情報を表示する表示部と、
を有することを特徴とするパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記判断部は、前記給電装置に接続されているならば、周期的に前記給電装置との間で通信を行って給電能力を判断し、
前記制御部は、前記給電装置の給電能力が変化したならば、前記動作項目を、前記給電装置の給電能力に応じた動作に変更する、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記受電部が受けた電力で発光するディスプレイを更に有しており、
前記制御部が省電力動作に変更する前記動作項目は、前記ディスプレイの輝度である、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記受電部が受けた電力で動作するスピーカを更に有しており、
前記制御部が省電力動作に変更する前記動作項目は、前記スピーカの音量である、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記制御部は、前記動作項目が前記給電装置の給電能力に応じた省電力動作に変更されているならば、マニュアル設定画面における前記動作項目を無効表示する、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記制御部は、前記動作項目が前記給電装置の給電能力に応じた省電力動作に変更されているならば、マニュアル設定画面における前記動作項目の設定可能範囲を制限する、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記制御部は、マニュアル設定画面における前記動作項目に、前記判断部が判断した前記給電装置の給電能力を併せて表示する、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。 - 前記制御部は、前記動作項目が前記給電装置の給電能力に応じた省電力動作に変更されており、かつ、マニュアル設定画面において、前記動作項目が設定可能範囲の上限を超えるように入力指示された際にガイダンスを表示する、
ことを特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載のパワーオーバーイーサネット(登録商標)対応ディスプレイ。
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