JP5193363B2

JP5193363B2 - ディスプレイ・デバイス

Info

Publication number: JP5193363B2
Application number: JP2011512257A
Authority: JP
Inventors: ベルケイ，チェンギツ; オスマン，オスマン
Original assignee: アルチュリク・アノニム・シルケチ
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-06-01
Also published as: CN102057558A; US8411076B2; WO2009147609A1; KR20100139089A; CN102057558B; EP2283568A1; US20110080338A1; JP2011526776A; KR101274523B1

Description

本発明は、スタンバイ・モードにおける電力消費が低減されるディスプレイ・デバイスに関する。

新世代の電子デバイスではスイッチ・モード電源（ＳＰＭＳ、switch mode power supply）を用い、デバイスがアクティブに使用されていない場合に、電力の節約が行われる。デバイスは、オンにされているときには、ノーマル・モード（通常モード）で動作する。このモードでは、デバイスがその全ての動作を行うために必要とする電力は、本線の電源（mains supply、本線電源）から供給される。スタンバイ・モードでは、本線電源がカットオフ（切断）され、デバイスを再始動させるのに適している基本的ユニット（例えば、マイクロプロセッサ）のみへ、最小限の電力が供給される。しかしながら、それらのデバイスは、少ない電力ではあるが、スタンバイ・モードでも絶えず電力を本線電源から引き出し、エネルギを消費する。更に、スタンバイ・モードの電源回路においてＡＣ／ＤＣ変換器を用い、スタンバイ・モードにおいて必要な電力を提供することにより、電源回路の効率を低下させることになり、電力消費が増加する。

米国特許第ＵＳ６３３０１７５号は、当該技術における、スタンバイ・モードにおける電力消費を低減するための応用について説明している。その発明では、スタンバイ・モードに切り替えられたときに、予めエネルギが蓄積されたユニットを使用してマイクロプロセッサへエネルギを供給し、それによりマイクロプロセッサはスタンバイ・モードにおいても動作を継続する。従って、スタンバイ・モードにおける電力消費が低減される。

米国特許第ＵＳ６３３０１７５号

本発明の目的は、スタンバイ・モードにおける電力消費をゼロに低減するディスプレイ・デバイスを提供することである。

本発明の目的を満たすために開発され、特許請求の範囲の請求項で開示されるディスプレイ・デバイスは、スタンバイ・モードにおいて本線電源から電流を引き出さないが、リモート・コントロールにより必要なときにターンオンすることができる。この目的に必要とされる低い電力は、デバイスに配置されたバッテリにより供給される。バッテリの電圧は、スタンバイ・モードにおいてバッテリから引き出される電流を最小にするように制御され、従って、バッテリの寿命を最大化するように制御される。バッテリの電圧が低減してなくなりかけたとき、ユーザに対して警告が発せられ、必要とされる低いエネルギが本線電源から供給される。従って、デバイスがスタンバイ・モードにあるとき、電力は本線電源から引き出されず、バッテリのエネルギが効率的に使用されることと、バッテリの寿命がきて電圧が低下した場合でもデバイスが問題なく動作を継続することとが、保証される。

本発明の目的を満たすように開発されたディスプレイ・デバイスが、添付の図面に示されている。

図１は、本発明のディスプレイ・デバイスおよびスタンバイ・モード回路の概略図である。

図面に示すコンポーネントには、
１．ディスプレイ・デバイス
２．主マイクロプロセッサ
３．スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ
４．受信機
５、１０５．ダイオード
６．バッテリ
７．変換器
８、１０８．スイッチ
９．リレー
１０．制御回路
１１．制限回路
のように番号が付される。

本発明のディスプレイ・デバイス（１）は、回路およびそのコンポーネントを制御する主マイクロプロセッサ（２）と、スタンバイ・モードにおいて電源を制御するスタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）と、リモート・コントロールにより送られる赤外線（ＩＲ）信号を受信し、その信号をスタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）へ送る受信機（４）と、２つのダイオード（５、１０５）と、スタンバイ・モードにおいて電源として使用されるバッテリ（６）と、バッテリ（６）電圧からスタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）を得ための変換器（７）と、受信機（４）の供給をオン／オフするために使用されるスイッチ（８）と、ユーザによりスタンバイ・モードをオン／オフするために使用されるスイッチ（１０８）と、本線電源の自動カットオフに使用されるリレー（９）と、リレー（９）のオン／オフを制御する制御回路（１０）と、スイッチ（８）と並列に接続され、受信機（４）をオン／オフする間に受信機（４）から過剰な電流が引き出されるのを妨げる制限回路（limiting circuit）（１１）とを備える（図１）。

スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、電力消費を低減するように、スタンバイ・モードにおける機能を制御するマイクロプロセッサである。そのため、ディスプレイ・デバイス（１）がスタンバイ・モードにあるとき、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）には、ノードＡで、スタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）が継続的に供給される。スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、ＩＲ受信機（４）電源をオン／オフするために使用されるスイッチ（８）の制御、および本線電源（ＳＭＰＳ）の入力（Ｂ）に接続されたリレー（９）をオン／オフするために使用される制御回路（１０）の制御を可能とし、かつ、受信機（４）から入来するコマンド信号の評価を可能とし、特別なタイマを用いてその信号を主マイクロプロセッサ（２）へ送ることを可能とする。更に、これは、バッテリ（６）の電圧の測定、および測定された電圧値に基づいての変換器（７）の制御を行う。

ＩＲ（赤外線）受信機（４）は、赤外線信号を受信し、それらの信号をスタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）へ送信するユニットであり、赤外線信号は、リモート・コントロールによりディスプレイ・デバイス（１）へ送られるものであり、機能コマンド（例えば、オン／オフ、チャンネル切り替えなど）を含む。スタンバイ・モードへ切り替えるため、およびスタンバイ・モードから抜け出すためのコマンドを受信するために、ＩＲ受信機（４）は、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）と同様に、スタンバイ・モードにおいて継続的に動作する。従って、受信機（４）がスタンバイ・モードへと切り替えられると、スタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）が供給される。

スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）および受信機（４）へは、ディスプレイ・デバイス（１）がオンのときには、即ち、通常動作モードのときには、スイッチ・モードの電源を介して受信したＢノードでの本線電源電圧（Ｖｓｍｐｓ）が供給され、ディスプレイ・デバイス（１）がスタンバイ・モードへと切り替えられたときには、バッテリ（６）により供給されるＣノードでのバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が供給される。２つの供給入力（Ｂ、Ｄ）のそれぞれに、１つのダイオード（５、１０５）が接続される。ディスプレイ・デバイス（１）が通常動作モードにあるとき、本線電源の入力（Ｂ）に接続されたダイオード（５）は、電流が通ることを可能にし、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）および受信機（４）へ電力を供給する。通常動作モードでは、本線電源の電圧（Ｖｓｍｐｓ）がバッテリ電圧よりも高いので、ラインの入力へ接続されてバッテリからの供給を可能にするダイオード（１０５）は、バッテリ（６）と回路との接続を阻止し、バッテリ（６）から電流が引き出されるのを防ぐ。

スタンバイ・モードにおいて電源として使用されるバッテリ（６）は、スタンバイ・モードにおいて、ダイオード（１０５）を介してスタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）および受信機（４）へ電力を供給する。バッテリ（６）のエネルギは時間の経過とともに消耗するので、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）は時間とともに変化する。そのため、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）は、スタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）として直接的に使用されない。バッテリ（６）のエネルギを効率的に使用するため、およびバッテリ（６）の寿命を延ばすために、バッテリ（６）の正の端子（Ｃノード）と、スタンバイ・モードにおいて供給を受ける回路の入力に接続されたダイオード（１０５）の正の端子（Ｄノード）との間で、ＤＣ／ＤＣ変換器（７）が使用される。スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）により制御されるＤＣ／ＤＣ変換器（７）は、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）をスタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）に変換する。

スタンバイ・モードにおいて消費される電力の多くの部分は、受信機（４）により使用されるものである。そのため、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、スタンバイ・モードにおいて、受信機（４）を周期的にオン／オフして動作させる。受信機（４）電源のオン／オフは、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）により、受信機（４）の接地端子（ＧＮＤ）と接地との間に配置されたスイッチ（８）をオン／オフすることにより、行われる。受信機（４）がオン／オフされる間隔は、電力消費を最小化しつつも、リモート・コントロールを介して送信されたコマンドを受け取り損ねないような間隔に、調節される。例えば、赤外線データ通信において一般的に用いられるＲＣ５プロトコルを基礎とするリモート・コントロールの応用では、受信機（４）は、０．１５秒の間オンに維持され、０．８５秒の間オフに維持される。スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、スイッチ（８）を、それらの時間間隔に適した周波数（頻度）でオン／オフさせる。このようにすると、リモート・コントロールから入来するコマンドを検出する時間は長くならず、ユーザは、コマンドを送信するためにリモート・コントロール上のキーを１回より多く、または長い時間にわたって、押す必要がない。

オン／オフの動作は適した頻度で行い、受信機（４）の接地端子での電圧が完全にゼロに低下しないようにする。そのために、並列の電流制限回路（１１）が使用される。このようにすると、受信機（４）の自動利得制御（ＡＧＣ）の値が維持され、受信機（４）がリモート・コントロールの信号の検出に失敗する可能性が最小化される。

ディスプレイ・デバイス（１）がリモート・コントロールからコマンドを受信して通常動作モードからスタンバイ・モードへ切り替わると、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、制御回路（１０）へリレー（９）をオフにするようにコマンドを送信し、本線電源の入力（Ｂ）に接続されたリレー（９）は、制御回路（１０）によりオフにされる。このようにすると、スタンバイ・モードにおいて本線電源から誤って電流を引き出すことが妨げられ、それにより本線電源から引き出される電力がゼロとなることが保証される。

スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、余分なエネルギ損失を避けるために、受信機（４）から入来する信号を、スタンバイ・モードにおいて直接にフレームへ送信しない。そのために、特別のタイミングが用いられる。スタンバイ・モードから出ることを指示するコマンドを検出すると、制御回路（１０）はリレー（９）をオフにし、フレーム電圧が或る電圧まで上昇すると、コマンド信号がフレームへ送信される。他のコマンドが主マイクロプロセッサ（２）へ送信されないので、エネルギが節約される。

ディスプレイ・デバイス（１）がスタンバイ・モードで動作するとき、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）によりバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が測定されて、その電圧の変化が監視される。バッテリ電圧が一定の電圧よりも低下したと判定された場合、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、ディスプレイ・デバイス（１）を、スタンバイ・モードから「アクティブ・スタンバイ」モードへ切り替える。即ち、電力が本線電源電圧（Ｖｓｐｍｓ）から供給されることを可能にする。バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）は、バッテリ（６）から引き出される電流に基づいて測定される。しかしながら、その電流が非常に低い値である場合、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）を正確に測定するのは困難である。例えば、長期にわたってＬｉＳＯＣ１２バッテリから少量の電流を引き出す場合、バッテリの内部抵抗は高い値にまで上昇し、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）がバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）を測定しているときに誤った結果が得られる可能性がある。測定におけるこのような種類の誤りを避けるために、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）を測定する前に、受信機（４）からスタンバイ・モードを出ることを指示するコマンドが受信されたときに形成される電流を模倣する。例えば、切り替えられることなく、マイクロプロセッサ（３）はスタンバイ・モードから完全に出て、ＩＲ受信機（４）へは完全に供給がなされる。更に、電流は、特に、マイクロプロセッサ（３）の或る汎用入出力ポート（ＧＰＩＯ）へ供給される。このようにして、バッテリの電圧がなくなっているにもかかわらず満杯と検出されることや、スタンバイ・モードにおいて次の使用時に問題に面することが、避けられる。

バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が一定レベルより下になったと判定されると、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、ユーザ対して音声的に及び／又は視覚的に警告を行うための信号を生成し、その信号を主マイクロプロセッサ（２）へ送る。その信号を画面及び／又はスピーカによりユーザに示すと、ユーザには、バッテリが低い状態になっていることが知らされ、バッテリ（６）を交換するように警告がなさる。

スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）が、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が不十分であると判定すると、ＤＣ／ＤＣ変換器（７）が増幅器として機能することを可能にする。このようにすると、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）は増幅され、必要とされるスタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）が得られる。

バッテリ（６）が低い状態になっているという警告があっても、バッテリが交換されず、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）がスタンバイ・モードで供給するには低すぎる状態になった場合、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、ディスプレイ・デバイス（１）を「アクティブ・スタンバイ」モードに切り替える。このモードでは、スタンバイ・モードにおいて消費される低いエネルギは、本線電源から供給される。従って、バッテリ（６）の電圧が、スタンバイ・モードにおいて使用するには低すぎる状態にまで低下しても、ディスプレイ・デバイス（１）は、スタンバイ・モードで問題なく動作を継続することができる。

また、「アクティブ・スタンバイ」モードは、電力消費の非常に多い機能（例えば、タイマ）を、ディスプレイ・デバイス（１）のスタンバイ・モードにおいて動作させる場合にも用いられる。スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（１）が、バッテリ（６）から引き出される電流が一定レベルより上であると判定した場合、ディスプレイ・デバイス（１）をアクティブ・スタンバイ・モードに切り替える。このようにすると、スタンバイ・モードにおいて消費されるエネルギが低減され、それによりバッテリ（６）の寿命が延ばされる。

本発明のディスプレイ・デバイス（１）は、バッテリ（６）を使用することにより、およびスタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）がスタンバイ・モードにおいて機能を行う際に電力消費を最小化するように動作することにより、本線電源から電力を引き出さずにスタンバイ・モードで動作することができる。スタンバイ・モードにおける電力消費は、スタンバイ・モードにおいて受信機（４）へ電力が周期的に供給されることと、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が常に監視され、バッテリ電圧が一定値より下になったときにＤＣ／ＤＣ変換器（７）の利得値が調節されることと、必要なときに「アクティブ・スタンバイ」モードへと切り替えられることと、バッテリ（６）から引き出される電流が一定レベルより上であると判定されたときに「アクティブ・スタンバイ」モードへと切り替えられることと、バッテリ供給されるスタンバイ・モードにおいてリレー（９）がオンにされ、本線電源の接続がカットオフされることとにより、最小化される。従って、使用されるスタンバイ・モード回路は、バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）とバッテリ（６）から引き出される電流との双方に従って変化するように動作し、このようにして、スタンバイ・モードにおいて考えられ得る最大のエネルギの節約が達成される。

この基本原理の枠組み内で、ディスプレイ・デバイス（１）の様々な応用を開発することができる。本発明は、本質的には特許請求の範囲に従うものであり、明細書に示した例に限定されるものではない。

Claims

通常動作モードと、エネルギ消費の少ないスタンバイ・モードおよびアクティブ・スタンバイ・モードとで動作可能なディスプレイ・デバイス（１）であって、
回路およびそのコンポーネントを制御する主マイクロプロセッサ（２）と、スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）と、リモート・コントロールにより送信される赤外線（ＩＲ）信号を受信し、その信号をスタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）へ送信する受信機（４）と、スタンバイ・モードにおいて電源として使用されるバッテリ（６）と、前記バッテリ（６）の電圧からスタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）を得るためのＤＣ／ＤＣ変換器（７）とを備え、
前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を備えること特徴とするものであり、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、スタンバイ・モードにおいて、前記バッテリ（６）の電圧（Ｖｂａｔ）および前記バッテリ（６）から引き出される電流を常に測定し、それらの値の変化に従って、前記受信機（４）の供給の制御および前記ＤＣ／ＤＣ変換器（７）の利得値の調整の制御を行う、
ディスプレイ・デバイス。
請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記赤外線を受信する受信機（４）が、スタンバイ・モードにおいてスタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）を供給され、スタンバイ・モードへ入るコマンドおよびスタンバイ・モードから出るコマンドを受信する、ディスプレイ・デバイス。
請求項１または２に記載のディスプレイ・デバイスであって、ダイオード（５）を特徴とし、前記ダイオードの正の端子が、本線電源の入力（Ｂ）に接続され、負の端子が、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）および前記受信機（４）への供給を行うノード（Ａ）に接続され、前記本線電源から入来する電流がＡ方向にのみ通過できるようにする、ディスプレイ・デバイス。
請求項１ないし３の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、ダイオード（１０５）を特徴とし、前記ダイオードの正の端子が、前記変換器（７）の出力（Ｄ）に接続され、負の端子が、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）および前記受信機（４）への供給を行うノード（Ａ）に接続され、スタンバイ・モードにおいて前記変換器（７）から入来する電流がＡ方向にのみ通過できるようにし、前記通常動作モードおよび前記アクティブ・スタンバイ・モードにおいて前記バッテリ（６）と前記回路との接続を妨げ、前記バッテリ（６）から電流が引き出されるのを妨げる、ディスプレイ・デバイス。
請求項１にいし４の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、スイッチ（８）を特徴とし、前記スイッチは、受信機（４）の接地端子（ＧＮＤ）と接続との間に配置され、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）によりオン／オフされるものであり、前記受信機（４）へは周期的に電力が供給され、スタンバイ・モードでは、前記オフの期間が前記オンの期間よりも長い、ディスプレイ・デバイス。
請求項５に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記受信機（４）を特徴とし、前記受信機（４）へは、適切な周期でオン／オフされて電力が供給されるが、前記接地端子での電圧は完全にゼロへは低下しない、ディスプレイ・デバイス。
請求項６に記載のディスプレイ・デバイスであって、電流制限回路（１１）を特徴とし、前記電流制限回路は、前記スイッチ（８）と並列に接続され、前記受信機（４）の周期的なオン／オフの間に、前記受信機の接地端子での電圧が完全にゼロへ低下することを妨げる、ディスプレイ・デバイス。
請求項１ないし７の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、リレー（９）を特徴とし、前記リレーは、前記通常動作モードを出て前記スタンバイ・モードへと切り替えるコマンドを受信すると、前記本線電源を自動的にカットオフするものであり、更に、前記リレー（９）のオン／オフを制御する制限回路（１０）を備えることと、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）が、前記リレー（９）をオンにするために前記制限回路（１０）へ信号を送信することとを特徴とする、ディスプレイ・デバイス。
請求項８に記載のディスプレイ・デバイスであって、制御回路（１０）を特徴とし、前記制御回路は、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）からコマンドを受信すると、前記本線電源の入力に接続されたリレー（９）をオンにして、前記スタンバイ・モードにおいて前記本線電源から誤った電流が引き出されるのを妨げる、ディスプレイ・デバイス。
請求項８または９に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を特徴とし、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサは、前記スタンバイ・モードから出て前記通常動作モードへ切り替えることを示すコマンドを受信すると、リレー（９）をオンにするためのコマンドを前記制御回路へ装置する、ディスプレイ・デバイス。
請求項１０に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を特徴とし、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサは、前記制御回路（１０）が前記リレー（９）をオフにして前記フレームの電圧が或る電圧へと上昇した後に、前記コマンドの信号を前記フレームへ送信する、ディスプレイ・デバイス。
請求項１ないし１１の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を特徴とし、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサは、前記バッテリの電圧（Ｖｂａｔ）が或るレベルより下であると判定したときに、ユーザに対して音声的な警告および視覚的な警告の少なくとも何れかを行う信号を発生し、画面およびスピーカの少なくとも何れかを介して、ユーザに対して、バッテリ（６）の電力が低くなっていることを知らせること、およびバッテリ（６）の置換を警告することを可能にする、ディスプレイ・デバイス。
請求項１ないし１２の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を特徴とし、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサは、前記バッテリの電圧（Ｖｂａｔ）が或るレベルより下であると判定したときに、前記ＤＣ／ＤＣ変換器（７）が増幅器として機能することを可能として、前記バッテリの電圧（Ｖｂａｔ）を増幅し、必要なスタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）が得られることを可能とする、ディスプレイ・デバイス。
請求項１ないし１３の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を特徴とし、前記バッテリの電圧（Ｖｂａｔ）は前記変換器（７）により増幅されるが、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサは、前記バッテリの電圧（Ｖｂａｔ）が、十分な前記スタンバイ・モード電圧（Ｖｓｔｂｙ）を提供するには低すぎる電圧となったと判定したときに、アクティブ・スタンバイ・モードへ切り替えることを可能とする、ディスプレイ・デバイス。
請求項１ないし１４の何れかに記載のディスプレイ・デバイスであって、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）を特徴とし、前記スタンバイ・モード・マイクロプロセッサ（３）は、前記バッテリ（６）から引き出される電流が或る値よりも上であると判定したときに、アクティブ・スタンバイ・モードへ機能することしを可能にする、ディスプレイ・デバイス。