JP6553823B2 - センサーユニット駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベゼルを表示面の前方に突出させることなく、かつ、ベゼルの幅を狭くしつつも、表示面をセンシングするセンサーユニットを出し入れすることが可能なセンサーユニット駆動装置に関する。

表示面に表示される画像の品質を担保すべく、表示面をセンシングするセンサーユニットを搭載した画像表示装置が提案されている。

特許文献１には、センサー部材を備えていてもベゼルと表示装置の薄型化を促進し、外観上の見栄えを良くした表示装置と表示装置の測定方法を提供することを目的とし、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの周縁部に配設されたベゼルと、前記表示パネルの表示面の物理量を測定するセンサーを有するセンサー部材と、前記センサー部材を前記表示パネルのベゼルと表示面との間で進退させる回転部材と、前記表示パネルの背面側に設けられていて前記回転部材を回転させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする表示装置が開示されている。

ＷＯ２０１６−０５９７１２号公報

しかし、特許文献１に開示される表示装置では、センサー部材をベゼルと表示面との間で回転させる構成とされているため、センサー部材を収容するための空間が必要となる。このため、ベゼルが表示面の前方に突出せざるを得ないとともに、ベゼルの幅をセンサー部材の幅以上にとらなければならない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ベゼルを表示面の前方に突出させることなく、かつ、ベゼルの幅を狭くしつつも、表示面をセンシングするセンサーユニットを出し入れすることが可能なセンサーユニット駆動装置を提供するものである。

本発明によれば、画像を表示する表示面を備える表示パネルと、センサーを有するセンサーユニットと、前記センサーユニットを駆動するアクチュエータとを備え、前記センサーユニットは、退避位置において前記表示パネルの側面側又は背面側に設けられ、且つ、検出位置において前記センサーが前記表示面と対向するように構成され、前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動させると、前記センサーユニットが移動することで前記退避位置と前記検出位置が切替可能に構成され、前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動させると、前記センサーユニットが予め定められた位置まで前進し、前記予め定められた位置において前記センサーユニットが回転することにより、前記センサーが前記表示面に対向するように構成される、センサーユニット駆動装置が提供される。

本発明によれば、センサーユニットは、退避位置において表示パネルの側面側又は背面側に設けられ、且つ、検出位置においてセンサーが表示面と対向するように構成される。そして、アクチュエータによりセンサーユニットが駆動されると、センサーユニットが移動することで退避位置と検出位置が切替可能に構成される。また、アクチュエータによりセンサーユニットが駆動されると、センサーユニットが予め定められた位置まで前進し、予め定められた位置においてセンサーユニットが回転することにより、センサーが表示面に対向するように構成される。これにより、ベゼルを表示面の前方に突出させることなく、かつ、ベゼルの幅を狭くしつつも、表示面をセンシングするセンサーユニットを出し入れすることが可能となる。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記アクチュエータは、前記表示パネルの側面側又は背面側に設けられる。
好ましくは、前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動すると、前記センサーユニットが前記表示面の前方に移動し、且つ、前記センサーユニットが回転することにより前記センサーが前記表示面に対向するように構成される。
好ましくは、前記センサーユニットを収容するキャビネットを備え、前記センサーユニットが退避位置にあるとき、前記センサーが前記センサーユニットの一側面に設けられ、前記キャビネット内において前記表示パネルの側面側に対応する位置に収容される。
好ましくは、前記センサーユニットが退避位置にあるとき、前記センサーユニットは、前記表示パネルの側面視において前記表示面より前方に突出しないように設けられる。
好ましくは、前記センサーユニットと前記アクチュエータを接続する動力伝達部材を備え、前記動力伝達部材は、前記予め定められた位置において前記センサーユニットに回転モーメントを与えるように前記センサーユニットに接続される。
好ましくは、前記センサーユニットを支持するスライダを備え、前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動すると、前記センサーユニットとともに前記スライダが前進するように構成される。
好ましくは、前記センサーユニットに設けられた回転軸と、前記スライダに設けられ且つ前記回転軸を支持する支持部とを備え、前記回転軸が前記支持部を移動することにより、前記センサーユニットとともに前記スライダが前進するように構成される。
好ましくは、前記センサーユニット及び前記スライダがともに予め定められた位置まで前進すると、前記回転軸を中心に前記センサーユニットが回転して前記センサーが前記表示面に対向するように構成される。

本発明の第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０を表示パネル１側から見た斜視図である。下側の図は、破線で規定される箇所の部分拡大図である。図中の領域Ｘにセンサーユニット駆動装置１０を構成する板状部材５１が設けられる。 本発明の第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０を構成する部材の斜視図である。ここで、図２Ａはセンサーユニット５の斜視図であり、図２Ｂはセンサーユニット５の右側面図である。また、図２Ｃはスライダ６の斜視図であり、図２Ｄはスライダ６の右側面図である。また、図２Ｅは２つのスライダ６をセンサーユニット５の左右から取り付けた状態における平面図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０の駆動態様を表す概念図であり、図１のＡ−Ａ線断面図を模式化したものである。ここで、図３Ａはセンサーユニット５の駆動前（退避位置）、図３Ｂはセンサーユニット５の駆動中、図３Ｃはセンサーユニット５が予め定められた位置まで前進した状態、図３Ｄはセンサーユニット５が回転し、センサー５２が表示パネル１に対向した状態（検出位置）を表す概念図である。 図３Ｃの軸端５４周辺の部分拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０を表す概念図であり、図５Ａは退避位置を、図５Ｂは検出位置を表す。 本発明の第３実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０を表す概念図である。ここで、図６Ａはセンサーユニット５の駆動前、図６Ｂはセンサーユニット５の駆動後においてセンサー５２が表示パネル１に対向した状態を表す概念図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０について説明する。

図１〜図４に示されるように、表示パネル１の前面には、画像を表示する表示面１Ｐが形成される。第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０は、退避位置（図３Ａ参照）において、表示パネル１の側面側に設けられる。ここで、表示パネル１の側面側とは、表示パネル１のうち、表示面１Ｐ及び表示面１Ｐと対向する面を連結する４つの側面のいずれかに対向する位置を意味する。

また、表示パネル１はキャビネット３により支持され、表示パネル１の下側にはベゼル２が設けられる。キャビネット３は、表示パネル１の側面と背面を少なくとも部分的に覆う部材である。センサーユニット５とスライダ６は、キャビネット３内に収容されている。スライダ６は、前後方向にスライド可能に設けられている。例えば、スライダ６は、表示パネル１又はキャビネット３に設けられたレールによって前後方向にスライド可能に支持されている。ここで、第１実施形態では、キャビネット３は、表示パネル１を背面から支持するリアカバーであるが、これに限定されない。例えば、リアカバーと異なる部材でキャビネット３を構成してもよい。

ベゼル２の上部には、領域Ｘで示される箇所に開口部４が形成され、かかる開口部４を通してセンサーユニット５を構成する板状部材５１及びスライダ６を出し入れすることができる。

次に、図２を用いて、センサーユニット駆動装置１０を構成する部材について説明する。

図２Ａに示されるように、センサーユニット５は、板状の板状部材５１と、板状部材５１の一側面（上面５１ｕ）に設けられたセンサー５２と、板状部材５１の左右の側面に設けられた回転軸５３と、回転軸５３の端部に設けられ且つ回転軸５３よりも直径が大きい軸端５４とを備える。また、図２Ａ及び図３に示されるように、板状部材５１の背面５１ｂの下側には、動力伝達部材８が接続される。前面５１ｆは、板状部材の前面であり、表示パネル１の前方を向く面である。ここで、板状部材５１の一側面とは、前面５１ｆ及び背面５１ｂを連結する４つの面のいずれかであり、第１実施形態では上面５１ｕが一側面に相当する。

図２Ｂに示されるように、回転軸５３及び軸端５４の中心軸は、背面５１ｂの中心より上部に設けられる。ここで、図２Ｂは、図中の矢印方向を前後とした場合における右側面図である。

第１実施形態では、背面５１ｂの高さｈは、板状部材５１の長さｌ及び幅ｗと比べて小さくなっている。そして、センサーユニット５が退避位置にいるとき、センサーユニット５の背面５１ｂの高さｈ方向が表示面１Ｐと略平行になるように構成される。

センサー５２は表示パネル１の表示面１Ｐに起因する種々の物理量を測定するものである。センサー５２は、例えば、表示面１Ｐの輝度、彩度、明度等を測定する。

図２Ｃ、２Ｄに示されるように、スライダ６は、回転軸５３を支持する支持部材６１ｓを備える。また、センサーユニット５を予め定められた位置で規制する規制壁６１ｆを備える。第１実施形態では、スライド溝６１により支持部材６１ｓと規制壁６１ｆが構成される。ここで、第１実施形態では、スライダ６は、センサーユニット５を支持する部材であり、センサーユニット５とともに表示パネル１の前後方向に移動可能な部材である。なお、スライダ６の形状はこれに限定されず、側面視において略コの字形状又は略Ｌ字形状とすることもできる。

スライド溝６１は、回転軸５３を挿入可能な幅に形成され、且つ、軸端５４の直径よりも小さな幅に形成される。これにより、センサーユニット５の回転軸５３がスライダ６のスライド溝６１内を相対移動可能となる。そして、回転軸５３が規制壁６１ｆと当接する位置までセンサーユニット５が前進すると、回転軸５３に規制壁６１ｆが押圧され、センサーユニット５とともにスライダ６が前進する。また、回転軸５３をスライド溝６１に挿入した後に軸端５４を取り付けることにより、予期せぬ外力が加わったときでもセンサーユニット５がスライダ６から抜け落ちることを阻止することができる。

図２Ｄに示されるように、スライド溝６１は、回転軸５３（軸端５４）の位置に対応するため、背面６２ｂの中心より上部に設けられる。また、図２Ｅに示されるように、第１実施形態では、かかるスライダ６を２つ用意し、センサーユニット５の左右から取り付ける。

図３は、センサーユニット駆動装置１０の駆動態様を表す概念図であり、図１のＡ−Ａ線断面図を模式化したものである。図３Ａに示されるように、第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０は、画像を表示する表示面１Ｐを備えるモニター１と、センサー５２を有するセンサーユニット５と、センサーユニット５を駆動するアクチュエータ７とを備える。また、センサーユニット５は、図３Ａに示される退避位置において表示パネル１の側面側に設けられ、且つ、図３Ｄに示される検出位置においてセンサー５２が表示面１Ｐと対向するように構成される。

アクチュエータ７は、例えばプッシュ型ソレノイド等を用いて構成することができる。そして、アクチュエータ７が作動すると図中の下方向に突出するプランジャ７１により、動力伝達部材８が下方に押し出される。また、アクチュエータ７は、表示パネル１の背面に設けられる。ここで、アクチュエータ７の設置箇所は、これに限定されず、表示パネル１の側面に設ける構成としてもよい。

そして、アクチュエータ７がセンサーユニット５を駆動すると、センサーユニット５及びセンサー５２が表示面１Ｐの前方に移動し、且つ、センサー５２が表示面１Ｐに対向するようにセンサーユニット５が回転するように構成される。

また、図３に示されるように、センサーユニット５はキャビネット３内において表示パネル１の側面側に対応する位置に収容される。そして、センサー５２はセンサーユニット５を構成する板状部材５１の一側面（上面５１ｕ）に設けられる。また、第１実施形態では、図３Ａに示されるように、センサーユニット５は、退避位置において、表示面１Ｐの側面視において表示面１Ｐより前方（フロントラインＦＬより前方）に突出しないように設けられる。

動力伝達部材８は、センサーユニット５とアクチュエータ７とを接続するものである。動力伝達部材８は、弾性部材を用いて構成することができる。また、動力伝達部材８は、塑性変形しにくく、外力により折れにくい部材を用いることが好ましい。動力伝達部材８は、具体的には、弾性を有する板バネにより構成される。より具体的には、超弾性合金（曲げたり伸ばしたりしても、力を抜くと元に戻る合金）製の部材により構成される。また、動力伝達部材８は、センサーユニット５を構成する板状部材５１の背面５１ｂの下側に接続される。これは、後述する図３Ｃの状態において、センサーユニット５に回転モーメントを与えるためである。

以下、センサーユニット駆動装置１０の駆動態様について説明する。図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、センサーユニット５の駆動前において、センサーユニット５は、表示パネル１の側面視において、表示面１Ｐより前方に突出しない位置に設けられる。すなわち、表示パネル１の周囲を囲う４辺に対向する位置であり、図３Ａに示されるフロントラインＦＬを前方向に超えない位置にセンサーユニット５が配置される。

そして、表示面１Ｐに起因する物理量を測定すべく、アクチュエータ７を作動させると、図３Ｂに示される状態を経て、図３Ｃに示される状態へと移行する。

図３Ｂに示されるように、アクチュエータ７が作動すると、プランジャ７１が下方向に突出する。これにより、動力伝達部材８も下方に押し出される。そして、動力伝達部材８がセンサーユニット５を構成する板状部材５１の背面５１ｂを押圧することにより、センサーユニット５が表示面１Ｐの前方（図中の左方向）に移動する。このとき、図３Ｂに示されるように、センサーユニット５の回転軸５３又は軸端５４と、スライダ６のスライド溝６１との間の摩擦力により、スライダ６もわずかに表示面１Ｐの前方（図中の左方向）に移動する。

そして、アクチュエータ７によりさらにセンサーユニット５が駆動されると、センサーユニット５の軸端５４とスライダ６のスライド溝６１の規制壁６１ｆが当接し、これによりセンサーユニット５とスライダ６が予め定められた位置まで前進し、図３Ｃに示される状態となる。かかる状態以後は、センサーユニット５とスライダ６はともに前進しない。

次に、図３Ｃ及び図４を用いて、センサーユニット５の回転について説明する。図３Ｃに示される状態において、センサーユニット５を構成する板状部材５１が動力伝達部材８により図４中の左下向きに外力Ｆで押圧されることにより、軸端５４を中心としてセンサーユニット５に時計回りの回転モーメントＭが与えられる。ここで、外力Ｆは、動力伝達部材８からセンサーユニット５に加えられる略水平方向の外力Ｆｘと、動力伝達部材８が元の形状に戻ろうとする反発力Ｆｙとの和である。このように、動力伝達部材８を板状部材５１の背面５１ｂの下側に接続することに加え、回転中心である回転軸５３をセンサーユニット５の上部に設けたために、かかる回転モーメントが生じる。

すると、スライダ６の位置は図３Ｃの位置のまま規制されているため、センサーユニット５が軸端５４を中心として時計回りに回転する。これにより、図３Ｄに示される状態（検出位置）となり、センサーユニット５の一側面に設けられたセンサー５２が表示面１Ｐに対向する。

これにより、センサー５２が表示面１Ｐに起因する物理量を測定することが可能となる。

以上説明したとおり、第１実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０は、退避位置において、センサー５２を有するセンサーユニット５を表示パネルの側面側に設け、アクチュエータ７がセンサーユニット５を駆動させると、センサーユニット５が移動することでセンサー５２が表示面１Ｐに対向し、検出位置へと移動するように構成される。かかる構成により、ベゼル２を表示面１Ｐの前方に突出させずに形成することが可能となる。さらに、センサーユニット５の一側面（上面５１ｕ）にセンサー５２を設け、アクチュエータ７の非作動時（退避位置）においてはセンサーユニット５の背面５１ｂの高さｈ方向が表示面１Ｐと略平行になるように構成されるので、ベゼルの幅を狭くしつつ、表示面１Ｐをセンシングするセンサーユニット５を出し入れすることが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、図５を用いて、本発明の第２実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０について説明する。

図５に示されるように、第２実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０は、第１実施形態と比べて、センサーユニット５の配置位置が異なる。

図５Ａに示されるように、第２実施形態に係るセンサーユニット５は、退避位置において表示パネル１の上側の側面側に、センサーユニット５を構成する板状部材５１が横向きになるように配置される。そして、表示パネル１の上端の先端部にヒンジ９が設けられる。

センサーユニット５は、図示しないアクチュエータやモーター等の駆動部材により、ヒンジ９を中心として約２７０度回転するように構成される。ここで、図中の破線はセンサー５２が移動するときの軌跡を表す。これにより、図５Ｂに示されるように、センサーユニット５の一側面に設けられたセンサーユニット５及びセンサー５２が表示面１Ｐの前方に移動し、且つ、センサー５２が表示面１Ｐと対向するようにセンサーユニット５が駆動される。

＜第３実施形態＞
次に、図６を用いて、本発明の第３実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０について説明する。

図６に示されるように、第３実施形態に係るセンサーユニット５は、第１実施形態と比べて、センサーユニット５を構成する板状部材５１とスライダ６の構成が異なる。

第３実施形態に係るセンサーユニット駆動装置１０は、スライダ６の前方に円弧６２が形成される。また、板状部材５１は、可撓性を有する部材で形成される。そして、動力伝達部材８は、板状部材５１とスライダ６の両方に接続される。

図６Ａに示される状態からアクチュエータ７を作動させることにより、板状部材５１とスライダ６がともに前方に移動する。そして、図６Ｂに示される予め定められた位置において、スライダ６の移動が規制される。このとき、板状部材５１は、円弧６２に沿って変形し、板状部材５１の一側面に設けられたセンサー５２が表示面１Ｐに対向する。

＜その他＞
以上、種々の実施形態について説明したが、本発明に係るセンサーユニット駆動装置１０はこれらに限定されない。

例えば、センサーユニット５を、退避位置において表示パネル１の背面側に設け、且つ、検出位置においてセンサー５２が表示面１Ｐと対向するように構成してもよい。この場合、例えば図３Ａに示される表示パネル１の背面の任意の位置にセンサーユニット５を設けることができる。また、表示パネル１とキャビネット３の間に形成された空間内の任意の位置にセンサーユニット５を設けることができる。

また、センサーユニット駆動装置１０を構成するセンサーユニット５及びスライダ６を設ける位置は、表示パネル１の下側の側面側に限定されない。例えば、センサーユニット５及びスライダ６を表示パネル１の上側又は左右の側面側に設けてもよい。

また、アクチュエータ７を表示パネル１の背面側に設ける構成に代えて、表示パネル１の側面側に設けてもよい。アクチュエータ７を設ける位置は、表示パネル１、キャビネット３その他の部材の配置関係により、適宜決定することができる。ここで、アクチュエータ７は、表示パネル１の側面側又は背面側に設けることが好ましい。これは、アクチュエータ７を表示パネル１の前面側に設けると、アクチュエータ７を収容するためにベゼル２が表示面１Ｐの前方に突出することを余儀なくされるからである。

また、アクチュエータ７をプル型ソレノイドで構成してもよい。この場合、付勢部材によりセンサーユニット５が常時前方に付勢され、センサー５２が表示面１Ｐに対向する構成（検出位置）となる。そして、表示面１Ｐに起因する物理量を測定しないときにアクチュエータ７を作動させ、センサーユニット５を表示パネル１の側面側に移動させる（退避位置）ように制御される。

また、アクチュエータ７として、プッシュ型ソレノイド及びプル型ソレノイドに代えて、通電により伸縮する形状記憶合金ワイヤを用いてもよい。また、アクチュエータ７として、モーター等の回転運動を直線運動に変換することが可能な部材を用いても良い。さらに、動力伝達部材８を用いることなく、アクチュエータ７により直接センサーユニット５を駆動する構成としてもよい。

また、センサー５２は、板状部材５１の一側面（上面５１ｕ）に設けることに代えて、板状部材５１の内部に設けてもよい。この場合、図２Ａにおいてセンサー５２を設けていた箇所には、センサー５２が検出する光を取り込むための開口窓が設けられる。この場合には、開口窓の周囲には、外光を遮光するための遮光材を貼ってもよい。さらに、開口窓に代えて、集光を目的としたレンズを設けてもよい。

また、軸端５４を省略してもよい。この場合、回転軸５３の長さを調整等することにより、予期せぬ外力が加わったときでもセンサーユニット５がスライダ６から抜け落ちることを阻止することができる。

１：表示パネル
２：ベゼル
３：キャビネット
４：空間
５：センサーユニット
５１：板状部材
５１ｕ：上面
５１ｂ：背面
５２：センサー
５３：回転軸
５４：軸端
６：スライダ
６１：スライド溝
６２：円弧
７：アクチュエータ
７１：プランジャ
８：動力伝達部材
９：ヒンジ
１０：センサーユニット駆動装置

Claims (9)

1. 画像を表示する表示面を備える表示パネルと、
   センサーを有するセンサーユニットと、
   前記センサーユニットを駆動するアクチュエータと、
   を備え、
   前記センサーユニットは、退避位置において前記表示パネルの側面側又は背面側に設けられ、且つ、検出位置において前記センサーが前記表示面と対向するように構成され、
   前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動させると、前記センサーユニットが移動することで前記退避位置と前記検出位置が切替可能に構成され、
   前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動させると、前記センサーユニットが予め定められた位置まで前進し、前記予め定められた位置において前記センサーユニットが回転することにより、前記センサーが前記表示面に対向するように構成される、
   センサーユニット駆動装置。
2. 前記アクチュエータは、前記表示パネルの側面側又は背面側に設けられる、請求項１に記載のセンサーユニット駆動装置。
3. 前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動すると、前記センサーユニットが前記表示面の前方に移動し、且つ、前記センサーユニットが回転することにより前記センサーが前記表示面に対向するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のセンサーユニット駆動装置。
4. 前記センサーユニットを収容するキャビネットを備え、
   前記センサーユニットが退避位置にあるとき、前記センサーが前記センサーユニットの一側面に設けられ、前記キャビネット内において前記表示パネルの側面側に対応する位置に収容される、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセンサーユニット駆動装置。
5. 前記センサーユニットが退避位置にあるとき、前記センサーユニットは、前記表示パネルの側面視において前記表示面より前方に突出しないように設けられる、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のセンサーユニット駆動装置。
6. 前記センサーユニットと前記アクチュエータを接続する動力伝達部材を備え、
   前記動力伝達部材は、前記予め定められた位置において前記センサーユニットに回転モーメントを与えるように前記センサーユニットに接続される、請求項１に記載のセンサーユニット駆動装置。
7. 前記センサーユニットを支持するスライダを備え、
   前記アクチュエータが前記センサーユニットを駆動すると、前記センサーユニットとともに前記スライダが前進するように構成される、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のセンサーユニット駆動装置。
8. 前記センサーユニットに設けられた回転軸と、
   前記スライダに設けられ且つ前記回転軸を支持する支持部と、
   を備え、
   前記回転軸が前記支持部を移動することにより、前記センサーユニットとともに前記スライダが前進するように構成される、請求項７に記載のセンサーユニット駆動装置。
9. 前記センサーユニット及び前記スライダがともに予め定められた位置まで前進すると、前記回転軸を中心に前記センサーユニットが回転して前記センサーが前記表示面に対向するように構成される、請求項８に記載のセンサーユニット駆動装置。