JP6763669B2 - 表示装置および表示装置の故障検出方法および表示装置を備えたオンライン装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置および表示装置の故障検出方法および表示装置を備えたオンライン装置に関する。

バックライトと呼ばれる照明装置を利用した表示装置がある。このような表示装置でバックライトの故障等の不具合を早期に検出する種々の方法が検討されている。

例えば特許文献１には、異なる複数の時刻にカラーセンサーを用いてバックライトの色を測定し、その変化量もしくは変化レートから、バックライトの故障を検出したり、故障する時期を予測したりする技術が開示されている。

特表２０１０−５０３８９２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、カラーセンサーが高価であるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な構成で故障を早期に検知できる表示装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の表示装置は、画像を表示する表示素子と、表示素子の光源となるバックライトと、バックライトの近傍に配置された温度センサーと、温度センサーの出力に基づいて前記バックライトの故障を検知する故障検知手段とを有している。

本発明の効果は、安価な構成で故障を早期に検知できる表示装置を提供できることである。

第１の実施形態の表示装置を示すブロック図である。 第２の実施形態の表示装置を示すブロック図である。 第３の実施形態の表示装置を示すブロック図である。 第３の実施形態の基準温度パターンの一例を示すグラフである。 第３の実施形態の許容出力データ変化率の一例を示すグラフである。 第３の実施形態のバックライトと温度センサーの具体例を示す平面図である。 第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。 第４の実施形態のオンライン装置を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の表示装置を示すブロック図である。表示装置は、画像を表示する表示素子１と、表示素子１の光源となるバックライト２と、バックライト２の近傍に配置された温度センサー３と、温度センサー３の出力に基づいてバックライト２の故障を検知する故障検知手段４とを有する。

上記の構成とすることにより、安価かつ早期にバックライトの故障を検知することができる。

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の表示装置を示すブロック図である。表示装置は、表示素子１０と、バックライト２０と、温度センサー３０と、故障検知部４０と、通信部５０と、を有している。

表示素子１０は、バックライト２０から照射された光を場所ごとに制御することにより、画像や文字を表示する。具体的には、例えば液晶表示素子を用いることができる。

バックライト２０は表示素子１０に光を供給する光源である。具体的には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）や冷陰極管などを用いることができる。

温度センサー３０は、電気的に温度を検知するセンサーである。具体的には、サーミスタ、熱電対などを用いることができる。ただし、これらに限定されるものではなく、安価であれば他の方式でもよい。

故障検知部４０は、温度センサー３０の出力に基づいてバックライト２０の異常を検知する。このために、故障検知部４０は、出力データ格納部４１と、基準条件格納部４２と、比較判定部４３とを有している。

出力データ格納部４１は、温度センサー３０の出力データを格納する。ここで出力データとは、温度センサー３０の出力そのもの、もしくは出力から所定の規則によって算出される温度を反映した変数である。

基準条件格納部４２は、出力データについての基準条件を格納する。この基準条件は、予め設定しておいても良いし、表示装置の設計および設置場所に基づいて後で算出するようにしても良い。基準条件の内容は、例えば、出力データの値で定めることができるが、出力データの時間変化など出力データに基づいて算出する変数で定めることもできる。また、表示装置の稼働時、休止時、節電モード時などの稼働状態それぞれについて定めることもできる。このようにすると、例えば、休止状態による消灯と、故障による消灯とを区別することができる。

比較判定部４３は、出力データ格納部４１に格納された出力データと、基準条件格納部４２に格納された基準条件とを比較し、バックライトが正常であるか否かを判定する。

具体的には、基準条件として、例えば、出力データ（温度）に上限、下限を設定する。出力データが下限を切っていれば、バックライト２０が切れていると判定できる。また上限を超えていれば、バックライト２０、あるいは表示素子１０その他の異常として、故障を検出することができる。また、休止状態や節電モードについての所定範囲を定めておくことにより、故障とこれらのモードとを区別することができる。さらには、表示装置が現在どのような状態にあるかも推定することが可能となる。

通信部５０は、故障検知部４０の検知結果を外部に送信する。

以上の構成によれば、バックライト近傍に温度センサーを設置する安価な構成と簡単な演算によってバックライトの故障を迅速に検知することができる。

（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態の表示装置を示すブロック図である。表示装置は、第２の実施形態と同様に、表示素子１０と、バックライト２０と、温度センサー３０と、故障検知部４０と、通信部５０とを有している。ただし、本実施形態では、温度センサー３０を、バックライト２０に沿って複数配置している。また表示装置には、外気温センサー６０を設けている。

外気温センサー６０は、表示装置外部の温度を測定する。具体的なセンサー素子としては、サーミスタや熱電対などを用いることができる。

また、本実施形態の表示装置は、基準条件格納部４２が、基準温度パターン格納部４２１を有している。基準温度パターン格納部４２１に格納される基準パターンは、例えば複数ある温度センサー３０の位置に対する温度分布として定めることができる。

上記の基準温度パターンは、外気温に対応して複数設定する。なぜならば、外気温の変動にともなって、温度測定の基準となるバックライト２０消灯時の温度が変動するからである。すなわち表示装置の正常稼働を示す温度範囲が外気温に依存して変化するので、故障判定の基準をそれに合わせて調整した方が、より精度の高い故障検出が可能となる。

図４に基準温度パターンの一例を示す。グラフの横軸は個々の温度センサーを設置した位置であり、縦軸が温度である。バックライトを点灯したときの温度は、バックライト内の位置によって異なるため、基準温度を位置ごとに設定し、位置に依存した一つのパターンとして定めることができる。また、バックライトの温度は、外気温によっても変化する。図４の例では、外気温ごとに基準となる温度パターンを定め、それぞれの基準温度パターンに対して、点線で示す正常範囲を定めている。測定された温度分布が、この正常範囲から外れていれば故障と判定する。図４のグラフでは、外気温１、外気温２、外気温３、・・・に対応する基準温度分布を表している。なお基準温度分布は、予め定めても良いし、表示装置の設計と設置場所に基づいて後で算出するようにしても良い。

上記では、各温度センサーの温度範囲に上限、下限を設ける例を示したが、例えば、それぞれの温度センサー出力と基準温度との差分の合算した和を算出し、その和に対して正常範囲を定めることもできる。上述した例を用いると、故障がバックライト２０で発生したのか、あるいは表示素子１０で発生したのか、はたまた、その他の箇所で発生したのかなど故障の原因を推定することも可能となる。

比較判定部４３は、外気温センサー６０が測定した外気温に対応する基準温度パターンと出力データとを比較して、バックライトが正常か否か、すなわち故障しているか否かを判定する。さらに、故障モードの推定や、現在の状態の判定を行っても良い。判定した結果は通信部５０から、外部、例えば保守部門の端末に送信される。

以上の構成によれば、外気温の変動があっても精度よくバックライトの故障を検出することができる。なお、上記の例では位置に対する温度分布について基準を定めたが、例えば各温度センサーの出力データの時間変化について基準を定めることも可能である。具体的には、例えばｎ番目の温度センサーの時間ｔ１における出力データをＴｎ１、時間ｔ２における出力データをＴｎ２、出力データ変化率をΔＴ１２として、｜ΔＴ１２｜≧｜（Ｔｎ２−Ｔｎ１）／（ｔ２−ｔ１）｜などとすることができる。図５に許容する出力データ変化率の具体例を示す。温度センサー毎に、許容出力データ変化率を設定している。さらに許容出力データ変化率を外気温に応じて調整することで、より精度が高い故障検出を可能としている。

図６は上記の構成のバックライト２０の具体例を示す平面図である。バックライト２０を、実装基板２１と実装基板２１に実装された複数のＬＥＤ２２で構成している。そして、それぞれのＬＥＤ２２の近傍にチップタイプのＮＴＣサーミスタ３１を設置している。ここでＮＴＣは、Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔの略であり、温度が上昇すると抵抗が減少することを意味する。この例では安価なチップタイプのＮＴＣサーミスタ３１を用いているため、故障を検知できる表示装置を安価に構成することができる。なお上記の例ではＬＥＤ２２とＮＴＣサーミスタ３１とを１対１で配置しているが、互いに異なる間隔で配置しても良い。この例の構成では、例えば球切れをしたＬＥＤ２２があればそれを特定することができる。また、例えば、ＬＥＤ全体の温度が上限を超えていればバックライト制御回路の異常と推定したり、分布が異常な形をしていれば表示装置を収容する筐体の異常だと推定したりすることが可能である。

次に動作について説明する。図７は、表示装置の動作を示すフローチャートである。まず故障検知部が、各温度センサーの出力データを取得する（Ｓ１）。次に故障検知部が、外気温を取得する（Ｓ２）。次に、故障検知部が、外気温に対応する基準温度パターンを選択する（Ｓ３）。そして、出力データを基準温度パターンと比較する（Ｓ４）。出力データが所定範囲内に入っていれば終了する（Ｓ５＿Ｙｅｓ）。一方、出力データが所定範囲内に入っていなければ（Ｓ５＿Ｎｏ）、故障情報を外部に送信する（Ｓ６）。

以上の動作により、迅速かつ精度よく故障を検知し、その情報を外部に通知することができる。

（第４の実施形態）
第１から第３の実施形態の表示装置は故障を迅速に検知できるため、オンライン装置に好適に用いることができる。例えば、無人店舗に設置される自動取引装置などでは、頻繁に稼働状態の点検ができないため、特に有用である。

図８は、第１乃至第３いずれか１つの表示装置１００を搭載したオンラインシステムの一例を示すブロック図である。オンライン装置２００は、管理サーバ３００と有線もしくは無線で通信が可能になっている。また外気温センサー６０を有し、外気温をモニターしている。この構成によれば表示装置１００が故障した場合に、管理サーバ３００は迅速にその情報を得ることができる。この情報を利用して、オンライン装置２００を早期に修理することが可能になる。

上述した第１乃至第４の実施形態の処理をコンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１、１０ 表示素子
２、２０ バックライト
３、３０ 温度センサー
４ 故障検知手段
４０ 故障検知部
４１ 出力データ格納部
４２ 基準条件格納部
４３ 比較判定部
５０ 通信部
６０ 外気温センサー
１００ 表示装置
２００ オンライン装置
３００ 管理サーバ

Claims (8)

1. 画像を表示する表示素子と、前記表示素子の光源となるバックライトと、前記バックライトの近傍に配置された温度センサーと、前記温度センサーの出力に基づいて前記バックライトの故障を検知する故障検知手段とを有することを特徴とする表示装置であって、
   前記故障検知手段は、前記温度センサーの出力に基づく出力データを格納する出力データ格納部と、前記出力データが正常であるか否かを判定する基準となる基準条件を格納する基準条件格納部と、前記出力データと前記基準条件とを比較して前記出力データが正常であるか否かを判定する比較判定部とを有し、
   複数の前記温度センサーが前記バックライトの長手方向に沿って配置され、
   前記基準条件は、前記複数の前記温度センサーの各々の位置における前記出力データの時間変化に関する基準であり、
   前記比較判定部は、前記複数の前記温度センサーの各々の位置について、前記出力データの時間変化と前記基準条件とを比較する、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記基準条件は、前記出力データの許容変化率であり、
   前記比較判定部は、前記出力データの変化率と前記許容変化率とを比較する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記バックライトが前記バックライトの長手方向に沿って配置された複数のＬＥＤを有することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記基準条件格納部が、前記基準条件として、前記複数の前記温度センサーの前記出力データの時間変化によって形成される温度パターンの基準となる基準温度パターンを格納する基準温度パターン格納部を有し、
   前記故障検知手段が、前記温度パターンと前記基準温度パターンとを比較して故障を検知する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記表示素子の外気温を測定する外気温センサーを有し、
   前記基準温度パターン格納部が前記外気温に対応する複数の前記基準温度パターンを格納し、
   前記故障検知手段が、前記外気温に対応する前記基準温度パターンを選択して前記出力データが正常であるか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置を有することを特徴とするオンライン装置。
7. 表示素子と前記表示素子の光源となるバックライトとを有する表示装置の、前記バックライトの近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの出力に基づいて前記バックライトの故障を検知することを特徴とする表示装置の故障検知方法であって、
   前記温度センサーの出力に基づく出力データを格納し、
   前記出力データが正常であるか否かを判定する基準となる基準条件を格納し、
   前記出力データと前記基準条件とを比較して前記出力データが正常であるか否かを判定することを特徴とする、表示装置の故障検出方法であって、
   複数の前記温度センサーが前記バックライトの長手方向に沿って配置され、
   前記基準条件は、前記複数の前記温度センサーの各々の位置における前記出力データの時間変化に関する基準であり、
   前記出力データが正常であるか否かを判定する場合、前記複数の前記温度センサーの各々の位置について、前記出力データの時間変化と前記基準条件とを比較する、
   ことを特徴とする表示装置の故障検出方法。
8. 前記基準条件は、前記出力データの許容変化率であり、
   前記出力データが正常であるか否かを判定する場合、前記出力データの変化率と前記許容変化率とを比較する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の故障検出方法。

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