WO2012060129A1 - センサユニット作動機構及び当該センサユニット作動機構を備えた液晶表示装置 - Google Patents

センサユニット作動機構及び当該センサユニット作動機構を備えた液晶表示装置 Download PDF

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WO2012060129A1
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WO
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sensor unit
actuator
frame
memory alloy
shape memory
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PCT/JP2011/063276
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀一 保古
北村　真
Original Assignee
株式会社ナナオ
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Publication date
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Priority to US13/883,229 priority patent/US9176005B2/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0403—Mechanical elements; Supports for optical elements; Scanning arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments

Definitions

  • the present invention relates to a sensor unit operating mechanism for moving a sensor unit provided with a sensor for measuring a physical quantity from an object to be measured to a predetermined measurement position, and a liquid crystal display device including the sensor unit operating mechanism.
  • Image monitors are used not only in offices and homes but also in various specialized fields such as graphic design and medical care.
  • the display of graphic design images and medical diagnostic images requires high-precision image quality with high reproducibility, so high-end class LCD monitors are used, and such highly accurate images with high reproducibility are used.
  • optical properties such as the brightness, chromaticity, and light intensity of the liquid crystal screen are measured by a physical quantity sensor such as an optical sensor, and calibration (also called calibration) is performed based on the obtained measurement data. ) To improve the reproducibility of the displayed image.
  • Patent Document 1 an optical measuring device having a sensor unit operating mechanism for measuring the optical characteristics of a liquid crystal screen is disposed near the bezel (frame) of the liquid crystal monitor (see Patent Document 2).
  • Patent Document 1 describes that a photometric device 104 is movably disposed at one of four corners of a liquid crystal display device including a quadrangular liquid crystal screen 101 and a bezel 102 disposed around it (this application). 27).
  • Patent Document 2 shows three possible positions when the photometric unit 108 provided with the photometric device 104 is installed on the bezel 102. When the photometric unit 108 is attached to one corner of the bezel 102, and on the upper side of the bezel 102. A case where it is attached to the side near the center and a case where it is attached to the side near the center on the lateral side of the bezel 102 are shown (FIG. 28 of the present application).
  • the photometric device 104 is a plate-like unit in which a physical quantity sensor such as an optical sensor is built, and is hereinafter referred to as a sensor unit.
  • a sensor unit Each of the sensor unit operation mechanisms for screen measurement described in Patent Documents 1 and 2 uses a drive transmission mechanism such as an electric motor and a gear box, so that one side of a bezel (frame) arranged around a quadrangular liquid crystal screen. It is a mechanism for rotating the sensor unit so as to draw a circle around the center or one point at the corner.
  • liquid crystal display device a sensor that measures physical quantities such as brightness and chromaticity during calibration is positioned close to the screen on the monitor screen in order to meet the demand for highly reproducible and high-quality image quality. Therefore, it is necessary to accurately measure the optical characteristics such as the luminance and chromaticity of the display screen in a state in which it is hardly affected by the ambient light.
  • the liquid crystal display devices there is a high demand for functionality and design such as the size and visibility of displayed images, and the bezel thickness is reduced to make a flat face. There is a demand to prevent the appearance performance of the liquid crystal display device from being restricted by the unit operation mechanism and the design performance from being impaired.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 since the mechanism described in Patent Document 1 and Patent Document 2 is a system in which the sensor unit is rotated in and out of the frame or the measuring machine, the torque necessary to rotate the arm of the sensor unit is obtained. Therefore, it is a large-scale mechanism using an electric motor and a drive transmission mechanism, and there is a design restriction that a space for storing the electric motor and the drive transmission mechanism must be secured. Further, when the sensor unit operating mechanism for screen measurement becomes large, the design of the liquid crystal display device is also affected.
  • Patent Document 3 two shape memory alloy wires, a crank mechanism, and a tension spring are combined, and one shape memory alloy wire is contracted by energization to move the crank mechanism.
  • the operating end member is moved to a predetermined stable position by the pulling force of a tension spring attached to the member, and the crank mechanism is moved to the opposite side by contracting the other shape memory alloy wire by energization.
  • An actuator that moves the operation end member to a predetermined stable position on the opposite side by a pulling force of a tension spring attached to the operation end member is disclosed.
  • Patent Document 4 two shape memory alloy wires, a crank mechanism, and a pressing spring are combined, and one shape memory alloy wire is contracted by energization to move the operation end member of the crank mechanism, The operating end member of the crank mechanism is moved to a predetermined stable position by the pressing force of the pressing spring attached to the outside of the mechanism, and the other end of the shape memory alloy wire is contracted by energization, thereby reducing the operating end member of the crank mechanism.
  • An actuator that moves to the opposite side and moves the operating end member of the crank mechanism to a predetermined stable position on the opposite side by a pressing force of a pressing spring attached to the outside of the crank mechanism is disclosed.
  • Patent Documents 3 and 4 have a configuration in which the operation end member of the crank mechanism rotates so as to draw an arc and performs a switch operation. In these documents, the operation end member rotates so as to draw an arc. However, no specific use other than the configuration for the switch operation is shown.
  • Japanese Patent No. 3984996 JP 2005-208548 A Japanese Patent No. 4067282 Japanese Patent No. 4233290
  • the optical characteristics such as the luminance, chromaticity, and light quantity of the display screen are measured by the sensor unit, and calibration is performed based on the obtained measurement data.
  • calibration using a sensor unit is becoming necessary.
  • the torque necessary for rotating the arm of the sensor unit is obtained. This is a large-scale mechanism using a motor and a drive transmission mechanism, and there is a design limitation that a space for storing the electric motor and the drive transmission mechanism must be secured.
  • the screen measurement sensor unit performs calibration while the sensor unit is moved from the frame to the screen every predetermined time, but the image display device is used in a wide range of places. It is assumed that the sensor unit on the screen is pushed back to the frame side by a child who is interested in it. In this case, since it is natural to think that the direction in which the child or the like pushes back the sensor unit is a straight line direction from the screen to the outside (frame side), in the conventional method of rotating the arm of the sensor unit, When a child or the like pushes back the sensor unit with interest, the sensor unit is difficult to return smoothly and is liable to cause a failure.
  • mischief countermeasure method a method such as displaying a warning on the image display device and calling attention, or adding a safety mechanism that detects a person and stores the sensor unit in the frame can be considered,
  • the former is aimed at a deterrent effect and is not an essential measure, so the effect cannot be expected so much.
  • the latter has a larger operating mechanism and is complicated.
  • an object of the present invention is to provide a novel sensor unit operating mechanism that can smoothly insert and remove the sensor unit even if the frame is thin, and has a mechanism that copes with mischief caused by a child pushing the sensor unit back. There is.
  • the sensor unit operating mechanism of the present invention includes a frame arranged in a frame area around the object to be measured, a sensor unit to which a sensor for measuring a physical quantity from the object to be measured is attached, and linearly moves the sensor unit. Therefore, a guide member arranged in the X direction, a spring member that expands and contracts in the Y direction, and an actuator that expands and contracts in the Y direction, and whether the actuator is contracted against the restoring force of the spring by energizing the actuator Alternatively, the actuator is contracted by energization of the actuator to cause the spring to act so that the sensor unit moves straight from the frame to the measurement position in the X direction.
  • the sensor unit when the actuator is energized, the sensor unit is contracted against the restoring force of the spring member, or the actuator is contracted to cause the spring to act, and the sensor unit is measured from within the frame. Since the actuator moves straight in the X direction to the position, the sensor unit moves straight in the X direction using the force that the actuator contracts in the Y direction, and the loss of stroke displacement is small and the sensor unit can be smoothly put in and out. It becomes the composition to be done.
  • the relationship between the X direction and the Y direction is a relationship in which the Y direction is the vertical direction when the frame is viewed from the front side and the X direction is the left and right direction, and the frame is viewed from the front side.
  • the Y direction is the horizontal direction.
  • the Y direction is, for example, when the X direction is horizontal and the angle is 0 degree, or the Y direction angle is within the range of 45 degrees to 135 degrees, or the Y direction angle is from ⁇ 45 degrees.
  • the direction that falls within the range of ⁇ 135 degrees is defined as the Y direction.
  • the Y direction angle is in the range of ⁇ 45 degrees to 45 degrees, or the Y direction angle is ⁇ 135 degrees to ⁇ 225 degrees.
  • the direction within the range is defined as the Y direction.
  • Examples of the sensor for measuring the physical quantity include an optical sensor, a CCD sensor, a color sensor, an infrared sensor, and the like.
  • a convex member serving as a slide rail is disposed on the sensor unit side, and a concave member serving as a slide guide is disposed on the frame side, or a convex member serving as a slide rail is disposed on the frame side.
  • arranged to the sensor unit side are mentioned.
  • the spring member examples include a tension spring and a pressure spring, and examples thereof include a coil shape, a spiral shape, and a string shape.
  • the spring member is preferably a coiled tension spring. Since the stroke of the restoring force can be set long by using the coiled tension spring, it is easy to lengthen the stroke over which the sensor unit moves.
  • the actuator is an actuator that contracts against the restoring force of the spring member when energized, and includes a shape memory alloy actuator, an electrostrictive actuator, and the like, and includes a wire shape, a plate shape, a coil shape, a spiral shape, a cylindrical shape, There are prismatic shapes. Plate-shaped and wire-shaped actuators are thin and have a high degree of freedom in arrangement even in narrow spaces. The energization appropriately sets whether to apply a direct current or an alternating current according to the characteristics of the actuator to be energized.
  • the actuator of the present invention is preferably a shape memory alloy wire that contracts by heat generated by energization. This is because it is easy to increase the amount of displacement due to energization with a shape memory alloy wire.
  • Examples of the material of the shape memory alloy wire include titanium-nickel alloy and iron-manganese-silicon alloy.
  • Examples of the shape of the shape memory alloy wire include a single wire, a stranded wire, a coil, or a wire processed into a spring shape.
  • the larger the wire diameter of the shape memory alloy wire the greater the contraction force can be produced, but the energization current is also large, and the reaction during cooling becomes dull.
  • the smaller the wire diameter of the shape memory alloy wire the smaller the contraction force, but the smaller the energization current, the faster the response speed.
  • the wire diameter of the shape memory alloy wire is set in the range of 0.05 mm to 0.15 mm, for example.
  • the temperature may rise from room temperature to around 50 ° C. Therefore, in order to prevent malfunction due to temperature, it is necessary to set the Joule heat generated by energizing the shape memory alloy wire to a temperature higher than 50 ° C.
  • the heat generation temperature of the shape memory alloy wire by energization is preferably 60 ° C. or higher, and more preferably about 70 ° C. for stable shrinking operation.
  • the sensor unit operating mechanism of the present invention adopts a shape memory alloy wire instead of an electric motor, the thickness becomes extremely thin. Therefore, the sensor unit operating mechanism is placed on a bezel (frame) of a liquid crystal display device that is highly demanded to be thin. It is not conspicuous even if it is arranged, and it is possible to have a mechanism that copes with mischief of a child pushing back the sensor unit. Further, by incorporating the sensor unit operating mechanism of the present invention in the bezel around the liquid crystal screen, a liquid crystal display device with excellent design can be obtained. The current required for the energization can be supplied from a power supply built in the liquid crystal display device.
  • the present invention includes a balance member that can be bent with a base side connected to the frame, the actuator being configured such that one end of the actuator is fixed to the balance member, and the sensor unit is moved from the measurement position to the frame.
  • the balance member bends and relaxes the external force.
  • the balance member bends and relaxes the external force. It is difficult to apply a load (external force), and the sensor unit operating mechanism is highly reliable.
  • a pair of arcuate members as the balance member are connected in the Y direction with the base side connected to the frame, and one end of the shape memory alloy wire is respectively connected to the end of the arcuate member It can be set as the structure fixed.
  • the shape memory alloy wire is energized to move the sensor unit straight to the measurement position, and continues to be energized during the measurement by the sensor. By stopping energization of the shape memory alloy wire, the sensor unit is returned to the original position.
  • the shape memory alloy wire since one end of the shape memory alloy wire is fixed to the end of each arched member, and the arched member is bent, the external force is relaxed.
  • the sensor unit operating mechanism can be configured with a minimum number of parts without the crank mechanism. According to the present invention, after the measurement, the restoring force of the spring member is exhibited only by stopping energization of the shape memory alloy wire, and the sensor unit is returned to the original position.
  • a shaft is connected to the frame and a rotatable balance member is provided.
  • the actuator is configured to have one end fixed to the balance member.
  • the balance member rotates to relieve the external force. It is difficult to apply a load (external force), and the sensor unit operating mechanism is highly reliable.
  • a rotating member is arranged as the balance member with its shaft connected to the frame, and one end of the actuator (shape memory alloy wire) is fixed to the end of the rotating member. It can be made the structure rotated by pulling.
  • the rotation member is rotated by energizing the actuator, thereby moving the sensor unit straight to the measurement position. Stop energization during measurement.
  • the present invention includes a movable arm whose front end is locked to the sensor unit and rotatable about the base side as a rotation axis, and a slider slidable in the Y direction is disposed on the movable arm body.
  • the shaft of the balance member (rotating member) is connected to the frame, and one end of the spring member is locked to the base side of the movable arm body to pull back the slider.
  • One end of the actuator is fixed to the balance member to start rotation of the balance member in the forward direction, the other end is connected to the frame, and the movable arm And the balance member cooperate with each other, and the actuator is contracted against the restoring force of the spring by energizing the actuator.
  • the balance member is started to rotate in the forward direction, and then the slider is pulled back by the restoring force of the spring member to further rotate the balance member in the forward direction to link the balance member and the movable arm.
  • the sensor unit is moved straight in the X direction from the frame to the measurement position.
  • the actuator by energizing the actuator, the actuator is contracted against the restoring force of the spring to start the rotation of the balance member (rotating member) in the forward direction, and subsequently the spring member is restored.
  • the balance member By pulling back the slider by force, the balance member is further rotated in the forward direction, and the sensor unit is linearly moved in the X direction from the frame to the measurement position by the linkage operation of the balance member and the movable arm.
  • This mechanism is a method in which the actuator (shape memory alloy wire) does not directly drive the sensor unit. As described above, the sensor unit does not start moving until the actuator contracts to some extent. It is difficult to be affected by heat radiation from the measurement object, and the risk of malfunction of the sensor unit caused by heat is extremely low.
  • the linking operation between the balance member and the movable arm is, for example, a configuration in which a slide pin formed on the slider is placed on the side wall of the balance member, or placed on the side wall due to a step formed on the balance member. If it is set as the structure to be inserted, or the structure inserted in the long groove formed in the said balance member, the said balance member and the said movable arm will mutually cooperate.
  • a second actuator that uses the actuator as a first actuator, has one end fixed to the balance member (rotating member), and starts to rotate the balance member in the reverse direction by being contracted by energization. After being measured by the sensor, the sensor unit is moved in the X direction from the frame to the measurement position by energizing the first actuator without energizing the second actuator. The sensor unit is returned from the measurement position to the original position by energizing the second actuator without energizing the first actuator.
  • one end of the first actuator (shape memory alloy wire) and one end of the second actuator (shape memory alloy wire) are fixed to the balance member (rotating member), respectively. Because of this configuration, the sensor unit can be slid to the measurement position by energizing the first actuator, and conversely, the sensor unit can be slid to the original position by energizing the second actuator. It becomes the structure which can be made to return. Further, these actuators are energized only when the sensor unit is moved, and at other times, that is, while the sensor unit is held at the measurement position or while the sensor unit is stored in the frame. Since these actuators are in a non-energized state, the sensor unit operating mechanism is energy saving and highly reliable in operation.
  • a movable arm is attached to the sensor unit, and a rotating plate having a laterally long groove is provided as the balance member (rotating member).
  • the movable arm is equipped with a slider with a link pin that enters the horizontally long groove.
  • the sensor unit By combining the arm, the rotating member, and the sensor unit, for example, when the first shape memory alloy wire contracts, the sensor unit linearly moves in the right direction, and when the second shape memory alloy wire contracts, the sensor The unit moves in a straight line in the left direction.
  • the shape of the balance member rotating member
  • various shapes such as a circular plate, a triangular plate, and a square plate can be applied.
  • the actuator when the actuator is energized, the actuator member is contracted in the Y direction against the restoring force of the spring member, and the sensor unit is linearly moved in the X direction from the frame to the measurement position by the guide member. Since it is a structure, it becomes a structure where the loss of stroke displacement is small and a sensor unit can be taken in and out smoothly. Then, the sensor unit can be slid back to the original position by using the restoring force of the spring member arranged in the Y direction.
  • the balance member is configured to relax the external force, so that there is no risk that a load is directly applied to the shape memory alloy wire, It becomes a sensor unit operation mechanism with high operation reliability.
  • the balance member includes a pair of arcuate members that relax the external force by bending, the shape memory alloy wire is energized and the sensor unit is slid to the measurement position.
  • the sensor unit can be slid back to the original position using the restoring force of the spring, and the sensor unit operating mechanism can be achieved with a minimum number of parts. Can be configured.
  • the balance member includes, for example, a rotation member that relieves the external force by rotating, the sensor unit is slid to the measurement position by energizing the first shape memory alloy wire. On the contrary, by energizing the second shape memory alloy wire, the sensor unit can be slid back to the original position.
  • the shape memory alloy wire (the first shape memory alloy wire or the second shape memory alloy wire) does not directly drive the sensor unit, and thus is not easily affected by heat radiation from the monitor screen. While holding the sensor unit at the measurement position or after returning the sensor unit to the original position, the shape memory alloy wires are in a non-energized state, so that the sensor unit operates with energy saving and high operation reliability. It becomes a mechanism.
  • a thin operation mechanism with a very thin frame is obtained, and a bezel (frame for a liquid crystal display device with a high demand for thinning is obtained. ) It is not conspicuous even if it is placed on the top, and furthermore, by incorporating the sensor unit operation mechanism of the present invention in the bezel around the liquid crystal screen, it becomes a liquid crystal display device with excellent design characteristics. It will have a mechanism to deal with.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration in which a sensor unit operating mechanism according to an embodiment to which the present invention is applied is retrofitted to a known image display device
  • FIG. b) is a diagram showing a state in which the sensor unit is stored.
  • FIG. 5 is a structural diagram illustrating a sensor unit operating mechanism according to a second embodiment to which the present invention is applied, and is a rear view as viewed from the inside. It is a figure which shows the state which supplied with electricity the shape memory alloy wire which concerns on the said 2nd Embodiment, and the sensor unit protruded on the screen. It is a figure which shows the state which stopped the electricity supply to the shape memory alloy wires which concern on the said 2nd Embodiment, and the sensor unit was stored. It is a figure which shows operation
  • FIG. 6 is a structural diagram illustrating a sensor unit operating mechanism according to a third embodiment to which the present invention is applied, where (a) is a rear view seen from the inside, (b) is a side view, and (c) is a side view. It is the front view seen from the outside side. It is a figure which shows the state in which the 1st and 2nd shape memory alloy wire which concerns on the said 3rd Embodiment was not supplied with electricity but the sensor unit was stored.
  • FIG. 1 It is structural drawing which illustrates the movable arm arranged at the sensor unit operation mechanism of the 3rd embodiment to which the present invention is applied, (a) is a rear view seen from the inside, and (b) is a side view. (C) is a front view seen from the outside. It is structural drawing which illustrates the rotation member distribute
  • FIG. 6 is a structural diagram illustrating the arrangement configuration of a rotating member, a first shape memory alloy wire, and a second shape memory alloy wire according to the third embodiment, and (a) is a back surface viewed from the inside. It is a figure, (b) is a side view, (c) is the front view seen from the exterior side. It is structural drawing which shows the other example of arrangement
  • FIG. 6 is a structural diagram showing another example of the arrangement configuration of the rotating member, the first shape memory alloy wire, and the second shape memory alloy wire according to the third embodiment, wherein (a) is a disc. (B) is an example of a triangular plate, and (c) is an example of a square plate. It is a structural diagram which illustrates the interlocking relationship of the rotation member which concerns on 3rd Embodiment to which this invention is applied, and the slider of a movable arm, (a) is a figure which shows the relationship when a sensor unit is stored. And (b) is a diagram showing a relationship during energization of the first shape memory alloy wire, and (c) shows a relationship when energization of the first shape memory alloy wire is finished.
  • FIG. It is a structural diagram which illustrates the interlocking relationship of the rotation member which concerns on 3rd Embodiment to which this invention is applied, and the slider of a movable arm, (a) shows the relationship when a sensor unit protrudes on a screen. It is a figure, (b) is a figure which shows the relationship in the middle of energizing the 2nd shape memory alloy wire, (c) is a relationship when the energization of the 2nd shape memory alloy wire is finished.
  • FIG. It is a perspective view which shows the arrangement configuration of the sensor unit operation mechanism of the conventional screen measurement. It is a front view which shows the other example of arrangement configuration of the sensor unit operation mechanism of the conventional screen measurement.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a liquid crystal display device provided with a sensor unit operating mechanism 1 according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the sensor unit operating mechanism 1 of this embodiment is integrally incorporated in a bezel (frame) 2 disposed around a monitor screen (liquid crystal screen) 101 of a liquid crystal display device (liquid crystal monitor).
  • the sensor unit 3 has a small plate shape (stick shape) for measuring brightness, chromaticity, etc. on the liquid crystal screen 101.
  • the sensor unit operating mechanism 1 of the present embodiment projects the sensor unit 3 from the bezel 2 in the direction of reference numeral 4a during the measurement.
  • the sensor unit 3 is moved straight to the measurement position on the screen 101 (FIG. 1 (a)), and after the measurement, the sensor unit 3 is returned in the direction 4b and stored in the bezel 2 (FIG. 1 (b)).
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration in which the sensor unit operating mechanism 1 according to the embodiment to which the present invention is applied is retrofitted to a known image display device.
  • the sensor unit operating mechanism is placed on an existing bezel 102.
  • 1 frame (main body) 2 is attached.
  • 2A is a diagram of the sensor unit 3 protruding from the frame 2 in the direction 4a and moving straight to the measurement position on the screen 101.
  • FIG. 2B is a diagram of the sensor unit 3 moving in the direction 4b.
  • FIG. 6 is a diagram of a state stored in the frame 2.
  • FIG. 3 is a structural view illustrating a sensor unit operating mechanism 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3A is a rear view seen from the inside
  • FIG. 3B is a side view
  • FIG. 3C is a front view seen from the outside.
  • the rear view seen from the inside is a view when the user is seen from the monitor screen 101 side
  • the front view seen from the outside is a view when the monitor screen 101 is seen from the user side.
  • the left-right direction in the rear view is the X direction
  • the up-down direction in the rear view is the Y direction.
  • a square and plate-shaped sensor unit 3 is arranged in a bezel (frame) 2, and is disposed on both sides of the sensor unit 3 (upper side and lower side in FIG. 3A).
  • the plate-shaped convex member 31 used as a slide rail is attached integrally.
  • a pair of arcuate members 7 which are balance members are arranged on both sides of the sensor unit 3.
  • the arcuate member 7 has an arcuate portion on the side far from the sensor unit 3 and a trapezoidal portion on the side close to the sensor unit 3, and a convex member (slide rail) 31 is formed by the concave shape formed in the trapezoidal portion and the frame 2.
  • a receiving slide guide is formed (FIG. 3B). That is, the pair of arcuate members 7 are arranged so as to sandwich the sensor unit 3 from both sides, and the sensor unit 3 is slidably supported.
  • the sensor unit 3 includes a sensor 41 used for measuring physical quantities such as luminance and chromaticity of the monitor screen 101 and a circuit board for processing a signal from the sensor 41.
  • the optical sensor 41 is built in the sensor unit 3, and receives light from the monitor screen 101 through a round window formed in the sensor unit 3 and performs signal processing (see FIG. 3A). ).
  • hook portions 62 for hooking one end of the tension spring 6 are formed on both sides of the rear end (left side in FIG. 3A) of the sensor unit 3.
  • a hook 61 for hooking the other end of the tension spring 6 is formed on the frame 2 at a position slightly behind the rear end of the sensor unit 3 and away from the sensor unit 3.
  • a pair of tension springs 6 are respectively hooked on the hook portions 61 and 62, and the sensor unit 3 is simultaneously pulled by the restoring force of the pair of tension springs 6 to be retracted and stored in the frame 2. It has a configuration.
  • hook portions 32 and 33 for hooking and passing the shape memory alloy wire 5 as an actuator are formed (FIG. 3A).
  • a groove is formed on the back side of the hook portion 32, and a groove is also formed on the front side of the hook portion 33, and the hook portion 32 arranged in the center and both sides of the hook portion 32 are arranged.
  • Electrode terminals 51 are connected to both ends of the shape memory alloy wire 5 and screwed to the tip electrode portion 511 of the arcuate portion on the side farther from the sensor unit 3 of the arcuate member 7 (FIG. 3A). ).
  • a circular recess 512 is formed on the frame 2 side, and the columnar protrusion on the lower side of the electrode portion 511 is movable in an arcuate path in the circular recess 512.
  • Both ends of the shape memory alloy wire 5 are fixed to the electrode portion 511 at a position away from the sensor unit 3 on the middle or front line of the sensor unit 3, and the center of the shape memory alloy wire 5 is 3, the sensor unit 3 is arranged inside the frame 2 in a state where a bow is pulled when not energized (FIG. 3A).
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which one shape memory alloy wire 5 provided in the sensor unit operating mechanism of the first embodiment is energized.
  • the wiring drawn out from one electrode terminal 51 is connected to the switch 98, the wiring from the switch 98 is connected to the positive side of the DC power supply E1, and the wiring from the negative side of the DC power supply E1 is connected.
  • the direction of the DC power source E1 shown in FIG. 4 may be positive on the upper side or positive on the lower side. In the vicinity of the monitor screen of the operating liquid crystal display device, the temperature may rise from room temperature to around 50 ° C.
  • the Joule heat generated by energizing the shape memory alloy wire 5 is set to a temperature higher than 50 ° C.
  • the heating temperature of the wire 5 is preferably 60 ° C. or higher, and more preferably about 70 ° C. for a stable shrinking operation.
  • the wire diameter of the shape memory alloy wire 5 is set in the range of 0.05 mm to 0.15 mm, and the voltage of the DC power supply E1 is set to about 1.5 V to 4.5 V, so that stable shrinkage is achieved. To work.
  • the shape memory alloy wire 5 contracts against the tensile force of the tension spring 6, and the sensor unit 3 slides in the direction of reference numeral 4a. Then, it protrudes from the frame 2 and the monitor screen 101 can be measured for brightness, chromaticity, etc., and measurement by the optical sensor 41 is performed (FIG. 4).
  • the shape memory alloy wire 5 is brought close to the ambient temperature of the normal sensor unit 3 by heat radiation. Since it cools and returns to its original length, by simultaneously pulling the sensor unit 3 by the pulling force of the pair of tension springs 6, the sensor unit 3 slides in the direction of 4ba and is pulled back into the frame 2 (FIG. 5). ).
  • FIG. 6 shows an operation when a child or the like tries to push back the sensor unit 3 in the direction 4b with a finger.
  • the switch 98 is turned on and the shape memory alloy wire 5 is energized so that the sensor unit 3 protrudes from the frame 2 and a child or the like tries to push back the sensor unit 3 in the direction 4b, a pair of pulls Since the pulling force of the spring 6 is applied to the sensor unit 3, the sensor unit 3 is slid and pushed back to the original position even with a relatively weak force.
  • the shape memory alloy wire 5 is energized and contracted, the pair of arcuate members 7 bend and bend in the direction of the reference numeral 4c, so that the external force from the child is alleviated and the shape memory is being energized.
  • the structure is such that a direct load is hardly applied to the alloy wire 5.
  • FIG. 7 is a structural view illustrating a sensor unit operating mechanism 1 according to a second embodiment to which the present invention is applied, and is a rear view as seen from the inside.
  • the same reference numerals represent the same functions, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the component member arrangement surface of the frame 2 is conductive
  • the surface of the arcuate member 7 is conductive.
  • Terminal 53 is electrically connected.
  • an electrode terminal 52 for electrically connecting the shape memory alloy wire 5 at an intermediate position thereof is disposed.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which the shape memory alloy wire 5 provided in the sensor unit operating mechanism of the embodiment is energized.
  • a wire drawn from the electrode terminal 53 electrically connected to the pair of electrode terminals 51 is connected to the minus side of the DC power source E2, and a wire drawn from the plus side of the DC power source E2 is connected to the switch 98.
  • a wiring from the switch 98 is connected to the electrode terminal 52.
  • the two shape memory alloy wires 5 electrically connected in parallel with a half length are electrically energized. Therefore, the voltage of the DC power supply E2 is half the voltage of the DC power supply E1.
  • the same operation as in the first embodiment is performed, and when the switch 98 is turned off, the shape memory alloy wire 5 returns to its original length, so that the sensor unit is pulled by the tensile force of the pair of tension springs 6.
  • the sensor unit 3 is slid in the direction of reference numeral 4b and pulled back into the frame 2 (FIG. 9).
  • the tensile force of the pair of tension springs 6 is applied to the sensor unit 3. Even with a weak force, the sensor unit 3 is slid back to the original position and pushed back (FIG. 10).
  • FIG. 11 is a structural view illustrating a sensor unit operating mechanism 1 according to a third embodiment to which the present invention is applied.
  • 11A is a rear view as viewed from the inside
  • FIG. 11B is a side view
  • FIG. 11C is a front view as viewed from the outside.
  • the rear view seen from the inside is a view when the user is seen from the monitor screen 101 side
  • the front view seen from the outside is a view when the monitor screen 101 is seen from the user side.
  • the left-right direction in the rear view is the X direction
  • the up-down direction in the rear view is the Y direction.
  • the same reference numerals represent the same functions, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the sensor unit operating mechanism 1 for screen measurement includes a square and plate-shaped sensor unit 3 disposed in a bezel (frame) 2, and both sides of the sensor unit 3 (upper and lower sides in FIG. 11A).
  • a plate-like convex member 31 serving as a slide rail is integrally attached to the side.
  • An L-shaped guide member 17 is disposed on both sides of the sensor unit 3 in a side view, and a slide guide that receives a convex member (slide rail) 31 is formed by the concave shape formed on the guide member 17 and the frame 2. (FIG. 11B), the sensor unit 3 is slidably supported on both sides.
  • a movable arm 90 that moves the sensor unit 3, a balance member (rotating member) 80 that is disposed below the movable arm 90 and can be displaced by an external force, and the first shape memory alloy wire 5 And a second shape memory alloy wire 15 (FIG. 11A).
  • a square-shaped groove (depression) 32 is formed on the rear side of the rear side of the sensor unit 3 (the surface on which the optical sensor 41 is disposed), and the tip of the main body 91 of the movable arm 90 is formed in the depression 32. The side claw 911 is locked.
  • the base-side hole 65 of the main body 91 is attached to the frame 2 by a flat washer 972 and a screw 971 on a cylindrical support base 973, and rotates around the center of the base-side hole 65 of the main body 91 as a rotation center. It is supported freely (see FIGS. 11 (a) and 20 (a)). Further, a cylindrical support base 811 is integrally formed below the center of the rotation member 80 as a balance member, and the center hole 84 of the rotation member 80 is attached to the frame 2 by a flat washer 852 and a screw 851. The pivot member 80 is supported so as to be rotatable about the center of the center hole 84 (see FIGS. 11A and 21A).
  • the first shape memory alloy wire 5 and the second shape memory alloy wire 15 are wires of the same material and the same dimensions.
  • the movable arm 90 and the rotation member 80 are connected to each other, but are connected so that the manner of transmission of each other is slightly shifted. That is, when the movable arm 90 is operated, the rotating member 80 is operated with a delay, and when the rotating member 80 is operated, the movable arm 90 is connected with a delayed operation. 5 and 15, the movable arm 90, the rotating member 80, and the sensor unit 3, the first shape memory alloy wire 5 is contracted (in FIG. 11A, the sensor unit 3 is contracted in the vertical direction). In FIG. 11A, the sensor unit 3 slides to the right and the second shape memory alloy wire 15 contracts (contracts in the vertical direction in FIG. 11A) so that the sensor unit 3 moves to the left in FIG. It is a mechanism to slide.
  • FIG. 20 is a structural diagram illustrating the movable arm 90
  • FIG. 21 is a structural diagram illustrating the rotating member 80
  • FIGS. 22 and 23 illustrate the rotating member 80 and the first shape memory alloy wire 5 respectively.
  • FIG. 3 is a structural diagram illustrating the arrangement configuration of the second shape memory alloy wire 15.
  • FIG. 25 is a structural diagram illustrating the interlocking relationship between the movable arm 90 and the rotating member 80. The movable arm 90 and the rotating member 80 will be described below.
  • the main body 91 of the movable arm 90 is formed by press-molding a metal plate-like member, and a plastic slider 92 is inserted through the main body 91 so that it can slide up and down within a predetermined range (FIG. 20).
  • Hooks 64, 64 are formed on the left and right sides of the base side of the main body 91, and hooks 93, 93 are formed on the left and right sides of the base side of the slider 92.
  • the slider 92 is pulled to the base side of the movable arm 90 by the restoring force of the pair of tension springs 6.
  • a vertically long and rounded square-shaped groove 95 is formed in the center of the main body 91 of the movable arm 90, and a columnar link pin 94 directed to the front side is formed in the center of the slider 92. 94 is inserted into the groove 95 so that the slider 92 can slide up and down within the vertical range of the vertically long groove 95 (FIG. 20).
  • the rotating member 80 is formed with a straight horizontal groove 83 that crosses the left and right sides of the plastic disc main body 81, and obliquely above the left and right side surfaces of the disc main body 81 (in the direction of 2 o'clock and 10 o'clock of the clock short hand).
  • a pair of protrusions 182 and 82 are provided. These protrusions 182 and 82 abut against two stoppers 88 and 88 disposed on the frame 2 to prevent the rotation member 80 from rotating beyond the stoppers 88 and 88 (see FIG. 25). ).
  • a cylindrical support base 811 facing the front side is integrally formed at the center of the rotating member 80, and a conductive metal washer 85 provided with a clasp 851 is fitted on the front side of the rotating member 80. (FIG. 21 (c)).
  • FIG. 22 is a structural diagram illustrating an arrangement configuration of the rotating member 80, the first shape memory alloy wire 5, and the second shape memory alloy wire 15.
  • a main body 81 of the rotating member 80 is disposed between the first shape memory alloy wire 5 and the second shape memory alloy wire 15, and the first and second shape memory alloy wires 5, One end of 15 is hooked and fixed to a clasp 851 on the upper side of the metal washer 85 and is electrically connected.
  • the first and second shape memory alloy wires 5 and 15 may be functionally formed by hooking and fixing a single shape memory alloy wire 5 to the clasp 851 at an intermediate point thereof.
  • the flexible wire 571 is electrically connected to the vicinity of the lower side of the metal washer 85 to energize it.
  • the shape memory alloy wire 5 (15) and the metal washer 85 can be fixed to each other as long as they can be firmly fixed and reliable electrical connection is possible.
  • FIG. 23 is a structural diagram showing another example of the arrangement configuration of the rotating member 80, the first shape memory alloy wire 5, and the second shape memory alloy wire 15.
  • the rotating member 80 is made of metal, and is caulked to one shape memory alloy wire 5 through a metal tube 582 at an intermediate position of the shape memory alloy wire 5 (with a seam by a tool).
  • the metal tube 582 is fitted and fixed in a recess formed in the vicinity of the upper side of the disk main body 81 of the rotating member 80, and is electrically connected by contact, soldering, or the like.
  • the first and second shape memory alloy wires 5 and 15 are brought into press contact with the tip of the lead electrode 572 having a leaf spring structure bent in an L shape near the lower side of the disc body 81 of the rotating member 80. Is configured to energize.
  • the position of the extraction electrode 572 is constant even when the rotation member 80 is rotated, so that a stable electrical connection can be ensured and an electrode extraction structure with higher operation reliability can be obtained.
  • FIG. 24 is a structural diagram showing another example of the arrangement configuration of the rotating member 80, the first shape memory alloy wire 5, and the second shape memory alloy wire 15.
  • shape memory alloy wires 5 and 15 are respectively attached to predetermined positions on the left and right sides of the disc 81 in which the horizontally long grooves 83 are formed, and the disc 81 is rotated clockwise by pulling alternately. Or it is the structure rotated counterclockwise.
  • shape memory alloy wires 5 and 15 are respectively attached to predetermined positions on the left and right sides of the triangular plate 81 in which the horizontally long grooves 83 are formed, and the triangular plate 81 is rotated clockwise or counterclockwise by pulling alternately.
  • shape memory alloy wires 5 and 15 are respectively attached to predetermined positions on the left and right sides of the square plate 81 in which the horizontally long grooves 83 are formed. Or it is the structure rotated counterclockwise. That is, the rotating member 80 according to the present invention has the horizontally long groove 83 formed, and one ends of the shape memory alloy wires 5 and 15 arranged on the left and right are fixed at predetermined positions, respectively. Since the rotation member 80 may be configured to rotate clockwise or counterclockwise, various shapes such as a circular plate, a triangular plate, and a square plate can be applied as the shape of the rotation member 80.
  • FIGS. 25 and 26 are structural views illustrating the interlocking relationship between the main body 81 of the rotating member 80 and the slider 92 of the movable arm 90.
  • the link pin 94 of the slider 92 is inserted into the laterally long groove 83 of the disk body 81 and moves so that the movable arm 90 and the rotating member 80 are slightly interlocked with each other in how their movements are transmitted. It becomes the structure connected.
  • FIG. 25A is a diagram showing the interlocking relationship between the disk body 81 and the slider 92 when the second shape memory alloy wire 15 is energized and the sensor unit 3 is stored.
  • the link pin 94 of the slider 92 is placed on the lower side wall 83 a of the horizontally long groove 83 of the disc body 81.
  • the disk main body 81 rotates counterclockwise (counterclockwise), and the left protrusion 182 of the disk main body 81 comes into contact with the stopper 88 disposed on the left side of the frame 2 and stops. At this time, the horizontally long groove 83 of the disk main body 81 is stopped.
  • FIG. 25 (b) is a diagram showing an arrangement relationship in the middle of energizing the first shape memory alloy wire 5.
  • the disk main body 81 rotates clockwise (clockwise)
  • the horizontal groove 83 of the disk main body 81 becomes horizontal
  • the link pin 94 of the slider 92 Becomes a position close to the center of the horizontally long groove 83, and at this time, the pair of tension springs 6 are pulled and extended. Up to this point, the slider 92 moves only in the upward direction (reference numeral 4f direction).
  • FIG. 25C is a diagram showing the arrangement relationship when the first shape memory alloy wire 5 is energized.
  • the first shape memory alloy wire 5 is contracted by energization and the disk body 81 is further rotated clockwise (clockwise)
  • the horizontally elongated groove 83 of the disk body 81 is tilted to the right side
  • the pair of tension springs 6 The link pin 94 of the slider 92 is located at the lower right position of the horizontally long groove 83 (the first spring is contracted first, and then the left spring is contracted, but the movements of the two springs are almost simultaneous).
  • the disk main body 81 rapidly turns clockwise, and the movable arm 90 is greatly tilted to the right.
  • the sensor connected to the claw 911 on the front end side of the main body 91 of the movable arm 90 The unit 3 is pushed to the right, and the sensor unit 3 moves straight from the frame 2 to the measurement position.
  • the slider 92 moves in a direction in which the downward direction (reference 4g direction) and the right direction (reference 4a direction) are combined.
  • the disk main body 81 rotates clockwise, the right protrusion 82 of the disk main body 81 comes into contact with the stopper 88 disposed on the right side of the frame 2 and stops, and the slider 92 becomes a lower right position to stop the stopper pin 89. Abut.
  • the pair of tension springs 6 are contracted to the original state.
  • the second shape memory alloy wire 15 is energized to turn the disk body 81 counterclockwise (reverse)
  • the sensor unit 3 is retracted and stored in the frame 2 by rotating it clockwise (FIG. 26 (b)) and causing the rotating member 80 and the movable arm 90 to operate in the reverse manner as described above (FIG. c)).
  • the operation procedure of the sensor unit 3 will be described below.
  • FIG. 12 shows a state in which the sensor unit 3 is stored in the frame 2.
  • one end of each of the first and second shape memory alloy wires 5 and 15 is fixed to and electrically connected to the clasp 851 on the upper side of the rotating member main body 81, so that the first And one end of the second shape memory alloy wires 5 and 15 and the flexible wire 571 are electrically connected.
  • An electrode terminal 55 is electrically connected to the other end of the first shape memory alloy wire 5, and the electrode terminal 55 is electrically connected to the plus side of the DC power source E ⁇ b> 3 via the switch 991.
  • the electrode terminal 56 is electrically connected to the other end of the second shape memory alloy wire 15, and the electrode terminal 56 is electrically connected to the plus side of the DC power source E ⁇ b> 3 via the switch 992.
  • the minus side of the DC power supply E3 and the flexible wire 571 are electrically connected.
  • the switches 991 and 992 are configured so as not to be turned on at the same time, and either of the switches 991 and 992 is turned on, or both the switches 991 and 992 are turned off. Therefore, either the first shape memory alloy wire 5 or the second shape memory alloy wire 15 is energized, or both the first and second shape memory alloy wires 5 and 15 are not energized. It has a configuration. Since the shape memory alloy wires 5 and 15 of this embodiment have no polarity, the direction of the DC power source E3 shown in FIG.
  • the shape memory alloy wire 5 contracts against the pulling force of the tension spring 6, and as described above, the rotating member 80. Rotates clockwise (in the direction of 4d) and the sensor unit 3 connected to the movable arm 90 is pushed out to the right (in the direction of 4a) (FIG. 13).
  • the rotating member 80 further rotates clockwise, the sensor unit 3 connected to the movable arm 90 moves straight from the frame 2 to the measurement position on the monitor screen 101 (FIG. 14).
  • the optical sensor 41 can measure the chromaticity and the like.
  • the switches 991 and 992 are turned off, and the first shape memory alloy wire 5 is cooled to near room temperature by heat radiation and returned to its original length. (FIG. 15).
  • the rotating member 80 turns counterclockwise (reference numeral 4e).
  • the sensor unit 3 is moved to the left (in the direction of reference numeral 4b) by rotating in the direction) and the rotating member 80 and the movable arm 90 perform operations opposite to the operations performed when the sensor unit 3 is pushed out. (FIG. 16), it is pulled back into the frame 2 and stored (FIG. 17).
  • the shape memory alloy wires (the first shape memory alloy wire 5 and the second shape memory alloy wire 15) do not directly drive the sensor unit 3, these shapes are used.
  • the memory alloy wire is not easily affected by heat radiation from the monitor screen 101, and the link pin 94 of the slider 92 is fixed to the horizontally long groove 83 of the disk body 81 as described above until the shape memory alloy wires 5 and 15 are contracted to some extent. Since the sensor unit 3 does not start moving from one side to the other side with the center of the sensor as the boundary, the sensor unit 3 does not start moving until then, so that the possibility of malfunction of the sensor unit 3 caused by heat is extremely low. ing.
  • the shape memory alloy wires 5 and 15 are in a non-energized state, and thus operate with energy saving.
  • a highly reliable sensor unit operating mechanism 1 is realized.
  • FIG. 18 shows the operation when a child or the like tries to push back the sensor unit 3 in the direction of the reference numeral 4b with the child unit or the like interested when the sensor unit 3 is held at the measurement position.
  • the shape memory alloy wires 5 and 15 are in a non-energized state, and when the sensor unit 3 is pushed back to the left (in the direction of reference numeral 4b), the rotating member 80 is rotated in the reverse direction by the link pin 94 of the slider 92.
  • the rotating member 80 and the movable arm 90 perform an operation opposite to the operation when the sensor unit 3 is pushed out, and the sensor unit 3 moves to the left side (in the direction of reference numeral 4b) to enter the frame 2. Stored.
  • FIG. 19 is a structural diagram illustrating another example of the sensor unit operating mechanism 1 of the third embodiment, and is a rear view as viewed from the inside.
  • the same reference numerals represent the same functions, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the main body 91 of the movable arm 90 is formed with a vertically rectangular groove 641, and the slider 92 is pulled to the base side of the movable arm 90 by the restoring force of one tension spring 6. Yes.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the actuators 5 and 15 are not limited to a wire shape as long as they are contracted against the restoring force of the spring member when energized, and are also applicable to a plate shape, a coil shape, a spiral shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, and the like. Is possible.
  • the arrangement and the like of the sensor unit 3 can be arbitrarily changed, and a plurality of sensor units 3 can also be arranged.
  • a direct current may be applied or an alternating current may be applied.
  • the sensor unit operating mechanism 1 of the present invention may be incorporated when the monitor is assembled, or may be assembled after the monitor is assembled.
  • the present invention can be applied to various image display monitors such as liquid crystal, organic EL, plasma, etc.
  • the frame 2 arranged in the frame region around the measurement object and the physical quantity from the measurement object If it is comprised from the sensor unit 3 which has the sensor 41 which measures this, it is applicable to the measurement of various physical quantities.
  • the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

Abstract

　フレームの厚みを薄くしてもセンサユニットをスムーズに出し入れでき、子供などがセンサユニットを押し戻すいたずらにも対処した仕組みを有する新規なセンサユニット作動機構を提供することを課題とする。　フレーム（２）と、光センサ（４１）を有するセンサユニット（３）と、Ｙ方向に伸縮するばね部材（６）と、通電によって前記ばね部材（６）の復元力に抗して縮むアクチュエータ（５，１５）と、前記センサユニット（３）をＸ方向に直進移動させるためのガイド部材（１７）を備え、前記アクチュエータ（５）への通電によってセンサユニット（３）をフレーム（２）内から測定位置まで直進移動させ、前記アクチュエータ（１５）への通電によってセンサユニット（３）を測定位置からフレーム（２）内まで直進移動させて格納する。

Description

センサユニット作動機構及び当該センサユニット作動機構を備えた液晶表示装置
　本発明は、被測定対象物からの物理量を測定するセンサが備わったセンサユニットを所定の測定位置まで移動させるセンサユニット作動機構と、当該センサユニット作動機構を備えた液晶表示装置に関する。
　画像表示用のモニター（モニター）は、オフィスや家庭で使用されるだけでなく、グラフィックデザイン、医療等の様々な専門的業務の現場でも使用されている。とりわけ、グラフィックデザイン画像や医用診断画像の表示においては再現性の高い高精度の画像品位が要求されるため、ハイエンドクラスの液晶モニターが使用されており、このような再現性の高い高精度の画像品位が要求される液晶モニターでは、液晶画面の輝度、色度、光量等の光学特性の測定を光センサ等の物理量センサで行い、得られた測定データに基づいてキャリブレーション（校正、較正とも呼ばれる）を行うことで、表示画像の再現性を高める取り組みがなされている。
　表示画像の再現性を高めるためには、キャリブレーションを所定の時間毎に行う必要があることから、液晶画面の光学特性の測定を行うためのセンサユニット作動機構が液晶モニターに一体化されるか（特許文献１を参照）、液晶画面の光学特性の測定を行うためのセンサユニット作動機構を備えた光測定器が液晶モニターのベゼル（フレーム）付近に配置される（特許文献２を参照）。
特許文献１には、四角形の液晶画面１０１とその周囲に配されたベゼル１０２からなる液晶表示装置の４隅のうちの１隅に、移動可能に測光装置１０４を配置するとの記載がある（本願の図２７）。特許文献２には、測光装置１０４が備わった測光部１０８をベゼル１０２上に設置する場合の３つの可能な位置を示しており、ベゼル１０２の１隅に取り付けた場合と、ベゼル１０２の上側の中央付近の側部に取り付けた場合と、ベゼル１０２の横側の中央付近の側部に取り付けた場合が示されている（本願の図２８）。ここで、測光装置１０４は、光センサ等の物理量センサが内蔵された板状のユニットであり、以下、センサユニットと称する。特許文献１と２に記載の画面測定のセンサユニット作動機構はいずれも、電動モータとギヤボックス等の駆動伝達機構を用いて、四角形の液晶画面の周囲に配されたベゼル（フレーム）の一辺の中央付近又は角部の一点を中心とした円を描くようにセンサユニットを回動させる機構となっている。
　上述の液晶表示装置においては、再現性の高い高精度の画像品位の要求に応えるために、キャリブレーションの際に輝度や色度等の物理量を測定するセンサをモニター画面上の画面に近い測定位置に配することで、表示画面の輝度や色度等の光学特性を周囲の外光の影響を受け難い状態で正確に測定することが必要となる。その一方で、液晶表示装置に対しては、表示される画像のサイズや見易さ等の機能性やデザイン性の要求も高く、フラットフェイスとするためにベゼルの厚みが薄くなっており、センサユニット作動機構によって液晶表示装置の外観形状が制約を受け、デザイン性能が損なわれるということがないようにしたいという要望がある。
しかしながら、特許文献１や特許文献２記載の機構では、センサユニットをフレーム内や測定機内から回動させて出し入れする方式であるが故に、センサユニットのアームを回動させるのに必要なトルクを得るため、電動モータ及び駆動伝達機構を用いた大掛かりな機構となってしまっており、電動モータ及び駆動伝達機構が収納されるスペースを確保しなければならないという設計上の制約がある。また、画面測定のセンサユニット作動機構が大きくなると、液晶表示装置のデザイン性にも影響を及ぼす。
機械要素の小型化、省スペース化は、各種工業製品で検討がなされており、近年、電動モータに代わる小型のアクチュエータとして、形状記憶合金（Shape memory alloy）製ワイヤを用いたアクチュエータが商品化されている。例えば内視鏡は細ければ細いほど、観察対象に挿入する際の負荷が小さくて済むので、内視鏡ケーブルの先端部に、熱を加えると縮む性質の形状記憶合金製ワイヤを複数仕込んでおき、これらの形状記憶合金製ワイヤにそれぞれ電流を流せるよう配線し、所定の形状記憶合金製ワイヤに通電すると、通電された形状記憶合金製ワイヤにジュール熱が発生して当該ワイヤが縮み、内視鏡ケーブルの先端が所定方向に曲がる。このような電動アクチュエータは、従来は電動モータが組み込めなかった小型機械に運動機能を持たせることが可能となることから、各種の取り組みがなされ、出願がなされている（特許文献３、４）。
特許文献３には、２本の形状記憶合金製ワイヤとクランク機構と引っ張りばねとを組み合わせて、通電によって一方の形状記憶合金製ワイヤを縮ませることでクランク機構を動かして、クランク機構の操作端部材に取り付けた引っ張りばねの引っ張り力で上記操作端部材を所定の安定位置まで移動させ、また、通電によって他方の形状記憶合金製ワイヤを縮ませることでクランク機構を反対側に動かして、クランク機構の操作端部材に取り付けた引っ張りばねの引っ張り力で上記操作端部材を所定の反対側の安定位置まで移動させるアクチュエータが開示されている。特許文献４には、２本の形状記憶合金製ワイヤとクランク機構と押圧ばねとを組み合わせて、通電によって一方の形状記憶合金製ワイヤを縮ませることでクランク機構の操作端部材を動かして、クランク機構の外側に取り付けた押圧ばねの押圧力でクランク機構の操作端部材を所定の安定位置まで移動させ、また、通電によって他方の形状記憶合金製ワイヤを縮ませることでクランク機構の操作端部材を反対側に動かして、クランク機構の外側に取り付けた押圧ばねの押圧力でクランク機構の操作端部材を所定の反対側の安定位置まで移動させるアクチュエータが開示されている。特許文献３や４記載の電動アクチュエータは、クランク機構の操作端部材が弧を描くように回動しスイッチ動作をする構成であり、これら文献には、操作端部材が弧を描くように回動しスイッチ動作をする構成以外の具体的な用途等は示されていない。
特許第３９８４９９６号公報 特開２００５－２０８５４８号公報 特許第４０６７２８２号公報 特許第４２３３２９０号公報
上述のようにハイエンドクラスの画像表示装置では、表示画面の輝度、色度、光量等の光学特性をセンサユニットで測定し、得られた測定データに基づいてキャリブレーションを行っており、今後は下位クラスの画像表示装置に於いてもセンサユニットを用いたキャリブレーションが必要となりつつある。しかしながら、上述のとおり、特許文献１や２記載の、センサユニットをフレーム内や測定機内から回動させて出し入れする方式では、センサユニットのアームを回動させるのに必要なトルクを得るため、電動モータ及び駆動伝達機構を用いた大掛かりな機構となってしまい、電動モータ及び駆動伝達機構が収納されるスペースを確保しなければならないという設計上の制約がある。また、画面測定のセンサユニット作動機構が大きくなると、液晶表示装置のデザイン性にも影響を及ぼす。近年、電動モータに代わる小型のアクチュエータとして、形状記憶合金製ワイヤを用いた電動アクチュエータが商品化されているが、センサユニット作動機構における実用的な構造の検討はまだ進んでいないと考えられる。特許文献３や４記載の電動アクチュエータは、形状記憶合金製ワイヤが縮む力を利用してクランク機構の操作端部材を動作させるものであるが、この操作端部材は弧を描くように回動しスイッチ動作をするので、スイッチ動作のストローク変位のロスが大きいという欠点がある。
前記画面測定のセンサユニットは、表示画像の再現性を高めるために、所定の時間毎にセンサユニットをフレームから画面上に移動させた状態でキャリブレーションを行うが、画像表示装置は広範囲な場所で普及が進んでおり、子供などが興味本位で画面上のセンサユニットをフレーム側へ押し戻す場合が想定される。この場合、子供などがセンサユニットを押し戻す方向は、画面上から真っ直ぐ外側（フレーム側）に向かう直線方向であると考えるのが自然であるから、センサユニットのアームを回動させる従来の方式では、子供などが興味本位でセンサユニットを押し戻すときに、スムーズにセンサユニットが戻り難く、故障の原因となり易い。この種のいたずら対処方法としては、画像表示装置に警告を表示して注意喚起する、または、人を検知してセンサユニットをフレーム内に格納させる安全機構を追加するなどの方法が考えられるが、前者は抑止効果を狙ったもので本質的な対策ではないため効果もあまり期待できず、後者は作動機構がさらに大掛かりで複雑なものとなってしまう。
そこで、本発明の目的は、フレームの厚みを薄くしてもセンサユニットをスムーズに出し入れでき、かつ、子供などがセンサユニットを押し戻すいたずらにも対処した仕組みを有する新規なセンサユニット作動機構を提供することにある。
本発明のセンサユニット作動機構は、被測定対象物周囲の額縁領域に配されるフレームと、被測定対象物からの物理量を測定するセンサが取り付けられたセンサユニットと、このセンサユニットを直進移動させるためＸ方向に配されるガイド部材と、Ｙ方向に伸縮するばね部材と、Ｙ方向に伸縮するアクチュエータを備え、前記アクチュエータへの通電によって前記アクチュエータを前記ばねの復元力に抗して縮ませるか、又は前記アクチュエータへの通電によって前記アクチュエータが縮むことで前記ばねを作用させることによって、前記センサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させることを特徴とする。
本発明によれば、前記アクチュエータを通電することで、前記ばね部材の復元力に抗して縮ませるか、又は前記アクチュエータが縮むことで前記ばねを作用させて、前記センサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させる構成であるから、前記アクチュエータがＹ方向に縮む力を利用して前記センサユニットがＸ方向に直進移動することとなり、ストローク変位のロスが小さくセンサユニットがスムーズに出し入れされる構成となる。
本明細書では、Ｘ方向とＹ方向との関係は、フレームを正面側から見てＸ方向を左右方向としたとき、Ｙ方向が上下方向となる関係であり、また、フレームを正面側から見てＸ方向を上下方向としたとき、Ｙ方向が左右方向となる関係である。ここでＹ方向とは、例えばＸ方向が水平方向で角度が０度とした場合に、Ｙ方向の角度が４５度から１３５度の範囲内となるか、又はＹ方向の角度が－４５度から－１３５度の範囲内となる方向をＹ方向と定義している。また、例えばＸ方向が垂直方向で角度が９０度とした場合に、Ｙ方向の角度が－４５度から４５度の範囲内となるか、又はＹ方向の角度が－１３５度から－２２５度の範囲内となる方向をＹ方向と定義している。
前記物理量を測定するセンサとしては、光センサ、ＣＣＤセンサ、カラーセンサ、赤外線センサ等が挙げられる。
前記ガイド部材としては、例えばスライドレールとなる凸部材がセンサユニット側に配され、スライドガイドとなる凹部材がフレーム側に配されている構成や、スライドレールとなる凸部材がフレーム側に配され、スライドガイドとなる凹部材がセンサユニット側に配されている構成等が挙げられる。
　前記ばね部材としては、引っ張りばね、押圧ばね等が挙げられ、コイル状、渦巻状、紐状等がある。前記ばね部材としては、コイル状の引っ張りばねが好ましい。コイル状の引っ張りばねとすることで復元力のストロークを長く設定できるので、前記センサユニットが移動するストロークを長くすることが容易である。
　前記アクチュエータは、通電によって前記ばね部材の復元力に抗して縮むアクチュエータであり、形状記憶合金製アクチュエータ、電歪アクチュエータ等が挙げられ、ワイヤ状、板状、コイル状、渦巻状、円柱状、角柱状等がある。板状やワイヤ状のアクチェータは、厚みが薄くて狭い場所でも配置の自由度が高い。前記通電は、通電対象となる前記アクチュエータの特性に応じて、直流電流を通電するか、交流電流を通電するかを適宜設定する。
本発明のアクチュエータは、通電による発熱で縮む形状記憶合金製ワイヤであることが好ましい。形状記憶合金製ワイヤであれば、通電による変位量を大きくすることが容易であるためである。
前記形状記憶合金製ワイヤの材質としては、チタン－ニッケル合金や、鉄-マンガン-ケイ素合金等が挙げられる。前記形状記憶合金製ワイヤの形状としては、単線ワイヤ、撚り線ワイヤ、コイル又はスプリング状に加工したワイヤ等が挙げられる。前記形状記憶合金製ワイヤの線径が太くなるほど大きな縮み力を出せるが、通電電流も大きく、冷却時の反応が鈍くなる。これとは反対に前記形状記憶合金製ワイヤの線径が細くなるほど縮み力が小さくなるが、通電電流が少なくて済み、応答速度も速くなる。前記形状記憶合金製ワイヤの線径は、例えば、０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲で設定される。動作中の画像表示装置のモニター画面付近は、その温度が室温から５０℃付近まで上昇することがある。したがって、温度による誤動作を防止するためには、前記形状記憶合金製ワイヤを通電することで発生させるジュール熱が５０℃よりも高い温度になるように設定する必要がある。このためには、通電による前記形状記憶合金製ワイヤの発熱温度は６０℃以上が好ましく、安定した縮み動作のためには７０℃程度がより好ましい。
本発明のセンサユニット作動機構は、電動モータに替えて形状記憶合金製ワイヤを採用することで、厚みがきわめて薄いものとなるので、薄型化の要請が高い液晶表示装置のベゼル（フレーム）上に配置しても目立たず、また、子供などがセンサユニットを押し戻すいたずらにも対処した仕組みを有することができる。さらに本発明のセンサユニット作動機構を液晶画面周囲のベゼルに内蔵することで、デザイン性に優れた液晶表示装置となる。前記通電に必要な電流は、前記液晶表示装置内蔵の電源から供給することができる。
本発明は、前記フレームにその根元側が連結されて撓屈可能なバランス部材を備え、前記アクチュエータが前記バランス部材にその一端が固定されている構成とされ、前記センサユニットを前記測定位置から前記フレーム内へＸ方向に押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が撓屈し前記外力を緩和することを特徴とする。
本発明によれば、前記測定位置にある前記センサユニットを前記フレーム内へ押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が撓って前記外力を緩和する構成であるから、前記アクチュエータに直接的な負荷（外力）が加わり難く、作動信頼性の高いセンサユニット作動機構となる。
本発明としては、例えば前記バランス部材として一対の弓状部材が前記フレームにその根元側が連結されてＹ方向に配されるとともに、前記形状記憶合金製ワイヤの一端がそれぞれ弓状部材の端部に固定されている構成とすることができる。この構成の場合は、前記センサによる測定の際には前記形状記憶合金製ワイヤを通電して前記センサユニットを測定位置まで直進移動させ、前記センサによる測定の間も通電し続け、測定後には前記形状記憶合金製ワイヤへの通電を停止することによって、センサユニットを元の位置に戻すこととなる。この構成の場合は、前記形状記憶合金製ワイヤの一端がそれぞれ弓状部材の端部に固定されており、これらの弓状部材が撓ることで前記外力を緩和する構成であるから、リンク機構やクランク機構を有しておらず、最小限の部品点数でセンサユニット作動機構を構成することが可能となる。本発明によれば、測定後には前記形状記憶合金製ワイヤを通電停止するだけで前記ばね部材の復元力が発揮され前記センサユニットを元の位置に戻すこととなる。
本発明は、上記のバランス部材の代わりに、前記フレームにその軸部が連結されて回動可能なバランス部材を備え、前記アクチュエータが前記バランス部材にその一端が固定されている構成とされ、前記センサユニットを前記測定位置から前記フレーム内へＸ方向に押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が回動し前記外力を緩和することを特徴とする。
本発明によれば、前記測定位置にある前記センサユニットを前記フレーム内へ押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が回動し前記外力を緩和する構成であるから、前記アクチュエータに直接的な負荷（外力）が加わり難く、作動信頼性の高いセンサユニット作動機構となる。
本発明としては、例えば前記バランス部材として回動部材が前記フレームにその軸部が連結されて配されるとともに、前記アクチュエータ（形状記憶合金製ワイヤ）の一端が前記回動部材の端部に固定されており、引っ張ることで回動させる構成とすることができる。この構成の場合は、前記センサによる測定の際には、前記アクチュエータを通電することで前記回動部材を回動させ、これにより前記センサユニットを測定位置まで直進移動させることになり、前記センサによる測定の間は通電を停止する。
本発明は、前記センサユニットにその先端部が係止され、その根元側を回転軸として回動可能な可動アームを備え、この可動アーム本体にはＹ方向にスライド可能なスライダが配されており、前記バランス部材（回動部材）が前記フレームにその軸部が連結されており、前記ばね部材は前記スライダを引き戻すために前記可動アーム本体の根元側にその一端が係止され前記スライダにその他端が係止されており、前記アクチュエータは前記バランス部材を正方向に回動開始させるために前記バランス部材にその一端が固定されており、前記フレームにその他端が連結されており、前記可動アームと前記バランス部材が互いに連係動作する構成とされ、前記アクチュエータへの通電によって前記ばねの復元力に抗して前記アクチュエータを縮ませて前記バランス部材を正方向に回動開始させ、引き続き前記ばね部材の復元力にて前記スライダを引き戻すことで前記バランス部材をさらに正方向に回動させて前記バランス部材と前記可動アームとの連係動作で前記センサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させることを特徴とする。
本発明によれば、前記アクチュエータへの通電によって前記ばねの復元力に抗して前記アクチュエータを縮ませて前記バランス部材（回動部材）を正方向に回動開始させ、引き続き前記ばね部材の復元力にて前記スライダを引き戻すことで前記バランス部材をさらに正方向に回動させて、前記バランス部材と前記可動アームとの連係動作で前記センサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させる。この仕組みは、前記アクチュエータ（形状記憶合金製ワイヤ）がセンサユニットを直接駆動しない方式であり、アクチュエータがある程度縮むまでは、上述のように、センサユニットが移動を開始しないため、モニター画面等の被測定対象物からの放熱の影響を受け難く、熱によって引き起こされるセンサユニットの誤作動の虞が極めて低い構成となる。
前記バランス部材と前記可動アームとの連係動作とは、例えば前記スライダに形成されたスライドピンが前記バランス部材の側壁に載置される構成や、前記バランス部材に形成された段差による側壁に載置される構成、あるいは、前記バランス部材に形成された長溝に挿入される構成とすれば、前記バランス部材と前記可動アームとが互いに連係動作することとなる。
本発明は、前記アクチュエータを第１のアクチュエータとし、前記バランス部材（回動部材）にその一端が固定されて、通電によって縮むことで前記バランス部材を逆方向に回動開始させる第２のアクチュエータがＹ方向に配されており、前記第２のアクチュエータに通電せずに前記第１のアクチュエータへの通電によって前記センサユニットを前記フレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させ、前記センサによる測定後、前記第１のアクチュエータに通電せずに前記第２のアクチュエータへの通電によって前記センサユニットを前記測定位置から元の位置まで復帰させることを特徴とする。
本発明によれば、前記バランス部材（回動部材）に前記第１のアクチュエータ（形状記憶合金製ワイヤ）の一端と前記第２のアクチュエータ（形状記憶合金製ワイヤ）の一端がそれぞれ固定されている構成であるから、第１のアクチュエータに通電することでセンサユニットを測定位置までスライド移動させることができ、これとは逆に、第２のアクチュエータに通電することでセンサユニットを元の位置までスライドさせて戻すことができる構成となる。また、これらの前記アクチュエータは、前記センサユニットを移動させるときのみ通電状態となり、それ以外のとき、すなわち、前記センサユニットを測定位置で保持する間や前記センサユニットがフレーム内に格納されている間は、これらの前記アクチュエータは無通電状態であるから、省エネルギーで作動信頼性の高いセンサユニット作動機構となる。
上記本発明の構成として、より詳細な説明をするならば、例えば前記センサユニットに可動アームを取り付けておき、前記バランス部材（回動部材）として横長溝が形成された回動板を設け、前記可動アームには前記横長溝に入るリンクピンが形成されたスライダが備わっている構成で、これらを組み合わせたリンク構造とすることによって、互いの動作の伝わり方が少しずれて連動するように連結されている。つまり、前記可動アームが動作すると回動部材が遅れて動作し、前記回動部材が動作すると可動アームが遅れて動作する関係で互いに連結されており、前記一組の形状記憶合金製ワイヤと可動アームと回動部材とセンサユニットとの組み合わせによって、例えば、第１の形状記憶合金製ワイヤが縮むことでセンサユニットが右方向に直線運動し、第２の形状記憶合金製ワイヤが縮むことでセンサユニットが左方向に直線運動する仕組みである。前記バランス部材（回動部材）の形状としては円板、三角板、四角板等の種々の形状が適用できる。
本発明によれば、前記アクチュエータを通電することで、前記ばね部材の復元力に抗してＹ方向に縮ませて、前記ガイド部材によってセンサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させる構成であるから、ストローク変位のロスが小さくセンサユニットがスムーズに出し入れできる構成となる。そして、Ｙ方向に配されたばね部材の復元力を利用してセンサユニットを元の位置にスライドして戻すことができる。また、子供などによるいたずらによって前記センサユニットを押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が前記外力を緩和する構成とすることで、前記形状記憶合金製ワイヤに直接、負荷が加わる虞がなく、作動信頼性の高いセンサユニット作動機構となる。
前記バランス部材として、例えば、撓屈することで前記外力を緩和する一対の弓状部材を備える構成とすれば、前記形状記憶合金製ワイヤを通電しセンサユニットを測定位置までスライド移動させ、測定後は前記形状記憶合金製ワイヤを無通電とすることで、前記ばねの復元力を利用してセンサユニットを元の位置にスライドして戻すことができる構成となり、最小限の部品点数でセンサユニット作動機構を構成することが可能となる。また、前記バランス部材として、例えば、回動することで前記外力を緩和する回動部材を備える構成とすれば、第１の形状記憶合金製ワイヤに通電することでセンサユニットを測定位置までスライドして移動させることができ、これとは逆に、第２の形状記憶合金製ワイヤに通電することでセンサユニットを元の位置にスライドして戻すことができる構成となる。この構成では、前記形状記憶合金製ワイヤ（第１の形状記憶合金製ワイヤや第２の形状記憶合金製ワイヤ）はセンサユニットを直接駆動しないのでモニター画面からの放熱の影響を受け難く、また、前記センサユニットを測定位置で保持する間や、前記センサユニットを元の位置に戻した後は、これら前記形状記憶合金製ワイヤは無通電状態となるため、省エネルギーで作動信頼性の高いセンサユニット作動機構となる。
上述した本発明によれば、電動モータに替えて形状記憶合金製ワイヤを採用することで、フレームの厚みをきわめて薄くした薄型の作動機構となり、薄型化の要請が高い液晶表示装置のベゼル（フレーム）上に配置しても目立たず、さらには、本発明のセンサユニット作動機構を液晶画面周囲のベゼルに内蔵することで、デザイン性に優れた液晶表示装置となり、子供などがセンサユニットを押し戻すいたずらにも対処した仕組みを有することとなる。
本発明を適用した実施の形態のセンサユニット作動機構を内蔵した画像表示装置を例示する斜視図であり、（ａ）はセンサユニットが画面上に突出した状態の図であり、（ｂ）はセンサユニットが格納された状態の図である。 本発明を適用した実施の形態のセンサユニット作動機構を既知の画像表示装置に後付けした構成を例示する斜視図であり、（ａ）はセンサユニットが画面上に突出した状態の図であり、（ｂ）はセンサユニットが格納された状態の図である。 本発明を適用した第１の実施形態のセンサユニット作動機構を例示する構造図であり、（ａ）は内部側から見た背面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は外部側から見た正面図である。 上記第１の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤを通電しセンサユニットが画面上に突出した状態を示す図である。 上記第１の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤへの通電を停止しセンサユニットが格納された状態を示す図である。 上記第１の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤを通電している状態で、子供などがセンサユニットを押し戻したときの動作を示す図である。 本発明を適用した第２の実施形態のセンサユニット作動機構を例示する構造図であり、内部側から見た背面図である。 上記第２の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤを通電しセンサユニットが画面上に突出した状態を示す図である。 上記第２の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤへの通電を停止しセンサユニットが格納された状態を示す図である。 上記第２の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤを通電している状態で、子供などがセンサユニットを押し戻したときの弓状部材の動作を示す図である。 本発明を適用した第３の実施形態のセンサユニット作動機構を例示する構造図であり、（ａ）は内部側から見た背面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は外部側から見た正面図である。 上記第３の実施形態に係る第１及び第２の形状記憶合金製ワイヤを通電せず、センサユニットが格納された状態を示す図である。 上記第３の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤのうち第１の形状記憶合金製ワイヤを通電途中の状態を示す図である。 上記第３の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤのうち第１の形状記憶合金製ワイヤを通電終了直前の状態を示す図である。 上記第３の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤのうち第１の形状記憶合金製ワイヤを通電終了しセンサユニットが画面上の測定位置に移動した状態を示す図である。 上記第３の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤのうち第２の形状記憶合金製ワイヤを通電途中の状態を示す図である。 上記第３の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤのうち第２の形状記憶合金製ワイヤを通電終了手前の状態を示す図である。 上記第３の実施形態に係る形状記憶合金製ワイヤのうち第１の形状記憶合金製ワイヤを通電終了した状態で、子供などがセンサユニットを押し戻したときの動作を示す図である。 上記第３の実施形態のセンサユニット作動機構の他の例を示す構造図であり、内部側から見た背面図である。 本発明を適用した第３の実施形態のセンサユニット作動機構に配される可動アームを例示する構造図であり、（ａ）は内部側から見た背面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は外部側から見た正面図である。 本発明を適用した第３の実施形態のセンサユニット作動機構に配される回動部材を例示する構造図であり、（ａ）は内部側から見た背面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は外部側から見た正面図である。 上記第３の実施形態の回動部材と第１の形状記憶合金製ワイヤと第２の形状記憶合金製ワイヤとの配置構成を例示する構造図であり、（ａ）は内部側から見た背面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は外部側から見た正面図である。 上記第３の実施形態に係る回動部材と第１の形状記憶合金製ワイヤと第２の形状記憶合金製ワイヤとの配置構成の他の例を示す構造図であり、（ａ）は内部側から見た背面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は外部側から見た正面図である。 上記第３の実施形態に係る回動部材と第１の形状記憶合金製ワイヤと第２の形状記憶合金製ワイヤとの配置構成の他の例を示す構造図であり、（ａ）は円板の例であり、（ｂ）は三角板の例であり、（ｃ）は四角板の例である。 本発明を適用した第３の実施形態に係る回動部材と可動アームのスライダとの連動関係を例示する構造図であり、（ａ）はセンサユニットが格納されているときの関係を示す図であり、（ｂ）は第１の形状記憶合金製ワイヤを通電している途中での関係を示す図であり、（ｃ）は第１の形状記憶合金製ワイヤを通電終了したときの関係を示す図である。 本発明を適用した第３の実施形態に係る回動部材と可動アームのスライダとの連動関係を例示する構造図であり、（ａ）はセンサユニットが画面上に突出しているときの関係を示す図であり、（ｂ）は第２の形状記憶合金製ワイヤを通電している途中での関係を示す図であり、（ｃ）は第２の形状記憶合金製ワイヤを通電終了したときの関係を示す図である。 従来の画面測定のセンサユニット作動機構の配置構成を示す斜視図である。 従来の画面測定のセンサユニット作動機構の配置構成の他の例を示す正面図である。
以下、本発明を実施するための具体的な形態について図面を用いて説明する。
（本発明の実施形態）本発明を適用した実施の形態のセンサユニット作動機構１を備えた液晶表示装置を例示する斜視図を図１に示す。本実施形態のセンサユニット作動機構１は、液晶表示装置（液晶モニター）のモニター画面（液晶画面）１０１周囲に配されたベゼル（フレーム）２に一体的に組み込まれている。センサユニット３は、液晶画面１０１上の輝度や色度等の測定をする小型の板状（スティック状）のものである。本実施形態のセンサユニット作動機構１は、所定時間毎にモニター画面１０１のキャリブレーション（校正）を行うために、測定の際にはセンサユニット３をベゼル２内から符号４ａ方向に突出させてモニター画面１０１上の測定位置まで直進移動させ（図１（ａ））、測定後にはセンサユニット３を符号４ｂ方向に戻してベゼル２内に格納する仕組みとなっている（図１（ｂ））。
図２は、本発明を適用した実施の形態のセンサユニット作動機構１を既知の画像表示装置に後付けした構成を例示する斜視図であり、図２では既存のベゼル１０２の上にセンサユニット作動機構１のフレーム（本体）２が取り付けられている。図２（ａ）はセンサユニット３がフレーム２内から符号４ａ方向に突出し画面１０１上の測定位置まで直進移動した状態の図であり、図２（ｂ）はセンサユニット３が符号４ｂ方向に移動してフレーム２内に格納された状態の図である。
（第１の実施形態）本発明を適用した第１の実施の形態のセンサユニット作動機構１を例示する構造図を図３に示す。図３（ａ）は内部側から見た背面図であり、図３（ｂ）は側面図であり、図３（ｃ）は外部側から見た正面図である。ここで、内部側から見た背面図とは、モニター画面１０１側から利用者を見たときの図であり、外部側から見た正面図とは利用者側からモニター画面１０１を見たときの図である。ここでは、説明の都合上、背面図での左右方向をＸ方向とし、背面図での上下方向をＹ方向としている。
本実施形態のセンサユニット作動機構１は、ベゼル（フレーム）２内に四角形で板状のセンサユニット３が配されており、センサユニット３の両側（図３（ａ）では上側と下側）には、スライドレールとなる板状の凸部材３１が一体的に取り付けられている。センサユニット３の両側には、バランス部材である一対の弓状部材７が配されている。弓状部材７は、センサユニット３から遠い側が弓形部でセンサユニット３に近い側が台形部となっており、この台形部に形成された凹形とフレーム２とで凸部材（スライドレール）３１を受けるスライドガイドを形成している（図３（ｂ））。つまり、一対の弓状部材７がセンサユニット３を両側から挟む配置となり、センサユニット３をスライド自在に支持している。
センサユニット３には、モニター画面１０１の輝度や色度等の物理量の測定に用いられるセンサ４１と当該センサ４１からの信号を処理する回路基板が内蔵されている。本実施形態では、光センサ４１はセンサユニット３に内蔵されており、モニター画面１０１からの光をセンサユニット３に形成された丸窓を介して受光し信号処理する（図３（ａ）を参照）。
センサユニット３の後端（図３（ａ）では左側）の両側には、引っ張りばね６の一端を引っ掛けるための引っ掛け部６２が形成されている。センサユニット３の後端よりも少し後ろ側で、センサユニット３から離れた位置には、引っ張りばね６の他端を引っ掛けるための引っ掛け部６１がフレーム２上に形成されている。本実施形態では、一対の引っ張りばね６が、それぞれ引っ掛け部６１と６２とに引っ掛けられており、一対の引っ張りばね６の復元力にて前記センサユニット３を同時に引っ張ってフレーム２内に引き戻し格納する構成となっている。
センサユニット３の後端の中央側には、アクチュエータである形状記憶合金製ワイヤ５を引っ掛けて通すための引っ掛け部３２，３３が形成されている（図３（ａ））。引っ掛け部３２の背面側には溝が形成されており、また、引っ掛け部３３の正面側にも溝が形成されており、中央に配された引っ掛け部３２と、引っ掛け部３２の両側に配された引っ掛け部３３のそれぞれの溝に形状記憶合金製ワイヤ５を引っ掛けて通すことで、引っ掛け部３２と３３とで形状記憶合金製ワイヤ５を挟んで、形状記憶合金製ワイヤ５を移動可能に支持している。本実施形態の形状記憶合金製ワイヤ５は、一本のワイヤからなる。
形状記憶合金製ワイヤ５の両端にはそれぞれ電極端子５１が接続され、弓状部材７のセンサユニット３から遠い側の弓形部の先の電極部５１１にねじ固定されている（図３（ａ））。フレーム２側には、円形状の窪み５１２が形成され、電極部５１１の下側の円柱状突起が、円形状の窪み５１２内で円弧状の軌道を描いて動ける状態になっている。形状記憶合金製ワイヤ５の両端は、センサユニット３の中程か前側のライン上でセンサユニット３から離れた位置にある電極部５１１に固定され、形状記憶合金製ワイヤ５の中央は、センサユニット３の後端に支持されており、通電しない状態では、弓を引いたような状態で、センサユニット３がフレーム２の内側に配されている（図３（ａ））。
図４は、上記第１の実施形態のセンサユニット作動機構に備わった一本の形状記憶合金製ワイヤ５を通電している状態を示す図である。図４に示す例では、一方の電極端子５１から引き出された配線がスイッチ９８に接続され、スイッチ９８からの配線が直流電源Ｅ１のプラス側に接続され、直流電源Ｅ１のマイナス側からの配線が他方の電極端子５１に接続される。本実施形態の形状記憶合金製ワイヤ５には極性がないことから、図４に示す直流電源Ｅ１の向きは上側がプラスでも下側がプラスでも構わない。動作中の液晶表示装置のモニター画面付近は、その温度が室温から５０℃付近まで上昇することがある。温度による誤動作を防止するためには、前記形状記憶合金製ワイヤ５を通電することで発生させるジュール熱が５０℃よりも高い温度になるように設定する必要があり、通電による前記形状記憶合金製ワイヤ５の発熱温度は６０℃以上が好ましく、安定した縮み動作のためには７０℃程度がより好ましい。本実施形態では、形状記憶合金製ワイヤ５の線径は０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲で設定され、直流電源Ｅ１の電圧を１．５Ｖから４．５Ｖ程度とすることで、安定した縮み動作をする。
スイッチ９８をオンにして前記形状記憶合金製ワイヤ５を通電すると、この形状記憶合金製ワイヤ５が前記引っ張りばね６の引っ張り力に抗して縮んで、センサユニット３が符号４ａの方向にスライド移動してフレーム２から突出し、モニター画面１０１の輝度や色度等が測定可能な状態となり、光センサ４１による測定が行われる（図４）。
光センサ４１による測定が終了した後、スイッチ９８をオフにして前記形状記憶合金製ワイヤ５を通電しない状態とすると、放熱によってこの形状記憶合金製ワイヤ５が通常のセンサユニット３の周囲温度付近まで冷却し元の長さに戻るので、一対の引っ張りばね６の引っ張り力によってセンサユニット３を同時に引っ張ることで、センサユニット３が符号４ｂａの方向にスライド移動してフレーム２内に引き戻される（図５）。
図６は、子供などが指でセンサユニット３を符号４ｂ方向に押し戻そうとしたときの動作を示している。スイッチ９８をオンにして前記形状記憶合金製ワイヤ５を通電し、センサユニット３をフレーム２から突出させた状態で、子供などがセンサユニット３を符号４ｂ方向に押し戻そうとすると、一対の引っ張りばね６の引っ張り力がセンサユニット３に加わっているので、比較的弱い力でもセンサユニット３が元の位置にスライドして押し戻される。このとき、形状記憶合金製ワイヤ５は通電され縮んでいる状態なので、一対の弓状部材７が符号４ｃ方向に撓って曲がることで、子供などからの外力を緩和し、通電中の形状記憶合金製ワイヤ５に直接的な負荷が加わり難い構成となっている。
（第２の実施形態）図７は、本発明を適用した第２の実施の形態のセンサユニット作動機構１を例示する構造図であり、内部側から見た背面図である。ここで、同一の符号は同じ機能を表しており、その説明を適宜省略する。図７に示す実施形態のセンサユニット作動機構１では、フレーム２の構成部材配置面が導電性となっており、弓状部材７の表面が導電性となっていることで、電極端子５１と電極端子５３が電気的に接続されている。センサユニット３の後端の中央側には、形状記憶合金製ワイヤ５をその中間箇所で電気接続する電極端子５２が配されている。
図８は、上記実施形態のセンサユニット作動機構に備わった形状記憶合金製ワイヤ５を通電している状態を示す図である。一対の電極端子５１と電気的に接続されている電極端子５３から引き出された配線が直流電源Ｅ２のマイナス側に接続され、直流電源Ｅ２のプラス側から引き出された配線がスイッチ９８に接続され、スイッチ９８からの配線が電極端子５２に接続される。上述した第１の実施形態の場合と比較すると、第２の実施形態では、電気的には、半分の長さで並列接続された２つの形状記憶合金製ワイヤ５を通電していることになるので、直流電源Ｅ２の電圧は、直流電源Ｅ１の電圧の半分の大きさとなる。本実施形態では、第１の実施形態と同様の動作をし、スイッチ９８をオフにすると前記形状記憶合金製ワイヤ５が元の長さに戻るので、一対の引っ張りばね６の引っ張り力によってセンサユニット３を同時に引っ張り、センサユニット３が符号４ｂの方向にスライド移動してフレーム２内に引き戻される（図９）。そして、センサユニット３がフレーム２から突出した状態で、子供などがセンサユニット３を符号４ｂ方向に押し戻そうとすると、一対の引っ張りばね６の引っ張り力がセンサユニット３に加わっているので、比較的弱い力でもセンサユニット３が元の位置にスライドして押し戻される（図１０）。
（第３の実施形態）本発明を適用した第３の実施の形態のセンサユニット作動機構１を例示する構造図を図１１に示す。図１１（ａ）は内部側から見た背面図であり、図１１（ｂ）は側面図であり、図１１（ｃ）は外部側から見た正面図である。ここで、内部側から見た背面図とは、モニター画面１０１側から利用者を見たときの図であり、外部側から見た正面図とは利用者側からモニター画面１０１を見たときの図である。ここでは、説明の都合上、背面図での左右方向をＸ方向とし、背面図での上下方向をＹ方向としている。なお、ここで、同一の符号は同じ機能を表しており、その説明を適宜省略する。
本実施形態の画面測定のセンサユニット作動機構１は、ベゼル（フレーム）２内に四角形で板状のセンサユニット３が配されており、センサユニット３の両側（図１１（ａ）では上側と下側）には、スライドレールとなる板状の凸部材３１が一体的に取り付けられている。センサユニット３の両側には、側面視でＬ形状のガイド部材１７が配され、このガイド部材１７に形成された凹形とフレーム２とで凸部材（スライドレール）３１を受けるスライドガイドを形成し（図１１（ｂ））、センサユニット３をスライド自在に両側支持している。
本実施形態では、センサユニット３を移動させる可動アーム９０と、可動アーム９０の下側に配されて外力によって変位可能なバランス部材（回動部材）８０と、第１の形状記憶合金製ワイヤ５と、第２の形状記憶合金製ワイヤ１５とが備わっている（図１１（ａ））。センサユニット３の後方側の背面（光センサ４１が配されている側の面）には、四角形状の溝（窪み）３２が形成されており、この窪み３２に可動アーム９０の本体９１の先端側の爪９１１が係止している。そして、本体９１の根元側の穴６５が円柱形状の支持台９７３の上に、平座金９７２とねじ９７１によってフレーム２に取り付けられ、本体９１の根元側の穴６５の中心を回転中心として回動自在に支持されている（図１１（ａ）と図２０（ａ）を参照）。また、バランス部材としての回動部材８０の中央の下側には円柱形状の支持台８１１が一体的に形成され、回動部材８０の中心穴８４が平座金８５２とねじ８５１によってフレーム２に取り付けられ、回動部材８０の中心穴８４の中心を回転中心として回動自在に支持されている（図１１（ａ）と図２１（ａ）を参照）。第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５とは同じ材質で同じ寸法のワイヤである。
　詳細は後述するが、可動アーム９０と回動部材８０とは互いに連結されているが、互いの動作の伝わり方が少しずれて連動するように連結されている。つまり、可動アーム９０が動作すると回動部材８０が遅れて動作し、回動部材８０が動作すると可動アーム９０が遅れて動作する関係で互いに連結されており、この一組の形状記憶合金製ワイヤ５，１５と可動アーム９０と回動部材８０とセンサユニット３との組み合わせによって、第１の形状記憶合金製ワイヤ５が縮む（図１１（ａ）では上下方向に縮む）ことでセンサユニット３が図１１（ａ）において右方向にスライドし、第２の形状記憶合金製ワイヤ１５が縮む（図１１（ａ）では上下方向に縮む）ことでセンサユニット３が図１１（ａ）において左方向にスライドする仕組みとなっている。
図２０は可動アーム９０を例示する構造図であり、図２１は回動部材８０を例示する構造図であり、図２２並びに図２３はそれぞれ回動部材８０と第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５との配置構成を例示する構造図である。図２５は、可動アーム９０と回動部材８０との連動関係を例示する構造図である。可動アーム９０と回動部材８０とについて以下に説明する。
可動アーム９０の本体９１は、金属製の板状部材をプレス成形したものであり、これにプラスチック製のスライダ９２が挿通され、所定範囲内で上下にスライド可能となっている（図２０）。本体９１の根元側の左右には引っ掛け部６４，６４が形成され、スライダ９２の根元側の左右には引っ掛け部９３，９３が形成され、本実施形態では、一対の引っ張りばね６が、左右それぞれの引っ掛け部９３と６４とに引っ掛けられており、一対の引っ張りばね６の復元力にてスライダ９２を可動アーム９０の根元側に引っ張る構成となっている。可動アーム９０の本体９１の中央には縦長で角丸四角形状の溝９５が形成されており、スライダ９２の中央には正面側に向かう円柱状のリンクピン９４が形成されており、このリンクピン９４が溝９５に挿通されて縦長溝９５の上下の範囲内でスライダ９２が上下にスライド可能となっている（図２０）。
回動部材８０には、プラスチック製の円盤本体８１の左右を横断する直線形状の横長溝８３が形成され、円盤本体８１の左右側面から斜め上側（時計短針の２時と１０時の方向）に一対の突起１８２，８２が設けられている。これら突起１８２，８２は、フレーム２に配置された２箇所のストッパ８８，８８に当接することで、回動部材８０がストッパ８８，８８を超えて回動することを防止する（図２５を参照）。回動部材８０の中央には正面側に向かう円柱形状の支持台８１１が一体的に形成され、留め金８５１が備わった導電性の金属座金８５が回動部材８０の正面側に嵌め込まれている（図２１（ｃ））。
図２２は、前記回動部材８０と第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５との配置構成を例示する構造図である。前記回動部材８０の本体８１がこれら第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５の間に配されており、第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５，１５の一端がいずれも金属座金８５の上側の留め金８５１に引っ掛けられて固定され電気接続されている。又は、一本の形状記憶合金製ワイヤ５をその中間地点で留め金８５１に引っ掛けて固定し電気接続して機能的に第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５，１５としてもよい。そして、金属座金８５の下側付近にフレキシブルワイヤ５７１を電気接続して通電する構成としている。形状記憶合金製ワイヤ５（１５）と金属座金８５との固定に関しては、しっかり固定でき、かつ、確実な電気接続ができる方法であればその接続方法は問わない。
図２３は、前記回動部材８０と第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５との配置構成の他の例を示す構造図である。図２３に示す例では、前記回動部材８０は金属製であり、一本の形状記憶合金製ワイヤ５に金属製チューブ５８２を通して形状記憶合金製ワイヤ５の中間位置でかしめて（継ぎ目を工具で固く密着させて）、その金属性チューブ５８２を回動部材８０の円盤本体８１の上側付近に形成された窪みに嵌め込んで固定し、接触及び半田付け等によって電気接続している。そして、回動部材８０の円盤本体８１の下側付近にＬ形状に折り曲げた板ばね構造の引き出し電極５７２の先端を押圧接触させることで、第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５，１５を通電する構成としている。本実施例によれば、回動部材８０が回動したときでも引き出し電極５７２の位置は一定であるので安定した電気接続が確保でき、作動信頼性のより高い電極引き出し構造となる。
図２４は、上記回動部材８０と第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５との配置構成の他の例を示す構造図である。図２４（ａ）に示す例は、横長溝８３が形成された円板８１の左右の所定箇所にそれぞれ形状記憶合金製ワイヤ５，１５が取り付けられ、交互に引き合うことで円板８１を右回り又は左回りに回動させる構成である。図２４（ｂ）に示す例は、横長溝８３が形成された三角板８１の左右の所定箇所にそれぞれ形状記憶合金製ワイヤ５，１５が取り付けられ、交互に引き合うことで三角板８１を右回り又は左回りに回動させる構成である。図２４（ｃ）に示す例は、横長溝８３が形成された四角板８１の左右の所定箇所にそれぞれ形状記憶合金製ワイヤ５，１５が取り付けられ、交互に引き合うことで四角板８１を右回り又は左回りに回動させる構成である。つまり、本発明に係る回動部材８０は、横長溝８３が形成され、左右に配された形状記憶合金製ワイヤ５，１５の一端がそれぞれ所定箇所に固定され、交互に引き合うことで回動部材８０を右回り又は左回りに回動させる構成となっていればよいので、回動部材８０の形状としては円板、三角板、四角板等の種々の形状が適用できる。
図２５と図２６は、上記回動部材８０の本体８１と可動アーム９０のスライダ９２との連動関係を例示する構造図である。本実施形態では、スライダ９２のリンクピン９４が円盤本体８１の横長溝８３に挿入されて動くことで可動アーム９０と回動部材８０とが互いの動作の伝わり方が少しずれて連動するように連結される構成となっている。
図２５（ａ）は第２の形状記憶合金製ワイヤ１５を通電終了しセンサユニット３が格納されているときの円盤本体８１とスライダ９２との連動関係を示す図である。スライダ９２のリンクピン９４は、円盤本体８１の横長溝８３の下側の側壁８３ａに載置されている。円盤本体８１が左回り（反時計回り）に回動し円盤本体８１の左突起１８２がフレーム２の左側に配置されたストッパ８８に当接して停止し、このとき、円盤本体８１の横長溝８３は左側に傾いてスライダ９２のリンクピン９４が横長溝８３の左下の位置となるので、スライダ９２が左下の位置となってストッパピン８９に当接する。このとき、一対の引っ張りばね６は縮んで元の状態となっている。
図２５（ｂ）は第１の形状記憶合金製ワイヤ５を通電している途中での配置関係を示す図である。第１の形状記憶合金製ワイヤ５が通電によって縮み始めることで、円盤本体８１が右回り（時計回り）に回動し円盤本体８１の横長溝８３が水平状態となってスライダ９２のリンクピン９４が横長溝８３の中央に近い位置となり、このとき、一対の引っ張りばね６は引っ張られて伸びた状態となる。この時点までは、スライダ９２は、上方向（符号４ｆ方向）にのみ動く。
図２５（ｃ）は第１の形状記憶合金製ワイヤ５を通電終了したときの配置関係を示す図である。第１の形状記憶合金製ワイヤ５が通電によって縮むことで、円盤本体８１がさらに右回り（時計回り）に回動すると、円盤本体８１の横長溝８３が右側に傾いて、一対の引っ張りばね６が復元力で縮まることで（先に右側のばねが縮まり、続いて左側のばねが縮まるが、両ばねの動きはほぼ同時である）スライダ９２のリンクピン９４が横長溝８３の右下の位置へと一気に滑り下りて、円盤本体８１が急速に右回りに回動し、これにより、可動アーム９０が右側に大きく傾くので、可動アーム９０の本体９１の先端側の爪９１１と連結されたセンサユニット３が右側に押し出されて、センサユニット３がフレーム２内から測定位置まで直進移動する。このとき、スライダ９２は、下方向（符号４ｇ方向）と右方向（符号４ａ方向）を合成した方向に動くこととなる。上記円盤本体８１の右回りの回動にて円盤本体８１の右突起８２がフレーム２の右側に配置されたストッパ８８に当接して停止し、スライダ９２が右下の位置となってストッパピン８９に当接する。このとき、一対の引っ張りばね６は縮んで元の状態となっている。画面１０１上に突出している状態のセンサユニット３（図２６（ａ））をフレーム２内に格納する際は、第２の形状記憶合金製ワイヤ１５を通電し、円盤本体８１を左回り（反時計回り）に回動させて（図２６（ｂ））、回動部材８０と可動アーム９０を上記と逆の動作をさせることで、センサユニット３をフレーム２内に引き戻し格納する（図２６（ｃ））。センサユニット３の動作手順について以下に説明する。
図１２は、センサユニット３がフレーム２内に格納されている状態を示している。上述のように、第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５，１５の一端がいずれも前記回動部材本体８１の上側の留め金８５１に固定されて電気接続されていることで、第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５，１５の一端とフレキシブルワイヤ５７１とが電気接続されている。第１の形状記憶合金製ワイヤ５の他端には電極端子５５が電気接続され、電極端子５５がスイッチ９９１を経由して直流電源Ｅ３のプラス側に電気接続されている。第２の形状記憶合金製ワイヤ１５の他端には電極端子５６が電気接続され、電極端子５６がスイッチ９９２を経由して直流電源Ｅ３のプラス側に電気接続されている。そして、直流電源Ｅ３のマイナス側とフレキシブルワイヤ５７１とが電気接続されている。スイッチ９９１と９９２は同時にオンすることがない構成となっており、スイッチ９９１と９９２のいずれかがオンとなるか、又はスイッチ９９１と９９２の両方がオフとなる構成のスイッチである。したがって、第１の形状記憶合金製ワイヤ５と第２の形状記憶合金製ワイヤ１５のいずれかが通電されるか、又は第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５，１５の両方が通電されない構成となっている。なお本実施形態の形状記憶合金製ワイヤ５，１５には極性がないことから、図１２に示す直流電源Ｅ３の向きは上側がプラスでも下側がプラスでも動作する。
スイッチ９９１をオンにして前記第１の形状記憶合金製ワイヤ５を通電すると、この形状記憶合金製ワイヤ５が前記引っ張りばね６の引っ張り力に抗して縮んで、上述のように回動部材８０が右回り（符号４ｄの方向）に回動し可動アーム９０と連結されたセンサユニット３が右側（符号４ａの方向）に押し出される（図１３）。回動部材８０がさらに右回りに回動すると、可動アーム９０と連結されたセンサユニット３がフレーム２内からモニター画面１０１上の測定位置まで直進移動し（図１４）、モニター画面１０１の輝度や色度等を光センサ４１が測定可能な状態となる。センサユニット３が測定位置に到達した時点で、スイッチ９９１と９９２はオフになっており、前記第１の形状記憶合金製ワイヤ５は、放熱によって室温付近まで冷却し元の長さに戻っている（図１５）。
モニター画面１０１の輝度や色度等が光センサ４１によって測定された後、スイッチ９９２をオンにして前記第２の形状記憶合金製ワイヤ１５を通電すると、回動部材８０が左回り（符号４ｅの方向）に回動して、回動部材８０と可動アーム９０とが上述のセンサユニット３を押し出すときの動作と逆の動作をすることにより、センサユニット３が左側（符号４ｂの方向）に動いて（図１６）、フレーム２内に引き戻され格納される（図１７）。センサユニット３が格納された時点で、スイッチ９９１と９９２はオフになっており、前記第２の形状記憶合金製ワイヤ１５は、放熱によって通常のセンサユニット３の周囲温度付近まで冷却し元の長さに戻っている（図１２）。
本実施形態によれば、前記形状記憶合金製ワイヤ（第１の形状記憶合金製ワイヤ５や第２の形状記憶合金製ワイヤ１５）がセンサユニット３を直接駆動しない方式であるから、これら前記形状記憶合金製ワイヤはモニター画面１０１からの放熱の影響を受け難く、前記形状記憶合金製ワイヤ５、１５がある程度縮むまでは、上述のようにスライダ９２のリンクピン９４が円盤本体８１の横長溝８３の中央を境に、一方の側から他方の側まで移動せず、それまでは、センサユニット３が移動を開始しないため、熱によって引き起こされるセンサユニット３の誤作動の虞が極めて低い構成となっている。また、前記センサユニット３を測定位置で保持する間や、前記センサユニット３を元の位置に戻したときは、これら前記形状記憶合金製ワイヤ５，１５は無通電状態となるため、省エネルギーで作動信頼性の高いセンサユニット作動機構１が実現する。
図１８は、前記センサユニット３が測定位置で保持されているときに、子供などが興味本位でセンサユニット３を符号４ｂ方向に押し戻そうとしたときの動作を示している。前記形状記憶合金製ワイヤ５，１５は無通電状態であり、センサユニット３が左側（符号４ｂの方向）に押し戻されると、回動部材８０が、スライダ９２のリンクピン９４によって逆方向に回動することで、回動部材８０と可動アーム９０とが上述のセンサユニット３を押し出すときの動作と逆の動作をし、センサユニット３が左側（符号４ｂの方向）に動いて、フレーム２内に格納される。すなわち、本実施形態によれば、子供などが指でセンサユニット３を押し戻そうとして外力を加えた場合を想定すると、センサユニット３をほんの少し押しただけでは引っ張りばね６の抵抗感があり、この時点で指を離すとセンサユニット３が測定位置まで突き出る。しかし、センサユニット３をさらに押すと、スライダ９２のリンクピン９４が回動部材８０の中心穴８４の位置を越えた時点でセンサユニット３がフレーム２内に引き込まれて格納される。よって、前記外力によって無通電状態の前記形状記憶合金製ワイヤ５，１５に直接、負荷が加わる虞がなく、作動信頼性の高いセンサユニット作動機構１が実現する。
図１９は、上記第３の実施形態のセンサユニット作動機構１の他の例を示す構造図であり、内部側から見た背面図である。ここで、同一の符号は同じ機能を表しており、その説明を適宜省略する。本実施形態では、可動アーム９０の本体９１には縦長四角形状の溝６４１が形成されており、１つの引っ張りばね６の復元力にてスライダ９２を可動アーム９０の根元側に引っ張る構成となっている。
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、前記アクチュエータ５，１５は、通電によって前記ばね部材の復元力に抗して縮むアクチュエータであれば、ワイヤ状に限られず、板状、コイル状、渦巻状、円柱状、角柱状等でも適用可能である。センサユニット３の配置等は任意に設計変更可能であり、複数のセンサユニット３を配置することも可能である。前記アクチュエータとして形状記憶合金製ワイヤ５，１５を用いる場合には、直流電流を通電してもよいし、交流電流を通電してもよい。本発明のセンサユニット作動機構１は、モニターを組み立てる際に組み込んでもよく、モニターを組み立てた後に組み付けてもよい。本発明は、液晶、有機ＥＬ、プラズマ等の各種画像表示モニターに適用可能であり、これ以外にも、被測定対象物周囲の額縁領域に配されるフレーム２と、被測定対象物からの物理量を測定するセンサ４１を有するセンサユニット３とから構成されていれば、各種物理量の測定に応用可能である。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
１　　　　　　　　　センサユニット作動機構、１７　　　　　　　　ガイド部材、２　　　　　　　　　フレーム（ベゼル）、３　　　　　　　　　センサユニット、４１　　　　　　　　センサ（光センサ）、５、１５　　　　　　アクチュエータ（形状記憶合金製ワイヤ）、６　　　　　　　　　ばね部材（引っ張りばね）、７　　　　　　　　　バランス部材（弓状部材）、８０　　　　　　　　バランス部材（回動部材）、９０　　　　　　　　可動アーム、９１　　　　　　　　可動アーム本体、９２　　　　　　　　スライダ、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３　　直流電源、１０１　　　　　　　モニター画面（液晶画面）  

Claims (8)

  1. 被測定対象物周囲の額縁領域に配されるフレームと、被測定対象物からの物理量を測定するセンサが取り付けられたセンサユニットと、このセンサユニットを直進移動させるためＸ方向に配されるガイド部材と、Ｙ方向に伸縮するばね部材と、Ｙ方向に伸縮するアクチュエータを備え、前記アクチュエータへの通電によって前記アクチュエータを前記ばねの復元力に抗して縮ませるか、又は前記アクチュエータへの通電によって前記アクチュエータが縮むことで前記ばねを作用させることによって、前記センサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させることを特徴とするセンサユニット作動機構。
  2. 前記フレームにその根元側が連結されて撓屈可能なバランス部材を備え、前記アクチュエータが前記バランス部材にその一端が固定されている構成とされ、前記センサユニットを前記測定位置から前記フレーム内へＸ方向に押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が撓屈し前記外力を緩和することを特徴とする請求項１記載のセンサユニット作動機構。
  3. 前記フレームにその軸部が連結されて回動可能なバランス部材を備え、前記アクチュエータが前記バランス部材にその一端が固定されている構成とされ、前記センサユニットを前記測定位置から前記フレーム内へＸ方向に押し戻す外力が加わった場合に、前記バランス部材が回動し前記外力を緩和することを特徴とする請求項１記載のセンサユニット作動機構。
  4. 前記センサユニットにその先端部が係止され、その根元側を回転軸として回動可能な可動アームを備え、この可動アーム本体にはＹ方向にスライド可能なスライダが配されており、前記バランス部材が前記フレームにその軸部が連結されており、前記ばね部材は前記スライダを引き戻すために前記可動アーム本体の根元側にその一端が係止され前記スライダにその他端が係止されており、前記アクチュエータは前記バランス部材を正方向に回動開始させるために前記バランス部材にその一端が固定されており、前記フレームにその他端が連結されており、前記可動アームと前記バランス部材が互いに連係動作する構成とされ、前記アクチュエータへの通電によって前記ばねの復元力に抗して前記アクチュエータを縮ませて前記バランス部材を正方向に回動開始させ、引き続き前記ばね部材の復元力にて前記スライダを引き戻すことで前記バランス部材をさらに正方向に回動させて前記バランス部材と前記可動アームとの連係動作で前記センサユニットをフレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させることを特徴とする請求項１または３記載のセンサユニット作動機構。
  5. 前記アクチュエータを第１のアクチュエータとし、前記バランス部材にその一端が固定されて、通電によって縮むことで前記バランス部材を逆方向に回動開始させる第２のアクチュエータがＹ方向に配されており、前記第２のアクチュエータに通電せずに前記第１のアクチュエータへの通電によって前記センサユニットを前記フレーム内から測定位置までＸ方向に直進移動させ、前記センサによる測定後、前記第１のアクチュエータに通電せずに前記第２のアクチュエータへの通電によって前記センサユニットを前記測定位置から元の位置まで復帰させることを特徴とする請求項４記載のセンサユニット作動機構。
  6. 前記アクチュエータがいずれも、通電による発熱で縮む形状記憶合金製ワイヤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサユニット作動機構。
  7. 　前記被測定対象物がモニター画面であって、前記センサがモニター画面の輝度や色度等の測定を行なう光センサであり、前記モニター画面周囲のフレームに前記センサユニット機構が備わっていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサユニット作動機構。
  8. 前記請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサユニット作動機構が液晶表示装置の液晶表示画面の周囲に配されるフレーム内に配されることを特徴とする液晶表示装置。  
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