WO2015159718A1 - 光センサ装置及び画像表示装置 - Google Patents

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optical sensor
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Eizo株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical sensor device that measures brightness, chromaticity, and the like of an image display panel, and an image display device that includes the optical sensor device.
  • LCD monitors for image display are used not only in offices and homes, but also in various professional fields such as graphic design and medical care.
  • the display of graphic design images and medical diagnostic images requires high-quality images with high reproducibility, so high-end class LCD monitors are used.
  • a model that increases the reproducibility of displayed images by measuring optical characteristics such as screen brightness, chromaticity, and light quantity with an optical sensor and performing calibration based on the obtained measurement data is commercially available. Yes.
  • the LCD monitor is composed of a liquid crystal display panel (Liquid Crystal Display Panel), a bezel surrounding it, a backlight and various electronic circuits.
  • Liquid crystal monitors including a sensor unit that performs the calibration using an optical sensor have been commercialized.
  • Patent Document 1 a main body frame 102 disposed in a frame region around an image display panel, a photosensor used for measuring luminance, chromaticity, and the like of the image display panel, and a sensor unit in which the photosensor is incorporated 113, a guide member that guides the sensor unit 113, and a drive unit that moves the sensor unit 113 to the measurement position, and the sensor unit 113 is pushed out by the drive unit and guided by the guide member.
  • An optical sensor device is described that is close to the display screen 101 of the display panel, and is pulled back by the driving means and stored in the frame 102 after measurement (FIG. 10).
  • Patent Document 2 a frame arranged in a frame region around a measurement object, a sensor unit to which a sensor for measuring a physical quantity from the measurement object is attached, and an X direction for moving the sensor unit straight forward
  • a guide member disposed in the frame, a spring member that expands and contracts in the Y direction to return the sensor unit into the frame, and a Y member in order to move the sensor unit straight from the frame to the measurement position in the X direction.
  • the Y direction is the vertical direction
  • the actuator is used as a restoring force of the spring member by energizing the actuator. By contracting against this, the sensor unit can be moved straight in the X direction from the frame to the measurement position.
  • Sensor unit actuating mechanism characterized in, is described.
  • Patent Document 3 in a flat display device equipped with a graphics processor, the brightness of a white image displayed on a panel by an image signal corresponding to the highest video level from an analog image signal in the calibration mode is flat display.
  • Rotating means is provided which can be detected by a sensor arranged in an area invisible to the viewer and can rotate the sensor from a rest position to a detection position for detecting the brightness substantially parallel to the panel.
  • a flat display device is described, wherein the gain is adjusted by the graphics processor in response to a detected luminance change caused by the step change in gain.
  • the luminance and chromaticity of the display screen are calibrated at the time of calibration in order to meet the demand for highly reproducible and high-quality image quality. Therefore, it is required to accurately measure optical characteristics such as the above with an optical sensor in a state in which the optical characteristics are not easily affected by ambient light.
  • there is a high demand for functionality and design such as the size and visibility of the displayed image for the monitor, and the size of the bezel width and thickness is limited by the shape of the optical sensor unit. There is a demand to avoid it.
  • a position closer to the center than the periphery of the image display panel is preferable as a measurement region for measuring optical characteristics such as luminance and chromaticity of the display screen.
  • the conventional photosensor device becomes larger due to its structure. This also affects the design of the liquid crystal display device.
  • the optical sensor devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are a method in which the sensor unit is pushed obliquely, when the stroke of the sensor unit is increased, the width of the bezel for storing the sensor unit increases. Therefore, there is a limit to reducing the width of the bezel.
  • the optical sensor device described in Patent Document 3 is a method in which the sensor unit is rotated in parallel with the panel, a gap for preventing the sensor unit from contacting the panel must be secured.
  • the thickness of the bezel that stores the unit will increase. There is always a gap between the sensor unit and the panel, and external light may enter through this gap.
  • an object of the present invention is to provide an optical sensor device in which a sensor unit can be smoothly inserted and removed even when the width and thickness of the bezel are reduced.
  • An optical sensor device of the present invention includes a main body frame arranged in a frame area around an image display panel, an optical sensor used for measuring the luminance and chromaticity of the image display panel, and the optical sensor for receiving light.
  • a sensor unit and drive means for moving the sensor unit are provided, and the sensor unit moves close to the display screen of the image display panel by performing a plurality of rotation operations.
  • the sensor unit can be inserted and removed smoothly even if the width and thickness of the bezel are reduced as compared with the conventional method.
  • the sensor unit moves to the measurement region by performing a first rotation operation, and approaches the display screen by performing a second rotation operation in a direction perpendicular to the direction of the first rotation operation. It is characterized by that.
  • the sensor unit it is easy for the sensor unit to perform a plurality of rotational operations by one type of driving means, and the display unit can be brought close to the display screen smoothly.
  • the sensor unit and the driving means are connected via a shaft, and the shaft rotates in a first direction parallel to the display screen and then rotates in a second direction perpendicular to the display screen. It is characterized by operation.
  • the sensor unit smoothly exits from the bezel of the image display device by the shaft performing the first rotation operation, and the sensor unit by the shaft performing the second rotation operation. Will be close to the display screen smoothly.
  • the present invention is characterized in that the shaft and the driving means are connected via a plurality of arms.
  • the sensor unit it is easy for the sensor unit to perform the plurality of rotational operations by the driving means.
  • the present invention is characterized in that the first slope formed on the sensor unit and the second slope formed on the main body frame face each other and slide.
  • the sensor unit can smoothly perform an operation of approaching the display screen of the image display panel.
  • the timing when the first inclined surface and the second inclined surface start to slide each other may be from the time when the first rotating operation starts or during the first rotating operation. Alternatively, it may be the time when the first rotation operation is completed.
  • the sensor unit performs the first rotation operation substantially parallel to the display screen of the image display panel together with the shaft, approaches the measurement region, and then rotates the second rotation around the shaft axis.
  • a configuration that operates and is close to the display screen of the image display panel is preferable. According to the present invention, even when the thickness of the bezel is reduced, there is no possibility that the sensor unit contacts the bezel around the image display panel when the sensor unit is close to the display screen of the image display panel. .
  • the shaft is rotatably held by a predetermined holding member. According to the present invention, it is easy to cause the sensor unit to rotate in the plurality of directions by one type of driving means.
  • the present invention preferably has a configuration in which the shaft is rotatably held by a holding member disposed in the sensor unit. According to the present invention, even when the width and thickness of the bezel are reduced, the sensor unit can be easily rotated in the plurality of directions.
  • the structure of the main body frame can be simplified by press-fitting the shaft with the arm as a resin molded product.
  • the structure of the sensor unit is simplified.
  • the sensor unit may have a structure having the shaft function.
  • the sensor unit and the shaft are integrally formed by insert-molding the frame of the sensor unit and the shaft. With this structure, the number of parts can be reduced.
  • the plurality of arms for performing the rotating operation are connected to each other. Accordingly, it is easy to cause the sensor unit to rotate in the plurality of directions.
  • a first arm and a second arm are connected to form the plurality of arms, and the first arm is operated by the driving means to operate the second arm.
  • the shaft fixed to the two arms operates. According to the present invention, it is easy to cause the sensor unit to rotate in the plurality of directions by one type of driving means.
  • Examples of the image display panel include a liquid crystal display panel, an organic electroluminescence display panel, and a plasma display panel.
  • the light sensor is built in the sensor unit, and a lighting window for allowing the light sensor to receive light is formed on a side of the sensor unit facing the display screen and surrounds the lighting window.
  • a light shielding member is arranged so that the light from the display screen is received by the optical sensor. At the time of measurement, the light shielding member is in contact with the display screen of the image display panel. It is characterized by moving away from the display screen.
  • the optical sensor when measuring, it becomes easy for the optical sensor to accurately measure the light from the display screen in a state in which it is not easily affected by ambient ambient light.
  • the sensor unit moves away from the display screen without applying extra external force.
  • the drive means includes an actuator that converts electric energy into mechanical power to drive a load. More specifically, a motor, a solenoid, a piezoelectric element or an electrostrictive element, or a shape memory alloy is used.
  • the present invention is such that the sensor unit and the guide member are arranged in the X direction, and include an expansion spring that expands and contracts in the Y direction and an actuator that expands and contracts in the Y direction.
  • the sensor unit can be moved in the X direction from the inside of the frame to the measurement position by causing the expansion / contraction spring to operate by contracting against it or by contracting the actuator by energization.
  • the sensor unit moves straight in the X direction using the force by which the actuator contracts in the Y direction, and the sensor unit can be smoothly inserted and removed with little loss of stroke displacement.
  • the relationship between the X direction and the Y direction is a relationship in which the Y direction is the left-right direction when the frame is viewed from the front side and the X direction is the vertical direction, or the frame is viewed from the front side.
  • the Y direction is the vertical direction.
  • the X direction is, for example, when the Y direction is the horizontal direction and the angle is 0 degree, the X direction angle is within the range of 45 degrees to 135 degrees, or the X direction angle is from -45 degrees.
  • the direction that falls within the range of ⁇ 135 degrees is defined as the X direction.
  • the X direction angle is in the range of ⁇ 45 degrees to 45 degrees, or the X direction angle is ⁇ 135 degrees to ⁇ 225 degrees.
  • the direction within the range is defined as the X direction.
  • the extension spring includes a tension spring, a pressure spring, and the like, and includes a coil shape, a spiral shape, a string shape, and the like.
  • a coiled tension spring is preferable. 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-like and wire-like actuators are thin and have a high degree of freedom in arrangement even in narrow places.
  • 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 is used as the driving means according to the present invention, it is preferably a shape memory alloy wire that contracts due to heat generated by energization.
  • 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. On the contrary, the shrinkage force decreases as the wire diameter of the shape memory alloy wire is reduced, but the energization current is reduced and the response speed is also increased.
  • the wire diameter of the shape memory alloy wire is set in the range of 0.05 mm to 0.5 mm, for example.
  • the temperature may rise from room temperature to around 50 ° C. Therefore, in order to prevent the shape memory alloy wire from malfunctioning due to temperature, a shape memory alloy wire having a specification in which Joule heat generated by energization is sufficiently higher than the temperature near the monitor screen is selected.
  • a shape memory alloy wire having a specification in which Joule heat generated by energization is sufficiently higher than the temperature near the monitor screen is selected.
  • the driving means according to the present invention is not limited to using the shape memory alloy wire, and a DC motor, a solenoid, or the like may be used.
  • a DC motor or solenoid
  • the shape memory alloy can be obtained by winding the wire with a pulley and apparently shrinking the wire, or pulling the wire from the pulley and apparently extending the wire. The same movement as that of the wire made can be achieved.
  • 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 rotating member is rotated by energization, thereby moving the sensor unit to the measurement position, and energization is performed during the measurement by the sensor. Will stop.
  • 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.
  • the sensor unit 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 can be returned from the measurement position to the original position by energizing the second actuator without energizing the first actuator.
  • the sensor unit can be moved to the measurement position by energizing the first actuator, and conversely, the sensor unit is returned to the original position by energizing the second actuator. It becomes the structure which can do.
  • 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 optical sensor device is energy saving and has high operation reliability.
  • the bezel width and thickness are reduced as compared with the conventional method because the sensor unit is a method in which the sensor unit is brought close to the display screen of the image display panel by the rotation operation in the plurality of directions. Even so, the sensor unit can be inserted and removed smoothly.
  • the first rotation operation makes it easy to set a position closer to the center than the periphery of the image display panel as the measurement region of the sensor, and the second rotation operation causes the sensor to move. It is easy to accurately measure optical characteristics such as luminance and chromaticity of the display screen in a state in which the display screen is hardly affected by ambient light.
  • the sensor unit can be easily built in even if the width and thickness of the bezel attached to the image display device are reduced, and when the measurement is performed, the sensor unit comes out from the bezel to the measurement area and displays. Newly stored in the bezel away from the display screen without applying extra external force to the image display panel after measuring accurately with an optical sensor close to the screen and not easily affected by ambient light An image display device.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an image display device including an optical sensor device according to a first embodiment to which the present invention is applied
  • FIG. 1A is a diagram showing a state in which a sensor unit protrudes from a bezel onto a screen
  • FIG. 1B is a diagram showing a state in which the sensor unit is stored in the bezel
  • FIG. 2 is a structural diagram showing an optical sensor device according to an embodiment to which the present invention is applied, in which a sensor unit is stored in a bezel
  • FIG. 2A is a rear view as viewed from the screen side (inside side).
  • 2 (b) is a side view
  • FIG. 2 (c) is a front view as seen from the bezel side (external side).
  • FIG. 3 is a structural view showing the optical sensor device of the embodiment to which the present invention is applied, in a state where the sensor unit protrudes from the bezel to the measurement region, and FIG. 3A is a rear view as viewed from the screen side (inside).
  • 3 (b) is a side view, and FIG. 3 (c) is a front view as seen from the bezel side (external side).
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a relationship between a holding member and a shaft
  • FIG. 4A is a diagram when the shaft is viewed from the side
  • FIG. It is a figure when it sees.
  • FIG.5 (a) is when a sensor unit carries out 1st rotation operation and it came out of the bezel.
  • FIG. 5B is a state diagram when the sensor unit performs the second rotation operation and approaches the display screen
  • FIG. 5C is a state diagram when the sensor unit performs the second rotation operation.
  • FIG. 5D is a state diagram when the sensor unit performs the first rotation operation and returns to the bezel.
  • FIG.6 (a) is a figure when it sees from the screen side (internal side)
  • FIG.6 (b) ) Is a view when viewed from the bezel side (external side).
  • FIG.7 (a) is a figure when it sees from the screen side (internal side).
  • FIG. 7 (b) is a view as seen from the bezel side (external side).
  • FIG. 6 is a structural diagram illustrating another example of the optical sensor device according to the first embodiment to which the present invention is applied, and is a diagram of a state in which the sensor unit is stored in the bezel, and is a back surface viewed from the screen side (inside side)
  • FIG. 9A is a cross-sectional view schematically showing a relationship between a sensor unit according to a second embodiment to which the present invention is applied and a display screen of an image display panel, and FIG. 9A shows the first rotation operation of the sensor unit.
  • FIG. 9B is a state diagram when the sensor unit performs the second rotation operation and comes close to the display screen
  • FIG. 9C is a state diagram when the sensor unit is out of the bezel.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view schematically showing a relationship between a sensor unit according to a second embodiment to which the present invention is applied and a display screen of an image display panel
  • FIG. 9A shows the first rotation operation of the sensor unit.
  • FIG. 9B is
  • FIG. 9D is a state diagram when the second rotation operation is performed and the display screen is separated from the display screen, and FIG. 9D is a state diagram when the sensor unit performs the first rotation operation and returns to the bezel. It is a front view which illustrates the arrangement configuration of the known optical sensor unit in an image display apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a liquid crystal display device 100 including an optical sensor device 1 according to an embodiment to which the invention is applied.
  • the optical sensor device 1 of the present embodiment is integrally incorporated in a bezel 20 disposed around a monitor screen (liquid crystal display panel) 101 of a liquid crystal display device (liquid crystal monitor) 100.
  • the sensor unit 3 has a small plate shape (stick shape) for measuring brightness, chromaticity, and the like on the display screen 101a of the liquid crystal display panel.
  • the optical sensor device 1 of the present embodiment performs first calibration in the direction 4a from the bezel 20 to the sensor unit 3 during measurement in order to calibrate the liquid crystal display panel 101 every predetermined time.
  • the sensor unit 3 is moved in the direction 4c in the second rotational direction to move away from the measurement position on the liquid crystal display panel 101, and is moved in the direction 4d in the direction of the reference 4d into the bezel 20. It is a mechanism for storing (FIG. 1B).
  • the direction of reference numeral 4a is a direction in which the sensor unit 3 moves to the measurement region substantially in parallel with the liquid crystal display panel while performing the first rotation operation
  • the direction of reference numeral 4b indicates that the sensor unit 3 performs the second rotation operation.
  • the direction 4c is a direction in which the sensor unit 3 moves away from the display screen 101a of the liquid crystal display panel while performing the second rotation operation, and the direction 4d. Is a direction in which the sensor unit 3 moves to the bezel substantially parallel to the liquid crystal display panel while performing the first rotation operation.
  • the liquid crystal display panel 101 is horizontally long and the sensor unit 3 is arranged near the upper center of the bezel 20.
  • the mounting position of the sensor unit 3 is the liquid crystal display. Any position around the liquid crystal display panel 101 may be employed as long as it is a frame region of the panel 101.
  • the optical sensor device 1 of the present invention can be retrofitted to an existing image display device.
  • FIG. 2 and 3 are structural diagrams illustrating the optical sensor device 1 according to the first embodiment to which the present invention is applied.
  • 2A and 2B are diagrams showing a state in which the sensor unit 3 is stored in the bezel
  • FIG. 2A is a rear view seen from the screen side (inside)
  • FIG. 2B is a side view.
  • 2 (c) is a front view seen from the bezel side (external side).
  • FIG. 3 is a view of the state in which the sensor unit 3 protrudes from the bezel to the measurement region
  • FIG. 3 (a) is a rear view seen from the screen side (inside)
  • FIG. 3 (b) is a side view.
  • FIG. 3C is a front view seen from the bezel side (external side).
  • the rear view seen from the inside is a view when the user is seen from the display screen 101a side of the liquid crystal display panel
  • the front view seen from the outside is the view of the liquid crystal display panel from the user side. It is a figure when seeing the display screen 101a.
  • the optical sensor device 1 includes a main body frame 2 arranged in a frame area around the image display panel, an optical sensor 108 used for measuring the luminance and chromaticity of the image display panel, and the optical sensor 108.
  • a built-in sensor unit 3, a guide member 28 for guiding the sensor unit 3, and drive means for moving the sensor unit 3 to a measurement position are provided (FIGS. 2 and 3). Since the optical sensor device 1 of the present embodiment is built in the bezel 20, the sensor unit 3 has a long rectangular plate shape, and the main body frame 2 has a long rectangular plate shape (FIGS. 1 to 5). 3). And the sensor unit 3 and the main body flame
  • the shape of the sensor unit 3 is merely an example, and the design can be changed to an arbitrary shape in consideration of design.
  • the shape of the sensor unit 3 can be a star shape, a polygonal shape, a heart shape, or a circular shape.
  • a guide member 28 for guiding the sensor unit 3 is integrally arranged on the sensor unit side of the main body frame 2, and along the guide member 28 on the main body frame side of the sensor unit 3.
  • the sliding member 38 that slides is integrally disposed (FIGS. 2 and 3).
  • the main body frame side of the sensor unit 3 has a shape that is cut out in an arc shape so that parts other than the sliding member 38 do not contact the guide member 28.
  • a first inclined surface 281 is formed on the guide member 28, and a second inclined surface 381 is formed on the sliding member 38, and the first inclined surface 281 and the second inclined surface 381 face each other and slide. It is the structure which moves (FIG.2, FIG.3, FIG.5).
  • the shape of the sensor unit 3 on the main body frame side is an example, and the design can be changed to an arbitrary shape in consideration of design.
  • the shape of the sensor unit 3 on the main body frame side can be a shape that is cut out into a triangular shape, a quadrangular shape, or a polygonal shape.
  • the leaf spring 17 is attached to the surface of the sliding member 38 on the opposite side of the second inclined surface 381 and is disposed facing the main body frame 2 (FIGS. 2, 3, and 5). .
  • the leaf spring 17 is integrally formed by pressing a metal plate, and is fixed by a fixing means such as a screw. Considering that the leaf spring 17 does not come into contact with the flexible flat cable 109, the leaf spring 17 moves together with the sensor unit 3 in this embodiment.
  • the leaf spring 17 when the sensor unit 3 is stored in the bezel 20, the leaf spring 17 functions to return the rotation until the sensor unit 3 is stored in the bezel 20. Therefore, the sensor unit 3 rotates stably.
  • the arrangement configuration of the leaf spring 17 is arbitrary.
  • the leaf spring 17 may be attached to the main body frame 2 so that the sliding member 38 is in contact with the guide member 28.
  • a disc spring, a torsion spring, and a coil spring can be used instead of the plate spring 17, and an elastic member such as rubber can also be used.
  • the optical sensor 108 is used for measuring the brightness, chromaticity, etc. of the liquid crystal display panel 101, mounted on a substrate (not shown), and built in the sensor unit 3 (see FIGS. 2, 3, and 5).
  • the cable is connected to a control board (not shown) of the main body of the liquid crystal display device 100 via a flexible flat cable 109 drawn from the rear surface of the sensor unit 3.
  • the optical sensor 108 provided in the optical sensor unit 3 measures the optical characteristics such as the luminance, chromaticity, and light quantity of the liquid crystal display panel 101, and the obtained measurement is performed. It is a mechanism in which calibration (calibration) is performed based on data.
  • the light receiving portion of the optical sensor 108 is provided with an infrared ray (Infrared Rays: IR) filter in advance.
  • IR Infrared Rays: IR
  • a rectangular window hole for receiving light is formed on the surface of the sensor unit 3 on the display screen 101a side.
  • a plate-shaped light shielding member (cushion member) 9 is attached and fixed to the surface of the sensor unit 3 on the display screen 101a side by an adhesive means such as a double-sided tape or an adhesive (FIGS. 2 and 2). 3, FIG. 5).
  • the light shielding member 9 has a rectangular shape, and a rectangular daylighting window 98 is formed in which the center is cut out so that the light from the display screen 101 a is received by the optical sensor 108 while surrounding the optical sensor 108.
  • the daylighting window 98 may be a round window or a polygonal window such as a hexagon or octagon.
  • the daylighting window 98 in the sensor unit 3 is arranged such that the window surface of the daylighting window 98 and the display screen 101 of the image display panel are in parallel when the second rotation operation is completed. It is more preferable to design the position. This is because the state in which the window surface of the daylighting window 98 and the display screen 101 of the image display panel are parallel and close to each other is the most suitable state for daylighting.
  • Examples of the light shielding member 9 include paper, resin sheet, flocked paper, flocked sheet, felt, sponge, rubber, and elastomer.
  • a flocked paper or a flocked sheet is particularly preferable. This is because the flocked paper and the flocked sheet are excellent in light absorption capability, have cushioning properties, and have sliding properties, so that light can be effectively shielded while suppressing the load on the image display panel 101.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the sheet metal 31 and the shaft 4 in the sensor unit 3.
  • 4A is a diagram when the shaft 4 is viewed from the side
  • FIG. 4B is a diagram when the shaft 4 is viewed from above.
  • An outer peripheral groove 41 is formed on the tip end side of the shaft 4 (FIGS. 4A and 4B).
  • the sheet metal 31 is formed by press-molding a metal plate for shielding the optical sensor 108, and the notch of the holding member 32 that is partially bent is easily slidably fitted into the outer peripheral groove 41 of the shaft 4.
  • the shaft 41 is rotatably held by the holding member 32 (FIGS. 4A and 4B).
  • the shield metal plate 31 by providing a part of the shield metal plate 31 with the function as the holding member 32, the number of parts can be reduced and the structure of the sensor unit 3 can be simplified.
  • a predetermined gap S1 is provided between the sensor unit 3 and the guide member 28 (FIGS. 2A and 2C).
  • the timing for switching the operation from the first rotation operation to the second rotation operation is set according to the size of the gap S1. That is, it is considered that the sensor unit 3 during the first rotation operation does not contact the bezel 20 by performing the second rotation operation after the sensor unit 3 comes out of the bezel 20.
  • the sensor unit 3 is set to perform the second rotation operation at the timing when the first rotation operation ends.
  • the body frame 2 is provided with an arm 7 for operating the shaft 4.
  • the arm 7 is configured by connecting a first arm 71 and a second arm 72 (FIGS. 2, 3, 6, and 7).
  • the first shape memory alloy wire 551 and the second shape memory alloy wire 561 serve as driving means, and the first arm 71 is rotated by the driving means to rotate the first arm 71.
  • the second arm 72 is rotated, and the shaft 4 fixed to the second arm 72 is configured to perform a first rotation operation (FIGS. 2, 3, 6, and 7). Details of the structure of the arm 7 will be described later.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the relationship between the sensor unit 3 and the display screen 101 of the image display panel.
  • FIG. 5A is a state diagram when the sensor unit 3 performs the first rotation operation in the direction of 4a and exits from the bezel 20, and
  • FIG. 5B is a state diagram in which the sensor unit 3 is second in the direction of 4b.
  • FIG. 5C is a state diagram when the sensor unit 3 is moved away from the display screen 101 by performing a second rotation operation in the direction of reference numeral 4c.
  • FIG. 5D is a state diagram when the sensor unit 3 returns to the bezel 20 by performing the first rotation operation in the direction 4d.
  • the display screen 101a side of the bezel 3 (right side in FIG. 5) as the front and the opposite side (left side in FIG. 5) of the display screen 101a of the bezel 3 as the back.
  • a first inclined surface 281 is formed on the front surface of the guide member 28, and a second inclined surface 381 is formed on the rear surface of the sliding member 38 (FIG. 5).
  • a predetermined gap S1 is provided between the sliding member 38 and the guide member 28 (see FIGS. 2A and 5D).
  • the arm 4 performs a first rotation operation in parallel with the display screen 101 a by the arm 7, and the sensor unit 3 performs a first rotation operation in the direction of reference numeral 4 a via the shaft 4 and exits from the bezel 20.
  • the sensor unit 3 Until guided by the guide member 28, the sensor unit 3 performs the first rotation operation substantially parallel to the display screen 101a (FIG. 5A).
  • the first inclined surface 381 formed on the sliding member 38 and the second inclined surface 281 formed on the guide member 28 face each other and slide, so that the shaft 4 is moved from the first rotation operation to the display screen 101a.
  • the sensor unit 3 also switches from the first rotation operation to the second rotation operation, and the sensor unit 3 performs the second rotation operation in the direction 4b to display the display screen 101.
  • the leaf spring 17 functions to bring the first inclined surface 281 and the second inclined surface 381 into contact with each other during the sliding operation.
  • the light shielding member 9 comes into contact with the display screen 101a with a predetermined pressing force and is in a close contact state (FIG.
  • the sensor unit 3 performs the first rotation operation in the direction 4d and is stored in the bezel 20 (FIG. 5 (d)).
  • the leaf spring 17 functions to return the rotation until the sensor unit 3 is stored in the bezel 20. Therefore, the sensor unit 3 rotates stably.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the arm 7 when the sensor unit 3 according to the present embodiment is built in the bezel 20.
  • 6A is a view when viewed from the screen side (inside)
  • FIG. 6B is a view when viewed from the bezel side (outside).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the arm 7 when the sensor unit 3 according to the present embodiment performs the first rotation operation and exits from the bezel 20.
  • FIG. 7A is a view when viewed from the screen side (inside)
  • FIG. 7B is a view when viewed from the bezel side (outside).
  • the first shape memory alloy wire 551 and the second shape memory alloy wire 561 serve as driving means, and the first arm 71 is rotated by one kind of the driving means.
  • the shaft 4 fixed to the second arm 72 by rotating the second arm 72 is configured to perform a first rotation operation (FIGS. 2, 3, 6, and 7).
  • the first shape memory alloy wire 551 and the second shape memory alloy wire 561 are wires of the same material and the same diameter, and are fixed by a fixing screw 569 and electrically connected to the electrode wire 571. (FIG. 6B, FIG. 7B).
  • the first shape memory alloy wire 551 and the second shape memory alloy wire 561 may be a single wire that is folded back and fixed by a fixing screw 569.
  • Reference numerals 55, 56, and 57 shown in FIGS. 2A and 3A are electrode terminals for applying a DC voltage.
  • a rectangular groove 22 (which may be a depression) is formed on the side surface of the main unit 2 (see FIGS. 2B and 3B).
  • the groove 22 serves as a relief hole for using the movable stroke to its full width.
  • the second arm 72 is attached to the main body frame 2 by a plain washer 728 and a screw 729 (FIGS. 2 (c) and 3 (c)), and is rotatable about the screw 729 as a rotation axis (rotation center). (Refer to FIG. 6A and FIG. 7A).
  • the first arm 71 is attached to the main body frame 2 by a flat washer 718 and a screw 719, and the screw 719 fixes the flat washer 718 so that the first arm 71 cannot be removed (FIG. 2). (C), see FIG. 3 (c)).
  • the 1st arm 71 is rotatably supported by the rotating shaft (rotation center) integrally formed in the main body (refer Fig.6 (a) and FIG.7 (a)).
  • the 1st arm 71 and the 2nd arm 72 are mutually connected by the slider 73, and are connected so that a mutual operation
  • a first shape memory alloy wire 551, a second shape memory alloy wire 561, and a flexible wire 571 are arranged on the rear end side of the first arm 71.
  • a rear end side of the slider 73 is attached.
  • the slide member 75 of the slider 73 and the distal end side of the first arm 71 are connected via a tension spring 74.
  • the shaft 4 is fixed to the front end side of the second arm 72, and an arcuate slide groove 721 is formed on the rear end side of the second arm 72.
  • the slide pin 751 of the slide member 75 is easily attached to the slide groove 721 of the second arm 72 (FIGS. 6A and 6B, FIGS. 7A and 7B).
  • the middle of the slide groove 721 has a vertex, and the second arm 72 operates when the slide pin 751 exceeds the vertex.
  • the first arm 71 is operated, the slide pin 751 is operated, and when the slide pin 751 is operated, the second arm 72 is connected to each other in a delayed manner.
  • the combination of the shape memory alloy wires 551 and 561, the first arm 71, the slider 73, the second arm 72, the shaft 4, and the sensor unit 3 causes the second shape memory alloy wire 561 to contract, thereby
  • the unit 3 performs the first rotation operation in the direction of reference numeral 4a (FIG. 5 (a)), and the second rotation operation in the direction of reference numeral 4b moves forward obliquely toward the display screen 101a. Comes into contact with the display screen 101a (FIG. 5B).
  • the second shape memory alloy wire 561 is contracted in the left-right direction in FIG. 7A with respect to FIG.
  • the first shape memory alloy wire 551 is contracted, so that the sensor unit 3 performs the second rotation operation in the direction of reference numeral 4c so that the sensor unit 3 moves back obliquely and is separated from the display screen 101a (FIG. 5C )),
  • the first rotating motion in the direction of 4d is stored in the bezel 20 (FIG. 5 (d)).
  • the first shape memory alloy wire 551 is contracted in the left-right direction in FIG. 7A with respect to FIG.
  • the arc-shaped slide groove 721 is an example.
  • the shape of the slide groove may be a shape that is connected by a symmetric straight line with the middle as a vertex.
  • the main body frame of the slider 73 is formed by press-molding a metal plate member.
  • a plastic slide member 75 is inserted into the main body frame of the slider 73, and is configured to move to the left and right within a predetermined range (FIGS. 6A, 6B, 7A, 7B).
  • the first arm 71 made of plastic is inserted into the main body frame of the slider 73 and is configured to move left and right within a predetermined range.
  • the link pin 751 is inserted into the long groove 721 of the plastic second arm 72, and the shaft 4 is configured to perform the first rotation operation within a predetermined range (FIGS. 6A and 6B).
  • FIG. 6B and FIG. 7B illustrate the arrangement of the first arm 71, the first shape memory alloy wire 551, and the second shape memory alloy wire 561.
  • One end of each of the first and second shape memory alloy wires 551 and 561 is fixed by screws 569 and electrically connected.
  • screws 569 are fixed with screws 569 at the intermediate point and electrically connected to functionally form the first and second shape memory alloy wires 551 and 561, the assembly is performed. The work is simple and reasonable.
  • a flexible wire 571 is electrically connected to the vicinity of the lower side of the screw 569 and energized.
  • the shape memory alloy wires 551 and 561 and the flexible wire 571 can be fixed by any soldering method, soldering method, screw fixing method, caulking method as long as it can be firmly fixed and can be securely connected. A method such as pressing contact fixing is applied.
  • the direction of the DC voltage applied between the shape memory alloy wire 551 and the flexible wire 571 is flexible even if the shape memory alloy wire 551 side is positive. It operates even when the wire 571 side is positive. Similarly, the direction of the DC voltage applied between the shape memory alloy wire 561 and the flexible wire 571 operates even when the shape memory alloy wire 561 side is positive and the flexible wire 571 side is positive.
  • switch A When a predetermined switch (referred to as switch A) is turned on and the second shape memory alloy wire 561 is energized, the shape memory alloy wire 561 contracts against the pulling force of the expansion spring 74, as described above.
  • the sensor unit 3 performs the first rotation operation in the direction 4a and the second rotation operation in the direction 4b, so that the light sensor 41 can measure the luminance, chromaticity, and the like of the monitor screen 101 (FIG. 5 (b)).
  • the switch A When the sensor unit 3 reaches the measurement position, the switch A is turned off, and the second shape memory alloy wire 561 is cooled by heat radiation and returned to its original length.
  • the optical sensor 41 After the luminance, chromaticity, etc. of the monitor screen 101 are measured by the optical sensor 41, when a predetermined switch (referred to as switch B) is turned on and the first shape memory alloy wire 551 is energized, the shape memory alloy wire 551 contracts against the pulling force of the expansion spring 74, and as described above, the sensor unit 3 performs the second rotation operation in the direction 4c and the first rotation operation in the direction 4d, so that the bezel 20 Stored (FIG. 5D). When the sensor unit 3 is stored, the switch B is turned off, and the first shape memory alloy wire 551 is cooled by heat radiation and returns to its original length.
  • switch B a predetermined switch
  • the shape memory alloy wires (the first shape memory alloy wire 551 and the second shape memory alloy wire 561) do not directly drive the sensor unit 3, the shape memory is used. Even if the alloy wire is affected by the heat radiation from the monitor screen 101, the link pin 751 of the slide member 75 is connected to the second arm 72 until the shape memory alloy wires 551 and 561 are contracted to some extent. Since the sensor unit 3 does not move from one side to the other side with respect to the center of the arc-shaped long groove 721, the sensor unit 3 does not start moving until then. The mechanism is designed so that operation is difficult to occur.
  • the temperature near the monitor screen 101 may rise from room temperature to around 50 ° C., and the shape memory alloy wire (the first shape memory alloy wire 551 or the second Since the shape memory alloy wire 561) is easily affected by heat, it may be assumed that the shape memory alloy wire 561) is not easily stretched in a short time even after the energization is stopped.
  • the first arm 71 With the contraction force of the shape memory alloy wire, the first arm 71 is rotated by forcibly pulling together the non-stretched shape memory alloy wire on the opposite side, and a stable operation is achieved.
  • the shape memory alloy wires 551 and 561 are selected so that the Joule heat generated by energization is sufficiently higher than the temperature in the vicinity of the monitor screen 101.
  • a shape memory alloy wire that shrinks at a temperature of about 60 ° C. and extends at a temperature of about 60 ° C. is used.
  • the expansion spring 74 is a single spring, it is relatively easy to select a shape memory alloy wire having a diameter that contracts with a margin against the pulling force.
  • shape memory alloy wires 551 and 561 having a wire diameter of about 0.25 mm are used.
  • these shape memory alloy wires 551 and 561 are in a non-energized state. It can be said that the optical sensor device 1 has high operational reliability.
  • FIG. 8 is a structural diagram showing another example of the photosensor device according to the first embodiment to which the present invention is applied, and shows a state in which the sensor unit 3 is stored in the bezel. It is the rear view seen from.
  • the swing region of the first rotation operation is made larger by widening the gap S ⁇ b> 1 between the guide member 28 and the sliding member 38.
  • the length of the first shape memory alloy wire 551 is made longer than that of the second shape memory alloy wire 561.
  • an arrangement configuration in which it is difficult to disconnect by experience is obtained by bringing the fixing positions of the shape memory alloy wires 551 and 561 by screws closer to each other.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the relationship between the sensor unit according to the second embodiment to which the present invention is applied and the display screen of the image display panel.
  • FIG. 9B is a state diagram when the sensor unit is rotated and exits the bezel.
  • FIG. 9B is a state diagram when the sensor unit performs the second rotation operation and approaches the display screen.
  • Fig. 9 is a state diagram when the sensor unit performs the second rotation operation and moves away from the display screen, and
  • Fig. 9D is a state diagram when the sensor unit performs the first rotation operation and returns to the bezel. is there.
  • symbol has shown the same function, The description is abbreviate
  • one end of the optical fiber 401 is fitted into the daylighting window 98 of the sensor unit 3, and the other end of the optical fiber 401 is in contact with the optical sensor 108 built in the sensor unit 3 (FIG. 9A).
  • the optical sensor 108 does not face the daylighting window 98, and is built in, for example, the sensor unit 3 on the side close to the main unit 2. According to the present embodiment, since the positions of the optical sensor 108 and the daylighting window 98 are shifted using the flexibility of the optical fiber 401, light leaked from the daylighting window 98 is difficult to enter the optical sensor 108.
  • the daylighting window 98 is arranged in the sensor unit 3 such that the window surface of the daylighting window 98 and the display screen 101 of the image display panel are parallel when the second rotation operation is completed.
  • the position is designed at the position (see FIG. 9B).
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the actuators 551 and 561 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 drive means according to the present invention is not limited to the use of the shape memory alloy wires 551 and 561, and a small motor or solenoid may be used.
  • the wire is wound around the pulley and the wire is apparently shrunk, or the wire is pulled out from the pulley and the wire is apparently stretched.
  • the same movement as that of the wires 551 and 561 can be performed.
  • a screw screw mechanism can be attached in place of the arm 7 and the screw screw can be pulled with a wire to rotate in multiple directions.
  • the optical sensor 108 is built in the sensor unit 3 .
  • the present invention is not limited to this, and the optical sensor may be built in the main body frame. possible.
  • one end of an optical fiber or light guide made of transparent resin or glass is inserted into the daylighting window, and the other end of the optical fiber or light guide is brought into contact with the optical sensor to be removed from the daylighting window. The light is indirectly detected.
  • the arrangement 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 optical sensor device 1 of the present invention may be assembled when the monitor is assembled, or may be assembled after the monitor is assembled. According to the present invention, even when the monitor screen becomes large, the sensor unit 3 can easily measure the center of the monitor screen simply by increasing the length of the shaft 4.
  • the present invention can be applied to various image display monitors such as liquid crystal, organic EL, and plasma. Besides this, the bezel 20 disposed in the frame area around the object to be measured, and the physical quantity from the object to be measured. If it is comprised from the sensor unit 3 which has the optical sensor 108 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.
  • 1 optical sensor device 1 body frame, 3 Sensor unit, 4 Control shaft (shaft), 4a, 4b first rotational movement direction, 4b, 4c second rotational movement direction, 7 arm, 71 first arm, 72 second arm, 73 slider, 74 telescopic spring, 9 light shielding member, 17 leaf spring, 20 Bezel, 28 guide members, 38 sliding member, 98 Daylighting window, 100 image display device (liquid crystal display device), 101 Image display panel (LCD screen), 108 optical sensors, 281,381 slope, 551, 561 Actuator (shape memory alloy wire), 729 A rotation axis orthogonal to the control axis 4

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Abstract

本発明の目的は、ベゼルの幅と厚みを小さくしてもセンサユニットをスムーズに出し入れできる光センサ装置を提供することである。 本発明の光センサ装置（１）は、駆動手段によって、センサユニット（３）に複数の回転動作（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）をさせることで測定の際には画像表示パネル（１０１）の表示画面（１０１ａ）に近接し、測定後にはベゼル（２０）内に納まる構成である。

Description

光センサ装置及び画像表示装置
　本発明は、画像表示パネルの輝度や色度等の測定を行う光センサ装置と、当該光センサ装置を備えた画像表示装置に関する。
　画像表示用の液晶モニターは、オフィスや家庭で使用されるのみならず、グラフィックデザインや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ことから、ハイエンドクラスの液晶モニターが使用されており、近年、このような液晶モニターでは、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）を行うことで、表示画像の再現性を高める機種が市販されている。
　液晶モニターは、液晶表示パネル（Liquid Crystal Display Panel）と、その周囲を囲うベゼルと、バックライトや各種電子回路などから構成される。光センサを用いて前記キャリブレーション（校正）を行うセンサユニットを備えた液晶モニターが商品化されている。
　特許文献１には、画像表示パネル周囲の額縁領域に配される本体フレーム１０２と、前記画像表示パネルの輝度や色度等の測定に用いられる光センサと、前記光センサが内蔵されたセンサユニット１１３と、センサユニット１１３をガイドするガイド部材と、センサユニット１１３を測定位置まで移動させる駆動手段とを備え、前記センサユニット１１３が、前記駆動手段によって押し出されて前記ガイド部材にガイドされながら前記画像表示パネルの表示画面１０１に近接し、測定後、前記駆動手段によって引き戻されて前記フレーム１０２に格納されることを特徴とする光センサ装置、が記載されている（図１０）。
　特許文献２には、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、前記センサユニットを前記フレーム内に戻すためにＹ方向に伸縮するばね部材と、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るためにＹ方向に伸縮するアクチュエータを備え、前記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、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部材の復元力に抗して縮ませることによって、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ることを特徴とするセンサユニット作動機構、が記載されている。
　特許文献３には、グラフィックスプロセッサを備えたフラットディスプレイ装置において、校正モードの際に、アナログ画像信号からの最高ビデオレベルに対応する画像信号によりパネル上に表示された白色画像の輝度がフラットディスプレイの観察者から見えない領域内に配置されたセンサによって検知され、前記センサを休止位置から輝度を検知する検知位置へとパネルにほぼ平行に回転させうる回転手段が設けられ、前記グラフィックスプロセッサによる前記ゲインのステップ状変化によってもたらされる、検知された輝度の変化に応じて、前記グラフィックスプロセッサによって前記ゲインが調節されることを特徴とするフラットディスプレイ装置、が記載されている。
特許第４９５１７１１号公報 特許第４８４６０５１号公報 特許第４８０５８３２号公報
　上述のとおり、グラフィックデザイン画像や医用診断画像等を表示するモニターにおいては、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（校正）の際に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光センサで正確に測定することが求められている。その一方で、モニターに対しては、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、ベゼルの幅や厚み等のサイズが、光センサユニットの形状によって制約を受けないようにしたいという要望がある。そして、画像表示パネルの周辺よりも中央に近い位置のほうが表示画面の輝度や色度等の光学特性を測定する測定領域としては好ましい。
　しかしながら、画像表示パネルの周辺よりも中央に近い位置を測定領域として表示画面の輝度や色度等の光学特性を測定しようとすると、従来の光センサ装置では、その構造上、装置が大きくなってしまい、液晶表示装置のデザイン性にも影響を及ぼす。つまり、特許文献１と特許文献２記載の光センサ装置は、センサユニットを斜めに押し出す方式であるから、センサユニットのストロークを大きくしようとすると、当該センサユニットを格納するベゼルの幅が大きくなってしまい、ベゼルの幅を小さくすることには限界がある。特許文献３記載の光センサ装置は、センサユニットをパネルに対して平行に回転させる方式であるから、当該センサユニットがパネルに接触しないようにするための隙間を確保しなければならず、当該センサユニットを格納するベゼルの厚みが大きくなってしまう。そして、前記センサユニットとパネルとの間には常に隙間があり、この隙間から外光が入り込む可能性がある。
　そこで、本発明の目的は、ベゼルの幅と厚みを小さくしてもセンサユニットをスムーズに出し入れできる光センサ装置を提供することにある。
　本発明の光センサ装置は、画像表示パネル周囲の額縁領域に配される本体フレームと、前記画像表示パネルの輝度や色度等の測定に用いられる光センサと、前記光センサに受光させるためのセンサユニットと、前記センサユニットを移動させる駆動手段とを備え、前記センサユニットが複数の回転動作をすることで前記画像表示パネルの表示画面に近接することを特徴とする。
　本発明によれば、従前の方式と比較してベゼルの幅と厚みを小さくしても前記センサユニットをスムーズに出し入れできるようになる。
　本発明は、前記センサユニットが第１の回転動作をすることで測定領域に移動し前記第１の回転動作の方向と垂直な方向に第２の回転動作をすることで前記表示画面に近接することを特徴とする。
　本発明によれば、一種類の駆動手段によって前記センサユニットが複数の回転動作をすることが容易な構成となり、前記表示画面にスムーズに近接することとなる。
　本発明は、前記センサユニットと前記駆動手段とがシャフトを介して連結されており、前記シャフトが前記表示画面と平行に第１の回転動作をしてから前記表示画面と垂直に第２の回転動作をすることを特徴とする。
　本発明によれば、前記シャフトが前記第１の回転動作をすることによって前記センサユニットが画像表示装置のベゼルからスムーズに出て、前記シャフトが前記第２の回転動作をすることによって前記センサユニットが前記表示画面にスムーズに近接することとなる。
　本発明は、前記シャフトと前記駆動手段とが複数のアームを介して連結されていることを特徴とする。
　本発明によれば、前記駆動手段によって前記センサユニットが前記複数の回転動作をすることが容易な構成となる。
　本発明は、前記センサユニットに形成された第１の斜面と前記本体フレームに形成された第２の斜面が向き合って摺動することを特徴とする。
　本発明によれば、前記センサユニットが前記画像表示パネルの表示画面に近接する動作をスムーズに行うことができる。
　前記第１の斜面と前記第２の斜面が向き合って摺動し始めるタイミングは、前記第１の回転動作をし始めた時点からでもよいし、前記第１の回転動作をしている途中のタイミングでもよいし、前記第１の回転動作をし終わった時点としてもよい。
　本発明は、前記センサユニットが前記シャフトと共に前記画像表示パネルの表示画面と略平行に前記第１の回転動作をして測定領域に近づいてから次に前記シャフトの軸周りに前記第２の回転動作をして前記画像表示パネルの表示画面に近接する構成が好ましい。本発明によれば、ベゼルの厚みを小さくした場合においても、前記センサユニットが前記画像表示パネルの表示画面に近接する際に、前記画像表示パネル周囲のベゼルに前記センサユニットが接触する虞がない。
　前記シャフトは、所定の保持部材によって回動自在に保持されることが好ましい。本発明によれば、１種類の駆動手段によって前記センサユニットに前記複数方向の回転動作をさせることが容易な構成となる。本発明は、前記センサユニットに配された保持部材によって前記シャフトが回動自在に保持されている構成が好ましい。本発明によれば、ベゼルの幅と厚みを小さくした場合においても、前記センサユニットに前記複数方向の回転動作をさせることが容易な構成となる。例えば、前記アームを樹脂成形品として前記シャフトを圧入することで、前記本体フレームの構造を単純化できる。例えば、前記光センサのシールドのための金属板をプレス成形して前記センサユニットに配して、その金属板の一部に前記保持部材としての機能を持たせれば、前記センサユニットの構造を単純化できる。
　上記以外の構成としては、例えば、前記センサユニットが前記シャフト機能を有する構造としてもよい。例えば、前記センサユニットのフレームと前記シャフトをインサート成形することで、前記センサユニットと前記シャフトが一体に成形される構造となる。このような構造とすることで、部品点数の削減が図れる。
　前記回転動作をさせるための複数のアームは、互いに連結していることが好ましい。これにより、前記センサユニットに前記複数方向の回転動作をさせることが容易な構成となる。本発明は、第１のアームと第２のアームが連結して前記複数のアームを構成し、前記駆動手段によって前記第１のアームが動作することで前記第２のアームが動作して当該第２のアームに固定された前記シャフトが動作することが好ましい。本発明によれば、１種類の駆動手段によって前記センサユニットに前記複数方向の回転動作をさせることが容易な構成となる。
　前記画像表示パネルとしては、液晶表示ディスプレイパネル、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
　本発明は、前記光センサが前記センサユニットに内蔵されており、前記センサユニットが前記表示画面と向き合う側には前記光センサに受光させるための採光窓が形成されているとともに当該採光窓を囲みつつ前記表示画面からの光が前記光センサに受光するように遮光部材が配されており、測定時には前記遮光部材が前記画像表示パネルの表示画面に当接しており、測定後は前記遮光部材が前記表示画面から離れていくことを特徴とする。
　本発明によれば、測定するときには、周囲の外光の影響を受け難い状態で前記光センサが前記表示画面からの光を正確に測定することが容易となり、測定後には、前記画像表示パネルに余計な外力を加えることなく前記センサユニットが前記表示画面から離れていくこととなる。
　前記駆動手段としては、電気エネルギーを機械的な動力に変換して負荷を駆動するアクチュエータが挙げられる。より具体的には、モータやソレノイドや、圧電素子や電歪素子を利用したものや、形状記憶合金を利用したものが挙げられる。
　本発明は、前記センサユニットと前記ガイド部材がＸ方向に配されており、Ｙ方向に伸縮する伸縮ばねと、Ｙ方向に伸縮するアクチュエータを備え、通電によって前記アクチュエータを前記伸縮ばねの復元力に抗して縮ませるか、又は、通電によって前記アクチュエータが縮むことで前記伸縮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方向に移動させる構成とすることができる。本発明によれば、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か、または、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る。ここでＸ方向とは、例えばＹ方向が水平方向で角度が０度とした場合に、Ｘ方向の角度が４５度から１３５度の範囲内となるか、又はＸ方向の角度が－４５度から－１３５度の範囲内となる方向をＸ方向と定義している。また、例えばＹ方向が垂直方向で角度が９０度とした場合に、Ｘ方向の角度が－４５度から４５度の範囲内となるか、又はＸ方向の角度が－１３５度から－２２５度の範囲内となる方向をＸ方向と定義している。
　前記伸縮ばねとしては、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。前記伸縮ばねとしては、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ュエータは、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。
　本発明に係る駆動手段として前記アクチュエータを用いる場合は、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。
　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０．５ｍｍ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、前記形状記憶合金製ワイヤが温度による誤動作をしないようにするためには、通電により発生させるジュール熱が前記モニター画面付近の温度よりも十分高い温度となる仕様の形状記憶合金製ワイヤを選定しなければならない。より具体的には、通電による作動温度が６０℃以上の形状記憶合金製ワイヤを選定する必要があり、約７０℃の温度で収縮し約６０℃の温度で伸張する形状記憶合金製ワイヤが実用的である。そして、その動作原理に基づけば、前記形状記憶合金製ワイヤが伸張収縮する作動温度をより高い温度とすることで、より高い再現性で安定した動作をさせることができることとなる。
　本発明に係る駆動手段としては、前記形状記憶合金製ワイヤを用いることに限られず、直流モータやソレノイド等を用いても良い。例えば、ワイヤとプーリと直流モータ（又はソレノイド）を組み合わせることで、ワイヤをプーリで巻き付けてワイヤを見掛け上縮ませたり、ワイヤをプーリから引き出してワイヤを見掛け上伸ばしたりすれば、前記形状記憶合金製ワイヤと同様の動きをさせることができる。
　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、通電によって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構成とすることができる。本構成によれば、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光センサ装置となる。
　本発明の光センサ装置によれば、前記センサユニットを前記複数方向の回転動作で前記画像表示パネルの表示画面に近接させる方式であるから、従前の方式と比較してベゼルの幅と厚みを小さくしても前記センサユニットをスムーズに出し入れできるようになる。本発明によれば、前記第１の回転動作によって前記画像表示パネルの周辺よりも中央に近い位置を前記センサの測定領域とすることが容易となり、かつ、前記第２の回転動作によって前記センサが前記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容易な構成となる。本発明によれば、１種類の駆動手段によって前記センサユニットに前記第１の回転動作及び前記第２の回転動作をさせることが容易な構成となる。
　本発明によれば、画像表示装置に付設されたベゼルの幅と厚みを小さくしても、センサユニットを容易に内蔵できるうえ、測定するときは、センサユニットがベゼルから測定領域に出て、表示画面に近接して周囲の外光の影響を受け難い状態で光センサで正確に測定し、測定後は、画像表示パネルに余計な外力を加えることなく表示画面から離れてベゼルに格納される新規な画像表示装置となる。
本発明を適用した第１の実施形態の光センサ装置を備えている画像表示装置を例示する斜視図であり、図１（ａ）はセンサユニットがベゼルから画面上に出た状態の図であり、図１（ｂ）はセンサユニットがベゼルに格納された状態の図である。 本発明を適用した実施形態の光センサ装置を示す構造図において、センサユニットがベゼルに格納された状態の図であり、図２（ａ）は画面側（内部側）から見た背面図であり、図２（ｂ）は側面図であり、図２（ｃ）はベゼル側（外部側）から見た正面図である。 本発明を適用した実施形態の光センサ装置を示す構造図において、センサユニットがベゼルから測定領域に出た状態の図であり、図３（ａ）は画面側（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）はベゼル側（外部側）から見た正面図である。 上記実施形態に係るセンサユニットにおいて、保持部材とシャフトとの関係を示す図であり、図４（ａ）はシャフトを横から見たときの図であり、図４（ｂ）はシャフトを上から見たときの図である。 上記実施形態に係るセンサユニットと画像表示パネルの表示画面との関係を模式的に示す断面図であり、図５（ａ）はセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルから出たときの状態図であり、図５（ｂ）はセンサユニットが第２の回転動作をして表示画面に近接したときの状態図であり、図５（ｃ）はセンサユニットが第２の回転動作をして表示画面から離れたときの状態図であり、図５（ｄ）はセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルに戻ったときの状態図である。 上記実施形態に係るセンサユニットがベゼルに内蔵されているときのアームの動作を示す図であり、図６（ａ）は画面側（内部側）から見たときの図であり、図６（ｂ）はベゼル側（外部側）から見たときの図である。 上記実施形態に係るセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルから出たときのアームの動作を示す図であり、図７（ａ）は画面側（内部側）から見たときの図であり、図７（ｂ）はベゼル側（外部側）から見たときの図である。 本発明を適用した第１の実施形態の光センサ装置の他の例を示す構造図であって、センサユニットがベゼルに格納された状態の図であり、画面側（内部側）から見た背面図である。 本発明を適用した第２の実施形態に係るセンサユニットと画像表示パネルの表示画面との関係を模式的に示す断面図であり、図９（ａ）はセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルから出たときの状態図であり、図９（ｂ）はセンサユニットが第２の回転動作をして表示画面に近接したときの状態図であり、図９（ｃ）はセンサユニットが第２の回転動作をして表示画面から離れたときの状態図であり、図９（ｄ）はセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルに戻ったときの状態図である。 画像表示装置における既知の光センサユニットの配置構成を例示する正面図である。
　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。
　本発明を適用した実施形態の光センサ装置１を備えた液晶表示装置１００を例示する斜視図を図１に示す。本実施形態の光センサ装置１は、液晶表示装置（液晶モニター）１００のモニター画面（液晶表示パネル）１０１周囲に配されたベゼル２０に一体的に組み込まれている。センサユニット３は、液晶表示パネルの表示画面１０１ａ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。本実施形態の光センサ装置１は、所定時間毎に液晶表示パネル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に対してベゼル２０内から符号４ａ方向に第１の回転動作をさせてベゼル２０から出させ、符号４ｂ方向に第２の回転動作をさせて液晶表示パネル１０１上の測定位置に近接させて（図１（ａ））、センサユニット３の光センサで測定し、測定後にはセンサユニット３を符号４ｃ方向に第２の回転動作をさせて液晶表示パネル１０１上の測定位置から離れ、符合４ｄ方向に第１の回転動作をさせてベゼル２０内に格納する仕組みとなっている（図１（ｂ））。ここで、符号４ａ方向は、センサユニット３が第１の回転動作をしながら液晶表示パネルと略平行に測定領域まで移動する方向であり、符号４ｂ方向は、センサユニット３が第２の回転動作をしながら液晶表示パネルの表示画面１０１ａに近接する方向であり、符号４ｃ方向は、センサユニット３が第２の回転動作をしながら液晶表示パネルの表示画面１０１ａから離れる方向であり、符号４ｄ方向は、センサユニット３が第１の回転動作をしながら液晶表示パネルと略平行にベゼルまで移動する方向である。
　図１に示す例では、液晶表示パネル１０１が横長であり、ベゼル２０の中央上付近にセンサユニット３が配されているが、これは一例であって、センサユニット３の取り付け位置は、液晶表示パネル１０１の額縁領域であれば、液晶表示パネル１０１の周囲のいずれの位置でも構わない。また、本発明の光センサ装置１は、既存の画像表示装置に後付けすることも可能である。
（第１の実施形態）
　本発明を適用した第１の実施形態の光センサ装置１を例示する構造図を図２と図３に示す。図２はセンサユニット３がベゼルに格納された状態の図であり、図２（ａ）は画面側（内部側）から見た背面図であり、図２（ｂ）は側面図であり、図２（ｃ）はベゼル側（外部側）から見た正面図である。図３はセンサユニット３がベゼルから測定領域に出た状態の図であり、図３（ａ）は画面側（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）はベゼル側（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、液晶表示パネルの表示画面１０１ａ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液晶表示パネルの表示画面１０１ａを見たときの図である。
　本実施形態の光センサ装置１は、画像表示パネル周囲の額縁領域に配される本体フレーム２と、前記画像表示パネルの輝度や色度等の測定に用いられる光センサ１０８と、光センサ１０８が内蔵されたセンサユニット３と、センサユニット３をガイドするガイド部材２８と、センサユニット３を測定位置まで移動させる駆動手段とを備えている（図２、図３）。本実施形態の光センサ装置１は、ベゼル２０に内蔵させるため、センサユニット３は長四角形で板状となっており、本体フレーム２は長四角形状で板状となっている（図１～図３）。そして、センサユニット３と本体フレーム２が、シャフト４を介して連結されている構成となっている（図２、図３）。なお、上記センサユニット３の形状は一例であり、デザイン性を考慮して任意の形状にデザイン変更可能である。上記の形状以外には、例えば、センサユニット３の形状を、星形、多角形状、ハート形、円形とすることが可能である。
　本実施形態では、本体フレーム２のセンサユニット側には、センサユニット３をガイドするガイド部材２８が一体的に配されており、また、センサユニット３の本体フレーム側には、ガイド部材２８に沿って摺動する摺動部材３８が一体的に配されている（図２、図３）。センサユニット３の本体フレーム側は、摺動部材３８以外がガイド部材２８に接触することがないように円弧状に切り欠いたような形状となっている。ガイド部材２８には第１の斜面２８１が形成されており、摺動部材３８には第２の斜面３８１が形成されており、これら第１の斜面２８１と第２の斜面３８１とが向き合って摺動する構成となっている（図２、図３、図５）。なお、上記センサユニット３の本体フレーム側の形状は一例であり、デザイン性を考慮して任意の形状にデザイン変更可能である。上記の形状以外には、例えば、センサユニット３の本体フレーム側の形状を、三角形状、四角形状、多角形状に切り欠いたような形状とすることが可能である。
　本実施形態では、摺動部材３８の第２の斜面３８１の反対側の面には板ばね１７が取り付けられ、本体フレーム２と向かい合わせに配されている（図２、図３、図５）。板ばね１７は、金属板をプレス加工して一体成形され、ネジ等の固定手段で固定されている。フレキシブルフラットケーブル１０９に板ばね１７が接触しないように配慮して、本実施形態では、板ばね１７がセンサユニット３と一緒に動く構成となっている。本実施形態によれば、センサユニット３をベゼル２０に格納する動作のときに、板ばね１７が、センサユニット３がベゼル２０に格納される状態まで回転を戻す働きをする。よって、センサユニット３が安定に回転動作することとなる。なお、板ばね１７の配置構成は任意であり、例えば、本体フレーム２に板ばね１７を取り付けて、摺動部材３８がガイド部材２８に接するように配する場合もある。上記の構成以外の構成としては、例えば、板ばね１７の代わりに皿ばね、捻りばね、コイルばねを用いることが可能であり、ゴム等の弾性部材を用いることも可能である。
　光センサ１０８は、液晶表示パネル１０１の輝度や色度等の測定に用いられ、図示しない基板に実装されて、センサユニット３に内蔵される（図２、図３、図５を参照）。そして、センサユニット３の後面から引き出されたフレキシブルフラットケーブル１０９を経由して、液晶表示装置１００本体の制御基板（図示せず）とケーブル接続されている。パーソナルコンピュータまたは液晶表示装置に内蔵のソフトウエアを起動すると、液晶表示パネル１０１の輝度、色度、光量等の光学特性の測定を光センサユニット３に備わった光センサ１０８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）が行なわれる仕組みとなっている。
　本実施形態では、光センサ１０８への外光の侵入を防ぐため、光センサ１０８の受光部には、赤外線（Infrared Rays: IR）フィルタが予め備わっている。そして、センサユニット３の表示画面１０１ａ側の面には、受光用の長方形状の窓穴が形成されている。本実施形態では、センサユニット３の表示画面１０１ａ側の面には、板形状の遮光部材（クッション部材）９が両面テープや接着剤等の接着手段で貼り付け固定されている（図２、図３、図５）。ここでは、遮光部材９は長方形状であり、光センサ１０８を囲みつつ前記表示画面１０１ａからの光が光センサ１０８に受光するようにその中央がくり抜かれた四角形状の採光窓９８が形成されている。なお、採光窓９８は、丸窓としたり六角形や八角形などの多角形状の窓としたりする場合もあり得る。
　本実施形態としては、センサユニット３における採光窓９８の配置は、第２の回転動作が完了したときに、採光窓９８の窓面と画像表示パネルの表示画面１０１が平行な状態となるような位置に配置設計することがさらに好ましい。採光窓９８の窓面と画像表示パネルの表示画面１０１とが平行かつ近接している状態が最も採光に適している状態であるからである。
　前記遮光部材９としては、紙、樹脂シート、植毛紙、植毛シート、フェルト、スポンジ、ゴム、エラストマー等が挙げられる。本実施形態にかかる遮光部材９としては、特に、植毛紙や植毛シートが好ましい。植毛紙や植毛シートは吸光能力に優れ、クッション性があり、摺動性もあるため、画像表示パネル１０１にかかる負荷を抑えつつ効果的に遮光することができるからである。
　図４は、センサユニット３において、板金３１とシャフト４との関係を示す図である。図４（ａ）はシャフト４を横から見たときの図であり、図４（ｂ）はシャフト４を上から見たときの図である。シャフト４の先端側には外周溝４１が形成されている（図４（ａ）（ｂ））。板金３１は、光センサ１０８のシールドのための金属板をプレス成形したものであり、部分的に折り曲げ加工した保持部材３２の切り欠きがシャフト４の外周溝４１に摺動容易に嵌合することで、保持部材３２によってシャフト４１が回動自在に保持されている（図４（ａ）（ｂ））。本実施形態によれば、シールド用の板金３１の一部に保持部材３２としての機能を持たせることで、部品点数を削減し、センサユニット３の構造を単純化できる。
　本実施形態では、初期状態ではセンサユニット３とガイド部材２８とには所定の隙間Ｓ１が設けられている（図２（ａ）（ｃ））。当該隙間Ｓ１の大きさによって、第１の回転動作から第２の回転動作の動作切り替えのタイミングが設定される。つまり、センサユニット３がベゼル２０から出てから第２の回転動作をさせることで、第１の回転動作中のセンサユニット３がベゼル２０に当接しないように配慮している。ここでは、センサユニット３が第１の回転動作を終えるタイミングで第２の回転動作をさせる設定としている。
　図２や図３等に示すように、本体フレーム２にはシャフト４を動作させるためのアーム７が配されている。アーム７は、第１のアーム７１と第２のアーム７２が連結して構成されている（図２、図３、図６、図７）。本実施形態では、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１と、第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１とが駆動手段となっており、前記駆動手段によって第１のアーム７１が回動することで第２のアーム７２が回動して、当該第２のアーム７２に固定されたシャフト４が第１の回転動作をする構成となっている（図２、図３、図６、図７）。アーム７の構造の詳細については後述する。
　図５は、センサユニット３と画像表示パネルの表示画面１０１との関係を模式的に示す断面図である。図５（ａ）はセンサユニット３が符号４ａ方向に第１の回転動作をしてベゼル２０から出たときの状態図であり、図５（ｂ）はセンサユニット３が符号４ｂ方向に第２の回転動作をして表示画面１０１に近接したときの状態図であり、図５（ｃ）はセンサユニット３が符号４ｃ方向に第２の回転動作をして表示画面１０１から離れたときの状態図であり、図５（ｄ）はセンサユニット３が符号４ｄ方向に第１の回転動作をしてベゼル２０に戻ったときの状態図である。ここでは、説明の都合上、ベゼル３の表示画面１０１ａ側（図５では右側）を前として、ベゼル３の表示画面１０１ａの反対側（図５では左側）を後ろとして以下に説明する。
　本実施形態では、ガイド部材２８の前面には第１の斜面２８１が形成されており、摺動部材３８の後面には第２の斜面３８１が形成されている（図５）。センサユニット３がベゼル２０に格納されている初期状態では摺動部材３８とガイド部材２８とには所定の隙間Ｓ１が設けられており（図２（ａ）と図５（ｄ）を参照）、アーム７によってシャフト４が表示画面１０１ａと平行に第１の回転動作をし、シャフト４を介してセンサユニット３が符号４ａ方向に第１の回転動作をしてベゼル２０から出る。ガイド部材２８にガイドされるまでの間は、センサユニット３は表示画面１０１ａと略平行に第１の回転動作をする（図５（ａ））。次に、摺動部材３８に形成された第１の斜面３８１とガイド部材２８に形成された第２の斜面２８１とが向き合って摺動することでシャフト４が第１の回転動作から表示画面１０１ａと垂直の第２の回転動作へ切り替わると同時に、センサユニット３も第１の回転動作から第２の回転動作へ切り替わり、センサユニット３が符号４ｂ方向に第２の回転動作をして表示画面１０１に近接する（図５（ｂ））。本実施形態では、前記摺動動作の際、板ばね１７が第１の斜面２８１と第２の斜面３８１とを接しさせる働きをする。そして、遮光部材９が表示画面１０１ａに所定の押圧力で当接し、ほぼ密接した状態となり（図５（ｂ））、優れた遮光効果を得ながら、前記画像表示パネル１０１の駆動発熱による位置変動にも追従して、光センサ１０８によって各種光学特性を測定する。そして、光センサ１０８による測定後は、第１の斜面３８１と第２の斜面２８１とが向き合って摺動することで符号４ｃ方向に第２の回転動作をして表示画面１０１ａから離れる（図５（ｃ））。次に、センサユニット３が符号４ｄ方向に第１の回転動作をしてベゼル２０に格納される（図５（ｄ））。このとき、板ばね１７がセンサユニット３がベゼル２０に格納される状態まで回転を戻す働きをする。よって、センサユニット３が安定に回転動作することとなる。
　図６は、本実施形態に係るセンサユニット３がベゼル２０に内蔵されているときのアーム７の動作を示す図である。図６（ａ）は画面側（内部側）から見たときの図であり、図６（ｂ）はベゼル側（外部側）から見たときの図である。図７は、本実施形態に係るセンサユニット３が第１の回転動作をしてベゼル２０から出たときのアーム７の動作を示す図である。図７（ａ）は画面側（内部側）から見たときの図であり、図７（ｂ）はベゼル側（外部側）から見たときの図である。
　本実施形態では、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１が駆動手段となっており、１種類の前記駆動手段によって第１のアーム７１が回動することで第２のアーム７２が回動して当該第２のアーム７２に固定されたシャフト４が第１の回転動作をする構成となっている（図２、図３、図６、図７）。ここでは、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１とは同じ材質で同じ径のワイヤであり、固定ネジ５６９にて固定され、電極ワイヤ５７１と電気接続されている（図６（ｂ）、図７（ｂ））。第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１を１本のワイヤとして、固定ネジ５６９にて折り返して固定する構造としてもよい。図２（ａ）と図３（ａ）に示す符号５５，５６，５７は直流電圧を印加するための電極端子である。
　本実施形態では、本体ユニット２の側面（図２（ｂ）、図３（ｂ）を参照）には、四角形状の溝２２（窪みでもよい）が形成されている。この溝２２は可動ストロークを幅いっぱいに使うための逃げ穴の役割をしている。第２のアーム７２は、平座金７２８とねじ７２９によって本体フレーム２に取り付けられており（図２（ｃ）、図３（ｃ））、ねじ７２９を回転軸（回動中心）として回動自在に支持されている（図６（ａ）と図７（ａ）を参照）。また、第１のアーム７１は、平座金７１８とねじ７１９によって本体フレーム２に取り付けられており、ねじ７１９は平座金７１８を固定し、第１のアーム７１が抜けないようにしている（図２（ｃ）、図３（ｃ）を参照）。そして、第１のアーム７１は、その本体に一体成形された回転軸（回動中心）によって回動自在に支持されている（図６（ａ）と図７（ａ）を参照）。
　本実施形態では、第１のアーム７１と第２のアーム７２とは、スライダ７３によって互いに連結されており、互いの動作が連動するように連結されている（図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ））。第１のアーム７１の後端側には第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１、第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１及びフレキシブルワイヤ５７１が配されており、第１のアーム７１の先端側にはスライダ７３の後端側が取り付けられている。スライダ７３のスライド部材７５と第１のアーム７１の先端側とは引張りばね７４を介して連結されている。第２のアーム７２の先端側にはシャフト４が固定されており、第２のアーム７２の後端側には円弧状のスライド溝７２１が形成されている。そして、スライド部材７５のスライドピン７５１が、第２のアーム７２のスライド溝７２１に摺動容易に取り付けられている（図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ））。スライド溝７２１は、その真ん中を頂点としており、当該頂点をスライドピン７５１が超えた時点で第２のアーム７２が作動する。本実施形態によれば、第１のアーム７１が動作するとスライドピン７５１が動作し、スライドピン７５１が動作すると第２のアーム７２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５５１，５６１と第１のアーム７１とスライダ７３と第２のアーム７２とシャフト４とセンサユニット３との組み合わせによって、第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１が縮むことで、センサユニット３が符号４ａ方向に第１の回転動作をして（図５（ａ））、符号４ｂ方向に第２の回転動作をすることで斜めに前進して表示画面１０１ａに向かい、遮光部材９が表示画面１０１ａに当接する（図５（ｂ））。ここで、第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１は、図６（ａ）に対して図７（ａ）では左右方向に縮んでいる。測定後は、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１が縮むことで、センサユニット３が符号４ｃ方向に第２の回転動作をすることで斜めに後退して表示画面１０１ａから離れ（図５（ｃ））、符号４ｄ方向に第１の回転動作をしてベゼル２０に格納される（図５（ｄ））。ここで、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１は、図６（ａ）に対して図７（ａ）では左右方向に縮んでいる。なお、上記円弧状のスライド溝７２１は一例であって、例えば、前記スライド溝形状を、真ん中を頂点とした左右対称の直線で結ばれている形状としてもよい。
　ここでは、スライダ７３の本体フレームは、金属製の板状部材をプレス成形したものである。スライダ７３の本体フレームにプラスチック製のスライド部材７５が挿通され、所定範囲内で左右に動く構成となっている（図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ））。また、スライダ７３の本体フレームにプラスチック製の第１のアーム７１が挿通され、所定範囲内で左右に動く構成となっている。そして、プラスチック製の第２のアーム７２の長溝７２１にリンクピン７５１が挿通されて所定範囲内でシャフト４が第１の回転動作をする構成となっている（図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ））。
　図６（ｂ）と図７（ｂ）は、第１のアーム７１と第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１との配置構成を例示している。第１と第２の形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１の一端がいずれもネジ５６９にてネジ固定され電気接続されている。実際上は、一本の形状記憶合金製ワイヤをその中間地点でネジ５６９にてネジ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５５１，５６１とすれば、組み付け作業が簡易で合理的である。そして、ネジ５６９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５５１，５６１及びフレキシブルワイヤ５７１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ず、半田付け、ロウ付け、ネジ固定、カシメ、押圧接触固定等の方法が適用される。
　本実施形態の形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１には極性がないことから、形状記憶合金製ワイヤ５５１とフレキシブルワイヤ５７１とで印加する直流電圧の向きは形状記憶合金製ワイヤ５５１側がプラスでも、フレキシブルワイヤ５７１側がプラスでも動作する。同様に、形状記憶合金製ワイヤ５６１とフレキシブルワイヤ５７１とで印加する直流電圧の向きは形状記憶合金製ワイヤ５６１側がプラスでも、フレキシブルワイヤ５７１側がプラスでも動作する。
　所定のスイッチ（スイッチＡとする）をオンにして第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１を通電すると、形状記憶合金製ワイヤ５６１が伸縮ばね７４の引っ張り力に抗して縮んで、上述のようにセンサユニット３が符号４ａ方向に第１の回転動作をし符号４ｂ方向に第２の回転動作をして、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（図５（ｂ））。センサユニット３が測定位置に到達した時点で前記スイッチＡはオフになり、第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１は、放熱によって冷却され元の長さに戻る。
　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、所定のスイッチ（スイッチＢとする）をオンにして第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１を通電すると、形状記憶合金製ワイヤ５５１が伸縮ばね７４の引っ張り力に抗して縮んで、上述のようにセンサユニット３が符号４ｃ方向に第２の回転動作をし符号４ｄ方向に第１の回転動作をして、ベゼル２０に格納される（図５（ｄ））。センサユニット３が格納された時点で、前記スイッチＢはオフになっており、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１は、放熱によって冷却され元の長さに戻る。
　本実施形態によれば、形状記憶合金製ワイヤ（第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１や第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１）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たとしても、前記形状記憶合金製ワイヤ５５１、５６１がある程度縮むまでは、上述のようにスライド部材７５のリンクピン７５１が第２のアーム７２の円弧状の長溝７２１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構成であるため、熱によって引き起こされるセンサユニット３の誤作動が生じ難いように配慮した機構となっている。つまり、実際の液晶モニター１においては、モニター画面１０１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り、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５５１や第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１）が熱の影響を受け易くなってしまうことから、通電停止後も短時間ではすんなりと伸びない場合が想定されるが、本実施形態では、高温時には通電する側の形状記憶合金製ワイヤの収縮力で、反対側の伸び切っていない形状記憶合金製ワイヤごと強引に引っ張って、第１のアーム７１を回動させることとなり、安定した動作となる。そして、本実施形態では、通電により発生させるジュール熱が前記モニター画面１０１付近の温度よりも十分高い温度となる形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１を選定しており、具体的には、約７０℃の温度で収縮し約６０℃の温度で伸張する形状記憶合金製ワイヤが用いられる。また、伸縮ばね７４はひとつのばねであるからその引っ張り力に抗して余裕を持って縮む径の形状記憶合金製ワイヤを選定することは比較的容易である。例えば、線径が０．２５ｍｍ程度の形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１が用いられる。さらに付け加えるならば、センサユニット３を測定位置で保持する間や、センサユニット３を元の位置に戻したときは、これら形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１は無通電状態となることから、省エネルギーで作動信頼性の高い光センサ装置１といえる。
　図８は、本発明を適用した第１の実施形態の光センサ装置の他の例を示す構造図であって、センサユニット３がベゼルに格納された状態の図であり、画面側（内部側）から見た背面図である。図８に示す例では、ガイド部材２８と摺動部材３８との隙間Ｓ１をその間隔を広げることで、第１の回転動作のスイング領域をより大きくしている。また、図８に示す例では、第１の形状記憶合金製ワイヤ５５１の長さを第２の形状記憶合金製ワイヤ５６１よりも長くしている。本実施形態では、形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１のネジによる固定位置同士を近づけることで、経験上、断線し難い配置構成としている。
（第２の実施形態）
　図９は、本発明を適用した第２の実施形態に係るセンサユニットと画像表示パネルの表示画面との関係を模式的に示す断面図であり、図９（ａ）はセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルから出たときの状態図であり、図９（ｂ）はセンサユニットが第２の回転動作をして表示画面に近接したときの状態図であり、図９（ｃ）はセンサユニットが第２の回転動作をして表示画面から離れたときの状態図であり、図９（ｄ）はセンサユニットが第１の回転動作をしてベゼルに戻ったときの状態図である。ここで、同一の符号は同じ機能を示しており、その説明を適宜省略する。
　本実施形態では、センサユニット３の採光窓９８に光ファイバー４０１の一端が嵌め合わさっており、センサユニット３に内蔵されている光センサ１０８に光ファイバー４０１の他端が接している（図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ））。光センサ１０８は採光窓９８とは対向しておらず、例えば、センサユニット３の本体ユニット２に近い側に内蔵される。本実施形態によれば、光ファイバー４０１のフレキシブル性を利用して光センサ１０８と採光窓９８との位置をずらしているので、採光窓９８からの漏れ光が光センサ１０８に入り難い構成となる。
　そして本実施形態では、センサユニット３における採光窓９８の配置は、第２の回転動作が完了したときに、採光窓９８の窓面と画像表示パネルの表示画面１０１が平行な状態となるような位置に配置設計している（図９（ｂ）を参照）。
　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５５１，５６１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。さらに、本発明に係る駆動手段としては、前記形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１を用いることに限られず、小型モータやソレノイド等を用いても良い。例えば、ワイヤとプーリとモータ（又はソレノイド）を組み合わせることで、ワイヤをプーリで巻き付けてワイヤを見掛け上縮ませたり、ワイヤをプーリから引き出してワイヤを見掛け上伸ばしたりすれば、前記形状記憶合金製ワイヤ５５１，５６１と同様の動きをさせることができる。アーム７の代わりにスクリューネジ機構を付けて当該スクリューネジをワイヤで引っ張ることで複数方向の回転動作をさせることも可能である。
　また、上述した実施の形態では、光センサ１０８がセンサユニット３に内蔵されている場合で説明したが、これに限定されるものではなく、前記光センサが前記本体フレームに内蔵されている場合もあり得る。この場合は、例えば、透明樹脂製やガラス製の光ファイバー又はライトガイドの一端を前記採光窓に差し込むなどし、かつ、前記光ファイバー又はライトガイドの他端を前記光センサに接しさせて前記採光窓からの光を間接的に検出する構成となる。
　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５５１，５６１を用いる場合には、直流電流を通電しても良いし、交流電流を通電しても良い。本発明の光センサ装置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良い。本発明によれば、モニター画面が大きくなった場合にも、シャフト４の長さを長くするだけで、センサユニット３がモニター画面中央を容易に測定できるという大きな特徴がある。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ベゼル２０と、被測定対象物からの物理量を測定する光センサ１０８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　　　　　　　　　光センサ装置、
　２　　　　　　　　　本体フレーム、
　３　　　　　　　　　センサユニット、
　４　　　　　　　　　制御軸（シャフト）、
　４ａ，４ｂ　　　　　第１の回転動作方向、
　４ｂ、４ｃ　　　　　第２の回転動作方向、
　７　　　　　　　　　アーム、
　７１　　　　　　　　第１のアーム、
　７２　　　　　　　　第２のアーム、
　７３　　　　　　　　スライダ、
　７４　　　　　　　　伸縮ばね、
　９　　　　　　　　　遮光部材、
　１７　　　　　　　　板ばね、
　２０　　　　　　　　ベゼル、
　２８　　　　　　　　ガイド部材、
　３８　　　　　　　　摺動部材、
　９８　　　　　　　　採光窓、
　１００　　　　　　　画像表示装置（液晶表示装置）、
　１０１　　　　　　　画像表示パネル（液晶画面）、
　１０８　　　　　　　光センサ、
　２８１，３８１　　　斜面、
　５５１、５６１　　　アクチュエータ（形状記憶合金製ワイヤ）、
　７２９　　　　　　　制御軸４と直交する回転軸

Claims (7)

  1. 　画像表示パネル周囲の額縁領域に配される本体フレームと、前記画像表示パネルの輝度や色度等の測定に用いられる光センサと、前記光センサに受光させるためのセンサユニットと、前記センサユニットを移動させる駆動手段とを備え、前記センサユニットが複数の回転動作をすることで前記画像表示パネルの表示画面に近接することを特徴とする光センサ装置。
  2. 　前記センサユニットが第１の回転動作をすることで測定領域に移動し前記第１の回転動作の方向と垂直な方向に第２の回転動作をすることで前記表示画面に近接することを特徴とする請求項１記載の光センサ装置。
  3. 　前記センサユニットと前記駆動手段とがシャフトを介して連結されており、前記シャフトが前記表示画面と平行に第１の回転動作をしてから前記表示画面と垂直に第２の回転動作をすることを特徴とする請求項１または２記載の光センサ装置。
  4. 　前記シャフトと前記駆動手段とが複数のアームを介して連結されていることを特徴とする請求項３記載の光センサ装置。
  5. 　前記センサユニットに形成された第１の斜面と前記本体フレームに形成された第２の斜面が向き合って摺動することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の光センサ装置。
  6. 　前記光センサが前記センサユニットに内蔵されており、前記センサユニットが前記表示画面と向き合う側には前記光センサに受光させるための採光窓が形成されているとともに当該採光窓を囲みつつ前記表示画面からの光が前記光センサに受光するように遮光部材が配されており、測定時には前記遮光部材が前記画像表示パネルの表示画面に当接しており、測定後は前記遮光部材が前記表示画面から離れていくことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の光センサ装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載の光センサ装置がベゼルに内蔵されている画像表示装置。
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