JP2001194232A - 光センサ装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用者を検出する赤外線センサの誤動作を防
止する。 【解決手段】 発光部２及び受光部３の光路側に透光性
のカバー４を設け、少なくとも、このカバー４の発光部
２と受光部３との間にあるとされる部位に対して層状の
赤外線吸収層７を設けることで、カバー４の内部を導光
する散乱光ｒ３を赤外線吸収層７により吸収して、受光
部３に取り込まれる散乱光ｒ３を低減するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置の前方に
対座する利用者を検出するのに好適な光センサ装置、及
びその光センサを備えた表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代
わる表示装置として、例えば液晶（ＬＣＤ： Liquid Cr
ystal Display）を利用した液晶表示装置が注目されて
いる。また、この種の液晶表示装置を含む電子機器で
は、省エネルギー化が求められており、例えば液晶表示
装置においては、表示が不要なときに通常の動作モード
から省電力待機モード（いわゆるパワーオフモード）に
移行することで、省エネルギー化を図ることが要求され
ている。

【０００３】そこで、先に本出願人は、利用者を検出す
るための対人センサを設け、利用者が不在の時は通常の
動作モードからパワーオフモードに自動的に切り換える
ことができる表示装置を提案している（特願平１１−３
１２１９９号等）。

【０００４】図１０は、先に提案されている対人センサ
の構造の一例を示した断面図である。この図１０に示す
対人センサは、マウント基板１の上に赤外線を発光する
発光素子を有する発光部２と、赤外線を受光する受光素
子を有する受光部３とが設けられ、このマウント基板１
が表示装置の筐体前面のセットベズル１０の内側に取り
付けられている。また、この発光部２からの照射光と受
光部３に入射する反射光とにより形成される光路側、す
なわち、発光部２及び受光部３の上には、透光性のカバ
ー４が取り付けられている。カバー４は、例えば透明基
板５と赤外線透過層６から成り、例えば透明基板５の内
側に赤外線透過層６が形成されている。つまり、カバー
４は、赤外線だけを透過し、例えば赤外線以外の可視光
線を反射又は吸収するフィルタとして機能している。従
って、このようなカバー４を取り付け、受光部３への可
視光線の入力をカットすると、受光部３は赤外線だけを
受光することになるので、対人センサの誤検出を低減す
ることができる。また、例えば透明基板５に対して赤外
線透過層６を形成すると、外部から対人センサを構成し
ている発光部２及び受光部３が見えないので表示装置の
体裁も保たれることになる。

【０００５】上記のような対人センサを表示装置の筐体
前面に設けるようにすると、図示しないが、例えば表示
装置の前に利用者が対座している時は、発光部２から出
射された赤外線ｒ１が利用者にて反射し、その反射光ｒ
２を受光部３で受光することができるため、表示装置の
前に利用者が対座しているかどうか検出することが可能
とされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１０に示
したような構造の対人センサでは、発光部２から出射さ
れた赤外線の一部が、カバー４に塗布されている赤外線
透過層６の表面、若しくはその内部で散乱し、散乱光ｒ
３がカバー４の内部を導光する。そして、例えば対人セ
ンサの小型化を図るために、発光部２と受光部３との間
の距離を短くすると、赤外線透過層６により散乱した散
乱光ｒ３の一部が受光部３に到達することがある。この
場合、受光部３に到達する散乱光ｒ３はノイズとなり、
受光部３のＳ／Ｎを悪化させて検出が発生する要因とな
っていた。特に、カバー４と接しているベズル１０Ａの
表面反射が大きい場合は、受光部３に到達する散乱光ｒ
３が増大するため、その影響も大きく、対人センサが誤
検出することがあった。

【０００７】従って、上記したような対人センサを備え
た表示装置であっても、場合によっては利用者が表示装
置から離れて際に、通常の動作モードからパワーオフモ
ードへ移行しないことがあった。即ち、上記したような
対人センサを備えた表示装置では、省エネルギー化を図
ることができない場合があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、発光素子と受光素
子を有し、発光素子から光を照射し、その反射光を受光
素子にて受光することで被検出物を検出することができ
る光センサ装置において、発光素子と受光素子とを近接
して配置すると共に、発光素子からの照射光と受光素子
に入射する反射光とにより形成される光路側に透光性の
カバーを設け、カバーにおいて、少なくとも発光素子と
受光素子間にあるとされる部位に対して、層状の光吸収
部材を設けるようにした。

【０００９】また、発光素子と受光素子を有し、発光素
子から光を照射し、その反射光を受光素子にて受光する
ことで被検出物を検出することができる光センサ部を備
えた表示装置であって、光センサ部は、発光素子と受光
素子とを近接して配置すると共に、発光素子からの照射
光と受光素子に入射する反射光とにより形成される光路
側に、透光性のカバーを設け、カバーにおいて、少なく
とも発光素子と受光素子間にあるとされる部位に対し
て、層状の光吸収部材を設けるようにした。

【００１０】本発明によれば、発光素子及び受光素子の
光路側にカバーを設け、少なくとも、透光性のカバーの
発光素子と受光素子間にあるとされる部位に対して、光
吸収部材を層状に設けるようにしているため、カバーの
内部を導光する散乱光を光吸収部材により吸収すること
が可能になる。これにより、受光素子に取り込まれる散
乱光を低減することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
表示装置を例に挙げて説明する。図１は、本実施の形態
とされる表示装置の概略構成を示した図であり、図１
（ａ）はその全体正面図、図１（ｂ）は同図（ａ）に破
線で囲って示した部分を拡大して示した正面図である。
この図１（ａ）に示す表示装置は、例えば平板方形状の
フラットパネル部２０に表示画面３０が設けられてい
る。表示画面３０は、透過型液晶パネルと、この透過型
液晶パネルの背面に配置されるバックライトとを備えて
構成されている。

【００１２】また、図１（ａ）に示す表示装置において
は、フラットパネル部２０の向かって右側上部（図中破
線枠Ａで示す）に、図１（ｂ）に示すような赤外線セン
サ４０と操作部４１が設けられている。赤外線センサ４
０は、例えば図２に示すように表示画面３０の前方に対
座する人（利用者）Ｐの存在を検知するセンサとされ、
受光した赤外線量に応じた電圧レベルを検出信号として
出力する。従って、例えば表示装置の前に人が近づく
程、高いレベルの検出信号を出力する。操作部４１は当
該表示装置の操作を行う操作部位とされ、各種操作ボタ
ンが設けられている。

【００１３】以下、本実施の形態の表示装置に備えられ
ている赤外線センサ４０の構造を図３〜図７を参照しな
がら説明する。図３は、第１の実施の形態とされる赤外
線センサの構造を示した断面図である。この図３に示す
赤外線センサもまた、上記図１０に示した赤外線センサ
と同様、マウント基板１の上には、例えば赤外線を発光
する発光素子を有する発光部２と、入射される赤外線を
受光する受光素子を有する受光部３とが近接して配置さ
れ、このマウント基板１が表示装置の筐体前面のセット
ベズル１０の内側に取り付けられている。そして、この
発光部２と受光部３の上（光路側）には、透明基板５の
内面側に赤外線透過層６が形成された透光性のカバー４
が取り付けられている。

【００１４】そして、この図３に示す本実施の形態の赤
外線センサにおいては、赤外線透過層６の内面側とさ
れ、発光部２と受光部３との間に在るベズル１０Ａと対
向するカバー４の部分（部位）に赤外線吸収層７を形成
するようにしている。この赤外線吸収層７は、例えば赤
外線透過層６に赤外線吸収部材を塗布することで、赤外
線透過層６と層状となるように形成されている。赤外線
吸収部材としては、例えば透明基板５の基板材料と屈折
率が概ね同じか、或いは屈折率が大きい部材が用いられ
ている。なお、赤外線吸収材料は、少なくとも発光部２
から出射される赤外線の発光波長帯域の光線を吸収する
ことができる材料であれば良く、例えば赤外線の波長帯
域と可視光線の波長帯域の光線を吸収する材料であって
も構わない。

【００１５】上記図３に示したような赤外線センサを表
示装置の前面に設けるようにした場合も、発光部２から
出射された赤外線が赤外線透過層６の表面、若しくはそ
の内部において一部散乱し、その散乱光ｒ３がカバー４
の内部を導光することになるが、赤外線吸収層７は、透
明基板５と屈折率が概ね同じか、或いは透明基板５より
屈折率が大きいものとされているため、散乱光ｒ３は赤
外線吸収層７に進入することになる。この場合、散乱光
ｒ３は赤外線吸収層７により吸収（減衰）され、受光部
３に到達する散乱光ｒ３は、破線で示したように大幅に
低減されることになる。従って、例えば赤外線センサの
小型化を図るために、発光部２と受光部３との間の距離
を短くした場合でも赤外線センサの誤検出を低減するこ
とが可能になる。例えば、図１に示した本実施の形態の
赤外線センサと、図１０に示した従来の赤外線センサと
を比較した場合、本実施の形態によれば受光部２のＳ／
Ｎ比を従来の約４倍まで向上させることが可能になるも
のである。

【００１６】上記したような赤外線センサを実際に構成
する場合は、透明基板５の基板材料としてポリカーボネ
ート、赤外線透過層６の赤外線透過材料として例えば商
品名「セリコール１３スクリーンインキＩＲブラッ
ク」：帝国インキ製、赤外線吸収層７の吸収材料として
例えば商品名「セリコール１３スクリーンインキＴＭ
黒」：帝国インキ製を用いれば実現することができる。
なお、上記した透明基板５の基板材料、赤外線透過層６
の透過材料、及び赤外線吸収層７の吸収材料はあくまで
も一例であり、他の材料を用いることも当然可能とされ
る。

【００１７】また、本発明の赤外線センサの構造として
は、上記図３に示した構造に限定されるものでなく、例
えば図４〜図６に示すような構造によっても実現するこ
ともできる。図４は、本発明の第２の実施の形態とされ
る赤外線センサの構造を示した断面図である。なお、上
記図３及び図１０と同一部位には同一番号を付し、説明
は省略する。この図４に示す赤外線センサにおいては、
カバー４の構造が上記図３とは異なり、透明基板５の外
側に赤外線透過層６が形成されている。そして、この場
合は透明基板５の内面側に赤外線吸収材料が塗布されて
いる。即ち、この場合もカバー４に対して赤外線吸収層
７が層状に形成されているものである。このように赤外
線センサを構成した場合でも、赤外線透過層６の表面、
若しくはその内部において一部散乱した散乱光ｒ３は赤
外線吸収層７に進入することになる。従って、散乱光ｒ
３は赤外線吸収層７により吸収され、上記図３と同様、
受光部３に到達する散乱光ｒ３を大幅に低減することが
可能になる。

【００１８】また、図５は本発明の第３の実施の形態と
される赤外線センサの構造を示した断面図である。この
図５に示す赤外線センサは、透明基板５と赤外線透過層
６との間に赤外線吸収層７を塗布するようにしたもので
あり、このような構成とした場合も、散乱光ｒ３は赤外
線吸収層７により吸収されるので上記図３と同様の効果
を得ることができる。

【００１９】また、図６は本発明の第４の実施の形態と
される赤外線センサの構造を示した断面図である。この
図６に示す赤外線センサは、カバー４を形成する赤外線
透過層６に対して赤外線吸収層７を塗布するのではな
く、赤外線吸収層７を接着層８を介してベズル１０Ａ側
に塗装するようにしたものとされ、このような構成とし
た場合でも同様の効果が得られるものである。

【００２０】また、本実施の形態の赤外線センサでは、
カバー４に対して赤外線吸収層７を形成する領域は、図
７（ａ）に示すように発光部２から赤外線を照射するた
め発光窓９ａと、受光部３にて反射光を受光するための
受光窓９ｂとの間としたが、図７（ｂ）に示すように、
例えば発光窓９ａ及び受光窓９ｂを除いたカバー４全体
に赤外線吸収層７を形成するようにしても良い。

【００２１】また、本実施の形態においては、赤外線セ
ンサを対人センサとして用いた場合を例に挙げて説明し
たが、本発明としては、例えば赤外線以外の光線を用い
た各種光センサを利用して構成することも当然可能であ
る。そして、例えば赤外線以外の光線を利用して対人セ
ンサを構成する場合は、利用する光線の波長帯域に応じ
て、透過層の透過材料及び吸収層の吸収材料を適宜選択
すれば良いことは言うまでもない。

【００２２】以下、これまで説明した本実施の形態の表
示装置において、利用者の不在を判定してパワーオフモ
ードに自動的に移行させるための制御部の構成、及びそ
の動作を簡単に説明しておく。なお、以下に説明する制
御部の構成及び動作は、あくまでも一例である。図８
は、利用者の不在を判定してパワーオフモードに自動的
に移行させるための制御部の構成を示したブロック図で
ある。この図８に示において、比較器５１は、赤外線セ
ンサ４０の検出電圧と比較電圧発生部５２から出力され
る比較電圧とを比較するものであり、赤外線センサ４０
の検出電圧が大きい場合には、Ｈレベルの電圧を出力
し、赤外線センサ４０の検出電圧が小さい場合には０Ｖ
でないＬレベルの電圧を出力する。比較電圧発生部５２
は、赤外線センサ４０の検出電圧を利用者を検出したも
のであるか否かを判定するための比較電圧を発生して比
較器５１に供給する。

【００２３】積分回路５３は例えば抵抗Ｒとコンデンサ
Ｃとから構成され、比較器５１から出力電圧を一定の積
分時定数で積分する。判定器５４は積分回路５３からの
積分電圧と判定電圧発生部５５から出力された判定電圧
とを比較するものであり、積分電圧が大きい場合にはＨ
レベルの電圧を出力し、積分電圧が小さい場合にはＬレ
ベルの電圧を出力する。判定電圧発生部５５は利用者が
表示装置から一時的に離れたか長期的に離れたかを判定
するための判定電圧を発生して判定器５４に供給する。

【００２４】コントローラ部５６は、判定器５４からの
出力信号を入力し、Ｌレベルを検出した場合には、パワ
ーオフモードに移行すると判断し、ディスプレイコント
ロール部５７にパワーオフモードを指示する。ディスプ
レイコントロール部５７は、コントローラ部５６からの
指示に基づいてパワーオフモードに切り換える。

【００２５】以上のような構成とされる制御部では、利
用者が表示装置から離れると、赤外線センサ４０の検出
電圧が低下し、比較器５１の出力がＬレベルとなる。積
分回路５３では、比較器５１からの出力を積分し、比較
器５１のＬレベルの状態が継続することにより積分電圧
が徐々に下降する。そして、比較器５１のＬレベルの状
態が一定時間以上継続すると、積分電圧は判定電圧より
小さくなるので判定器５４の出力がＬレベルに反転す
る。これにより、コントローラ部５６では、パワーオフ
モードに移行する必要性が生じたものと判断し、ディス
プレイコントロール部５７を用いて表示装置をパワーオ
フモード切り換える。

【００２６】また、ディスプレイコントロール部５７に
よってパワーオフモードにある状態で、例えば表示装置
の操作部４１（図１に参照）に設けられている操作ボタ
ンの何れかが操作されると、この操作をコントローラ部
５６が検出し、ディスプレイコントロール部５７を用い
てパワーオフモードを解除し、通常の動作モードに切り
換えるようになっている。

【００２７】また、以上のような制御部の構成におい
て、判定器５４、判定電圧発生部５５及びコントローラ
部５６は、マイクロコンピュータ５８内の要素として構
成することも可能である。即ち、マイクロコンピュータ
５８には、Ａ／Ｄコンバータが内蔵されている場合が多
く、この内蔵Ａ／Ｄコンバータで検出した積分回路５３
の出力データに対して、判定データの設定を変えるよう
にすれば、上述した判定器５４、判定電圧発生部５５及
びコントローラ部５６の機能を得ることも可能とされ
る。

【００２８】また、マイクロコンピュータ５８には、Ｐ
ＷＭ（パルス幅変調）発生器を内蔵している場合が多
い。従って、比較電圧発生部５２は、マイクロコンピュ
ータ５８からのＰＷＭ信号を入力し、抵抗Ｒとコンデン
サＣで積分するだけで構成するということも可能であ
る。従って、図８に示す制御部は、マイクロコンピュー
タ５８を用いて構成することにより、実際は非常に小規
模、且つ、簡単に実現することができる。

【００２９】次に、以上のような構成の制御部を備えた
本実施の形態の表示装置の動作を図９に示した積分回路
のレベル変動のタイミングチャートを参照しながら説明
する。まず、利用者が表示装置の前にいる場合は、これ
を赤外線センサ４０が検出することになるので、赤外線
センサ４０は一定レベル以上の検出電圧を比較器５１に
供給する。これにより、図９（ａ）に示すように比較器
５１の出力がＨレベルとなる。比較器５１の出力がＨレ
ベルとなると、図９（ｂ）に示す積分回路５３の出力は
判定電圧を上回ることになり、図９（ｃ）に示すよう
に、判定器５４の出力はＨレベルとなり表示装置は通常
の動作状態に維持される。

【００３０】そして、この状態から図９に示すｔ１のタ
イミングで、利用者が表示装置の前を離れると、赤外線
センサ４０の検出電圧が低下する。そして、この検出電
圧が比較器５１に予め設定されている比較電圧より小さ
くなると、図９（ａ）に示すように比較器５１の出力が
Ｌレベルとなる。この場合、積分回路５３は、比較器５
１の出力を積分していることから、比較器５１のＬレベ
ルの状態が継続すると、図９（ｂ）に示すように、積分
回路５３の積分電圧は徐々に下降する。

【００３１】そして、比較器５１のＬレベルの状態が一
定時間（ｔ２−ｔ１）以上継続し、図９（ｂ）に示す積
分電圧が判定電圧より小さくなると、図９（ｃ）に示す
ように判定器５４の出力がＬレベルに反転する。これに
より、コントローラ部５６では、パワーオフモードに移
行する必要性が生じたものと判断し、ディスプレイコン
トロール部５７を用いて表示装置をパワーオフモードに
切り換えるようにする。

【００３２】また、利用者が表示装置の前に戻った場合
は、先にも説明したように、利用者が表示装置の操作部
４１の何れかの操作ボタンを押下操作することで、この
押下操作をコントローラ部５６が検出し、ディスプレイ
コントロール部５７を用いてパワーオフモードを解除す
ることで、表示装置が通常の動作モードに切り換わるよ
うになっている。

【００３３】なお、本実施の形態においては、バックラ
イト型液晶表示装置に対して光センサを設けた場合を例
に挙げて説明したが、本発明としては、バックライト型
液晶表示装置に限らず、パワーオフモード（省電力待機
機能）を有する他の表示装置に対しても適用し得るもの
である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光センサ
装置は、発光素子及び受光素子の光路側にカバーを設
け、少なくとも、透光性のカバーの発光素子と受光素子
間にあるとされる部位に対して、光吸収部材を層状に設
けることで、カバーの内部を導光する散乱光を光吸収部
材により吸収して、受光素子に取り込まれる散乱光の光
量を大幅に低減するようにしている。これにより、例え
ば発光素子と受光素子を近接して配置することが可能と
なり、装置の小型化を推し進めたうえで安定した検出動
作を得ることが可能になる。

【００３５】また、本発明の光センサを設けて表示装置
を構成すれば、利用者が表示装置から離れた際に、確実
に通常の動作モードから省電力待機モードに移行させる
ことが可能となる。これにより、表示装置の省エネルギ
ー化の実現が図られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態とされる表示装置の表示画
面の周辺部の構成を示した図である。

【図２】本実施の形態とされる表示装置の赤外線センサ
によって利用者を検出している様子を示す斜視図であ
る。

【図３】第１の実施の形態とされる赤外線センサの構成
を示した断面図である。

【図４】第２の実施の形態とされる赤外線センサの構成
を示した断面図である。

【図５】第３の実施の形態とされる赤外線センサの構成
を示した断面図である。

【図６】第４の実施の形態とされる赤外線センサの構成
を示した断面図である。

【図７】本実施の形態の赤外線センサに設けられる赤外
線吸収層の構造を示した図である。

【図８】本実施の形態とされる表示装置の制御部を示す
ブロック図である。

【図９】図８に示す制御部の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図１０】従来の赤外線センサの構成を示した断面図で
ある。

【符号の説明】

１ マウント基板、２ 発光部、３ 受光部、４ カバ
ー、５ 透明基板、６赤外線透過層、７ 赤外線吸収
層、８ 接着層、９ａ 発光窓、９ｂ 受光窓、１０
セットベズル、２０ フラットパネル部、３０ 表示画
面、４０ センサ、４１ 操作部、、５１ 比較器、５
２ 比較電圧発生部、５３ 積分回路、５４ 判定器、
５５ 判定電圧発生部、５６ コントローラ部、５７
ディスプレイコントロール部、５８ マイクロコンピュ
ータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と受光素子を有し、 上記発光素子から光を照射し、その反射光を上記受光素
   子にて受光することで被検出物を検出することができる
   光センサ装置において、 上記発光素子と上記受光素子とを近接して配置すると共
   に、上記発光素子からの照射光と上記受光素子に入射す
   る反射光とにより形成される光路側に、透光性のカバー
   を設け、 上記カバーにおいて、少なくとも上記発光素子と上記受
   光素子間にあるとされる部位に対して、層状の光吸収部
   材を設けるようにしたことを特徴とする光センサ装置。
2. 【請求項２】 上記カバーは、赤外線を透過し、可視光
   を反射又は吸収するフィルター部材とされること特徴と
   する請求項１に記載の光センサ装置。
3. 【請求項３】 上記カバーは、透明部材に対して、赤外
   線を透過し、可視光を反射又は吸収する赤外線透過部材
   を積層して形成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の光センサ装置。
4. 【請求項４】 上記光吸収部材は、赤外線吸収部材とさ
   れることを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
5. 【請求項５】 発光素子と受光素子を有し、上記発光素
   子から光を照射し、その反射光を上記受光素子にて受光
   することで被検出物を検出することができる光センサ部
   を備えた表示装置であって、 上記光センサ部は、 上記発光素子と上記受光素子とを近接して配置すると共
   に、上記発光素子からの照射光と上記受光素子に入射す
   る反射光とにより形成される光路側に透光性のカバーを
   設け、 上記カバーにおいて、少なくとも上記発光素子と上記受
   光素子間にあるとされる部位に対して、層状の光吸収部
   材を設けるようにしたことを特徴とする表示装置。