JP2016109774A - Information presentation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報提示システムに関する。 The present invention relates to an information presentation system.
液晶ディスプレイは駆動電力が比較的小さいので、たとえば腕時計の表示などの低消費電力が要求される用途に特に適している。液晶ディスプレイの駆動電力をさらに削減できれば,同じバッテリを用いた時の駆動時間を長くすることができたり、より小さなバッテリを用いても十分な駆動時間を確保でき、装置を小型化することができる。 Since the liquid crystal display has a relatively small driving power, it is particularly suitable for applications requiring low power consumption, such as a wristwatch display. If the driving power of the liquid crystal display can be further reduced, the driving time when using the same battery can be lengthened, or sufficient driving time can be secured even with a smaller battery, and the device can be downsized. .
液晶ディスプレイの駆動電力を削減するためのいくつかの方法が知られている。たとえば、駆動周波数を下げることによって消費電力を削減することができる(下記非特許文献1参照)。また、液晶ディスプレイをコンデンサと考え、そのコンデンサと外部に設置したインダクタとの共振を利用することで、電力を回収し、消費電力を削減する方法が考えられる。そのような方法は、すでに、プラズマディスプレイにおいて消費電力の削減が可能であることが示されている(たとえば下記非特許文献2参照)。もしくは、追加して設置するコンデンサを使って、液晶ディスプレイに蓄えられた電荷を回収することもできる(下記特許文献1参照)。
Several methods are known for reducing the driving power of a liquid crystal display. For example, power consumption can be reduced by lowering the drive frequency (see Non-Patent
駆動周波数を下げる既存手法は、液晶ディスプレイを素早くオン・オフするような場合には効果が制限される。インダクタとの共振を用いる既存手法を液晶ディスプレイに適用した場合には複雑な回路が必要であり、装置を小型化することが難しい。また、液晶ディスプレイの駆動電圧はプラズマディスプレイの駆動電圧よりも低いため、共振回路に含まれるダイオードなどによる電圧降下によって電力効率が低下する。また、コンデンサを利用して電荷を回収する方式では、もともと低消費電力である小型の液晶ディスプレイなどにおいては、低減すべき駆動電力に対して、コンデンサを利用することに伴う消費電力(たとえばコンデンサの利用に伴って付加される回路や装置の消費電力)の増加が無視できなくなり、駆動電力の低減の効果が失われてしまう。 The existing method of reducing the drive frequency is limited in its effect when the liquid crystal display is quickly turned on and off. When an existing method using resonance with an inductor is applied to a liquid crystal display, a complicated circuit is required, and it is difficult to downsize the device. Further, since the driving voltage of the liquid crystal display is lower than the driving voltage of the plasma display, the power efficiency is lowered due to a voltage drop due to a diode or the like included in the resonance circuit. In addition, in the method of collecting charges using a capacitor, in a small liquid crystal display or the like that originally has low power consumption, the power consumption associated with the use of the capacitor (for example, the capacitor power) An increase in power consumption of circuits and devices added with use cannot be ignored, and the effect of reducing driving power is lost.
小型の液晶ディスプレイの駆動電力がさらに削減されれば、画像や映像などに限らず、種々の態様で情報を提示する情報提示システムにおいても液晶ディスプレイが利用しやすくなる。 If the driving power of the small liquid crystal display is further reduced, the liquid crystal display can be easily used not only for images and videos but also in an information presentation system that presents information in various modes.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、小型の液晶ディスプレイであっても駆動電力を削減することが可能な情報提示システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an information presentation system capable of reducing drive power even with a small liquid crystal display.
本発明の一態様に係る情報提示システムは、情報を提示するための情報提示システムであって、電力によって駆動されるディスプレイと、ディスプレイに接続される切替装置と、切替装置を介してディスプレイとの間で電荷の移動が可能なコンデンサと、切替装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、ディスプレイの極性を変化させるときに、ディスプレイに蓄えられた電荷がコンデンサに移動するようにまたはコンデンサに蓄えられた電荷がディスプレイに移動するように切替装置を制御し、ディスプレイは、積層された複数の液晶ディスプレイを含む。 An information presentation system according to an aspect of the present invention is an information presentation system for presenting information, and includes a display driven by electric power, a switching device connected to the display, and the display via the switching device. And a control device for controlling the switching device such that when the polarity of the display is changed, the charge stored in the display moves to the capacitor or The switching device is controlled so that the electric charge stored in the capacitor moves to the display, and the display includes a plurality of stacked liquid crystal displays.
上記の情報提示システムによれば、ディスプレイに蓄えられた電荷をコンデンサに移動させることによって、電荷を回収することができる。また、コンデンサに蓄えられた電荷をディスプレイに移動させることによって、電荷を再利用することができる。よって、ディスプレイの駆動電力を低減することができる。それに加えて、ディスプレイは、積層された複数の液晶ディスプレイを含む。それぞれの液晶ディスプレイの厚みを小さくすることによって、液晶ディスプレイの駆動に必要な電圧も低くなるので、小型の液晶ディスプレイであっても駆動電力をさらに低減できる可能性が高まる。 According to the above information presentation system, the charge can be collected by moving the charge stored in the display to the capacitor. In addition, the charge can be reused by moving the charge stored in the capacitor to the display. Therefore, the driving power of the display can be reduced. In addition, the display includes a plurality of stacked liquid crystal displays. By reducing the thickness of each liquid crystal display, the voltage required for driving the liquid crystal display is also reduced, so that the possibility of further reducing the driving power is increased even with a small liquid crystal display.
本発明の一態様に係る情報提示システムは、情報を提示するための情報提示システムであって、電力によって駆動されるディスプレイと、ディスプレイに接続される切替装置と、切替装置を介してディスプレイとの間で電荷の移動が可能なコンデンサと、切替装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、ディスプレイの極性を変化させるときに、ディスプレイに蓄えられた電荷がコンデンサに移動するようにまたはコンデンサに蓄えられた電荷がディスプレイに移動するように切替装置を制御し、ディスプレイは、1ピクセルの液晶ディスプレイと、1ピクセルの液晶ディスプレイを通過した光を反射する再帰性反射材とを含み、制御装置は、再帰性反射材で反射した光が情報を含むように1ピクセルの液晶ディスプレイの状態を制御する。 An information presentation system according to an aspect of the present invention is an information presentation system for presenting information, and includes a display driven by electric power, a switching device connected to the display, and the display via the switching device. And a control device for controlling the switching device such that when the polarity of the display is changed, the charge stored in the display moves to the capacitor or The switching device is controlled so that the electric charge stored in the capacitor moves to the display, and the display includes a one-pixel liquid crystal display and a retroreflecting material that reflects light that has passed through the one-pixel liquid crystal display. The device controls the state of the one-pixel liquid crystal display so that the light reflected by the retroreflector contains information That.
上記の情報提示システムによっても、ディスプレイに蓄えられた電荷を回収し、また、再利用することができるので、ディスプレイの駆動電力を低減することができる。それに加えて、上記の情報提示システムでは、ディスプレイにおいて、再帰性反射材で反射した光が(情報提示システムが提示する)情報を含むように1ピクセルの液晶ディスプレイが制御されるので、情報が時間方向に符号化され、その情報をたとえば外部のカメラで読み取ることもできる。このようにして、画像や映像とは異なる態様の情報を提示することができる。 Also with the information presentation system described above, the electric charge stored in the display can be recovered and reused, so that the driving power of the display can be reduced. In addition, in the above information presentation system, since the one-pixel liquid crystal display is controlled so that the light reflected by the retroreflecting material includes information (presented by the information presentation system) in the display, the information is stored in time. It is encoded in the direction, and the information can be read by an external camera, for example. In this way, it is possible to present information in a mode different from an image or video.
また、ディスプレイは、積層された複数の液晶ディスディスプレイを含んでもよい。これにより、ディスプレイの駆動電力をさらに低減できる可能性が高まる。 The display may also include a plurality of stacked liquid crystal display displays. This increases the possibility of further reducing the display drive power.
また、積層された複数の液晶ディスプレイは各々が同じ厚みを有し、且つ、積層された状態での全体の厚みが情報提示システムによる情報の提示に必要な光学特性を得ることができる厚みであってもよく、さらに、積層された複数の液晶ディスプレイの各々は、切替装置から見て電気的に並列に接続されていてもよい。これにより、各液晶ディスプレイを同様に制御することによってディスプレイの制御がし易くなるので、ディスプレイの駆動電力の低減を容易に行うことができる。 Each of the stacked liquid crystal displays has the same thickness, and the total thickness in the stacked state is a thickness that can obtain optical characteristics necessary for presentation of information by the information presentation system. Further, each of the stacked liquid crystal displays may be electrically connected in parallel as viewed from the switching device. Thereby, since it becomes easy to control a display by controlling each liquid crystal display similarly, the drive power of a display can be reduced easily.
本発明によれば、小さな液晶ディスプレイであっても駆動電力を削減することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce driving power even in a small liquid crystal display.
また、本発明は、駆動周波数とは無関係に電力を削減できるため、高速に動作する液晶ディスプレイにも適用することができる。さらに、小型の液晶ディスプレイにおいて駆動電力を低減するという効果が簡易な回路構成によって実現できるため、小型のデバイスにも適用することができる。 In addition, the present invention can be applied to a liquid crystal display that operates at high speed because power can be reduced regardless of the driving frequency. Furthermore, since the effect of reducing driving power in a small liquid crystal display can be realized with a simple circuit configuration, it can also be applied to a small device.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
図1は、実施形態に係る情報提示システムの概略構成を示す図である。図1に示すように、情報提示システム1は、制御装置100と、切替装置200と、液晶ディスプレイ300と、コンデンサ回路400とを備える。なお、図1に示す例では、説明の便宜上、端子T1〜T6,T11〜T15,T21〜T25を記載しているが、これらの端子は必ずしも構成要素である必要はなく、仮想的なものであってもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an information presentation system according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the
制御装置100は、電力供給源110と、制御部120とを含む。電力供給源110は、液晶ディスプレイ300の駆動電力(一定電圧)を発生し、端子T1,T2から出力する。制御部120は、電力供給源110を制御することによって、たとえば、電力供給源110が発生する駆動電力のオン・オフを切り替えたり、端子T1,T2間の電圧(駆動電力の電圧)の極性を切り替えたりすることができる。さらに、制御部120は、切替装置200を制御することによって、切替装置200の状態(後述)を切り替えることもできる。制御装置100は、たとえばマイクロコントローラによって実現することができる。その場合、マイクロコントローラによって、電力供給源110の一定電圧を発生するという機能を実現することができるので、図1に示すように、制御装置100が電力供給源110を含む構成とすることができる。なお、このような構成に限らず、たとえば、電力供給源110と制御装置100とを別に設けてもよい。
The
切替装置200は、電力供給源110、液晶ディスプレイ300、およびコンデンサ回路400の結線(接続状態)を切り替える。切替装置200は、たとえばマルチプレクサ(スイッチ)によって実現することができる。
The
液晶ディスプレイ300は、電力によって駆動される。液晶ディスプレイ300は、たとえば液晶パネルの両側にそれぞれ電極が設けられた構成を有しており、一方側の電極は端子T3に接続され、他方側の電極は端子T4に接続される。液晶ディスプレイ300は電圧が印加されることによって動作し、このとき、液晶パネルに電荷が蓄積されることとなる。また、液晶ディスプレイ300の駆動方式として、本実施形態では、一般的に採用される、液晶ディスプレイ300の極性を変化(反転)させつつ動作させる駆動方式を採用することとする。
The
本実施形態において、液晶ディスプレイ300は、1ピクセルの液晶ディスプレイとすることが好ましい。また、液晶ディスプレイ300を、ON・OFFの2通りの状態にのみ切り替えて制御(2値制御)してもよい。
In the present embodiment, the
コンデンサ回路400は、液晶ディスプレイ300に蓄積された電荷を蓄え(回収)し、また、蓄えた電荷を液晶ディスプレイ300に再供給するための回路である。図1に示す例では、コンデンサ回路400は、切替装置200を介して液晶ディスプレイ300との間で電荷の移動が可能となっている。コンデンサ回路400の一方端を端子T5とし、他方端を端子T6とすると、コンデンサ回路400は、端子T5、T6間に容量を有することとなる。端子T6は、基準電位(たとえば0V)を有するグランド(GND)に接続される。コンデンサ回路は、たとえば1つのコンデンサのみによって構成することもできるし、後に図4を参照して説明するように2つ以上のコンデンサを含んで構成することもできる。
The
ここで、切替装置200についてさらに説明する。図1に示す例では、切替装置200の一方側には端子T11〜T14,T21〜T24の8個の端子が設けられ、他方側には端子T15,T25の2個の端子が設けられている。切替装置200は、端子T15が端子T11〜T14のいずれかに接続され、端子T25が端子T21〜T24のいずれかに接続された状態に切り替わる。切替装置200の状態は、たとえば制御部120からの制御信号によって切り替えることができる。
Here, the
切替装置200の端子T11,T21は、電力供給源110の端子T1,T2にそれぞれ接続される。端子T12,T22は、コンデンサ回路400の端子T5,T6にそれぞれ接続される。端子T13はコンデンサ回路400の端子T6に接続され、端子T23はコンデンサ回路400の端子T5に接続される。端子T14,T24は、グランドに接続される。端子T15,T25は、液晶ディスプレイ300の端子T3,T4にそれぞれ接続される。
Terminals T11 and T21 of switching
情報提示システム1においては、制御装置100が切替装置200を制御することによって、液晶ディスプレイ300の極性を変化させつつ、液晶ディスプレイ300によって種々の情報を提示することができる。種々の情報は、たとえば画像や映像に限らず、後に図6を参照して説明するようなタグ情報などを含み得る。液晶ディスプレイ300の極性の変化させる点について、次に図2および図3を参照して説明する。
In the
図2は情報提示システム1において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートであり、図3は図2のフローチャートの各処理に対応した結線状態を示す図である。図2のフローチャートの処理は、制御装置100によって実行される。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of processing executed in the
まず、制御装置100は、液晶ディスプレイ300と電力供給源110が接続されるように結線を切り替え、液晶ディスプレイ300に一定電圧を印加する(ステップS1)。具体的に、図3(a)に示すように、電力供給源110(図1)の端子T1および端子T2が、切替装置200の端子T11,T15および端子T21,T25を介して、液晶ディスプレイ300の端子T3および端子T4にそれぞれ接続される。また、端子T1の電圧が所定電圧(V)とされ、端子T2の電圧がグランド電位とされることによって、端子T1,T2間に一定電圧(+V)が発生する。これにより、液晶ディスプレイ300の端子T3,T4間に、一定電圧が印加される。
First, the
次に、制御装置100は、液晶ディスプレイ300とコンデンサが接続されるよう結線を切り替え、液晶ディスプレイはコンデンサを充電する(ステップS2)。具体的に、図3(b)に示すように、コンデンサ回路400の端子T5および端子T6が、切替装置200の端子T12,T15および端子T22,T25を介して、液晶ディスプレイ300の端子T3および端子T4にそれぞれ接続される。これにより、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷がコンデンサ回路400のコンデンサに移動し、コンデンサが充電される。
Next, the
次に、制御装置100は、液晶ディスプレイ300の両端子が接続されるよう結線を切り替え、液晶ディスプレイ300に蓄えた電荷を放電する(ステップS3)。具体的に、図3(c)に示すように、液晶ディスプレイ300の端子T3および端子T4が、切替装置200の端子T15、T14および端子T25,T24を介して、いずれもグランドに接続される。これにより、ステップS2においてコンデンサ回路400に充電されず液晶ディスプレイ300に残っていた電荷がグランドに放電される。
Next, the
次に、制御装置100は、液晶ディスプレイ300とコンデンサが反転して接続されるよう結線を切り替え、コンデンサは液晶ディスプレイ300を充電する(ステップS4)。具体的に、図3(d)に示すように、コンデンサ回路400の端子T5および端子T6が、切替装置200の端子T23,T25およびT13,T15を介して、液晶ディスプレイ300の端子T4および端子T3にそれぞれ接続される。これにより、コンデンサ回路400のコンデンサに蓄えられた電荷が液晶ディスプレイ300に移動し、液晶ディスプレイ300の両端に電圧が印加される。
Next, the
次に、制御装置100は、液晶ディスプレイ300と電力供給源110が接続されるよう結線を切り替え、液晶ディスプレイ300に一定電圧を印加する(ステップS5)。具体的に、具体的に、図3(e)に示すように、電力供給源110(図1)の端子T1および端子T2が、切替装置200の端子T11,T15および端子T21,T25を介して、液晶ディスプレイ300の端子T3および端子T4にそれぞれ接続される。ここで、端子T1の電圧がグランド電位とされ、端子T2の電圧が所定電圧(V)とされることによって、端子T2,T1間に一定電圧(+V)が発生する。これにより、液晶ディスプレイ300の端子T4,T3間に、一定電圧が印加される。
Next, the
次に、制御装置100は、液晶ディスプレイ300とコンデンサが反転して接続されるよう結線を切り替え、液晶ディスプレイ300はコンデンサを充電する(ステップS6)。具体的に、図3(f)に示すように、コンデンサ回路400の端子T5および端子T6が、切替装置200の端子T23,T25および端子T13,T15を介して、液晶ディスプレイ300の端子T4および端子T3にそれぞれ接続される。これにより、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷がコンデンサ回路400のコンデンサに移動し、コンデンサが充電される。
Next, the
次に、制御装置100は、液晶ディスプレイ300の両端子が接続されるよう結線を切り替え、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷を放電する(ステップS7)。具体的に、図3(g)に示すように、液晶ディスプレイ300の端子T3および端子T4が、切替装置200の端子T15、T14および端子T25,T24を介して、いずれもグランドに接続される。これにより、ステップS6においてコンデンサ回路400に充電されず液晶ディスプレイ300に残っていた電荷がグランドに放電される。
Next, the
次に、液晶ディスプレイ300とコンデンサが接続されるよう結線を切り替え、コンデンサは液晶ディスプレイ300を充電する(ステップS8)。具体的に、図3(h)に示すように、コンデンサ回路400の端子T5および端子T6が、切替装置200の端子T12,T15および端子T22,T25を介して、液晶ディスプレイ300の端子T3および端子T4にそれぞれ接続される。これにより、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷がコンデンサ回路400のコンデンサに移動し、コンデンサが充電される。
Next, the connection is switched so that the
ステップS8の処理が完了した後は、ステップS1に再び処理が戻される。これによりフローチャートの処理が繰り返し実行されるので、液晶ディスプレイ300を常時ONとすることができる。なお、液晶ディスプレイ300を一時的にOFFとする場合には、ステップS3もしくはステップS7において処理を一時停止させればよい。その場合、次のステップ(ステップS4もしくはステップS7)を開始するだけで、再度液晶ディスプレイ300をONとすることができる。
After the process of step S8 is completed, the process is returned to step S1 again. As a result, the processing of the flowchart is repeatedly executed, so that the
なお、従来の液晶ディスプレイ駆動方式では、上述のステップS1,S3,S5,S7の4ステップ、もしくはステップS1,S5の2ステップを繰り返す。4ステップの処理は、2ステップの処理に比べて処理に時間が掛かる反面、消費電力を半減させることができる。本実施形態ではステップS1〜S8の8つのステップが繰り返し実行され、さらなる消費電力の低減が期待できる。 In the conventional liquid crystal display driving method, the above-described four steps S1, S3, S5, and S7 or two steps S1 and S5 are repeated. The four-step process takes more time than the two-step process, but can reduce power consumption by half. In the present embodiment, the eight steps S1 to S8 are repeatedly executed, and further reduction of power consumption can be expected.
ここで、図2のフローチャートにおいて重要なことは、液晶ディスプレイ300をONからOFFに変化させる(極性を変化させる)ときに、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷をコンデンサに移動させ、液晶ディスプレイ300をOFFからONに変化させる(上述とは逆に極性を変化させる)ときに、コンデンサに蓄えられた電荷を液晶ディスプレイ300に移動させることである。これにより、電力供給源110が液晶ディスプレイ300に供給しなければならない電荷量(電力)が削減されることになる。具体的に、図1(あるいは図3)の回路に示す構成において、液晶ディスプレイ300を、容量CLCの理想的なコンデンサとし、コンデンサ回路400(のコンデンサ)の容量を定数kを用いてkCLCとし、制御装置100(たとえばマイクロコントローラ)の消費電力やリーク電流を無視した場合、液晶ディスプレイ300を駆動するのに必要な電荷量は、上述の従来の4ステップの手順と比べて、(1+k)/(1+2k)倍となる。このため、kが十分に大きい場合には、必要な電荷量を1/2に削減することができる。この削減量は理想的な値であるが、とくに、極性反転のサイクルが十分な数行われ、また、制御部120の消費電力などが小さいほど、削減量は理想値に近づくこととなる。
Here, what is important in the flowchart of FIG. 2 is that when the
ところで、先に述べたように、コンデンサ回路400は複数のコンデンサを含んで構成してもよい。コンデンサ回路400が複数のコンデンサを含むことで、電力供給源110が供給しなければならない電荷量をさらに削減することができる。
By the way, as described above, the
図4は、複数のコンデンサを含むコンデンサ回路の構成の一例を示す図である。図4に示す例では、コンデンサ回路400Aは、コンデンサ410,420,430の3つのコンデンサを含む。各コンデンサ410,420,430の両端と、端子T5,T6とは、たとえば図示しないスイッチ回路を切り替えることによって選択的に接続可能となっている。スイッチ回路の切り替えは、たとえば制御装置100からの制御信号によって制御することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a capacitor circuit including a plurality of capacitors. In the example illustrated in FIG. 4, the
図4(a)はコンデンサ410の両端が端子T5,T6にそれぞれ接続された状態を示し、図4(b)はコンデンサ420の両端が端子T5,T6にそれぞれ接続された状態を示し、図4(c)はコンデンサ430の両端が端子T5,T6にそれぞれ接続された状態を示す。
4A shows a state where both ends of the
このようなコンデンサ回路400Aを用いた場合には、図2のステップS2,S6においては図4(a),(b),(c)に示す動作がこの順に実行される。図2のステップS2およびステップS6は、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷をコンデンサに充電するためのステップであるので、図4(a),(b),(c)に示す動作がこの順に実行されると、コンデンサ410,420,430のそれぞれに電荷が貯えられることとなる。したがって、コンデンサが1つの場合(たとえばコンデンサ410のみの場合)よりも、多くの電荷を蓄えることができる。
When such a
また、図2のステップS4,S8においては図4(c),(b),(a)に示す動作がこの順に実行される。図2のステップS4,S8は、コンデンサに蓄えらえた電荷を液晶ディスプレイ300に移動させるためのステップであるので、図4(c),(b),(a)に示す動作がこの順に実行されると、コンデンサ430,420、410のそれぞれに蓄えられた電荷が、液晶ディスプレイ300に移動することとなる。したがって、コンデンサが1つの場合(たとえばコンデンサ410のみの場合)よりも、多くの電荷を液晶ディスプレイ300に供給することができる。なお、図2のその他のステップ(ステップS1,S3,S5,S7)については、先に説明した内容と同様である。
In steps S4 and S8 in FIG. 2, the operations shown in FIGS. 4C, 4B, and 4A are executed in this order. Steps S4 and S8 in FIG. 2 are steps for moving the charge stored in the capacitor to the
このように図4に示す構成を採用すれば、より多くの電荷を再利用することができるため、駆動電力をさらに削減することが可能にある。なお、図4に示す例では、コンデンサ回路400に含まれるコンデンサの数が3個の場合について説明したが、コンデンサ回路400に含まれるコンデンサの数は特に限定されるものではない。
By adopting the configuration shown in FIG. 4 in this way, more electric charge can be reused, and thus driving power can be further reduced. In the example illustrated in FIG. 4, the case where the number of capacitors included in the
これまで説明してきた方法では、通常駆動時(電荷を再利用しないで液晶ディスプレイを駆動するとき)に比べて多くの手順が必要となることに伴い、制御装置100の消費電力が増大し得る。そのため、制御装置100の消費電力の増大分以上に、液晶ディスプレイ300を駆動するための電荷量を削減する必要がある。通常駆動時と比べて必要な電荷量を一定の比率で削減するため、通常駆動時に必要とする電荷量が大きいほど、削減すべき電荷量の絶対値が大きくなる。
In the method described so far, many procedures are required as compared with the case of normal driving (when the liquid crystal display is driven without reusing charges), and the power consumption of the
ここで,液晶ディスプレイ300としてPDLC(高分子分散型液晶)を考え、2つの電極間(後述)の距離を半分にすることを考える。すると、要求される駆動電圧はほぼ半分となる。しかし、内部に封入されている液晶は半分となり、そのままでは所望の光学特性を得ることができない。所望の光学特性は、情報提示システム1による情報の提示に必要な光学特性であり、たとえばON時、OFF時における平行光線透過率や拡散光線透過率などがある。しかし、電極間距離(液晶層の厚み)を半分にした液晶ディスプレイを2枚積層すれば、所望の光学特性が得られるようになる。この時、2枚の液晶ディスプレイは電気的に並列に接続しておくことで、あたかも1枚の液晶ディスプレイのように扱うことができる。この2枚の液晶ディスプレイを積層した液晶ディスプレイを駆動する場合、駆動電圧が半分で、流れる電流もしくは要する電荷は2倍となる(与えるエネルギーの合計は変化しない)。
Here, PDLC (polymer dispersed liquid crystal) is considered as the
図5は、積層構成の液晶ディスプレイの一例を示す図である。図5に示すように、液晶ディスプレイ300は、積層された複数の液晶ディスプレイ310,320を含む。このような積層構造であっても、液晶ディスプレイ300を、全体として1ピクセルの液晶ディスプレイとすることができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a liquid crystal display having a stacked structure. As shown in FIG. 5, the
液晶ディスプレイ310の一方側には電極311が設けられ、他方側には電極312が設けられる。電極311と電極312との間の電位差によって、液晶ディスプレイ310のON・OFFが切り替わるようになっている。同様に、液晶ディスプレイ320の一方側には電極321が設けられ、他方側には電極322が設けられる。電極321と電極322との間の電位差によって、液晶ディスプレイ320のON・OFFが切り替わるようになっている。
An
液晶ディスプレイ310の電極311と、液晶ディスプレイ320の電極321とは、端子T3に共通に接続される。液晶ディスプレイ310の電極312と、液晶ディスプレイ320の電極322とは、端子T4に共通に接続される。このため、積層された複数の液晶ディスプレイ310,320の各々は、端子T3,T4から(図1の切替装置200から)見て電気的に並列に接続されることとなる。
The
ここで、液晶ディスプレイ310,320が積層された状態での全体の厚みは、所望の光学特性が得られるようになっている。液晶ディスプレイ310,320は、各々が同じ厚みを有していることが好ましい。
Here, the desired thickness of the
図5に示す液晶ディスプレイ300によれば、削減される電荷量が2倍になるだけでなく、駆動電圧を引き下げることができるため、制御装置100の消費電力もそれに合わせて低減できることが期待できる。これにより小型の液晶ディスプレイなどにおいても、駆動電力を低減するという効果が十分に得られるようになる。なお、液晶層の厚みは、所望の光学特性に応じて適宜変更する(たとえば大きくする)ことができる。
According to the
図5に示す液晶ディスプレイ300を複数並べると、セグメント式の表示装置として利用することもできるため、腕時計などに適用することができる。また、1ピクセル構成の液晶ディスプレイの場合には、その応用例として、たとえば、電気制御の曇りガラスや、調光機能付きのガラスなどが考えられる。さらには、1ピクセル構成の液晶ディスプレイの別の応用例として、次に説明するタグ機能を有する情報提示システムへの応用が挙げられる。
When a plurality of
図6は、タグ機能を有する情報提示システムの略構成を示す図である。図6に示すように、情報提示システム1Aは、液晶ディスプレイ300Aと、その他の要素500とを備える。液晶ディスプレイ300は、液晶ディスプレイ330と、再帰性反射材350とを含む。液晶ディスプレイ330は、1枚の液晶ディスプレイであってもよいし、図5の液晶ディスプレイ310,320のように、積層された複数の液晶ディスプレイであってもよい。その他の要素500は、たとえば図1に示す制御装置100、切替装置200およびコンデンサ回路400などである。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an information presentation system having a tag function. As shown in FIG. 6, the
液晶ディスプレイ300Aは、1ピクセルのディスプレイであり、ON・OFFを制御装置100が切り替えることにより、外部から照射する光(たとえば赤外光IR1)を、タグIDの情報を含むように変調することができる。変調された光は、再帰性反射材350で反射し、光の照射元へと戻る(たとえば赤外光IR2)。そのため、光(たとえば赤外光IR1)を照射することができる光照射部と、光(たとえば赤外光IR2)を受光することができる光受光部とを備えた外部の読み取り装置は、タグIDの情報を読み取ることができるようになる。液晶ディスプレイ300Aは、先に説明した液晶ディスプレイ300と同様にして駆動電力を削減することができるため,タグを小型化することも可能となる。
The
以上説明した本実施形態に係る情報提示システムの作用効果について説明する。図1,2に示すように、情報提示システム1は情報を提示するためのシステムであって、電力によって駆動される液晶ディスプレイ300と、液晶ディスプレイ300に接続される切替装置200と、切替装置200を介して液晶ディスプレイ300との間で電荷の移動が可能なコンデンサ回路400と、切替装置200を制御する制御装置100と、を備え、制御装置100は、液晶ディスプレイ300の極性を変化させるときに、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷がコンデンサ回路400に移動するようにまたはコンデンサ回路400に蓄えられた電荷が液晶ディスプレイ300に移動するように切替装置200を制御する。また、図5に示すように、液晶ディスプレイ300は、積層された複数の液晶ディスプレイ310,320を含む。
The operational effects of the information presentation system according to the present embodiment described above will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the
情報提示システム1によれば、液晶ディスプレイ300に蓄えられた電荷をコンデンサ回路400に移動させることによって、電荷を回収することができる。また、コンデンサ回路400に蓄えられた電荷を液晶ディスプレイ300に移動させることによって、電荷を再利用することができる。電荷を再利用する分だけ、電力供給源110から供給される電力を低減することができるので、液晶ディスプレイ300の駆動電力を低減することができる。それに加えて、液晶ディスプレイ300は、積層された複数の液晶ディスプレイ310,320を含むので、各液晶ディスプレイの厚みを、液晶ディスプレイ300の厚みよりも小さくすることができる。液晶ディスプレイ300の厚みを小さくすることによって、液晶ディスプレイ300の駆動に必要な電圧も低くなるので、小型の液晶ディスプレイであっても駆動電力をさらに低減できる可能性が高まる。
According to the
また、図6に示すように、別の態様に係る情報提示システム1Aにおいては、液晶ディスプレイ300Aは、1ピクセルの液晶ディスプレイ330と、1ピクセルの液晶ディスプレイ330を通過した光を反射する再帰性反射材350とを含み、制御装置100(図1)は、再帰性反射材350で反射した光が情報を含むように1ピクセルの液晶ディスプレイ330の状態を制御する。
As shown in FIG. 6, in the
情報提示システム1Aによっても、情報提示システム1と同様に、ディスプレイに蓄えられた電荷を回収し、また、再利用することで、液晶ディスプレイ300の駆動電力を低減することができる。それに加えて、情報提示システム1Aでは、液晶ディスプレイ300において、再帰性反射材350で反射した光が(情報提示システム1Aが提示する)情報を含むように1ピクセルの液晶ディスプレイ330が制御されるので、情報が時間方向に符号化され、その情報をたとえば外部のカメラで読み取ることもできる。このようにして、画像や映像とは異なる態様の情報(この場合はタグ情報)を提示することができる。
Similarly to the
また、情報提示システム1Aにおいても、液晶ディスプレイ300として、図5に示すような積層された複数の液晶ディスプレイを含む構成を採用してもよい。これにより、液晶ディスプレイ300の駆動電力をさらに低減できる可能性が高まる。
Also in the
また、図5に示すように、積層された複数の液晶ディスプレイ310,320は各々が同じ厚みを有し、且つ、積層された状態での全体の厚みが情報提示システム1,1Aによる情報の提示に必要な光学特性を得ることができる厚みであってもよく、さらに、積層された複数の液晶ディスプレイ310,320の各々は、切替装置200(図1)から見て電気的に並列に接続されていてもよい。これにより、各液晶ディスプレイ310,320を同様に制御することによって液晶ディスプレイ300,300Aの制御がし易くなるので、液晶ディスプレイ300,300Aの駆動電力の低減を容易に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 5, the plurality of stacked
また、図4に示すように、コンデンサ回路400は、複数のコンデンサ410,420,430を含んで構成されてもよい。複数のコンデンサ410,420,430を利用することによって、コンデンサが1つの場合よりも多くの電荷を再利用することができるので、液晶ディスプレイ300,300Aの駆動電力をさらに低減することが可能になる。
Further, as shown in FIG. 4, the
以上説明したように、本実施形態によれば、小型の液晶ディスプレイであっても駆動電力を削減することが可能になる。また、本実施形態は、駆動周波数とは無関係に電力を削減できるため、高速に動作する液晶ディスプレイにも適用することができる。さらに、小型の液晶ディスプレイにおいて駆動電力を低減するという効果が簡易な回路構成によって実現できるため、小型のデバイスにも適用することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce driving power even in a small liquid crystal display. In addition, since the power can be reduced regardless of the driving frequency, the present embodiment can also be applied to a liquid crystal display that operates at high speed. Furthermore, since the effect of reducing driving power in a small liquid crystal display can be realized with a simple circuit configuration, it can also be applied to a small device.
なお、本実施形態は、上記特許文献1に記載された技術とは少なくとも以下の点で異なる。すなわち、特許文献1ではアクティブマトリクス型液晶を対象としているのに対し、本実施例では1ピクセル液晶ディスプレイやセグメント型駆動方式などを対象にしていること、本実施形態では小型ディスプレイでも十分な電力削減効果が得られるように複数の液晶ディスプレイを積層していること、さらに本実施形態では外部のカメラを併用した情報通信用タグとして利用することが挙げられる。
This embodiment differs from the technique described in
以上では、実施形態として情報提示システムを例に挙げて説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。たとえば、ディスプレイの駆動方法についても、本発明の実施形態とすることができる。すなわち、ディスプレイの駆動方法は、情報を提示するための情報提示システムに用いられるディスプレイの駆動方法であって、図2に示すように、ディスプレイの極性を変化させるときに、ディスプレイに蓄えられた電荷をコンデンサに移動させまたはコンデンサに蓄えられた電荷をディスプレイに移動させる。ディスプレイは、図5に示すように、積層された複数の液晶ディスプレイを含むディスプレイであってよいし、図6に示すように、1ピクセルの液晶ディスプレイと、1ピクセルの液晶ディスプレイを通過した光を反射する再帰性反射材を含んでもよい。後者の場合、再帰性反射材で反射した光が情報を含むように1ピクセルの液晶ディスプレイの状態を制御してもよい。 In the above, the information presentation system has been described as an example of the embodiment, but the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the display driving method can also be an embodiment of the present invention. In other words, the display driving method is a display driving method used in an information presentation system for presenting information. As shown in FIG. 2, the charge stored in the display is changed when the polarity of the display is changed. Is moved to the capacitor or the charge stored in the capacitor is moved to the display. The display may be a display including a plurality of stacked liquid crystal displays as shown in FIG. 5, and the light that has passed through the 1-pixel liquid crystal display and the 1-pixel liquid crystal display as shown in FIG. 6. A reflective retroreflecting material may be included. In the latter case, the state of the 1-pixel liquid crystal display may be controlled so that the light reflected by the retroreflecting material includes information.
1,1A…情報提示システム、100…制御装置、200…切替装置、300,300A,310,320,330…液晶ディスプレイ、350…再帰性反射材、400、400A…コンデンサ回路。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
電力によって駆動されるディスプレイと、
前記ディスプレイに接続される切替装置と、
前記切替装置を介して前記ディスプレイとの間で電荷の移動が可能なコンデンサと、
前記切替装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記ディスプレイの極性を変化させるときに、前記ディスプレイに蓄えられた電荷が前記コンデンサに移動するようにまたは前記コンデンサに蓄えられた電荷が前記ディスプレイに移動するように前記切替装置を制御し、
前記ディスプレイは、積層された複数の液晶ディスプレイを含む、
情報提示システム。 An information presentation system for presenting information,
A display driven by electricity;
A switching device connected to the display;
A capacitor capable of transferring charge to and from the display via the switching device;
A control device for controlling the switching device;
With
When the control device changes the polarity of the display, the control device controls the switching device so that the electric charge stored in the display moves to the capacitor or the electric charge stored in the capacitor moves to the display. Control
The display includes a plurality of stacked liquid crystal displays,
Information presentation system.
電力によって駆動されるディスプレイと、
前記ディスプレイに接続される切替装置と、
前記切替装置を介して前記ディスプレイとの間で電荷の移動が可能なコンデンサと、
前記切替装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記ディスプレイの極性を変化させるときに、前記ディスプレイに蓄えられた電荷が前記コンデンサに移動するようにまたは前記コンデンサに蓄えられた電荷が前記ディスプレイに移動するように前記切替装置を制御し、
前記ディスプレイは、1ピクセルの液晶ディスプレイと、前記1ピクセルの液晶ディスプレイを通過した光を反射する再帰性反射材とを含み、
前記制御装置は、前記再帰性反射材で反射した光が前記情報を含むように前記1ピクセルの液晶ディスプレイの状態を制御する、
情報提示システム。 An information presentation system for presenting information,
A display driven by electricity;
A switching device connected to the display;
A capacitor capable of transferring charge to and from the display via the switching device;
A control device for controlling the switching device;
With
When the control device changes the polarity of the display, the control device controls the switching device so that the electric charge stored in the display moves to the capacitor or the electric charge stored in the capacitor moves to the display. Control
The display includes a one-pixel liquid crystal display and a retroreflector that reflects light that has passed through the one-pixel liquid crystal display;
The control device controls the state of the one-pixel liquid crystal display so that light reflected by the retroreflecting material includes the information.
Information presentation system.
さらに、前記積層された複数の液晶ディスプレイの各々は、前記切替装置から見て電気的に並列に接続されている、請求項1または3に記載の情報提示システム。 Each of the plurality of stacked liquid crystal displays has the same thickness, and the total thickness in the stacked state is a thickness capable of obtaining optical characteristics necessary for presentation of information by the information presentation system. ,
4. The information presentation system according to claim 1, wherein each of the plurality of stacked liquid crystal displays is electrically connected in parallel as viewed from the switching device.
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