显示设备的制作方法

1.本发明通常涉及显示设备，尤其涉及包括所显示的内容可更新的显示装置的显示设备。


背景技术：

2.日本公开特许公报2013-161638公开了如下的电子信息显示设备，其安装在嵌入诸如墙面等的建筑物部分中的开关的前面上，并且包括设置在操作手柄的操作面上的电子信息显示单元。该电子信息显示设备包括连接在电源和诸如照明器具等的负载装置之间的内置触点。通过推按操作手柄将电子信息显示设备中所内置的触点接通(on)和断开(off)，这允许负载装置选择性地连接至电源或从电源断开，即允许负载装置被接通或断开。


技术实现要素：

3.发明要解决的问题
4.上述的电子信息显示设备需要使电子信息显示单元工作的电力，因此包括如下的两个端子，这两个端子连接电源所用的两个电缆，并且是与连接负载装置(负载)所用的两个电缆的两个端子分开设置的。这允许利用电源不断地向电子信息显示设备的电源单元供电，并且将所需电力供给至电子信息显示单元和其它部件。将电源所用的两个电缆和负载所用的另外两个电缆连接至电子信息显示设备，这使得电缆连接成为耗时的麻烦工作。
5.因此，本发明的目的是提供有助于简化电缆连接的显示设备。
6.用于解决问题的方案
7.根据本发明的方面的显示设备包括一对连接端子、负载控制电路、电源电路、电荷存储元件和显示装置。所述一对连接端子电连接在负载和ac(交流)电源之间。所述负载控制电路电连接在所述一对连接端子之间，并且控制流经所述负载的电流。所述电源电路电连接在所述一对连接端子之间，并且基于从所述交流电源供给的电力来生成用以使所述负载控制电路工作的电力。所述电荷存储元件利用所述电源电路进行充电。所述显示装置具有显示面。所述电荷存储元件在馈电定时向所述显示装置供给电力。所述馈电定时包括所述显示装置更新所述显示面上所显示的内容的定时和为对所述显示装置的所述显示面进行照明而设置的光源发光的定时至少之一。
8.发明的效果
9.本发明提供有助于简化电缆连接的显示设备。
附图说明
10.图1是根据本发明典型实施例的显示设备的示意电路图；
11.图2是包括显示设备的管理系统的示意框图；
12.图3是示出显示设备的安装状态的正面图；
13.图4示出使用显示设备的在照明负载熄灭(off)的情况下显示设备的显示面上所
显示的信息；
14.图5示出使用显示设备的在照明负载点亮(on)的情况下显示设备的显示面上所显示的信息；
15.图6示出在显示设备上设置有天气预报信息的情况下显示设备的显示面上所显示的信息；以及
16.图7是根据本发明典型实施例的变形例的显示设备的示意电路图。
17.附图标记列表
[0018]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
显示设备
[0019]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
显示装置
[0020]
7a
ꢀꢀꢀꢀ
显示面
[0021]
11,12 连接端子
[0022]
13
ꢀꢀꢀꢀ
负载控制电路
[0023]
20
ꢀꢀꢀꢀ
负载
[0024]
50
ꢀꢀꢀꢀ
电源电路
[0025]
53
ꢀꢀꢀꢀ
充电电路
[0026]
54
ꢀꢀꢀꢀ
电压转换器电路
[0027]
55
ꢀꢀꢀꢀ
电荷存储元件
[0028]
56
ꢀꢀꢀꢀ
二次电池
[0029]
57
ꢀꢀꢀꢀ
放电电路
[0030]
71
ꢀꢀꢀꢀ
电子纸显示器(显示单元)
[0031]
72
ꢀꢀꢀꢀ
像素内存储器液晶显示器
[0032]
73
ꢀꢀꢀꢀ
光源
[0033]
ac
ꢀꢀꢀꢀ
ac电源
具体实施方式
[0034]
(实施例)
[0035]
(1)概述
[0036]
注意，在以下对实施例的说明中要参考的附图全部都是示意图。也就是说，在这些附图上示出的各个构成元件的尺寸(包括厚度)的比并不始终反映这些构成元件的实际尺寸比。
[0037]
根据典型实施例的显示设备1包括一对连接端子11、12、负载控制电路13、电源电路50、电荷存储元件55和显示装置7。一对连接端子11、12电连接在负载20和ac电源ac之间。负载控制电路13电连接在一对连接端子11、12之间，并且控制流经负载20的电流。电源电路50电连接在一对连接端子11、12之间，并且基于从ac电源ac供给的电力来生成用以使负载控制电路13工作的电力。电荷存储元件55由电源电路50充电。显示装置7具有显示面7a(参见图3)。电荷存储元件55在馈电定时向显示装置7供电。馈电定时包括显示装置7更新显示面7a上所显示的内容的定时和为了对显示装置7的显示面7a进行照明所设置的光源73(参见图7)发光的定时至少之一。
[0038]
如本文所使用的，“显示设备1所显示的内容”包括显示面7a上所显示的信息，并且
“
更新所显示的内容”是指更新显示面7a上所显示的信息。显示面7a上所显示的信息包括选自由数字、字母、图形(诸如图标等)、表情符号和视频组成的组中的至少一个或组合。在这种情况下，显示装置7的电力消耗在馈电定时与在除馈电定时以外的馈电暂停时间段相比增大，其中该馈电定时包括显示装置7更新显示面7a上所显示的内容(即，信息)的定时和光源73发光的定时至少之一。
[0039]
在显示设备1中，负载控制电路13通过使一对连接端子11、12彼此电气导通或电气不导通来控制从ac电源ac向负载20的电连续性(即，电力供给状态)。当负载控制电路13使一对连接端子11、12彼此电气不导通时，向负载20的电力供给被切断。另一方面，当负载控制电路13使一对连接端子11、12彼此电气导通时，向负载20供给电力。注意，当负载控制电路13使一对连接端子11、12彼此电气导通时，需要设置电源电路50从ac电源ac获得电力的间隔。因而，在这种情况下，负载控制电路13使一对连接端子11、12间歇地电气导通。当一对连接端子11、12在间歇导通时间段之间的间隔中变得彼此电气不导通时，电源电路50从ac电源ac获取电力。电源电路50基于经由一对连接端子11、12从ac电源ac供给的电力来生成用以使负载控制电路13工作的电力。然而，在不导通状态下，需要减少漏电电流，因此存在对电源电路50从ac电源ac可以获取的电力的限制。因而，也存在对电源电路50在不导通状态下可以供给的电力的限制。另外，在使一对连接端子11、12间歇地电气导通的情况下，电源电路50需要仅在一对连接端子11、12变为电气不导通的短间隔期间从ac电源ac获取电力，因此，也存在对电源电路50可以供给的电力的限制。因此，当在馈电定时从电源电路50向显示装置7供给电力时，对电源电路50可以供给的电力的限制有时会阻止向显示装置7供给其操作所需的电力。
[0040]
相比之下，在该显示设备1中，在馈电定时利用电荷存储元件55向显示装置7供电。这允许即使在电源电路50所供给的电力不足所需水平时，也仍利用电荷存储元件55向显示装置7供给其操作提供所需的电力。另外，在该显示设备1中，负载20和ac电源ac连接至一对连接端子11、12，因此仅需要两个电缆连接至显示设备1。因而，提供了有助于简化电缆连接的显示设备1。
[0041]
(2)详情
[0042]
接着，将参考图1～图6来详细说明根据典型实施例的显示设备1。在以下的说明中，图3所示的x轴方向在这里被定义为右/左方向，图3所示的z轴方向在这里被定义为上/下方向，并且与x轴方向和z轴方向垂直的方向在这里被定义为前/后方向。此外，正x轴方向在这里被定义为右方向，并且正z轴方向在这里被定义为上方向。注意，这些方向仅仅是示例，并且不应解释为限制应使用显示设备1的方向。另外，表示附图上的各个方向的箭头在这里仅仅是为了说明的目的而示出的，并且实际上是非真实箭头。
[0043]
根据本实施例的显示设备1进行用于控制负载20的负载控制器的功能。根据本实施例的显示设备1被实现为嵌入式互连装置，其被设计成以后部嵌入经由诸如建筑物的墙面等的安装面200设置的嵌入孔的状态安装在安装面200上。注意，显示设备1不必是这样的嵌入式互连装置，而且也可以是直接安装在安装面200上的露出式互连装置、或者甚至供在无需固定在适当位置的情况下在任意位置处使用的互连装置。
[0044]
图2示出包括作为负载控制器的显示设备1的管理系统cs1的系统结构。管理系统cs1进行各种功能，这些功能包括：监视和控制供在设施h1中使用的负载20、监视负载20的
电力消耗、以及通过网络与外部服务器120进行通信。如本文所使用的，“设施”是指使用作为显示设备1的控制对象的负载20的建筑物，并且例如可以是负载20的用户居住的建筑物或用户仅暂时使用的建筑物。根据本实施例的设施h1由诸如公用事业公司等的电力供应商供电。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，设施h1也可由诸如太阳能发电机等的私人(内部)发电设备供电。
[0045]
管理系统cs1适当地是用于管理供在设施h1中使用的能量的家庭能源管理系统(hems)。例如，hems进行管理设施h1中的负载20对能量的使用的功能和控制负载20的功能。
[0046]
管理系统cs1包括用作负载控制器的显示设备1、控制器100和路由器110，并且直接地或间接地管理多个负载20。
[0047]
接着，将说明作为管理系统cs1的构成元件的控制器100和显示设备1各自的结构。
[0048]
(2.1)控制器
[0049]
如图2所示，控制器100包括管理电路101和通信单元102。控制器100例如可被实现为hems控制器，并且进行直接地或间接地监视多个负载20的状态的功能、以及直接地或间接地控制多个负载20的功能。
[0050]
通信单元102例如包括符合以太网标准的通信接口，并且具有通过内部网络nt1建立通信的能力。也就是说，控制器100连接至内部网络nt1。
[0051]
管理电路101适当地被实现为计算机系统。在这种情况下，计算机系统可以包括处理器和存储器作为主要硬件组件。根据本发明的管理电路101的功能可以通过使处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行。该程序可以预先存储在计算机系统的存储器中。可替代地，该程序也可以经由电信线路进行下载，或者在被记录在诸如存储卡、光盘或硬盘驱动器(这些介质中的任何介质对于计算机系统都是可读的)等的一些非暂时性存储介质中之后进行分发。计算机系统的处理器可以由包括半导体集成电路(ic)或大规模集成电路(lsi)的单个或多个电子电路组成。如本文所使用的，诸如ic或lsi等的“集成电路”根据其集成程度而被称为不同的名称。集成电路的示例包括系统lsi、超大规模集成(vlsi)或特大规模集成(ulsi)。可选地，还可以采用要在制造了lsi之后编程的现场可编程门阵列(fpga)或者允许对lsi内部的连接或电路分区进行再配置的可重构逻辑装置作为处理器。这些电子电路可以一起集成在单个芯片上或者分布在多个芯片上，以适当者为准。这些多个芯片可以一起集成在单个装置中或者分布在多个装置中，而不受限制。如本文所使用的，“计算机系统”包括包含一个或多个处理器和一个或多个存储器的微控制器。因而，微控制器也可被实现为包括半导体集成电路或大规模集成电路的单个或多个电子电路。
[0052]
管理电路101可以指示通信单元102发送包括图像数据的图像信号。管理电路101将表示要显示在显示设备1上的多个类型的内容(或信息)的图像数据预先存储在管理电路101的存储器中。管理电路101从存储器读取表示经由显示设备1包括的操作单元8输入的命令的图像数据、或者表示与经由操作单元8输入的命令相对应的负载20的操作状态的图像数据，并且指示通信单元102将包括已读出的图像数据的图像信号发送至显示设备1。通信单元102通过内部网络nt1将图像信号发送至显示设备1。图像信号包括作为目的地的显示设备1的标识信息(诸如ip地址或mac地址等)。当发现从通信单元102接收到的图像信号中所包括的标识信息与自身的标识信息一致时，显示设备1的控制单元4将与该图像数据相对应的信息显示在显示装置7的显示面7a上。
[0053]
在图2所示的示例中，两个显示设备1、电动快门21和电锁22连接至内部网络nt1。显示设备1、电动快门21、电锁22和控制器100能够通过内部网络nt1彼此通信。通过内部网络nt1的通信例如可以符合标准。
[0054]
路由器110还连接至内部网络nt1。路由器110例如可以是宽带路由器。因而，控制器100经由路由器110连接至包括因特网的外部宽带网络nt2。外部服务器120也连接至宽带网络nt2。控制器100和服务器120可以通过宽带网络nt2彼此通信。
[0055]
路由器110例如可以包括符合标准的无线lan通信接口。在这种情况下，控制器100能够例如经由路由器110与诸如包括无线lan通信接口的智能电话和专用于hems的监视器装置等的电信装置(未示出)进行通信。
[0056]
可选地，控制器100可以包括不需要无线电台许可证的低功率无线电通信接口。对于这种低功率无线电，在世界各国中都规定了供根据预期用途使用的诸如频带和天线功率等的规格。在日本，例如，建立了规定使用落在902mhz频段或420mhz频段内的无线电波的低功率无线电标准(指定低功率无线电标准)。在设施h1中，例如，安装了用于测量设施h1的干线和多个支路的相应电流、电力、电压或任何其它参数的电力测量单元。控制器100经由低功率无线电通信从电力测量单元接收各个测量值。另外，控制器100还经由低功率无线电通信将用于控制供在设施h1中使用的电气设备(包括负载20、电动快门21和电锁22)的信息发送至作为控制对象的电气设备。
[0057]
(2.2)显示设备
[0058]
在图2中，管理系统cs1可以包括例如各自连接至负载20的两个显示设备1。在以下的说明中，当需要将两个显示设备1彼此区分开时，显示设备1在下文将由附图标记1a和1b分别指定。同样，当需要将两个负载20彼此区分开时，负载20在下文中将由附图标记20a和20b分别指定。
[0059]
显示设备1如上所述被实现为两线式互连装置。例如，照明器具可以作为显示设备1的负载20连接至显示设备1。显示设备1还可用作负载控制器，其用于通过控制流经作为负载20的照明器具的电流来将照明器具点亮(完全点亮或以其调光水平被调整的状态点亮)或熄灭。也就是说，显示设备1具有显示连接至显示设备1的负载20的操作状态的能力、以及根据用户的命令或从控制器100供给的控制信号来控制负载20的操作状态的能力。注意，负载20不必是包括led或如在本实施例中例示的任何其它光源的照明器具，而且也可以是通风扇、电动快门、空调、犯罪预防装置或任何其它电气设备。另外，负载20不必是单个装置，而且也可以是串联地或并联地连接在一起的多个装置。另外，显示设备1还具有显示供在设施h1中使用的电气设备(包括连接至另一显示设备1的负载20、电动快门21和电锁22)的操作状态的能力、以及接受用以改变其操作状态的命令的能力。此外，显示设备1例如还具有显示从控制器100或服务器120获取到的外部信息的能力。外部信息的示例包括诸如天气预报等的生活相关信息。
[0060]
显示设备1用于经由负载20电串联连接至ac电源ac。当通电(即，被供给电流)时，负载20点亮。负载20例如可以包括诸如发光二极管(led)等的光源和用于点亮该光源的点亮电路。ac电源ac例如可以是单相100v、60hz的公用电源。
[0061]
用户例如为了点亮或熄灭作为负载20的照明器具或调整其调光水平、控制电动快门21和电锁22、并且显示从服务器120获取到的外部信息的目的，操作显示设备1。可选地，
作为负载20连接至显示设备1的照明器具可被设计成调整其颜色。
[0062]
如图3所示，显示设备1嵌入诸如设施h1的墙面等的安装面200中。包埋盒(未示出)嵌入在安装面200中。包埋盒是以前侧开口的矩形箱状形成的。在安装面200上，矩形框状的互连装置板p1围绕显示设备1。
[0063]
接着，将参考图1和图2来说明显示设备1的电路结构。显示设备1包括一对连接端子11、12、包括双向开关2的负载控制电路13、控制单元4、电源单元5和显示装置7。电源单元5包括：包含第一电源单元51、第二电源单元52和电容器c1的电源电路50；充电电路53；被实现为二次电池56的电荷存储元件55；以及放电电路57。显示设备1还包括相位检测单元3、操作单元8、开关驱动单元9和通信单元10。
[0064]
一对连接端子11、12电连接在被实现为照明负载的负载20与ac电源ac之间。ac电源ac和负载20的串联电路经由一对电缆w1、w2电连接至一对连接端子11、12。
[0065]
负载控制电路13电连接在一对连接端子11、12之间，以控制流经负载20的电流。负载控制电路13包括双向开关2，其被配置为选择性地使电流在连接端子11、12之间双向地切断或通过。双向开关2例如可以包括两个开关元件q1、q2，其电串联连接在连接端子11、12之间。开关元件q1、q2各自例如可被实现为诸如增强型n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)等的半导体开关元件。
[0066]
开关元件q1、q2反向串联连接在连接端子11、12之间。也就是说，开关元件q1、q2的相应源极连接在一起。开关元件q1的漏极连接至连接端子11。开关元件q2的漏极连接至连接端子12。这两个开关元件q1、q2的相应源极连接至电源单元5的接地端。注意，电源单元5的接地端定义显示设备1的内部电路的基准电位。
[0067]
开关驱动单元9包括：第一驱动单元91，用于根据从控制单元4供给的控制信号sb1来切换开关元件q1的接通/断开(on/off)状态；以及第二驱动单元92，用于根据从控制单元4供给的控制信号sb2来切换开关元件q2的接通/断开状态。双向开关2中所包括的开关元件q1、q2的接通/断开状态由开关驱动单元9切换。在这种情况下，双向开关2根据开关元件q1、q2的接通/断开状态的组合，可以将其状态从电流在连接端子11、12之间双向流动的接通状态(导通状态)切换到没有电流在连接端子11、12之间流动的断开状态(不导通状态)，反之亦然。
[0068]
相位检测单元3检测从ac电源ac施加到连接端子11、12之间的ac电压vac的相位。如本文所使用的，“相位”包括ac电压vac的过零点和ac电压vac的极性(正或负)。相位检测单元3被配置为在检测到ac电压vac的过零点时，将检测信号输出至控制单元4。相位检测单元3包括第一检测单元31和第二检测单元32。注意，在图1和其它附图中，第一检测单元31和第二检测单元32各自均仅仅由附图标记“zc”指定。第一检测单元31电连接至连接端子11。第二检测单元32电连接至连接端子12。第一检测单元31检测ac电压vac从负半周期转变为正半周期的过零点。第二检测单元32检测ac电压vac从正半周期转变为负半周期的过零点。
[0069]
在检测到当连接端子11用作高电位端子时施加的电压从小于预定值的值改变为等于或大于预定值的值时，第一检测单元31判断为应检测到了过零点，并且将第一检测信号zc1输出至控制单元4。同样，在检测到当连接端子12用作高电位端子时施加的电压从小于预定值的值改变为等于或大于预定值的值时，第二检测单元32判断为应检测到了过零点，并且将第二检测信号zc2输出至控制单元4。该预定值是设置在0伏附近的绝对值。例如，
第一检测单元31的预定值可以为约+数伏，并且第二检测单元32的预定值可以为约-数伏。因而，从严格意义上，在第一检测单元31和第二检测单元32所检测到的过零点与过零点(0v)之间可能存在一些时滞。
[0070]
控制单元4基于从操作单元8供给的检测信号或从控制器100供给的控制信号、以及从相位检测单元3供给的检测信号，来控制双向开关2电气导通的导通时间段(即，导通角)(相位控制)。控制单元4按ac电压vac的每半波调节双向开关2变为电气导通的导通时间段，这允许将负载20点亮或熄灭或者调整负载20的调光水平。
[0071]
显示装置7例如可以是自保持型显示单元。如本文所使用的，自保持型显示单元是电力消耗在保持显示面7a上所显示的内容的情况下与在改变显示面7a上所显示的内容的情况下相比更小的显示单元。在本实施例中，显示装置7例如被实现为能够用黑白进行单色显示操作的电子纸显示器71。电子纸显示器71例如可被实现为电泳式电子纸显示器，其被配置为通过借助施加的电场使得微胶囊中的连同液体一起包含的黑白颗粒移动来进行单色显示操作。注意，电子纸显示器71不必进行用黑白这两个颜色的单色显示操作，而且可以进行用三个或更多个颜色的多色显示操作。电子纸显示器71的电力消耗在更新显示面7a上所显示的信息的定时增加，但其电力消耗在保持显示面7a上所显示的信息时基本上等于零。因而，电子纸显示器71是与通常使用的液晶显示器相比具有更低的电力消耗的显示装置。如图3所示，显示装置7被设置成覆盖显示设备1的几乎整个前面，并且经由互连装置板p1的开口露出。
[0072]
利用控制单元4更新显示装置7的显示面7a上所显示的信息。例如，在通信单元10从控制器100接收到图像数据时，控制单元4将基于该图像数据的信息显示在显示装置7的显示面7a上。可选地，显示设备1可以包括存储器，并且可以将与经由操作单元8要输入的各种命令相对应的图像数据存储在存储器中。在这种情况下，控制单元4可以通过在每次经由操作单元8输入命令时从存储器读取与经由操作单元8输入的命令相对应的图像数据来更新显示面7a上所显示的信息。
[0073]
操作单元8例如包括显示装置7的整个表面上所安装的触摸屏传感器。也就是说，显示设备1包括包含显示装置7和操作单元8的触摸屏面板6作为用户界面。触摸屏传感器是电阻、电容或电磁感应型的已知触摸屏传感器。触摸屏传感器例如检测通过用手指或触笔触摸触摸屏传感器的表面的操作(诸如轻击、轻拂、滑动和拖动等)所输入的用户的命令，并且将与所输入的命令相对应的检测信号输出至控制单元4。注意，操作单元8不必被实现为触摸屏传感器，而仅仅需要被配置为根据用户的命令将与所输入的命令相对应的检测信号输出至控制单元4。例如，操作单元8也可被实现为例如推式按钮开关、可变电阻器或旋转开关。可选地，触摸屏面板6还可以包括用于在对操作单元8进行操作时在显示装置7的显示面7a上产生振动的致动器、或者发出与该操作相对应的声音的扬声器。
[0074]
通信单元10例如可以包括符合标准的通信接口，并且能够通过内部网络nt1建立通信。可替代地，通信单元10可以包括符合诸如ble(低功耗)或低功率无线电标准等的不需要无线电台许可证的通信协议的无线通信接口。通信单元10可以与诸如包括无线通信接口的智能电话或者专用于hems的监视器装置等的电信装置进行通信。例如，在设施h1的用户所使用的智能电话中，安装有用于检查或改变供在设施h1中使用的电气设备(诸如负载20、电动快门21或电锁22等)的操作状态的应用软件程序。
当用户通过使用智能电话中所安装的应用软件程序进行改变任何期望负载20的操作状态的操作来输入命令时，从智能电话发送并且利用通信单元10接收与所输入的命令相对应的控制信号。
[0075]
控制单元4根据从相位检测单元3供给的检测信号和从操作单元8供给的检测信号来控制双向开关2。控制单元4以彼此分开的方式控制开关元件q1、q2。具体地，控制单元4利用第一控制信号sb1控制开关元件q1，并且还利用第二控制信号sb2控制开关元件q2。另外，控制单元4还具有将用以使充电电流流经电容器c1的充电单元切换到第一电源单元51或第二电源单元52的能力。控制单元4在用于将负载20熄灭的熄灭模式下选择第一电源单元51、并且在用于将负载20完全点亮或者将负载20以调光水平被调整的状态点亮的点亮模式下选择第二电源单元52，作为用以使充电电流流经电容器c1的充电单元。
[0076]
控制单元4例如可以包括微计算机作为其主要构成元件。微计算机通过将程序存储在利用中央处理器(cpu)执行的微计算机的存储器中来进行控制单元4的功能。该程序可以预先存储在微计算机的存储器中，在记录在诸如存储卡等的存储介质上之后进行分发，或者经由电信线路进行下载。换句话说，上述程序被设计成使得计算机(例如，该示例中的微计算机)进行控制单元4的功能。
[0077]
电源单元5包括电源电路50、充电电路53、电荷存储元件55和放电电路57。电源电路50包括第一电源单元51、第二电源单元52、电容器c1和dc(直流)-dc转换器电路58。注意，在图1中，dc-dc转换器电路58仅仅由附图标记“dc-dc”指定。
[0078]
电源电路50经由二极管d1电连接至连接端子11，并且还经由二极管d2电连接至连接端子12。此外，电源电路50的接地端电连接至两个开关元件q1、q2各自的寄生二极管连接在一起的连接节点。这允许利用由两个二极管d1、d2以及两个开关元件q1、q2各自的寄生二极管组成的二极管桥对施加在连接端子11、12之间的ac电压vac进行整流，并供给至电源电路50。因此，在双向开关2处于断开状态的情况下，将全波整流后的ac电压vac(即，从二极管桥输出的脉动电压)施加到电源电路50。
[0079]
电源电路50包括要由第一电源单元51或第二电源单元52进行充电的电容器c1、以及用于将电容器c1的两个端子之间的电压转换成具有预定电压值(例如，3v)的dc电压的dc-dc转换器电路58。dc-dc转换器电路58的输出电压被供给至控制单元4和充电电路53。此外，电源电路50例如使dc-dc转换器电路58的输出电压升压或降压至约9v，并且将升压或降压后的电压供给至开关驱动单元9。电源电路50基于从ac电源ac获取到的电力来生成用以使负载控制电路13(包括控制单元4、开关驱动单元9和双向开关2)工作的操作电力。可选地，电源电路50可以向操作单元8和通信单元10供给这两者操作所需的电力。
[0080]
第一电源单元51是用于在用以将负载20熄灭的熄灭模式中使得电流从连接端子11、12流向电容器c1的电路，并且可被实现为诸如串联调节器电路等的恒压电路。
[0081]
第二电源单元52是用于在用以将负载20点亮(完全点亮或调光水平被调整的状态点亮)的点亮模式中使得电流从连接端子11、12流向电容器c1的电路。在点亮模式中，在与负载20的调光水平相对应的导通时间段中，双向开关2变为电气导通。也就是说，在从ac电压vac的过零点起直到双向开关2接通的时间点为止的断开时间段(即，不导通时间段)期间，第二电源单元52按ac电压vac的每半周期对电容器c1进行充电。因而，在点亮模式中，与熄灭模式相比，充电电流流经电容器c1并持续较短时间，并且特别是在负载20完全点亮时，
在充电电流流动时间段中，ac电压vac的大小(绝对值)减小。这就是第二电源单元52需要在短时间内对电容器c1进行充电的原因。因此，第二电源单元52从连接端子11、12看到的阻抗与第一电源单元51的该阻抗相比更低。这允许第二电源单元52与第一电源单元51相比在更短时间内对电容器c1进行充电。结果，即使在需要在较短时间内对电容器c1进行充电的点亮模式下，也可以将使控制单元4和其它单元工作所需的能量存储在电容器c1中。
[0082]
根据本实施例的显示设备1包括显示装置7。显示装置7是在保持显示面7a上所显示的信息的时间段期间电力消耗基本上为零的自保持型显示单元。然而，在更新所显示的信息的定时，显示装置7的电力消耗可能增加得过多而使得电源电路50的电容器c1无法供给操作所需的电力。因而，为了克服这样的问题，显示设备1还包括电容大于电源电路50的电容器c1的电容的电荷存储元件55。电荷存储元件55例如可以包括二次电池56。二次电池56例如可以是锂离子电池，而且也可以是锂聚合物电池、镍氢电池或全固态电池。此外，电荷存储元件55不必是二次电池56，而且也可以是诸如双电层电容器等的电荷存储元件。电荷存储元件55的电容大于电容器c1的电容，以用作控制单元4和其它单元的电源，因此可以在显示装置7不进行显示操作的时间段期间(例如，在夜间或当用户不在家时)对电荷存储元件55进行充分充电。这允许即使显示装置7连续地进行更新所显示的信息的操作，也利用二次电池56向显示装置7供给其操作所需的电力。
[0083]
充电电路53利用电源电路50的输出电流对二次电池56进行充电。电源电路50还对控制单元4和其它单元供电。因而，充电电路53利用从电源电路50供给的电流的一部分对二次电池56进行充电。充电电路53包括用于对电源电路50的输出电压进行转换的电压转换器电路54。电压转换器电路54例如可以包括线性电压调节器，并且将dc-dc转换器电路58的输出电压转换(例如，降压)成具有预定电压值的dc电压，由此对二次电池56进行充电。在这种情况下，充电电路53适当地具有在检测到二次电池56的过充电时立即停止对二次电池56进行充电的过充电保护功能。注意，在图1和其它附图中，电压转换器电路54仅仅由附图标记“dc-dc”指定。
[0084]
如果例如在显示装置7更新显示面7a上所显示的信息的定时、显示装置7的电力消耗增加而导致施加至显示装置7的电压下降，则放电电路57开始使用二次电池56作为电源向显示装置7供给电力。也就是说，放电电路57使得从二次电池56放电，将二次电池56的电压转换(例如，降压)成具有预定电压值的dc电压，并且将该电压施加到显示装置7。这允许即使在显示装置7的电力消耗增加时，也向显示装置7供给其操作所需的电力，使得显示装置7可以适当地工作。可选地，当被控制单元4通知显示装置7更新显示面7a上所显示的信息的定时时，放电电路57可以开始使用二次电池56作为电源来向显示装置7供给电力。此外，放电电路57允许在馈电定时从电荷存储元件55放电，并且在除馈电定时以外的馈电暂停时间段期间暂停从电荷存储元件55放电。这减少了电荷存储元件55中所存储的电量在馈电暂停时间段期间减少的可能性，由此避免了在需要从电荷存储元件55供给电力的馈电定时、电荷存储元件55中所存储的电量达不到所需水平的不想要的情形。此外，在馈电暂停时间段期间，利用充电电路53对电荷存储元件55进行充电。
[0085]
在这种情况下，放电电路57适当地具有在感测到从二次电池56的过放电时、停止从二次电池56放电的过放电保护功能。注意，通信单元10为了通信的目的而消耗大量电力。因而，在通信单元10需要建立通信的定时，放电电路57可以通过使用二次电池56作为电源
来供给通信单元10工作所需的电力。
[0086]
在上述实施例中，用于对二次电池56进行充电的充电电路53和用于控制从二次电池56的放电的放电电路57被实现为两个不同的电路。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，也可以利用包括升压/降压变换器电路的充电/放电电路来对二次电池56进行充电和放电。
[0087]
(2.4)操作
[0088]
在ac电源ac经由负载20连接在连接端子11、12之间时，对从ac电源ac施加到连接端子11、12之间的ac电压vac进行整流，使得整流后的ac电压供给至电源单元5。在启动时，负载20处于熄灭模式。因此，经由第一电源单元51对电容器c1进行充电，并且将操作所需的电压从电容器c1供给至控制单元4和其它单元，由此启动控制单元4。此外，当电流从电源电路50(即，电容器c1)流经充电电路53时，充电电路53中所包括的电压转换器电路54将电源电路50的输出电压转换(例如，升压)成具有预定电压值的dc电压，由此对二次电池56进行充电。
[0089]
在被启动的情况下，控制单元4基于从相位检测单元3供给的检测信号来判断ac电源ac的频率。然后，控制单元4根据如此确定的频率来参考预先存储在存储器中的数值表，由此设置包括各种时间(诸如1周期时间段和与调光水平相对应的导通时间段等)的参数。在这种情况下，如果操作单元8不接受将负载20点亮的命令，则控制单元4通过断开双向开关来将负载20控制成熄灭状态。在将负载20熄灭时，控制单元4将作为负载20的熄灭状态的通知的状况信息从通信单元10发送至控制器100。根据显示设备1所提供的状况信息，控制器100的管理电路101将表示负载20的熄灭状态的图像数据从通信单元102发送至显示设备1。然后，基于控制器100所提供的图像数据，显示设备1的控制单元4将表示负载20的熄灭状态的图像g1(参见图4)显示在显示装置7的显示面7a上。在这种情况下，在更新显示装置7的显示面7a上所显示的信息的定时，与在保持所显示的信息时相比，需要更大的电力。因而，在显示装置7更新所显示的信息的定时，放电电路57从二次电池56放电，将二次电池56的充电电压转换成具有预定电压值的dc电压，并且将该dc电压供给至显示装置7。当显示装置7结束用以导致其电力消耗下降的更新操作时，放电电路57停止从二次电池56放电，并且停止向显示装置7供给电力。可选地，当被控制单元4通知显示装置7更新所显示的信息的定时时，放电电路57可以开始从二次电池56放电。可替代地，在例如通过施加到显示装置7的电压的下降感测到电力不足时，放电电路57可以开始从二次电池56放电。以这种方式，向显示装置7供给其操作所需的电力，并由此允许显示装置7进行更新显示面7a上所显示的信息的操作。
[0090]
在这种情况下，在显示设备1将负载20熄灭时显示装置7的显示面7a上所显示的图像g1是显示或改变作为对象的负载20的操作状态的切换模式中的图像。图像g1的上部中央区域是标签区域r1，在该标签区域r1中，显示有表示作为对象的负载20(例如，连接至显示设备1的负载20)的名称的文字“主照明”。在标签区域r1的下方，存在表示负载20的状况的通知区域r2。在通知区域r2中，显示有表示熄灭状态的图标和文字“熄灭”。这允许用户通过查看图像g1来识别出负载20处于熄灭状态。
[0091]
在标签区域r1的左方，存在显示有表示左方向的符号“<”的操作区域r3。在标签区域r1的右方，存在显示有表示右方向的符号“>”的另一操作区域r4。在通知区域r2的下方，
设置有在右/左方向上并排配置的操作区域r5、r6。在操作区域r5中，显示有文字“场景”。在操作区域r6中，显示有文字“信息”。
[0092]
为了将作为对象的负载20点亮，用户对图像g1的通知区域r2进行触摸操作。当对图像g1的通知区域r2进行触摸操作时，操作单元8接受经由触摸操作输入的用户命令，并且根据所接受的命令来将检测信号(例如，用以将负载20完全点亮的检测信号)输出至控制单元4。根据从操作单元8供给的检测信号和相位检测单元3所获得的检测结果，控制单元4控制双向开关2的导通时间段，由此控制流经负载20的电流量以将负载20点亮。例如，为了将负载20完全点亮(即，将负载20以100％的调光水平点亮)，控制单元4按ac电压vac的每半周期在自ac电压vac的过零点起经过了电容器c1的充电时间段的定时接通双向开关2。然后，控制单元4在自双向开关2已接通的定时起经过了与调光水平相对应的导通时间段的定时断开双向开关2。当双向开关2接通时，大到足以将负载20点亮的电流流动，从而将负载20点亮。由于双向开关2处于接通状态的导通时间段(即，电流流经负载20的时间段)根据调光水平而变化，因此负载20可以以与调光水平相对应的亮度点亮。
[0093]
在这种情况下，在负载20点亮的点亮状态下，在双向开关2电气导通的导通时间段期间，连接端子11、12之间的电压变为基本上等于零。因而，在导通时间段中，电源电路50不能对电容器c1进行充电。因此，第二电源单元52按ac电压vac的每半周期在双向开关2处于断开状态的时间段期间(例如，在ac电压vac的过零点和双向开关2接通的时间点之间的间隔期间)在短时间内对电容器c1进行充电，由此确保控制单元4和其它单元所用的电力。
[0094]
当将负载20点亮时，控制单元4将表示负载20处于点亮状态(或进行了将负载20点亮的操作)的状况信息从通信单元10发送至控制器100。根据显示设备1所提供的该状况信息，控制器100的管理电路101将表示负载20的点亮状态的图像数据从通信单元102发送至显示设备1。然后，显示设备1的控制单元4基于控制器100所提供的图像数据来将表示负载20处于点亮状态的图像g2(参见图5)显示在显示装置7的显示面7a上。在这种情况下，在显示装置7更新显示面7a上所显示的信息的定时，与保持所显示的信息时相比需要更大的电力。因此，在显示装置7更新所显示的信息的定时，放电电路57从二次电池56放电，将二次电池56的充电电压转换成具有预定电压值的dc电压，并且将该dc电压供给至显示装置7。当显示装置7结束使得其电力消耗下降的更新操作时，放电电路57停止从二次电池56放电并且停止向显示装置7供给电力。
[0095]
在表示负载20的点亮状态的图像g2的通知区域r2中，显示表示点亮状态的图标和文字“100％点亮”。在通知区域r2中，显示有文字“100％点亮”的区域用作操作区域r7。当对图像g2的操作区域r7进行触摸操作时，操作单元8接受经由触摸操作输入的命令，并且将用以显示用于改变负载20的点亮状态的画面的操作信号输出至控制单元4。作为响应，控制单元4将从操作单元8供给的操作信号从通信单元10发送至控制器100。然后，控制单元4将用于改变负载20的点亮状态的选择图像显示在显示装置7的显示面7a上。在这种情况下，在显示装置7改变显示面7a上所显示的信息的定时，放电电路57从二次电池56放电，将二次电池56的充电电压转换成具有预定电压值的dc电压，并且将该dc电压供给至显示装置7。用于改变负载20的点亮状态的选择图像允许用户选择负载20的任何期望调光水平(包括表示熄灭状态的调光水平0％)。当用户选择期望调光水平时，控制单元4根据所选择的调光水平来控制双向开关2的导通时间段，由此将负载20按所选择的调光水平点亮。另外，控制单元4还将
表示负载20的调光水平的通知信息从通信单元10发送至控制器100。
[0096]
在对图像g1或g2的操作区域r5进行触摸操作时，显示设备1将允许用户从生活的各种场景(诸如醒来、就寝和看电视等)中选择任何期望场景的场景模式图像显示在显示装置7的显示面7a上。在这种情况下，针对多个场景中的各场景预先设置了包括负载20的多个电气设备的操作状态。
[0097]
可替代地，当对图像g1或g2的操作区域r6进行触摸操作时，显示设备1将呈现外部信息的信息呈现模式中的图像显示在显示装置7的显示面7a上。当对图像g1或g2的操作区域r6进行触摸操作时，控制单元4将表示显示设备1的显示模式已切换到信息呈现模式的状况信息从通信单元10发送至控制器100。接着，当控制器100根据显示设备1所提供的状况信息将表示信息呈现模式的图像数据发送至显示设备1时，显示设备1的控制单元4基于该图像数据来将图像g21(参见图6)显示在显示装置7的显示面7a上。
[0098]
控制器100的管理电路101例如可以从服务器120获取各种类型的外部信息。管理电路101所获取到的外部信息的示例包括与天气预报、用户在外出时是否需要雨伞、在太阳下晒干衣服的百分比、以及适合今天天气的衣服有关的信息。管理电路101基于如此获取到的各种外部信息来生成信息呈现模式的图像数据，并将该图像数据发送至显示设备1。显示设备1的控制单元4基于控制器100所提供的图像数据来将呈现外部信息的图像g21显示在显示装置7的显示面7a上。在这种情况下，在更新显示装置7的显示面7a上所显示的信息的定时，放电电路57从二次电池56放电，将二次电池56的充电电压转换成具有预定电压值的dc电压，并将该dc电压供给至显示装置7。可选地，显示设备1的通信单元10可以从控制器100接收各种类型的外部信息，并且控制单元4可以基于各种类型的外部信息来生成图像数据，并将图像数据显示在显示装置7的显示面7a上。
[0099]
图像g21的上部中央部分是标签区域r31。在图像g21的标签区域r31中，显示表示要呈现的外部信息的类型的文字“今日天气”。在图像g21的标签区域r31的下方，提供显示要呈现的信息的通知区域r32。在图像g21的通知区域r32中，显示表示今日天气的图标和文字。
[0100]
在图像g21的标签区域r31的左方，存在显示有表示左方向的符号“<”的操作区域r33。在标签区域r31的右方，存在显示有表示右方向符号“>”的操作区域r34。对操作区域r33或操作区域r34进行触摸操作使得能够改变呈现在图像g21上的外部信息的类型。可选地，可以在预定定时自动改变呈现在图像g21上的外部信息的类型。
[0101]
当对图像g21的操作区域r35进行触摸操作时，显示设备1将显示或改变作为对象的负载20的操作状态的切换模式中的图像g1或g2显示在显示装置7的显示面7a上。另一方面，当对图像g21的操作区域r36进行触摸操作时，显示设备1将允许用户从各种场景中选择任何期望场景的场景模式图像显示在显示装置7的显示面7a上。
[0102]
注意，在显示设备1中，显示装置7更新显示面7a上所显示的信息的定时不必是操作单元8接受用户(例如，通过改变负载20的操作状态的操作)所输入的命令的定时。可替代地，当例如通信单元10接收到来自控制器100的信号时，控制单元4可以根据来自控制器100的信号来更新显示装置7的显示面7a上所显示的信息。可替代地，用户可以使用智能电话来进行改变负载20的操作状态的操作。在这种情况下，当通信单元10接收到从智能电话发送来的控制信号时，控制单元4可以根据该控制信号控制负载20以更新显示装置7的显示面7a
上所显示的信息。可替代地，如果用户对显示设备1设置使负载20进行期望操作(诸如使负载20在习惯醒来的预设时刻点亮的操作等)的操作时刻，则显示设备1使负载20在该操作时刻进行期望操作。可选地，当已使负载20进行期望操作时，显示设备1可以根据所进行的操作的类型来更新显示装置7的显示面7a上所显示的信息。
[0103]
显示设备1不必始终检查或改变连接至显示设备1的负载20的操作状态。可替代地，显示设备1可以根据经由对操作单元8进行的操作所输入的命令，将表示为了用在设施h1中而指定的任何电气设备的操作状态的图像显示在显示面7a上。当用户在该图像上输入改变所指定的电气设备的操作状态的命令时，根据所输入的命令来将控制信号从显示设备1发送至控制器100。在接收到来自显示设备1的控制信号时，控制器100根据该控制信号来控制所指定的电气设备的操作状态。这允许用户通过使用显示设备1来控制任何其它电气设备的操作状态。
[0104]
注意，显示装置7上所显示的图像不一定是上述图像，而且可以适当更改。另外，显示装置7更新所显示的信息的定时不一定是上述定时。相反，在显示装置7更新所显示的信息的定时，可以从电荷存储元件55向显示装置7供给操作所需的电力。
[0105]
(3)变形例
[0106]
将参考图7来说明根据上述典型实施例的变形例的显示设备1。在根据本变形例的显示设备1中，显示装置7包括像素内存储器液晶显示器72和作为用于对像素内存储器液晶显示器72的显示面7a进行照明的背光源的光源73，这是与上述典型实施例的主要区别。注意，在图7中，像素内存储器液晶显示器72被简称为“液晶面板”。在除显示装置7以外的方面，本变形例与上述实施例相同，因此本变形例中的具有与上述实施例的对应部分相同的功能的任何构成元件将由与该对应部分相同的附图标记指定，并且这里将省略其详细说明。
[0107]
如上所述，在根据本变形例的显示设备1中，显示装置7包括像素内存储器液晶显示器72。在像素内存储器液晶显示器72中，形成显示器的多个像素中的各像素均具有记忆效应。因而，当更新所显示的信息时，即使显示装置7未通电，也可以保持所显示的信息。因而，使用像素内存储器液晶显示器72使得能够与更新显示面7a上所显示的信息的定时相比，在保持所显示的信息时降低电力消耗。另一方面，为了检查像素内存储器液晶显示器72上所显示的信息，需要启动作为用于从显示装置7的背面对显示装置7的显示面7a进行照明的背光源的光源73。因此，在更新所显示的信息的定时和在光源73发光的定时，电力消耗增加。
[0108]
因而，在根据本变形例的显示设备1中，放电电路57在显示装置7更新显示面7a上所显示的信息的定时以及在光源73发光的定时，通过使用电荷存储元件55作为电源来向显示装置7供电。这使得根据本变形例的显示设备1能够向显示装置7供给其操作所需的电力。
[0109]
可选地，根据上述典型实施例的显示设备1可以包括作为用于从显示装置7的前面对显示装置7的显示面7a进行照明的前灯的光源。在这种情况下，电荷存储元件55可以在显示装置7更新显示面7a上所显示的信息的定时以及在光源73发光的定时，向显示装置7供给电力。
[0110]
(总结)
[0111]
从以上描述可以看出，根据第一方面的显示设备(1)包括一对连接端子(11,12)、
负载控制电路(13)、电源电路(50)、要利用电源电路(50)进行充电的电荷存储元件(55)和具有显示面(7a)的显示装置(7)。一对连接端子(11,12)电连接在负载(20)和交流电源(ac)之间。负载控制电路(13)电连接在一对连接端子(11,12)之间，并且控制流经负载(20)的电流。电源电路(50)电连接在一对连接端子(11,12)之间，并且基于从ac电源(ac)供给的电力来生成用以使负载控制电路(13)工作的电力。电荷存储元件(55)在馈电定时向显示装置(7)供电。该馈电定时包括显示装置(7)更新显示面(7a)上所显示的内容的定时和为对显示装置(7)的显示面(7a)进行照明而设置的光源(73)发光的定时至少之一。
[0112]
该方面允许显示装置(7)通过在显示装置(7)的电力消耗增加的定时从电荷存储元件(55)向显示装置(7)供给电力来进行显示操作。另外，负载(20)和ac电源(ac)连接至一对连接端子(11,12)，由此仅需要两个电缆(w1,w2)连接至一对连接端子(11,12)。因此，该方面提供了有助于简化电缆(w1,w2)连接的显示设备。
[0113]
在根据可以结合第一方面实现的第二方面的显示设备(1)中，电荷存储元件(55)包括二次电池(56)。
[0114]
该方面允许在显示装置(7)的电力消耗增加时的馈电定时利用二次电池(56)作为电源向显示装置(7)供电。
[0115]
在根据可以结合第一方面或第二方面实现的第三方面的显示设备(1)中，电荷存储元件(55)包括双电层电容器。
[0116]
该方面允许在显示装置(7)的电力消耗增加的馈电定时利用双电层电容器作为电源来向显示装置(7)供电。
[0117]
在根据可以结合第一方面至第三方面中任一方面实现的第四方面的显示设备(1)中，显示装置(7)包括自保持型显示单元(71)。自保持型显示单元(71)是电力消耗在保持显示面(7a)上所显示的内容的情况下与更新显示面(7a)上所显示的内容的情况下相比更小的显示单元(71)。
[0118]
该方面提供了有助于简化电缆(w1,w2)连接的显示设备。
[0119]
在根据可以结合第一方面至第三方面中任一方面实现的第五方面的显示设备(1)中，显示装置(7)包括像素内存储器液晶显示器(72)。
[0120]
该方面提供了有助于简化电缆(w1,w2)连接的显示设备。
[0121]
根据可以结合第一方面至第五方面中任一方面实现的第六方面的显示设备(1)还包括充电电路(53)，其用于利用电源电路(50)的输出电流对电荷存储元件(55)进行充电。充电电路(53)包括电压转换器电路(54)，其用于对电源电路(50)的输出电压进行电压转换。
[0122]
该方面允许利用电压转换器电路(54)的输出对电荷存储元件(55)进行充电。
[0123]
根据可以结合第一方面至第六方面中任一方面实现的第七方面的显示设备(1)还包括放电电路(57)，其用于在馈电定时从电荷存储元件(55)放电，并且在除馈电定时以外的馈电暂停时间段期间，暂停从电荷存储元件(55)放电。
[0124]
该方面降低了在馈电暂停时间段期间电荷存储元件(55)中所存储的电荷量下降的可能性。
[0125]
注意，根据第二方面至第七方面的构成元件不是显示设备(1)的必要构成元件，并且可以适当省略。