JP2006030718A - シート型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
画面書換え時に微量電力を消費し、一旦画面の書換えが終了してしまうと、電力を消費しないことを特徴とする電子ペーパは、従来同容量のバッテリにより長時間駆動が可能であるものの、ディスプレイ製品として考えた場合、画面駆動用のＩＣを始めとした周辺回路の消費電力をも考慮した場合には、長期間駆動のニーズには耐えられない。しかし、薄型でシート状のディスプレイ製品への適用が可能なことから、従来紙で行われていたポスタ等の情報配信を電子化する手段として用いられるニーズが高く、駆動時間を長期化する必要があった。
【解決手段】
電子ペーパ表示部、ホストから配信されるデータを受信する通信回路、受信したデータを前記電子ペーパ表示部に描画する駆動回路、各部に電力を供給するバッテリを備えたシート型ディスプレイ装置であって、前記バッテリから各部への給電を制御する給電制御部を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子ペーパを用いたシート型ディスプレイ装置に関する。

従来の液晶ディスプレイは、液晶画面表示の為に高い電力消費量が要求される為に、通常外部からの電源供給が必要である。又、電源・ネットワーク接続等が必要であることから、特別な設置場所や設置用の持具が必要となる為設置場所に制約があり、また設置コストが高いという問題があった。液晶ディスプレイを搭載したノートパソコンやＰＤＡ等のモバイル製品は、バッテリ駆動が可能であるが、液晶ディスプレイそのものの電力消費量が大きいことに加え、製品の高機能化による電力消費量が大きく、駆動時間が短い為に、長期間の運用には耐えられなかった。

一方、電子ペーパ液晶は、画面書換え時に微量電力を消費するが、一旦画面の書換えが終了してしまうと電力を消費しないで画像保持ができるため、超低消費電力駆動が可能であるという技術的特徴がある。この特徴を活かし、モバイル型のノートＰＣやＰＤＡ等の製品の液晶ディスプレイ部分を電子ペーパに置き換えることで、従来に比べ同容量のバッテリにより長時間の製品駆動が可能になることが期待されている。またシート状の薄い液晶画面を構成できることから、軽量コンパクトで携帯性の高い製品の開発も期待されている。

又、電子ペーパとしては、液晶以外にも電気泳動、粒子の回転、エレクトロクロミー等の技術を用いたものも同様に開発が進められている。

本発明に関連する先行技術文献としては以下のようなものがある。

特開２００３−１５０１００号公報 特開２００３−１６２２４５号公報

電子ペーパ液晶パネルは、画面書換え時に微量電力を消費し、一旦画面の書換えが終了してしまうと、電力を消費しないことを特徴としており、従来同容量のバッテリにより長時間駆動が可能である。また反射型で薄型軽量な実装構造が可能である為、シート状のディスプレイ装置への適用が可能なことから、従来紙媒体で行われていたポスタ等の情報配信を電子化する手段として用いるニーズが高い。しかし、紙媒体に代替できるディスプレイ装置を考えた場合、電子ペーパ液晶を利用しても、その画面を駆動する回路等周辺回路の消費電力を考慮すると、電子的な書換えが可能であり、かつ紙媒体で期待されている長期間表示のニーズを満足するのは難しい。

本発明は、電子ペーパ表示部、ホストから配信されるデータを受信する通信回路、受信したデータを前記電子ペーパ表示部に描画する駆動回路、及び各部に電力を供給するバッテリを備えたシート型ディスプレイ装置であって、前記バッテリから各部への給電を制御する給電制御部を備えたことを特徴とする。

本発明により、従来目的に合せ何処にでも自由に設置していた紙媒体による情報提供手段を、本発明応用製品に代替するだけで電子化でき、また長期間バッテリ充電を必要とすること無く稼動が可能となる。

図１に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の外観図を示す。（ａ）は装置正面図、（ｂ）は装置断面図である。１００は電子ペーパ液晶画面、１０１はプラスチック筐体、１０２は太陽電池パネル、１０３は内蔵のバッテリ、１０４は内蔵の回路実装基板である。本実施例で太陽電池パネルは、正面左側に配置しているが、装置の設置場所として、窓ガラス等に設置して背面からの採光が期待出来る場合、太陽電池パネルを背面実装することも可能である。また、振動発電可能な圧電素子等を実装することも可能である。

図２に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の実装構造図を示す。２００は電子ペーパ液晶パネル、２０１は太陽電池、１０３はバッテリ、２０３はＤＣ／ＤＣコンバータ、２０４はクロック回路、２０５は閾値判定／給電制御回路、２０６はプログラム格納用ＲＯＭ、２０７はメモリ、２０８は無線通信回路、２０９はマイクロプロセッサ、１０４は回路実装基板、２１１はドライバＩＣ、２１２はアンテナである。

図１２に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の論理ブロック図を示す。１２０１はアンテナ、１２０２は無線通信回路、１２０３はメモリ、１２０４はプログラム格納用ＲＯＭ、１２０５はマイクロプロセッサ、１２０６はドライバＩＣ、１２０７は表示部、１２０８は閾値判定／給電制御回路、１２０９は表示間隔制御回路である。

図３に、本発明の１実施例である４面隣接設置可能なシート型ディスプレイ装置の外観図を示す。３００は４面隣接設置用筐体、３０１は電子ペーパ液晶パネル、３０２はバッテリ及び回路実装基板格納エリア、３０３は太陽電池パネル、３０４は４面隣接設置時の構成である。３０４で示す様な構成で設置し、各ディスプレイ装置に１枚のコンテンツを４分割した画像を表示することで、１枚の大型画面としての利用が可能となる。

図４に、本発明のシート型ディスプレイ装置を用いたコンテンツ配信システムの１実施例を示す。４００はシート型ディスプレイ装置、４０１は無線ＬＡＮ装置、４０２はネットワーク網、４０３はホストサーバ、４０４はコンテンツ格納用ディスク群、４０５はホスト管理用端末である。コンテンツ管理者は、ホスト管理用端末４０５の操作により、コンテンツ格納用ディスク４０４に格納されているビットマップ形式のコンテンツデータ４０６に、制御情報４０７を付加した送信データを作成後、ホストサーバ４０３を介して、シート型ディスプレイ装置４００に対してコンテンツデータを送信する。コンテンツデータ４０６は１または複数のコンテンツパターンデータからなり、各パターンデータのアドレスを示すポインタが制御情報４０７に含まれている。又、制御情報４０７には複数のコンテンツパターンを順次画面に表示するための間隔時間を指定する監視時間値も含まれる。送信データは、ネットワーク網４０２、無線ＬＡＮ装置４０１を経由して、シート型ディスプレイ装置４００に送信される。シート型ディスプレイ内無線通信回路１２０２は、コンテンツデータを受信すると、シート型ディスプレイ装置内のメモリ１２０３に、制御情報と共に、コンテンツデータを格納する。メモリ１２０３には現在表示中のコンテンツパターンのポインタを格納する現ポインタ４０９が用意されている。メモリ１２０３に格納されたポインタ群の最後には先頭ポインタに戻るための終端情報が設定され、コンテンツパターンが繰り返し表示されるようにする。本実施例では、通信処理として無線ＬＡＮを想定しているが、これらに限られること無く、BlueToothやPHS等他の通信処理の適用も可能である。

図５は本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の動作フロー図を示す。ホストサーバから無線通信でコンテンツデータが送信されると（５００）、無線通信回路１２０２がアンテナ１２０１を経由してコンテンツデータを受信、メモリ１２０３に格納する（５０１）。データの受信及びメモリへの格納が完了すると、無線通信回路１２０２はマイクロプロセッサ１２０５を起動した（５０２）後、データ受信感知に必要な最低限の回路以外の駆動を止めスタンバイモードとなる。

図７は本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置のマイクロプロセッサ動作フロー図を示す。マイクロプロセッサ１２０５は、ＲＯＭ１２０４からメモリ１２０３にコンテンツ描画用プログラムをダウンロード（７００）し、プログラムを実行する（７０１）。メモリ１２０３に格納されたコンテンツデータは、該プログラムによりメモリ１２０３から読み出され描画用ドライバ１２０６を経由して、表示部（電子ペーパ液晶画面）１２０７に表示される。表示が終了すると（７０２）、マイクロプロセッサ１２０５は現ポインタ４０９を更新した（７０３）後、マイクロプロセッサ１２０５はシャットダウン処理（７０４）を実行し処理を終了する。

図６は、本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の表示間隔監視回路１２０９の処理フローを示す。表示間隔監視処理が起動されると、コンテンツデータが受信中であるかをチェックする（６００）。通信が行われていない場合、監視時間値を取得し（６０１）、内臓タイマを起動（６０２）、内蔵タイマによる時間監視を行う（６０３）。監視時間が経過した場合、マイクロプロセッサを起動し（６０４）、内蔵タイマを停止する（６０５）。プロセッサによるコンテンツ画像の電子ペーパ液晶パネルへの描画が完了すると、内蔵タイマをリセットし（６０７）、次の監視処理に移る。この様に、一定時間間隔で、一括受信したコンテンツ複数パタンを、時間毎にマイクロプロセッサ１２０５を起動し（６０４）順次画面に表示することで、コンテンツの送受信頻度を下げ、コンテンツ配信側の煩雑な処理を無くすと共に、本実施例駆動中の通信動作による電力消費のオーバヘッドを低減することが可能となる。

図８に、本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の閾値判定／給電遮断制御回路のブロック図を示す。閾値判定／給電遮断制御回路１２０８は、デイップスイッチ８０１、電圧値設定回路８０２、コンデンサー８０３、電圧比較回路８０４、給電遮断制御回路８０５、給電遮断回路８０６で構成される。

デイップスイッチ８０１は、太陽電池からの給電量を比較する際の電圧設定を３段階に可変に設定する為に利用する。電圧は閾値判定処理回路が動作する最小動作電圧をＬ（最低）とし、設置場所光度によりＭ（中）、Ｈ（高）と３段階設定可能である。電圧値設定回路８０２は、ディプスイッチで設定されたレベルに従い、太陽電池２０１から給電される電圧容量と比較する電圧値を設定する。閾値に複数のレベルを設けるのは、ディスプレイ装置を設定する場所の周囲の明るさや、使用用途によって装置回路が稼動している時間を変更できるようにするためである。例えば、ディスプレイ装置を屋外に設置した場合、太陽が良く当たる場所と当たらない場所では、夕方の同じ時間でも明るさが違っている。そのような場合でも、閾値を変更することにより、似たような時刻に装置回路を遮断することができるようにする。又、屋内の場合でも、ディスプレイ装置の設置位置によっては、外からの採光が可能となるための光度が違うので、それを補正するために設定値を変更する。

コンデンサ８０３は、ディスプレイ装置を屋内に設置した場合に、瞬停等で予定外に短時間暗くなった際に、装置回路を止めないようにするために設けられており、コンデンサに蓄電された電流が一定時間閾値を超えて流れることで不測の事態における安定稼動を保証している。

電圧比較回路８０４は、電圧値設定回路８０２で設定された電圧閾値と、太陽電池２０１かららコンデンサー８０３を経由して給電される電圧量を比較し、太陽電池から給電される電圧量が設定された閾値を下回った場合、給電遮断制御回路８０５からの指示により、給電遮断回路８０６は全ての制御回路（無線通信回路１２０２、マイクロプロセッサ１２０５、表示間隔監視回路１２０９）に対する太陽電池２０１及びバッテリ２０２からの給電を遮断する。但し、その際でも太陽電池２０１からの給電は、そのままバッテリ２０２に対して供給し蓄電する。また、給電される電圧量が再び設定された閾値を一定間隔越え続けた場合、給電遮断制御回路８０５からの指示により給電遮断回路８０６は無線通信回路１２０２への給電遮断を解除する。

給電遮断制御回路８０５は無線通信回路１２０２からのマイクロプロセッサ起動および表示間隔監視回路１２０９からのマイクロプロセッサ起動を受けて、給電遮断回路８０６にマイクロプロセッサ１２０５への給電開始を指示する。

図９に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の、鉄道車両ガラス面に設置する際の正面（ａ）、背面（ｂ）概観図及び設置図例（ｃ）を示す。９００は液晶画面であり、４枚の電子ペーパ液晶パネルをシームレスな構成で配置しており、４枚の画像を個別に表示させる、また一枚を４分割した画像の表示が可能である。９０１は太陽電池パネルである。背面に太陽電池パネルを実装することで、設置図例（ｃ）にある様に、シート型ディスプレイ装置本体９０２を鉄道車両ドアガラス面（９０３）に貼り付け、車外の光を集光し、太陽光発電することで、車内設置に比べ大きな発電容量が期待出来る。

図１０に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置を、鉄道車両に吊下げ設置する場合の構成図（ａ）及び設置図例（ｂ）を示す。鉄道車両天井部に紙ポスター中吊り広告を設置するための留め金１０００に、繊維状のフレキシブルな素材で形成された取り付けユニット１００１を接合する。また、取り付けユニット１００１は、支持棒を挿入するガイド溝１００２により電子ペーパ液晶画面本体１００４に接続される。これにより、天井吊下げ時のディスプレイ装置の柔軟性を保証し、かつ設置の為の車両改造を必要としない。１００３は、電子ペーパ液晶画面本体１００４に接続する脱着式のアダプタである。利用用途に応じて太陽電池パネルを始め、スピーカーや拡張バッテリ等各種機能を付加することが可能となる。（ｂ）は鉄道車両天井部に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置１００５を中吊り広告媒体として設置した際の例を示しており、側面に太陽電池パネルを配置したアダプタを接続することで、蛍光灯近傍での採光が可能となり大きな発電容量が期待出来る。

図１１に本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置の、鉄道車両壁面に設置する場合の設置図例（ａ）及び接合部の断面図（ｂ）を示す。本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置１１０１の外周にフランジ１１０２を設け、ポスタ用の既存の額縁１１０３と、車両壁面に予めネジ止めされているベース部分のポスタを設置する背面パネル１１００の間にフランジ１１０２を嵌め込み、本発明の１実施例であるシート型ディスプレイ装置１１０１を固定することで、電車内壁面のポスタ掲示スペースへの取り付けが容易に可能となる。

以上のように、本発明の実施形態として液晶を用いたシート型ディスプレイ装置を説明したが、本発明はこれに限られること無く、同様の課題を有した、電気泳動、粒子の回転、エレクトロクロミー等を用いたシート型ディスプレイ装置にも適用できる。

本発明のシート型ディスプレイ装置の外観図である。 本発明のシート型ディスプレイ装置の実装構造図である。 本発明の4面隣接シート型ディスプレイ装置の外観図である。 本発明のシステム構成図である。 本発明の装置動作フロー図である。 本発明の表示間隔監視処理フロー図である。 本発明のマイクロプロセッサ動作フロー図である。 本発明の閾値判定／給電遮断制御回路のブロック図である。 本発明の装置を鉄道車両ドアガラス面に設置する場合の設置図である。 本発明の装置を鉄道車両天井部に吊下げ設置する場合の設置図である。 本発明の装置を鉄道車両壁面に設置する場合の設置図である。 本発明のシート型ディスプレイ装置の論理ブロック図である。

符号の説明

１００：電子ペーパ液晶画面
１０１：プラスチック筐体
１０２：太陽電池パネル
１０３：バッテリ
１０４：回路実装基板
２００：電子ペーパ液晶パネル
２０１：太陽電池
２０５：閾値判定／給電制御回路
２０６：プログラム格納用ＲＯＭ
２０７：メモリ
２０８：無線通信回路
２０９：マイクロプロセッサ
２１１：ドライバＩＣ
２１２：アンテナ
３００：４面隣接設置用筐体
３０１：電子ペーパ液晶パネル
３０２：バッテリ及び回路実装基板格納エリア
３０３：太陽電池パネル
３０４：４面隣接設置時の構成
４００：シート型ディスプレイ装置
４０１：無線ＬＡＮ装置
４０２：ネットワーク網
４０３：ホストサーバ
４０４：コンテンツ格納用ディスク群
４０５：ホスト管理用端末
４０６：送信データ
４０７：制御情報
８０４：電圧比較回路
８０６：給電遮断回路
１２０１：アンテナ
１２０２通信回路
１２０５：マイクロプロセッサ
１２０７：表示部

Claims (12)

1. 電子ペーパ表示部、ホストからのデータを受信する通信回路、受信したデータを前記電子ペーパ表示部に描画する駆動回路、及び各部に電力を供給するバッテリを備えたシート型ディスプレイ装置であって、前記バッテリから各部への給電を制御する給電制御部を備えたことを特徴とするシート型ディスプレイ装置。
2. 前記バッテリを充電する発電回路を備え、前記給電制御部は前記発電回路の発電量により前記バッテリから各部への給電を制御することを特徴とする請求項１記載のシート型ディスプレイ装置。
3. 前記給電制御部は前記発電回路の発電量が予め設定された閾値よりも小さくなった場合に、前記バッテリから各部への給電を停止することを特徴とする請求項２記載のシート型ディスプレイ装置。
4. 前記給電制御部は各部への給電を停止した後、発電量が閾値を超えた場合に、前記通信回路に給電を開始することを特徴とする請求項３記載のシート型ディスプレイ装置。
5. 前記通信回路はホストからのデータを受信すると前記駆動回路を起動し、起動された前記駆動回路は受信したデータを前記電子ペーパ表示部に描画した後、自回路をシャットダウンすることを特徴とする請求項１記載のシート型ディスプレイ装置。
6. 前記給電制御部は前記閾値を変更する手段を備えていることを特徴とする請求項３乃至４記載のシート型ディスプレイ装置。
7. 前記発電回路は太陽電池であることを特徴とする請求項２乃至３記載のシート型ディスプレイ装置。
8. 前記電子ペーパ表示部は液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至７記載のシート型ディスプレイ装置。
9. 前記ホストからのデータには１または複数のコンテンツパターン及び前記複数のコンテンツパターンを一定間隔で順次表示するための監視時間が含まれ、前記監視時間毎に前記描画駆動回路を起動する表示間隔監視回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のシート型ディスプレイ装置。
10. 反射型の電子ペーパ液晶パネル、無線通信回路、バッテリ及び太陽電池をプラスティックのシート状筐体に一体に実装することにより紙の利便性と液晶ディスプレイの書換自在性を備えたことを特徴とするシート型ディスプレイ装置。
11. 前記太陽電池を前記電子ペーパ液晶パネルの実装面の背面に実装したことを特徴とする請求項１０記載のシート型ディスプレイ装置。
12. 請求項１０記載のシート型ディスプレイ装置を複数隣接して設置したことを特徴とするシート型ディスプレイ装置。

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