JP2008130011A - 太陽電池を用いた情報表示装置及びその使用方法及びそれを用いたシステム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池を用いた情報表示端末、その使用方法、それを用いたシステムを提供すること。
【解決手段】情報表示装置であって、太陽電池と、所定の電圧で駆動する情報表示手段と、外部からの信号を受信する検出手段と、受信した信号に基づいて、前記情報表示手段に所定の情報を表示する制御手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池を用いた情報表示装置及びその使用方法及びそれを用いたシステムに関する。

太陽電池を用いた装置は、一般に広く使われている。
特開２００５−７８３７０号公報 実用新案登録第３０８９９１２号公報 特開２００１−１９５６５９号公報

特許文献１，３のような構成は、ＩＣカード内に二次電池やキャパシタ等の蓄電装置を設けることを排除しているか、または考慮していないので、ＩＣカードを安定的に動作させることについては考慮されていない。
特許文献２のような構成は、太陽電池の出力に応じた用途として現実的には昇圧回路が必要であり、これらについては考慮されていない。また、スイッチ等の手動による操作により、表示変換することを前提にしている。

本発明の目的のひとつは、簡易な構成で、太陽電池を用いた安定的に動作する情報表示装置やシステムを提供することにある。

本発明の情報表示装置は、色素増感太陽電池と、所定の電圧で駆動する情報表示手段と、外部からの信号を受信する検出手段と、受信した信号に基づいて、前記情報表示手段に表示させる制御手段と、を備える。

本発明によれば、簡易な構成で、太陽電池を用いた情報表示装置やシステムを安定的に動作させることができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。

図１は、本発明の第１の実施例に係る情報表示装置１００の外観を示す。第１実施例の情報表示装置の外観には、太陽電池１１０と情報表示手段１４０と検出手段１６０とが備えられる。
太陽電池１１０は、外部からの光エネルギーを電気エネルギーに変換して、情報表示手段や制御手段を駆動する。例えば、色素増感型太陽電池を用いても良い。色素増感型太陽電池は、色や形状の自由度が高く、任意の形状に加工することができる。また、印刷と同様なＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる製造が可能であり、ＩＣカードの製造の一工程として、色素増感型太陽電池を組み込むことができ、製造コストも抑えることができる。プラスチック基板を使えば曲がる電池も実現できる。Ｓｉ(シリコン)型太陽電池よりも大幅に軽くなる。可撓性にもすぐれるため、平面では無い形状にも用いることができる。また、色素増感型太陽電池は、その電池の発電面が直接光源に向いていなくても、Ｓｉ型太陽電池より効率良く発光できる。また、室内光でも十分に発光でき、立ち上がりも早い。
なお、図１では、情報表示手段１４０の上部に太陽電池１１０が配置されるような構成を示したが、これに限定されず、例えば、太陽電池１１０を四辺に配置するような構成を用いても良い。更に、本実施例では、色素増感型太陽電池を用いて説明したが、これに限定されず、同様の特徴を有するものを用いてもよい。
情報表示手段１４０は、所定の情報を視覚的に提示する。例えば、電子ペーパーを用いてもよい。電子ペーパーは、電気泳動型ディスプレイでもよい。電気泳動型ディスプレイは、表示内容を変更するときにのみ、電圧を加えれば良く、表示の維持のための電力を必要としない。つまり、電子ペーパーの各画素に電圧（電界）を印加し、電子ペーパー内にある色（例えば、白と黒）のついた粒子を動かすことによって、必要な情報が表示できる。電子ペーパー内の粒子は、電圧（電界）の印加を止めると粒子の動きも止まる。これにより、消費電力を抑えることができる。図１では、７セグメントの形式で情報を表示する電気泳動型ディスプレイを示すが、これに限定されない。
検出手段１６０は、外部からの信号を受信したり、または、特定の事象を検出したりする。例えば、外部からの電波信号や赤外線信号を受信するアンテナや、音や光を検出するセンサーを用いてもよいが、これらに限定されず、同様の特徴を有するものも用いても良い。

図２は、図１の情報表示装置の内部構成の一例を示す。第１実施例の情報表示装置の内部には、太陽電池１１０と、蓄積手段１２０と、昇圧手段１３０と、情報表示手段１４０と、制御手段１５０と、検出手段１６０とが備えられる。
太陽電池１１０は、上述したので、説明を省略する。
蓄積手段１２０は、太陽電池１１０が生成した電気エネルギーを一時的に蓄積する。本実施例では、後述する昇圧手段１３０と組み合わせて用いる。例えば、電気二重層コンデンサーや二次電池等を用いても良いが、これらに限定されない。好ましくは、太陽電池１１０が発電した電力の余剰分がある場合、一時的ではなく、蓄積手段１２０に電力が蓄えられるような構成とする。何らかの理由で光が遮られ、太陽電池１１０のパネルに光が当たらない場合もある。かかる場合、太陽電池は発電できず、装置全体が機能しなくなる。本実施例に係る構成では、太陽電池１１０が発電していない場合、蓄積手段１２０に蓄えられた電気エネルギーを用いて情報表示手段や制御手段を駆動させる。また、蓄積手段１２０を採用しない構成とすると、太陽電池１１０が余剰エネルギーを発生した場合に、負荷側で全てのエネルギーを消費できず、太陽電池１１０にそのまま戻ってくることになる。これは、太陽電池１１０の寿命を縮める一因になる。
昇圧手段１３０は、情報表示手段１４０や制御手段１５０を駆動するために必要な電圧まで昇圧する。一般に、太陽電池が発電する電圧は、太陽電池を構成するセルの数に依存する。色素増感太陽電池の場合、１個のセル当たり約０．５Ｖである。例えば、このセルを直列に６個配置すれば約３Ｖの電圧を得ることができる。所望の電圧を得たい場合、例えば、情報表示手段１４０や制御手段１５０を駆動するために必要な電圧が１０Ｖであるとする。かかる場合、約２０個のセルが必要となる。しかしながら、情報表示装置１００を無制限に大きくすることは現実的ではない。一般的には使用環境に応じて、幅、高さ等の制約があるからである。また、太陽電池１１０の１個のセルから得られる電圧は約０．５Ｖであり、セルの幅には依存しない。このことから、太陽電池１１０を構成する各セルの幅を狭くして、所定の長さ（幅）に、幅の狭いセルを数多く入れれば、所望の高い電圧を得ることができる。しかしながら、各セルの幅を狭くすれば、１個のセルから得られる電流がその分減少するので、結果的に、効率的に電気エネルギーを取得できない。よって、上記問題を解決するためには、本実施例で示すように、蓄積手段１２０や昇圧手段１３０を組み合わせることが有効となる。
なお、図２において、昇圧手段１３０は、蓄積手段１２０を介して太陽電池１１０と接続されているが、これに限定されず、太陽電池１１０と直接し、その後に蓄積手段１２０に接続するような構成をとっても良い。
情報表示手段１４０は、上述したので、説明を省略する。
制御手段１５０は、検出手段１６０から得られた信号をトリガーとして、情報表示手段１４０の表示内容を変更する。例えば、検出手段１６０が光センサーであるとする。人が通過することを検出すると、検出手段１６０は、制御手段１５０に、その変化を示す信号を送る。それを受けて、制御手段１５０は、予め用意しておいた情報を、または、信号の変化に応じた情報を情報表示手段１４０が表示するような構成とする。また、制御手段１５０は、検出手段１６０からの信号に応じて、すぐに反応するような構成としてもよいが、所定の時間を経過してから反応するような構成としてもよい。
検出手段１６０は、上述したので、説明を省略する。

図３は、本発明の第２の実施例に係る情報表示装置を用いたシステムの概略を示す。
図３に示すシステムは、複数の情報表示装置１００と、サーバー２００とを備える。
情報表示装置１００は、サーバー２００から送信される信号を受信する構成となっている。
サーバー２００は、情報表示装置１００へ所定の信号を送信する。サーバー２００は、全ての情報処理装置１００に同じ信号を送信してもよく、また、個々の情報処理装置１００毎に異なる信号を送信してもよい。この場合、異なる周波数を用いても良く、各情報表示装置に異なる識別番号を割り振っても良い。また、任意の数の情報表示装置をひとつのグループにして、グループ毎の識別番号によって、情報表示装置を管理するような構成にしてもよい。
なお、図３に示すような構成に限定されず、情報表示装置１００は１つであってもよく、及び／または複数のサーバー２００を備える構成でもよい。

図４は、本発明の第２の実施例に係る情報表示装置１００の内部構成の一例を示す。図２の構成と基本的な構成は同じであるので、異なる部分についてのみ説明する。
図４のアンテナ部１７０は、図２の検出手段１６０の代わりに用いる。アンテナ部１７０は、外部からの信号を受信する。なお、サーバー２００と情報表示装置１００との間の信号の送受の方式は、電磁波でも赤外線でもよい。
必要に応じて、メモリ手段１８０を備える構成としてもよい。メモリ手段１８０は、アンテナ部１７０から受信した信号に含まれる情報の一部または全部を記憶したり、制御手段１５０が演算した情報を一時的に記憶したりする。

図５は、本発明の第２の実施例に係るシステムの一連の動作の概略を示すフローチャートである。
サーバー２００は、データを情報処理装置１００に発信する。全ての情報処理装置にデータを発信してもよく、また、任意の情報処理装置に限って発信してもよい（Ｓ１００）。
情報処理装置１００は、サーバー２００から発信された信号をアンテナ部１７０で受信する（Ｓ１１０）。
制御手段１５０は、アンテナ部１７０が受信した信号から情報を取得する。そして、制御手段１５０は、必要に応じて、その情報を演算する。必要に応じてメモリ手段１８０も使用する。そして、制御手段１５０は、情報表示手段１４０の７セグメントに表示すべき内容を決定し、情報表示手段１４０にセグメントの表示を指示する（Ｓ１２０）。
情報表示手段１４０は、制御手段１５０からの指示信号に基づいて、情報を表示する。本実施例における情報表示手段１４０は電子ペーパーなので、電子ペーパーを反転させる等の処理をおこなう。つまり、電子ペーパーの各画素に電圧（電界）を印加し、電子ペーパー内にある色のついた粒子を動かすことによって、必要な情報を表示させる（Ｓ１３０、Ｓ１４０）。また、必要に応じて、電子ペーパーに情報を書き込む前に初期化作業等の処理を行っても良い。

次に、第２の実施例に係るシステムについて、価格表示システムに適用した例を説明する。
本実施例において、情報表示装置１００は電子値札として機能する。
情報表示装置１００を任意の商品棚に設置する。情報表示装置１００は、図１に示すように、同一面に、太陽電池１１０と情報表示部１４０と検出部１６０（又は、アンテナ部１７０）とが設置されている構成でもよい。そして、サーバー２００全体若しくはサーバー２００のアンテナ部や送信部を天井に設置する。一般に、店頭の商品は、人間の目線より下になるように並べられることが多い。従って、本実施例の情報表示装置１００は、その表面が斜め上向きに設置されることになる。また、斜め上向きに設置されることによって、太陽電池１１０は、効率的に光を受けることができる。また、アンテナ部１７０も、効率的にサーバーからの電波を受信することができる。
次に、価格表示システムの一連の動作の概略について説明する。初めに、サーバー２００は、情報表示装置１００に対して、ある商品の売値に関する情報を送信する。情報表示装置１００は、受信した情報に基づいて、商品の売値を表示する。続いて、サーバー２００は、所定の時間に達すると自動的に、または商品価格管理者の指示により、次の売値を決定する。そして、決定した売値に関する情報を情報端末１００に送信する。情報表示装置１００は、新しく受信した情報を基づいて、商品の売値の表示を更新する。
本実施例によれば、時間と共に商品価値が下がる生鮮食品や、タイムセール等に本実施例を応用すれば、店員は都度に値札を貼り替える手間を省くことができ、また、買い物客は値札を貼り替える間待たされることはない。

上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者にとって明らかである。

本発明の第１の実施例に係る情報表示装置の外観を示す。 図１の情報表示装置の内部構成の一例を示す。 本発明の第２の実施例に係る情報表示装置を用いたシステムの概略を示す。 本発明の第２の実施例に係る情報処理装置の内部構成の一例を示す。 本発明の第２の実施例に係るシステムの一連の動作の概略を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 情報表示装置
１１０ 太陽電池
１２０ 蓄積手段
１３０ 昇圧手段
１４０ 情報表示手段
１５０ 制御手段
１６０ 検出手段
１７０ アンテナ部
１８０ メモリ手段
２００ サーバー

Claims (8)

1. 電子値札用情報表示装置であって、
   色素増感太陽電池と、
   所定の電圧で駆動する情報表示手段と、
   外部からの信号を受信する検出手段と、
   受信した信号に基づいて、前記情報表示手段に所定の情報を表示する制御手段と、
   を備えることを特徴とした電子値札用情報表示装置。
2. 請求項１記載の電子値札用の情報表示装置であって、
   電子値札の表示部分は、電子ペーパーを用いることを特徴とした電子値札用情報表示装置。
3. 請求項２記載の電子値札用情報表示装置であって、
   前記電子ペーパーは、電気泳動方式であることを特徴とした電子値札用情報表示装置。
4. 請求項１，２，３のいずれかに記載の電子値札用情報表示装置であって、更に、前記色素増感太陽電池が生成したエネルギーを蓄積する蓄積手段を備えることを特徴とした電子値札用の情報表示装置。
5. 請求項１，２，３，４のいずれかに記載の電子値札用の情報表示装置であって、更に、蓄積手段に接続されると共に、前記所定の電圧まで昇圧させる昇圧手段と、を備えることを特徴とした電子値札用情報表示装置。
6. 電子値札用情報表示装置を用いたシステムであって、
   所定の情報を送信するサーバーと、
   前記所定の情報を受信する情報表示装置と、
   を備え、
   前記情報表示装置は、
   色素増感太陽電池と、
   所定の電圧で駆動する情報表示手段と、
   外部からの信号を受信するアンテナ部と、
   受信した信号に基づいて、前記情報表示手段に前記所定の情報を表示させる制御手段と、
   を備えることを特徴としたシステム。
7. 色素増感太陽電池と電気泳動式の電子ペーパーとを備えた電子値札用情報表示装置を用いて所定の情報を表示する方法であって
   サーバーから前記所定の情報を受信するステップと、
   前記情報表示装置の情報表示手段を駆動するステップと、
   受信した信号に基づいて、前記情報表示手段に前記所定の情報を表示するステップと、
   を備えることを特徴とした情報表示方法。
8. 電子値札用情報表示装置であって、
   色素増感太陽電池と、
   所定の電圧で駆動する情報表示手段と、
   外部からの信号を受信する検出手段と、
   受信した信号に基づいて、前記情報表示手段に所定の情報を表示する制御手段と、
   を備え、
   更に、前記電子値札用情報表示装置の前面パネルに色素増感太陽電池と電子ペーパーとアンテナとを備えることを特徴とした電子値札用情報表示装置。