JP2012090452A - 自立型電源装置及びこれを用いた光関連機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自立型電源装置10は、光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換部11と、光電変換部11の出力を用いて充電される蓄電部12と、を有し、光関連機器Aを形成する半導体装置A1やモジュールA2とは別に、独立したユニットとして光関連機器Aに内蔵または着脱され、光関連機器Aの各部に電力を供給する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1実施形態(自立型電源装置10を搭載した光関連機器Aの第1構成例)を示す図である。
図3は、本発明の第2実施形態(表示機器への搭載例)を示す図である。本実施形態の表示機器Bは、映像を表示するディスプレイB1(例えば反射型LCD)と、先述の自立型電源装置10(光電変換部11+蓄電部12)と、を有している。なお、表示機器Bとしては、時計や電子ブックなどを想定することができる。光電変換部11は、可視領域で透光性を有する構成(例えば、透明DSCを採用した構成)とされており、ディスプレイB1の表示面側に設置されている。蓄電部12は、ディスプレイB1の裏面側に設置されており、ケーブルを介して光電変換部11と電気的に接続されている。このような構成とすることにより、電池やAC給電端子を必要としない非常に有用で使い勝手のよい表示機器Bを提供することが可能となる。また、光電変換部11として透明DSCを採用し、これをディスプレイB1の表示面側に設置する構成であれば、表示機器Bの大型化を招くことなく、光電変換部11の設置面積を稼ぐことが可能となり、延いては、表示機器Bの駆動に必要な電力を自立的に賄うことが可能となる。
図4は、本発明の第3実施形態(照明機器への搭載例)を示す図である。本実施形態の照明機器Cは、発光部C1(蛍光灯やLED照明など)と、発光部C1を支持すると共にその出力光を反射する支持部C2と、先述の自立型電源装置10(光電変換部11+蓄電部12)と、を有している。光電変換部11は、例えば白色DSCを採用した構成とされており、蓄電部12と共に支持部C2の反射面側に設置されている。このような構成とすることにより、例えば、通常時には外部からの電力供給を受けて室内の照明を行う一方、外部からの電力供給が途絶えた異常時には、自立型電源装置10からの電力供給を受けて室内の照明を継続することが可能な照明機器Cを提供することが可能となる。また、発光部C1から放射される照明光の一部を電力として積極的に回収することも可能となる。
図5は、本発明の第4実施形態(電子掲示板への搭載例)を示す図である。本実施形態の電子掲示板Dは、ホワイトボードを支持する筐体部D1と、ホワイトボードの描写内容をデータ化するスキャナ部D2と、スキャナ部D2で取得された電子データを用いてホワイトボードの描写内容を印刷するプリンタ部D3と、を有するほか、上記のホワイトボードとして、先述の自立型電源装置10(光電変換部11(白色DSC)+蓄電部12)を有している。このような構成とすることにより、例えば、ホワイトボードの未使用時には室内光を受けて専ら蓄電を行い、ホワイトボードの使用時には自立型電源装置10からの電力供給を受けてスキャンや印刷を行うことが可能な電子掲示板Dを提供することが可能となる。また、ホワイトボードのスキャンに際して、ホワイトボード上に照射されるレーザ光の一部を電力として積極的に回収することも可能となる。また、光電変換部11として白色DSCを採用し、これを電子掲示板Dのホワイトボードとして活用する構成であれば、電子掲示板Dの大型化を招くことなく、光電変換部11の設置面積を稼ぐことが可能となり、延いては、電子掲示板Dの駆動に必要な電力を自立的に賄うことが可能となる。
図6は、本発明の第5実施形態(体組成計への搭載例)を示す図である。本実施形態の体組成計Eでは、表示部E2(反射型LCD)と電極部E3とを備えた筐体部E1の表面に、自立型電源装置10の光電変換部11(透明DSCまたは有色DSC)が形成されている。このような構成とすることにより、電池やAC給電端子を必要としない非常に有用で使い勝手のよい体組成計Eを提供することが可能となる。また、光電変換部11として透明DSCや有色DSCを採用し、これを筐体部E1の表面に設置する構成であれば、体組成計Eの大型化を招くことなく、光電変換部11の設置面積を稼ぐことが可能となり、延いては、体組成計Eの駆動に必要な電力を自立的に賄うことが可能となる。
図7は、本発明の第6実施形態(独立ユニットとしての利用例)を示す図である。先の第1〜第5実施形態では、自立型電源装置10が何らかの光関連機器に組み込まれた状態とされていたが、自立型電源装置10は、これを独立ユニットとして形成することも可能である。このように、独立ユニットとして形成された自立型電源装置10であれば、既存電池の代替品として利用することが可能である。
図8は、本発明の第7実施形態(自立型電源装置10を搭載した光関連機器Aの第2構成例、すなわち主電源装置A3との併用例)を示す図である。本実施形態の光関連機器Aは、機器各部への電力供給を行う主電源装置A3(電池やAC給電端子)と、先述の自立型電源装置10と、を有し、主電源装置A3の動作時には、自立型電源装置10で発電と蓄電のみを行い、主電源装置A3の非動作時には、自立型電源装置10から機器各部への電力供給を行う電源切換部A4を備えた構成とされている。
図9は、本発明の第8実施形態(UVセンサへの搭載例)を示す図である。本実施形態のUVセンサFは、マイコンF1と、UVセンサ回路F2と、照度センサ回路F3と、LED点灯回路F4と、外部スイッチF5と、タイマ回路F6と、プログラム書込回路F7と、無線通信回路F8と、表示部F9と、先述の自立型電源装置10と、を有する。
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
11 光電変換部(DSCなど)
111、112 透明基板
113 負極電極
114 正極電極
115 色素吸着粒子
116 電解質溶液
117 封止材
12 蓄電部(EDLCなど)
13 リミッタ部
131 pnp型バイポーラトランジスタ
132 キャパシタ
133、134 ダイオード
135〜138 抵抗
139 サイリスタ
14 ディスチャージ用抵抗
15 DC/DCコンバータ
151 スイッチング制御IC
152 インダクタ
153、154 キャパシタ
155、156 抵抗
16 起動待機部
161 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
162〜164 抵抗
17a、17b、17c セレクタ
18 電源管理部
181 DC/DCコンバータ
182 セレクタ
A 光関連機器
A1 半導体装置
A2 モジュール
A3 主電源装置
A4 電源切換部
B 表示機器
B1 ディスプレイ
C 照明機器
C1 発光部
C2 支持部
D 電子掲示板
D1 筐体部
D2 スキャナ部
D3 プリンタ部
E 体組成計
E1 筐体部
E2 表示部
E3 電極部
F UVセンサ
F1 マイコン
F2 UVセンサ回路
F3 照度センサ回路
F4 LED点灯回路
F41A、F41B 発光ダイオード
F42A、F42B pnp型バイポーラトランジスタ
F43A〜F45A、F43B〜F45B 抵抗
F5 外部スイッチ
F51A、F51B スイッチ
F52A、F52B 抵抗
F6 タイマ回路
F7 プログラム書込回路
F8 無線通信回路
F9 表示部(反射型LCD)
X UV−A波測定部
X1 フォトダイオード
X2 アンプ
X3〜X5 抵抗
X6、X7 キャパシタ
Y UV−B波測定部
Y1 フォトダイオード
Y2 アンプ
Y3〜Y5 抵抗
Y6、Y7 キャパシタ
Z 電源スイッチ部
Z1 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
Z2、Z3 抵抗
Claims (17)
- 光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換部と、
前記光電変換部の出力を用いて充電される蓄電部と、
を有し、
光関連機器を形成する半導体装置やモジュールとは別に、独立したユニットとして前記光関連機器に内蔵または着脱され、前記光関連機器の各部に電力を供給することを特徴とする自立型電源装置。 - 前記蓄電部は、電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項1に記載の自立型電源装置。
- 前記蓄電部は、可撓性を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自立型電源装置。
- 前記光電変換部は、可視領域で透光性を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の自立型電源装置。
- 映像を表示するディスプレイと、
請求項4に記載の自立型電源装置と、
を有し、
前記光電変換部が前記ディスプレイの表示面側に設置されており、前記蓄電部が前記ディスプレイの裏面側に設置されていることを特徴とする表示機器。 - 発光部と、
前記発光部を支持すると共にその出力光を反射する支持部と、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の自立型電源装置と、
を有し、
前記光電変換部と前記蓄電部がいずれも前記支持部の反射面側に設置されていることを特徴とする照明機器。 - 機器各部への電力供給を行う主電源装置と、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の自立型電源装置と、
を有し、
前記主電源装置の動作時には、前記自立型電源装置で発電と蓄電のみを行い、前記主電源装置の非動作時には、前記自立型電源装置から機器各部への電力供給を行うことを特徴とする光関連機器。 - 紫外線強度を測定するUVセンサ回路と、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の自立型電源装置と、
を有することを特徴とするUVセンサ。 - 測定モードと省電力モードを切り替えるマイコンを有することを特徴とする請求項8に記載のUVセンサ。
- 照度を測定する照度センサ回路を有し、
前記マイコンは、前記照度センサ回路の出力に応じて前記測定モードと前記省電力モードを切り替えることを特徴とする請求項9に記載のUVセンサ。 - 現在時刻を計時するタイマ回路を有し、
前記マイコンは、前記タイマ回路の出力に応じて前記測定モードと前記省電力モードを切り替えることを特徴とする請求項9または請求項10に記載のUVセンサ。 - 前記UVセンサ回路の測定値を無線で外部に送信する無線通信回路を有することを特徴とする請求項8〜請求項11のいずれか一項に記載のUVセンサ。
- 前記自立型電源装置は、前記蓄電部の充電電圧を所定の上限値に制限するリミッタ部を含むことを特徴とする請求項8〜請求項12のいずれか一項に記載のUVセンサ。
- 前記自立型電源装置は、前記蓄電部の充電電圧から一定電圧を生成して前記UVセンサの各部に供給するDC/DCコンバータを含むことを特徴とする請求項8〜請求項13のいずれか一項に記載のUVセンサ。
- 前記自立型電源装置は、前記蓄電部の充電電圧が所定値に達するまで前記DC/DCコンバータの起動を待機させる起動待機部を含むことを特徴とする請求項14に記載のUVセンサ。
- 前記自立型電源装置は、前記光電変換部の発電電圧が所定の閾値よりも低いときには、前記光電変換部の発電電圧を前記蓄電部に直接入力し、前記光電変換部の発電電圧が前記閾値よりも高いときには、前記光電変換部の発電電圧を昇圧してから前記蓄電部に入力する電源管理部を含むことを特徴とする請求項8〜請求項15のいずれか一項に記載のUVセンサ。
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