JP2015087641A - Display device and power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、丸めることが可能な表示装置と、電力伝送装置とに関する。 The present invention relates to a display device that can be rolled and a power transmission device.
近年、紙のように曲げることが可能な表示装置(フレキシブルディスプレイとも呼ばれる)が開発されている。フレキシブルディスプレイは、液晶表示装置のようにガラス基板を用いるのではなく、薄いフィルムを用いているため、軽くて衝撃に強いという利点がある。このため、丸めて使用することができ、持ち運び時や収納時に便利である。 In recent years, display devices (also called flexible displays) that can be bent like paper have been developed. The flexible display does not use a glass substrate like a liquid crystal display device, but uses a thin film, and thus has an advantage of being light and resistant to impact. For this reason, it can be used rounded, and it is convenient when carrying or storing.
一方、このような携帯型の機器は、無線電力伝送技術を用いることができる。無線電力伝送技術は、送電装置と受電装置とで相対するコイルを有し、非接触で電力を伝送する技術である。コイルの半径、長さ、巻き数から共振周波数が決定し、相対するコイルの共振周波数の一致具合によって電力伝送効率が決定する。 On the other hand, such portable devices can use wireless power transmission technology. The wireless power transmission technology is a technology in which a power transmission device and a power reception device have coils facing each other and transmit power in a contactless manner. The resonance frequency is determined from the radius, length, and number of turns of the coil, and the power transmission efficiency is determined depending on the coincidence of the resonance frequencies of the opposing coils.
共振周波数Fは、以下の式(1)によって求められる。
F(Hz)=1/(2π√LC) ・・・式(1)
ここで、Lはコイルのインダクタンスを表し、Cはコンデンサの容量を表す。
L(インダクタンス)は以下の式(2)によって求められる。
L=k×μ0×π×a2×n2/b ・・・式(2)
ここで、kは長岡係数を表し、μ0は真空の透磁率を表し、aはコイルの半径を表し、bはコイルの長さを表し、nはコイルの巻き数を表す。
The resonance frequency F is obtained by the following equation (1).
F (Hz) = 1 / (2π√LC) (1)
Here, L represents the inductance of the coil, and C represents the capacitance of the capacitor.
L (inductance) is obtained by the following equation (2).
L = k × μ 0 × π × a 2 × n 2 / b (2)
Here, k represents the Nagaoka coefficient, μ 0 represents the vacuum magnetic permeability, a represents the coil radius, b represents the coil length, and n represents the number of turns of the coil.
図12は、コイルの形状の一例を示す図である。図12において、aはコイルの半径を表し、bはコイルの長さを表している。一般に、コイルの半径aが大きいほど大きな電力を伝送できる。無線電力伝送技術を用いれば、充電ケーブルを抜き差しすることなく、充電を行うことが可能となる。このようなフレキシブルディスプレイに無線電力伝送を行う技術も開示されている(特許文献1)。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the shape of the coil. In FIG. 12, a represents the radius of the coil, and b represents the length of the coil. Generally, a larger electric power can be transmitted as the radius a of the coil is larger. If wireless power transmission technology is used, charging can be performed without connecting or disconnecting the charging cable. A technique for performing wireless power transmission on such a flexible display is also disclosed (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載されている技術は、腕時計のような小型の機器を対象にしたものであり、フレキシブルディスプレイはあらかじめ決められた形状に曲げて固定されていた。このため、充電時も大きなスペースを取ることなく、そのままの形状で充電を行うことができた。しかしながら、腕時計よりも大型の機器(タブレット型のPCなど)に無線電力伝送を適用すると、充電時に大きなスペースを取ってしまうという課題があった。
However, the technique described in
また、フレキシブルディスプレイの場合、曲がらない部分にコイルを配置しようとすると、コイルの大きさが制限されてしまい、充電効率が悪くなり、充電時間が長くなる、という問題点もあった。
そこで、本発明は、無線電力伝送に適した表示装置を提案することにより、充電時に大きなスペースを取らないようにすることを目的とする。
In addition, in the case of a flexible display, if the coil is arranged in an unbent portion, the size of the coil is limited, charging efficiency is deteriorated, and charging time is increased.
Therefore, an object of the present invention is to avoid a large space during charging by proposing a display device suitable for wireless power transmission.
本発明に係る表示装置は、表示装置であって、丸めることが可能な平面形状に形成された表示部と、前記表示装置の端部に取り付けられた導体よりなるコイル形成部とを有し、前記コイル形成部は、丸められることによって、外部の無線電力伝送装置から伝送される電力を受信するためのコイルを形成することを特徴とする。 The display device according to the present invention is a display device, and includes a display unit formed in a flat shape that can be rolled, and a coil forming unit that is formed of a conductor attached to an end of the display device, The coil forming unit is rounded to form a coil for receiving power transmitted from an external wireless power transmission device.
本発明によれば、表示装置を充電する場合のスペースを削減することができ、ユーザの利便性を向上させることができる。 According to the present invention, the space for charging the display device can be reduced, and the convenience for the user can be improved.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る表示装置である表示装置100の構成の一例を説明するための図である。
表示部101は、画像データを表示する部分であり、平面形状に形成された薄いフィルムの表面上に液晶素材が印刷されて構成されており、丸めることが可能になっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a configuration of a
The
ハードウェア部102は、表示装置100を構成するうえで、丸めることができない構成部材をまとめて収納するための部分である。図1に示すように、実施形態1の表示装置100において、表示部101は、ハードウェア部102に比べて充分に大きく構成されている。
The
コイル形成部103は、受電のためのコイルを形成する部分であり、導体により構成されている。表示部101を丸めることによって、コイル形成部103も一緒に丸められて無線で電力を受信するためのコイルを形成し、無線で電力を受信できるようになる。
The
図2は、表示装置100を丸めて無線電力伝送を行う形態を説明するための図である。図2において、図1と共通の部分については同じ番号を用いている。
前述のように、表示部101とコイル形成部103が丸められて、図2に示すような形状となる。
FIG. 2 is a diagram for explaining a mode in which the
As described above, the
電力伝送装置201は、丸められた表示装置100を配置することが可能な筒状形状に形成されている。電力伝送装置201は、例えば、クレードルとして動作する装置である。また、電力伝送装置201は、無線電力伝送用のコイル203を筒状形状の底面に有し、表示装置100に対して無線電力伝送用のコイル203を介して無線で電力を伝送する。この場合、コイル形成部103によって形成された受電用のコイルと、電力伝送装置201の底部に予め形成されている無線電力伝送用のコイル203とが相対する形になり、外部から無線電力伝送が行われる。コンセントプラグ202は、AC商用電源に接続され、電力伝送装置201にAC電源を供給する。実施形態1においては、丸めて形成したコイルを電力伝送装置201側に設けられている無線電力伝送用のコイルとを相対させるために、コイル形成部103は、表示部101の下側端部に配置されている。
The
図3は、表示装置100の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。
図3において、表示部101及びコイル形成部103は、図1及び図2で説明したものと同じものを表している。
FIG. 3 is a block diagram for explaining an example of components of the
In FIG. 3, the
バッテリー301は、表示装置100の動作電力を蓄える部分である。コイル形成部103が受信した電力をバッテリー301に蓄え、表示装置100の電力源として使用する。
電源供給部302は、表示装置100の各構成要素へ電力を供給するためのものであり、バッテリー301から供給される電力を、表示装置100の各構成要素が使用する電圧値に変換し、各構成要素へ供給する。
The battery 301 is a part that stores the operating power of the
The power supply unit 302 is for supplying power to each component of the
アプリ処理部303は、ソフトアプリケーションを記憶し駆動する部分である。例えば、カレンダー機能や電卓機能など、ディスプレイで表示可能なアプリケーションを有する。
画像処理部304は、画像データを生成するためのものであり、アプリ処理部303の指示に従って、表示部101に表示可能な画像データを生成する。
The
The
ドライバ305は、表示部101を駆動するためのものであり、画像処理部304の指示に従って、表示部101の横方向の駆動電圧と、縦方向の駆動電圧とを決定する。ここで、バッテリー301と、電源供給部302と、アプリ処理部303と、画像処理部304と、ドライバ305とは、ハードウェア部102に含まれる。
The driver 305 is for driving the
ただし、バッテリー301は、ハードウェア部102の大きさによって容量が制限されてしまう。バッテリー301を大容量のバッテリーにする場合は、ハードウェア部102に含めず、シート状の大容量のバッテリーを表示部101の背面に設置することも可能である。
However, the capacity of the battery 301 is limited by the size of the
図4及び図5は、コイル形成部103によって形成されるコイルの電気的接続の一例を説明するための図である。図4は、コイル形成部103によって形成されるコイルを表示装置100のどこに配設するかの一例を説明するための図である。図5は、コイル形成部103によって形成されるコイルの回路構成の一例を説明するための図である。図4及び図5において、図1と共通の部分については同じ番号を用いている。
4 and 5 are diagrams for explaining an example of electrical connection of coils formed by the
電線401は、コイル形成部103に流れた電流を伝送する線路である。電線401は、コイル形成部103の両端に接続されている。コンデンサ402は電線401に流れる電力を蓄えるためのものであり、コンデンサ402の両端は電線401に接続されている。
The
図4では、コイル形成部103によってコイルが形成されていない状態を示している。図5では、表示部101を丸めることにより、コイル形成部103によって受電用のコイルが形成されている状態を示している。
このようにして、実施形態1では、コイル形成部103により構成されるコイルとコンデンサ402からLC共振回路が形成される。これによって、共振周波数で振動する電力を蓄えることができる。
FIG. 4 shows a state where no coil is formed by the
Thus, in the first embodiment, an LC resonance circuit is formed from the coil configured by the
このように、実施形態1によれば、表示装置100を丸めた形でコイル形成部103により構成されるコイルを構成してLC共振回路を形成し、無線電力伝送が行えるようになる。これにより、小さなスペースでバッテリー301に充電できるようになるという効果がある。
As described above, according to the first embodiment, a coil configured by the
[実施形態2]
実施形態2では、コイルの巻き数や長さによってコイルの共振周波数が変化した場合に効率よく無線で電力を伝送する方法について説明する。
図6は、実施形態2に係る表示装置である表示装置600の構成の一例を説明するための図である。図6において、図1と共通の部分については同じ番号を用いている。
非接触通信部601は、非接触で、且つ省電力で情報を伝送することができる通信手段である。非接触通信部601は、実施形態2による表示装置600のコイルの長さなどの情報を格納し、コイル形成部103と水平に並ぶ端部に配設されている。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, a method of efficiently transmitting power wirelessly when the resonance frequency of the coil changes depending on the number of turns and the length of the coil will be described.
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a configuration of a
The
図7は、表示装置600を丸めて無線電力伝送を行う形態を説明するための図である。図7において、図1と共通の部分と図6と共通の部分とについては同じ番号を用いている。
非接触通信部601は、コイル形成部103と同じ端部に設けられている。
コイル形成部103及び非接触通信部601は、電力伝送装置201に配置される。この状態において、コイル形成部103は、電力伝送装置201から無線で電力の伝送を受ける。非接触通信部601は、表示装置600の情報を電力伝送装置201に伝送する。
FIG. 7 is a diagram for describing a mode in which the
The
The
図8は、実施形態2における電力伝送装置201の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。
非接触通信検出部801は、表示装置600の非接触通信部601からの情報を受信して取得するためのものであり、取得した情報は配置判定部802に送られる。
FIG. 8 is a block diagram for explaining an example of components of the
The non-contact
配置判定部802は送られてきた情報から、コイル形成部103によって形成される受電用のコイルの配置を判定する。コイル形成部103を丸めて電力伝送装置201に収めた場合、コイル形成部103の長さによってコイルの巻き数が変化する。コイルの巻き数が変化すると無線電力伝送の共振周波数も変化するので、配置判定部802は、コイルの巻き数の変化に応じて変化した共振周波数情報を決定して周波数調整部803に出力する。
The arrangement determination unit 802 determines the arrangement of the power receiving coil formed by the
周波数調整部803は、配置判定部802から送られた共振周波数情報から電力伝送装置201内の可変コンデンサ803aを調整して送信共振周波数を変化させる。
電力送信部804は、電力伝送装置201に収められた表示装置600に無線電力伝送を行うために電力送信を実行する。電力送信部804から送信された電力は、図7に示す表示装置600のコイル形成部103に伝送される。
The frequency adjustment unit 803 adjusts the
The
図9及び図10は、コイル形成部103の長さによって、コイルの巻き数が変化することを説明するための図である。
図9(a)及び図10(a)はモデルAの表示装置600を表し、図9(b)及び図10(b)はモデルBの表示装置600を表している。
また、図9(a)及び図9(b)は、表示部101の大きさの比較を説明するための図である。図10(a)及び図10(b)は、筒形状に形成された電力伝送装置201の内部に表示装置600が丸めて収められた場合のコイル形成部103の巻き数の比較を説明するための図である。
9 and 10 are diagrams for explaining that the number of turns of the coil varies depending on the length of the
FIGS. 9A and 10A show a
9A and 9B are diagrams for explaining the comparison of the sizes of the
図9(a)及び図9(b)に示すように、モデルAの表示装置600に比較してモデルBの表示装置600の方が表示面積が大きい。アスペクト比を維持するならば、表示面積の大きさに比例してコイル形成部103の長さも長くなる。
コイル形成部103の長さによって、形成されるコイルの巻き数も変化する。図10(a)では1巻きであるが、図10(b)では2巻きとなっている。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the display area of the model
Depending on the length of the
コイルの巻き数が変わると無線電力伝送の共振周波数も変化する。したがって、コイル形成部103の長さ情報を非接触通信部601に記憶し、電力伝送装置201に伝送することによって、電力伝送装置201は、表示装置600に適した共振周波数を計算することが可能となる。
When the number of turns of the coil changes, the resonance frequency of wireless power transmission also changes. Therefore, by storing the length information of the
図11は、コイルの巻き数に対する共振周波数の変化の一例を説明するための図である。
電力伝送装置201の筒形状によってコイルの半径は同じになるから、表示装置600の大きさの違いによってコイルの巻き数だけが変化する。
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a change in the resonance frequency with respect to the number of turns of the coil.
Since the radius of the coil is the same depending on the cylindrical shape of the
図11では、モデルAではコイルの巻き数が1回、モデルBではコイルの巻き数が2回、となっている例を示している。コイルの長さやコンデンサ容量などの他の条件が同じ場合、コイルの巻き数の変化に伴って共振周波数も変化する。 FIG. 11 shows an example in which the number of coil turns is one in model A and the number of coil turns is two in model B. When other conditions such as the length of the coil and the capacitor capacity are the same, the resonance frequency also changes as the number of turns of the coil changes.
このようにして、実施形態2では、表示装置600と電力伝送装置201とにより無線電力伝送システムを構成した。これにより、表示装置600が複数のモデルを持ち、コイル形成部103によって形成されるコイルの共振周波数が変化する場合であっても、共通の電力伝送装置201を用いて効率よく無線で電力を伝送することができる。
In this manner, in the second embodiment, the wireless power transmission system is configured by the
このように、実施形態2によれば、表示装置600の大きさと電力伝送装置201の筒状形状の内径に基づいて共振周波数を決定することが可能になるので、効率の良い無線電力伝送を行うことが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the resonance frequency can be determined based on the size of the
[実施形態3]
実施形態1及び2において説明された様々な機能、処理及び方法の少なくとも一つは、プログラムを用いて実現することができる。以下、実施形態3では、実施形態1及び2で説明した様々な機能、処理及び方法の少なくとも一つを実現するためのプログラムを「プログラムX」と呼ぶ。また、実施形態3では、プログラムXを実行するためのコンピュータを「コンピュータY」と呼ぶ。パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)などは、コンピュータYの一例である。
[Embodiment 3]
At least one of the various functions, processes, and methods described in the first and second embodiments can be realized using a program. Hereinafter, in the third embodiment, a program for realizing at least one of the various functions, processes, and methods described in the first and second embodiments is referred to as “program X”. In the third embodiment, a computer for executing the program X is referred to as “computer Y”. A personal computer, a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit), etc. are examples of the computer Y.
実施形態1及び2において説明された様々な機能、処理及び方法の少なくとも一つは、コンピュータYがプログラムXを実行することによって実現することができる。この場合において、プログラムXは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータYに供給される。実施形態3におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、光ディスク、CD−ROM、CD−R、メモリカード、ROM、RAMなどの少なくとも一つを含む。また、実施形態3におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、non−transitory(非一時的)な記憶媒体である。 At least one of the various functions, processes, and methods described in the first and second embodiments can be realized by the computer Y executing the program X. In this case, the program X is supplied to the computer Y via a computer-readable storage medium. The computer-readable storage medium according to the third embodiment includes at least one of a hard disk device, an optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a memory card, a ROM, and a RAM. Further, the computer-readable storage medium according to the third embodiment is a non-transitory storage medium.
101 表示部
102 ハードウェア部
103 コイル形成部
201 電力伝送装置
202 コンセントプラグ
301 バッテリー
302 電源供給部
303 アプリ処理部
304 画像処理部
305 ドライバ
401 電線
402 コンデンサ
601 非接触通信部
801 非接触通信検出部
802 配置判定部
803 周波数調整部
804 電力送信部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
丸めることが可能な平面形状に形成された表示部と、
前記表示装置の端部に取り付けられた導体よりなるコイル形成部と
を有し、
前記コイル形成部は、丸められることによって、外部の無線電力伝送装置から伝送される電力を受信するためのコイルを形成することを特徴とする表示装置。 A display device,
A display unit formed in a planar shape that can be rounded;
A coil forming portion made of a conductor attached to an end of the display device;
The display device according to claim 1, wherein the coil forming unit is rounded to form a coil for receiving power transmitted from an external wireless power transmission device.
前記ハードウェア部は、前記表示部に表示可能な画像データを生成する画像処理手段と、前記表示部を駆動するためのドライバとを有することを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。 Having a hardware part attached to the end of the display device;
The display device according to claim 1, wherein the hardware unit includes an image processing unit that generates image data that can be displayed on the display unit, and a driver that drives the display unit. .
表示装置のコイル形成部を丸めることによって形成されるコイルに電力を伝送する無線電力伝送手段を有し、
前記無線電力伝送手段は、筒状形状に形成された前記電力伝送装置の底面に配設されたものであり、
前記無線電力伝送手段は、前記表示装置が丸めて前記底面に配置された場合に、前記コイルを介して前記表示装置に無線で電力を伝送するものであることを特徴とする電力伝送装置。 A power transmission device,
Wireless power transmission means for transmitting power to the coil formed by rounding the coil forming portion of the display device;
The wireless power transmission means is disposed on the bottom surface of the power transmission device formed in a cylindrical shape,
The wireless power transmission unit is configured to wirelessly transmit power to the display device via the coil when the display device is rounded and disposed on the bottom surface.
前記非接触通信検出手段は、前記非接触通信部と通信を行うことにより、前記コイルの長さに関する情報を取得することを特徴とする請求項8に記載の電力伝送装置。 Non-contact communication detecting means for communicating with a non-contact communication unit disposed in the display device,
The power transmission device according to claim 8, wherein the non-contact communication detecting unit acquires information on the length of the coil by performing communication with the non-contact communication unit.
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