JP2016208793A - 表示システムおよび電力供給方式 - Google Patents

Abstract

【課題】給電効率が良く、表示装置の装着位置の自由度を高めることができる表示システム及び電力供給方式を提供する。
【解決手段】表示装置２００が保持部材３００に取り付けられると、受電側コア２０３が、給電装置１００の磁気レール１０１−１、１０１−２に当接する。これにより、送電側コア１０２−１〜１０２−ｎ、磁気レール１０１−１、１０１−２及び受電側コア２０３の閉磁路が形成される。この状態で、送電コイル１０３−１〜１０３−ｎに電力を供給すると、磁束が、送電側コア１０２−１〜１０２−ｎから磁気レール１０１−１、１０１−２を通って受電側コア２０３に流れ、受電コイル２０４には交流電圧が誘起される。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶画面に情報を表示する表示装置に電力を供給する表示システムおよび電力供給方式に関する。

液晶画面に商品価格等を表示する電子棚札が、スーパーマーケット等に導入されている。電子棚札を導入することにより、価格表示ミスから発生する店舗の損失や、顧客のクレームを減らすことができ、値札の入れ替えに要する人件費及び紙代を削減することができ、さらに、商品価格の変更をタイムリーに行う等のきめ細かな販売戦略を採ることができる。

近年、電子棚札等の表示装置に対して、効率アップや正確性だけでなく、例えば、特売等の特定の情報を目立たせたり、ＰＯＰ的に使ったりするようにして、集客に役立つツールとして活用させたいとの要望が一段と高まっている。そのために、表示装置に、バックライトを付けたり、より多くのカラーを用いてより多くの情報を表示させたり、各種センサ、ＬＥＤ、操作ボタン等を付加して表示以外の機能を持たせたりしたいという要求が高まってきている。この要求を満たすためには、単に商品価格を表示する場合に比べて多くの電力が必要となる。これまで電子棚札の電源として用いられてきた内蔵電池では、電源容量が不足するため、この要望に応えることができない。また、内蔵電池を用いると、使用後に大量の電池が廃棄されることが環境問題になる。

そこで、外部から表示装置に非接触すなわち無接点により電力を供給することができるシステムが開発されている（特許文献１参照）。特許文献１のシステムは、受電コイルを有する電子値札（表示装置）と、複数の送電コイルが横一列に配列された電子値札保持装置（給電装置）と、を有している。受電コイルおよび各送電コイルは、渦巻き状の扁平コイルであり、受電コイルには、対向する送電コイルから常に所望の電力が供給される。

これにより、特許文献１によれば、上記の要望に応えることができるとともに、電池の交換に要していた人件費を削減することができ、さらに、電池の廃棄を不要としたことによる環境面でのメリットも得られる。

特開２００８−２０６９０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、送電コイルと受電コイルとの間が開磁路で構成されているため、磁束漏れが大きく、給電効率が悪い。このため、従来技術では、数ＫＨｚ等の高周波電源が必要となり、送電側や受電側の回路が複雑になる。また、従来技術では、送電コイルに対向するように受電コイルの位置をあわせる必要があるため、表示装置の装着位置が大きく制約されてしまう。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、給電効率が良く、表示装置の装着位置の自由度を高めることができる表示システムおよび電力供給方式を提供することを目的とする。

本発明に係る表示システムは、情報を表示可能な画面を有する表示装置と、前記表示装置に電力を供給する給電装置と、前記給電装置を固定する保持部材と、を有する、表示システムであって、前記表示装置は、磁性材料の受電側コアと、前記受電側コアに巻回された受電コイルと、を有し、前記給電装置は、平行な２本の磁性材料の磁気レールと、前記各磁気レールに接続する磁性材料の送電側コアと、前記送電側コアに巻回され、磁束を前記送電側コアから前記磁気レールに通す送電コイルと、を有し、前記表示装置は、前記受電側コアが前記磁気レールに当接するように前記保持部材に装着される、構成を採る。

本発明に係る電力供給方式は、情報を表示するための表示画面を有する表示装置に給電装置から電力を供給する電力供給方式であって、前記表示装置は、磁性材料の受電側コアと、前記受電側コアに巻回された受電コイルと、を有し、前記給電装置は、平行な２本の磁性材料の磁気レールと、前記各磁気レールに接続する磁性材料の送電側コアと、前記送電側コアに巻回された送電コイルと、を有し、前記受電側コアを前記磁気レールに当接させることにより、前記送電側コア、前記磁気レールおよび前記受電側コアの閉磁路を形成し、前記送電コイルに電力が供給されることにより発生した磁束を、前記閉磁路を介して前記受電コイルに流すことによって前記表示装置に電力を供給する、構成を採る。

本発明によれば、送電コイルと受電コイルとの間が閉磁路で構成されているため、磁束漏れが小さく、給電効率が良くなる。このため、商用周波数（５０／６０Ｈｚ）のＡＣ電源で、表示装置に十分な交流電流（電力）を供給することができる。また、本発明によれば、磁気レール上の任意の位置において、表示装置に十分な電力を供給することができるので、表示装置の装着位置の自由度を高めることができる。

本発明の一実施の形態に係る表示システムの給電装置の構成を示す図 本発明の一実施の形態に係る表示システムの表示装置の外観図 本発明の一実施の形態に係る表示システムの電力供給方式を説明するための図 本発明のバリエーションに係る表示システムの給電装置の構成を示す図（部分拡大図）

以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［給電装置の構成］
まず、本発明の一実施の形態に係る表示システムの給電装置１００の構成について図１を用いて説明する。図１Ａは、給電装置１００の正面図であり、図１Ｂは、給電装置１００の底面断面図である。

図１に示すように、給電装置１００は、平行な２本の磁気レール１０１−１、１０１−２と、ｎ個（ｎは自然数）の送電側コア１０２−ｉ（ｉは１以上ｎ以下の整数）と、ｎ個の送電コイル１０３−ｉと、から主に構成される。なお、給電装置１００は、商品棚等に設けられた、保持部材３００（図３参照）に固定される。

磁気レール１０１−１、１０１−２は、磁性材料により、矩形断面の長尺形状に形成されている。なお、磁性材料とは、鉄材、鋼材、磁性合金、フェライト材等である。

各送電側コア１０２−ｉは、磁性材料により形成され、端面において磁気レール１０１−１、１０１−２と接触している。なお、送電側コア１０２−ｉは、磁気レール１０１−１、１０１−２と一体成形されても良い。

各送電コイル１０３−ｉは、所定の径を有するポリウレタン銅線等の電線で構成され、送電側コア１０２−ｉの中央部に巻回されている。各送電コイル１０３−ｉの両端は、商用周波数（５０／６０Ｈｚ）のＡＣ電源に接続される。

［表示装置の外観］
次に、本実施の形態に係る表示システムの表示装置２００の外観について図２を用いて説明する。図２Ａは、表示装置２００の正面図であり、図２Ｂは、表示装置２００の右側面図であり、図２Ｃは、表示装置２００の背面図である。

図２に示すように、表示装置２００は、本体２０１と、表示部２０２と、受電側コア２０３と、受電コイル２０４と、を有する。

本体２０１は、平板形状の筐体である。本体２０１は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ塩化ビニル等の合成樹脂で構成され、ブロー成形や射出成形等で形成される。本体２０１の正面２０１ａには、表示部２０２の画面が設けられている。本体２０１の背面２０１ｂの中央部には、凹み部２０１ｃが形成されている。

なお、本体２０１の内部には、各種プログラムを実行するＣＰＵ、基地局との間で無線信号の送受信を行うアンテナ、および、送信信号、受信信号に対して所定の通信処理を行う通信処理部、等が備えられている。また、本体２０１には、操作ボタンや各種センサ、および、それらを処理するＩ／Ｏ処理部が備えられていても良い。

表示部２０２は、図示しない基地局等から送信された表示データを液晶画面に表示させる。

受電側コア２０３は、磁性材料により形成され、凹み部２０１ｃに取り付けられる。なお、受電側コア２０３の両端部２０３ａ、２０３ｂは露出している。

受電コイル２０４は、所定の径を有するポリウレタン銅線等の電線で構成され、受電側コア２０３の中央部に巻回されている。受電コイル２０４の両端は、本体２０１内部の端子に接続される。

本体２０１の背面２０１ｂの四隅には、フック２０５が形成されている。フック２０５が、保持部材３００（図３参照）に設けられた取付け穴３０１（図３参照）に挿入されると、フック２０５が取付け穴３０１と嵌合し、表示装置２００が保持部材３００に装着（固定）される。

［電力供給方式の説明］
次に、本実施の形態に係る表示システムの電力供給方式について、図３を用いて説明する。図３Ａは、表示システムの正面図であり、図３Ｂは、表示システムの底面断面図である。図３では、給電装置１００が固定された保持部材３００に、表示装置２００が装着された状態を示している。なお、図３では、表示装置２００の受電側コア２０３、受電コイル２０４以外の部材を点線で示している。

図３に示すように、表示装置２００が保持部材３００に取り付けられた状態では、受電側コア２０３の両端部２０３ａ、２０３ｂが、それぞれ、給電装置１００の磁気レール１０１−１、１０１−２の当接面１０１−１ａ、１０１−２ａに当接する。これにより、送電側コア１０２−ｉ、磁気レール１０１−１、１０１−２、および、受電側コア２０３の閉磁路が形成される。

この状態で、送電コイル１０３−ｉに、ＡＣ電源から電力を供給すると、送電コイル１０３−ｉにおいて磁場（磁界）が発生し、磁束が、送電側コア１０２−ｉから磁気レール１０１−１、１０１−２を通って受電側コア２０３に流れる。受電コイル２０４には、受電側コア２０３に流れる磁束の交流磁場によって、交流電圧が誘起される。受電コイル２０４に誘起した交流電圧は、本体２０１内部に供給される。本体２０１は、この交流電圧を整流し、電源として各部に供給する。

［効果］
以上のように、本実施の形態によれば、送電コイル１０３−ｉと受電コイル２０４との間が閉磁路で構成されているため、磁束漏れが小さく、給電効率が良くなる。このため、商用周波数（５０／６０Ｈｚ）のＡＣ電源で、表示装置２００に十分な交流電流（電力）を供給することができ、駆動回路の簡素化、ローコスト化を図ることができる。

また、本実施の形態では、受電側コア２０３から直近の送電側コア１０２−ｉまでの距離が常に所定値以下になるように、各送電側コア１０２−ｉを所定の間隔で配置する。これにより、磁気レール１０１−１、１０１−２上の任意の位置において、表示装置２００に十分な電力を供給することができるので、表示装置２００の装着位置の自由度を高めることができる。

また、送電側コア１０２−ｉおよび送電コイル１０３−ｉの数を増やことにより、磁気レール１０１−１、１０１−２を長くすることができ、表示装置２００の装着位置の自由度をより高めることができる。

［バリエーション］
次に、本発明のバリエーションについて、図４を用いて説明する。図４Ａは、給電装置１００の正面図であり、図４Ｂは、給電装置１００の底面断面図である。

本バリエーションでは、図４に示すように、磁気レール１０１−１、１０１−２の当接面１０１−１ａ、１０１−２ａに、ギャップ部材１０４が取り付けられる。受電側コア２０３は、表示装置２００が保持部材３００に装着された際、ギャップ部材１０４を介して磁気レール１０１−１、１０１−２に当接する。

ギャップ部材１０４は、合成樹脂、セラミックス等の絶縁材料で構成され、送電側コア１０２−ｉからの距離が長くなるにしたがって薄くなるように厚みが調整される。

これにより、本バリエーションによれば、表示装置２００の装着位置に依らず、受電側コア２０３に流れる磁束（受電電力）を均一化することができる。

なお、上記の実施の形態では、各送電コイル１０３−ｉに接続する電源として、商用周波数（５０／６０Ｈｚ）のＡＣ電源を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、数ＫＨｚ等の高周波電源を用いても良い。高周波電源を用いることにより、商用周波数のＡＣ電源を用いる場合に比べて磁気エネルギ密度が高くなるため、磁気レール、送電側コア、送電コイル、受電側コアおよび受電コイルの体積を小さくすることができる。

本発明は、外部から電子棚札等の表示装置に電力を供給する表示システムに用いるのに好適である。

１００ 給電装置
１０１−１、１０１−２ 磁気レール
１０２−ｉ 送電側コア
１０３−ｉ 送電コイル
１０４ ギャップ部材
２００ 表示装置
２０１ 本体
２０２ 表示部
２０３ 受電側コア
２０４ 受電コイル
３００ 保持部材

Claims (8)

1. 情報を表示可能な画面を有する表示装置と、前記表示装置に電力を供給する給電装置と、前記給電装置を固定する保持部材と、を有する、表示システムであって、
   前記表示装置は、
   磁性材料の受電側コアと、
   前記受電側コアに巻回された受電コイルと、
   を有し、
   前記給電装置は、
   平行な２本の磁性材料の磁気レールと、
   前記各磁気レールに接続する磁性材料の送電側コアと、
   前記送電側コアに巻回され、磁束を前記送電側コアから前記磁気レールに通す送電コイルと、
   を有し、
   前記表示装置は、前記受電側コアが前記磁気レールに当接するように前記保持部材に装着される、
   表示システム。
2. 前記複数の送電側コアが、等間隔で配置される、
   請求項１に記載の表示システム。
3. 前記磁気レール上に絶縁材料のギャップ部材が取り付けられ、
   前記表示装置は、前記受電側コアが前記ギャップ部材を介して前記磁気レールに当接するように前記保持部材に装着される、
   請求項１または請求項２に記載の表示システム。
4. 前記ギャップ部材の厚みは、前記送電側コアからの距離が長くなるにしたがって薄くなるように調整される、
   請求項３に記載の表示システム。
5. 情報を表示するための表示画面を有する表示装置に給電装置から電力を供給する電力供給方式であって、
   前記表示装置は、
   磁性材料の受電側コアと、
   前記受電側コアに巻回された受電コイルと、
   を有し、
   前記給電装置は、
   平行な２本の磁性材料の磁気レールと、
   前記各磁気レールに接続する磁性材料の送電側コアと、
   前記送電側コアに巻回された送電コイルと、
   を有し、
   前記受電側コアを前記磁気レールに当接させることにより、前記送電側コア、前記磁気レールおよび前記受電側コアの閉磁路を形成し、
   前記送電コイルに電力が供給されることにより発生した磁束を、前記閉磁路を介して前記受電コイルに流すことによって前記表示装置に電力を供給する、
   電力供給方式。
6. 前記複数の送電側コアが、等間隔で配置される、
   請求項５に記載の電力供給方式。
7. 前記磁気レール上に絶縁材料のギャップ部材が取り付けられ、
   前記受電側コアを、前記ギャップ部材を介して前記磁気レールに当接させる、
   請求項５または請求項６に記載の電力供給方式。
8. 前記ギャップ部材の厚みは、前記送電側コアからの距離が長くなるにしたがって薄くなるように調整される、
   請求項７に記載の電力供給方式。

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