JP2017022956A - 情報提示装置、情報提示装置の受電駆動部および情報提示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状の部材によって形成された立体物に結露が発生しても電気的に短絡しないように情報表示デバイスが設置され、非接触給電により情報表示デバイスに電力を供給することができる情報提示装置を提供する。【解決手段】非接触給電によって電力を送るための送電部４と、送電部から送られた電力を受電し、情報表示デバイスａ４を駆動するための受電駆動部１と、送電部を制御するための送電制御部２を備えた情報提示装置１０であって、送電部は、受電駆動部を収容するための固定棚５と、受電駆動部に電力を送るための送電コイル３を備えており、固定棚は、受電駆動部を配置可能な手段を備えており、固定棚の底部に各々送電コイルを備えており、受電駆動部は、シート状の部材から形成された立体物１１に、情報表示デバイスと、配線ｂ３と、を備えていることを特徴とする情報提示装置。【選択図】図１

Description

本発明は、包装材や建装材のように折り曲げ可能な印刷物に設置された情報表示デバイスに非接触で電力を供給し、情報を表示することができる情報提示装置に関する。

近年、ＩＯＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）やユビキタスのようにあらゆるものにセンサーや電子デバイスが組み込まれ、インターネットなどの仮想空間上で情報がやり取りされている。一方、導電性インクなどを塗布したシート材に電子回路をつくることが可能になっている。そのようなことから、これまで電子的な機能を持たない包装材や建装材のようなものにも、今後は電子的な機能が付加されると考えられる。

しかしながら、包装材のようなシート材で構成される立体的な印刷物に電子デバイスを組み込んで、使用するには電源として蓄電池も組み込む必要があり、デザイン、重量または経済性の面で問題が想定される。

そこで、シート状のディスプレイや情報表示デバイスを備えたポスターに対する給電方法として、従来の電気的な接点を用いる方法ではなく、電磁誘導を用いた非接触式の給電方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２８１６０８号公報

また、包装材の場合は結露などにより、商品の陳列箇所が濡れている場合もあるため、商品に電気的な接点が露出することは電気的な短絡事故や漏電を起こす虞がある。
また、シート状の部材を折って形成される立体物にどのように配線するかという問題もある。
さらに、上記の機能を付加した商品を陳列した場合、消費電力の問題から前面に配置された商品にのみ電力を供給することにより消費電力を低減することが求められ、また電力を効率的に伝送するため、受電コイルと送電コイルの位置を正確に合わせる必要がある。

本発明は上記の問題を鑑みなされたものであり、その課題とするところは、シート状の部材によって形成された立体物に結露が発生したり、濡れても電気的に短絡したり漏電しないように情報表示デバイスが設置され、非接触給電により情報表示デバイスに電力を供給することができる情報提示装置を提供することである。

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、非接触給電によって電力を送るための送電部と、送電部から送られた電力を受電し、情報表示デバイスを駆動するための受電駆動部と、送電部を制御するための送電制御部を備えた情報提示装置であって、
送電部は、受電駆動部を収容するための固定棚と、受電駆動部に非接触給電によって電力を送るための送電コイルを備えており、
固定棚は、受電駆動部を配置可能な手段を備えており、固定棚の列の底部にはそれぞれ送電コイルを備えており、
受電駆動部は、シート状の部材から形成された立体物に、情報を提示するための情報表示デバイスと、送電コイルから送られてくる電力を受電するための受電コイルと、受電コイルと情報表示デバイスを接続するための配線とを備えていることを特徴とする情報提示装置である。

また請求項２に記載の発明は、前記情報表示デバイスと前記受電コイルと前記配線とは、シート状の部材から形成された立体物の上に形成された被覆層によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置である。

また請求項３に記載の発明は、前記シート状の部材が、紙または樹脂フィルムまたはそれらの複合材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の情報提示装置である。

また請求項４に記載の発明は、前記情報表示デバイスが曲面を持つことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報提示装置である。

また請求項５に記載の発明は、前記情報表示デバイスが、例えば、表面実装用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｍｉｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）部品、有機ＥＬ素子、圧電スピーカのいずれかを含む電子デバイスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報提示装置である。

また請求項６に記載の発明は、前記受電コイルおよび前記配線が、シート状の部材の表面に印刷された導電性インキパターンからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の情報提示装置である。

また請求項７に記載の発明は、シート状の部材から形成された立体物の底部には非接触給電によって送電された電力を受電するための受電コイルと、その側面部には情報を表示するための情報表示デバイスとを備えており、
受電コイルと情報表示デバイスとは、配線によって電気的に接続されており、
受電コイルと情報表示デバイスと配線とは、立体物の表面に形成された被覆層によって被覆されていることを特徴とする情報提示装置の受電駆動部である。

また請求項８に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の情報提示装置の情報提示方法であって、
情報提示装置の送電部に送電制御部から制御信号を送信する工程と、
制御信号を受信した送電部が送電コイルから制御信号に従って非接触で送電を行う工程と、
送電コイルから送られた電力を受電駆動部の受電コイルが非接触で受電し、受電コイルに接続された情報表示デバイスを駆動する工程と、を備えていることを特徴とする情報提示装置の情報提示方法である。

本発明は、シート状の媒体で作られた立体物に情報表示デバイスを備えた情報提示装置の受電駆動部と情報提示装置であり、非接触給電により、情報提示装置の受電駆動部に備えられた情報表示デバイスを駆動することにより情報を提示することが可能な情報提示装置を提供することができる。また、情報提示装置の受電駆動部が結露などで濡れていても、情報提示装置が電気的な短絡によって情報表示デバイスが機能しなくなったり、漏電を起こす事がない情報提示装置を提供することができる。

本発明の情報提示装置の構成の一例を示す概略俯瞰図である。 本発明の情報提示装置の送電部の一例を示す概略断面図である。 本発明の情報提示装置の一例を示す概略図であって、（ａ）は受電駆動部の一例を示す概略俯瞰図、（ｂ）は受電駆動部の底面の受電コイルの一例を示す概略俯瞰図、（ｃ）は受電駆動部の一例を示す展開図である。 本発明の情報提示装置の受電駆動部の表面構造の一例を示す概略断面図であって、図３（ａ）の破線円の拡大図の破断線Ａ−Ａ´に於ける断面を詳細に示した概略断面図である。 本発明の情報提示装置の機能構成の一例を示す説明図である。 本発明の情報提示装置の受電駆動部の実施状況を示す概念図である。 本発明の情報掲示装置の発光状態における実験写真である。

以下、本発明の情報提示装置について説明する。
本発明の情報提示装置は、非接触給電によって電力を送るための送電部と、送電部から送られた電力を受電し、その電力を受電し、情報表示デバイスを駆動し情報を表示するための受電駆動部と、送電部を制御するための送電制御部を備えた情報提示装置である。

送電部は、複数の受電駆動部を収容するための固定棚と、受電駆動部に非接触給電によって電力を送るための送電コイルを備えている。

固定棚は、受電駆動部を複数の列に整列可能な手段を備えており、それらの列の最前部の底部に各々送電コイルを備えている。

受電駆動部は、シート状の部材から形成された立体物に、情報を提示するための情報表示デバイスと、送電コイルから送られてくる電力を受電するための受電コイルと、受電コイルと情報表示デバイスを接続するための配線とを備えている。

そして、受電駆動部の受電コイルと、情報表示デバイスと、受電コイルと情報表示デバイスを接続するための配線とは、受電駆動部の表面を被覆するための被覆層によって、被覆されている。

図１に示すように、本発明の情報提示装置１０は、送電部４、受電駆動部１、送電制御部２を備えている。そして受電駆動部１を固定し、整列させるための固定棚５を送電部４と一体に備えている。情報提示装置１０は、送電制御部２の信号により送電部４から送られた電力を受電駆動部１で照明や音などの情報として提示する情報提示装置１０である。

図１に示す情報提示装置１０は、固定棚５の最前面または任意に配置された受電駆動部１のみに電力が送電されるように、送電コイル３上に受電駆動部１の位置を合わせる手段を備えた固定棚５を備えている。

また、受電駆動部１が取り去られた場合は、後方の受電駆動部１が前にスライドして最前面にあった受電駆動部１と同じ位置に配置に配置することで、最前面の受電駆動部１に電力が送られ、情報が提示される。情報を提示する受電駆動部１の位置は、任意に設定することが可能である。

次に固定棚５は図２に示すように、底部の裏面に送電コイル３を備えていることで、受電駆動部１が濡れている場合であっても、漏電などの不具合を起こすことなく電力を送電することができる。固定棚の底部１５は、電気的に絶縁性が高く、且つ商業周波数程度の交流磁束を阻害することなく通すことができ、また紙製の缶がその上に載置され、摺動しても傷つき難い機械的な硬度および強度を備えた材質で構成されていれば良い。例えば、
各種の樹脂、ガラス、セラミック、木材およびこれらを２つ以上組み合わせて積層した複合材などを好適に使用可能である。また、送電コイル３は固定棚の底部１５の裏面（外側）に備えられている場合を説明したが、固定棚の底部１５を構成する材料の中に埋設または内包されていても良い。固定棚５は、底部と、送電コイル３と受電駆動部１が対向するように配置されるように誘導するための仕切り板を備える。

また、送電コイル３は、固定棚５の底部１５の内側に、備えられていても良い。その場合は、送電コイル３は、電気的に絶縁され、交流磁束を阻害することが無い材料で被覆またはモールドされた形態で、且つ紙製や金属製の缶などからなる受電駆動部が固定棚５の中を容易に摺動して移動可能であれば良い。

次に図３に受電駆動部１の構成を示す。図３（ａ）は受電駆動部１の全体像の一例を示した俯瞰図である。受電駆動部１は、シート状の部材によって構成された立体物１１上に、印刷技術を用いて導電性インクで形成された配線や情報表示デバイスａ４により構成される。

情報表示デバイスａ４は、例えば表面実装のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や有機ＥＬデバイスのような光を発する電子デバイスだけでなく、圧電スピーカといった音声を発生するものなどであってもよい。また、光を発しない液晶表示装置や電子ペーパーのような電子デバイスであっても良い。

図３（ｂ）に受電コイルａ１の構成を示す。導電性インクなどにより、コイルを印刷することで紙や樹脂フィルム媒体に電力を送ることができる。

図３（ｃ）は受電駆動部１を展開した例を示す展開図である。コイル部分の両極をプリントする必要があるが、どちらかが交差してしまうため、図３（ｃ）のコイル接続片ａ２ように片方を受電コイルａ１の裏側に配置し、真ん中に切り込みを入れて受電コイルａ１とつなげることで両極をつなげることが可能である。また、装飾印刷部ａ３は表面の装飾を印刷したものである。この部分は、非導電性インキによる印刷であるため、導電性による配線に重なってもかまわない。

このような受電駆動部１を作製する方法を説明する。
図３（ａ）におけるシート状の部材から構成された立体物１１が、紙製の缶である場合を例にとって説明する。

まず、紙製の缶を作製する。そのため、紙製の缶となるシート状の防水加工が施された紙シートなどの基材に所望の絵柄印刷を施した後、導体インキを用いて、配線やコイルパターンをスクリーン印刷し、熱乾燥する。紙製の缶の展開図に従って打ち抜き加工する。その結果、図３（ｃ）に示したような形状の紙部材ができる。

次に、この紙部材の所定の位置に、例えば表面実装用のＬＥＤ部品などの電子デバイスｂ２を実装し、既に形成してある配線ｂ３、ｂ４または配線形成時に形成した電極に接続する（図４参照）。

次に、それらの電子デバイスｂ２、配線ｂ３、ｂ４、受電コイルａ１（図３（ｃ）参照）などの上に被覆層ｂ１を被覆する（図４参照）。被覆層ｂ１の形成範囲は、紙部材である基材ｂ５全体でも良いし、電子デバイスｂ２、配線ｂ３、ｂ４、受電コイルａ１などの必要な部分だけでも良い。被覆層ｂ１は、フィルム状でも液状でも良い。被覆層ｂ１の材質としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素樹脂などのプラスチックをはじめ、各種のエンジニアリングプラスチックを好適に使用可能である。

紙シートなどの基材ｂ５に絵柄印刷を施した場合を説明したが、基材ｂ５ではなく、被覆層ｂ１に予め絵柄印刷したものを使用しても良い。

次に紙製の缶の製造方法に従って、図３（ｂ）に示したような底部が紙製の部材でシールされた紙製の缶の中間製品ができる。次に、その中間製品の天面部も紙製の部材でシールする。その天面部のシールには、開口が形成されており、そこから充填物が充填された後、その開口をシール部材でシールすることにより、本発明の受電駆動部１が完成する（図３（ａ）参照）。

次に本発明の受電駆動部について、図４を用いて詳しく説明する。
シート状の部材は、紙、またはＰＥＴフィルムなどの樹脂フィルムからなる基材ｂ５であり、配線ｂ３、ｂ４は、導電性インクを印刷により形成した配線である。電子デバイスｂ２は、例えば表面実装用のＬＥＤ部品を使用することができる。電子デバイスｂ２は、導電性インクによる配線ｂ３、ｂ４の両極をまたいで設置され、配線ｂ３、ｂ４と接続される。つぎにこれらの上にＰＥＴフィルムなどを積層するか、樹脂層をコーティングすることにより被覆層ｂ１を形成するため、結露などを生じる飲料缶などであっても、受電駆動部１の電子デバイスｂ２や配線ｂ３、ｂ４が電気的に短絡したり、漏電することを防ぐことができる。

次に、本発明の情報提示装置の機能構成について図５を用いて説明する。
図５に示すように、本発明の情報提示装置１０は、送電部４と受電駆動部１と送電制御部２を備えている。

送電部４は、商用電源からオス型プラグ９を介して電源部６に電力を供給する。電源部６は、１００Ｖの商用電源の電圧を、例えば送電コイル３用の４８Ｖと送電制御部２用の１２Ｖに変換し、給電部７に出力する。

給電部７は、受電駆動部１が備えている受電コイルａ１の数に対応した複数の給電コア８を介して複数の送電コイル３に電力を供給する。

送電コイル３で形成された交流磁束を介して、受電駆動部１の複数の受電コイルａ１に電磁誘導により電力が伝達され、非接触給電が行われる。その際、電力の伝達効率を高めるため、送電コイル３と受電コイルａ１は数ｍｍ以内の空間を隔てて配置され、更に送電コイル３と受電コイルａ１とは電磁気学的な結合係数を最大にできる幾何学的な位置に配置されていることが望ましい。

受電コイルａ１に非接触給電により伝達された電力により、電子デバイスである情報表示デバイスａ４が駆動され、情報が表示される。
情報表示デバイスａ４は、送電制御部２によって制御される。送電制御部２は、送電部４の給電部７に制御信号を送り、給電部７を制御する。制御信号に従って送電コイル３から送電された電力に従って、受電駆動部１に電力が受電され、情報表示デバイスａ４が駆動され、情報が表示される。

また、上述した送電制御部２の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。

図６に本発明の情報提示装置の受電駆動部の実施状況を示す概念図を示した。情報掲示表示デバイスとしてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｍｉｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備えており
、受電駆動部に電力が受電されない状態ではＬＥＤは消灯しており、受電駆動部に電力が受電された状態ではＬＥＤは点灯している。図７は、本発明の情報掲示装置の発光状態における実験写真であり、送電部を備える固定棚に受電駆動部と情報表示デバイスを備える紙製の缶を配置した際に情報表示デバイスであるＬＥＤが発光している様子を示した写真である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１・・・受電駆動部
２・・・送電制御部
３・・・送電コイル
４・・・送電部
５・・・固定棚
６・・・電源部
７・・・給電部
８・・・給電コア
９・・・オス型プラグ
１０・・・情報提示装置
１１・・・シート状の部材から形成された立体物
１５・・・固定棚の底部
ａ１・・・受電コイル
ａ２・・・コイル接続片
ａ３・・・装飾印刷部
ａ４・・・情報表示デバイス
ｂ１・・・表面被覆層
ｂ２・・・電子デバイス
ｂ３・・・配線
ｂ４・・・配線
ｂ５・・・シート状の部材

Claims (8)

1. 非接触給電によって電力を送るための送電部と、送電部から送られた電力を受電し、情報表示デバイスを駆動するための受電駆動部と、送電部を制御するための送電制御部を備えた情報提示装置であって、
   送電部は、受電駆動部を収容するための固定棚と、受電駆動部に非接触給電によって電力を送るための送電コイルを備えており、
   固定棚は、受電駆動部を配置可能な手段を備えており、固定棚の列の底部にはそれぞれ送電コイルを備えており、
   受電駆動部は、シート状の部材から形成された立体物に、情報を提示するための情報表示デバイスと、送電コイルから送られてくる電力を受電するための受電コイルと、受電コイルと情報表示デバイスを接続するための配線とを備えていることを特徴とする情報提示装置。
2. 前記情報表示デバイスと前記受電コイルと前記配線とは、シート状の部材から形成された立体物の上に形成された被覆層によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
3. 前記シート状の部材が、紙または樹脂フィルムまたはそれらの複合材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の情報提示装置。
4. 前記情報表示デバイスが曲面を持つことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報提示装置。
5. 前記情報表示デバイスが、表面実装用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｍｉｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）部品、有機ＥＬ素子や圧電スピーカのいずれかを含む電子デバイスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報提示装置。
6. 前記受電コイルおよび前記配線が、シート状の部材の表面に印刷された導電性インキパターンからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の情報提示装置。
7. シート状の部材から形成された立体物の底部には非接触給電によって送電された電力を受電するための受電コイルと、その側面部には情報を表示するための情報表示デバイスとを備えており、
   受電コイルと情報表示デバイスとは、配線によって電気的に接続されており、
   受電コイルと情報表示デバイスと配線とは、立体物の表面に形成された被覆層によって被覆されていることを特徴とする情報提示装置の受電駆動部。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の情報提示装置の情報提示方法であって、
   情報提示装置の送電部に送電制御部から制御信号を送信する工程と、
   制御信号を受信した送電部が送電コイルから制御信号に従って非接触で送電を行う工程と、
   送電コイルから送られた電力を受電駆動部の受電コイルが非接触で受電し、受電コイルに接続された情報表示デバイスを駆動する工程と、を備えていることを特徴とする情報提示装置の情報提示方法。