(57)【要約】【課題】  外光を画像表示媒体に長時間に渡って照射させることが可能な採光機能付き画像表示装置を提供する。【解決手段】  画像表示パネル１０には画像表示媒体１００Ａおよび太陽電池１２が設けられている。太陽電池１２は、バッテリー１４の充電用および補助電源に用いられる。画像表示パネル１０の前方には、採光装置２０が設置され、太陽２からの光を反射鏡２１で反射した反射光を太陽電池１２および画像表示媒体１００Ａに照射する。反射鏡２１は、第２の制御部３０により、日照センサ２９の検出結果に応じて、太陽２を追尾する様に左右方向および上下方向の角度が変更される。これにより、反射鏡２１の反射光は、常に画像表示パネル１０に照射されるようになる。【選択図】      図１
2005321738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電源で画像の保持が可能な画像表示媒体と、
太陽電池と、
太陽光あるいは人工光の外光を採光し、この採光した光を前記太陽電池に照射する採光部と、
前記太陽電池の発電出力によって充電されるバッテリーと、
前記太陽電池あるいは前記バッテリーから電力が供給され、前記画像表示媒体に表示する画像の切換えを行う表示駆動部とを備えたことを特徴とする採光機能付き画像表示装置。
【請求項２】
前記採光部は、前記外光を前記太陽電池に反射させる反射面を備えたことを特徴とする請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項３】
前記画像表示媒体は、一方の面に画像表示面を有し、
前記反射面は、前記画像表示媒体の前記画像表示面とは反対側から照射された前記外光を前記太陽電池に反射させることを特徴とする請求項２記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示媒体は、一方の面に画像表示面を有し、
前記太陽電池は、前記画像表示媒体の前記画像表示面に設けられた透明太陽電池であることを特徴とする請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項５】
前記画像表示媒体は、両面に画像表示面を有し、
前記太陽電池は、前記画像表示媒体の前記両面の前記画像表示面にそれぞれ設けられた透明太陽電池であることを特徴とする請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項６】
前記太陽電池は、前記画像表示媒体に並列して設けられ、
前記採光部は、前記外光を前記太陽電池および前記画像表示媒体に反射させる反射面を備えたことを特徴とする請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項７】
前記太陽電池は、複数の太陽電池であり、
前記採光部は、前記外光を前記複数の太陽電池に反射させる複数の反射面と、前記複数の反射面の向きを変更する複数の変更機構と、前記外光の前記複数の太陽電池への照射状態に応じて前記複数の変更機構を制御して前記複数の反射面の向きを個別に制御する向き制御部とを備えた請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項８】
前記太陽電池は、前記複数の画像表示媒体の画像表示面にそれぞれ設けられた複数の透明太陽電池であることを特徴とする請求項７記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項９】
前記採光部は、前記外光を前記太陽電池に反射させる反射面と、前記反射面の向きを変更する変更機構と、前記変更機構を制御して前記反射面の向きを変更する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記太陽光により前記反射面で反射した反射光が太陽に追尾して前記太陽電池に照射されるように前記変更機構を制御することを特徴とする請求項９記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、無線により前記変更機構を制御することを特徴とする請求項９記載の採光機能付き画像表示装置。
【請求項１２】
前記画像表示媒体は、少なくとも一方が透明性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、印加された電圧によって形成された電界に応じて前記一対の基板間を移動する正又は負に帯電した粒子群とを備えたことを特徴とする請求項１記載の採光機能付き画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電源で画像の保持が可能な採光機能付き画像表示装置に関し、特に、太陽光あるいは人工光の外光を太陽電池に長時間に渡って照射させることが可能な採光機能付き画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像表示装置として、例えば、着色粒子を電界によって移動させて画像表示を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
この特許文献１に記載された画像表示媒体は、表面基板部材上に形成された列電極を誘電体膜により保護した透光性を有する表面基板と、背面基板部材上に形成された行電極を誘電体膜により保護した背面基板と、基板間を微小な間隔に対向配置させるとともに、基板間を基板と平行な方向に仕切って複数のセルを形成する仕切り部材と、各セルに封入された負に帯電した白色粒子群および正に帯電した黒色粒子群とを有して構成されている。      
【０００４】
この画像表示装置において、行電極と列電極との間に直流電圧（２００Ｖ）を印加すると、電極間の画素に電界が形成され、電界の向きに応じて白色粒子と黒色粒子が表面基板または背面基板側へ移動し、表面基板の内面に付着した白色粒子と黒色粒子とのコントラストにより表面基板を通して白黒の画像表示が行われる。
【０００５】
この構成によれば、電界を変化させない限り表示が消えないため、画像書き込み後は無電源で画像を保持できることから、低消費電力にて表示することができる。
【特許文献１】特開２００２−９９００２号公報（［０００８］、図２３〜図２４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の画像表示装置によると、画像を書き込む際に２００Ｖ程度の直流電圧を印加する必要があるため、商用電源もしくは大容量電源に接続しなければならないことから、設置場所に一定の制約がある。そこで、バッテリーを電源に用い、設置場所を選ばないようにすることが考えられる。この場合、バッテリーの交換をできるだけ少なくし、或いは交換を不要にするには、充電を行う必要がある。その充電用の電源、更には補助電源として太陽電池を用いた場合、天候や設置場所に左右され易く、長い日照時間を確保することが難しく、充電不足を招きやすい。
【０００７】
従って、本発明の目的は、外光を太陽電池に長時間に渡って照射させることが可能な採光機能付き画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、無電源で画像の保持が可能な画像表示媒体と、太陽電池と、太陽光あるいは人工光の外光を採光し、この採光した光を前記太陽電池に照射する採光部と、前記太陽電池の発電出力によって充電されるバッテリーと、前記太陽電池あるいは前記バッテリーから電力が供給され、前記画像表示媒体に表示する画像の切換えを行う表示駆動部とを備えたことを特徴とする採光機能付き画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像表示装置によれば、外光を採光して太陽電池に照射しているので、外光を太陽電池に長時間に渡って照射させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
（画像表示装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る採光機能付き画像表示装置（以下、単に「画像表示装置」ともいう。）の構成を示す。この画像表示装置１は、太陽電池１２を有する画像表示パネル１０と、太陽２を追尾しながら太陽光を採光し、この採光した光を太陽電池１２および画像表示パネル１０を構成する画像表示媒体１０Ａに照射する採光部としての採光装置２０とを備える。
【００１１】
（画像表示パネルの構成）
画像表示パネル１０は、本体１１と、この本体１１の下部の前面に取り付けられた太陽電池１２と、本体１１に立設するように取り付けられるとともに電界により着色粒子を移動させて画像表示を行う画像表示媒体１００Ａと、画像表示媒体１００Ａに画像データに基づく表示を行わせるとともに太陽電池１２を充電する第１の制御部１３とを備えている。
【００１２】
本体１１は、例えば、ビルディング、店舗等の屋上や屋根、広場等の屋外に設置される。従って、本体１１は、屋外の使用が可能なように、耐候性および耐水性を有するように構成され、その内部には上記第１の制御部１３が内蔵されている。
【００１３】
第１の制御部１３は、画像表示装置１の電源となるバッテリー１４と、このバッテリー１４を太陽電池１２により充電するバッテリー充電回路１５と、画像表示パネル１０側の制御を実行する制御回路１６と、この制御回路１６の制御の下に画像表示媒体１００Ａを駆動する表示駆動部１７と、画像表示媒体１００Ａに表示する画像データを格納する画像記憶部１８とを備えている。なお、画像データは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から画像記憶部１８に入力してもよく、また、ＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークを介して画像記憶部１８に入力してもよい。
【００１４】
太陽電池１２は、複数のモジュールを集合させて所望の電圧が得られるように構成されている。太陽電池１２は、バッテリー１４の充電が主な使用目的であるが、バッテリー１４と併用して電源供給に用いることもできる。この場合、逆流防止用のダイオードを介してバッテリーに接続する構成、或いは定電圧回路を介して制御回路１６などに接続する構成とする。
【００１５】
バッテリー１４は、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池等の充電が可能な二次電池を用いることができる。
【００１６】
バッテリー充電回路１５は、太陽電池１２によって発電された電気エネルギーを所定の充電電流によりバッテリー１４を充電するとともに、過充電および過放電を防止する回路構成を有し、更に、太陽電池１２が逆流防止用のダイオードを内蔵していない場合には、逆流防止用ダイオードも備えている。
【００１７】
制御回路１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）、半導体メモリ等を備えて構成され、画像表示パネル１０の全体の制御を実行する。また、採光装置２０側の制御回路と通信を行い、画像表示パネル１０に連携した動作を行わせる制御も実行する。
【００１８】
表示駆動部１７は、初期化用の交番電圧を発生する交番電圧発生部と、画像表示媒体１００Ａの複数のセルの内部に封入された白色粒子と黒色粒子に電界を付与するための直流電圧を発生する直流電圧発生部とを備えている。
【００１９】
交番電圧発生部は、初期状態、例えば、白色粒子を一方の基板側に付着させ、黒色粒子を他方の基板側に付着させるために用いられ、所定の周波数（例えば、２００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ）の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を全部の画素に印加する。また、直流電圧発生部は、直流電圧（例えば、＋１４０Ｖ又は−１４０Ｖ）を出力して白色粒子と黒色粒子を用いて２色表示を行う際に用いられる。
【００２０】
（採光装置の構成）
採光装置２０は、半円筒形の反射鏡２１と、この反射鏡２１を回転させる回転軸２２と、この回転軸２２に取り付けられたホィールギヤ２３と、このホィールギヤ２３に噛合するウォームギヤ２４と、このウォームギヤ２４を回転させるモータ２５と、反射鏡２１の背面に縦に取り付けられたラック２６と、このラック２６に噛合するピニオン２７と、回転軸にピニオン２７が装着されたモータ２８と、反射鏡２１に取り付けられ、太陽の方向を検出する日照センサ２９と、モータ２５，２８を駆動するための第２の制御部３０とを備えている。回転軸２２、ホィールギヤ２３、ウォームギヤ２４、モータ２５，２８、ラック２６、およびピニオン２７により、駆動機構が形成される。
【００２１】
反射鏡２１は、高反射率が得られるように鏡面加工等が施された内面（反射面）に太陽光が入射し、その反射光が画像表示パネル１０の太陽電池１２に到達するように配置される。反射鏡２１は、水平方向および垂直方向に回転することにより、反射鏡２１の向きを３次元的に変更でき、これにより太陽に追尾できる構成になっている。なお、反射鏡２１は、平板な反射鏡（反射板）を用いてもよい。
【００２２】
日照センサ２９は、例えば、左右に一対、上下に一対の４個のフォトセンサと、集光レンズとを組み合わせたものを用いることができ、左右のセンサの入光量が等しく、かつ上下のセンサの入光量が等しくなるように反射鏡２１の角度が制御されることにより、反射鏡２１は太陽２に追従した姿勢をとり続けることができる。
【００２３】
第２の制御部３０は、ＣＰＵ等を用いて構成される制御回路３１と、この制御回路３１により駆動され、モータ２５，２８を駆動する駆動回路３２とを備える。制御回路３１は、日照センサ２９が出力する光量に基づいて駆動回路３２を動作させ、駆動回路３２は反射鏡２１が太陽２を追従するようにモータ２５，２８を回転させる。なお、日照センサ２９を用いなくても、制御回路３１が動作プログラムに基づいて駆動回路３２を制御することにより、反射鏡２１を太陽に追従させてもよい。
【００２４】
（画像表示媒体の全体の構成）
図２は、画像表示媒体１００Ａの構成を示す。画像表示媒体１００Ａは、透光性を有する表面基板１１１と、この表面基板１１１に対向配置された背面基板１１２と、表面基板１１１と背面基板１１２を連結する複数の仕切り部材１１３と、この仕切り部材１１３で仕切られた複数のセル１１５（１１５Ａ〜１１５Ｄ）のそれぞれに配設され、帯電特性が互いに異なる白色粒子１１４Ａおよび黒色粒子１１４Ｂからなる粒子群とを備えている。なお、セル１１５Ａ〜１１５Ｄは、４つのみを図示したが、実際には、画素数に応じて更に多数が２次元アレイ状に配列されている。
【００２５】
（画像表示媒体の各部の構成）
画像表示媒体１００Ａの表面基板１１１は、全体として透明性を有しており、例えば、厚さ１．１ｍｍの透明ガラス基板等からなる表面基板部材１１１Ａと、表面基板部材１１１Ａの内側に設けられたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明な帯状の複数の列電極１１６（１１６Ａ〜１１６Ｄ）と、これらの列電極１１６を保護するとともに白色粒子１１４Ａと黒色粒子１１４Ｂの帯電特性を安定化させるポリカーボネート等からなる誘電体層１１１Ｂと、表面基板部材１１１Ａの外面に形成された保護層１１１Ｃとを積層して構成されている。複数の行電極１１２Ｂは、実際には、紙面に垂直な方向にセル数に対応する数だけ所定間隔で配設されている。なお、本発明でいう透明性とは、できる限り透明度が高いことが望ましいが、半透明又は有色透明であってもよい。
【００２６】
誘電体層１１１Ｂには、セル１１５に封入する白色粒子１１４Ａおよび黒色粒子１１４Ｂの帯電特性に応じて、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ等を用いることができる。また、誘電体層１１１Ｂは、その絶縁性材料中に電荷輸送物質を含有させることができる。電荷輸送物質を含有させることにより、白色粒子１１４Ａおよび黒色粒子１１４Ｂへの電荷注入による粒子帯電性の向上や、これら粒子１１４Ａ，１１４Ｂの帯電量が極度に大きくなった場合に粒子１１４Ａ，１１４Ｂの電荷を漏洩させ、粒子１１４Ａ，１１４Ｂの帯電量を安定させるなどの効果を得ることができる。
【００２７】
保護層１１１Ｃには、ポリプロピレン系樹脂フィルム等が用いられ、粒子１１４Ａ，１１４Ｂの劣化を防ぐため、紫外線吸収剤等を含有することが望ましい。
【００２８】
背面基板１１２は、例えば、厚さ０．６ｍｍのエポキシ樹脂等からなる背面基板部材１１２Ａと、背面基板部材１１２Ａの片面に形成され、紙面と垂直方向に所定間隔で平行に配設された銅箔等からなる帯状の複数の行電極１１２Ｂと、複数の行電極１１２Ｂを保護するとともに、粒子１１４Ａ，１１４Ｂの帯電性特性を安定化させる誘電体層１１２Ｃとを有して構成されている。
【００２９】
行電極１１２Ｂは、１つのセル１１５に１本設けられるが、解像度を上げるために複数本設けてもよい。同様に、列電極１１６も１つのセル１１５に１本ではなく、複数設けてもよい。行電極１１２Ｂと列電極１１６は交差するように配置され、単純マトリックス駆動により列電極１１６と行電極１１２Ｂ間の画素に電圧が印加されるように構成されている。
【００３０】
誘電体層１１２Ｃの母材には、誘電体層１１１Ｂと同様に行電極１１２Ｂに直流電圧が印加されたときに帯電する誘電体を素材に用い、行電極１１２Ｂへの電圧印加が終了した後でも、背面基板１１２側に付着した粒子１１４Ａ，１１４Ｂの帯電が保持されるようにする。
【００３１】
誘電体層１１２Ｃは、例えば、着色材を背面基板部材１１２Ａに塗布、あるいはフィルム状にしたものを貼付して形成した着色層としても良く、この場合、白黒粒子の２色と併せて３色表示にすることができる。背面基板１１２に色を画面表示させるには、その対象画素に対応する電極１１２Ｂ，１１６間に所定の周波数の交番電圧を印加することにより、対象画素に存在する粒子を周辺に退避させ、着色層上に白色粒子１１４Ａおよび黒色粒子１１４Ｂが存在しないようにし、表面基板１１２を通して背面基板色が見えるようにする。
【００３２】
仕切り部材１１３は、例えば、熱硬化性樹脂からなるインクを背面基板１１２上にスクリーン印刷し、オーブン中で加熱焼成する処理を所望の高さになるまで複数回繰り返すことにより形成することができる。あるいは、ドライレジストフィルムなどの感光性樹脂を背面基板１１２上に積層して貼り付け、フォトリソグラフィ法により所定のパターンに露光・現像して形成しても良い。背面基板１１２上に形成された仕切り部材１１３の上端面と表面基板１１１とは、接着剤により接合される。仕切り部材１１３としては、熱硬化性樹脂の他に、熱可塑性樹脂、電子線硬化樹脂、光硬化性樹脂、ゴム等の絶縁材料を用いることができる。仕切り部材１１３と表面基板１１１とを接合する接着剤としては、熱可塑性接着剤、熱活性型接着剤、熱圧接着剤、紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。
【００３３】
白色粒子１１４Ａと黒色粒子１１４Ｂは、相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。ここでは、白色粒子１１４Ａは負に帯電しており、黒色粒子１１４Ｂは正に帯電しているものとする。
【００３４】
白色粒子１１４Ａは、例えば、体積平均粒径２０μｍの酸化チタン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（積水化成品工業（株）製「テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイト」を分級）１００重量部にイソプロピルトリメトキシシラン処理したチタニアの微粉末０．４重量部を外添して得ることができる。
【００３５】
また、黒色粒子１１４Ｂは、例えば、体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（積水化成品工業（株）製「テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラック」を分級）を用いることができる。
【００３６】
（画像表示装置の動作）
次に、図１および図２を参照して第１の実施の形態の動作を説明する。太陽電池１２に太陽光又は照明灯などの人工光が照射されると、太陽電池１２が発電し、その発電による電気エネルギーはバッテリー充電回路１５を介してバッテリー１４の充電に用いられる。また、バッテリー１4を充電する必要がないか、それほど充電に発電出力をとられていない状態にあるときには、太陽電池１２の発電出力は制御回路１６，３１等の電源として使用される。
【００３７】
白色粒子１１４Ａと黒色粒子１１４Ｂにより２色表示を行う場合、制御回路１６は表示駆動部１７を動作させ、バッテリー１４から表示駆動部１７に電力供給を行い、画像記憶部１８に記憶された画像データに基づいて表示駆動部１７の直流電圧発生部を動作させる。直流電圧発生部は、行電極１１２Ｂに順次選択電圧（例えば、０Ｖ）を印加し、列電極１１６Ａ〜１１６Ｄには、画像データに応じて正又は負の画像電圧（例えば、＋１４０Ｖ又は−１４０Ｖ）を所定の時間（例えば、３０ｍｓ）印加する。
【００３８】
図２における粒子１１４Ａ，１１４Ｂの配置状態は、行電極１１２Ｂへの選択電圧の印加に同期して、列電極１１６Ａ〜１１６Ｄに負、負、正、負の直流電圧を順次印加した場合である。負に帯電した白色粒子１１４Ａは、正が印加された列電極１１６Ｃ側に移動して表面基板１１１の内面に付着し、正に帯電した黒色粒子１１４Ｂは、これとは逆の行電極１１２Ｂ側の背面基板１１２の内面に付着する。正に帯電した黒色粒子１１４Ｂは、負が印加された列電極１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｄ側に移動して表面基板１１１の内面に付着し、負に帯電した白色粒子１１４Ａは、これとは逆の行電極１１２Ｂ側の背面基板１１２の内面に付着する。この様にして白黒画像が表面基板１１１を通して表示される。
【００３９】
列電極１１６Ａ〜１１６Ｄおよび行電極１１２Ｂへの電圧の印加を停止しても、粒子１１４Ａ，１１４Ｂと誘電体層１１１Ｂ，１１２Ｃとの間の静電付着力が維持されるため、粒子１１４Ａ，１１４Ｂは表面基板１１１および背面基板１１２の内面に付着したまま保持され、長時間に渡り白黒画像が表示される。
【００４０】
初期状態にする場合、制御回路１６は、表示駆動部１７の交番電圧発生部を動作させ、行電極１１２Ｂに所定の周波数（例えば、８００Ｈｚ）の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を印加するとともに、これと逆位相の交番電圧（例えば、±７０Ｖ）を列電極１１６のそれぞれに印加する。最後のパルスとして、例えば、列電極１１６に正の直流電圧を印加することにより、白色粒子１１４Ａが表面基板１１１の内面全体に付着し、黒色粒子１１４Ｂが背面基板１１２の内面全体に付着し、初期状態に戻される。このとき、画像表示媒体１００Ａを図２の方向Ａから見ると、白色粒子１１４Ａによる白色画面のみが見えている。
【００４１】
採光装置２０においては、日照センサ２９により太陽２の日射量の変化を検出しており、この検出結果に基づいて第２の制御部３０は、反射鏡２１の上下左右の角度を変化させる。例えば、太陽２が太陽２’に移動すると、左右一対のセンサの検出光量（水平方向の検出光量）に差異が生じる。この検出光量の差異に応じて、制御回路３１は光量の多い方のセンサの方角へ反射鏡２１を回転させる。即ち、制御回路３１は、駆動回路３２を介してモータ２５を回転させ、反射鏡２１の回転軸２２を太陽２’の方向へ回転させる。この回転の過程で、日照センサ２９の左右一対のセンサの検出光量が等しくなると、制御回路３１はモータ２５の駆動を停止させる。この時点で、反射鏡２１から太陽電池１２（更には画像表示媒体１００Ａ）への入光量は最大になる。この制御は、日照センサ２９の検出光量の差異が或るレベル以上（閾値以上）になる毎に実行される。
【００４２】
また、太陽２の高さが変化すると、日照センサ２９の上下一対のセンサの検出光量に差異が生じる。そこで、制御回路３１は光量の多い方のセンサの方向とは逆の方向にラック２６が回転するように、駆動回路３２を介してモータ２８を回転させ、ピニオン２７の回転によってラック２６を上下いずれかの方向に移動させ、日照センサ２９の上下一対のセンサの検出光量が等しくなったタイミングでモータ２８への通電を停止させる。この制御によって、反射鏡２１から太陽電池１２、更には画像表示媒体１００Ａへの入光量は最大になる。
【００４３】
なお、採光装置２０が動作する必要があるのは、太陽２からの光を画像表示パネル１０の太陽電池１２へ照射することが可能な天候または時間帯に限られる。したがって、日照センサ２９の検出値あるいは太陽電池１２の発電出力が一定レベル以下のときには、採光装置２０を動作させる必要がないので、制御回路３１は採光装置２０内の他の回路および駆動機構を停止させる。
【００４４】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）採光装置２０によって反射鏡２１が太陽２を追尾するので、画像表示パネル１０の太陽電池１２には反射鏡２１からの反射光を効果的に入光させることができ、太陽電池１２は高レベルの発電出力を維持できるようになるため、バッテリー１４の充電不足を解消することができる。
（ロ）太陽電池１２の発電出力を高めることが可能になるため、バッテリー１４に代えて制御回路などの補助電源としての利用度を向上させることができる。
（ハ）反射鏡２１の反射光の出射角度を調節することにより、太陽電池１２のほか、画像表示媒体１００Ａに太陽光を照射できるので、画像表示媒体１００Ａの照明光としても用いることができる。
【００４５】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置を示す。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、画像表示媒体１００Ａを太陽電池を内蔵した画像表示媒体１００Ｂを用いて単体による太陽電池１２を不要にし、更に、固定式の反射板４１を採光部として備える構成にしたところに特徴がある。したがって、本実施の形態では第１の実施の形態で用いた採光装置２０は不要になる。なお、反射板４１は、反射鏡であってもよい。
【００４６】
反射板４１は、内面（反射面）を鏡面仕上げにし、または高反射率が得られる色の塗装、鍍金等が施されている。反射板４１は、画像表示パネル１０の後方からの太陽光（または人工光）を画像表示媒体１００Ｂの画像表示面に反射することができるように、傾斜させ、かつ画像表示媒体１００Ｂに対して所定の距離が生じるように、本体１１の上部に支持部材４２によって庇のように取り付けられている。
【００４７】
なお、反射板４１を設けたことにより、時間によっては太陽２の光が反射板４１で遮られ、画像表示媒体１００Ｂに影を生じさせることが考えられる。このような状況を生じさせないためには、反射板４１をハーフミラーにし、太陽２からの光を素通りできるようにすればよい。或いは、反射板４１の角度を自動的に可変できる構成にしてもよい。
【００４８】
また、反射板４１と本体１１の上部との間には透明なガラス板やプラスチック板による透明板４３が取り付けられ、反射板４１への太陽光（または人工光）が遮られるのを防止するとともに、雨天等のときに画像表示媒体１００Ｂの前に人が立ったときでも、雨が当たらないように配慮している。
【００４９】
画像表示パネル１０が備える制御部の図示は省略しているが、第１の実施の形態に示した第１の制御部１３の構成をそのまま用いることができる。但し、太陽電池１２に代えて画像表示媒体１００Ｂの太陽電池がバッテリー充電回路１５に接続される構成になる。
【００５０】
（画像表示媒体の構成）
図４は、画像表示媒体１００Ｂの層構成を示す。画像表示媒体１００Ｂは、図２の画像表示媒体１００Ａにおける表面基板１１１に、酸化亜鉛半導体等からなる透明な太陽電池１１７を設けたものである。この太陽電池１１７は表面基板部材１１１Ａ上に設けられ、この太陽電池１１７上には保護層１１１Ｃが設けられている。他の構成は、図２の画像表示媒体１００Ａと同じである。
【００５１】
（画像表示装置の動作）
次に、図３および図４を参照して第２の実施の形態の動作を説明する。電源スイッチがオンにされると、画像表示パネル１０内の各回路に電源供給が開始される。画像表示媒体１００Ｂに対する画像を表示する制御は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。画像表示パネル１０の設置雰囲気が明るいとき、太陽光又は人工光が太陽電池１１７に照射されると太陽電池１１７は発電し、その発電出力は本体に内蔵のバッテリー１４を充電する。
【００５２】
太陽２が画像表示パネル１０の前方にあるとき、太陽２の光は画像表示媒体１００Ｂに直接に照射する。時間が経過し、太陽２が太陽２’の位置に移動して画像表示パネル１０の後方に位置すると、画像表示媒体１００Ｂには、太陽光が直接には当たらない。しかし、反射板４１が設けられているため、太陽２’の光は透明板４３を通して反射板４１に入光し、その反射光は画像表示媒体１００Ｂ内の太陽電池１１７に照射される。したがって、太陽電池１１７には長時間にわたって太陽光が照射され、太陽電池１１７の発電時間を長くすることができ、また、画像表示媒体１００Ｂも照明される。
【００５３】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によると、反射板４１を設けるのみの簡単な構成により画像表示パネル１０の後方からの太陽光を画像表示媒体１００Ｂの太陽電池１１７に照射することができるため、太陽電池１２に太陽光を効果的に入光させることができ、太陽電池１１７は高レベルの発電出力を維持できるようになり、バッテリー１４の充電不足を解消することができる。また、補助電源としての利用度を向上させることができる。更に、反射板４１の反射光は画像表示媒体１００Ｂに照射されるので、画像表示媒体１００Ｂの照明光としても用いることができる。
【００５４】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置を示す。この第３の実施の形態は、第２の実施の形態において、反射板４１を本体１１のベース部１１Ａに傾斜させて設置すると共に、ベース部１１Ａの表面に反射面を形成したものであり、他は第２の実施の形態と同様に構成されている。
【００５５】
本体１１は、ベース部１１Ａと、このベース部１１Ａに立設された一対のスタンド１１Ｂと、このスタンド１１Ｂの上端に取り付けられたホルダ１１Ｃとを備える。ホルダ１１Ｃは、画像表示媒体１００Ｂを垂直に保持する。なお、スタンド１１Ｂは柱状体のほか、１枚の透明板を用いることもできる。ベース部１１Ａの表面には、鏡面仕上げにし、または高反射率が得られる色（白色、銀色等）の塗装、鍍金等による反射面が形成されている。制御部は、第２の実施の形態に用いたものと同じであり、この制御部はベース部１１Ａまたはホルダ１１Ｃに内蔵される。
【００５６】
（第３の実施の形態の動作）
次に、図５を参照して第３の実施の形態の動作を説明する。電源スイッチがオンにされると、画像表示パネル１０内の各回路に電源供給が開始される。画像表示媒体１００Ｂに対する画像を表示する制御は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
太陽２が画像表示パネル１０の前方にあるとき、太陽２の光は画像表示媒体１００Ｂに直接に入光するほか、ベース部１１Ａの表面で反射した光が画像表示媒体１００Ｂに入光する。したがって、画像表示媒体１００Ｂには、周囲光の他にベース部１１Ａからの反射光が入光するので、画像表示媒体１００Ｂへの照射光は、ベース部１１Ａが無い場合に比べて増大する。
【００５８】
時間が経過し、太陽２が太陽２’の位置に移動すると、太陽光は、直接にもベース部１１Ａを介しても画像表示媒体１００Ｂには照射されなくなる。しかし、反射板４１が設けられているため、太陽２’の光は一対のスタンド１１Ｂの間を通して反射板４１に到達し、反射板４１で反射した太陽光が画像表示媒体１００Ｂ内の太陽電池１１７に照射される。
【００５９】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によると、第２の実施の形態と同様に、画像表示パネル１０の前方に太陽２があるときでも、後方に太陽２’があるときでも、画像表示媒体１００Ｂに太陽光を取り込むことができるため、太陽電池１２に太陽光を効果的に入光させることができる。
【００６０】
［第４の実施の形態］
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る画像表示装置を示す。この第４の実施の形態は、第１の実施の形態において、ビルディング等の建物６１Ａに画像表示パネル１０を設置し、隣接または対向するビルディング等の建物６１Ｂに採光装置２０を設置し、採光装置２０の制御を画像表示パネル１０側から行えるようにしたものである。そして、画像表示パネル１０から採光装置２０を遠隔制御するための通信手段に無線を用いている。
【００６１】
画像表示パネル１０の構成は、第１の実施の形態と同様であるが、更に、無線部６２Ａと、この無線部６２Ａの送信回路または送受信回路に接続されたアンテナ６３Ａとを備えている。
【００６２】
また、採光装置２０は、第１の実施の形態と同様であるが、更に、受信回路または送受信回路を備える無線部６２Ｂと、この無線部６２Ｂに接続されたアンテナ６３Ｂと、採光装置２０の電源となるバッテリー６６と、バッテリー６６を充電するバッテリー充電回路６７と、バッテリー充電回路６７の充電源となる太陽電池６８とを備えている。太陽電池６８は日当たりの良い場所に設置される。駆動機構６９は、第１の実施の形態に示した回転軸２２、ホィールギヤ２３、ウォームギヤ２４、モータ２５，２８、ラック２６、およびピニオン２７を含む構成である。
【００６３】
なお、採光装置２０の電源をバッテリー６６から得るものとしたが、商用電源から得てもよい。この場合、バッテリー６６および太陽電池６８に代えて、１００Ｖまたは２００Ｖから直流電源を得る電源回路を設ける構成にする。
【００６４】
（第４の実施の形態の動作）
次に、図６を参照して第４の実施の形態の動作を説明する。画像表示パネル１０の電源をオンにすると、画像表示パネル１０内にバッテリー１４から電源供給が開始される。第１の制御部１３が動作を開始することにより、画像表示媒体１００Ａに画像が表示される。
【００６５】
一方、採光装置２０においては、曇天、雨天、夜間等を太陽電池６８の出力状態に基づいて第２の制御部３０により判定し、この判定結果に基づいてバッテリー６６による電源供給のオン／オフが決定される。或いは、画像表示パネル１０からの指令に基づいて決定される。また、採光装置２０におけるバッテリー６６の充電は、太陽電池６８の発電出力を用いてバッテリー充電回路６７により行われる。
【００６６】
採光装置２０は、第１の実施の形態で説明したように、日照センサ２９の検出結果に基づいて第２の制御部３０により駆動機構６９を駆動し、反射鏡２１の角度を変化させ、画像表示パネル１０の太陽電池１２に反射鏡２１による反射光を照射する。
【００６７】
画像表示パネル１０から採光装置２０に対しては、画像表示パネル１０の電源オフに連動して画像表示パネル１０の動作を止めるためのコマンドを送ることができる。この場合、第１の制御部１３から無線部６２Ａおよびアンテナ６３Ａを介して採光装置２０に信号が送られる。採光装置２０では、アンテナ６３Ｂおよび無線部６２Ｂによって画像表示パネル１０からの電波を受信する。この受信により、第２の制御部３０は駆動機構６９の動作を停止させ、或いは採光装置２０の電源オフ等を実行する。
【００６８】
（第４の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、表示パネル１０と採光装置２０の間の距離を自由に設定できるので、採光装置２０を太陽光を採光し易い場所を選んで設置することができる。或いは、画像表示パネル１０の表示に対して、採光装置２０が画像表示パネル１０の障害物となるのを防止することができる。
【００６９】
［第５の実施の形態］
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る画像表示装置を示す。この第５の実施の形態は、第１の実施の形態において、画像表示パネル１０を図４に示す画像表示媒体１００Ｂを備える複数の画像表示パネル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとし、複数の画像表示パネル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに対応して複数の反射鏡２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ、駆動機構６９（６９Ａ〜６９Ｃ）、および第２の制御部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを設け、第１の制御部１３および各第２の制御部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを主制御部７０によって制御するようにしたものである。
【００７０】
駆動機構６９は、第１の実施の形態で示した回転軸２２、ホィールギヤ２３、ウォームギヤ２４、モータ２５，２８、ラック２６およびピニオン２７を含んで構成されている。
【００７１】
（第５の実施の形態の動作）
次に、図７を参照して第５の実施の形態の動作を説明する。例えば、図７の左側に位置する画像表示パネル１０Ａが日陰になった場合、画像表示媒体１００Ｂに太陽光が照射されないために、画像表示パネル１０Ａでは太陽電池１１７に発電出力が生じなくなる。
【００７２】
そこで、画像表示パネル１０Ａに対応する反射鏡２１Ａのみならず、他の反射鏡２１Ｂ，２１Ｃの反射光が画像表示パネル１０Ａに集中的に照射されるように、主制御部７０の管理の下に第２の制御部３０Ａ〜３０Ｃを制御する。第２の制御部３０によって駆動機構６９のそれぞれは、反射鏡２１Ａ〜２１Ｃからの反射光が画像表示パネル１０Ａに照射されるように反射鏡２１Ａ〜２１Ｃの角度を制御する。
【００７３】
（第５の実施の形態の効果）
この第５の実施の形態によると、複数の画像表示パネル１０のうち一部の画像表示パネル１０が日陰に設置された場合でも、その日陰になった画像表示パネル１０の太陽電池１１７に集中的に太陽光を反射させることができるので、短時間でバッテリーを充電することができる。
【００７４】
なお、上記実施の形態では、日陰になった画像表示パネル１０Ａに太陽光を反射させたが、複数の画像表示パネルのうち、表示している１つあるいは複数の画像表示パネルに太陽光を反射させてもよい。
【００７５】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。例えば、太陽電池１２と太陽電池１１７を併用した構成であってもよい。或いは、第２の実施の形態の反射板４１を第３の実施の形態に加えてもよい。
【００７６】
また、太陽電池の配置、形状は上記の実施の形態に限られるものではなく、種々の配置、形状が採用でき、例えば、画像表示媒体の両面の画像表示面側に透明太陽電池を配置してもよい。これにより、採光効率を高くすることができる。
【００７７】
また、採光手段として、上述した反射面を有する反射鏡又は反射板の代りに、光ファイバー等のライトガイドやプリズム、その他の光学素子の反射面を用いて採光してもよく、プリズムと反射鏡等のように複数種の光学素子を組み合わせて用いてもよい。
【００７８】
また、上記の実施の形態においては、一対の電極（列電極、行電極）を一対の基板（表面基板、背面基板）に設けたが、一対の電極は画像表示媒体の外に設けてもよい。これにより、表示画面の透明度が高くなる点で本発明の望ましい一態様である。
【００７９】
また、画像表示媒体としては、その他強誘電液晶に代表されるメモリー性のある液晶や、帯電された粒子を移動させて表示を切り替える電気泳動方式、帯電された粒子を回転させて表示を切り替える粒子回転方式、磁気により粒子を移動させて表示を切り替える磁気泳動方式を用いても良い。
【００８０】
また、太陽電池を反射型の画像表示媒体に並列して設けた場合、外光を太陽電池のみならず画像表示媒体にも反射させてもよい。これにより、表示画像のコントラストが高くなる。
【００８１】
また、マトリックス状、あるいは千鳥状に配列した複数の画像表示媒体を用い、各画像表示媒体の画像表示面側に透明太陽電池をそれぞれ設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置を示す構成図である。
【図２】図１の画像表示媒体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置を示す斜視図である。
【図４】図３の画像表示媒体の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る画像表示装置を示す構成図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る画像表示装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  画像表示装置
２，２’  太陽
１０，１０Ａ〜１０Ｃ  画像表示パネル
１１  本体
１１Ａ  ベース部
１１Ｂ  スタンド
１１Ｃ  ホルダ
１２  太陽電池
１３  第１の制御部
１４  バッテリー
１５  バッテリー充電回路
１６  制御回路
１７  表示駆動部
１８  画像記憶部
２０  採光装置
２１，２１Ａ〜２１Ｃ  反射鏡
２２  回転軸
２３  ホィールギヤ
２４  ウォームギヤ
２５  モータ
２６  ラック
２７  ピニオン
２８  モータ
２９，２９Ａ〜２９Ｃ  日照センサ
３０，３０Ａ〜３０Ｃ  第２の制御部
３１  制御回路
３２  駆動回路
４１  反射板
４２  支持部材
４３  透明板
６１Ａ，６１Ｂ  建物
６２Ａ，６２Ｂ  無線部
６３Ａ，６３Ｂ  アンテナ
６６  バッテリー
６７  バッテリー充電回路
６８  太陽電池
６９，６９Ａ〜６９Ｃ  駆動機構
７０  主制御部
１００Ａ，１００Ｂ  画像表示媒体
１１１  表面基板
１１１Ａ  表面基板部材
１１１Ｂ，１１２Ｃ  誘電体層
１１１Ｃ  保護層
１１２  背面基板
１１２Ａ  背面基板部材
１１２Ｂ  行電極
１１２Ｃ  誘電体層
１１３  部材
１１４Ａ  白色粒子
１１４Ｂ  黒色粒子
１１５Ａ〜１１５Ｄ  セル
１１６，１１６Ａ〜１１６Ｄ  列電極
１１７  太陽電池
【図１】
2005321738.tif 000003
【図２】
2005321738.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005321738.tif 000006
【図５】
2005321738.tif 000007
【図６】
2005321738.tif 000008
【図７】
2005321738.tif 000009