JP2011002733A - 窓ガラス調光システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動調光を可能とすると共に電力を自給可能であり、且つ、簡単な構造で安価な窓ガラス調光システムを提供する。
【解決手段】窓ガラス２は、ガラス本体２１の一方から照射された光がガラス本体２１および液晶フィルム４を他方へと透過するよう、ガラス本体２１に液晶フィルム４を貼付してなる。窓ガラス２の外縁には光発電パネル３を設ける。液晶フィルム４と光発電パネル３とに電気的に接続される調整装置５を、光発電パネル３に隣接させて設ける。
調整装置５は、光発電パネル３から供給される電力を利用し、光発電パネル３から供給される電圧を検出し、該電圧に比例させて液晶フィルム４へ電圧を印加させ液晶フィルム４の透光率を調整する。
【選択図】図１

Description

この発明は、太陽光をエネルギーとして光透過量の調節を可能とした窓ガラス調光システムに関する。

住宅用の窓ガラスや車両用の窓ガラスは、一般的に光の透過率が高い。そして、夏場などは温度が上昇し過ぎるので、窓ガラスとは別にブラインドやカーテンなどを施して遮光するなど光量の調整をしている。しかしながら、ブラインドやカーテンなどを用いる場合には、これらを開閉する必要が生じるという問題があるので、窓ガラス自体に調光機能を持たせ、ブラインドやカーテンの開閉を必要としないものが望まれた。

ブラインドやカーテンを用いずに遮光可能な窓ガラスとして、従来は、車両内に入り込む光量を制御可能なものとして特許文献１があった。この特許文献１に開示された車両用窓遮光装置は、ＧＰＳや傾斜センサ等を用いて、車両に対する太陽位置、および、照度を検出し、これら太陽位置および照度に基づいて、車両窓ガラスの遮光程度を自動的に調整するようにしたものである。

以下に、特許文献１を説明する。

車両用窓遮光装置１１０は、図１０に示すように、車両の窓ガラスから車室内へ入射する光量を調整するために各窓ガラスに備えている遮光手段１２０を制御して遮光程度を調整可能に構成されている。

具体的には、車両用窓遮光装置１１０は、遮光手段１２０を制御して入射光量を調節するための情報収集の手段として、車両に照射される光線の照度を検出する照度センサ１３０と、日時情報を検出する日時情報検出手段１４０と、車両の位置情報を検出するＧＰＳ１５０と、車両の傾斜情報を検出する傾斜センサ１６０とを備えている。更に、車両用窓遮光装置１１０には、日時情報検出手段１４０、ＧＰＳ１５０、傾斜センサ１６０、それぞれが検知した情報に基づいて太陽の位置を算出するための基準データが記憶された記憶手段１７０を備えている。

そして、日時情報検出手段１４０、ＧＰＳ１５０、傾斜センサ１６０、それぞれの検出したデータおよび記憶手段１７０に記憶された基準データに基づいて、車両に対する太陽の位置を算出するように演算手段１８０を備えている。

更に、車両用窓遮光装置１１０には、演算手段１８０が算出した太陽位置情報と、照度センサ１３０が検知した照度情報とを入力し、これら情報に基づいて遮光手段１２０による入射光量の調整を制御する制御手段１９０を備えている。

そして、遮光手段１２０は、制御手段１９０が求めた演算結果に基づいて調光されることとなる。この遮光手段１２０は、各窓ガラスの車室内側表面に沿って各々独立して設けられ、印加電圧に応じて透過光量を変化させることができる液晶モジュールであり、可視光域の光に対する透過率が印加電圧に応じて、例えば、０％から１００％の間で連続的に変化可能である。

従って、特許文献１に記載する車両用窓遮光装置１１０では、演算手段１８０が、前記日時情報、車両位置情報、傾斜情報の各情報と、記憶手段１７０の記憶している基準データとから太陽位置を算出し、算出した太陽位置の情報と記憶手段１７０の記憶する基準データとを制御手段１９０が入力して遮光手段１２０へ印加する電圧を算出し、この算出された電圧を遮光手段１２０へ印加することで、遮光手段１２０にの液晶モジュールの光透過率を変化させ透過光量を制御していた。

また、建築物の窓ガラスとして用い、建築物内に入射する光の調節が可能な調光ガラスとして特許文献２があった。

特許文献２の調光ガラス２０１は、液晶モジュールが現在に比べ高価であったときになされた発明であり、図１１に示すように、所定間隔を持って隣接させ平行に配置させて２枚のガラス板２０２間に、シール材２０３を介して、水溶性高分子化合物と、非イオン性界面活性剤および／または無機電解質と、水とを主たる構成成分としてなる機能性材料２０４を封入してなる。そして、前記機能性材料２０４に臨むガラス面の少なくとも一方に、基材フィルム２０５の表面をハードコート槽２０７によってコーティングし基材フィルム２０５を接着剤層２０６で接着し合成樹脂フィルム２０８をラミネートして調光ガラス２０１を構成してる。

特許文献２では、機能性材料２０４が熱や光等の要因により劣化変色（黄変）する可能性を有していた問題点を、合成樹脂フィルム２０８の作用により著しく低減されることに基づいてなされている。

特開２００５−３４９９２９公報 特開２０００−００８７４１公報

特許文献１に示す車両用窓遮光装置１１０では、車両自体にエンジン駆動中常に充電されるバッテリーを備えているので、動作に関する電力の供給を考慮する必要はない。しかしながら、住宅の窓として用いる場合には、電力の供給を別途行う必要が生じ、住宅設計時に電力供給を勘案しておかなければならず、これに伴う配線等を施す必要が有るという問題点を有した。そして、この電力の供給に伴う配線を必須とするため、窓交換時などに簡便に利用することが困難であるという問題点を有した。

また、特許文献１では、車両に対する太陽の位置を特定し、更に太陽光の強さを検知し、これらの情報に基づいて車両内に差し込む太陽光の光量を、車両に設ける複数の窓ガラス毎に調整可能としており、きめの細かい調光が可能となるが、各窓ガラス毎に調光のためのセンサ類が必要となり、且つ、制御形態も複雑となるなどの問題点を有した。例えば、一般住宅に用いる窓ガラスの調光装置として特許文献１を採用する場合、住宅は移動することがないので、太陽光線による窓ガラスの屋外側の光量を計測すれば足りるので、これ以外のセンサは不要であり、定置された住宅用の窓ガラスへの適用はコスト面だけをとっても望めない。また、既存の住宅の窓へ適用する場合には、窓ガラス全体を交換する必要が生じてしまいコスト高となってしまう問題点を有した。

特許文献２では、液晶モジュールを採用しないで調光可能としているが、２枚のガラス板２０２間に機能性材料２０４を密閉するように封入したり、少なくとも一方のガラス板２０２には合成樹脂フィルム２０８をラミネートする必要が有り、製造に手間がかかるという問題点を有し、液晶モジュールが安価になった昨今では、コスト高となり採用が困難であるという問題点を有した。また、既存の住宅の窓へ適用する場合には、窓ガラス全体を交換する必要が生じてしまいコスト高となってしまう問題点を有した。

そこでこの発明は上記問題点に鑑み、自動調光を可能とすると共に電源の供給が容易であり、且つ、簡単な構造で安価な窓ガラス調光システムを提供することを課題とする。

この発明では上記問題点を解決するためになされた窓ガラス調光システムは、ガラス本体を透過する光が液晶フィルムを透過するようガラス本体と液晶フィルムとを一体的に設ける窓ガラスと、前記窓ガラスに固定される光発電手段と、前記ガラス本体、前記液晶フィルム、前記光発電手段のいずれかあるいは複数と固定されると共に、前記液晶フィルムおよび前記光発電手段に電気的に接続され、前記光発電手段から供給される電力によって動作され、液晶フィルムの光透過率を調整可能な調整装置と、を備える。

また、既存の窓ガラスに対応可能な窓ガラス調光システムは既存の窓ガラスを構成するガラス本体の表面へ貼着可能な貼着手段を備える液晶フィルムと、前記ガラス本体の一部に一体的に固定可能な固定手段を備える光発電手段と、前記ガラス本体、前記液晶フィルム、前記光発電手段のいずれかあるいは複数と固定可能な固定手段を備えると共に、前記液晶フィルムおよび前記光発電手段に電気的に接続され、前記光発電手段からの電力供給により動作可能であり、液晶フィルムの光透過率を調整可能な調整装置と、を備える。

そして、前記窓ガラスに備える光発電パネルが、前記窓ガラス面の周囲部に固定されるように備える窓ガラス調光システムを提供する。

また、ガラス本体を透過する光が液晶フィルムを透過するようガラス本体と液晶フィルムとを一体的に設ける窓ガラスと、前記窓ガラスを嵌め込み開閉可能とさせる枠体であって、枠体周囲部には光発電手段が外方に向けて固定される窓枠と、前記窓ガラスと前記窓枠との間で、前記液晶フィルムと前記光発電手段とを電気的に接続させる電気接続手段と、前記液晶フィルムと前記光発電手段との間に設け、前記液晶フィルムおよび前記光発電手段に電気的に接続され、前記光発電手段からの電力供給により動作可能であり、液晶フィルムの光透過率を調整可能な調整装置と、を備える。

更にまた、液晶フィルム４の自動調光を可能とさせるため、前記液晶フィルムの光透過率の調整は、照射される光量に応じてなされる、調整装置を備える窓ガラス調光システムを提供する。

従って、この発明によれば、調整装置が照射される光量に応じて液晶フィルムの光透過率を変更可能であり、窓ガラスを透過する光量を変化させることで、窓ガラスの内側、例えば室内への透過光量を調整できるので、カーテンやシェードといった調光用の他の手段を用いずとも調光可能な窓を構成できるという効果を有する。

更に、この発明では、液晶フィルム、光発電手段、調整装置それぞれに窓ガラス等へ固定可能な固定手段を備え、既存の窓ガラスの表面に貼付することで液晶フィルムを該窓ガラスと一体的に設けると共に、光発電パネルを該窓ガラスの一部に固定し、更には、調整装置をガラス本体、光発電手段、液晶フィルムのいずれかまたは複数を固定可能にすることで、既存の窓ガラスへの窓ガラス調光システムの適用が簡便に行えるという効果を有する。

そして、光発電パネルを窓ガラスの周囲部に設けることで、光発電パネルを窓ガラス全体の景観を損なわないように配置出来るので、違和感の少ない窓ガラス調光システムを提供可能である。

また、電気接続手段を窓枠と窓ガラスとの間に設けて液晶フィルムと光発電パネルとを電気的に接続させ、且つ、液晶フィルムと光発電パネルとの間に調整装置を電気的に接続させて設けることで、例えば、住宅窓に適用した時等には、窓枠の外側周囲部に光発電パネルを備えさせることが可能となり、室内から窓ガラスを見たときの景観を損なわずに窓ガラス調光システムを実施出来るという効果を有する。更にまた、光発電パネルが、窓枠外側周囲部という開口窓を構成している最外部に位置出来ることで、光発電パネル設置に必要な面積を稼ぐことが可能となり、やはり景観を損なわないで実施可能であるという効果を有する。

更にまた、調整装置が、照射される光量に応じて液晶フィルムの光透過率を変更可能にすることで、使用者が設定することなく照射光に応じ自動的に液晶フィルムの光透過率を調整可能となり、適当な光の取り込みを自動的に行えるという効果を有する。

第１実施形態を示す正面説明図 図１の中央縦断面の一部を示す説明図 調光方法を示すブロック説明図 マニュアル調光状態を示す説明図 自動調光状態を示す説明図 他の調光方法を示すブロック説明図 第２実施例における中央縦断面の一部を示す説明図 第３実施形態を示す正面説明図 図８のＡ−Ａ断面説明図 従来例を示すブロック説明図 従来例を示す断面説明図

以下に、実施の形態を、図面に基づき説明する。

１は、第１実施形態である窓ガラス調光システムである。窓ガラス調光システム１は、図１に表すように、液晶フィルム４をガラス本体２と一体的になるようガラス本体２１へ貼付し、ガラス本体２１および液晶フィルム４を透過する光量の調節を液晶フィルム４によって可能とさせる窓ガラス２と、窓ガラス２の表面縁部に窓ガラス２のガラス枠２２に取付けられて固定される光発電パネル３と、液晶フィルム４と光発電パネル３との間に電気的に接続されると共に光発電パネル３に隣接して窓ガラス２表面に固定される調整装置５とからなる。

この第１実施形態では、窓ガラス２は、引き違い形式の２枚の窓ガラス２を備えている。そして、窓ガラス２の開閉に関しては、アルミサッシとして広く利用されているものと同様であるので詳細な説明は省略する。

図１は、窓ガラス調光システム１を表し、（ａ）は正面から見た説明図であり２枚の窓ガラス２が引き違い状態に設置されているところを示している。同様に（ｂ）は（ａ）の平面視を表す説明図である。また、図２は、窓ガラス調光システム１の構造を表した組み立て説明図を表している。

窓ガラス２を構成しているガラス本体２１は、図１に表すように、強化ガラス等の通常使われるガラスを所望の大きさに加工してガラス枠２２に嵌め込まれ用いられる。ガラス本体２１の表面には、液晶フィルム４が貼付され、ガラス本体２１を透過する光は液晶フィルム４も透過する。この液晶フィルム４は、電圧が印加されていないときには光を透過しない非透過状態に液晶が配列されて黒色状態をとり、電圧が印加されると、印加される電圧に比例してこの黒色状態から透明状態まで変化可能である。この液晶フィルム４の液晶配列状態は、調整装置５の出力によって行われる。尚、この第１実施形態では、液晶フィルム４は、ガラス本体２１と対向する面を平滑に設け、ガラス本体２１との間に粘着剤を設けずにガラス本体２１との間に有る空気を排出して密閉状態にして貼り付けている。しかしながら、液晶フィルム４は、ガラス本体２１へ一体的に設けてあれば良いので、ガラス本体２１をペアガラスのように２枚にして両ガラスの間に液晶フィルム４をサンドイッチするように設けたり、液晶フィルム４の四方に接着剤を塗布してガラス本体２１に貼着しても良く、一体的に設ける手法は従来技術を利用して適宜行えば足りる。

ガラス本体２１に貼付された液晶フィルム４は、印加される電圧をガラス本体２１の上下で変更出来るように上下それぞれを独立して調光可能とするために、上部フィルム４１と下部フィルム４２とに分割してなる。この上部フィルム４１と下部フィルム４２とはそれぞれに電圧を印加される端子部（図示せず）を備えており、調整装置５と接続される。

また、ガラス本体２１には、図１（ａ）に表すように、光発電パネル３を窓ガラス２のガラス枠２２に沿うよう四方に配置して取付け固定する。この光発電パネル３は、窓ガラス２のガラス枠２２と一体的に形成され、例えば、窓ガラス２がアルミサッシであればアルミ製のガラス枠２２の一部が光発電パネル３の取付部として機能するようにガラス枠２２を形成しガラス枠２２と光発電パネル３とを一体に形成するなど、適宜設計されれば足りる。しかしながら、既にアルミ枠を取付けられているガラス本体２１に、別体として光発電パネル３を固定する場合には、該アルミ枠に沿わせるように貼付したりネジ止めするなど種々の方法によって取付固定する。

光発電パネル３は、光発電手段であり、それぞれの光発電セル３２を電気的に接続し、液晶フィルム４が光の透過量を調整可能するために必要な起電力を得られるように所望の電圧による発電を行い出力可能な性能を有している。従って、光発電パネル３は、所謂ソーラーパネルであり、光発電セル３２の受光面３１を保護すると共に光の透過を阻害しない受光面カバーや、各セル同士を電気的に且つ物理的に接続し固定する手段や、ガラス本体２１と固定するための手段等、ソーラーパネルとして必要な構造を備えているが、詳細な説明は省略する。そして、光発電パネル３は、受光面３１が室外側となるようにガラス本体２１に固定する。

従って、ガラス本体２１の表面には、その周囲部にガラス枠２２に沿うように光発電パネル３が固定され、光発電パネル３を固定していない残りのガラス本体２１表面に液晶フィルム４が貼付される。尚、この第１実施形態では、液晶フィルム４および光発電パネル３は、窓ガラス２に太陽光が照射される側の面に設けるが、液晶フィルム４および光発電パネル３を設ける窓ガラス２の面は、汚れた際の掃除などを考慮して室内側に設けてもよく、液晶フィルム４および光発電パネル３のガラス本体２１への取付面は特に限定されない。また、光発電パネル３をガラス枠２２と一体に成形して用いる場合には、光発電パネル３をガラス本体２１の室外側に設置し、液晶フィルム４をガラス本体２１の室内側に設置させ、液晶フィルム４と光発電パネル３との電気的な接続は、ガラス枠２２にその接続配線（図示せず）を備える等し、液晶フィルム４と光発電パネル３とをガラス本体２１の異なる面に設置しても良い。

調整装置５は、図５に表すように、入力電圧検出部５１と、充電部５２と、液晶調整部５３と、最大電圧決定手段５４と、切換手段５５と、マニュアル設定手段５６とからなる。調整装置５は、窓ガラス本体２上で光発電パネル３の直ぐ内側に隣接して固定される。調整装置５の固定は、予め光発電パネル３と一体的に設けた状態で光発電パネル３と共に取り付け固定される。そして調整装置５は、入力側が光発電パネル３と電気的に接続され、出力側が液晶フィルム４と電気的に接続され、光発電パネル３の発電した電力を入力し、該電力により液晶フィルム４の光透過率を調整可能である。

次に調整装置５の各部を説明する。

入力電圧検出部５１は、光発電パネル３から入力する電圧を検知して液晶調整部５３へ出力する。入力電圧検出部５１は検出される電圧は、少なくとも接続される光発電パネル３の最大発電能力まで検出可能である。

充電部５２は、光発電パネル３から入力する電力を蓄電可能であり、光発電パネル３が発電していない時に、調整装置５および液晶フィルム４を作動させる電力を蓄電する。

液晶調整部５３は、電圧検出部５１から検出電圧を入力可能に接続されると共に、自身の動作と液晶フィルム４を制御するための電力供給を充電部５２から電力を入力可能に接続される。そして、液晶調整部５３は、電圧検出部５１から入力する電圧に比例した電圧を液晶フィルム４に印加するように出力可能である。この制御は、トランジスタやＩＣのような能動素子を用い、充電部５２の電圧を電圧検出部５１から入力した検出電圧に比例するように変化させて出力する所謂アナログ的な制御によれば足りるが、マイクロコンピュータシステムのような演算子やその周辺装置としてのメモリなどを備えて入力電圧に対する出力電圧をデジタル的に演算し変化させても良い。尚、液晶フィルム４の光透過率の最大値あるいは最小値またはその両方を決定するための最大電圧決定手段５４を設けて最大光透過率が１００パーセントにならないように、あるいは、最小光透過率が０パーセントにならないようにしても良く、アナログ的に制御する場合であればボリューム抵抗のような受動素子を最大電圧決定手段５４として調節し、液晶フィルム４へ供給する電圧の範囲を調整可能とする。従って、最大電圧決定手段５４を設けることで、液晶フィルム４の最大光透過率や最小光透過率を決定出来る。尚、液晶フィルム４へ印加する電圧を、０ボルト〜−１２ボルトのようにマイナスとした場合には比例定数をプラスに取り、印加する電圧を０ボルト〜＋１２ボルトというようにブラスの電圧とした場合には比例定数をマイナスに取ることで同じように回路構成でき、更には、液晶調整部５３の回路構成を適宜変更すれば反比例するようにもできる。これらの変更は、従来から行われている回路技術によって可能であるので詳細は記載しない。そして、前記したようなデジタル的に制御する場合であれば、アナログ的な制御のように連続的に変化させるのではなく入力電圧の所定範囲毎に段階的に変化させることも可能である。

切換手段５５は、液晶フィルム４へ印加する電圧の制御を液晶調整部５３によって行うかマニュアル設定手段５６によって行うかを切換えるスイッチである。

マニュアル設定手段５６は、上部フィルム４１と下部フィルム４２とをそれぞれ独立してマニュアル設定するための手段であり、上部選択スイッチ５６ａおよび下部選択スイッチ５６ｂおよび上下選択スイッチ５６ｃを備え、押圧されたスイッチによって、電圧を印加する液晶フィルム４を選択可能であり、該スイッチによって選択された液晶フィルム４がマニュアル設定対象となる。

また、各選択スイッチ５６ａ乃至５６ｃによって選択された液晶フィルム４の光透過率を所望値となるように変更可能な電圧手動変更スイッチ５６ｄを備える。電圧手動変更スイッチ５６ｄは、上部フィルム４１および下部フィルム４２それぞれの光透過率が、予め設定されている値、例えば、１００パーセント、７５パーセント、５０パーセント、２５パーセント、となる電圧を印加するよう切換え可能なスイッチである。

図４は、マニュアル設定手段５６の設定モードの一例を表しており、（ａ）は上下選択スイッチ５６ｃによって上部フィルム４１および下部フィルム４２を選択し、且つ、電圧手動変更スイッチ５６ｄによって透光率１００パーセントとなるように選択した例である。また、図４（ｂ）は、選択スイッチ５６ａによって上部フィルム４１を選択し電圧手動変更スイッチ５６ｄによって透光率を１００パーセントとなるように選択した例であり、下部フィルム４２は電圧が印加されないので透光率は０パーセントとなっており、住宅の窓に設置した場合では、上部フィルム４１側からのみ室内へ光を得ることができ、例えば座ってテレビを見ているときに、テレビを見やすくすることができる。

また、図４（ｃ）は、下部選択スイッチ５６ｂによって下部フィルム４２を選択し、且つ、電圧手動変更スイッチ５６ｄによって光透過率１００パーセントとなるように電圧を印加した例であり、例えば雪見障子と同じような状態を作ることができる。この時、上部フィルム４１は選択されていないので、電圧が印加されず、光透過率は０パーセントとなっている。更に図４（ｄ）は、上下選択スイッチ５６ｃによって上部フィルム４１および下部フィルム４２を選択し、且つ、電圧手動変更スイッチ５６ｄによって光透過率が０パーセントとなるように、両液晶フィルム４１，４２には電圧を印加しない状態にした例であり、通常は夜に窓を閉めてカーテンを閉めた状態とするモードである。尚、この第１実施形態では、上部フィルム４１と下部フィルム４２とを選択する各選択スイッチ５６ａ乃至５６ｃと、各選択スイッチ５６ａ乃至５６ｃによって選択された液晶フィルム４への印加電圧を調整する電圧手動変更スイッチ５６ｄとによって、図４（ａ）乃至（ｄ）に示すように、上部フィルム４１と下部フィルム４２との光透過率が０パーセントか１００パーセントで説明したが、上部フィルム４１と下部フィルム４２とを独立してその印加電圧を調整可能とさせるようなスイッチによって、上部フィルム４１および下部フィルム４２をそれぞれ独立して印加電圧を設定可能としても良い。

次いで、液晶フィルム４の光透過率を自動的に変更させる場合を説明する。

調整装置５の液晶調整部５３による液晶フィルム４の調整では、光発電パネル３の発電した電圧に比例するように液晶フィルム４への印加電圧を調整する。従って、液晶フィルム４では太陽光線が強く光発電パネル３の発電電圧が最大の時に印加される電圧が最大（絶対値では略０ボルト）となり、液晶フィルム４の液晶を光が透過しない方向へと配列させることとなる。また、太陽光線が弱く光発電パネル３の発電電圧が殆ど無い場合には印加される電圧が最小（絶対値では最大）となり、液晶フィルム４の液晶が光を最大に透過出来る方向へと配列させることとなる。

また、夜間など、発電量が０であり、充電部５２に蓄電された電力が無い状態では、液晶フィルム４に電圧が印加されない状態なので、液晶フィルム４の液晶を光が透過しない方向へと配列させることとなる。尚、調整装置５は、光が光発電パネル３に照射されていないときに液晶フィルム４による調光を行わず、液晶フィルム４の液晶を光が透過しない方向へ配列させるのであれば、充電部５２を設けずに構成することも可能である。

以下に調整装置５による液晶フィルム４の光透過率を自動的に調整する仕組みを説明する。尚、図３は、調整装置５による自動調光モードの説明図であり、（ａ）は雨天時の調整状態を表し、（ｂ）は曇天時の調整状態を表し、（ｃ）は晴天時の調整状態を表す。

図３(ａ)に示すように、雨の場合には、日差しは弱く、調光システム１では窓ガラス２に太陽光を多く透過させるように制御する。雨天時のような光発電パネル３への照射光量が少ない場合には、調整装置５は、光発電パネル３が発生させる電圧が晴天時に比して著しく低くなっているので、入力電圧検出部５１が検知する電圧も設定最大値に比べ低くなっており、入力電圧検出部５１から該検出電圧を入力した液晶調整部５３では、この電圧に比例するように、液晶フィルム４へ電圧を印加する。すると、液晶フィルム４では、絶対値としての電圧が高く光透過率が晴天時よりもよくなるように液晶配列を変化させ、窓ガラス２の光透過率を著しく良くさせる。このように、雨の場合には日差しは弱く、調光システム１では、窓ガラス２に太陽光を多く透過させるように制御する。図３(ａ)に示す例では、窓ガラス２の光透過率を略１００パーセントとしている。

また、図３（ｂ）に示すように、曇天の場合には、調整装置５は、光発電パネル３が発生させる電圧が晴天時と雨天時の間の電圧となるので、入力電圧検出部５１が検知する電圧も設定最大値に比べ低くなっており、入力電圧検出部５１から該検出電圧を入力した液晶調整部５３では、この電圧に比例するように、液晶フィルム４へ電圧を印加する。すると、液晶フィルム４では、絶対値としての電圧が高く光透過率が晴天時と雨天時の間となるように液晶配列を変化させる。このように、曇り空の場合には日差しが雨天時よりと晴天時の中間となるので、調光システム１では窓ガラス２に透過させる太陽光を雨天時よりも多く、晴天時よりも少なくなるように透過させるように制御する。図３(ｂ)に示す例では、窓ガラス２の光透過率を略８０パーセントとしている。

更にまた、図３（ｃ）に示すように、晴天時のような光発電パネル３への照射光量が非常に多い場合には、調整装置５では、光発電パネル３が発生させる電圧が雨天時あるいは曇天時に比べ大きいので、入力電圧検出部５１が検知する電圧も高い。入力電圧検出部５１から該検出電圧を入力した液晶調整部５３では、この電圧に比例するように、液晶フィルム４へ電圧を印加する。すると、液晶フィルム４では、絶対値としての電圧が低く光透過率が悪くなるように液晶配列を変化させ、窓ガラス２の光透過率を著しく低下させる。このように、晴天の場合には日差しが強く、調光システム１では窓ガラス２が太陽光をあまり多く透過させないように制御する。この図３(ｃ)に示す例では、窓ガラス２の光透過率を略５０パーセントとしている。

また、上記例で示す自動調光では、雨の時透光率１００パーセント、曇りの時透光率８０パーセント、晴天の時透光率５０パーセントとしたが、それぞれの透光率は他の値を初期値として設計しても良いのは勿論、調整装置５に任意の値として利用者が所望値を設定可能となるように設定手段（図示せず）を別途設けるようにすることも可能である。

尚、この第１実施形態では、調整装置５では光発電パネル３から入力される発電電圧を検知して受光量を判断しているが、例えば、図６に示すように、調整装置５に明るさの度合いを感知可能な光量センサ５６を設けて、該光量センサ５６からの受光量情報を光量センサ５６が入力し、透過させる光量を受光量に応じて連続的に調整可能にすることもできる。このようにすることで、更にきめ細やかな光透過率の調整が可能となる。この光量センサ５６は、調整装置５に備えずに、図６中に点線で表すように、調整装置５の外部、例えば光発電パネル３の一部に設置固定しても良く、この場合には、光発電パネル３と調整装置５との電気的な接続と同様に電気的に接続し、受光量を表す信号を調整装置５へ出力する。

第１実施形態では、調整装置５の自動調光モードでは雨、曇り、晴れの３段階で調整するようにしたが、例えば、明るさの度合いを感知可能な光量センサを、調整装置５あるいはその他の部位に設けておき、該光量センサからの受光量情報を調整装置５が受領し、液晶フィルム４を透過させる光量を、受光量に応じて連続的に調整可能にすることもできる。このようにすることで、更にきめ細やかな光透過率の調整が可能となる。また、マニュアル設定モードで説明した光透過率の設定でも、上部フィルム４１および下部フィルム４２それぞれを５０パーセントなど、中間値の光透過率に設定することも可能であり、自動、マニュアルそれぞれの設定モードは、設計時に適宜選択して設定可能にすれば足りる。

次いで、窓ガラス調光システム１を、既存のアルミサッシ窓へ実施する場合を第２実施形態として説明する。

既存窓へ窓ガラス調光システム１を実施する場合には、図７に表すように、既存のアルミサッシ窓に既にガラス窓２が存在しているので、該窓ガラス２を利用し、該窓ガラス２のガラス枠２２に沿わせて光発電パネル３を貼付する。光発電パネル３の受光面と対向面には予め両面接着テープなどの貼着手段３３を固定手段として施してある。このように、第２実施形態では、光発電パネル３はガラス枠２２と一体的に形成されておらず、別途後付けできる。その他の光発電パネル３の構造は、第１実施の形態と同様である。

液晶フィルム４は、第１実施形態同様に上下に２分割されており、既存のガラス本体２１に貼付可能である。尚、第２実施形態では、既存の窓ガラス２に施す関係から、液晶フィルム４をガラス本体２１へ一体的に設けるのに、液晶フィルム４のガラス本体２１側面に貼着するための貼着手段４３を施してある。この貼着手段４３は、耐光性を有する両面テープなどによって液晶フィルム４の表面に施されており、ガラス本体２１表面に貼り付けた際に、ガラス本体２１の見栄えが悪くならないような手法が取られる。また、液晶フィルム４は、第１実施形態同様にガラス本体２１との間の空気を除外するだけで密着可能なガラス本体２１の表面同様な平滑面をもって貼着手段４３としても良い。液晶フィルム４のその他は、第１実施形態同様である。

調整装置５は、やはり裏面に両面接着テープなどのガラス本体２１への貼着手段５８を備え、直接的にガラス本体２１の光発電パネル３に隣接させて貼着し、ガラス本体２１へ固定する。尚、第２実施形態では、調整装置５は裏面に貼着手段５８を備えてガラス本体２１へ貼着するようにしたが、光発電パネル３と一体的に形成して光発電パネル３と共にガラス本体２１へ固定するようにしても良く、また、液晶フィルム４と一体的に形成してガラス本体２１へ固定するようにしても良く、適宜選択すれば足りる。調整装置５のその他は、第１実施例同様である。

尚、第２実施形態は、窓ガラス２を製造する段階で、液晶フィルム４、光発電パネル３、調整装置５それぞれを窓ガラス２へ設けるか、既存の窓ガラス２へ後から貼着することで設けるかの違いでしかななく、液晶フィルム４の光透過率の変更等は、第１実施形態と同様なので詳細な説明は省略する。

次いで、第３実施形態を図８に基づき説明する。

第３実施形態は、２枚の窓ガラス２を用いた引き違い窓であり、２枚の窓ガラス２と、２枚の窓ガラス２を引き違い開閉可能とさせる窓枠６とを備えている。

また、調整装置５は、窓枠６の上部中央に設置固定され、光発電パネル３は窓枠６の外側を囲むように窓枠６の四方周囲に固定設置されており、光発電パネル３および調整装置５は第１実施形態同様に電気的に接続される。

窓ガラス２には、ガラス本体２１にガラス枠２２の内側まで液晶フィルム４を設けてある。第３実施形態における液晶フィルム４の設け方は、第１実施例同様である。また、窓ガラス２のガラス枠２２には、図９に示すように、窓枠６の上部で窓枠６に沿ってスライド移動する上部の両側に、ガラス側電気接続部７を備え、ガラス側電気接続部７に対向する窓枠６の内面には、窓枠側電気接続部８を備える。

ガラス側電気接続部７は、ガラス枠２２から突出して窓枠側電気接続部８と電気的に接続されながら移動可能な移動接続部７１を備える。移動接続部７１は、内部にコイルバネ（図示せず）を備える等して付勢力を備え、この付勢力によって常に窓枠側電気接続部８側へ押圧されており、窓枠側電気接続部８との当接部はローラ状等摩擦を少なくする構造である。この移動接続部７１は、配線７２により液晶フィルム４と接続される。

一方、移動接続部７１と接触する窓枠側電気接続部８は、窓枠６の上部内面にレール状に敷かれて固定されている。この窓枠側電気接続部８は、ガラス枠２２の両側にそれぞれ固定され、移動接続部７１が常に接触されるように設けられている。

そして、窓枠側電気接続部８は、窓枠６の上部内側に、窓ガラス２と接触しないように配設される配線８１によって、窓枠６の上部に固定される調整装置５と電気的に接続される。

第３実施形態では、上記のように窓枠６とガラス窓２との間で電気的な接続を確立しながらガラス窓２が窓枠６に対してスライドして開閉可能なので、窓ガラス２に貼付された液晶フィルム４は、室内側から見た時、視覚的に従来から有る窓ガラス調光システム１を備えていない窓と何ら変わらない。

尚、調整装置５による液晶フィルム４の光透過率の調整は、第１実施形態同様であるので詳細な説明は省略する。

この発明は、窓ガラスとして利用可能であり、家庭用の窓ガラスに止まらず、高層ビルの窓ガラス、自動車用や船舶用の窓ガラスなど、外部の光を内部に取り入れるあらゆる窓の窓ガラスとして利用可能である。

１ 窓ガラス調光システム
２ 窓ガラス
２１ ガラス本体
２２ ガラス枠
３ 光発電パネル
３１ 受光面
３２ 光発電セル
３３ 貼着手段
４ 液晶フィルム
４１ 上部フィルム
４２ 下部フィルム
４３ 貼着手段
５ 調整装置
５１ 入力電圧検出部
５２ 充電部
５３ 液晶調整部
５４ 最大電圧決定手段
５５ 切換手段
５６ マニュアル設定手段
５７ 光量センサ
６ 窓枠
７ ガラス側電気接続部
７１ 移動接続部
８ 窓枠側電気接続部

Claims (5)

1. ガラス本体を透過する光が液晶フィルムを透過するようガラス本体と液晶フィルムとを一体的に設ける窓ガラスと、
   前記窓ガラスに固定される光発電手段と、
   前記ガラス本体、前記液晶フィルム、前記光発電手段のいずれかあるいは複数と固定されると共に、前記液晶フィルムおよび前記光発電手段に電気的に接続され、前記光発電手段から供給される電力によって動作され、液晶フィルムの光透過率を調整可能な調整装置と、を備える窓ガラス調光システム。
2. 既存の窓ガラスを構成するガラス本体の表面へ貼着可能な貼着手段を備える液晶フィルムと、
   前記ガラス本体の一部に一体的に固定可能な固定手段を備える光発電手段と、
   前記ガラス本体、前記液晶フィルム、前記光発電手段のいずれかあるいは複数と固定可能な固定手段を備えるか液晶フィルムあるいは光発電手段と一体的に形成されると共に、前記液晶フィルムおよび前記光発電手段に電気的に接続され、前記光発電手段からの電力供給により動作可能であり、液晶フィルムの光透過率を調整可能な調整装置と、を備える窓ガラス調光システム。
3. 前記光発電手段が、前記窓ガラス面の周囲部に固定される請求項１または請求項２の窓ガラス調光システム。
4. ガラス本体を透過する光が液晶フィルムを透過するようガラス本体と液晶フィルムとを一体的に設ける窓ガラスと、
   前記窓ガラスを嵌め込み開閉可能とさせる枠体であって、枠体周囲部には光発電手段が外方に向けて固定される窓枠と、
   前記窓ガラスと前記窓枠との間で、前記液晶フィルムと前記光発電手段とを電気的に接続させる電気接続手段と、
   前記液晶フィルムと前記光発電手段との間に設け、前記液晶フィルムおよび前記光発電手段に電気的に接続され、前記光発電手段からの電力供給により動作可能であり、液晶フィルムの光透過率を調整可能な調整装置と、を備える窓ガラス調光システム。
5. 前記調整装置による前記液晶フィルムの光透過率の調整は、照射される光量に応じてなされる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の窓ガラス調光システム。

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