JP2014202858A - 調光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】さまざまな状況に応じてエレクトロクロミズム特性を制御する。【解決手段】調光装置1は、調光部材2と、制御部3とを備える。調光部材2は、エレクトロクロミズムによって光の波長帯での透過率が可逆的に変化する部材である。制御部3は、予め決められた条件に応じて調光部材2の透過率を変化させる。【選択図】図1
Description
本発明は、調光部材を制御する調光装置に関する。
従来から、エレクトロクロミック物質を用いた調光体が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された従来の調光体は、さまざまな状況に応じてエレクトロクロミズム特性を制御する機能を有していないという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、さまざまな状況に応じてエレクトロクロミズム特性を制御することができる調光装置を提供することにある。
本発明の調光装置は、エレクトロクロミズムによって光の波長帯での透過率が可逆的に変化する調光部材と、予め決められた条件に基づいて前記調光部材の前記透過率を変化させる制御部とを備えることを特徴とする。
この調光装置において、前記調光部材は、エレクトロクロミズムによって光の波長帯での反射率が可逆的に変化し、前記制御部は、前記条件に基づいて前記調光部材の前記反射率を前記透過率とともに変化させることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、日射光に対する透過率が可逆的に変化することが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有し、前記制御部は、前記条件に基づいて前記調光部材の前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替えることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、浴室の内面に沿って設けられる調光パネルであることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、浴室の出入口に設けられた浴室ドアであることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、窓ガラスに設けられることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、建物の屋根材であることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、天窓ガラスであることが好ましい。
この調光装置において、前記制御部は、時間が経過するにつれて透過率が高くなるように前記天窓ガラスを制御することが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、車に設けられることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、表示パネルに用いられることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、冷蔵庫の扉であることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、建物内の壁に設けられる調光パネル壁であることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、クローゼットの扉であることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、1つの空間を複数の空間に分割するための間仕切り部材であることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、農業用ハウスに用いられることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、建物の庇に用いられる複数の調光パネルであり、前記複数の調光パネルは、前記建物の壁側から前記庇の先端側の方向に並んで設けられ、前記制御部は、前記建物の壁側から前記庇の先端側に向けて前記透過率が徐々に高くなるように前記複数の調光パネルを制御することが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、建物のパイプスペースを覆う部材に用いられることが好ましい。
この調光装置において、前記調光部材は、ショーケースまたはショールームに用いられる複数の調光パネルであり、前記複数の調光パネルは、前記ショーケースまたは前記ショールーム内の空間を分割した複数の小空間に一対一に対応し、前記複数の調光パネルの各々は、対応する小空間に設けられ、前記制御部は、前記複数の調光パネルの各々に対して個別に前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替えることが好ましい。
この調光装置において、前記制御部は、端末装置から前記調光部材の制御内容を受け付け、当該制御内容に従って前記調光部材を制御することが好ましい。
この調光装置において、前記制御部は、前記調光部材の前記制御内容を音によって受け付けることが好ましい。
本発明によれば、さまざまな状況に応じてエレクトロクロミズム特性を制御することができる。
以下、図面を参照しながら、まず、実施形態1〜8の基本となる基本形態について説明し、続いて、実施形態1〜8について説明する。
(基本形態)
基本形態に係る調光装置1は、図1に示すように、調光部材2と、制御部3と、給電部4とを備えている。
基本形態に係る調光装置1は、図1に示すように、調光部材2と、制御部3と、給電部4とを備えている。
調光部材2は、エレクトロクロミズムによって光の波長帯での反射率および透過率の少なくともいずれかが可逆的に変化する。言い換えると、調光部材2は、エレクトロクロミック材料を用いたエレクトロクロミック素子を有しており、給電部4による電圧印加によって、光の波長帯での反射率および透過率の少なくともいずれかが可逆的に変化する。調光部材2としては、例えば調光ガラスまたは調光フィルムなどである。
調光部材2に用いられるエレクトロクロミック素子は、反射率または透過率を変えるときだけ電力を消費し、それ以外のときは電力を消費しないという利点がある。また、エレクトロクロミック素子としては、透過型と反射型とがある。
本基本形態において、光の波長帯とは、可視光の波長帯と、赤外線の波長帯と、紫外線の波長帯とを含む波長域(周波数帯域)をいう。
光の波長帯での透過率が可逆的に変化する調光部材2の一例としては、日射光に対する透過率が可逆的に変化する部材である。
また、光の波長帯での透過率が可逆的に変化する調光部材2の他の例としては、可視光を透過させる第1の状態(透過状態)と可視光を遮断する第2の状態(遮断状態)とを有する部材である。
制御部3は、予め決められた条件に基づいて調光部材2の反射率および透過率の少なくともいずれかを変化させる。制御部3は、給電部4から調光部材2への電圧印加を制御することによって、調光部材2の反射率および透過率の少なくともいずれかを変化させる。
例えば、調光部材2が透過状態と遮断状態との間で透過率が可逆的に変化する部材である場合、制御部3は、上記条件に基づいて調光部材2の第1の状態と第2の状態とを切り替える。
給電部4は、例えば商用電源などの電源5からの電力供給によって、調光部材2に適した電圧を調光部材2に印加する。給電部4から調光部材2への給電は、有線による給電であってもよいし、非接触給電であってもよい。
以上説明した本基本形態の調光装置1では、制御部3によって、調光部材2の反射率および透過率の少なくともいずれかを変化させることができる。
(実施形態1)
実施形態1では、図2に示すように、調光部材2としての調光パネル2aが浴室(バスユニット)71の内面に設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態1では、図2に示すように、調光部材2としての調光パネル2aが浴室(バスユニット)71の内面に設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
従来から、入浴時において、冬場の浴室でのヒートショックが問題となっている。
そこで、本実施形態では、図3に示すように、調光部材2として浴室71に調光パネル(調光壁)2aが敷設されている。すなわち、本実施形態の調光部材2は、浴室71の内面に沿って設けられる調光パネル2aである。
本実施形態の調光装置1は、調光部材2としての調光パネル2aと、外付け操作パネル3aと、浴室操作パネル3bとを備えている。
本実施形態の調光パネル2aは、図3に示すように、浴室71の内面に沿って設けられている。調光パネル2aは、浴室71の4面の壁711、天井712(図5参照)および床713(図5参照)の全てに設けられていてもよいし、これらのうちの一部に設けられていてもよい。図2に示す給電部4から調光パネル2aへの給電は、有線による給電であってもよいし、非接触給電であってもよい。
調光パネル2aは、入浴時において、冬の場合に反射率を100%とし、夏の場合に反射率を10%とする。また、入浴以外では、反射率を10%とする。
外付け操作パネル3aは、図2に示すように、浴室71外に設置されており、制御部3と、操作部31とを備えている。制御部3は、調光パネル2aの反射率が変化するように、給電部4から調光パネル2aへの電圧印加を制御する。また、外付け操作パネル3aは、種々のモードを切り替える機能、カレンダ(夏季、冬季、中間期)を設定する機能、および、反射率を設定する機能を有している。
浴室操作パネル3bは、浴室71内に設置されており、外付け操作パネル3aと同じ機能を有している。
ところで、調光パネル2aが浴室71の内面に設けられていない場合、浴室71内の熱が壁711などによって放熱されるため、冬においては、体感温度が下がることがあった。
これに対して、本実施形態の場合、調光パネル2aの反射率を高くして透過率を低くすることによって、浴室71内の熱(赤外熱)が調光パネル2aで反射するので、浴室71外へ放熱されることを低減でき、その結果、入浴者の体感温度の低下を抑制することができる。
一方、夏の場合、調光パネル2aの反射率を低くして透過率を高くすることによって、浴室71内の熱を浴室71外へ放熱させることができるので、暑すぎない程度で入浴を行うことができる。
上記より、本実施形態の調光パネル2aは、赤外線の波長帯の反射率および透過率が可逆的に変化するようなエレクトロクロミック材料が用いられている。
次に、本実施形態に係る調光装置1の動作について図4を用いて説明する。まず、外付け操作パネル3aまたは浴室操作パネル3bのいずれかが風呂の予約の操作を受け付ける(図4のS1,S2)。ステップS1,S2で操作を受け付けると、制御部3の制御によって、調光パネル2aの反射率が100%になる(S3)。その後、ユーザが入浴を行い、浴室71から退出するときに、浴室操作パネル3bの電源がオフになると(S4)、制御部3の制御によって、調光パネル2aの反射率が100%から10%に変化する(S5)。
次に、調光パネル2aの有無による体感温度(作用温度)の違いについて図5〜図7を用いて説明する。ここでは、図5に示すように、浴室71のサイズを、長さ(奥行き)L1=1.6m、幅W1=1.6m、高さH1=2.0mとし、浴槽714のサイズを、長さ(奥行き)L2=1.6m、幅W2=0.8m、高さH2=0.6mとする。なお、浴室71のサイズおよび浴槽714のサイズは一例である。
図6に示すように、壁711、天井712および床713ならびに浴槽714の温度を、冬で10℃、夏で30℃とする。調光パネル2aが設けられた壁711、天井712および床713の温度も、冬で10℃、夏で30℃とする。湯面の温度を、冬で42℃、夏で38℃とし、人の表面の温度を33℃とする。壁711、天井712および床713ならびに浴槽714の反射率を10%とし、湯面の反射率を2%とし、入浴者の表面の反射率を10%とする。調光パネル2aが設けられた壁711、天井712および床713の反射率を、冬で100%、夏で10%とする。
調光パネル2aの有無による体感温度の違いは、図7に示されるとおりである。冬の場合、調光パネル2aがない場合よりも、調光パネル2aが設けられた場合のほうが、体感温度が、浴槽714の蓋が閉まっているときで約4℃、浴槽714の蓋が開いているときで約7℃高くなる。つまり、冬の場合、浴槽714の開閉に関係なく、調光パネル2aがない場合よりも、調光パネル2aが設けられた場合のほうが、入浴者の体感温度が高くなっている。また、浴室71の4面に調光パネル2aが設けられた場合よりも、浴室71の全6面に調光パネル2aが設けられた場合のほうが、入浴者の体感温度が高くなっている。
一方、夏の場合、調光パネル2aの反射率を10%にすれば、調光パネル2aの有無で体感温度はほとんど変わらない。なお、調光パネル2aの反射率を100%にすると、調光パネル2aが設けられた場合の体感温度は、調光パネル2aが設けられていない場合に比べて、若干高くなる。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、浴室71の内面に沿って設けられる調光パネル2aであり、光の波長帯での反射率および透過率が可逆的に変化する。これにより、本実施形態の調光装置1では、冬に調光パネル2aの反射率を高くして透過率を低くすることによって、浴室71内の温度を高くすることができるので、ヒートショックを抑制することができる。
また、本実施形態の調光装置1では、調光パネル2aの反射率を高くすることによって、浴槽714の湯を保温することができる。
一方、夏に調光パネル2aの反射率を低くして透過率を高くすることによって、本実施形態の調光装置1では、調光パネル2aが設けられていない場合と同様に、浴室71内から放熱することができるので、浴室71内を快適な温度にすることができる。
(実施形態2)
実施形態2では、図8に示すように、調光部材2としての調光パネル2aが浴室ドアに設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2では、図8に示すように、調光部材2としての調光パネル2aが浴室ドアに設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
最近、浴室ドアにガラス戸が用いられることがあるが、さまざまな状況を考えるとプライバシーの問題が多い。
そこで、本実施形態では、浴室71の出入口に設けられた浴室ドアを、調光機能を有するドアにし、調光状態を入浴者の好みに応じて切り替えることができる。すなわち、本実施形態の調光部材2は、浴室71の出入口に設けられた浴室ドア2bである。
本実施形態の調光装置1は、調光部材2としての浴室ドア2bと、外付け操作パネル3aと、浴室操作パネル3bとを備えている。外付け操作パネル3aには、浴室ドア2bの開閉を検知する開閉センサ61と、洗面所(脱衣所)への出入口のドアの開閉を検知するドアセンサ62とが接続されている。
本実施形態の浴室ドア2bは、図9,10に示すように、浴室71の出入口に設けられている。浴室ドア2bは、調光パネル2aが透光領域の全てに設けられている。図8に示す給電部4から浴室ドア2b(調光パネル2a)への給電は、ドア枠を利用した有線による給電であってもよいし、非接触給電であってもよい。浴室ドア2bは、折りたたみタイプであってもよいし、引き戸タイプであってもよい。
調光パネル2aが設けられた浴室ドア2bは、調光パネル2aの透過率が90%である場合、図9に示すように、調光パネル2aにおいて浴室71の光が透過する。一方、調光パネル2aの透過率が10%である場合、図10に示すように、調光パネル2aにおいて浴室71の光が遮断される。
外付け操作パネル3aは、図8に示すように、浴室71外に設置されており、制御部3と、操作部31とを備えている。制御部3は、浴室ドア2bの調光パネル2aの反射率が変化するように、給電部4から調光パネル2aへの電圧印加を制御する。また、外付け操作パネル3aは、種々のモードを切り替える機能、カレンダ(夏季、冬季、中間期)を設定する機能、および、反射率を設定する機能を有している。さらに、外付け操作パネル3aは、開閉センサ61から浴室ドア2bの開閉についての検知結果を取得し、ドアセンサ62から洗面所のドアの開閉についての検知結果を取得する。
浴室操作パネル3bは、浴室71内に設置されており、外付け操作パネル3aと同じ機能を有している。
次に、本実施形態に係る調光装置1の動作について図11を用いて説明する。まず、外付け操作パネル3aが調光選択の操作を受け付ける(図11のS11)。なお、浴室操作パネル3bが調光選択の操作を受け付けてもよい。ステップS11で操作を受け付けると、制御部3の制御によって、調光パネル2aの透過率が90%に変化する(S12)。その後、ユーザが浴室ドア2bを開けると、開閉センサ61が浴室ドア2bの開閉を検知する(S13)。その後、ユーザが入浴を開始する。入浴中に、入浴者以外の他者が洗面所のドアを開けると、ドアセンサ62が洗面所のドアの開閉を検知する(S14)。そうすると、調光パネル2aの透過率は90%から10%になる(S15)。その後、ユーザが浴室71から退出するときに、浴室ドア2bが開閉されると(S16)、調光パネル2aの透過率は10%から90%に変化する(S17)。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する浴室ドア2bである。これにより、本実施形態の調光装置1では、入浴者の好みに合わせて使用することができたり、入浴者のプライバシーを確保したりすることができる。
また、本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、光の波長帯での反射率が可逆的に変化する浴室ドア2bでもある。これにより、本実施形態の調光装置1では、冬に浴室ドア2b(調光パネル2a)の反射率を高くすることによって、浴室71内の温度を高くすることができるので、ヒートショックを抑制することができる。また、本実施形態の調光装置1では、浴室ドア2b(調光パネル2a)の反射率を高くすることによって、浴槽714の湯の保温効果を高めることができる。なお、冬の場合の浴室ドア2b(調光パネル2a)の透過率は例えば10%である。
(実施形態3)
実施形態3では、図12に示すように、調光部材2が窓ガラス721に設けられたり、調光部材2が屋根材2dおよび天窓ガラス2eであったりする場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3では、図12に示すように、調光部材2が窓ガラス721に設けられたり、調光部材2が屋根材2dおよび天窓ガラス2eであったりする場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
従来の住戸(建物)においては、窓ガラスから直接日射が差し込むと、まぶしく、暑く、不快であることが多かった。特に、夏場の西日は強く、不快感が高まる。また、日射によって内装や家具の劣化を早めることになる。さらに、夏場は非空調時や屋根裏などに熱がこもり、熱負荷が増大するとともに、入室時に不快感が生じる。一方、日射を遮ると視界が悪くなり、閉鎖的で圧迫した空間になってしまう。
そこで、本実施形態では、図13に示すように、住戸(建物)72の窓ガラス721に着脱可能なエレクトロクロミックフィルム(ECフィルム)2cが取り付けられる。
本実施形態の調光装置1は、調光部材2としてのECフィルム2cと、コントローラ3cと、給電部4とを備えている。また、本実施形態の調光装置1は、人感センサ63と、日射センサ64と、温度センサ65とをさらに備えている。
本実施形態の一の調光部材2は、図13に示すように、住戸72の窓に取り付けられる窓ガラス721に設けられるECフィルム2cである。本実施形態では、窓ガラス721の外面にECフィルム2cが設置されている。給電部4(図12参照)からECフィルム2cへの給電は非接触給電である。なお、ECフィルム2cは、窓ガラス721に対して着脱可能に取り付けられている。これにより、例えば夏など必要な時期に応じて、ECフィルム2cを窓ガラス721に取り付けたり取り外したりすることができる。また、住戸72の全ての窓ガラスにECフィルム2cを取り付けるのではなく、例えば西側や2階の窓など必要な場所の窓ガラスに対してECフィルム2cを取り付ければよい。
また、窓ガラス721には、日射センサ64と、温度センサ65とが取り付けられている。日射センサ64は、日射量を計測する。温度センサ65は、窓ガラス721の室内側に設置されており、室温を計測する。日射センサ64の計測結果および温度センサ65の計測結果は、コントローラ3cに出力される。
コントローラ3cは、日射センサ64および温度センサ65の計測結果に応じて、ECフィルム2cの透過率を制御する。また、コントローラ3cは、端末装置79またはタッチパネル722からの信号によって、ECフィルム2cの透過率を変化させることもできる。
また、本実施形態では、図14に示すように、屋根材2dをECガラスで構成する。すなわち、本実施形態の他の調光部材2は、ECガラスからなる屋根材2dである。少なくとも寝室部分の屋根材だけでも、ECガラスにするのが好ましい。
星空を眺めたい場合や日射を採り入れたい場合に屋根材2dの透過率を100%とし、それ以外の場合では屋根材2dの透過率を10%に下げるなど調節する。
さらに、本実施形態では、図15に示すように、天窓ガラス2eをECガラスで構成されている。すなわち、本実施形態のさらに他の調光部材2は、住戸72の天窓に取り付けられる天窓ガラス2eである。
また、天窓ガラス2eの室外側には、日射センサ64と、温度センサ65とが取り付けられている。日射センサ64は、日射量を計測する。温度センサ65は、天窓ガラス2eの室内側に設置されており、室温を計測する。
コントローラ3cの制御部3は、人感センサ63、日射センサ64および温度センサ65の計測結果を用いて、日中での人の存在・不存在や起床時刻に応じて、天窓ガラス2eの透過率を制御する。
また、天窓ガラス2eの下部の室外側には、小型の太陽電池5aが設置されている。これにより、独立電源を確保することができる。
さらに、コントローラ3cは、日射センサ64および温度センサ65の計測結果により、天窓ガラス2eの透過率を設定した際に、照明・空調コストの削減量を表示することができる。
なお、起床時においては、コントローラ3cの制御部3は、時間が経過するにつれて透過率が高くなるように天窓ガラス2eを制御する。
次に、本実施形態に係る調光装置1の動作について図16を用いて説明する。まず、人感センサ63が人を検知した場合(図16のS21)、日射センサ64の計測値が一定値未満である場合(S22)、温度センサ65の計測値が一定値未満である場合(S23)、タイマの設定時刻になった場合(S24)、制御部3の制御によって、調光部材2(ECフィルム2c、屋根材2d、天窓ガラス2e)の透過率が100%になる(S25)。その後、ユーザがタッチパネルによって機器を操作する(S26)。そして、コントローラ3cのモード切替釦が押下されると(S27)、調光部材2は、色濃淡を変更する(S28)。その後、人感センサ63が人を検知しなくなった場合(S29)、日射センサ64の計測値が一定値を超えた場合(S30)、温度センサ65の計測値が一定値を超えた場合(S31)、制御部3の制御によって、調光パネルの透過率が100%から0%に変化する(S32)。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、窓ガラス721の外側に設けられ、日射光に対する透過率を可逆的に変化する。これにより、本実施形態の調光装置1では、調光部材2の透過率を高くするほど、日射熱に対する遮熱効果を高めることができる。室内にブラインドなどが設置される場合に比べて、日射遮熱効果が大きくなる。
また、本実施形態の調光装置1では、最上階(例えば2階建て住宅の場合の2階)での熱ごもりを抑制することができる。
さらに、本実施形態の調光装置1では、遮熱するとともに視界の透明度を調節することができ、調光部材2をレースのカーテンの代替とすることができる。また、日射の向きによって家具に日射が当たらないように制御することで家具の劣化を減らすことができる。
本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、日射光に対する透過率が可逆的に変化する屋根材2dである。これにより、本実施形態の調光装置1では、住戸(建物)内での熱ごもりを抑制することができる。例えば、日中は、季節に応じて入熱量やまぶしさを調節することができる。
また、本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する屋根材2dでもある。これにより、本実施形態の調光装置1では、夜間に屋根材2dを第1の状態(透過状態)にすることによって、夜空を眺めることができる。すなわち、夜間は屋根材2dを全面透明にすることで開放感のある空間となるとともに、夜景を見ながら就寝することができる。
本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、天窓ガラス2eであり、日射光に対する透過率が可逆的に変化する。これにより、本実施形態の調光装置1では、天窓ガラス2eの透過率を高くすることによって、ある程度視界を確保して開放感を保ちつつ、まぶしさや日射熱から解放させることができる。本実施形態の調光装置1では、シャッタを閉めるよりも、開放感があり、ロールカーテンよりも熱を遮断することができる。すなわち、不在時には、透過率を0%にしておくことで熱ごもりを解消する。存在時は、省エネ量を確認しながら好みに合わせて調節することができる。シャッタの代替になり、透過率が低い場合でもシャッタの完全閉鎖と比べて開放感を得ることができる。
また、本実施形態の調光装置1は、時間が経過するにつれて透過率が高くなるように天窓ガラス2eを制御する。これにより、本実施形態の調光装置1では、起床のタイミングで寝室を徐々に明るくすることができるので、目覚めをよくさせることができる。すなわち、まぶしくて起床時刻前に目が覚める問題に対し、希望の時刻に合わせて徐々に明るくなることでより自然な目覚めができる。
なお、調光部材2は、図17,18に示すように、ショーウインドウなどに小型のエレクトロクロミックガラス(小型ECガラス)を組み合わせた表示パネル2fに用いられてもよい。
小型ECガラスは、例えば3cm×3cmの部材であり、小型ECガラスを複数繋げて大きなパネルとする。
遮熱・遮光したい場合、表示パネル2fは、図17に示すように、透効率の高い小型ECガラス(図17の白い部分)よりも透効率の低い小型ECガラス(図17の黒い部分)の数が多くなるような表示となる。一方、採熱・採光したい場合、表示パネル2fは、図18に示すように、透過率の低い小型ECガラス(図18の黒い部分)よりも透過率の高い小型ECガラス(図18の白い部分)の数が多くなるような表示となる。
図17,18のような表示パネル2fの場合、日射の向き(時刻)によって表示パネル2fの制御パターンを変えることで、光や熱の進入を防止することができ、かつ、広告やイラストとして活用することができる。
また、例えば複数の小さなECガラスで大きなモザイク調にすることによって、デザイン性を持たせることができ、色むらが気にならなくなる。
なお、調光部材2は、建物ではなく、車に設けられてもよい。例えばフロントウインドウやサイドウインドウ、バックウインドウに調光部材2としてのECガラスが用いられる。
この場合、不在時に調光部材2の透過率を下げておくことによって、乗車時の熱ごもりを抑制することができる。また、運転時に調光部材2の透過率を調整することによって、視界を遮ることなく、まぶしさを回避することができる。
さらに、駐車時に調光部材2の透過率を下げておくことによって、車外から車内を見ることができないので、盗難を防止することができる。
(実施形態4)
実施形態4では、調光部材が住戸(建物)内の壁に設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態4では、調光部材が住戸(建物)内の壁に設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
従来から、壁に埋め込み式のテレビがあるが、内装と一体化しておらず、インテリア性に欠けていた。
そこで、本実施形態では、図20,21に示すように、住戸内の壁731にはテレビ732と風呂操作パネル733とドアホン734とが埋め込まれており、調光部材2としての調光パネル壁2gで壁731の表面を覆う。すなわち、本実施形態の調光部材2は、住戸(建物)内の壁731に設けられる調光パネル壁2gである。テレビ732や風呂操作パネル733、ドアホン734を使用する際に、調光パネル壁2gの透過率を切り替える。
本実施形態の調光装置1は、図19に示すように、調光部材2としての調光パネル壁2gと、コントローラ3dと、人感センサ63とを備えている。
調光パネル壁2gは、周囲の壁731の色に合わせて色の変更が可能である。なお、壁731全体に調光パネル壁2gを設置すれば、モザイク柄(各調光パネル壁2gの調光)の模様替えも可能である。
本実施形態では、通常時は、調光パネル壁2gの透過率を低くし、図20に示すように周囲の壁731と同化し、テレビ732や風呂操作パネル733、ドアホン734が見えないようにする。一方、テレビ732や風呂操作パネル733、ドアホン734を使用したい場合、調光パネル壁2gの透過率を高くし、図21に示すように、テレビ732や風呂操作パネル733、ドアホン734が見えるようにする。
次に、本実施形態に係る調光装置1の動作について図22を用いて説明する。まず、人感センサ63が人を検知した場合(図22のS41)、壁731のタッチパネル736のオン釦が押下された場合(S42)、テレビ732のリモコン735で電源オンされた場合(S43)、制御部3の制御によって、調光パネル壁2gの透過率が100%になる(S44)。その後、ユーザがタッチパネル736によって機器を操作する(S45)。そして、コントローラ3dのモード切替釦が押下されると(S46)、調光パネル壁2gは、色濃淡を変更する(S47)。モザイクパターンが変更される(S48)。その後、人感センサ63が人を検知しなくなった場合(S49)、タッチパネル736のオフ釦が押下された場合(S50)、テレビ732のリモコン735で電源オフされた場合(S51)、制御部3の制御によって、調光パネル壁2gの透過率が100%から0%に変化する(S52)。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、住戸(建物)内の壁731に設けられる調光パネル壁2gであり、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する。これにより、本実施形態の調光装置1では、デザイン性やエンターテイメント感を高めることができる。
なお、本実施形態の変形例として、図23,24に示すように、調光部材2は、冷蔵庫74の扉2hであってもよい。
従来の冷蔵庫では、冷蔵庫の中身は扉を開けないと確認することができなかった。一方、冷蔵庫の中身を確認するために扉を開けると、消費電力の無駄が生じていた。
そこで、本変形例では、冷蔵庫74の一部の扉2hをECガラスに変更する。普段は、扉2hの透過率10%で用いられている。冷蔵庫74の中身を確認したいときだけ、扉2hの透過率100%で使用する。
すなわち、通常時は、扉2hの透過率を低くし、図23に示すように、冷蔵庫74の他の部分と同化し、冷蔵庫74の中が見えないようにする。一方、冷蔵庫74の中を見たい場合、扉2hの透過率を高くし、図24に示すように、冷蔵庫74の中が見えるようにする。
本変形例の調光装置1では、調光部材2は、冷蔵庫74の扉2hであり、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する。これにより、本変形例の調光装置1では、扉2hの透過率を高くすることによって、扉2hを開けずに冷蔵庫74の中を視認することができるので、扉2hを開ける場合に比べて、電力消費量を低減させることができる。
また、本実施形態の他の変形例として、図25,26に示すように、調光部材2は、クローゼット75の扉2iである。
従来のクローゼットでは、朝起きた際に、寝ながらにしてクローゼットの中の服を見ることができなかった。
そこで、本変形例では、目覚ましと連動して、朝起きると、クローゼット75の中が見える。回転させるとベッドから洋服が見える。
本変形例では、クローゼット75の扉2iが調光ガラスである。通常時は、扉2iの透過率を低くし、図25に示すように、クローゼット75の中が見えないようにする。一方、クローゼット75の中を見たい場合、扉2iの透過率を高くし、図26に示すように、クローゼット75の中が見えるようにする。
本変形例の調光装置1では、調光部材2は、クローゼット75の扉2iであり、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する。これにより、本実施形態の調光装置1では、魅せるクローゼットと仕舞うクローゼットとを両立させることができる。例えば、朝の時間帯において時間節約と選ぶ楽しみとを両立させることができる。すなわち、朝目覚めた際に、寝ながらにしてクローゼット75の中を見ることができ、服を楽しく選ぶことができる。特に、日本のワーキングウーマンに適している。
(実施形態5)
実施形態5では、図27に示すように、調光部材2が間仕切り部材2jに設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態5では、図27に示すように、調光部材2が間仕切り部材2jに設けられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
オープンなスペースでは、周囲が気になって打ち合わせなどがしにくい場合がある。一方、使用していない場合、非常口が見え、室内空間の広がりがあるほうが快適感を生み、生産性が向上する。
そこで、本実施形態では、オフィスなどの間仕切り部材に調光部材2を用いている。すなわち、本実施形態の調光部材2は、1つの空間76を複数の小空間761〜765に分割するための間仕切り部材2jである。
間仕切り部材2jは、オフィス管理マネジャーの要求に応じて設置されている。いずれの間仕切り部材2jを透明にするか否かは、オフィスワーカーの都合に合わせる。間仕切り部材2jは、制御部3(図1参照)の制御によって、音で透明になったり、時間で透明になったり、緊急時に透明になったりする。
次に、本実施形態の一例について図27を用いて説明する。図27では、空間76に格子状に複数の間仕切り部材2jが設けられている。会議をする際に周囲が気になる場合、小空間761のように周囲の間仕切り部材2jを、可視光を遮断する状態(第2の状態)にすればよい。一方、周囲が気にならない場合や会議が行われていない場合では、小空間762〜765のように周囲の間仕切り部材2jを、可視光を透過させる状態(第1の状態)にすればよい。なお、空間76の外窓766は常に光が透過する。一方、窓のない壁767では常に光が遮断されている。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、間仕切り部材2jであり、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する。これにより、本実施形態の調光装置1では、セキュリティ、プライバシー、情報伝達効率化、移動時間削減、オフィスの生産性向上を両立させることができる。すなわち、本実施形態の調光装置1によれば、オフィスワーカーの都合とオフィス管理マネジャーの双方の要求に対して、最適化の設定が可能である。
(実施形態6)
実施形態6では、調光部材が農業用ハウス(アグリハウス、ビニルハウス)に用いられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態6では、調光部材が農業用ハウス(アグリハウス、ビニルハウス)に用いられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
農業用ハウスで農作物の栽培において、二毛作や促成栽培など時期をずらして栽培する際に、人工的に光や熱のエネルギーを投入する必要がある。そして、農業用ハウスは、日射を取り入れるために、半透明で断熱性が低く、その結果、暖かく保つための電気代がかかる。
そこで、本実施形態では、図29,30に示すように、農業用ハウス77の周囲を調光パネル2kで覆っている。すなわち、本実施形態の調光部材2は、農業用ハウス77に用いられる調光パネル2kである。調光パネル2kは、例えばエレクトロクロミックガラス(ECガラス)からなる。調光パネル2kの透過率は、日射のある時間帯では100%とし、夜など日射のない時間帯では0%(反射率100%)とし、農業用ハウス77の中(農業用ハウス77の内側)で照明を反射させる。
本実施形態の調光装置1は、図28に示すように、調光部材2としての調光パネル2kと、コントローラ3eと、日射センサ64と、温度センサ65と、照度センサ66とを備えている。農業用ハウス77には、ヒータ771と、LED772と、太陽電池5bとが設けられている。
コントローラ3eは、最もエネルギー使用量が減るように調光パネル2kの濃淡制御、ヒータ771の制御、LED772の制御を行うために、種々のモードを切り替えるモード切替機能を有している。また、コントローラ3eは、タイマ設定を行うこともできる。さらに、コントローラ3eは、省エネ計算ソフトを用いて、エネルギー計算を行う。
次に、本実施形態に係る調光装置1の動作について図31を用いて説明する。まず、コントローラ3eは、日射センサ64から日射量を取得し(図31のS61)、照度センサ66から照度を取得し(S62)、温度センサ65から温度を取得する(S63)。そして、コントローラ3eは、省エネ最適化計算をする。タイマ(図示せず)での設定時間になると(S64)、コントローラ3eは、省エネ最適化計算の結果に基づいて、調光パネル2kの透過率をx%とし、ヒータ771の出力およびLED772の照度を変更する(S65)。そして、コントローラ3eのモード切替釦が押下されると(S66)、調光パネル2kは色濃淡を変更し、ヒータ771は出力を変更し、LED772は照度を変更する(S67)。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、農業用ハウス77に用いられ、日射光に対する透過率が可逆的に変化する。これにより、本実施形態の調光装置1では、日中と夜間とで調光部材2の透過率を変化させることによって、農業用ハウス77内を一定照度かつ一定温度に保つための負荷を低減させることができる。
すなわち、本実施形態の調光装置1によれば、日射時では、調光パネル2kの透過率を高くして、太陽光を利用することによって、照明エネルギーを減らすことができる。一方、非日射時では、調光パネル2kの内部側の反射率を高めることによって、輻射温を高めて熱エネルギーを減らすとともに、光合成する波長を内部で反射させて光エネルギーを減らすことができ、省電力となる。また、最も省エネとなるように、調光部材2、ヒータ771およびLED772を制御することができる。
さらに、本実施形態では、太陽電池5bで独立電源を確保することができるので、商用電源から配線してくる必要がない。
(実施形態7)
実施形態7では、調光部材2が庇78に用いられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態7では、調光部材2が庇78に用いられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
従来、日本家屋での熱マネジメントにおいて庇が有効であった。庇は、本来、日射や雨、雪、冬季夜間の放射冷却から室内外を守る。ところが、現在、庇が緯度や住まい手にあった機能を果たしていないことが多い。
そこで、本実施形態では、図32に示すように、調光部材2としての複数の調光パネル2mを庇78に用いている。すなわち、本実施形態の調光部材2は、庇78に用いられる複数の調光パネル2mである。各調光パネル2mは、例えばECガラスからなり、帯状に形成されている。
複数の調光パネル2mは、図32に示すように、家屋(建物)の壁側から庇78の先端側の方向に並んで設けられている。
本実施形態のコントローラ3fの制御部は、家屋の壁側から庇78の先端側に向けて透過率が徐々に高くなるように複数の調光パネル2mを制御する。
本実施形態では、図33に示すように、二十四節気ごとに最適かつ快適な日射とする。例えば夏の場合、昼は、制御部の制御によって複数の調光パネル2mの全ての透過率が低くなり、庇78は全黒である。夜から深夜は、複数の調光パネル2mの全ての透過率が高くなり、庇78は全透明である。夜明け前に庇78は全黒になる。一方、冬の場合、複数の調光パネル2mの全ての透過率が高くなり、庇78は全透明である。春または秋の場合、複数の調光パネル2mの透過率が家屋の壁側から庇78の先端側に向けて徐々に高くなり、庇78は中間状態、すなわち、家屋の壁側から庇78の先端側に向けて黒〜灰〜白とグラデーションになる。
太陽高度、日没、夜明けの時刻は、GPS(Global Positioning System)によって初期設定される。なお、夜モードでは、月の黄道に合わせた透明帯の設定も可能である。
図32に示すコントローラ3fは、四面、2階建ての庇78の帯12面、合計最大約100面の調光パネル2mの制御内容を年次、日時または随時、管理し、記憶する。なお、図34に示すように、手動のスイッチ67やセンタ68でも変更可能である。ただし、毎晩自動復帰する。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、庇78に用いられ、日射光に対する透過率が可逆的に変化する。これにより、本実施形態の調光装置1では、昼の強い日射を避けることができる。なお、日射の強い地方では、2枚庇を生成し、上部はECガラス、下部は通常ガラスとする。
また、本実施形態の調光装置1では、調光部材2は、庇78に用いられ、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する。これにより、本実施形態の調光装置1では、いつでも星空を観賞することができたり、月光が差し込む部屋にしたりすることができる。また、本実施形態の調光装置1では、雨、曇りでも空が広く感じることができる。昼の照明器具の点灯を回避することができる。
(実施形態8)
実施形態8では、調光部材2がショーケース(図示せず)に用いられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態8では、調光部材2がショーケース(図示せず)に用いられている場合について説明する。なお、基本形態の調光装置1(図1参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
人間が機器を利用するときに壁スイッチは不便である。一方、照明、テレビ、エアコンにはリモコンがある。
そこで、本実施形態では、100m離れていても、調光部材2としての複数の調光パネル2nを端末装置79で1枚ずつ制御し、例えば100枚など複数の調光パネル2nをパターンごとに、端末装置(リモコン)79によって自由自在かつ簡単に透明化または黒化することができる。
本実施形態の調光装置1は、図35に示すように、複数の調光パネル2nと、コントローラ3gと、複数の給電モジュール4aとを備えている。
本実施形態の調光部材2は、ショーケースに用いられる複数の調光パネル2nである。複数の調光パネル2nは、ショーケース内の空間を商品ごとに分割した複数の小空間に一対一に対応する。そして、複数の調光パネル2nの各々は、対応する小空間に設けられている。
複数の給電モジュール4aは、複数の調光パネル2nと一対一で対応して設けられている。複数の給電モジュール4aの各々は、コントローラ3gの制御によって、対応する調光パネル2nに電圧を印加する。
コントローラ3gの制御部3は、複数の調光パネル2nの各々に対して個別に第1の状態と第2の状態とを切り替える。本実施形態では、コントローラ3gの制御部3は、端末装置79から複数の調光パネル2nの制御内容を受け付け、当該制御内容に従って複数の調光パネル2nを制御する。コントローラ3gは、複数の調光パネル2nを周波数で制御する端末装置79から制御内容を取得する。コントローラ3gには、100枚の調光パネル2nのうちどこでも透明化できるソフトウェアが内蔵されている。コントローラ3gは、透明時に系列制御も可能である。
以上説明した本実施形態の調光装置1では、例えば店舗プロデューサー、心理学者、アーティストなどのプロの演出者によって、壁やガラスであった所に演出効果で人間心理をナビゲートすることができる。また、店舗でのドレスや宝石選びにドラマチックな透明化を実現することができる。
また、本実施形態の調光装置1は、端末装置79から調光部材2の制御内容を受け付けることができるので、便利である。
なお、本実施形態の調光部材2は、ショールームの窓ガラスに用いられる複数の調光パネルであってもよい。この場合、複数の調光パネルは、ショールーム内の空間を分割した複数の小空間に一対一に対応し、複数の調光パネルの各々は、対応する小空間に設けられる。制御部は、複数の調光パネルの各々に対して個別に第1の状態と第2の状態とを切り替える。
また、調光部材2は、ビルなどの建物で各階を上下方向に繋ぐ配管設備が収納されているパイプスペースを覆う部材に用いられてもよい。本実施形態のパイプスペースは、例えば電気設備の電線などが収納されているEPS(Electric Pipe Shaft)である。調光部材2は、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有する。これにより、調光部材2を第2の状態(遮断状態)にすることによって、点検以外の美観を担保することができる。一方、点検時に調光部材2を第1の状態(透過状態)にすることによって、専用カメラで遠隔目視してセンタで集中監視を行うことができるので、点検コストを大幅に削減することができる。
なお、実施形態1〜7においても、制御部3は、端末装置から調光部材2の制御内容を受け付け、当該制御内容に従って調光部材2を制御してもよい。端末装置79から調光部材2の制御内容を受け付けることができるので、便利である。
また、制御部3は、調光部材2の制御内容を音によって受け付けてもよい。本変形例の場合、調光部材2の制御内容を音によって受け付けることができるので、便利である。
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 調光装置
2 調光部材
2a 調光パネル
2b 浴室ドア
2c ECフィルム
2d 屋根材
2e 天窓ガラス
2f 表示パネル
2g 調光パネル壁
2h 扉
2i 扉
2j 間仕切り部材
2k 調光パネル
2m 調光パネル
2n 調光パネル
3 制御部
2 調光部材
2a 調光パネル
2b 浴室ドア
2c ECフィルム
2d 屋根材
2e 天窓ガラス
2f 表示パネル
2g 調光パネル壁
2h 扉
2i 扉
2j 間仕切り部材
2k 調光パネル
2m 調光パネル
2n 調光パネル
3 制御部
Claims (22)
- エレクトロクロミズムによって光の波長帯での透過率が可逆的に変化する調光部材と、
予め決められた条件に基づいて前記調光部材の前記透過率を変化させる制御部と
を備えることを特徴とする調光装置。 - 前記調光部材は、エレクトロクロミズムによって光の波長帯での反射率が可逆的に変化し、
前記制御部は、前記条件に基づいて前記調光部材の前記反射率を前記透過率とともに変化させる
ことを特徴とする請求項1記載の調光装置。 - 前記調光部材は、日射光に対する透過率が可逆的に変化することを特徴とする請求項1または2記載の調光装置。
- 前記調光部材は、可視光を透過させる第1の状態と可視光を遮断する第2の状態とを有し、
前記制御部は、前記条件に基づいて前記調光部材の前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替える
ことを特徴とする請求項1または2記載の調光装置。 - 前記調光部材は、浴室の内面に沿って設けられる調光パネルであることを特徴とする請求項2記載の調光装置。
- 前記調光部材は、浴室の出入口に設けられた浴室ドアであることを特徴とする請求項2または4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、窓ガラスに設けられることを特徴とする請求項3記載の調光装置。
- 前記調光部材は、建物の屋根材であることを特徴とする請求項3または4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、天窓ガラスであることを特徴とする請求項3または4記載の調光装置。
- 前記制御部は、時間が経過するにつれて透過率が高くなるように前記天窓ガラスを制御することを特徴とする請求項9記載の調光装置。
- 前記調光部材は、車に設けられることを特徴とする請求項3または4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、表示パネルに用いられることを特徴とする請求項4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、冷蔵庫の扉であることを特徴とする請求項4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、建物内の壁に設けられる調光パネル壁であることを特徴とする請求項4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、クローゼットの扉であることを特徴とする請求項4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、1つの空間を複数の空間に分割するための間仕切り部材であることを特徴とする請求項4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、農業用ハウスに用いられることを特徴とする請求項3記載の調光装置。
- 前記調光部材は、建物の庇に用いられる複数の調光パネルであり、
前記複数の調光パネルは、前記建物の壁側から前記庇の先端側の方向に並んで設けられ、
前記制御部は、前記建物の壁側から前記庇の先端側に向けて前記透過率が徐々に高くなるように前記複数の調光パネルを制御する
ことを特徴とする請求項3または4記載の調光装置。 - 前記調光部材は、建物のパイプスペースを覆う部材に用いられることを特徴とする請求項4記載の調光装置。
- 前記調光部材は、ショーケースまたはショールームに用いられる複数の調光パネルであり、
前記複数の調光パネルは、前記ショーケースまたは前記ショールーム内の空間を分割した複数の小空間に一対一に対応し、前記複数の調光パネルの各々は、対応する小空間に設けられ、
前記制御部は、前記複数の調光パネルの各々に対して個別に前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替える
ことを特徴とする請求項4記載の調光装置。 - 前記制御部は、端末装置から前記調光部材の制御内容を受け付け、当該制御内容に従って前記調光部材を制御することを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の調光装置。
- 前記制御部は、前記調光部材の制御内容を音によって受け付けることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の調光装置。
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