JP2019040008A - Dimmer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光の透過率を制御するエレクトロクロミック素子を備えた調光装置に関する。 The present invention relates to a light control device including an electrochromic element that controls light transmittance.
エレクトロクロミック(EC)現象とは、電圧を加えた時に生ずる可逆的な電気化学反応(酸化反応或いは還元反応)の誘起により、物質の光吸収域が変化し、物質が着色又は消色する現象をいう。かかるEC現象を利用する電気化学的着色/消色素子をエレクトロクロミック素子(EC素子)と称し、光透過率を変化させる調光素子として、応用が期待されている。
特許文献1には、調光素子によって光透過率を制御したり鏡面としたりできる窓が開示されており、4つの分割領域に分割された電極膜に異なる電位を与えることで、領域ごとに調光状態を切り替える構成が開示されている。
The electrochromic (EC) phenomenon is a phenomenon in which the light absorption region of a substance changes due to induction of a reversible electrochemical reaction (oxidation reaction or reduction reaction) that occurs when voltage is applied, and the substance is colored or decolored. Say. An electrochemical coloring / decoloring element using such an EC phenomenon is referred to as an electrochromic element (EC element), and its application is expected as a dimming element that changes light transmittance.
特許文献1に開示された構成では、切り替えスイッチを操作することで各分割領域の電極膜に印加する電圧を変更し調光状態を切り替えている。しかしながら、切り替えスイッチは調光素子とは別の部材として構成されており、装置全体の構成が複雑となっていた。
本発明の課題は、操作部を備えた簡易な構成の調光装置を提供することである。
In the configuration disclosed in
The subject of this invention is providing the light modulation apparatus of the simple structure provided with the operation part.
本発明は、互いに対向し対向面に電極を備えた一対の基板と、前記一対の電極の間に配置されたエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子、及び、前記一対の電極の間に印加する電圧を制御する制御回路を備えた調光装置であって、
前記エレクトロクロミック素子が、前記一対の基板の一方の他方に対向する面に形成された検知電極を有し前記一方の基板の外部からの接触を検知するタッチパネルを備え、
前記制御回路は前記タッチパネルの出力に応じて前記一対の電極の間に印加する電圧を制御することを特徴とする。
The present invention relates to an electrochromic device having a pair of substrates that face each other and have electrodes on opposite surfaces, and an electrochromic layer disposed between the pair of electrodes, and an application between the pair of electrodes. A light control device including a control circuit for controlling a voltage to be generated,
The electrochromic element has a detection electrode formed on a surface facing the other one of the pair of substrates, and includes a touch panel for detecting contact from the outside of the one substrate,
The control circuit controls a voltage applied between the pair of electrodes according to an output of the touch panel.
本発明においては、EC素子の構成部材である基板に操作部としてタッチパネルを設けることによって、簡易な構成の調光装置を提供することができる。 In the present invention, a light control device with a simple configuration can be provided by providing a touch panel as an operation unit on a substrate which is a constituent member of an EC element.
以下、本発明の実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。各図面において、同一部材を示す箇所には、同一の符号を付与している。特に図示或いは記述をしない構成や工程には、当該技術分野の周知技術又は公知技術を適用することが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention. In each drawing, the same code | symbol is provided to the location which shows the same member. In particular, a well-known technique or a well-known technique in the technical field can be applied to configurations or processes not shown or described.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の調光装置の一実施形態の構成を模式的に示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)中のA−A’断面図である。
本実施形態の調光装置100は、正面が長方形であり、以下の説明において、正面の長辺に沿った方向をX方向、短辺に沿った方向をY方向、調光装置100の厚さ方向をZ方向とする。
[First Embodiment]
1A and 1B are diagrams schematically showing a configuration of an embodiment of a light control device of the present invention. FIG. 1A is a front view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
The
図1において、101は調光装置100の構成部材を収納し、固定する枠材であり、透過率の低い遮光材料で形成されており、Z方向に貫通する開口部101aを有している。また、102は、後述するエレクトロクロミック素子(EC素子)10を挟み込むように該枠体101に固定され、該枠体101と共に各部材を収納するカバー部材であり、透過率の低い遮光材料で形成されている。カバー部材102はZ方向に貫通する開口部102a及び102bを有しており、開口部102aと102bとは、Y方向において長さと位置が一致するように形成されている。
また、枠体101の開口部101aと、カバー部材102の開口部102aは、Z方向において開口形状が一致し、重複しており、開口部101a側から入射した光は、EC素子10を通過して、開口部102aから出射する(矢印B方向)。
In FIG. 1,
Further, the opening 101a of the
本実施形態において、開口部102aと開口部102bは、それぞれY方向に複数の領域に仮想的に分割されている。本実施形態では、開口部102aは−Y方向に順にA1乃至A9の9つの領域に仮想的に分割され、開口部102bは−Y方向に順にB1乃至B9の9つの領域に仮想的に分割されている。また、領域A1乃至A9と領域B1乃至B9は、Y方向の位置がそれぞれ一致するように分割されている。 In the present embodiment, the opening 102a and the opening 102b are each virtually divided into a plurality of regions in the Y direction. In the present embodiment, the opening 102a is virtually divided into nine areas A1 to A9 in order in the −Y direction, and the opening 102b is virtually divided into nine areas B1 to B9 in order in the −Y direction. ing. Further, the areas A1 to A9 and the areas B1 to B9 are divided so that the positions in the Y direction coincide with each other.
遮光部材103は、透過率の低い遮光材料で形成されており、後述するEC素子10の背面(カバー102とは反対側)に固定されている。また、遮光部材103は、Z方向から見て開口部102bより大きく形成されており、−Z方向に開口部102aから入射した光が背面(カバー102とは反対側)に通過しないように遮光している。
制御回路104は、後述するEC素子10と電気的に接続されている。
The
The
次に、EC素子10について説明する。本発明に係る調光装置100はEC素子10を備える。EC素子10としては、吸収波長を可視光域から近赤外域まで幅広く制御可能であり、また着色時の光量調節範囲も広い溶液型の有機EC素子を好適に用いることができる。本実施形態では、EC素子10を有機EC素子として説明する。
Next, the
図2は、図1の調光装置100のEC素子10の構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)中のC−C’断面図である。尚、説明のため、制御回路104を模式的に図示する。
2A and 2B are diagrams showing the configuration of the
EC素子10は、互いに対向する一対の基板11,15を有しており、該基板11,15はそれぞれ対向面に電極12,14を備えている。以下、便宜上、11を第1基板、15を第2基板と記し、第1基板11に形成された電極12を第1電極、第2基板15に形成された電極14を第2電極と記す。
The
第1電極12,第2電極14はそれぞれ透明電極であり、第1基板11,第2基板15は透明基板であり、第1基板11と第2基板15とは、電極面が対向するようにスペーサ13を介して貼り合わされている。また、第1電極12、第2電極14、スペーサ13で形成された空隙内には、電解質と有機EC材料を溶媒に溶解したエレクトロクロミック層(EC層)16が配置されている。即ち、EC層16は第1電極12と第2電極14の間に配置される。第1電極12、第2電極14は制御回路104に接続され、制御回路104によって第1電極12と第2電極14の間に電圧を印加することで、有機EC材料が電気化学的反応を起こす。
The
また、第1基板11の第2基板12に対向する面(図中Dで示す面)の一部には、検知電極17が形成され、該検知電極17と、第1基板11のうち検知電極17が形成されている部分とを合わせてタッチパネル18が構成されている。係る構成で、第1基板11の外側(D面とは反対側)の面に外部から指などが接触すると、検知電極17の電気的な状態が変化し、外部からの接触を検知することができる。即ち、検知電極17を有するタッチパネル18は、外部からの接触を検知することが可能である。検知電極17は制御回路104に接続され、制御回路104は、第1基板11と検知電極17からなるタッチパネル18の出力に応じて、第1電極12と第2電極14の間に印加する電圧を制御する。
In addition, a
本発明で用いられるEC素子10は、電圧未印加の状態では有機EC材料の着色が無く、着色に伴う可視光域での吸収が生じないため、透過光に対して高い透過率を示す。また、消色状態から電圧を印加して有機EC材料を酸化又は還元することにより着色させると着色状態となり、可視光領域での吸収が生じるため、透過光に対する透過率が減少する。
The
EC素子10を調光装置に用いる場合、階調を大きくするためには、消色状態で高い透過率を保つことが好ましい。そのため、透明基板である第1基板11、第2基板15や、透明電極である第1電極12、第2電極14には可視光を十分に透過させる材料を用いることがより好ましい。
When the
第1基板11、第2基板15にはガラス材が用いられ、「Corning#7059」や「BK−7」等の光学ガラス基板を好適に使用することができる。また、プラスチックやセラミック等の材料としては透明性があれば適宜使用が可能である。透明基板の厚みは、数十μmから数mmである。
A glass material is used for the
第1電極12、第2電極14は可視光領域における高い光透過性とともに高い導電性を有した材料が好ましい。これら材料として、酸化インジウムスズ合金(ITO)、酸化スズ(NESA)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化銀、酸化バナジウム、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、クロムなどの金属や金属酸化物が挙げられる。また、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料なども挙げられる。
The
また、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマーも好適に用いられる。具体的には、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸の錯体などである。本発明において、EC素子10は、消色状態で高い透過率を有することが好ましいため、可視光領域に光吸収を示さないITO、IZO、NESA、導電率を向上させた導電性ポリマーが特に好ましく用いられる。これらはバルク状、微粒子状など様々な形態で使用できる。尚、これらの電極材料は、単独で使用してもよく、或いは複数併用してもよい。
In addition, a conductive polymer whose conductivity is improved by doping treatment or the like is also preferably used. Specific examples include polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrenesulfonic acid complexes. In the present invention, since the
スペーサ13は、第1電極12と第2電極14との間の距離を調整することにより、EC層16の厚さを調整する。スペーサ13は第1電極12,第2電極14の光路となる部分を避けて外周を囲繞するように配置される。このような場合、スペーサ13は有機EC材料を含む溶液が外部に漏れ出すことがないよう、シール材の役割を兼ねても良い。また、電極面における透過光量のムラを気にしなくても良い用途においては、スペーサ13は第1電極12,第2電極14の光路となる部分に配置されても構わない。スペーサ13は、有機EC材料を溶解している溶液に対して耐性を有することが好ましい。
The
好適なスペーサ13の材料としては、公知である各種汎用プラスチック、エンジニア・プラスチック、スーパーエンジニアリング・プラスチックの様な樹脂材料が挙げられる。また、ガラスやアルミナ、ジルコニア、フェライト、フォルステライト、ジルコン、ステアタイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、の如くの各種セラミック材料が挙げられる。また、各種金属材料が挙げられる。
Suitable materials for the
EC層16は、好ましくは電解質と有機EC材料を溶媒に溶解したものから構成される。溶媒としては、電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、特に極性を有するものが好ましい。具体的には水や有機極性溶媒が挙げられる。有機極性溶媒としては、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメトキシエタン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、ジメチルホルムアミドが挙げられる。また、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、プロピオンニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジオキソラン等も挙げられる。
The
電解質としては、イオン解離性の塩で、溶媒に対して良好な溶解性を示し、有機EC材料の着色を確保できる程度に電子供与性を有するカチオン或いはアニオンを含む塩であれば特に限定されない。各種のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などの無機イオン塩や4級アンモニウム塩や環状4級アンモニウム塩などが挙げられる。具体的にはLiClO4、LiSCN、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiPF6、LiI、NaI、NaSCN、NaClO4、NaBF4、NaAsF6、KSCN、KCl等のLi、Na、Kのアルカリ金属塩等が挙げられる。また、(CH3)4NBF4、(C2H5)4NBF4、(n−C4H9)4NBF4、(C2H5)4NBr、(C2H5)4NClO4、(n−C4H9)4NClO4等の4級アンモニウム塩及び環状4級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの電解質材料は、単独で使用してもよく、或いは複数併用してもよい。
The electrolyte is not particularly limited as long as it is an ion-dissociable salt and has a good solubility in a solvent and contains a cation or an anion having an electron donating property to the extent that coloring of the organic EC material can be ensured. Examples thereof include inorganic ion salts such as various alkali metal salts and alkaline earth metal salts, quaternary ammonium salts, and cyclic quaternary ammonium salts. Specifically, LiClO 4, LiSCN, LiBF 4, LiAsF 6,
有機EC材料は、溶媒に対して良好な溶解性を有し、電気化学的な反応で着色と消色を表現できるものであれば、どのようなものであっても構わない。公知の酸化/還元着色性EC材料を使用することができる。EC素子10を調光装置に用いる上で、透過率コントラストと波長平坦性が求められる。これらを考慮して有機EC材料はできるだけ消色状態での透過率が高く、且つ着色効率(注入電荷量に対する光学濃度の比)が高い材料を用いることが好ましい。さらに、波長平坦性という点では一つの材料で平坦な吸収を実現することが難しい場合は、複数の材料を併用することも可能である。
The organic EC material may be any material as long as it has good solubility in a solvent and can express coloring and decoloring by an electrochemical reaction. Known oxidation / reduction coloring EC materials can be used. When the
有機EC材料の具体例としては、例えば、ビオロゲン色素、スチリル色素、フルオラン色素、シアニン色素、芳香族アミン色素等の有機色素、金属−ビピリジル錯体、金属−フタロシアニン錯体等の有機金属錯体等を使用することができる。 Specific examples of the organic EC material include organic dyes such as viologen dyes, styryl dyes, fluorane dyes, cyanine dyes and aromatic amine dyes, and organic metal complexes such as metal-bipyridyl complexes and metal-phthalocyanine complexes. be able to.
また、本発明においては有機EC材料が好ましく用いられるが、これに限定されず、無機EC材料を溶液に分散させたものを用いることも可能である。無機EC材料としては、例えば、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化チタン等を挙げることができる。 In the present invention, an organic EC material is preferably used. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use an inorganic EC material dispersed in a solution. Examples of the inorganic EC material include tungsten oxide, vanadium oxide, molybdenum oxide, iridium oxide, nickel oxide, manganese oxide, and titanium oxide.
EC層16は液体又はゲルであることが好ましい。EC層16は、好適には上記からなる溶液状態として用いられるが、ゲル状の状態で用いることも可能である。ゲル化には、溶液にさらにポリマーやゲル化剤を含有させる。上記ポリマー(ゲル化剤)としては、特に限定されず、例えばポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリウレタン、ポリアクリレートが挙げられる。また、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ナフィオンなども挙げられる。このようにEC層16として粘稠若しくはゲル状としたもの等を用いることができる。
また、透明且つ柔軟な網目構造を有した構造体(例えばスポンジ状のもの)に上記の溶液を担持させても良い。
The
Further, the above solution may be supported on a structure (for example, sponge-like) having a transparent and flexible network structure.
本実施形態における第1基板11と検知電極17からなるタッチパネル18は、外部から指などで接触された時の接触点のY方向位置を検出し、領域B1乃至B9のうち、どの領域で接触されたかを検出可能な静電容量方式のタッチパネルである。尚、本発明において、タッチパネル18の検出方式に限定はなく、抵抗膜方式のタッチパネルであってもよい。
The
本実施形態における検知電極17は、第1基板11のD面上にY方向検知用として形成されているが、さらに、X方向検知用の検知電極を設けてもよい。尚、その場合は第1基板11のD面上に設けても、第2基板15の第1基板11との対向面に絶縁フィルムや粘着シートを介して設けてもいずれでもよい。検知電極17は、ITO電極が好ましいが、Agワイヤや銅メッシュなど他の方式を用いてもよい。検知電極17は、第1電極12と同じ材料で形成することで、電極の形成プロセスが簡易化される。
The
次に、EC素子10の透過率の制御について説明する。有機EC材料として酸化反応又は還元反応により中性種からラジカルカチオンを形成して着色する材料を想定する。EC素子10の透過率は、下記の式(1)に示すランベルト・ベールの法則に従う。
−Log(T/100)=OD=ε・c・L (1)
Next, control of the transmittance of the
-Log (T / 100) = OD = ε · c · L (1)
上記式中、Tは透過率[%]、ODは光学濃度、εはカチオンのモル吸光係数、cは生成したラジカルカチオンの濃度、Lは光路長である。式(1)から分かるようにEC素子10の透過率はラジカルカチオンの濃度で調整される。また、ラジカルカチオンの濃度は電気化学反応で調整される。
In the above formula, T is the transmittance [%], OD is the optical density, ε is the molar absorption coefficient of the cation, c is the concentration of the generated radical cation, and L is the optical path length. As can be seen from Equation (1), the transmittance of the
酸化反応で着色を示すアノード性EC材料を例にして、以下説明する。電気化学反応において、アノード性EC材料は中性状態とラジカルカチオン状態の間を行き来する場合、材料自身が持つ酸化に要する電位(酸化電位)よりも正な(大きな)電位を与えることで、材料は中性状態から酸化し、ラジカルカチオンとなる。反対に還元電位よりも負な(小さな)電位を与えることで、アノード性EC材料はラジカルカチオン状態から中性状態へと戻る。 An anodic EC material that exhibits coloration by an oxidation reaction will be described below as an example. In the electrochemical reaction, when the anodic EC material goes back and forth between a neutral state and a radical cation state, a positive (larger) potential than the potential required for oxidation (oxidation potential) of the material itself is given. Oxidizes from a neutral state and becomes a radical cation. Conversely, by applying a negative (smaller) potential than the reduction potential, the anodic EC material returns from the radical cation state to the neutral state.
酸化電位と還元電位は室温・一電子反応での理想状況で約60mVのずれを示す。特に酸化電位と還元電位の和の1/2を酸化還元電位と呼ぶ。電気化学反応では、アノード性EC材料の酸化電位に対して、より大きな電位を与えるほど、酸化反応が進みやすい。速度論的な平衡状態が電位によって変わるため、経験的に酸化電位の大きさによってラジカルカチオンの濃度を適宜調整することが可能である。即ち印加する電圧の大きさを調整することで、ラジカルカチオンの濃度を調整し、透過率の変化量を調整することができる。
以上説明したように、EC素子10は、制御回路104から印加される電圧を制御することで、EC層16の透過率を変化させ、透過する光量を調節することができる。
The oxidation potential and the reduction potential show a deviation of about 60 mV in an ideal situation in a one-electron reaction at room temperature. In particular, ½ of the sum of the oxidation potential and the reduction potential is called the oxidation-reduction potential. In the electrochemical reaction, the oxidation reaction proceeds more easily as a higher potential is applied to the oxidation potential of the anodic EC material. Since the kinetic equilibrium state varies depending on the potential, it is possible to empirically adjust the concentration of the radical cation according to the magnitude of the oxidation potential. That is, by adjusting the magnitude of the applied voltage, the concentration of radical cations can be adjusted, and the amount of change in transmittance can be adjusted.
As described above, the
本実施形態のEC素子10における第1電極12は、−Y方向に順に複数の分割領域E1乃至E9に分割された分割電極からなり、各分割電極は互いに絶縁されている。分割領域E1乃至E9は、開口部102aの仮想領域A1乃至A9にそれぞれ対応している。また、第2電極14は、第1電極12の分割領域E1乃至E9に対向する全面に形成されて共通電極として機能する。制御回路104は、第1電極12の分割領域E1乃至E9にそれぞれ異なる電圧を印加することができる。従って、制御回路104は、分割領域E1乃至E9の印加電圧をそれぞれ制御することで、開口部102aの仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16の透過率を個別に制御することが可能である。
尚、第1電極12及び第2電極14のいずれか一方が分割され、他方が共通であれば、いずれを分割しても構わない。
The
Note that any one of the
制御回路104の動作について説明する。図3は、図1の調光装置の調光制御動作の一例のフローチャートである。
先ず、S101において調光制御動作を開始する。S102において、タッチパネル18の出力から、指の接触などによるタッチ操作の有無を判断する。S102でタッチ操作が無いと判断した場合、S109に進み、調光制御動作を終了する。S102でタッチ操作が有ると判断した場合、S103に進み、タッチパネル18の出力から、ダブルタッチ操作の有無を判断する。ダブルタッチ操作とは、1回目の接触から一定時間内に、1回目の接触点の近傍に2回目の接触がある、いわゆるダブルタップやダブルクリックと呼ばれる操作に準ずる操作を指す。
The operation of the
First, the dimming control operation is started in S101. In S <b> 102, it is determined from the output of the
S103でダブルタッチ操作が有ると判断した場合、S106に進み、EC素子10の状態又は印加電圧から、全ての仮想領域に相当するEC層16が透過率の高い透過状態であるか否かを判断する。S106で全ての仮想領域に相当するEC層16が透過状態であると判断した場合、S107に進み、全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16を着色状態とする。即ち、全ての分割電極E1乃至E9に比較的大きな電圧を印加する。S106で少なくともひとつの仮想領域に相当するEC層16が透過状態ではないと判断された場合、S108に進み、全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16を透過状態とする。即ち、全ての分割電極E1乃至E9に比較的小さい電圧を印加するか電圧を印加しない。その後、S109に進み、調光制御動作を終了する。
If it is determined in S103 that there is a double touch operation, the process proceeds to S106, and it is determined from the state of the
S103でダブルタッチ操作が無いと判断した場合、S104に進み、タッチ操作の接触領域Bpを検出する。接触領域Bpとは、タッチパネル18が外部から接触された領域を指す。pは1乃至9の整数であり、接触領域Bpは開口部102bの領域B1乃至B9のいずれかとなる。その後、S105で、仮想領域A1乃至Apに相当するEC層16を透過率の低い着色状態、その他の仮想領域に相当するEC層16を透過率の高い透過状態、となるようにEC素子10の印加電圧を制御する。具体的には、仮想領域A1乃至Apに対応する第1電極12の分割領域E1乃至Epに比較的大きな電圧を印加し、他の分割電極には比較的小さい電圧を印加するか電圧を印加しないという制御を行う。その後、S109に進み、調光制御動作を終了する。
When it is determined in S103 that there is no double touch operation, the process proceeds to S104, and the touch operation contact area Bp is detected. The contact area Bp refers to an area where the
調光装置の調光状態について説明する。図4は、調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。尚、図4以降の図面において、開口部102bはタッチパネル18として示す。図1で示す全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16が透過状態である状態を初期状態とする。図4(a)で示すように、領域B3上の接触点Paにタッチ操作が行われた場合、仮想領域A1乃至A3に相当するEC層16が着色状態となり、他は透過状態となる。続けて、図4(b)で示すように、領域B7上の接触点Pbにタッチ操作が行われた場合、仮想領域A1乃至A7に相当するEC層16が着色状態となり、他は透過状態となる。続けて、図4(c)で示すように、領域B5上の接触点Pcにダブルタッチ操作が行われた場合、全ての仮想領域に相当するEC層16が透過状態となる。続けて、図4(d)で示すように、領域B6上の接触点Pdにダブルタッチ操作が行われた場合、全ての仮想領域に相当するEC層16が着色状態となる。即ち、タッチパネル18の操作によって、開口部102aの仮想領域A1乃至A9の透過率を領域ごとに切り替えることができる。
The light control state of the light control device will be described. FIG. 4 is a front view showing transition of the light control state of the light control device. In FIG. 4 and subsequent drawings, the
本発明の調光装置は、図4に示したように、屋外からの視線が気にならない高さまで着色状態にするなどして、ブラインドのようにプライバシーに配慮しながら屋内に取り込む光の量を調節できる調光窓として用いることができる。また、図5に示すように開口部102aを円形とすることで、撮影意図に合わせてND領域の境目を自由に移動させることができる、撮像装置に用いられるカメラ用ハーフND(Neutral Density)フィルタとして用いることができる。
As shown in FIG. 4, the light control device of the present invention is colored to a height at which the line of sight from the outside is not concerned, and the amount of light taken into the indoors while taking privacy into consideration like a blind. It can be used as a dimming window that can be adjusted. Further, as shown in FIG. 5, by forming the
本発明の調光装置は、EC層16に電圧を印加するための第1電極12が形成された第1基板11の一部に、EC層16の透過率を操作するための検知電極17が形成されている。言い換えると、操作部であるタッチパネル18が、調光機能を持つEC素子10と一体に形成されている。従って、操作部として切換えスイッチなどを別体として設ける場合に比べて、操作部を備えた調光装置を簡易に構成できる。
In the light control device of the present invention, a
また、単一の部品である第1基板11に形成される第1電極12と検知電極17は、部品間の組み付けによる位置ずれが発生せず、高精度に位置決めできる。従って、タッチ操作の検出位置と、電圧を印加する領域が精度高く一致し、操作性が良い。さらに、第1電極12と検知電極17は、第1基板11の同一面(D面)に形成されているため、各電極を形成する際のプロセスが簡略化でき、製造が容易である。
In addition, the
本実施形態では、タッチパネル18の接触位置によってEC層16の透過率を制御する領域を選択する構成を示したが、タッチパネル18の接触位置によって透過率そのものを制御してもよい。具体的には、タッチパネル18の接触位置によって、分割電極E1乃至E9全体に印加する電圧値を変えることによって、EC層16全体の透過率を段階的に制御することができる。例えば、接触領域BpがB2であった場合は、B1であった場合より分割領域E1乃至E9全体の印加電圧を大きくし、EC層16全体の透過率を小さくする制御を行うなどである。尚、この場合、電極12又は14を分割する必要はない。
In the present embodiment, the configuration in which the region for controlling the transmittance of the
〔第2実施形態〕
本実施形態は、タッチパネル18の接触位置によって、透過率を制御する領域を選択すると同時に、該領域の透過率も制御する構成である。
図6は、本実施形態の調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。本実施形態において、タッチパネル18は、Y方向の接触位置を検出すると同時にX方向の接触位置も検出可能である。図6(a)で示すように、図4に示した調光装置と同様に、領域B3上の接触点Paにタッチ操作が行われた場合、仮想領域A1乃至A3に相当するEC層16が着色状態となり、他は透過状態となる。また、図6(b)で示すように、領域B7上の接触点Pbにタッチ操作が行われた場合、仮想領域A1乃至A7に相当するEC層16が着色状態となり、他は透過状態となる。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, a region for controlling the transmittance is selected according to the contact position of the
FIG. 6 is a front view showing the transition of the light control state of the light control device of this embodiment. In the present embodiment, the
ここで、本実施形態においては、接触点のX方向位置によって、第1電極12の分割領域E1乃至Epに印加する電圧を変え、仮想領域A1乃至Apに相当するEC層16の透過率を変える。タッチパネル18のX方向の中心に、Y方向と平行な仮想基準線BLを設定する。図6(a)では、接触点Paは領域B3において、仮想基準線BLから負のX方向側に位置しているため透過率が高い。また、図6(b)では、接触点Pbは領域B7において、仮想基準線BLから正のX方向側に位置しているため透過率が低い。本実施形態によれば、簡易に構成された操作部であるタッチパネル18によって、透過率を自在に調節できる。
Here, in the present embodiment, the voltage applied to the divided regions E1 to Ep of the
〔第3実施形態〕
本実施形態は、タッチパネル18の接触位置によって、透過率を制御する領域を二次元的に選択する構成である。即ち、開口部102aの仮想領域が、複数行及び複数列の二次元状に分割され、第1電極12も係る仮想領域に対応して、二次元状に分割されている。また、タッチパネルとしては、分割された仮想領域の行及び列にそれぞれ対応して、二つのタッチパネルが配置される。
[Third Embodiment]
In the present embodiment, the region for controlling the transmittance is selected two-dimensionally according to the contact position of the
図7は、本実施形態の調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。本実施形態においては、調光装置はY方向位置を検出する第1のタッチパネル18と共に、X方向位置を検出する第2のタッチパネル19を備えている。第2タッチパネル19は第1タッチパネル18と同様の構成で、XY平面上の配置のみが異なり、X方向にF1乃至F6の領域に分割されている。また、開口部102aはXY方向に格子状に分割されており、図で示すように、各行がA11乃至A16、A21乃至A26、A31乃至A36、・・・、A91乃至A96のように仮想領域が分割されている。また、第1電極12も、開口部102aの仮想領域に対応して分割されている。
FIG. 7 is a front view showing the transition of the light control state of the light control device of this embodiment. In the present embodiment, the light control device includes a
図7(a)に示すように、第1タッチパネル18の領域B3上の接触点Paにタッチ操作が行われ、仮想領域A11乃至A16、A21乃至A26、A31乃至A36に相当するEC層16が着色状態となり、他は透過状態となる。続けて図7(b)に示すように、第2タッチパネル19の領域F3上の接触点Pbにタッチ操作を行う。すると、接触点PbのX方向位置に応じて、図7(a)の状態に加えて、さらにA41乃至43、A51乃至A53、・・・、A91乃至A93に相当するEC層16が着色状態となる。
As shown in FIG. 7A, a touch operation is performed on the contact point Pa on the area B3 of the
本実施形態によれば、簡易に構成された操作部である第1タッチパネル18及び第2タッチパネル19によって、二次元的に透過率を制御できる。
According to the present embodiment, the transmittance can be controlled two-dimensionally by the
〔第4実施形態〕
前記第1乃至第3実施形態では、タッチパネル18,19の接触点の絶対位置によって、透過率を制御する領域を選択する構成、或いは透過率を制御する構成を示したが、本実施形態では、ドラッグ操作によって透過率を制御する領域を選択する構成を示す。ドラッグ操作とは、タッチパネルに接触しながら接触点を移動させる操作であり、本実施形態では、移動量によって、透過率を制御する領域を選択する。尚、本実施形態の調光装置の基本構成は、図1に示した調光装置と同様である。
図8は、本実施形態の調光装置の調光制御動作の一例のフローチャートである。同図を用いて、本実施形態の調光装置における制御回路の動作について説明する。
[Fourth Embodiment]
In the first to third embodiments, the configuration in which the region for controlling the transmittance is selected or the configuration in which the transmittance is controlled is shown according to the absolute position of the contact point of the
FIG. 8 is a flowchart of an example of the dimming control operation of the dimming device of this embodiment. The operation of the control circuit in the light control device of this embodiment will be described with reference to FIG.
調光装置の電源がONされると、S201で調光制御動作を開始する。S202で全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16を透過状態とした後、S203で現在の境界p0をゼロとする。現在の境界p0とは、着色状態と透過状態との仮想領域の境界を示す。例えば、仮想領域A1乃至A3に相当するEC層16が着色状態で、他が透過状態である時、現在の境界p0は3とする。また、全ての仮想領域が透過状態の時、現在の境界p0はゼロとする。S202では、全ての仮想領域を透過状態とするため、p0はゼロとする。
When the power of the light control device is turned on, a light control operation is started in S201. After the
S204でタッチパネル18の出力から、ドラッグ操作の有無を判断する。S204でドラッグ操作が無いと判断した場合、S214に進み、調光制御動作を終了する指示の有無、即ち、調光装置の電源OFFの指示の有無を判断する。S214で、調光制御動作を終了する指示が有る場合、S215に進み、調光制御動作を終了し、調光装置の電源がOFFされ。S214で調光制御動作を終了する指示が無い場合、S204に戻り、ドラッグ操作の有無を判断する。
In S204, the presence / absence of a drag operation is determined from the output of the
S204でドラッグ操作が有ると判断した場合、S205に進み、ドラッグ操作によって移動した領域の差であるドラッグ量dpを検知する。例えば領域B5からB7までドラッグ操作を行った場合は、ドラッグ量dpは2となり、また領域B7からB3までドラッグ操作を行った場合は、ドラッグ量dpは−4となる。S206に進み、現在の境界p0とドラッグ量dpを足し合わせ、制御目標としての着色状態と透過状態との仮想領域の境界を示す境界pを算出する。現在の境界p0は、S203でゼロと設定されているため、pは、ドラッグ量dpによって決定する。 If it is determined in S204 that there is a drag operation, the process proceeds to S205, and a drag amount dp, which is a difference between areas moved by the drag operation, is detected. For example, when the drag operation is performed from the region B5 to B7, the drag amount dp is 2, and when the drag operation is performed from the region B7 to B3, the drag amount dp is −4. In step S206, the current boundary p0 and the drag amount dp are added to calculate a boundary p indicating the boundary of the virtual region between the coloring state and the transmission state as the control target. Since the current boundary p0 is set to zero in S203, p is determined by the drag amount dp.
S207に進み、境界pの大きさを判断する。S207で境界pが0以下だった場合、S208で境界pをゼロとした後、S209で全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16を透過状態とする。S207で境界pが仮想領域の総個数である9に達した場合には、S211で境界pを9とした後、S212で全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16を着色状態とする。S207で境界pが0より大きく、仮想領域の総個数である9より小さい場合、S210で仮想領域A1乃至Apに相当するEC層16を着色状態、その他の仮想領域に相当するEC層16を透過状態とする。その後、S213で現在の境界p0をpとした後、S214に進み、調光制御動作を終了するか判断する。即ち、仮想領域A1乃至A4を着色状態とした場合、境界p0は4となる。
Proceeding to S207, the size of the boundary p is determined. If the boundary p is 0 or less in S207, the boundary p is set to zero in S208, and then the EC layers 16 corresponding to all the virtual areas A1 to A9 are made transparent in S209. When the boundary p reaches 9, which is the total number of virtual areas in S207, the boundary p is set to 9 in S211, and then the EC layers 16 corresponding to all the virtual areas A1 to A9 are colored in S212. . When the boundary p is larger than 0 and smaller than the total number of virtual areas in S207, the
S214で調光制御動作を終了しなかった場合、p0をpとした状態で、S204に進み、ドラッグ操作が有ると判断した場合には、S205、次いでS206に進み、制御目標としての境界pを算出する。現在の境界p0とドラッグ量dpを足し合わせて境界pとする。先のS213で、p0を4とした場合に、dpが3であれば、pは7となり、S210で仮想領域A1乃至A7に相当するEC層16を着色状態、その他の仮想領域に相当するEC層16を透過状態とする。また、dpが−5であれば、pは−1となり、0以下であるため、S208で境界pをゼロとした後、S209で全ての仮想領域A1乃至A9に相当するEC層16を透過状態とする。次いで、S213で、現在の境界p0をpとした後、S214に進む。
If the dimming control operation is not completed in S214, the process proceeds to S204 with p0 set to p. If it is determined that there is a drag operation, the process proceeds to S205 and then to S206, where the boundary p as the control target is set. calculate. The current boundary p0 and the drag amount dp are added to obtain the boundary p. In the previous S213, when p0 is set to 4, if dp is 3, p becomes 7, and in S210, the
本実施形態では、現在の境界p0の値によって仮想領域の着色・透過状態を記憶して、透過率の相対制御を行ったが、仮想領域の着色・透過状態を検知する透過率検知センサを設けてもよい。 In this embodiment, the coloring / transmission state of the virtual region is stored according to the current value of the boundary p0 and the relative transmittance is controlled. However, a transmittance detection sensor for detecting the coloring / transmission state of the virtual region is provided. May be.
図9は、図8のフローチャートによる調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。図9(a)は、図8のS202で仮想領域A1乃至A9の全てに相当するEC層16を透過状態とした初期状態である。この状態で、タッチパネル18のいずれの領域にタッチ操作が行われても、EC層16の着色・透過状態は変わらない。次に、図9(b)に示すように、領域B3上の接触点Paから領域B5の接触点Pbにドラッグ操作が行われた場合、ドラッグ操作のY方向操作量に応じて、着色領域が変化する。即ち、現在の境界p0=0にドラッグ量dp=2が足されて境界p=2となるため、仮想領域A1乃至A2に相当するEC層16が着色状態となり、他は透過状態のままとなる。さらに、この状態から、図9(c)に示すように、領域B3上の接触点Pcから領域B6上の接触点pdにドラッグ操作が行われた場合、現在の領域p0=2にドラッグ量dp=3が足されて境界p=5となる。よって、仮想領域A1乃至A2に加えて、A3乃至A5が着色領域となり、現在の領域p0は5に書き換えられる。さらに、この状態から、図9(d)に示すように、領域B7上の接触点Peから領域B4上の接触点pfにドラッグ操作が行われた場合、現在の領域p0=5にドラッグ量dp=−3が足されて境界p=2となる。よって、仮想領域A3乃至A5が着色領域から透過領域に変わり、着色領域はA1乃至A2のみとなり、現在の領域p0は2に書き換えられる。
本実施形態によれば、接触点の絶対位置によらず操作が可能となるため、操作の自由度が高くなる。
FIG. 9 is a front view showing transition of the light control state of the light control device according to the flowchart of FIG. FIG. 9A shows an initial state in which the
According to the present embodiment, the operation can be performed regardless of the absolute position of the contact point, so that the degree of freedom of operation is increased.
10:エレクトロクロミック(EC)素子、11,15:基板、12,14:電極、16:エレクトロクロミック(EC)層、17:検知電極、18:タッチパネル、100:調光装置、E1乃至E9:分割電極 10: Electrochromic (EC) element, 11, 15: Substrate, 12, 14: Electrode, 16: Electrochromic (EC) layer, 17: Detection electrode, 18: Touch panel, 100: Light control device, E1 to E9: Division electrode
Claims (7)
前記エレクトロクロミック素子が、前記一対の基板の一方の他方に対向する面に形成された検知電極を有し前記一方の基板の外部からの接触を検知するタッチパネルを備え、
前記制御回路は前記タッチパネルの出力に応じて前記一対の電極の間に印加する電圧を制御することを特徴とする調光装置。 An electrochromic device having a pair of substrates facing each other and having electrodes on opposite surfaces, and an electrochromic layer disposed between the pair of electrodes, and a voltage applied between the pair of electrodes are controlled A dimmer equipped with a control circuit for
The electrochromic element has a detection electrode formed on a surface facing the other one of the pair of substrates, and includes a touch panel for detecting contact from the outside of the one substrate,
The light control device, wherein the control circuit controls a voltage applied between the pair of electrodes in accordance with an output of the touch panel.
前記制御回路は、前記一方の基板の外部からの接触位置に応じて、前記分割電極に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の調光装置。 At least one electrode of the pair of electrodes is composed of a plurality of divided electrodes,
2. The light control device according to claim 1, wherein the control circuit controls a voltage applied to the divided electrodes in accordance with a contact position from the outside of the one substrate.
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