JP2020056897A - Light control device and driving method thereof, window material, and optical filter - Google Patents

Light control device and driving method thereof, window material, and optical filter Download PDF

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Abstract

To provide a light control device using an organic EC element capable of obtaining stable coloring/decoloring characteristics by suppressing the segregation of the organic EC element.SOLUTION: The light control device including an organic EC element includes, in addition to an organic EC element as first light control means 1, second light control means 21. A system control part 26 is configured to detect the light transmittance of the first light control means 1 and the light transmittance of the second light control means 21 with first detection means 22 and second detection means 23 respectively, and to control independently from each other using first control means 10 and second control means 25, and thereby to control the light transmittance of the entire light control device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はエレクトロクロミック素子を用いた調光装置とその駆動方法に関する。   The present invention relates to a light control device using an electrochromic element and a driving method thereof.

エレクトロクロミック現象(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の誘起により、材料の光吸収域が変化し、材料が着色又は消色する現象である。エレクトロクロミック素子(EC素子)は、EC現象を利用し電気化学的に着色/消色を行う素子であり、窓や撮像装置用の調光フィルタなど、光透過率を変化させる調光装置としての応用が期待されている。低分子系有機材料を溶液状態で着色/消色する有機EC素子は、着色状態において十分なコントラスト比が得られる一方で、消色状態の透過率が高いなどの利点が知られている。
一方、有機EC素子には着色駆動時における溶液内の色分離現象(セグリゲーション)が知られており、特許文献1では溶液を高粘度化してセグリゲーションの進行を抑制した調光装置の例を開示している。
The electrochromic phenomenon (EC phenomenon) is a phenomenon in which the light absorption region of a material changes due to induction of a reversible electrochemical reaction that occurs when a voltage is applied, and the material is colored or decolored. An electrochromic element (EC element) is an element that performs coloring / decoloring electrochemically using the EC phenomenon, and is used as a light control device that changes light transmittance, such as a light control filter for a window or an imaging device. Application is expected. Organic EC devices that color / decolor a low molecular weight organic material in a solution state are known to have advantages such as a sufficient contrast ratio in a colored state and a high transmittance in a decolored state.
On the other hand, the organic EC element is known to have a color separation phenomenon (segregation) in a solution at the time of driving for coloring, and Patent Document 1 discloses an example of a light control device in which the viscosity of the solution is increased to suppress the progress of segregation. ing.

特開平9−120088号公報JP-A-9-120088

しかしながら、特許文献1の調光装置においても、着色駆動時間と共にセグリゲーションは徐々に進行するため、長時間駆動後には色分離が顕著化し、また、その後の消色応答が著しく低下するなどの課題を有していた。
本発明は、有機EC素子を用いた調光装置において、有機EC素子のセグリゲーションを抑制し、安定な着消色特性が得られる調光装置を提供することを目的とする。
However, even in the light control device of Patent Document 1, since the segregation progresses gradually with the coloring driving time, the color separation becomes prominent after long-time driving, and the decoloring response after that is significantly reduced. Had.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light control device using an organic EC device, which suppresses segregation of the organic EC device and provides stable color erasing / discharging characteristics.

本発明の第一は、有機エレクトロクロミック素子と、前記有機エレクトロクロミック素子の光透過率を制御する制御手段と、を備えた調光装置であって、
前記有機エレクトロクロミック素子を第一の調光手段、前記制御手段を第一の制御手段として、
さらに、第二の調光手段と、前記第一の制御手段とは独立して前記第二の調光手段の光透過率を制御する第二の制御手段と、を備え、
前記第一の調光手段の有効光学領域と、前記第二の調光手段の有効光学領域とが、少なくとも一部で互いに重なり合っていることを特徴とする。
本発明の第二は、第一の調光手段としての有機エレクトロクロミック素子と、第二の調光手段と、前記第一の調光手段の光透過率を制御する第一の制御手段と、前記第一の制御手段とは独立して前記第二の調光手段を制御する第二の制御手段と、を備えた調光装置の制御方法であって、前記第一の制御手段と前記第二の制御手段とによって、前記第一の調光手段の光透過率と前記第二の調光手段の光透過率とを独立に制御して前記調光装置の光透過率を制御することを特徴とする。
本発明の第三は、上記本発明の第一の調光装置を有することを特徴とする窓材である。
本発明の第四は、上記本発明の第一の調光装置からなることを特徴とする光学フィルタである。
A first aspect of the present invention is a dimmer including an organic electrochromic element and control means for controlling light transmittance of the organic electrochromic element,
The organic electrochromic element as a first light control means, the control means as a first control means,
Further, a second light control means, and a second control means for controlling the light transmittance of the second light control means independently of the first control means,
The effective optical area of the first light adjusting means and the effective optical area of the second light adjusting means are at least partially overlapped with each other.
The second of the present invention, an organic electrochromic element as a first light control means, a second light control means, a first control means for controlling the light transmittance of the first light control means, A second control means for controlling the second light control means independently of the first control means, and a control method of the light control device, wherein the first control means and the second Controlling the light transmittance of the light control device by independently controlling the light transmittance of the first light control means and the light transmittance of the second light control means by the second control means. Features.
A third aspect of the present invention is a window material including the first light control device of the present invention.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical filter comprising the above-mentioned first light control device of the present invention.

本発明によれば、有機EC素子を用いた調光装置において、有機EC素子のセグリゲーションを抑制し、安定な着消色特性が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the light control device using an organic EC element, the segregation of an organic EC element is suppressed and a stable color erasing characteristic can be obtained.

本発明の調光装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of one embodiment of a light control device of the present invention. 本発明の調光装置の駆動方法の実施形態のタイミングチャートである。4 is a timing chart of an embodiment of a driving method of the light control device of the present invention. 本発明に用いられる有機EC素子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the organic EC element used for this invention. 本発明の調光装置を用いた窓材の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the window material using the light control device of this invention. 本発明の調光装置を用いた撮像装置の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging device using the light control device of the present invention.

本発明は、第一の調光手段として有機エレクトロクロミック素子(有機EC素子)を備えた調光装置において、第二の調光手段を備え、それぞれの調光手段の光透過率を制御することにより、有機EC素子のセグリゲーションを抑制したことに特徴を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に含まれる。
According to the present invention, there is provided a light control device including an organic electrochromic element (organic EC element) as a first light control means, comprising a second light control means, and controlling the light transmittance of each light control means. Thus, the feature is that the segregation of the organic EC element is suppressed.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and may be appropriately modified based on ordinary knowledge of a person skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Modifications and the like are also included in the scope of the present invention.

〈調光装置〉
図1は、本発明の調光装置の好ましい実施形態の構成を示すブロック図である。
本発明の調光装置は、第一の調光手段1と、第二の調光手段21と、第一の調光手段1の光透過率を制御する第一の制御手段10と、第二の調光手段21の光透過率を制御する第二の制御手段25を有している。第一の調光手段1と第二の調光手段21とは有効光学領域が互いに重なり合っており、調光装置に入射した光は、第一の調光手段1と第二の調光手段21の両者の有効光学領域を透過することで光量が調整される。第一の調光手段1と第二の調光手段21とは、互いに離間して配置されてもよく、密接して配置されてもよく、また、基板を共有するように配置されていてもよい。本発明において、「有効光学領域」とは、調光手段1,21において、入射した光が出射するまでの間に、光量を調整される領域である。
<Light control device>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a preferred embodiment of the light control device of the present invention.
The light control device of the present invention includes a first light control means 1, a second light control means 21, a first control means 10 for controlling the light transmittance of the first light control means 1, The second control means 25 for controlling the light transmittance of the light control means 21 is provided. The first dimming means 1 and the second dimming means 21 have effective optical areas overlapping each other, and the light incident on the dimming device is divided into the first dimming means 1 and the second dimming means 21. The amount of light is adjusted by transmitting both effective optical regions. The first dimming means 1 and the second dimming means 21 may be arranged apart from each other, may be arranged closely, or may be arranged so as to share a substrate. Good. In the present invention, the “effective optical area” is an area in which the amount of light is adjusted by the dimming means 1 and 21 until the incident light exits.

図1の調光装置においては、第一の調光手段1の光透過率を検出する第一の検出手段22と、第二の調光手段21の光透過率を検出する第二の検出手段23と、調光装置の光透過率を検出する第三の検出手段24を有している。図中の26は、システム制御部であり、調光装置の目標とする光透過率を演算し、第一の調光手段1の光透過率及び第二の調光手段21の光透過率をそれぞれ制御して、全体の光透過率を制御する。   In the light control device of FIG. 1, a first detection means 22 for detecting the light transmittance of the first light control means 1 and a second detection means for detecting the light transmittance of the second light control means 21 23, and third detecting means 24 for detecting the light transmittance of the light control device. Reference numeral 26 in the figure denotes a system control unit that calculates a target light transmittance of the light control device and calculates a light transmittance of the first light control device 1 and a light transmittance of the second light control device 21. Each is controlled to control the overall light transmittance.

本発明の調光装置においては、第一の調光手段1が有機EC素子であり、係る第一の調光手段1と、第二の調光手段21との組合せで全体の光透過率が制御される。第一の制御手段10としては、PWM(Pluse Width Modulation;パルス幅変調)によって実効電圧を制御する回路基板を持つものが好ましい。また、第一の検出手段22としては、有機EC素子の光透過率を検出する手段として一般的に用いられている、LEDとフォトダイオードからなる投受光センサ、ホールセンサが用いられる。   In the light control device of the present invention, the first light control means 1 is an organic EC element, and the combination of the first light control means 1 and the second light control means 21 reduces the overall light transmittance. Controlled. The first control means 10 preferably has a circuit board for controlling the effective voltage by PWM (Pulse Width Modulation). Further, as the first detecting means 22, a light emitting / receiving sensor composed of an LED and a photodiode, and a Hall sensor, which are generally used as means for detecting the light transmittance of the organic EC element, are used.

本発明において、第二の調光手段21は、電気的制御によって光透過率を可変するような調光素子が好ましく、第一の調光手段1と同様に有機EC素子であってもよいし、無機EC素子であってもよいし、液晶素子であってもよい。また、用途は限定されるが、機械的な機構で光の透過率を制御するものであっても構わない。機械的な機構としてはカメラで用いられる「絞り」のように遮光領域を調整するものなどが挙げられる。
第二の制御手段25は、第二の調光手段21に応じて適宜選択すればよい。第二の調光手段21が有機EC素子や液晶素子であれば、第一の制御手段10と同様に、PWMによって実効電圧を制御する回路基板を持つものが好ましい。また、絞りのような機械的な機構の場合は、ブラシレスモータやステッピングモータ、超音波モータなどの電動機及びそれを駆動する回路基板を有するものが挙げられる。
第二の検出手段23もまた、第二の調光手段21に応じて適宜選択すればよい。第二の調光手段21が有機EC素子や液晶素子であれば、第一の検出手段22と同様に、LEDとフォトダイオードからなる投受光センサが挙げられる。また、絞りのような機械的な機構の場合は、モータの回転数を検出する投受光センサ、ホールセンサなどが挙げられる。また、第二の制御手段25側で一義的に第二の調光手段21の光透過率が制御できるなら、第二の検出手段23自体は省略しても構わない。
In the present invention, the second dimming means 21 is preferably a dimming element that changes the light transmittance by electrical control, and may be an organic EC element like the first dimming means 1. , An inorganic EC element or a liquid crystal element. In addition, although the use is limited, the light transmittance may be controlled by a mechanical mechanism. As a mechanical mechanism, there is a mechanism that adjusts a light-blocking area, such as an “aperture” used in a camera.
The second control means 25 may be appropriately selected according to the second light control means 21. If the second dimming means 21 is an organic EC element or a liquid crystal element, it is preferable that the second dimming means 21 has a circuit board for controlling the effective voltage by PWM, like the first control means 10. In the case of a mechanical mechanism such as an aperture, a motor having a motor such as a brushless motor, a stepping motor, or an ultrasonic motor, and a circuit board for driving the motor may be used.
The second detection means 23 may be appropriately selected according to the second light control means 21. If the second light control means 21 is an organic EC element or a liquid crystal element, as in the case of the first detection means 22, a light emitting / receiving sensor including an LED and a photodiode is exemplified. In the case of a mechanical mechanism such as an aperture, a light emitting / receiving sensor that detects the number of rotations of a motor, a hall sensor, and the like are given. If the light transmittance of the second light control means 21 can be uniquely controlled on the second control means 25 side, the second detection means 23 itself may be omitted.

システム制御部26は、調光装置全体の光透過率を取得し、現在の光透過率と目標とする光透過率との差分をなくすように、第一及び第二の調光手段1,21の制御命令を作成する。目標とする光透過率はユーザーの設定によるものであってもよいし、外部機器からの通信によるものであってもよい。   The system control unit 26 obtains the light transmittance of the entire light control device, and removes the first and second light control means 1 and 21 so as to eliminate the difference between the current light transmittance and the target light transmittance. Create a control instruction for The target light transmittance may be set by a user or may be set by communication from an external device.

本発明の調光装置を窓材に適用した場合、外光の明るさに応じてユーザーが光透過率を設定してもよいし、外光の強さを測る照度センサを別に備え、照度センサの検出値に基づいて必要な光透過率を演算するような構成であっても構わない。また、本発明の調光装置をカメラなど撮像装置の光学フィルタに適用した場合、ユーザーが任意に光透過率を設定してもよいし、また、撮像装置の持つ露出制御機構の指示に基づいて光透過率を設定してもよい。   When the light control device of the present invention is applied to a window material, the user may set the light transmittance according to the brightness of the external light, or may separately include an illuminance sensor for measuring the intensity of the external light, May be configured to calculate the required light transmittance based on the detected value. In addition, when the light control device of the present invention is applied to an optical filter of an imaging device such as a camera, a user may arbitrarily set the light transmittance, or based on an instruction of an exposure control mechanism of the imaging device. Light transmittance may be set.

調光装置全体の光透過率の検出は、第三の検出手段24の出力により行われるが、第一の検出手段22の結果及び第二の検出手段23の結果に基づいて行われても構わない。この場合、第三の検出手段24を省略することも可能である。また、第一及び第三の検出手段22,24を用いた場合、その差分を第二の検出手段23の出力に置き換えても構わない。この場合、第二の検出手段23を省略することも可能である。また、第一及び第二の制御手段10,25で第一及び第二の調光手段1,21の光透過率を一義的に制御できるなら、第一及び第二、第三の検出手段22,23,24は省略しても構わない。   The detection of the light transmittance of the entire light control device is performed by the output of the third detection unit 24, but may be performed based on the result of the first detection unit 22 and the result of the second detection unit 23. Absent. In this case, the third detecting means 24 can be omitted. When the first and third detection means 22 and 24 are used, the difference may be replaced with the output of the second detection means 23. In this case, the second detection unit 23 can be omitted. Further, if the first and second control means 10 and 25 can uniquely control the light transmittance of the first and second light control means 21, the first, second, and third detection means 22 , 23 and 24 may be omitted.

システム制御部26は、調光装置全体の光透過率を制御している最中に、予め設定されたタイミングで、有機EC素子である第一の調光手段1を消色状態に戻す工程を含んでいる。第一の調光手段1は消色状態に戻された後に、再び着色状態に移行するが、調光装置全体の光透過率が目標とする光透過率に保たれるように、第一の調光手段1の光透過率と第二の調光手段21の光透過率とを協調して制御する。このような制御において、簡易的な窓のように、全体の光透過率に多少の変動を含んでも問題とならない場合、第一及び第二の調光手段1,21の光透過率が変化する過渡的な時間領域の制御をいずれも省略し、到達した光透過率の積をもって制御しても構わない。実際には、調光装置全体の光透過率の変動は好ましいものではないため、第一及び第二の調光手段1,21の光透過率はその積が一定となるように、それぞれがフィードバック制御されることが好ましい。また第一及び第二の調光手段1,21のどちらか一方のみがフィードバック制御される構成でも構わない。   The system control unit 26 performs a step of returning the first dimming means 1 which is an organic EC element to a decolored state at a preset timing while controlling the light transmittance of the entire dimming device. Contains. After returning to the decolored state, the first dimming means 1 shifts to the colored state again. However, the first dimming device 1 is controlled so that the light transmittance of the entire dimming device is maintained at the target light transmittance. The light transmittance of the light control means 1 and the light transmittance of the second light control means 21 are controlled in cooperation. In such a control, if there is no problem even if the entire light transmittance includes a slight change as in a simple window, the light transmittance of the first and second light control means 1 and 21 changes. Any control in the transient time domain may be omitted, and control may be performed using the product of the reached light transmittance. Actually, since the fluctuation of the light transmittance of the entire light control device is not preferable, each of the light transmittances of the first and second light control means 1 and 21 is feedback-controlled so that the product is constant. Preferably, it is controlled. Further, a configuration in which only one of the first and second dimming means 1 and 21 is feedback-controlled may be used.

第一の調光手段1を消色状態に戻すタイミングは、セグリゲーション発生の状況から予め取得しておいてもよいし、セグリゲーションの発生を検出する別の検出手段の出力に基づいて選択してもよい。セグリゲーションの発生よりも早いタイミングで設定しても構わない。システム制御部26は、第一の調光手段1の光透過率と、第二の調光手段21の光透過率を、目標とする光透過率に基づいて個別に制御する。第一の調光手段1を消色状態に戻す工程において、好ましくは第一の調光手段1の光透過率を任意の軌跡となるように制御する。目標とする光透過率と第一の調光手段1の光透過率の差分をもって、第二の調光手段21に必要となる光透過率を演算し、第二の調光手段21を制御する。第一の調光手段1及び第二の調光手段21の制御の順序は前後していても構わない。   The timing of returning the first light control means 1 to the decolored state may be obtained in advance from the state of segregation occurrence, or may be selected based on the output of another detection means for detecting the occurrence of segregation. Good. It may be set at a timing earlier than the occurrence of segregation. The system control unit 26 individually controls the light transmittance of the first light control means 1 and the light transmittance of the second light control means 21 based on the target light transmittance. In the step of returning the first light control means 1 to the decolored state, the light transmittance of the first light control means 1 is preferably controlled to have an arbitrary locus. Based on the difference between the target light transmittance and the light transmittance of the first light control means 1, the light transmittance required for the second light control means 21 is calculated, and the second light control means 21 is controlled. . The control order of the first light control means 1 and the second light control means 21 may be changed.

第一の調光手段1の光透過率の制御は、光透過率の変化幅を、第一の調光手段1の制御できる光透過率の範囲内とし、且つ、光透過率の目標値の変化速度を、第一の調光手段1の応答性よりも遅い速度で制御する。また、第二の調光手段21が第一の調光手段1の光透過率の変化に追従する必要があるため、第一の調光手段1の制御は、第二の調光手段21の応答性よりも遅い速度で制御することが好ましい。   The control of the light transmittance of the first light control means 1 is performed so that the variation range of the light transmittance is within the range of the light transmittance that can be controlled by the first light control means 1 and the target value of the light transmittance is controlled. The changing speed is controlled at a speed lower than the response of the first light control means 1. Further, since the second light control means 21 needs to follow the change in the light transmittance of the first light control means 1, the control of the first light control means 1 is controlled by the second light control means 21. It is preferable to control at a speed slower than the response.

図2は、本発明の調光装置の駆動方法の一実施形態のタイミングチャートであり、第一の調光手段1及び第二の調光手段21のそれぞれの光透過率の制御例を示す図である。
本例では、第一の調光手段1と第二の調光手段21とを透過した光の光量が一定となるように、即ち、調光装置全体の光透過率が一定となるように、第一の調光手段1及び第二のそれぞれの光透過率が独立して制御される。図2中、実線は第一の調光手段1の光透過率、一点鎖線は第二の調光手段21の光透過率であり、最大光透過率は第一の調光手段1及び第2の調光手段21のそれぞれの消色状態での光透過率である。第一の調光手段1及び第2の調光手段21のいずれもが最大光透過率である時、調光装置全体が最大光透過率を示す。
FIG. 2 is a timing chart of an embodiment of the driving method of the light control device of the present invention, and is a diagram showing a control example of the light transmittance of each of the first light control means 1 and the second light control means 21. It is.
In this example, the light amount of the light transmitted through the first light control means 1 and the second light control means 21 is constant, that is, the light transmittance of the entire light control device is constant. The light transmittance of each of the first light control means 1 and the second light control means is independently controlled. In FIG. 2, the solid line is the light transmittance of the first light control means 1, the dashed line is the light transmittance of the second light control means 21, and the maximum light transmittance is the first light control means 1 and the second light control means. Are the light transmittances of the light control means 21 in the respective decolored states. When both the first light control means 1 and the second light control means 21 have the maximum light transmittance, the entire light control device shows the maximum light transmittance.

図2(a)において、tAは第一の調光手段1が調光装置全体の目標光透過率となるように着色し、第二の調光手段21が最大光透過率となるように消色する期間である。また、tBは第二の調光手段21が調光装置全体の目標光透過率となるように着色し、第一の調光手段1が最大光透過率となるように消色する期間である。図2(a)においては、期間tAと期間tBとを交互に繰り返す。また、tCは、第一の調光手段1を調光装置全体の目標光透過率から最大光透過率へと消色させると同時に第二の調光手段21を最大光透過率から調光装置全体の目標光透過率へと着色させる期間である。さらに、tDは、第二の調光手段21を調光装置全体の目標光透過率から最大光透過率へ消色させると同時に第一の調光手段1を最大光透過率から調光装置全体の目標光透過率へと着色させる期間である。期間tC及びtDにおいても、調光装置全体の光透過率が一定の目標光透過率となるように、第一の調光手段1の光透過率と第二の調光手段21の光透過率とが、それぞれ第一の制御手段10及び第二の制御手段25によってフィードバック制御されている。尚、図2(a)において、tC及びtDにおける第一の調光手段1及び第二の調光手段21のそれぞれの光透過率の変化は便宜上直線で示されているが、実際には、それぞれの光透過率の積が一定となるように調整されるため、非直線状となる。光透過率の積は、光吸収量の和と言い換えてもよい。 In FIG. 2A, t A is set so that the first light control means 1 is colored so as to have a target light transmittance of the entire light control device and the second light control means 21 has a maximum light transmittance. This is the period for decoloring. Further, t B is a period during which the second light control means 21 is colored so as to have the target light transmittance of the entire light control device, and the first light control means 1 is decolored so as to have the maximum light transmittance. is there. In FIG. 2 (a), repeats a period t A and the period t B alternately. Further, at the time t C , the first light control means 1 is decolorized from the target light transmittance of the entire light control device to the maximum light transmittance, and the second light control means 21 is light-controlled from the maximum light transmittance. This is a period during which the entire device is colored to a target light transmittance. Further, at t D , the second light control means 21 is decolorized from the target light transmittance of the entire light control device to the maximum light transmittance, and at the same time, the first light control means 1 is changed from the maximum light transmittance to the light control device. This is a period during which coloring is performed to the entire target light transmittance. Also in the periods t C and t D , the light transmittance of the first light control means 1 and the light of the second light control means 21 are adjusted so that the light transmittance of the entire light control device becomes a constant target light transmittance. The transmittance is feedback-controlled by the first control means 10 and the second control means 25, respectively. In FIG. 2A, the change in the light transmittance of each of the first light control means 1 and the second light control means 21 at t C and t D is shown by a straight line for convenience. Is adjusted so that the product of the respective light transmittances becomes constant, and thus becomes non-linear. The product of the light transmittances may be rephrased as the sum of the light absorption amounts.

ここで、フェナジン系とビオロゲン系の材料を1種類ずつプロピレンカーボネートに溶解したEC層を有する、一般的な有機EC素子における、消光過程での目標値からのずれについて説明する。検出波長を600nmとし、有機EC素子が透明(消色)状態の光学濃度を0にオフセット化し、目標光学濃度がボリュームダイヤルの回転に連動するように調製して、フィードバック制御する。最大光透過率を100%とした時、光透過率100%から約25%への減光(2段分)に対して、目標とする光透過率に対する、有機EC素子の光透過率のずれは、大きくても2%以内とわずかであった。   Here, a deviation from a target value in a quenching process in a general organic EC device having an EC layer in which phenazine-based material and viologen-based material are dissolved one by one in propylene carbonate will be described. The detection wavelength is set to 600 nm, the optical density of the organic EC element in the transparent (decolored) state is offset to 0, and the target optical density is adjusted so as to be interlocked with the rotation of the volume dial, and the feedback control is performed. Assuming that the maximum light transmittance is 100%, the light transmittance shift of the organic EC device with respect to the target light transmittance with respect to the dimming from 100% light transmittance to about 25% (for two steps) Was at most 2% or less.

よって、本発明において、第二の調光手段21として有機EC素子を用いた場合に、2段分(光透過率100%から約25%への減光)の光学濃度の変化に対して、目標の光透過率に対する調光装置の光透過率のずれは、大きくても±5%以内と見積もられる。   Therefore, in the present invention, when an organic EC element is used as the second dimming means 21, the change in the optical density of two stages (dimming from 100% light transmittance to about 25%) is obtained. The deviation of the light transmittance of the light control device from the target light transmittance is estimated to be within ± 5% at most.

上記のように、一定の間隔で有機EC素子である第一の調光手段1を最大光透過率と調光装置全体の目標光透過率との間で交互に制御することにより、第一の調光手段1を定期的に消色状態に戻してセグリゲーションの発生を抑制することができる。   As described above, the first light control means 1, which is an organic EC element, is alternately controlled between the maximum light transmittance and the target light transmittance of the entire light control device at a constant interval, thereby providing the first light control means. The light control means 1 is periodically returned to the decolored state, so that the occurrence of segregation can be suppressed.

また、図2(b)に示すように、最大光透過率と調光装置全体の目標光透過率との間にオフセット光透過率を設定し、第一の調光手段1及び第二の調光手段21がオフセット光透過率を基準にして逆位相的に光透過率を制御していても構わない。尚、図2(b)中、一点鎖線で示される第二の調光手段21の光透過率は、期間tAにおいては、実線で示される第一の調光手段1の光透過率と等しい。図2(b)においては、第一の調光手段1及び第二の調光手段21のそれぞれのオフセット光透過率を等しくしているが、オフセット光透過率の取り方や、光透過率の制御パターンは任意に設定可能である。尚、図2(b)では、第二の調光手段21が有機EC素子である場合は、光透過率がオフセット光透過率と調光装置全体の目標光透過率との間で変動するため、セグリゲーションの問題が発生する。よって、図2(a)に示したように、第一の調光手段1と第二の調光手段21は交互に消色状態に戻す工程を含めることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 2B, an offset light transmittance is set between the maximum light transmittance and the target light transmittance of the entire light control device, and the first light control means 1 and the second light control means are used. The light unit 21 may control the light transmittance in an opposite phase with reference to the offset light transmittance. Incidentally, in FIG. 2 (b), the light transmittance of the second light control means 21 shown by a dashed line, in a period t A, equal to the first light control means 1 of the light transmittance represented by a solid line . In FIG. 2B, the offset light transmittances of the first dimming means 1 and the second dimming means 21 are equalized. The control pattern can be set arbitrarily. In FIG. 2B, when the second light control means 21 is an organic EC element, the light transmittance varies between the offset light transmittance and the target light transmittance of the entire light control device. , A segregation problem occurs. Therefore, as shown in FIG. 2A, it is preferable that the first light control means 1 and the second light control means 21 include a step of alternately returning to the decolored state.

尚、有機EC素子に用いられる有機EC材料は、一般的に電圧を印加されていない状態では高い光透過率を示すため、上記の説明においては、電圧を印加されていない状態を消色状態とした。しかしながら、有機EC材料が、電圧を印加されていない状態で着色状態を示し、電圧を印加することで高い光透過率を示す場合においても、セグリゲーションは発生する。本発明においては、このような場合においても、第一の調光手段1と第二の調光手段21とで、交互に着色状態とすることにより、セグリゲーションを抑制することができる。   In addition, since the organic EC material used for the organic EC element generally shows a high light transmittance when no voltage is applied, in the above description, the state where no voltage is applied is referred to as a decolored state. did. However, segregation also occurs when the organic EC material shows a colored state when no voltage is applied and shows a high light transmittance when a voltage is applied. In the present invention, even in such a case, segregation can be suppressed by alternately setting the first dimming means 1 and the second dimming means 21 to a colored state.

上記のように、本発明によれば、有機EC素子を用いた調光装置において、第二の調光手段21を用い、有機EC素子と第二の調光手段21とで調光装置全体の光透過率を制御することにより、有機EC素子のセグリゲーションを抑制することができる。
以下、本発明に用いられる有機EC素子について説明する。
As described above, according to the present invention, in the light control device using the organic EC device, the second light control device 21 is used, and the organic light emitting device and the second light control device 21 are used as a whole of the light control device. By controlling the light transmittance, segregation of the organic EC element can be suppressed.
Hereinafter, the organic EC device used in the present invention will be described.

〈有機EC素子〉
図3は、第一の調光手段1である有機EC素子の一例を示す模式図である。係る有機EC素子は、第二の調光手段21としても用いることができる。本実施形態では、有機EC素子の外形が略四角形である場合について説明するが、形状はこれに限られるものではない。
図3(a)は、有機EC素子の平面図であり、有機EC素子の長辺方向をX軸、短辺方向をY軸、紙面奥行き方向をZ軸と定義する。Z軸は、光軸方向を示している。また、図3(b)は、図3(a)のD−D’断面の端面図に、説明のために給電端子A1,A2,C1,C2を加えた図である。本例では、Y軸方向を鉛直方向とし、有機EC素子はY軸方向に沿って立てて使用されるものとする。
<Organic EC device>
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the organic EC element that is the first light control unit 1. Such an organic EC element can also be used as the second light control means 21. In the present embodiment, a case will be described in which the outer shape of the organic EC element is substantially rectangular, but the shape is not limited to this.
FIG. 3A is a plan view of the organic EC element. The long side direction of the organic EC element is defined as the X axis, the short side direction is defined as the Y axis, and the depth direction of the paper is defined as the Z axis. The Z axis indicates the direction of the optical axis. FIG. 3B is a diagram in which feed terminals A1, A2, C1, and C2 are added to the end view of the section taken along line DD ′ of FIG. In this example, the Y-axis direction is the vertical direction, and the organic EC element is used upright along the Y-axis direction.

有機EC素子は、基本的に、透明な基板2,5に形成された透明な電極3,6を互いに対向するようにスペーサ4を介して貼り合せ、一対の電極3,6とスペーサ4とで形成された空隙を充填するように有機EC層7が存在する構造となっている。基板2と電極3の組み合わせと基板5と電極6の組み合わせは、透明電極基板に相当する。   The organic EC element is basically formed by bonding transparent electrodes 3 and 6 formed on transparent substrates 2 and 5 via a spacer 4 so as to face each other. The structure is such that the organic EC layer 7 exists so as to fill the formed void. The combination of the substrate 2 and the electrode 3 and the combination of the substrate 5 and the electrode 6 correspond to a transparent electrode substrate.

有効光学領域9は、光が透過する領域であり、有機EC素子は係る有効光学領域9を透過する光の光量(光透過率)を調整する。電極3と電極6との間に電圧を印加することで、有機EC層7の有機EC材料が電気化学的反応を起こし、光透過率を変化させることができる。有機EC素子の光透過率と光学濃度とは、−LOG(光透過率)=(光学濃度)の関係を有し、光透過率が1/2になる毎に光学濃度は約0.3ずつ増大する。   The effective optical region 9 is a region through which light is transmitted, and the organic EC element adjusts the light amount (light transmittance) of light transmitted through the effective optical region 9. By applying a voltage between the electrode 3 and the electrode 6, the organic EC material of the organic EC layer 7 causes an electrochemical reaction to change the light transmittance. The light transmittance and the optical density of the organic EC element have a relationship of -LOG (light transmittance) = (optical density), and the optical density is about 0.3 each time the light transmittance becomes 1/2. Increase.

電極3及び電極6には、電極自身よりも抵抗値が小さい低抵抗配線8a乃至8dが設けられている。電極3に設けられた低抵抗配線8a,8bと、電極6に設けられた低抵抗配線8d,8cとは、有機EC素子の長辺方向に沿って、有効光学領域9を挟んで対向するように配置される。給電端子A1,A2,C1,C2は、低抵抗配線8a,8b,8c,8dに設けられ、第一の制御手段10に接続されている。駆動電圧は、制御手段10より給電端子A1,A2,C1,C2及び低抵抗配線8a,8b,8c,8dを経て、電極3及び電極6にそれぞれ印加される。   The electrodes 3 and 6 are provided with low-resistance wires 8a to 8d having a smaller resistance value than the electrodes themselves. The low-resistance wires 8a and 8b provided on the electrode 3 and the low-resistance wires 8d and 8c provided on the electrode 6 face each other across the effective optical region 9 along the long side direction of the organic EC element. Placed in The power supply terminals A1, A2, C1, and C2 are provided on the low-resistance wires 8a, 8b, 8c, and 8d, and are connected to the first control unit 10. The driving voltage is applied to the electrode 3 and the electrode 6 from the control means 10 via the power supply terminals A1, A2, C1, C2 and the low resistance wires 8a, 8b, 8c, 8d.

制御手段10は、電極3,6に印加する電圧を制御することで、有機EC素子を透過する光量を調整する。制御手段10は、例えば、駆動電圧波形を発生するための任意波形発生回路、端子間の極性を反転させるためのリレーやスイッチ回路を有している。また、制御手段10は、電源やレギュレーターなど周辺装置を含んでいても構わない。また、制御手段10は、電気化学反応で生じる電流、或いは、電荷を測定するための回路機構を含んでいても構わない。駆動用の回路や周辺装置は、有機EC素子に直接接続され一体化されていても、配線を介して間接的に接続されていてもよい。
次に、有機EC素子を構成する各部について詳細に説明する。
The control means 10 controls the voltage applied to the electrodes 3 and 6 to adjust the amount of light transmitted through the organic EC element. The control means 10 includes, for example, an arbitrary waveform generation circuit for generating a drive voltage waveform, a relay and a switch circuit for inverting the polarity between terminals. Further, the control means 10 may include peripheral devices such as a power supply and a regulator. Further, the control means 10 may include a circuit mechanism for measuring a current or a charge generated by the electrochemical reaction. The driving circuit and the peripheral device may be directly connected to and integrated with the organic EC element, or may be indirectly connected via wiring.
Next, each part constituting the organic EC element will be described in detail.

〔基板2,5〕
有機EC素子を窓や調光フィルタに用いる場合、光学系への影響を小さくするために、消色状態では高い光透過率を保つことが好ましい。そのため、基板2,5は可視光を十分に透過させる透明基板であることが好ましく、一般的には光学ガラス基板が用いられる。また、プラスチックやセラミック等の材料であっても十分な透明性があれば、基板2,5として使用が可能である。また、基板2,5は、剛性で歪みを生じることが少ない材料が好ましく、さらに、可撓性が少ないことがより好ましい。基板2,5の厚みは、一般に数十μm乃至数mmである。
[Substrates 2, 5]
When the organic EC element is used for a window or a light control filter, it is preferable to maintain a high light transmittance in the decolored state in order to reduce the influence on the optical system. Therefore, the substrates 2 and 5 are preferably transparent substrates that sufficiently transmit visible light, and generally, an optical glass substrate is used. In addition, even if a material such as plastic or ceramic is used, it can be used as the substrates 2 and 5 as long as it has sufficient transparency. Further, the substrates 2 and 5 are preferably made of a material that is rigid and hardly causes distortion, and more preferably has low flexibility. The thickness of the substrates 2 and 5 is generally several tens μm to several mm.

〔電極3,6〕
本発明においては、有機EC素子を調光装置に用いるため、光学系への影響を小さくするために、消色状態では高い光透過率を保つことが好ましい。そのため、電極3,6は、可視光を十分に透過させる透明電極であることが好ましい。さらに、電極3,6は、可視光領域における高い光透過性と共に高い導電性を有した材料からなることがより好ましい。
[Electrode 3, 6]
In the present invention, since the organic EC element is used in the light control device, it is preferable to maintain a high light transmittance in the decolored state in order to reduce the influence on the optical system. Therefore, it is preferable that the electrodes 3 and 6 are transparent electrodes that sufficiently transmit visible light. Further, it is more preferable that the electrodes 3 and 6 are made of a material having high conductivity as well as high light transmittance in a visible light region.

例えば、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電極3,6の材料となる。さらに、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、グラフェン、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料なども電極3,6の材料となる。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(例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体(PEDOT:PSS)など)も電極3,6の材料となる。   For example, metals and metal oxides such as indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NESA), indium zinc oxide (IZO), silver oxide, vanadium oxide, molybdenum oxide, gold, silver, platinum, copper, indium, and chromium Are the materials of the electrodes 3 and 6. Further, materials of the electrodes 3 and 6 include silicon-based materials such as polycrystalline silicon and amorphous silicon, and carbon materials such as carbon black, graphene, graphite, and glassy carbon. In addition, a conductive polymer (for example, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid (PEDOT: PSS), etc.) whose conductivity has been improved by doping or the like is also a material of the electrodes 3 and 6. .

本発明に用いられる有機EC素子は、消色状態で高い光透過率を有することが好ましいため、例えば、ITO、IZO、NESA、PEDOT:PSS、グラフェンなどが、電極3,6の材料として特に好適である。これらの電極3,6の材料はバルク状、微粒子状など様々な形態で使用できる。尚、電極3,6の材料は、単独で使用してもよく、或いはは複数併用してもよい。   Since the organic EC element used in the present invention preferably has a high light transmittance in the decolored state, for example, ITO, IZO, NESA, PEDOT: PSS, graphene, etc. are particularly suitable as the material for the electrodes 3 and 6. It is. The materials of these electrodes 3 and 6 can be used in various forms such as bulk and fine particles. The materials of the electrodes 3 and 6 may be used alone or in combination.

〔有機EC層7〕
有機EC層7は、電解質と、低分子系有機材料等の有機EC材料とを溶媒に溶解したものであることが好ましい。
先ず、溶媒について説明する。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、溶媒として水の他、例えば、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−バレロラクトン等の有機極性溶媒が挙げられる。さらに、溶媒として、例えば、スルホラン、ジメチルホルムアミド、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、ジオキソラン等の有機極性溶媒が挙げられる。
[Organic EC layer 7]
The organic EC layer 7 is preferably formed by dissolving an electrolyte and an organic EC material such as a low molecular weight organic material in a solvent.
First, the solvent will be described. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the electrolyte, but a solvent having polarity is particularly preferable. Specifically, examples of the solvent include water and organic polar solvents such as methanol, ethanol, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl sulfoxide, dimethoxyethane, acetonitrile, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. Further, examples of the solvent include organic polar solvents such as sulfolane, dimethylformamide, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, acetonitrile, propionnitrile, dimethylacetamide, methylpyrrolidinone, and dioxolane.

次に、電解質について説明する。電解質としては、イオン解離性の塩で、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。電解質として、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。より具体的には、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。さらに、電解質として、(CH34NBF4、(C254NBF4、(n−C494NBF4、(C254NBr、(C254NClO4、(n−C494NClO4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。アニオン種としては、ClO4 -、CF3SO3 -、BF4 -、PF6 -、(CF3SO22-、など一般的に知られる構造が用いられる。また、電解質としてイオン液体を用いてもよい。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。 Next, the electrolyte will be described. The electrolyte is not particularly limited as long as it is a salt containing a cation or anion, which is an ion-dissociable salt, exhibits good solubility, and has an electron-donating property enough to secure coloring of the organic EC material. Examples of the electrolyte include inorganic ion salts such as various alkali metal salts and alkaline earth metal salts, and quaternary ammonium salts and cyclic quaternary ammonium salts. More specifically, LiClO 4, LiSCN, LiBF 4 , LiAsF 6, LiCF 3 SO 3, LiPF 6, LiI, NaI, NaSCN, NaClO 4, NaBF 4, NaAsF 6, KSCN, the KCl like Li, Na, K And the like. Further, (CH 3 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 , (n-C 4 H 9 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) are used as electrolytes. 4 NClO 4, include (n-C 4 H 9) 4 NClO 4 quaternary ammonium salts and cyclic quaternary ammonium salts such as 4. As the anionic species, generally known structures such as ClO 4 , CF 3 SO 3 , BF 4 , PF 6 , and (CF 3 SO 2 ) 2 N are used. Further, an ionic liquid may be used as the electrolyte. These electrolyte materials may be used alone or in combination.

次に、有機EC材料について説明する。一般に有機EC材料は、電圧が印加されていない状態で中性状態を取り、可視光領域に吸収を持たない。このような消色状態において、有機EC素子は高い光透過率を示す。電極3,6間に電圧を印加すると、有機EC材料中で電気化学反応が起き、アノード性有機EC材料は中性状態から酸化状態(カチオン)となり、カソード性有機EC材料は中性状態から還元状態(アニオン)となる。有機EC材料は、カチオン或いはアニオンの状態で可視光領域に吸収を有するようになり、着色するため、有機EC素子は低い光透過率を示す。   Next, the organic EC material will be described. In general, an organic EC material takes a neutral state when no voltage is applied, and has no absorption in the visible light region. In such a decolored state, the organic EC element exhibits high light transmittance. When a voltage is applied between the electrodes 3 and 6, an electrochemical reaction occurs in the organic EC material, and the anodic organic EC material changes from a neutral state to an oxidized state (cation), and the cathodic organic EC material reduces from a neutral state to a reduced state. State (anion). The organic EC material has absorption in the visible light region in a cation or anion state and is colored, so that the organic EC element has a low light transmittance.

本発明に係るEC素子においては、EC層が1種以上のアノード性有機EC材料と1種以上のカソード性有機EC材料とを含む。アノード性有機EC材料とカソード性有機EC材料は、それぞれ単材料であっても、複材料であっても、一方が単材料で他方が複材料であっても良い。また、溶媒に対して溶解性を有し、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。   In the EC device according to the present invention, the EC layer includes one or more anode organic EC materials and one or more cathode organic EC materials. Each of the anodic organic EC material and the cathodic organic EC material may be a single material, a multiple material, or one may be a single material and the other may be a multiple material. Further, any material may be used as long as it has solubility in a solvent and can express coloring and decoloring by an electrochemical reaction.

アノード性有機EC材料としては、チオフェン誘導体、フェロセンなどメタロセン誘導体、フェナジン誘導体やトリフェニルアミン誘導体、フェノチアジン誘導体、フェノキサジン誘導体など芳香族アミン誘導体が挙げられる。また、アノード性有機EC材料としては、ピロール誘導体、ピラゾリン誘導体等も挙げられる。但し、本発明に用いられるアノード性有機EC材料は、これらに限定されるものではない。   Examples of the anodic organic EC material include thiophene derivatives, metallocene derivatives such as ferrocene, and aromatic amine derivatives such as phenazine derivatives, triphenylamine derivatives, phenothiazine derivatives, and phenoxazine derivatives. In addition, examples of the anodic organic EC material include a pyrrole derivative and a pyrazoline derivative. However, the anodic organic EC material used in the present invention is not limited to these.

カソード性有機EC材料としては、ビオロゲン系化合物、アントラキノン系化合物、フェロセニウム塩系化合物、スチリル化系化合物などが挙げられる。但し、本発明に用いられるカソード性有機EC材料は、これらに限定されるものではない。   Examples of the cathodic organic EC material include a viologen compound, an anthraquinone compound, a ferrocenium salt compound, and a styrylated compound. However, the cathode organic EC material used in the present invention is not limited to these.

温度変化に対して吸収スペクトルを保持するためには、有機EC材料が会合体を形成しにくいことが好ましい。材料が会合体を形成すると、吸収スペクトルにおいて、単量体の吸収と会合体の吸収が重畳される。会合体の形成のし易さは温度に対して変化するため、会合体を形成しやすい材料においては、温度の変化で単量体の吸収と会合体の吸収の比が変化してしまう。そこで、会合体形成を避けるために、嵩高い置換基を設け立体障害により会合体形成を抑制する方法が好適に用いられる。   In order to maintain an absorption spectrum against a temperature change, it is preferable that the organic EC material does not easily form an association. When the material forms an aggregate, the absorption of the monomer and the absorption of the aggregate are superimposed in the absorption spectrum. Since the ease with which an aggregate is formed changes with temperature, in a material that easily forms an aggregate, the change in temperature changes the ratio of monomer absorption to aggregate absorption. Therefore, in order to avoid the formation of aggregates, a method of providing a bulky substituent and suppressing the formation of aggregates due to steric hindrance is preferably used.

有機EC層7は、液体又はゲルであることが好ましい。有機EC層7は、好適には溶液状態として用いられるが、応答速度を著しく損なわない範囲で、ゲル状もしくは粘稠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。ポリマー(ゲル化剤)としては、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、などが挙げられる。さらに、ポリマーとしては、ポリウレタン、ポリアクリレート、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、ナフィオンなどが挙げられる。尚、混合状態で使用する他、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)にこれら溶液を担持させても良い。   The organic EC layer 7 is preferably a liquid or a gel. The organic EC layer 7 is preferably used in a solution state, but may be used in a gel or viscous state as long as the response speed is not significantly impaired. For gelation, the solution further contains a polymer and a gelling agent. Examples of the polymer (gelling agent) include polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl bromide, polyethylene oxide, and polypropylene oxide. Further, examples of the polymer include polyurethane, polyacrylate, polymethacrylate, polyamide, polyacrylamide, polyester, polyvinylidene fluoride, and Nafion. In addition to using the solution in a mixed state, a structure having a transparent and flexible network structure (for example, a sponge-like structure) may carry these solutions.

〔低抵抗配線8a乃至8d〕
低抵抗配線8a乃至8dは、給電端子A1,A2,C1,C2から電極3,6に供給される電圧の面内分布を低減する。低抵抗配線8a乃至8dを設置しない場合、給電端子A1,A2,C1,C2からの距離で電極3,6の面内に電位勾配ができると有機EC素子の面内で電気化学反応量にむらが生じてしまう。尚、給電端子A1,A2,C1,C2は、有効光学領域9内における電位分布をできるだけ小さく抑えるために、図3に示すように、長辺側で且つ有効光学領域9を挟んで互いに対向する位置に設置するのが好適である。
[Low resistance wiring 8a to 8d]
The low resistance wires 8a to 8d reduce the in-plane distribution of the voltage supplied to the electrodes 3 and 6 from the power supply terminals A1, A2, C1 and C2. When the low resistance wirings 8a to 8d are not provided, if a potential gradient is formed in the plane of the electrodes 3 and 6 at a distance from the power supply terminals A1, A2, C1 and C2, the amount of electrochemical reaction in the plane of the organic EC element becomes uneven. Will occur. As shown in FIG. 3, the power supply terminals A1, A2, C1, and C2 face each other on the long side and across the effective optical region 9 in order to minimize the potential distribution in the effective optical region 9. Preferably, it is installed at a location.

電極面内に電位分布が存在すると、電位分布に応じて電気化学反応量にムラが生じる。例えば、図3に示した有機EC素子において、低抵抗配線を8a,8cのみ、給電端子をA1とC1のみとし、給電端子A1をアノード、給電端子C1をカソードとして着色動作を続けると、給電端子A1及び低抵抗配線8a近傍にはアノード性材料が強く着色する。また、給電端子C1及び低抵抗配線8c近傍にはカソード性材料が強く着色する。これを回避するために、図3に示すように、給電端子A1,C1に加えて、有効光学領域9を挟んで互いに対向する位置に給電端子C2,A2を設置する。そして、給電端子A1,A2を同時にアノード、給電端子C1,C2を同時にカソードとして両側から電圧を印加する、或いは、給電端子A1とA2を交互にアノード、給電端子C1とC2を交互にカソードとして両側から電圧を印加する、などの方法を用いることで電位分布の影響を抑制することが可能である。給電端子A1とA2の交互切り替え、及び、給電端子C1とC2の交互切り替えは制御手段10から行われ、切り替えのタイミングは数kHz乃至数mHzと任意に選択される。   When a potential distribution exists in the electrode surface, the amount of electrochemical reaction varies according to the potential distribution. For example, in the organic EC device shown in FIG. 3, when the low-resistance wiring is only 8a and 8c, the power supply terminals are only A1 and C1, and the power supply terminal A1 is the anode and the power supply terminal C1 is the cathode, the coloring operation is continued. The anode material is strongly colored in the vicinity of A1 and the low resistance wiring 8a. In the vicinity of the power supply terminal C1 and the low resistance wiring 8c, the cathode material is strongly colored. In order to avoid this, as shown in FIG. 3, in addition to the power supply terminals A1 and C1, power supply terminals C2 and A2 are provided at positions facing each other with the effective optical area 9 interposed therebetween. A voltage is applied from both sides with the power supply terminals A1 and A2 as anodes and the power supply terminals C1 and C2 as cathodes at the same time. Alternatively, the power supply terminals A1 and A2 are alternately anodes, and the power supply terminals C1 and C2 are alternately cathodes. It is possible to suppress the influence of the potential distribution by using a method such as applying a voltage from the substrate. The switching between the power supply terminals A1 and A2 and the switching between the power supply terminals C1 and C2 are performed by the control unit 10, and the timing of the switching is arbitrarily selected from several kHz to several mHz.

〔有機EC素子の駆動方法〕
有機EC素子の着色状態の維持は、給電端子A1,A2と給電端子C1,C2との間に電圧パルスを印加するPWM駆動で行われる。PWM駆動において、パルス周期に占める電圧を印加する時間幅(Duty比)や電圧の波高値の片方、或いは、その両方を設定することで、実効電圧を制御する。これにより、有機EC素子の電気化学反応量を調整し、その光透過率を任意に制御することが可能である。駆動電圧を一定とした場合に、Duty比を徐々に上げていけば、有機EC素子の着色量が追従して大きくなり、透過率は小さくなる。反対に、Duty比を徐々に下げていけば、着色量が追従して小さくなり、透過率は大きくなる。
[Driving method of organic EC element]
The colored state of the organic EC element is maintained by PWM driving in which a voltage pulse is applied between the power supply terminals A1 and A2 and the power supply terminals C1 and C2. In PWM driving, the effective voltage is controlled by setting one or both of a time width (duty ratio) for applying a voltage occupying a pulse period and a peak value of the voltage. Thereby, the amount of electrochemical reaction of the organic EC element can be adjusted, and the light transmittance thereof can be arbitrarily controlled. If the duty ratio is gradually increased with the driving voltage kept constant, the coloring amount of the organic EC element increases and the transmittance decreases. Conversely, if the duty ratio is gradually lowered, the coloring amount will follow and decrease, and the transmittance will increase.

パルス周期において電圧を印加しない期間では、駆動電源と給電端子間で電気的な接点を遮断する、或いは、高抵抗体の挿入で電流を遮断し、電気化学反応による着色を低減、或いは、生じさせない。具体的にはリレーやトランジスタ等のスイッチング素子で導通/非導通とする。   During the period in which no voltage is applied in the pulse cycle, the electrical contact between the drive power supply and the power supply terminal is cut off, or the current is cut off by inserting a high-resistance element, so that coloring due to the electrochemical reaction is not reduced or caused. . Specifically, conduction / non-conduction is performed by a switching element such as a relay or a transistor.

パルス周期は任意に選択可能だが、周期が遅いと有機EC素子の光透過率の増減が視覚的に捉えられ、ちらつきとなる。そのため、10Hz以上、好ましくは100Hz以上のパルス周期が好ましい。   The pulse cycle can be arbitrarily selected, but if the cycle is slow, an increase or decrease in the light transmittance of the organic EC element is visually recognized, resulting in flickering. Therefore, a pulse period of 10 Hz or more, preferably 100 Hz or more is preferable.

駆動電圧を一定とした場合、有機EC素子の光透過率はDuty比に依存する。光透過率と駆動電圧及びDuty比の関係を予め取得しておけば、センサーレスで光透過率を制御することが可能である。より精密な光透過率の制御を行う場合は、透過光量を直接検出するセンサである受光素子を、有機EC素子の有効光学領域9近傍に配置し、受光素子の情報に基づいて有機EC素子の光透過率を制御する。受光素子はSiやGeなどからなるフォトダイオードなど既存のもので構わない。また、LED等の投光素子と組み合わせた投受光センサとしての使用も可能である。この場合、有機EC素子の表裏面に投光素子と受光素子がそれぞれ配置される構成となる。   When the driving voltage is constant, the light transmittance of the organic EC element depends on the duty ratio. If the relationship between the light transmittance, the driving voltage, and the duty ratio is acquired in advance, the light transmittance can be controlled without a sensor. When performing more precise control of the light transmittance, a light receiving element, which is a sensor for directly detecting the amount of transmitted light, is arranged near the effective optical area 9 of the organic EC element, and based on information on the light receiving element, the light receiving element of the organic EC element is Control light transmittance. The light receiving element may be an existing one such as a photodiode made of Si or Ge. Further, it can be used as a light emitting / receiving sensor in combination with a light emitting element such as an LED. In this case, the light emitting element and the light receiving element are respectively arranged on the front and back surfaces of the organic EC element.

有機EC素子を目標とする着色状態へ速やかに到達させる場合は、Duty比を100%として駆動電圧を印加する。また、着色時に駆動電圧を通常駆動時の電圧より数百mV大きくして印加する加速駆動も適宜選択可能である。
また、有機EC素子を消色状態にまで速やかに到達させる場合は、アノードとカソードの端子間を短絡する、或いは、一度逆極性の駆動電圧を印加した後に短絡する、などの手法が用いられる。
有機EC素子の着色及び消色の応答性は、溶液中の材料の拡散に依存し、光透過率の変化幅にもよるが、常温環境で数百ミリ秒乃至数秒、低温環境では数秒乃至数十秒必要とする場合がある。
When the organic EC element quickly reaches the target colored state, the drive voltage is applied with the duty ratio set to 100%. In addition, acceleration driving in which the driving voltage is applied several hundred mV higher than the voltage during normal driving during coloring can be appropriately selected.
In order to make the organic EC element quickly reach the decolored state, a method of short-circuiting between the anode and cathode terminals or short-circuiting after applying a drive voltage of the opposite polarity once is used.
The responsivity of coloring and decoloring of the organic EC element depends on the diffusion of the material in the solution and depends on the change width of the light transmittance, but is several hundred milliseconds to several seconds in a normal temperature environment, and several seconds to several seconds in a low temperature environment. May require 10 seconds.

有機EC素子の光透過率は、投受光センサの情報値に基づいてフィードバッグ制御することも可能である。光透過率の変化を任意の軌跡で制御したい場合は、光透過率の目標値の変化幅を、有機EC素子の制御できる光透過率の範囲内とし、且つ、光透過率の目標値の変化速度を、有機EC素子の応答性よりも遅い速度で制御する。このような制御において、実験的にも、有機EC素子の光透過率は、着色・消色の双方向に、任意の軌跡で、乱れなく滑らかに制御することが可能である。   The light transmittance of the organic EC element can be feedback-controlled based on the information value of the light emitting / receiving sensor. When it is desired to control the change of the light transmittance along an arbitrary trajectory, the change range of the target value of the light transmittance is set within the range of the light transmittance that can be controlled by the organic EC element, and the change of the target value of the light transmittance The speed is controlled at a speed lower than the response of the organic EC element. In such a control, the light transmittance of the organic EC element can be smoothly controlled without any disturbance in an arbitrary trajectory in both directions of coloring and decoloring experimentally.

有機EC素子を鉛直方向(Y軸方向)に沿って立てて使用した場合に、重力の影響によって発生する鉛直方向のセグリゲーションは、カチオンとアニオンの非水溶媒に対する溶媒和の傾向の違いによるものと考えられている。カチオンは非水溶媒との溶媒和が大きく溶媒分子と強く結び付き、カチオン周辺の溶媒の比重を溶媒単体の比重よりも大きくする。逆に、アニオンは溶媒和を小さくするため、アニオン周辺の溶媒の比重を溶媒単体の比重よりも小さくする。このような比重の差によって、カチオンが鉛直方向の下方に、アニオンが鉛直方向上方に偏在し、セグリゲーションが発生する。
セグリゲーションが発生すると、有機EC素子を消色状態にしたい場合に、色分離した箇所の消色応答性が著しく悪くなることが確認されている。実験的にも、セグリゲーションが発生した有機EC素子では、完全に消色状態にするのに数分が必要であった。
When an organic EC device is used upright along the vertical direction (Y-axis direction), vertical segregation caused by the influence of gravity is due to the difference in the tendency of solvation of cations and anions with nonaqueous solvents. It is considered. The cation has a large solvation with the non-aqueous solvent and is strongly associated with the solvent molecule, so that the specific gravity of the solvent around the cation is larger than that of the solvent alone. Conversely, in order to reduce the solvation of the anion, the specific gravity of the solvent around the anion is made smaller than the specific gravity of the solvent alone. Due to such a difference in specific gravity, cations are unevenly distributed in the vertical direction and anions are unevenly distributed in the vertical direction, and segregation occurs.
It has been confirmed that when segregation occurs, when the organic EC element is to be in a decolorized state, the decolorization responsiveness of the color-separated portion is significantly deteriorated. Experimentally, it took several minutes for the organic EC device in which segregation had occurred to be completely erased.

一方、セグリゲーションが発生した有機EC素子であっても、時間をかけて完全な消色状態とした場合は、その時点でセグリゲーションが解消される。実験的にも、セグリゲーション解消後は、次回以降の着色・消色操作において、セグリゲーション発生以前の特性に復帰することが確認されている。このため、有機EC素子を長時間着色する場合は、着色状態においても定期的に一旦消色状態に戻す工程を挟むことが望ましい。   On the other hand, even if the organic EC element has undergone segregation, if the color is completely erased over time, the segregation is canceled at that time. It has been experimentally confirmed that after the elimination of the segregation, the characteristics before the occurrence of the segregation are restored in the subsequent coloring and decoloring operations. For this reason, when coloring the organic EC element for a long time, it is desirable to interpose a step of temporarily returning to the decolored state even in the colored state.

重力によるセグリゲーションは徐々に蓄積するよう発生し、例えば、溶液からなる有機EC素子で、着色を保った状態で影響が顕著になるのは、数十分から数時間後である。しかし、セグリゲーションは徐々に発生するため、着色時に影響がなくても、消色時に消え残りが生じる場合がある。この消え残りの影響を回避したい場合は、着色後、数分から数十分とより早いタイミングで消色状態に戻す工程を挟むことが好ましい。   The segregation due to gravity occurs so as to gradually accumulate. For example, in an organic EC device made of a solution, the effect becomes significant in a state where coloring is maintained after several tens of minutes to several hours. However, since the segregation occurs gradually, there is a case where even if there is no influence at the time of coloring, it remains undisturbed at the time of erasing. In order to avoid the influence of the remaining disappearance, it is preferable to interpose a step of returning to the decolored state at an earlier timing of several minutes to several tens minutes after coloring.

本発明においては、有機EC素子を第二の調光手段21と組み合わせて用い、所定の間隔で有機EC素子を消色状態に戻すことで、セグリゲーションの発生を抑制することができる。また、有機EC素子を消色状態に戻す期間は、第二の調光手段21で必要な光透過率を維持することができるため、有機EC素子の消色に必要な時間を十分にとることが可能である。   In the present invention, the occurrence of segregation can be suppressed by using the organic EC element in combination with the second light control means 21 and returning the organic EC element to the decolored state at predetermined intervals. In addition, during the period of returning the organic EC element to the decolored state, it is possible to maintain the light transmittance required by the second dimming means 21, so that sufficient time is required for decoloring the organic EC element. Is possible.

以下に、本発明の調光装置を用いた窓材と、本発明の調光装置を光学フィルタに用いた例を示す。   Hereinafter, a window material using the light control device of the present invention and an example in which the light control device of the present invention is used for an optical filter will be described.

〈窓材〉
本発明の調光装置を用いた窓材について、図4を参照して説明する。図4(a)は、本実施形態の斜視図であり、図4(b)は図4(a)中のE−E’断面の端面図である。
窓材は、入射した光の透過量を調整する調光窓であり、本発明の調光装置を有している。本例においては、本発明の調光装置と、該調光装置の第一の調光手段1及び第二の調光手段21のそれぞれを挟持する透明板32と、全体を囲繞して一体化するフレーム31とを備えている。第一の調光手段1及び第二の調光手段21としては、図3に示した有機EC素子が用いられているが、図4中においては、低抵抗配線8a乃至8d及び給電端子A1,A2,C1,C2の図示を省略する。また、第一の制御手段及び第二の制御手段(不図示)は、フレーム31内に一体化されていても良く、フレーム31外に配置され配線を通して第一の調光手段1,第二の調光手段21と接続されていてもよい。尚、第二の調光手段21としては、有機EC素子以外に、無機EC素子、液晶素子が好適に用いられる。
<Window materials>
A window member using the light control device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a perspective view of the present embodiment, and FIG. 4B is an end view of a cross section EE ′ in FIG. 4A.
The window material is a dimming window for adjusting the amount of transmission of incident light, and has the dimming device of the present invention. In this example, the light control device of the present invention and a transparent plate 32 sandwiching each of the first light control means 1 and the second light control means 21 of the light control device are integrally surrounded by the whole. And a frame 31 to be mounted. As the first dimming means 1 and the second dimming means 21, the organic EC element shown in FIG. 3 is used. In FIG. 4, the low resistance wirings 8a to 8d and the power supply terminals A1, Illustration of A2, C1, and C2 is omitted. Further, the first control means and the second control means (not shown) may be integrated in the frame 31, and are arranged outside the frame 31 and the first light control means 1 and the second light control means It may be connected to the light control means 21. As the second light control means 21, an inorganic EC element and a liquid crystal element are suitably used in addition to the organic EC element.

透明板32は、光透過率が高い材料であれば特に限定されず、窓としての利用を考慮すればガラス素材であることが好ましい。本例では、第一の調光手段1及び第二の調光手段21と透明板32とは異なる構成部材で構成しているが、これに限らず、例えば、有機EC素子の基板(図3の2,6)を透明板32として用いてもよい。
フレーム31は、材質を問わないが、第一及び第二の調光手段1,21の少なくとも一部を被覆し、一体化された形態を有するもの全般をフレームとして見なして構わない。
The transparent plate 32 is not particularly limited as long as it has a high light transmittance, and is preferably a glass material in consideration of use as a window. In the present example, the first light control means 1 and the second light control means 21 and the transparent plate 32 are formed of different components, but the present invention is not limited to this. For example, a substrate of an organic EC element (FIG. 2, 6) may be used as the transparent plate 32.
The frame 31 may be made of any material, but may be any frame that covers at least a part of the first and second dimming means 1 and 21 and has an integrated form.

本発明の窓材は、例えば日中の太陽光の室内への入射量を調整する用途に適用できる。太陽の光量の他、熱量の調整にも適用できるため、室内の明るさや温度の制御に使用することが可能である。また、シャッターとして、室外から室内への眺望を遮断する用途にも適用可能である。このような窓材は、建造物用のガラス窓の他に、自動車や電車、飛行機、船など乗り物の窓、時計や携帯電話の表示面のフィルタにも適用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The window material of the present invention can be applied to, for example, an application for adjusting the amount of daylight sunlight entering a room. Since the present invention can be applied to adjustment of the amount of heat as well as the amount of light of the sun, it can be used for controlling the brightness and temperature of a room. Further, the shutter can be applied to an application for blocking a view from the outside to the room. Such a window material can be applied to a window of a vehicle such as an automobile, a train, an airplane, and a ship, a filter of a display surface of a clock or a mobile phone, in addition to a glass window for a building.

〈光学フィルタ〉
本発明の調光装置は、光学フィルタとしての応用が可能である。光学フィルタは、カメラの如き撮像装置に用いられてもよく、撮像装置に用いられる場合、撮像装置本体に設けられても、レンズユニットに設けられてもよい。以下、光学フィルタとして、減光(Neutral Density,ND)フィルタを構成した場合について説明する。本発明の調光装置を光学フィルタに用いる場合、第二の調光手段21としては、有機EC素子や無機EC素子、液晶素子が好適に用いられる。
<Optical filter>
The light control device of the present invention can be applied as an optical filter. The optical filter may be used in an imaging device such as a camera, and when used in an imaging device, it may be provided in the imaging device body or in a lens unit. Hereinafter, a case will be described in which a neutral density (ND) filter is configured as the optical filter. When the light control device of the present invention is used for an optical filter, an organic EC element, an inorganic EC element, or a liquid crystal element is preferably used as the second light control means 21.

減光フィルタは、可視光域で均等な光吸収が必要である。有機EC材料を用いた減光フィルタの実現には、可視光域で異なる吸収波長域を持つ複数の材料を混合し、可視光域での吸収強度を平坦にすることが好ましい。有機EC材料を混合した場合の吸収スペクトルは、各材料の吸収スペクトルの和で表現されるため、適切な波長域を持つ複数材料の選択と、その濃度の調整から均一な光吸収を実現することが可能である。   The neutral density filter requires uniform light absorption in the visible light region. In order to realize a neutral density filter using an organic EC material, it is preferable to mix a plurality of materials having different absorption wavelength ranges in the visible light range to make the absorption intensity in the visible light range flat. Since the absorption spectrum when organic EC materials are mixed is expressed as the sum of the absorption spectra of each material, uniform light absorption can be achieved by selecting multiple materials with appropriate wavelength ranges and adjusting their concentrations. Is possible.

低分子系の有機EC材料では、一般に一つの材料でカバーできる波長域は100nm乃至200nmである。可視光域である380nm乃至750nmの全般をカバーするためには、少なくとも3種類以上の有機EC材料を用いることが好ましい。例えば、有機EC材料として、アノード性有機EC材料を3種類以上、カソード性有機EC材料を3種類以上、或いは、アノード性有機EC材料を2種以上且つカソード性有機EC材料を2種以上用いることが好ましい。   In a low molecular organic EC material, the wavelength range that can be generally covered by one material is 100 nm to 200 nm. In order to cover the entire visible light range of 380 nm to 750 nm, it is preferable to use at least three or more organic EC materials. For example, three or more anode organic EC materials, three or more cathode organic EC materials, or two or more anode organic EC materials and two or more cathode organic EC materials are used as organic EC materials. Is preferred.

一般的に減光フィルタは光量を1/2n(nは整数)とする。1/2では光透過率が100%から50%になり、1/4では100%から25%になる。また、光透過率を1/2にした場合、−LOG(透過率)=(吸光度)の関係から吸光度の変化量は0.3となり、1/4では0.6となる。1/2乃至1/64までの減光を行うには、吸光度の変化量を0.3刻みで0乃至1.8まで制御できれば良い。 Generally, a neutral density filter sets the light amount to 1/2 n (n is an integer). At 1/2, the light transmittance goes from 100% to 50%, and at 1/4, the light transmittance goes from 100% to 25%. In addition, when the light transmittance is reduced to 吸 光, the change in the absorbance is 0.3 due to the relationship of −LOG (transmittance) = (absorbance), and is 0.6 in 1 /. In order to perform the dimming from 1/2 to 1/64, it is sufficient that the amount of change in absorbance can be controlled from 0 to 1.8 in 0.3 steps.

〈レンズユニット及び撮像装置〉
図5を用いて、本発明の光学フィルタ、即ち本発明の調光装置を用いたレンズユニット及び撮像装置の構成について説明する。図5(a)は、本発明の光学フィルタ41を用いたレンズユニット42を有する撮像装置43であり、図5(b)は、本発明の光学フィルタ41を有する撮像装置43の構成を説明する図である。図5に示す様に、レンズユニット42はマウント部材(不図示)を介して撮像装置43に着脱可能に接続されている。図5中、Fは光軸である。
<Lens unit and imaging device>
The configuration of the optical filter of the present invention, that is, the configuration of the lens unit and the imaging device using the light control device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A illustrates an imaging device 43 having a lens unit 42 using the optical filter 41 of the present invention, and FIG. 5B illustrates a configuration of the imaging device 43 having the optical filter 41 of the present invention. FIG. As shown in FIG. 5, the lens unit 42 is detachably connected to the imaging device 43 via a mount member (not shown). In FIG. 5, F is the optical axis.

レンズユニット42は、複数のレンズ或いはレンズ群を有するユニットである。例えば、図5(a)に示したレンズユニット42は、絞りより後ろでフォーカシングを行うリアフォーカス式のズームレンズである。被写体側(紙面に向かって左側)より順に正の屈折力の第一のレンズ群44、負の屈折力の第二のレンズ群45、正の屈折力の第三のレンズ群46、正の屈折力の第四のレンズ群47の4つのレンズ群を有する。第二のレンズ群45と第三のレンズ群46の間隔を変化させて変倍を行い、第四のレンズ群47の一部のレンズ群を移動させてフォーカスを行う。   The lens unit 42 is a unit having a plurality of lenses or lens groups. For example, the lens unit 42 shown in FIG. 5A is a rear focus type zoom lens that performs focusing behind the stop. The first lens group 44 having a positive refractive power, the second lens group 45 having a negative refractive power, the third lens group 46 having a positive refractive power, and the positive refraction are arranged in this order from the subject side (left side as viewed in the drawing). The fourth lens group 47 has four lens groups. Zooming is performed by changing the distance between the second lens group 45 and the third lens group 46, and focusing is performed by moving a part of the fourth lens group 47.

レンズユニット42は、例えば、第二のレンズ群45と第三のレンズ群46の間に開口絞り48を有し、また、第三のレンズ群46と第四のレンズ群47の間に光学フィルタ41を有する。レンズユニット42を通過する光は、各レンズ群42乃至47、開口絞り48及び光学フィルタ41を通過するよう配置されており、開口絞り48及び光学フィルタ41を用いて光量の調整を行うことができる。   The lens unit 42 has, for example, an aperture stop 48 between the second lens group 45 and the third lens group 46, and an optical filter between the third lens group 46 and the fourth lens group 47. 41. The light passing through the lens unit 42 is arranged so as to pass through each of the lens groups 42 to 47, the aperture stop 48, and the optical filter 41, and the light amount can be adjusted using the aperture stop 48 and the optical filter 41. .

また、レンズユニット42内の構成は適宜変更可能である。例えば、光学フィルタ41は開口絞り48の前(被写体側)或いは後(撮像装置43側)に配置でき、また、第一のレンズ群44よりも前に配置しても良く、第四のレンズ群47よりも後に配置しても良い。光の収束する位置に配置すれば、光学フィルタ41の面積を小さくできるなどの利点がある。また、レンズユニット42の形態も適宜選択可能であり、リアフォーカス式の他、絞りより前でフォーカシングを行うインナーフォーカス式であっても良く、その他の方式であっても構わない。また、ズームレンズ以外にも魚眼レンズやマクロレンズなどの特殊レンズも適宜選択可能である。   The configuration inside the lens unit 42 can be changed as appropriate. For example, the optical filter 41 can be disposed before (subject side) or behind (the imaging device 43 side) the aperture stop 48, and may be disposed before the first lens group 44, and the fourth lens group You may arrange after 47. If the optical filter 41 is arranged at a position where light converges, there is an advantage that the area of the optical filter 41 can be reduced. In addition, the form of the lens unit 42 can be appropriately selected. In addition to the rear focus type, the lens unit 42 may be an inner focus type that performs focusing before the stop, or may be another type. In addition to the zoom lens, a special lens such as a fisheye lens or a macro lens can be appropriately selected.

撮像装置43が有するガラスブロック49は、ローパスフィルタやフェースプレートや色フィルタ等のガラスブロックである。また、受光素子50は、レンズユニット42を通過した光を受光するセンサ部であって、CCDやCMOS等の撮像素子が使用できる。また、フォトダイオードのような光センサであっても良く、光の強度或いは波長の情報を取得し出力するものを適宜利用可能である。   The glass block 49 included in the imaging device 43 is a glass block such as a low-pass filter, a face plate, and a color filter. The light receiving element 50 is a sensor unit that receives light that has passed through the lens unit 42, and an imaging element such as a CCD or a CMOS can be used. Further, an optical sensor such as a photodiode may be used, and a sensor that acquires and outputs information on light intensity or wavelength can be used as appropriate.

図5(a)に示したように、光学フィルタがレンズユニット42に組み込まれている場合、制御手段(10、25)など一部の構成部品はレンズユニット42内に配置されても良く、レンズユニット42外に配置されても良い。レンズユニット42外に配置される場合は、配線を通してレンズユニット42内の光学フィルタ41と接続し、駆動制御する。   As shown in FIG. 5A, when the optical filter is incorporated in the lens unit 42, some components such as the control means (10, 25) may be arranged in the lens unit 42. It may be arranged outside the unit 42. When it is arranged outside the lens unit 42, it is connected to the optical filter 41 inside the lens unit 42 through a wiring and is driven and controlled.

図5(b)に示したように、撮像装置43自体が光学フィルタ41を有していても良い。光学フィルタ41は撮像装置43内部の適当な箇所に配置され、受光素子50は光学フィルタ41を通過した光を受光するよう配置されていれば良い。図5(b)においては、例えば光学フィルタ41は受光素子50の直前に配置されている。撮像装置43自体が光学フィルタ41を内蔵する場合、接続されるレンズユニット42自体が光学フィルタ41を持たなくても良いため、既存のレンズユニットを用いた調光可能な撮像装置43を構成することが可能となる。   As shown in FIG. 5B, the imaging device 43 itself may have the optical filter 41. The optical filter 41 may be arranged at an appropriate place inside the imaging device 43, and the light receiving element 50 may be arranged to receive the light passing through the optical filter 41. In FIG. 5B, for example, the optical filter 41 is disposed immediately before the light receiving element 50. When the imaging device 43 itself includes the optical filter 41, the lens unit 42 to be connected does not need to have the optical filter 41. Therefore, the dimmable imaging device 43 using the existing lens unit is configured. Becomes possible.

また、カメラなど撮像装置への適用において、第二の調光手段21は絞りなどメカ的な機構であっても構わない。この場合、撮像装置、或いは、レンズの光学系に応じて、第一の調光手段1と第二の調光手段21の位置を適宜選択して構わない。また、レンズ側に従来から備わっていた絞りを第二の調光手段21と見なしても構わない。また、撮像装置においては、撮像素子の感度を第二の調光手段21として制御する構成も考えられる。   Further, in application to an imaging device such as a camera, the second light control means 21 may be a mechanical mechanism such as a diaphragm. In this case, the positions of the first light control means 1 and the second light control means 21 may be appropriately selected according to the imaging device or the optical system of the lens. In addition, an aperture conventionally provided on the lens side may be regarded as the second light control unit 21. Further, in the image pickup apparatus, a configuration in which the sensitivity of the image pickup element is controlled as the second light control means 21 is also conceivable.

このような撮像装置は、光量調整と受光素子の組合せを有する製品に適用可能である。例えばカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラに使用可能であり、また、携帯電話やスマートフォン、PC、タブレットなど撮像装置を内蔵する製品にも適用できる。   Such an imaging device is applicable to a product having a combination of light quantity adjustment and a light receiving element. For example, it can be used for a camera, a digital camera, a video camera, a digital video camera, and can also be applied to a product having a built-in imaging device such as a mobile phone, a smartphone, a PC, and a tablet.

本発明の光学フィルタ(即ち、調光装置)を調光部材として用いることで、光透過率を一つのフィルタで適宜可変させることが可能となり、部材点数の削減や省スペース化といった利点がある。   By using the optical filter (that is, the light control device) of the present invention as a light control member, the light transmittance can be appropriately changed by one filter, and there are advantages such as reduction in the number of members and space saving.

1:第一の調光手段、10:第一の制御手段、21:第二の調光手段、22,23,24:検出手段、25:第二の制御手段   1: first light control means, 10: first control means, 21: second light control means, 22, 23, 24: detection means, 25: second control means

Claims (12)

有機エレクトロクロミック素子と、前記有機エレクトロクロミック素子の光透過率を制御する制御手段と、を備えた調光装置であって、
前記有機エレクトロクロミック素子を第一の調光手段、前記制御手段を第一の制御手段として、
さらに、第二の調光手段と、前記第一の制御手段とは独立して前記第二の調光手段の光透過率を制御する第二の制御手段と、を備え、
前記第一の調光手段の有効光学領域と、前記第二の調光手段の有効光学領域とが、少なくとも一部で互いに重なり合っていることを特徴とする調光装置。
An organic electrochromic element, and a control unit for controlling light transmittance of the organic electrochromic element, a light control device including:
The organic electrochromic element as a first light control means, the control means as a first control means,
Further, a second light control means, and a second control means for controlling the light transmittance of the second light control means independently of the first control means,
A light control device, wherein an effective optical area of the first light control means and an effective optical area of the second light control means are at least partially overlapped with each other.
前記第一の調光手段の光透過率を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の調光装置。   The light control device according to claim 1, further comprising a detection unit that detects a light transmittance of the first light control unit. 前記第二の調光手段の光透過率を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の調光装置。   The light control device according to claim 1, further comprising a detection unit configured to detect a light transmittance of the second light control unit. 前記調光装置の光透過率を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の調光装置。   The light control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a detection unit configured to detect a light transmittance of the light control device. 前記第二の調光手段がエレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の調光装置。   The light control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second light control means is an electrochromic element. 前記第二の調光手段が液晶素子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の調光装置。   The dimming device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second dimming unit is a liquid crystal element. 第一の調光手段としての有機エレクトロクロミック素子と、第二の調光手段と、前記第一の調光手段の光透過率を制御する第一の制御手段と、前記第一の制御手段とは独立して前記第二の調光手段を制御する第二の制御手段と、を備え、前記第一の調光手段の有効光学領域と、前記第二の調光手段の有効光学領域とが互いに重なり合っている調光装置の制御方法であって、前記第一の制御手段と前記第二の制御手段とによって、前記第一の調光手段の光透過率と前記第二の調光手段の光透過率とを独立に制御して前記調光装置の光透過率を制御することを特徴とする調光装置の駆動方法。   An organic electrochromic element as a first light control means, a second light control means, a first control means for controlling the light transmittance of the first light control means, and the first control means A second control means for independently controlling the second light control means, and an effective optical area of the first light control means and an effective optical area of the second light control means A method of controlling dimming devices overlapping each other, wherein the first control means and the second control means, the light transmittance of the first dimming means and the second dimming means A method for driving a light control device, wherein the light transmittance of the light control device is controlled by independently controlling the light transmittance. 前記第一の調光手段の光透過率と前記第二の調光手段の光透過率の少なくも一方をフィードバック制御することにより、前記調光装置の光透過率を制御することを特徴とする請求項7に記載の調光装置の駆動方法。   The light transmittance of the light control device is controlled by feedback-controlling at least one of the light transmittance of the first light control device and the light transmittance of the second light control device. A driving method of the light control device according to claim 7. 前記調光装置全体の光透過率が一定となるように、前記第一の調光手段の光透過率と前記第二の調光手段の光透過率の少なくも一方を制御することを特徴とする請求項7又は8に記載の調光装置の駆動方法。   The light transmittance of the entire light control device is constant, and at least one of the light transmittance of the first light control device and the light transmittance of the second light control device is controlled. The method for driving a light control device according to claim 7. 前記第一の調光手段と前記第二の調光手段のいずれか一方を着色状態とし、他方を消色状態とする期間と、一方を消色状態とし、他方を着色状態とする期間とを、互い違いに繰り返すことを特徴とする請求項9に記載の調光装置の駆動方法。   A period in which one of the first light control means and the second light control means is in a colored state, the other is in a decolored state, and one is in a decolored state, and a period is in which the other is in a colored state. The method of driving a light control device according to claim 9, wherein the method is repeated alternately. 請求項1乃至7のいずれか一項の調光装置を有することを特徴とする窓材。   A window material comprising the light control device according to claim 1. 請求項1乃至7のいずれか一項の調光装置からなることを特徴とする光学フィルタ。   An optical filter comprising the light control device according to any one of claims 1 to 7.
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