JP2021004907A - Control device of light distribution device, light distribution system and light distribution control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配光デバイスの制御装置、配光制御システム及び配光制御方法に関する。 The present invention relates to a control device for a light distribution device, a light distribution control system, and a light distribution control method.
従来、入射する光の透過状態を変化させることができる光学デバイスが知られている。 Conventionally, an optical device capable of changing the transmission state of incident light is known.
例えば、特許文献1には、一対の透明基板と、一対の透明基板の各々に形成された一対の透明電極と、一対の透明電極に挟まれたプリズム層及び液晶層とを有する液晶光学素子が開示されている。当該液晶光学素子は、一対の透明電極に印加される電圧によって液晶層の屈折率を変化させて、プリズムの斜面と液晶層との界面を通過する光の屈折角を変化させる。 For example, Patent Document 1 describes a liquid crystal optical element having a pair of transparent substrates, a pair of transparent electrodes formed on each of the pair of transparent substrates, and a prism layer and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of transparent electrodes. It is disclosed. The liquid crystal optical element changes the refractive index of the liquid crystal layer by a voltage applied to the pair of transparent electrodes, and changes the refraction angle of light passing through the interface between the slope of the prism and the liquid crystal layer.
上記従来の液晶光学素子は、例えば、窓などへの適用が考えられる。このため、液晶光学素子には、採光だけではなく、プライバシーを考慮して外側から内側が見られないセキュリティ性の高い状態にされることが期待される。 The conventional liquid crystal optical element may be applied to, for example, a window. For this reason, it is expected that the liquid crystal optical element will be in a highly secure state in which the inside cannot be seen from the outside in consideration of privacy as well as daylighting.
そこで、本発明は、セキュリティ性を高めることができる配光デバイスの制御装置、配光制御システム及び配光制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for a light distribution device, a light distribution control system, and a light distribution control method that can enhance security.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る配光デバイスの制御装置は、時刻を示す時刻情報を取得する取得部と、前記時刻情報に基づいて、入射した光を配光する配光層を備える配光デバイスを制御する制御部とを備え、前記配光層は、複数の凸部を有する凹凸層と、前記複数の凸部間を充填するように配置され、与えられる電界に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを備え、前記制御部は、前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードと、前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に前記第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードとを有し、前記時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合、前記第2モードを実行する。 In order to achieve the above object, the control device of the light distribution device according to one aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires time information indicating the time and a light distribution that distributes incident light based on the time information. The light distribution layer includes a control unit that controls a light distribution device including the layer, and the light distribution layer is arranged so as to fill between the uneven layer having a plurality of convex portions and the plurality of convex portions, and responds to an applied electric field. The control unit includes a first mode in which a first refractive index difference is generated at an interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer, and the plurality of said control units. When the interface between the convex portion and the variable refractive index layer has a second mode in which a second refractive index difference larger than the first refractive index difference is generated and the time indicated by the time information is included at night, the said Execute the second mode.
また、本発明の一態様に係る配光制御システムは、前記配光デバイスの制御装置と、前記配光デバイスとを備える。 Further, the light distribution control system according to one aspect of the present invention includes the control device for the light distribution device and the light distribution device.
また、本発明の一態様に係る配光制御方法は、時刻を示す時刻情報を取得する取得ステップと、前記時刻情報に基づいて、入射した光を配光する配光層を備える配光デバイスを制御する制御ステップとを含み、前記配光層は、複数の凸部を有する凹凸層と、前記複数の凸部間を充填するように配置され、与えられる電界に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを備え、前記制御ステップでは、前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードと、前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に前記第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードとを選択的に実行し、前記時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合、前記第2モードを実行する。 Further, the light distribution control method according to one aspect of the present invention includes a light distribution device including an acquisition step for acquiring time information indicating a time and a light distribution layer for distributing incident light based on the time information. The light distribution layer includes a control step for controlling, and the light distribution layer is arranged so as to fill between the uneven layer having a plurality of convex portions and the plurality of convex portions, and the refractive index changes according to an applied electric field. A first mode in which a variable index layer is provided and a first refractive index difference is generated at the interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer, and the plurality of convex portions and the variable refractive index are provided. When the second mode in which a second refractive index difference larger than the first refractive index difference is generated at the interface with the layer is selectively executed and the time indicated by the time information is included at night, the second mode is performed. Execute.
また、本発明の一態様は、上記配光制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。あるいは、当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。 Further, one aspect of the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute the above light distribution control method. Alternatively, it can be realized as a computer-readable recording medium in which the program is stored.
本発明によれば、セキュリティ性を高めることができる配光デバイスの制御装置、配光制御システム及び配光制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device for a light distribution device, a light distribution control system, and a light distribution control method that can enhance security.
以下では、本発明の実施の形態に係る配光デバイスの制御装置、配光制御システム及び配光制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, the control device, the light distribution control system, and the light distribution control method of the light distribution device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, all the embodiments described below show a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement and connection forms of the components, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention will be described as arbitrary components.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.
また、本明細書及び図面において、x軸、y軸及びz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、z軸方向を鉛直方向とし、z軸に垂直な方向(xy平面に平行な方向)を水平方向としている。なお、z軸の正方向を鉛直上方としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、光学デバイスの厚み方向を意味し、第1基板及び第2基板の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第1基板又は第2基板の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。 Further, in the present specification and the drawings, the x-axis, the y-axis, and the z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system. In each embodiment, the z-axis direction is the vertical direction, and the direction perpendicular to the z-axis (the direction parallel to the xy plane) is the horizontal direction. The positive direction of the z-axis is vertically above. Further, in the present specification, the "thickness direction" means the thickness direction of the optical device, and is the direction perpendicular to the main surfaces of the first substrate and the second substrate, and the "planar view" is the first. It means when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the 1st substrate or the 2nd substrate.
(実施の形態1)
[配光制御システム]
まず、本実施の形態に係る配光制御システム1の構成について、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
[Light distribution control system]
First, the configuration of the light distribution control system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1は、本実施の形態に係る配光制御システム1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、配光制御システム1は、制御装置10と、時計部30と、配光デバイス100とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a light distribution control system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the light distribution control system 1 includes a
制御装置10は、時計部30から時刻情報を取得し、取得した時刻情報に基づいて配光デバイス100を制御する。配光デバイス100は、配光デバイス100に入射する光を配光制御する光学デバイスである。具体的には、配光デバイス100は、配光デバイス100に入射する光の進行方向を変更して出射させることができる。
The
例えば、配光デバイス100は、建物の窓などに適用される。配光デバイス100は、屋外側の斜め上方から入射する太陽光を、屋内の斜め上方に向けて出射させる。これにより、配光デバイス100は、屋内に採り入れた太陽光で屋内の天井面などを照明することができ、屋内を明るくすることができる。太陽光などの自然光を利用することで、省エネルギー化を実現することができる。
For example, the
制御装置10は、図1に示すように、取得部20と、制御部22とを備える。
As shown in FIG. 1, the
取得部20は、時刻取得部21を備える。時刻取得部21は、時刻を示す時刻情報を取得する。時刻取得部21は、時計部30が出力した時刻情報を受け付ける入力インタフェースなどで実現される。時刻情報は、時計部30が出力した時点又は時刻取得部21が取得した時点での時刻、具体的には、現在時刻を示している。時刻情報は、例えば、時、分、秒の単位で示されるが、これに限らない。時刻情報には、さらに、日付が含まれてもよい。
The
制御部22は、時刻取得部21によって取得された時刻情報に基づいて配光デバイス100を制御する。具体的には、制御部22は、時刻情報が示す時刻が夜間に含まれるか否かを判定する。
The
夜間は、日の入りから日の出までに相当する期間である。具体的には、夜間は、予め定められた固定の期間である。夜間は、例えば、夜6時から翌朝7時までの期間であるが、これに限らない。 Nighttime is the period from sunset to sunrise. Specifically, nighttime is a predetermined fixed period. The nighttime is, for example, a period from 6:00 pm to 7:00 am the next morning, but is not limited to this.
なお、日の入り及び日の出は、季節及び地域によって異なる。このため、夜間は、日にち、月又は季節によって変動する期間であってもよい。例えば、制御部22は、日毎の日の入りの時刻及び日の出の時刻を取得し、取得した時刻によって夜間を定めてもよい。なお、夜間は、月毎の平均値に基づいて定められてもよく、数ヶ月(季節)毎の平均値に基づいて定められてもよい。また、夜間は、地域毎に異なる値であってもよい。制御部22は、配光デバイス100が設置された位置の緯度及び経度を取得し、取得した緯度及び経度における日の入りの時刻及び日の出の時刻を取得してもよい。
Sunset and sunrise vary depending on the season and region. Therefore, the night may be a period that varies depending on the day, month, or season. For example, the
本実施の形態では、制御部22は、複数の駆動モードを有する。複数の駆動モードには、採光モード、透明モード及びセキュリティモードが含まれる。制御部22は、時刻情報に基づいて複数の駆動モードの中から1つを選択し、選択した駆動モードで配光デバイス100を動作させる。複数のモードの詳細については、後で説明する。
In the present embodiment, the
制御部22は、時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合に、配光デバイス100の駆動モードとして、セキュリティモードを選択して実行する。制御部22は、時刻情報が示す時刻が夜間に含まれない場合に、配光デバイス100の駆動モードとして、採光モード又は透明モードを選択して実行する。なお、採光モード及び透明モードのいずれを選択するかは、例えば、ユーザの指示などにより予め定められている。
When the time indicated by the time information is included in the nighttime, the
制御部22は、選択された駆動モードに基づいて、配光デバイス100の配光層130(図2を参照)に与える電界を制御する。具体的には、制御部22は、配光デバイス100の第1電極層140及び第2電極層150間に印加する電圧を制御する。
The
制御部22は、電源回路及び信号処理回路などで実現される。電源回路は、例えば商用電源などから電力を受けて、受けた電力を所定の電圧に変換して第1電極層140及び第2電極層150間に印加する。信号処理回路は、例えば、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどで実現される。
The
時計部30は、計時するタイマーである。時計部30は、例えば、現在時刻を示す時刻情報を制御装置10に出力する。
The
[配光デバイス]
以下では、配光デバイス100の構成について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、本実施の形態に係る配光デバイス100の断面図である。図3は、本実施の形態に係る配光デバイス100の拡大断面図であり、図2の一点鎖線で囲まれる領域IIIの拡大断面図である。
[Light distribution device]
Hereinafter, the configuration of the
図2及び図3に示すように、配光デバイス100は、第1基板110と、第2基板120と、配光層130と、第1電極層140と、第2電極層150とを備える。配光デバイス100は、入射する光を透過するように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1電極層140の配光層130側の面には、第1電極層140と配光層130の凹凸層131とを密着させるための密着層が設けられていてもよい。密着層は、例えば、透光性の接着シート、又は、一般的にプライマーと称される樹脂材料などである。
An adhesion layer for adhering the
配光デバイス100は、対をなす第1基板110及び第2基板120の間に、第1電極層140、配光層130及び第2電極層150がこの順で厚み方向に沿って配置された構成である。なお、第1基板110と第2基板120との間の距離を保つために、粒子状の複数のスペーサが面内に分散されていてもよく、柱状の構造が形成されてもよい。
In the
[第1基板及び第2基板]
第1基板110及び第2基板120は、透光性を有する透光性基材である。第1基板110及び第2基板120としては、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。
[First board and second board]
The
ガラス基板の材料としては、ソーダガラス、無アルカリガラス又は高屈折率ガラスなどが挙げられる。樹脂基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、アクリル(PMMA)又はエポキシなどの樹脂材料が挙げられる。ガラス基板は、光透過率が高く、かつ、水分の透過性が低いという利点がある。一方、樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。 Examples of the material of the glass substrate include soda glass, non-alkali glass, and high refractive index glass. Examples of the material of the resin substrate include resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic (PMMA), and epoxy. The glass substrate has the advantages of high light transmittance and low moisture transmittance. On the other hand, the resin substrate has an advantage that it is less scattered at the time of destruction.
第1基板110と第2基板120とは、同じ材料で構成されていてもよく、あるいは、異なる材料で構成されていてもよい。また、第1基板110及び第2基板120は、リジッド基板に限るものではなく、可撓性を有するフレキシブル基板でもよい。本実施の形態において、第1基板110及び第2基板120は、PET樹脂からなる透明樹脂基板である。
The
第2基板120は、第1基板110に対向する対向基板であり、第1基板110に対向する位置に配置される。第1基板110と第2基板120とは、例えば、10μm〜30μmなどの所定距離を空けて平行に配置されている。第1基板110と第2基板120とは、互いの端部外周に額縁状に形成された接着剤などのシール樹脂によって接着されている。
The
なお、第1基板110及び第2基板120の平面視形状は、例えば、正方形又は長方形などの矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。
The plan-view shape of the
[配光層]
図2及び図3に示すように、配光層130は、第1電極層140と第2電極層150との間に配置される。配光層130は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、配光層130は、入射した光を配光する。つまり、配光層130は、配光層130を光が通過する際に、その光の進行方向を変更する。
[Light distribution layer]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
配光層130は、凹凸層131と、屈折率可変層132とを有する。
The
凹凸層131は、屈折率可変層132の表面を凹凸にするために設けられた微細形状層である。凹凸層131は、図3に示すように、複数の凸部133と、複数の凹部134とを有する。具体的には、凹凸層131は、マイクロオーダサイズの複数の凸部133によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部133の間が、複数の凹部134である。すなわち、隣り合う2つの凸部133の間が、1つの凹部134である。
The
複数の凸部133は、第1基板110の主面(具体的には、第1電極層140が設けられた面)に平行なz軸方向に並んで配置された複数の凸部である。すなわち、本実施の形態では、z軸方向は、複数の凸部133の並び方向である。
The plurality of
本実施の形態では、複数の凸部133は、その並び方向に直交する方向に延在する長尺の凸条である。具体的には、複数の凸部133は、x軸方向に延びたストライプ状に形成されている。複数の凸部133の各々は、x軸方向に沿って直線状に延びている。例えば、複数の凸部133の各々は、第1電極層140に対して横倒しに配置された三角柱である。なお、複数の凸部133は、x軸方向に沿って蛇行しながら延びていてもよい。例えば、複数の凸部133は、波線のストライプ状に形成されていてもよい。
In the present embodiment, the plurality of
複数の凸部133は、例えばz軸方向に沿って等間隔に配置されている。複数の凸部133の各々の形状及び大きさは、互いに同じであるが、異なっていてもよい。
The plurality of
複数の凸部133の各々は、根元から先端にかけて先細る形状を有する。具体的には、複数の凸部133の各々の断面形状は、第1基板110から第2基板120に向かう方向(すなわち、y軸の正方向)に沿って先細りのテーパ形状である。具体的には、凸部133のyz面における断面形状は、三角形であるが、これに限らない。凸部133の断面形状は、台形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形でもよい。
Each of the plurality of
具体的には、図3に示すように、複数の凸部133の各々は、側面133a及び側面133bを有する。側面133a及び側面133bはいずれも、屈折率可変層132に接触している。つまり、側面133a及び側面133bは、凸部133と屈折率可変層132との界面である。
Specifically, as shown in FIG. 3, each of the plurality of
側面133a及び側面133bは、凸部133の並び方向であるz軸方向に交差する面である。側面133a及び側面133bはそれぞれ、厚み方向であるy軸方向に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面である。側面133aと側面133bとの間隔は、y軸の正側に向かって漸次小さくなっている。
The
本実施の形態では、配光デバイス100は、z軸が鉛直方向に平行になるように、建物の窓などに設置される。例えば、配光デバイス100は、第1基板110が屋外側で、かつ、第2基板120が屋内側になるように配置される。
In the present embodiment, the
側面133aは、例えば側面133bよりも鉛直上側に位置する面である。側面133aは、配光デバイス100に入射した入射光を反射(具体的には全反射)させる反射面(全反射面)である。側面133bは、例えば側面133aよりも鉛直下側に位置する面である。側面133bは、配光デバイス100に入射した入射光を屈折させる屈折面である。
The
複数の凸部133の各々の高さ(y軸方向の長さ)は、例えば2μm〜100μmであるが、これに限らない。複数の凸部133の幅(z軸方向の長さ)は、例えば1μm〜20μmであり、好ましくは10μm以下であるが、これに限らない。また、隣り合う2つの凸部133の間隔は、例えば0μm〜100μmであるが、これに限らない。隣り合う2つの凸部133は、互いに接触していてもよく、所定の間隔を空けて配置されていてもよい。
The height (length in the y-axis direction) of each of the plurality of
凸部133の材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂などの光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。凸部133は、例えば、紫外線硬化樹脂材料から形成され、モールド成形又はナノインプリントなどによって形成することができる。
As the material of the
凹凸層131は、例えば、屈折率が1.5のアクリル樹脂を用いて断面が三角形の凹凸構造を、モールド型押しにより形成することができる。凸部133の高さは、例えば10μmであり、複数の凸部133は、間隔が2μmで等間隔にz軸方向に並んで配置されている。凸部133の根元の幅は、例えば5μmである。隣り合う凸部133の根元間の距離は、例えば0μm〜5μmの値をとりうる。
The concavo-
屈折率可変層132は、凹凸層131の複数の凸部133の間(すなわち、凹部134)を充填するように配置されている。屈折率可変層132は、第1電極層140と第2電極層150との間に形成される隙間を充填するように配置されている。例えば、図3に示すように、凸部133と第2電極層150とが離れているので、屈折率可変層132は、凸部133と第2電極層150との間の隙間を埋めるように配置される。なお、凸部133と第2電極層150とは接触していてもよく、この場合、屈折率可変層132は、凹部134毎に分離して設けられていてもよい。
The variable
屈折率可変層132は、与えられる電界に応じて屈折率が変化する。電界は、第1電極層140及び第2電極層150間に印加される電圧に応じて変化する。具体的には、屈折率可変層132は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。
The refractive index of the variable
例えば、屈折率可変層132は、電界応答性を有する液晶分子135を有する液晶によって構成されている。配光層130に電界が与えられた場合に、液晶分子135の配向状態が変化して屈折率可変層132の屈折率が変化する。
For example, the variable
屈折率可変層132の複屈折材料は、例えば、複屈折性を有する液晶分子135を含む液晶である。このような液晶としては、例えば、液晶分子135が棒状分子からなるネマティック液晶、スメクティック液晶又はコレステリック液晶などを用いることができる。例えば、凸部133の屈折率が1.5である場合、屈折率可変層132の材料としては、常光屈折率(no)が1.5で、異常光屈折率(ne)が1.7のポジ型の液晶を用いることができる。
The birefringent material of the variable
屈折率可変層132は、例えば、第1電極層140及び凹凸層131が形成された第1基板110と、第2電極層150が形成された第2基板120との各々の端部外周をシール樹脂で封止した状態で、液晶材料を真空注入法で注入することで形成される。あるいは、屈折率可変層132は、第1基板110の第1電極層140及び凹凸層131上に液晶材料を滴下した後に第2基板120を貼り合わせることで形成される。
The variable
なお、図3では、電圧が無印加で、電界が与えられていない状態を示している。この場合、液晶分子135は、長軸がx軸に略平行になるように配向されている。第1電極層140及び第2電極層150間に電圧が印加された場合には、液晶分子135は、長軸がy軸に略平行になるように配向される(後述する図4Bを参照)。
Note that FIG. 3 shows a state in which no voltage is applied and no electric field is applied. In this case, the
また、屈折率可変層132には、交流電力によって電界が与えられてもよく、直流電力によって電界が与えられてもよい。交流電力の場合には、電圧波形は、正弦波でもよく、矩形波でもよい。
Further, an electric field may be applied to the variable
[第1電極層及び第2電極層]
第1電極層140及び第2電極層150は、電気的に対となっており、配光層130に電界を与えることができるように構成されている。第1電極層140と第2電極層150とは、電気的だけでなく配置的にも対になっており、第1基板110と第2基板120との間に、互いに対向するように配置されている。具体的には、第1電極層140及び第2電極層150は、配光層130を挟むように配置されている。
[1st electrode layer and 2nd electrode layer]
The
第1電極層140及び第2電極層150は、透光性を有し、入射した光を透過する。第1電極層140及び第2電極層150は、例えば透明導電層である。透明導電層の材料としては、ITO(Indium Tin Oxide)若しくはIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明金属酸化物、銀ナノワイヤ若しくは導電性粒子などの導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、又は、銀薄膜などの金属薄膜などを用いることができる。なお、第1電極層140及び第2電極層150は、これらの単層構造でよく、これらの積層構造(例えば透明金属酸化物と金属薄膜との積層構造)でもよい。本実施の形態では、第1電極層140及び第2電極層150はそれぞれ、厚さ100nmのITOである。
The
第1電極層140は、第1基板110と凹凸層131との間に配置されている。具体的には、第1電極層140は、第1基板110の配光層130側の面に形成されている。
The
一方、第2電極層150は、屈折率可変層132と第2基板120との間に配置されている。具体的には、第2電極層150は、第2基板120の配光層130側の面に形成されている。
On the other hand, the
なお、第1電極層140及び第2電極層150は、例えば、制御装置10との電気接続が可能となるように構成されている。例えば、制御装置10に接続するための電極パッドなどが、第1電極層140及び第2電極層150の各々から引き出されて第1基板110及び第2基板120に形成されていてもよい。
The
第1電極層140及び第2電極層150はそれぞれ、例えば、蒸着、スパッタリングなどにより形成される。第1電極層140及び第2電極層150はそれぞれ、例えばITOなどの透明導電膜を成膜することで形成される。
The
[駆動モード]
続いて、制御装置10が実行する3つの駆動モードの詳細について説明する。
[Drive mode]
Subsequently, the details of the three drive modes executed by the
<採光モード>
まず、採光モードについて図4Aを用いて説明する。図4Aは、本実施の形態に係る配光デバイス100の採光モードを説明するための拡大断面図である。
<Daylighting mode>
First, the lighting mode will be described with reference to FIG. 4A. FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view for explaining the lighting mode of the
採光モードは、配光デバイス100に入射する光の進行方向を曲げて、入射方向とは異なる方向に出射させる配光モードである。採光モードは、現在時刻が夜間に含まれない場合、具体的には昼間に実行される。採光モードは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードである。
The daylighting mode is a daylighting mode in which the traveling direction of the light incident on the
制御部22は、配光デバイス100を採光モードで動作させる場合、第1電極層140と第2電極層150との間に所定の第1電圧を印加する。具体的には、制御部22は、第1電極層140と第2電極層150との間に、面内で均一な第1電圧を印加する。これにより、屈折率可変層132に与えられる電界が面内で略均一になり、屈折率可変層132の屈折率を面内で略均一にすることができる。
When the
採光モードで印加する第1電圧の大きさは、例えば、太陽光の入射角度に基づいて定められる。太陽光の入射角度は、太陽の日周運動によって一日の中で変化する。このため、例えば、制御部22は、太陽高度に基づいて印加する第1電圧の大きさを所定の範囲内で調整する。第1電圧の大きさが大きい程、配光デバイス100は、透明モードで駆動された状態に近づく。第1電圧の大きさが小さい程、配光デバイス100は、セキュリティモードで駆動された状態に近づく。液晶分子135の配向状態に応じて、屈折率可変層132の屈折率は、1.5〜1.7の範囲で変化する。
The magnitude of the first voltage applied in the daylighting mode is determined, for example, based on the incident angle of sunlight. The angle of incidence of sunlight changes throughout the day due to the diurnal motion of the sun. Therefore, for example, the
例えば、図4Aでは、液晶分子135は、その長軸方向がxy平面で斜めに配向された様子を示している。このとき、屋外側から入射する光LのS偏光成分は、液晶分子135の斜め方向の屈折率を受ける。このときの屈折率可変層132の屈折率は、例えば1.6などである。
For example, in FIG. 4A, the
凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差が生じることで、図4Aに示すように、屋外側から入射する光Lは、側面133bで屈折した後、側面133aで反射(全反射)される。これにより、斜め下方に入射する太陽光などの光Lは、配光デバイス100によって進行方向が曲げられて、屋内の天井面などに照射される。配光デバイス100から出射される光Lの方向は、凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差によって変わる。このため、制御部22は、屈折率可変層132に与える電界、すなわち、第1電極層140及び第2電極層150に印加する第1電圧の大きさを調整することで、配光デバイス100から出射される光Lの方向を変更することができる。
Due to the difference in refractive index at the interface between the
なお、光LのP偏光成分は、液晶分子135の短軸方向の屈折率を受けるため、配光デバイス100をそのまま通過する。つまり、光LのP偏光成分は、進行方向が曲げられず、配光されない。
Since the P-polarized light component of the light L receives the refractive index of the
また、光Lは、実際には、第1基板110に入射するとき、第2基板120から出射するとき、第1基板110と第1電極層140との界面を通過するとき、及び、第2電極層150と第2基板120との界面を通過するとき、などの通過する媒体が変化するときに屈折するが、図4Aには図示していない。図4Aでは、凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折及び反射(全反射)のみを図示している。後述する図4B及び図4C、並びに、図14A〜図14Cにおいても同様である。
Further, the light L actually enters the
<透明モード>
次に、透明モードについて図4Bを用いて説明する。図4Bは、本実施の形態に係る配光デバイス100の透明モードを説明するための拡大断面図である。
<Transparent mode>
Next, the transparent mode will be described with reference to FIG. 4B. FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining the transparent mode of the
透明モードは、配光デバイス100に入射する光をそのまま透過させるモードである。透明モードは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面の屈折率差を実質的に0にする第3モードの一例である。透明モードは、現在時刻が夜間に含まれない場合、具体的には昼間に実行される。
The transparent mode is a mode in which the light incident on the
制御部22は、配光デバイス100を透明モードで動作させる場合、第1電極層140と第2電極層150との間に所定の第2電圧を印加する。具体的には、制御部22は、第1電極層140と第2電極層150との間に、面内で均一な第2電圧を印加する。これにより、屈折率可変層132に与えられる電界が面内で略均一になり、屈折率可変層132の屈折率を面内で略均一にすることができる。
When the
透明モードで印加する第2電圧の大きさは、屈折率可変層132に含まれる複数の液晶分子135を十分に配向させることができる大きさである。具体的には、制御部22は、透明モードを実行する場合に、採光モード及びセキュリティモードのいずれで印加する電圧よりも大きい値の電圧を印加する。
The magnitude of the second voltage applied in the transparent mode is such that a plurality of
この場合、図4Bに示すように、液晶分子135は、その長軸方向が配光デバイス100の厚み方向(y軸方向)に沿うように配向される。このため、屋外側から入射する光Lは、液晶分子135の短軸方向の屈折率を受ける。なお、透明モードでは、光LのP偏光成分及びS偏光成分のいずれも、液晶分子135の短軸方向の屈折率を受ける。
In this case, as shown in FIG. 4B, the
短軸方向の屈折率は、常光屈折率(no)であり、凸部133の屈折率1.5に等しい。このため、凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差が実質的に0になる。
The refractive index in the minor axis direction is the normal light refractive index (no), which is equal to the refractive index of 1.5 of the
したがって、図4Bに示すように、斜め下方に入射する太陽光などの光Lは、配光デバイス100をそのまま通過して、屋内の床などに照射される。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the light L such as sunlight incident obliquely downward passes through the
<セキュリティモード>
次に、セキュリティモードについて図4Cを用いて説明する。図4Cは、本実施の形態に係る配光デバイス100のセキュリティモードを説明するための拡大断面図である。
<Security mode>
Next, the security mode will be described with reference to FIG. 4C. FIG. 4C is an enlarged cross-sectional view for explaining the security mode of the
セキュリティモードは、配光デバイス100を第2基板120から第1基板110に通過する光を散乱させるモードである。セキュリティモードは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードの一例である。つまり、セキュリティモードでは、採光モードで生じる屈折率差よりも大きい屈折率差を発生させる。セキュリティモードは、現在時刻が夜間に含まれる場合に実行される。
The security mode is a mode in which the light passing through the
第2屈折率差は、例えば、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に生じうる屈折率差の最大値である。なお、第2屈折率差は、最大値でなくてもよいが、値が大きい程、光の散乱効果を高めることができる。
The second refractive index difference is, for example, the maximum value of the refractive index difference that can occur at the interface between the plurality of
セキュリティモードでは、制御部22は、第1電極層140と第2電極層150との間に電圧を印加しない。つまり、屈折率可変層132には、電界を与えない。
In the security mode, the
この場合、図4Cに示すように、液晶分子135は、その長軸方向が凸部133の並び方向に沿って配向される。このため、屋内側から入射する光LのS偏光成分は、液晶分子135の長軸方向の屈折率を受ける。長軸方向の屈折率は、異常光屈折率(ne)であり、具体的には1.7である。このため、屈折率可変層132の屈折率1.7と凸部133の屈折率1.5との差は、0.2で最大値になる。
In this case, as shown in FIG. 4C, the
したがって、図4Cに示すように、屋内側から水平方向に第2基板120に入射する光Lは、凸部133の側面133a及び133bによって反射(全反射)されて、様々な方向へ散乱される。
Therefore, as shown in FIG. 4C, the light L incident on the
なお、光LのP偏光成分は、液晶分子135の短軸方向の屈折率を受けるため、透明モードと同様に、配光デバイス100をそのまま通過する。
Since the P-polarized light component of the light L receives the refractive index of the
以上のように、屋外側から配光デバイス100を介して屋内を見ようとした場合、セキュリティモードでは、屋内からの光LのS偏光成分が散乱される。したがって、配光デバイス100が曇りガラスのように機能し、屋内の様子を屋外から見えにくくすることができる。凸部133と屈折率可変層132との界面の屈折率差が大きい程、散乱効果も高まるので、セキュリティ効果も高められる。
As described above, when an attempt is made to look indoors from the outdoor side via the
[動作]
続いて、本実施の形態に係る配光制御システム1の制御装置10の動作について、図5を用いて説明する。図5は、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御方法を示すフローチャートである。
[motion]
Subsequently, the operation of the
図5に示すように、まず、時刻取得部21が時計部30から時刻情報を取得する(S10)。時刻情報は、具体的には、現在時刻を示している。
As shown in FIG. 5, first, the
次に、制御部22は、現在時刻が夜間に含まれるか否かを判定する(S11)。現在時刻が夜間に含まれる場合(S11でYes)、制御部22は、セキュリティモードを実行する(S12)。具体的には、制御部22は、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差を最大にする。
Next, the
現在時刻が夜間に含まれない場合(S11でNo)、制御部22は、採光モード又は透明モードを実行する(S13)。例えば、制御部22は、ユーザからの指示がない場合には、採光モードを実行する。制御部22は、ユーザからの指示を受けた時点で採光モードから透明モードに切り替えて実行してもよい。
When the current time is not included in the nighttime (No in S11), the
制御部22は、配光デバイス100の制御を終了しない場合(S14でNo)、ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。ユーザなどの指示により、配光デバイス100の制御を終了する場合(S14でYes)、制御部22は、配光デバイス100の制御を終了する。終了時点では、例えば、ステップS12又はステップS13で実行中の駆動モードが維持される。あるいは、制御部22は、予め定められた駆動モードで配光デバイス100を動作させてもよく、又は、配光層130に与える電界を停止してもよい。
When the
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る配光制御システム1は、配光デバイス100の制御装置10と、配光デバイス100とを備える。本実施の形態に係る配光デバイス100の制御装置10は、時刻を示す時刻情報を取得する取得部20と、時刻情報に基づいて、入射した光を配光する配光層130を備える配光デバイス100を制御する制御部22とを備える。配光層130は、複数の凸部133を有する凹凸層131と、複数の凸部133間を充填するように配置され、与えられる電界に応じて屈折率が変化する屈折率可変層132とを備える。制御部22は、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードの一例である採光モードと、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードの一例であるセキュリティモードとを有する。制御部22は、時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合、セキュリティモードを実行する。
[Effects, etc.]
As described above, the light distribution control system 1 according to the present embodiment includes the
これにより、セキュリティモードでは、採光モードよりも屈折率差が大きくなるので、光の散乱効果を高めることができる。夜間などの屋外より屋内の方が明るい場合に、屋内からの光を配光デバイス100が散乱させることができる。したがって、屋外から配光デバイス100を介して屋内を見た場合に、屋内からの光が散乱されるので、屋内の様子が見えにくくなる。このように、本実施の形態によれば、セキュリティ性を高めることができる。
As a result, in the security mode, the difference in refractive index becomes larger than in the lighting mode, so that the light scattering effect can be enhanced. When it is brighter indoors than outdoors, such as at night, the
また、例えば、第2屈折率差は、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に生じうる屈折率差の最大値である。
Further, for example, the second refractive index difference is the maximum value of the refractive index difference that can occur at the interface between the plurality of
これにより、配光デバイス100の散乱効果を最大にすることができるので、セキュリティ性を十分に高めることができる。
As a result, the scattering effect of the
また、例えば、制御部22は、さらに、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面の屈折率差を実質的に0にする第3モードの一例である透明モードを有する。
Further, for example, the
これにより、配光デバイス100を窓として機能させることができる。
As a result, the
また、例えば、本実施の形態に係る配光制御方法は、時刻を示す時刻情報を取得する取得ステップと、時刻情報に基づいて、入射した光を配光する配光層130を備える配光デバイス100を制御する制御ステップとを含む。制御ステップでは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に第1屈折率差を発生させる採光モードと、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面に第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させるセキュリティモードとを選択的に実行する。時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合、セキュリティモードを実行する。また、例えば、本実施の形態に係るプログラムは、上記配光制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
Further, for example, the light distribution control method according to the present embodiment is a light distribution device including an acquisition step of acquiring time information indicating a time and a
これにより、制御装置10と同様に、セキュリティ性を高めることができる。
As a result, security can be enhanced as in the
(実施の形態2)
続いて、実施の形態2に係る配光制御システムについて説明する。
(Embodiment 2)
Subsequently, the light distribution control system according to the second embodiment will be described.
[構成]
図6は、本実施の形態に係る配光制御システム2の構成を示すブロック図である。図6に示すように、配光制御システム2は、図1に示す実施の形態1に係る配光制御システム1と比較して、制御装置10の代わりに制御装置10aを備える点と、新たに、屋外照度計31を備える点とが相違する。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[Constitution]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the light
制御装置10aは、時刻情報だけでなく、屋外照度計31によって検出された屋外の照度に基づいて配光デバイス100を制御する。図6に示すように、制御装置10aは、取得部20aと、制御部22aとを備える。
The
取得部20aは、時刻取得部21と、屋外照度取得部21aとを備える。時刻取得部21は、実施の形態1と同じである。
The
屋外照度取得部21aは、屋外の照度を示す屋外照度情報を取得する。屋外照度取得部21aは、屋外照度計31が出力した屋外照度情報を受け付ける入力インタフェースなどで実現される。屋外照度情報は、例えば、配光デバイス100が設置された位置での屋外の照度を示している。
The outdoor
制御部22aは、制御部22の動作に加えて、屋外照度情報が示す照度が所定の閾値以下である場合に、セキュリティモードを実行する。例えば、制御部22aは、現在時刻が夜間に含まれない場合に、屋外照度情報が示す照度と閾値とを比較する。屋外照度情報が示す照度が閾値以下である場合、具体的には屋外が暗い場合に、制御部22aは、セキュリティモードを実行する。ここでの閾値は、例えば1000Luxである。
In addition to the operation of the
屋外照度計31は、配光デバイス100の屋外側に配置された照度計である。例えば、屋外照度計31は、配光デバイス100の第1基板110の屋外側の面に取り付けられていてもよい。屋外照度計31は、太陽光などの屋外から配光デバイス100に入射する光の照度を検出し、検出した照度を示す屋外照度情報を出力する。
The
[動作]
続いて、本実施の形態に係る配光制御システム2の制御装置10aの動作について、図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御方法を示すフローチャートである。
[motion]
Subsequently, the operation of the
図7に示すように、まず、時刻取得部21が時計部30から時刻情報を取得する(S10)。時刻情報は、具体的には、現在時刻を示している。
As shown in FIG. 7, first, the
次に、制御部22aは、現在時刻が夜間に含まれるか否かを判定する(S11)。現在時刻が夜間に含まれる場合(S11でYes)、制御部22aは、セキュリティモードを実行する(S12)。具体的には、制御部22aは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差を最大にする。
Next, the
現在時刻が夜間に含まれない場合(S11でNo)、屋外照度取得部21aが屋外照度計31から屋外照度情報を取得する(S20)。次に、制御部22aは、屋外照度情報が示す屋外の照度と所定の閾値とを比較する(S21)。
When the current time is not included at night (No in S11), the outdoor
屋外の照度が閾値以下である場合、すなわち、屋外が暗い場合(S21でYes)、制御部22aは、セキュリティモードを実行する(S12)。屋外の照度が閾値より大きい場合、すなわち、屋外が明るい場合(S21でNo)、制御部22aは、採光モード又は透明モードを実行する(S13)。例えば、制御部22aは、ユーザからの指示がない場合には、採光モードを実行する。制御部22aは、ユーザからの指示を受けた時点で採光モードから透明モードに切り替えて実行してもよい。
When the outdoor illuminance is below the threshold value, that is, when the outdoors are dark (Yes in S21), the
制御部22aは、配光デバイス100の制御を終了しない場合(S14でNo)、ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。ユーザなどの指示により、配光デバイス100の制御を終了する場合(S14でYes)、制御部22aは、配光デバイス100の制御を終了する。
When the
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御装置10aでは、取得部20aは、さらに、屋外の照度を示す屋外照度情報を取得する。制御部22aは、屋外照度情報が示す照度が所定の閾値以下である場合に、セキュリティモードを実行する。
[Effects, etc.]
As described above, in the
例えば、昼間であっても天候が曇り又は雨などで屋外が暗い場合、屋内が明るいと、屋外から屋内の様子が見やすくなる。本実施の形態によれば、現在時刻が夜間に含まれなくても、屋外が暗い場合にセキュリティモードを実行することができる。したがって、本実施の形態によれば、配光デバイス100のセキュリティ性を更に高めることができる。
For example, even in the daytime, when the weather is cloudy or rainy and the outdoors are dark, if the indoors are bright, it becomes easier to see the indoor situation from the outdoors. According to this embodiment, the security mode can be executed when the outdoors are dark even if the current time is not included at night. Therefore, according to the present embodiment, the security of the
また、季節又は地域によらず、夜間の設定を固定値とした場合であっても、屋外が暗くなった場合にセキュリティモードを実行することができる。したがって、例えば、冬季などの日の入りが早い場合に、現在時刻が夜間に含まれないときでもセキュリティモードを実行することができる。このように、本実施の形態によれば、配光デバイス100のセキュリティ性を更に高めることができる。
Further, regardless of the season or region, even when the nighttime setting is set to a fixed value, the security mode can be executed when the outdoors become dark. Therefore, for example, when the sunset is early such as in winter, the security mode can be executed even when the current time is not included in the nighttime. As described above, according to the present embodiment, the security of the
(実施の形態3)
続いて、実施の形態3に係る配光制御システムについて説明する。
(Embodiment 3)
Subsequently, the light distribution control system according to the third embodiment will be described.
[構成]
図8は、本実施の形態に係る配光制御システム3の構成を示すブロック図である。図8に示すように、配光制御システム3は、図6に示す実施の形態2に係る配光制御システム2と比較して、制御装置10aの代わりに制御装置10bを備える点と、新たに、屋内照度計32を備える点とが相違する。以下では、実施の形態2との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[Constitution]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the light
制御装置10bは、時刻情報だけでなく、屋外照度計31及び屋内照度計32によって検出された屋外及び屋内の照度に基づいて配光デバイス100を制御する。図8に示すように、制御装置10bは、取得部20bと、制御部22bとを備える。
The
取得部20bは、時刻取得部21と、屋外照度取得部21aと、屋内照度取得部21bとを備える。時刻取得部21は、実施の形態1と同じである。屋外照度取得部21aは、実施の形態2と同じである。
The
屋内照度取得部21bは、屋内の照度を示す屋内照度情報を取得する。屋内照度取得部21bは、屋内照度計32が出力した屋内照度情報を受け付ける入力インタフェースなどで実現される。屋内照度情報は、例えば、配光デバイス100が設置された建物の屋内の照度を示している。
The indoor
制御部22bは、制御部22の動作に加えて、屋内照度情報が示す照度が、屋外照度情報が示す照度より大きい場合に、セキュリティモードを実行する。例えば、制御部22bは、現在時刻が夜間に含まれない場合に、屋内照度情報が示す照度と、屋外照度情報が示す照度とを比較する。屋内照度情報が示す照度が、屋外照度情報が示す照度より大きい場合、具体的には屋内が屋外より明るい場合に、制御部22bは、セキュリティモードを実行する。
In addition to the operation of the
屋内照度計32は、配光デバイス100の屋内側に配置された照度計である。例えば、屋内照度計32は、配光デバイス100の第2基板120の屋内側の面に取り付けられていてもよい。屋内照度計32は、屋内に配置された照明装置などから出射されて配光デバイス100に入射する光の照度を検出し、検出した照度を示す屋内照度情報を出力する。
The
なお、本実施の形態において、実施の形態2と同様に、制御部22bは、屋外の照度が閾値以上である場合に、セキュリティモードを実行してもよい。つまり、屋外と屋内との照度差だけでなく、屋外の照度のみを利用してセキュリティモードを実行するか否かを判定してもよい。
In the present embodiment, as in the second embodiment, the
[動作]
続いて、本実施の形態に係る配光制御システム3の制御装置10bの動作について、図9を用いて説明する。図9は、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御方法を示すフローチャートである。
[motion]
Subsequently, the operation of the
図9に示すように、まず、時刻取得部21が時計部30から時刻情報を取得する(S10)。時刻情報は、具体的には、現在時刻を示している。
As shown in FIG. 9, first, the
次に、制御部22bは、現在時刻が夜間に含まれるか否かを判定する(S11)。現在時刻が夜間に含まれる場合(S11でYes)、制御部22bは、セキュリティモードを実行する(S12)。具体的には、制御部22bは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差を最大にする。
Next, the
現在時刻が夜間に含まれない場合(S11でNo)、屋内照度取得部21bが屋内照度計32から屋内照度情報を取得し、屋外照度取得部21aが屋外照度計31から屋外照度情報を取得する(S30)。次に、制御部22bは、屋内照度情報が示す屋内の照度と屋外照度情報が示す屋外の照度とを比較する(S31)。
When the current time is not included in the nighttime (No in S11), the indoor
屋内の照度が屋外の照度より大きい場合、すなわち、屋内が明るい場合(S31でYes)、制御部22bは、セキュリティモードを実行する(S12)。屋内の照度が屋外の照度以下の場合、すなわち、屋内が暗い場合(S31でNo)、制御部22bは、採光モード又は透明モードを実行する(S13)。例えば、制御部22bは、ユーザからの指示がない場合には、採光モードを実行する。制御部22bは、ユーザからの指示を受けた時点で採光モードから透明モードに切り替えて実行してもよい。
When the indoor illuminance is larger than the outdoor illuminance, that is, when the indoor illuminance is bright (Yes in S31), the
制御部22bは、配光デバイス100の制御を終了しない場合(S14でNo)、ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。ユーザなどの指示により、配光デバイス100の制御を終了する場合(S14でYes)、制御部22bは、配光デバイス100の制御を終了する。
When the
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御装置10bでは、取得部20bは、さらに、屋外の照度を示す屋外照度情報と、屋内の照度を示す屋内照度情報とを取得する。制御部22bは、屋内照度情報が示す照度が、屋外照度情報が示す照度より大きい場合に、セキュリティモードを実行する。
[Effects, etc.]
As described above, in the
例えば、昼間であっても天候が曇り又は雨などで、屋内が屋外より明るい場合には、屋外から屋内の様子が見やすくなる。本実施の形態によれば、現在時刻が夜間に含まれなくても、屋内が屋外より明るい場合にセキュリティモードを実行することができる。したがって、本実施の形態によれば、配光デバイス100のセキュリティ性を更に高めることができる。
For example, even in the daytime, when the weather is cloudy or rainy and the indoors are brighter than the outdoors, it becomes easier to see the indoors from the outdoors. According to this embodiment, the security mode can be executed when the indoor area is brighter than the outdoor area even if the current time is not included in the nighttime. Therefore, according to the present embodiment, the security of the
また、季節又は地域によらず、夜間の設定を固定値とした場合であっても、屋内が屋外より明るくなった場合にセキュリティモードを実行することができる。したがって、例えば、冬季などの日の入りが早い場合に、現在時刻が夜間に含まれないときでもセキュリティモードを実行することができる。このように、本実施の形態によれば、配光デバイス100のセキュリティ性を更に高めることができる。
Further, regardless of the season or region, even when the nighttime setting is set to a fixed value, the security mode can be executed when the indoor area becomes brighter than the outdoor area. Therefore, for example, when the sunset is early such as in winter, the security mode can be executed even when the current time is not included in the nighttime. As described above, according to the present embodiment, the security of the
(実施の形態4)
続いて、実施の形態4に係る配光制御システムについて説明する。
(Embodiment 4)
Subsequently, the light distribution control system according to the fourth embodiment will be described.
[構成]
図10は、本実施の形態に係る配光制御システム4の構成を示すブロック図である。図10に示すように、配光制御システム4は、図1に示す実施の形態1に係る配光制御システム1と比較して、制御装置10の代わりに制御装置10cを備える点と、新たに、端末装置33を備える点とが相違する。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[Constitution]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the light
制御装置10cは、時刻情報だけでなく、端末装置33から送信される操作情報に基づいて配光デバイス100を制御する。図10に示すように、制御装置10cは、取得部20cと、制御部22cとを備える。
The
取得部20cは、時刻取得部21と、受信部21cとを備える。時刻取得部21は、実施の形態1と同じである。
The
受信部21cは、端末装置33から操作情報を取得する。受信部21cは、端末装置33が出力した操作情報を受信する通信インタフェース又は赤外線受信機などで実現される。
The receiving
操作情報は、配光デバイス100の駆動モードを選択するための情報である。具体的には、操作情報は、セキュリティモードを選択するためのモード情報を含んでいる。操作情報には、採光モード及び透明モードの各々を選択するためのモード情報が含まれてもよい。
The operation information is information for selecting the drive mode of the
制御部22cは、制御部22の動作に加えて、取得部20cが操作情報を取得した場合に、セキュリティモードを実行する。具体的には、制御部22cは、受信部21cが受信した操作情報に含まれるモード情報が示す駆動モードを実行する。例えば、制御部22cは、現在時刻が夜間に含まれない場合に、セキュリティモードを示すモード情報を受信部21cが受信したとき、セキュリティモードを実行する。
In addition to the operation of the
また、例えば、制御部22cは、採光モードを示すモード情報を受信部21cが受信したとき、採光モードを実行する。同様に、制御部22cは、透明モードを示すモード情報を受信部21cが受信したとき、透明モードを実行する。
Further, for example, the
端末装置33は、配光デバイス100の駆動モードを指示するための操作端末である。端末装置33は、例えば、スマートフォンなどの情報処理端末であるが、専用のリモートコントローラでもよい。ユーザは、端末装置33を操作することで、配光デバイス100の駆動モードを指示することができる。端末装置33は、ユーザが指示した駆動モードを示すモード情報を制御装置10cに送信する。
The
これにより、ユーザは端末装置33を操作することで、任意のタイミングで配光デバイス100を任意の駆動モードで動作させることができる。例えば、昼間に、配光デバイス100をセキュリティモードで動作させることもできる。また、配光デバイス100の採光モードと透明モードとの切り替えもユーザが指示することができる。また、夜間において、配光デバイス100を透明モード又は採光モードで動作させることもできる。
As a result, the user can operate the
なお、本実施の形態において、実施の形態2と同様に、取得部20cは、屋外照度取得部21aを備えてもよい。制御部22cは、さらに、屋外の照度が閾値以上である場合に、セキュリティモードを実行してもよい。つまり、操作情報だけでなく、屋外の照度のみを利用してセキュリティモードを実行するか否かを判定してもよい。
In the present embodiment, as in the second embodiment, the
また、実施の形態3と同様に、取得部20cは、屋外照度取得部21aと屋内照度取得部21bとを備えてもよい。制御部22cは、さらに、屋内の照度が屋外の照度より大きい場合に、セキュリティモードを実行してもよい。つまり、操作情報だけでなく、屋外と行いの照度差を利用してセキュリティモードを実行するか否かを判定してもよい。
Further, as in the third embodiment, the
このように、制御部22cは、複数の条件の少なくとも1つを満たした場合に、セキュリティモードを実行してもよい。複数の条件には、(i)現在時刻が夜間に含まれること、(ii)屋外の照度が閾値以上であること、(iii)屋内の照度が屋外の照度より大きいこと、及び、(iv)端末装置からの操作情報を取得したこと、などが含まれる。例えば、制御部22cは、条件(i)〜(iv)の少なくとも1つが満たされた場合に、セキュリティモードを実行する。
As described above, the
[動作]
続いて、本実施の形態に係る配光制御システム4の制御装置10cの動作について、図11を用いて説明する。図11は、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御方法を示すフローチャートである。
[motion]
Subsequently, the operation of the
図11に示すように、まず、時刻取得部21が時計部30から時刻情報を取得する(S10)。時刻情報は、具体的には、現在時刻を示している。
As shown in FIG. 11, first, the
次に、制御部22cは、現在時刻が夜間に含まれるか否かを判定する(S11)。現在時刻が夜間に含まれる場合(S11でYes)、制御部22cは、セキュリティモードを実行する(S12)。具体的には、制御部22cは、複数の凸部133と屈折率可変層132との界面における屈折率差を最大にする。
Next, the
現在時刻が夜間に含まれない場合(S11でNo)、受信部21cが操作情報を取得したとき(S40でYes)、制御部22cは、セキュリティモードを実行する(S12)。具体的には、受信部21cがセキュリティモードを示すモード情報を取得した場合に、制御部22cは、セキュリティモードを実行する。
When the current time is not included in the nighttime (No in S11), when the receiving
受信部21cが操作情報を取得しない場合(S40でNo)、制御部22cは、採光モード又は透明モードを実行する(S13)。例えば、制御部22cは、ユーザからの指示がない場合には、採光モードを実行する。制御部22cは、ユーザからの指示を受けた時点で採光モードから透明モードに切り替えて実行してもよい。
When the receiving
制御部22cは、配光デバイス100の制御を終了しない場合(S14でNo)、ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。ユーザなどの指示により、配光デバイス100の制御を終了する場合(S14でYes)、制御部22cは、配光デバイス100の制御を終了する。
When the
なお、図11には示していないが、現在時刻が夜間に含まれる場合であっても、受信部21cが透明モード又は採光モードを示すモード情報を受信したとき、制御部22cは、受信したモード情報が示す駆動モードを実行してもよい。
Although not shown in FIG. 11, even when the current time is included at night, when the receiving
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る配光デバイス100の制御装置10cでは、取得部20cは、さらに、セキュリティモードを選択するための操作情報を、端末装置33から取得する。制御部22cは、取得部20cが操作情報を取得した場合に、セキュリティモードを実行する。
[Effects, etc.]
As described above, in the
これにより、端末装置33を操作することで、任意のタイミングでセキュリティモードを実行させることができる。周囲環境によらず、ユーザの求めるときにセキュリティモードを実行することができるので、配光デバイス100のセキュリティ性を更に高めることができる。
As a result, the security mode can be executed at an arbitrary timing by operating the
(実施の形態5)
続いて、実施の形態5に係る配光制御システムについて説明する。
(Embodiment 5)
Subsequently, the light distribution control system according to the fifth embodiment will be described.
本実施の形態に係る配光制御システムは、実施の形態1〜4に係る配光制御システム1〜4の各々が備える配光デバイス100とは異なる配光デバイスを備える。本実施の形態に係る配光デバイスを制御する制御装置の動作は、実施の形態1〜4で説明した動作と同様である。以下では、本実施の形態に係る配光デバイスの構成を中心に説明し、他の実施の形態との共通点の説明を省略又は簡略化する。
The light distribution control system according to the present embodiment includes a light distribution device different from the
図12は、本実施の形態に係る配光デバイス200の断面図である。図13は、本実施の形態に係る配光デバイス200の拡大断面図であり、図12の一点鎖線で囲まれる領域XIIIの拡大断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
図12及び図13に示すように、配光デバイス200は、第1基板110と、第2基板120と、配光層230と、第1電極層140と、第2電極層150とを備える。配光層230以外の構成は、実施の形態1と同様である。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
配光層230は、第1電極層140と第2電極層150との間に配置される。配光層230は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、配光層230は、配光層230を光が通過する際に、その光の進行方向を変更する。
The
配光層230は、凹凸層131と、屈折率可変層232とを有する。凹凸層131は、配光デバイス100の凹凸層131と同じ構成を有する。
The
図13に示すように、屈折率可変層232は、絶縁性液体235と、絶縁性液体235に含まれるナノ粒子236とを有する。屈折率可変層232は、無数のナノ粒子236が絶縁性液体235に分散されたナノ粒子分散層である。
As shown in FIG. 13, the variable
絶縁性液体235は、絶縁性を有する透明な液体であり、分散質としてナノ粒子236が分散される分散媒となる溶媒である。絶縁性液体235としては、例えば、屈折率(溶媒屈折率)が約1.3〜約1.5の材料を用いることができる。本実施の形態では、屈折率が約1.4の絶縁性液体235を用いている。
The insulating
なお、絶縁性液体235の動粘度は、100mm2/s程度であるとよい。また、絶縁性液体235は、低誘電率(例えば、凹凸層131の誘電率以下)で、非引火性(例えば、引火点が250℃以上の高引火点)及び低揮発性を有してもよい。具体的には、絶縁性液体235は、脂肪族炭化水素、ナフサ、及びその他の石油系溶剤などの炭化水素、低分子量ハロゲン含有ポリマー、又は、これらの混合物などである。一例として、絶縁性液体235は、フッ化炭素水素などのハロゲン化炭素水素である。なお、絶縁性液体235としては、シリコーンオイルなどを用いることもできる。
The kinematic viscosity of the insulating
ナノ粒子236は、絶縁性液体235に複数分散されている。ナノ粒子236は、粒径がナノオーダサイズの微粒子である。具体的には、入射光の波長をλとすると、ナノ粒子236の粒径は、λ/4以下であるとよい。ナノ粒子236の粒径をλ/4以下にすることで、ナノ粒子236による光散乱を少なくして、ナノ粒子236と絶縁性液体235との平均的な屈折率を得ることができる。ナノ粒子236の粒径は、小さい程よく、好ましくは100nm以下、より好ましくは、数nm〜数十nmである。
A plurality of
ナノ粒子236は、例えば、高屈折率材料によって構成されている。具体的には、ナノ粒子236の屈折率は、絶縁性液体235の屈折率よりも高い。本実施の形態において、ナノ粒子236の屈折率は、凹凸層131の屈折率よりも高い。
The
ナノ粒子236としては、金属酸化物微粒子を用いることができる。また、ナノ粒子236は、透過率が高い材料で構成されていてもよい。本実施の形態では、ナノ粒子236として、酸化ジルコニウム(ZrO2)によって構成された屈折率が2.1の透明なジルコニア粒子を用いている。なお、ナノ粒子236は、酸化ジルコニウムに限らず、酸化チタンなどによって構成されていてもよい。
As the
また、ナノ粒子236は、帯電している荷電粒子である。例えば、ナノ粒子236の表面を修飾することで、ナノ粒子236を正(プラス)又は負(マイナス)に帯電させることができる。本実施の形態において、ナノ粒子236は、正(プラス)に帯電している。
Further, the
このように構成された屈折率可変層232では、帯電したナノ粒子236が絶縁性液体235の全体に分散されている。本実施の形態では、ナノ粒子236として屈折率が2.1のジルコニア粒子を用いて、ナノ粒子236を溶媒屈折率が約1.4の絶縁性液体235に分散させたものを屈折率可変層232としている。
In the variable
また、屈折率可変層232の全体の屈折率(平均屈折率)は、ナノ粒子236が絶縁性液体235内に均一に分散された状態において、凹凸層131の屈折率と略同一に設定されており、本実施の形態では、約1.5である。なお、屈折率可変層232の全体の屈折率は、絶縁性液体235に分散するナノ粒子236の濃度(量)を調整することによって変えることができる。詳細は後述するが、ナノ粒子236の量は、例えば、凹凸層131の凹部134に埋まる程度である。この場合、絶縁性液体235に対するナノ粒子236の濃度は、約10%〜30%である。
Further, the overall refractive index (average refractive index) of the variable
屈折率可変層232は、凹凸層131と第2電極層150との間に配置されている。具体的には、屈折率可変層232は、凹凸層131に接している。つまり、屈折率可変層232における凹凸層131の凹凸表面との接触面は、屈折率可変層232と凹凸層131の凹凸表面との界面である。なお、屈折率可変層232は、第2電極層150にも接しているが、屈折率可変層232と第2電極層150との間に他の層(膜)が介在していてもよい。
The variable
また、屈折率可変層232は、与えられる電界に応じて屈折率が変化する。電界は、第1電極層140及び第2電極層150間に印加される電圧に応じて変化する。具体的には、屈折率可変層232は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。例えば、第1電極層140と第2電極層150との間には直流電圧が印加される。
Further, the refractive index of the variable
絶縁性液体235中に分散するナノ粒子236は帯電しているので、屈折率可変層232に電界が与えられると、ナノ粒子236は、電界分布に従って絶縁性液体235中を泳動し、絶縁性液体235内で偏在する。これにより、屈折率可変層232内のナノ粒子236の粒子分布が変化して屈折率可変層232内にナノ粒子236の濃度分布を持たせることができるので、屈折率可変層232内の屈折率分布が変化する。つまり、屈折率可変層232の屈折率が部分的に変化する。
Since the
屈折率可変層232の厚さは、例えば1μm〜100μmであるが、これに限らない。一例として、凹凸層131の凸部133の高さが10μmである場合、屈折率可変層232の厚さは、例えば40μmである。
The thickness of the variable
[駆動モード]
続いて、本実施の形態において、制御装置10が実行する3つの駆動モードの詳細について説明する。
[Drive mode]
Subsequently, in the present embodiment, the details of the three drive modes executed by the
<採光モード>
まず、採光モードについて図14Aを用いて説明する。図14Aは、本実施の形態に係る配光デバイス200の採光モードを説明するための拡大断面図である。
<Daylighting mode>
First, the lighting mode will be described with reference to FIG. 14A. FIG. 14A is an enlarged cross-sectional view for explaining the lighting mode of the
採光モードは、配光デバイス200に入射する光の進行方向を曲げて、入射方向とは異なる方向に出射させる配光モードである。採光モードは、現在時刻が夜間に含まれない場合、具体的には昼間に実行される。採光モードは、複数の凸部133と屈折率可変層232との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードである。
The daylighting mode is a daylighting mode in which the traveling direction of the light incident on the
制御部22は、配光デバイス200を採光モードで動作させる場合、第1電極層140と第2電極層150との間に所定の第1電圧を印加する。具体的には、制御部22は、第1電極層140と第2電極層150との間に、第2電極層150の電位が第1電極層140の電位より高くなるように、面内で均一な第1電圧を印加する。例えば、制御部22は、第2電極層150に正の電位を、第1電極層140に負又は0の電位を印加する。第1電圧は、例えば、大きさ(電位差)が数十Vの直流電圧である。
When the
なお、採光モードで印加する第1電圧の大きさは、例えば、太陽光の入射角度に基づいて定められる。例えば、制御部22は、太陽高度に基づいて印加する第1電圧の大きさを所定の範囲内で調整する。第1電圧の大きさが小さい程、配光デバイス200は、透明モードで駆動された状態に近づく。第1電圧の大きさが大きい程、配光デバイス200は、セキュリティモードで駆動された状態に近づく。ナノ粒子236の偏在状態に応じて、屈折率可変層232の屈折率は変化する。
The magnitude of the first voltage applied in the lighting mode is determined based on, for example, the incident angle of sunlight. For example, the
例えば、図14Aに示すように、ナノ粒子236は、プラスに帯電しているので、第1電極層140に向かって泳動し、屈折率可変層232内の凹凸層131側に凝集されて偏在する。このとき、ナノ粒子236は、隣り合う凸部133の間、すなわち、凹部134に入り込んで集積していく。
For example, as shown in FIG. 14A, since the
これにより、図14Aに示すように、屈折率可変層232内でナノ粒子236の濃度分布が形成される。例えば、凹凸層131側の第1領域232aでは、ナノ粒子236の濃度が高くなり、第2電極層150側の第2領域232bでは、ナノ粒子236の濃度が低くなる。したがって、第1領域232aと第2領域232bとには、屈折率差が生じる。本実施の形態では、ナノ粒子236の屈折率が絶縁性液体235の屈折率よりも高い。このため、ナノ粒子236の濃度が高い第1領域232aの屈折率は、ナノ粒子236の濃度が低い、すなわち、絶縁性液体235の割合が多い第2領域232bの屈折率よりも高くなる。例えば、第1領域232aの屈折率は、ナノ粒子236の濃度に応じて約1.6〜約1.8になる。第2領域232bの屈折率は、ナノ粒子236の濃度に応じて約1.4〜約1.6になる。
As a result, as shown in FIG. 14A, a concentration distribution of
本実施の形態では、凸部133の屈折率が1.5であるので、凸部133と屈折率可変層232との界面における屈折率差(=約0.1〜約0.3)が生じる。これにより、図14Aに示すように、屋外側から入射する光Lは、側面133bで屈折した後、側面133aで反射(全反射)される。これにより、斜め下方に入射する太陽光などの光Lは、配光デバイス200によって進行方向が曲げられて、屋内の天井面などに照射される。配光デバイス200から出射される光Lの方向は、凸部133と屈折率可変層232との界面における屈折率差によって変わる。このため、制御部22は、屈折率可変層232に与える電界、すなわち、第1電極層140及び第2電極層150に印加する第1電圧の大きさを調整することで、配光デバイス200から出射される光Lの方向を変更することができる。なお、本実施の形態では、光Lの偏光によらず、全ての光が配光される。
In the present embodiment, since the refractive index of the
<透明モード>
次に、透明モードについて図14Bを用いて説明する。図14Bは、本実施の形態に係る配光デバイス200の透明モードを説明するための拡大断面図である。
<Transparent mode>
Next, the transparent mode will be described with reference to FIG. 14B. FIG. 14B is an enlarged cross-sectional view for explaining the transparent mode of the
透明モードは、配光デバイス200に入射する光をそのまま透過させるモードである。透明モードは、複数の凸部133と屈折率可変層232との界面の屈折率差を実質的に0にする第3モードの一例である。透明モードは、現在時刻が夜間に含まれない場合、具体的には昼間に実行される。
The transparent mode is a mode in which the light incident on the
制御部22は、配光デバイス200を透明モードで動作させる場合、第1電極層140と第2電極層150との間に電圧を印加しない。具体的には、制御部22は、第1電極層140と第2電極層150とを同電位にすることで、屈折率可変層232に電界を与えない。
When the
この場合、図14Bに示すように、ナノ粒子236は、絶縁性液体235内の全体に略均等に分散される。つまり、ナノ粒子236は、絶縁性液体235内で偏在せず、濃度分布をほとんど形成しない。このため、屈折率可変層232の屈折率は、屈折率可変層232の全体で略均一になる。
In this case, as shown in FIG. 14B, the
本実施の形態では、ナノ粒子236が絶縁性液体235内に均等に分散されている場合の、屈折率可変層232の屈折率は、凸部133の屈折率1.5に等しい。このため、凸部133と屈折率可変層232との界面における屈折率差が実質的に0になる。
In the present embodiment, the refractive index of the variable
したがって、図14Bに示すように、斜め下方に入射する太陽光などの光Lは、配光デバイス100をそのまま通過して、屋内の床などに照射される。
Therefore, as shown in FIG. 14B, the light L such as sunlight incident obliquely downward passes through the
<セキュリティモード>
次に、セキュリティモードについて図14Cを用いて説明する。図14Cは、本実施の形態に係る配光デバイス200のセキュリティモードを説明するための拡大断面図である。
<Security mode>
Next, the security mode will be described with reference to FIG. 14C. FIG. 14C is an enlarged cross-sectional view for explaining the security mode of the
セキュリティモードは、配光デバイス200を第2基板120から第1基板110に通過する光を散乱させるモードである。セキュリティモードは、複数の凸部133と屈折率可変層232との界面に第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードの一例である。つまり、セキュリティモードでは、採光モードで生じる屈折率差よりも大きい屈折率差を発生させる。セキュリティモードは、現在時刻が夜間に含まれる場合に実行される。
The security mode is a mode in which the light passing through the
第2屈折率差は、例えば、複数の凸部133と屈折率可変層232との界面に生じうる屈折率差の最大値である。なお、第2屈折率差は、最大値でなくてもよいが、値が大きい程、光の散乱効果を高めることができる。
The second refractive index difference is, for example, the maximum value of the refractive index difference that can occur at the interface between the plurality of
セキュリティモードでは、制御部22は、第1電極層140と第2電極層150との間に、配光モードで印加する第1電圧よりも大きい第3電圧を印加する。具体的には、第3電圧は、第1電圧と極性が同じで、大きさ(電位差)が大きい直流電圧である。制御部22は、第1電極層140と第2電極層150との間に、第2電極層150の電位が第1電極層140の電位より高くなるように、面内で均一な第3電圧を印加する。具体的には、第3電圧の大きさは、絶縁性液体235内に分散しているナノ粒子236の略全てが凹凸層131側に凝集される程度の大きさである。
In the security mode, the
この場合、採光モードと同様に、図14Cに示すように、屈折率可変層232には、ナノ粒子236が凝集した第1領域232aと、ナノ粒子236がほとんど含まれていない第2領域232bとが形成される。セキュリティモードにおける第1領域232aのナノ粒子236の濃度は、採光モードにおける第1領域232aのナノ粒子236の濃度より高い。セキュリティモードにおける第1領域232aの屈折率は、屈折率可変層232内で生じうる屈折率の最大値である。具体的には、第1領域232aの屈折率は、ナノ粒子236の屈折率2.1に略等しくなる。これにより、屈折率可変層232の第1領域232aの屈折率2.1と凸部133の屈折率1.5との差は、0.6で最大値になる。
In this case, as shown in FIG. 14C, the refractive index
したがって、図14Cに示すように、屋内側から水平方向に第2基板120に入射する光Lは、凸部133の側面133a及び133bによって反射(全反射)されて、様々な方向へ散乱される。
Therefore, as shown in FIG. 14C, the light L incident on the
以上のように、屋外側から配光デバイス200を介して屋内を見ようとした場合、セキュリティモードでは、屋内からの光Lが散乱される。したがって、配光デバイス200が曇りガラスのように機能し、屋内の様子を屋外から見えにくくすることができる。凸部133と屈折率可変層232との界面の屈折率差が大きい程、散乱効果も高まるので、セキュリティ効果も高められる。なお、本実施の形態では、光Lの偏光によらず、全ての光が散乱される。
As described above, when an attempt is made to look indoors from the outdoor side via the
(その他)
以上、本発明に係る配光デバイスの制御装置、配光制御システム及び配光制御方法について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
(Other)
The control device, the light distribution control system, and the light distribution control method of the light distribution device according to the present invention have been described above based on the above-described embodiment, but the present invention is limited to the above-described embodiment. is not.
例えば、液晶分子135はネガ型の液晶分子であってもよい。また、例えば、ナノ粒子236の屈折率が絶縁性液体235の屈折率より低くてもよい。液晶分子又はナノ粒子の屈折率及び極性などに応じて印加する電圧を適宜調整することで、採光モード、透明モード及びセキュリティモードを実現することができる。
For example, the
また、例えば、上記実施の形態において、ナノ粒子236はプラスを帯電させたが、これに限らない。つまり、ナノ粒子236をマイナスに帯電させてもよい。この場合、第1電極層140にはプラス電位を印加し、第2電極層150にはマイナス電位を印加することで、第1電極層140と第2電極層150との間に直流電圧を印加するとよい。
Further, for example, in the above embodiment, the
また、複数のナノ粒子236には、光学特性の異なる複数種類のナノ粒子が含まれてもよい。例えば、プラスに帯電させた透明の第1ナノ粒子と、マイナスに帯電させた不透明(黒色など)の第2ナノ粒子とを含んでもよい。例えば、第2ナノ粒子を凝集させて偏在させることで、配光デバイス100又は200に遮光機能を持たせてもよい。
Further, the plurality of
また、上記実施の形態において、凹凸層131を構成する凸部133は、断面形状が三角形の長尺状の三角柱であったが、これに限らない。例えば、凸部133は、断面形状が略台形の長尺状の略四角柱であってもよい。また、凸部133の側面の断面形状は、直線に限らず、曲線又は鋸状であってもよい。さらに、複数の凸部133の各々は、x軸方向に延在する1本の長尺状部材に限らず、x軸方向に部分的に分断されていてもよい。つまり、複数の凸部133は、ドット状に分散されて設けられていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、複数の凸部133の高さは、一定としたが、これに限るものではない。例えば、複数の凸部133の高さがランダムに異なっていてもよい。あるいは、凸部133の間隔がランダムに異なっていてもよいし、高さと間隔の両方がランダムであってもよい。
Further, in the above embodiment, the heights of the plurality of
また、上記実施の形態において、配光デバイス100に入射する光として太陽光を例示したが、これに限るものではない。例えば、配光デバイス100に入射する光は、照明器具などの発光装置が発する光であってもよい。
Further, in the above embodiment, sunlight is exemplified as the light incident on the
また、上記実施の形態において、凸部133の長手方向がx軸方向となるように配光デバイス100又は200を窓に配置したが、これに限らない。例えば、凸部133の長手方向がz軸方向となるように配光デバイス100又は200を窓に配置してもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、配光デバイス100又は200を窓に貼り付けたが、配光デバイス100又は200を建物の窓そのものとして用いてもよい。また、配光デバイス100又は200は、建物の窓に設置する場合に限るものではなく、例えば車の窓などに設置してもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、制御部などの構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサなどのプログラム実行部が、HDD(Hard Disk Drive)又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Further, in the above embodiment, all or a part of the components such as the control unit may be configured by dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for each component. May be good. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as an HDD (Hard Disk Drive) or a semiconductor memory. Good.
また、制御部などの構成要素は、1つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。1つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。 Further, a component such as a control unit may be composed of one or a plurality of electronic circuits. The one or more electronic circuits may be general-purpose circuits or dedicated circuits, respectively.
1つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、IC(Integrated Circuit)又はLSI(Large Scale Integration)などが含まれてもよい。IC又はLSIは、1つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、IC又はLSIと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又は、ULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれるかもしれない。また、LSIの製造後にプログラムされるFPGA(Field Programmable Gate Array)も同じ目的で使うことができる。 The one or more electronic circuits may include, for example, a semiconductor device, an IC (Integrated Circuit), an LSI (Large Scale Integration), or the like. The IC or LSI may be integrated on one chip or may be integrated on a plurality of chips. Here, it is called IC or LSI, but the name changes depending on the degree of integration, and it may be called system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration). An FPGA (Field Programmable Gate Array) programmed after the LSI is manufactured can also be used for the same purpose.
また、本発明の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。あるいは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、HDD若しくは半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 In addition, general or specific aspects of the present invention may be realized in a system, device, method, integrated circuit or computer program. Alternatively, it may be realized by a computer-readable non-temporary recording medium such as an optical disk, HDD or semiconductor memory in which the computer program is stored. Further, it may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program and a recording medium.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications to each embodiment and the gist of the present invention. Forms are also included in the present invention.
1、2、3、4 配光制御システム
10、10a、10b、10c 制御装置
20、20a、20b、20c 取得部
22、22a、22b、22c 制御部
100、200 配光デバイス
130、230 配光層
131 凹凸層
132、232 屈折率可変層
133 凸部
133a、133b 側面(界面)
134 凹部
1, 2, 3, 4 Light
134 recess
Claims (9)
前記時刻情報に基づいて、入射した光を配光する配光層を備える配光デバイスを制御する制御部とを備え、
前記配光層は、
複数の凸部を有する凹凸層と、
前記複数の凸部間を充填するように配置され、与えられる電界に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを備え、
前記制御部は、
前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードと、
前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に前記第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードとを有し、
前記時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合、前記第2モードを実行する
配光デバイスの制御装置。 An acquisition unit that acquires time information indicating the time,
A control unit that controls a light distribution device including a light distribution layer that distributes incident light based on the time information is provided.
The light distribution layer is
Concavo-convex layer with multiple convex parts,
It is provided with a variable refractive index layer which is arranged so as to fill the space between the plurality of convex portions and whose refractive index changes according to an applied electric field.
The control unit
A first mode in which a first refractive index difference is generated at an interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer,
It has a second mode in which a second refractive index difference larger than the first refractive index difference is generated at the interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer.
A control device for a light distribution device that executes the second mode when the time indicated by the time information is included in the nighttime.
請求項1に記載の配光デバイスの制御装置。 The control device for a light distribution device according to claim 1, wherein the second refractive index difference is the maximum value of the refractive index difference that can occur at the interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer.
請求項1又は2に記載の配光デバイスの制御装置。 The control of the light distribution device according to claim 1 or 2, wherein the control unit further has a third mode in which the difference in refractive index at the interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer is substantially zero. apparatus.
前記制御部は、前記屋外照度情報が示す照度が所定の閾値以下である場合に、前記第2モードを実行する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の配光デバイスの制御装置。 The acquisition unit further acquires outdoor illuminance information indicating outdoor illuminance, and obtains outdoor illuminance information.
The control device for a light distribution device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit executes the second mode when the illuminance indicated by the outdoor illuminance information is equal to or less than a predetermined threshold value.
前記制御部は、前記屋内照度情報が示す照度が、前記屋外照度情報が示す照度より大きい場合に、前記第2モードを実行する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の配光デバイスの制御装置。 The acquisition unit further acquires outdoor illuminance information indicating outdoor illuminance and indoor illuminance information indicating indoor illuminance.
The light distribution device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit executes the second mode when the illuminance indicated by the indoor illuminance information is larger than the illuminance indicated by the outdoor illuminance information. Control device.
前記制御部は、前記取得部が前記操作情報を取得した場合に、前記第2モードを実行する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の配光デバイスの制御装置。 The acquisition unit further acquires operation information for selecting the second mode from the terminal device.
The control device for a light distribution device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit executes the second mode when the acquisition unit acquires the operation information.
前記配光デバイスとを備える
配光制御システム。 The control device for the light distribution device according to any one of claims 1 to 6,
A light distribution control system including the light distribution device.
前記時刻情報に基づいて、入射した光を配光する配光層を備える配光デバイスを制御する制御ステップとを含み、
前記配光層は、
複数の凸部を有する凹凸層と、
前記複数の凸部間を充填するように配置され、与えられる電界に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを備え、
前記制御ステップでは、
前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に第1屈折率差を発生させる第1モードと、
前記複数の凸部と前記屈折率可変層との界面に前記第1屈折率差より大きい第2屈折率差を発生させる第2モードとを選択的に実行し、
前記時刻情報が示す時刻が夜間に含まれる場合、前記第2モードを実行する
配光制御方法。 The acquisition step to acquire the time information indicating the time, and
A control step for controlling a light distribution device including a light distribution layer that distributes incident light based on the time information is included.
The light distribution layer is
Concavo-convex layer with multiple convex parts,
It is provided with a variable refractive index layer which is arranged so as to fill the space between the plurality of convex portions and whose refractive index changes according to an applied electric field.
In the control step
A first mode in which a first refractive index difference is generated at an interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer,
A second mode in which a second refractive index difference larger than the first refractive index difference is generated at the interface between the plurality of convex portions and the variable refractive index layer is selectively executed.
A light distribution control method for executing the second mode when the time indicated by the time information is included at night.
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