JP3816476B2 - 自動調光用ガラスの自動調光制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ガラスと透明な太陽電池とから成る自動調光用ガラスの自動調光制御装置に関する。

２枚の透明ガラス板の微小間隔部分に液晶を封入し、各ガラス板の内面に形成した薄膜状の透明電極に、太陽電池で発電した電圧を印加して、この印加電圧を適宜制御することにより液晶の透明度が変化するのを利用した調光ガラス窓が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また太陽光のうちの紫外光を利用して発電し、可視光及び赤外光を透過する透明な太陽電池が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

特開平８−１８４２７３号公報 「透明な太陽電池の試作に成功」（独立行政法人産業技術総合研究所、２００３年６月２５日プレス発表）

しかし前記特許文献１の調光ガラスそのものは、それの透明度を制御する印加電圧を発生する太陽電池は調光ガラスと一体のものではないので、太陽電池は調光ガラスが取り付けられていない窓枠の特定部分（下辺部分）に配設されており、この特定部分の入射光量に応じそこに配設された太陽電池の発電電圧を制御電源とする制御回路により調光ガラスの調光を制御している。
即ち調光ガラス窓の調光ガラスとは異なる特定部分への太陽光の入射光量に応じて、この特定部分とは異なる部分の調光ガラスの全体或いは分割された区画の一部を調光制御するようにしており、調光制御される部分の調光ガラスへの入射光量に応じたきめ細かい調光制御ができるとはいえない。

本発明は、上記のような点に鑑み、調光用ガラスの調光されるべき部分の太陽光の入射光量に応じて、調光用ガラスの全面及び／又は分割された区画を調光制御するようにした自動調光用ガラスの自動調光制御装置を提供することを目的とする。
また上記に加えて、季節毎及び／又は地域毎に、及び／又は所望の制御パターンに応じて調整できるようにした自動調光用ガラスの自動調光制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の自動調光用ガラスの自動調光制御装置は、太陽光を受けて発電する透明な太陽電池１と印加電圧に応じて透過光量が変化する液晶ガラス２とから成る自動調光用ガラスの自動調光制御装置であって、上記太陽電池の発電電圧を受電し、液晶ガラスへの印加電圧を調整する電圧調整部と上記太陽電池の発電電圧に応じて液晶ガラスの透過光量を制御する透過光量制御部とカレンダ情報、地域情報、制御パターン情報、自動調光用ガラスの種別等を記憶する設定動作記憶部と操作パネルを備えた設定操作部とから成り、さらに操作パネルにより設定操作部を設定操作して設定動作記憶部から所望の動作状況に対応する情報を読み出し、この情報及び太陽電池からの入力電圧に基づいて透過光量制御部により電圧調整部の出力電圧を調整し、この調整した電圧を印加して液晶ガラスの透過光量を制御するようにしたことを特徴とする。

また上記において、設定操作部が遠隔操作器により操作されて上記の設定操作を行なう遠隔制御部を備えることを特徴とする。

また上記のそれぞれにおいて、設定操作部が携帯電話機により操作されて上記の設定操作を行なう携帯電話機通信設定部を備えることを特徴とする。

さらに上記のそれぞれにおいて、上下又は左右又は上下・左右又は斜めに、又は模様により、任意数の区画に分割された上記太陽電池と液晶ガラスとから成る自動調光用ガラスを、全体の液晶ガラスの透過光量を全体の太陽電池の発電電圧に応じて一括して調整、又は各区画の太陽電池の発電電圧に応じて、各区画の液晶ガラスの透過光量を調整するようにしたことを特徴とする。

さらにまた上記のそれぞれにおいて、上記液晶ガラスの透過光量を季節毎及び／又は地域毎に、及び／又は所望の制御パターンにより調整するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、調光ガラスの調光されるべき部分の太陽光の入射光量に応じて、調光ガラスの全面及び／又は分割された区画を調光制御するようにしたので、調光制御される部分の調光ガラスへの入射光量に応じてきめ細かく調光制御することができる。
また調光ガラスの透過光量を季節毎及び／又は地域毎に、及び／又は所望の制御パターンに応じて調整できるようにしたので、さらにきめ細かい調光制御を行なうことができる。

本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。

図１は実施例１の自動調光用ガラスの自動調光制御装置の構成のブロック図である。
本発明の対象となる自動調光用ガラスは、透明な太陽電池１と液晶ガラス２とを一体にしたもので、このままで或いは必要に応じて両面から透明なガラスにより挟持されたものを、透明な太陽電池１を液晶ガラス２よりは太陽光３の入射側になるように配して、例えば窓ガラスとして使用される。
また小区画に分割されない１枚板のものに限らず、上下又は上下・左右に任意数の小区画に分割された透明な太陽電池と液晶ガラスとを有し、液晶ガラスは共通の透明電極と区画毎の透明分割電極を有し、透明な太陽電池は液晶ガラスの各透明分割電極に対面する位置に形成された分割太陽電池から成り、１枚板に組み立てられたものも対象となり、前者のものは全体が１単位として制御されるが、後者のものは設定操作より、１枚板を１単位として、又は区画単位で制御できるようにされる。

透明な太陽電池１は上記非特許文献１に開示されているように、太陽光のうちの紫外光により発電し、可視光及び赤外光を透過するものであり、紫外光による発電効率そのものは低いが、受光面積が広いので液晶ガラスの透過光量を制御するには十分な電圧が得られると考えられる。
また液晶ガラス２は、液晶を封入した２枚の透明ガラス板の内面に形成した薄膜状の透明電極に印加される電圧に応じて透過光量が変化するものである。

上記液晶ガラスとしては二種類あり、その１は、電極間に電圧が印加されないときは液晶が透明に保たれ、電極間に電圧が印加されるときは液晶が不透明になり、かつ印加する電圧の大きさに応じて不透明の度合いが変化するもの（所謂、ノーマルホワイトで、ＴＮ液晶が用いられる。）であり、その２は、上記とは逆に、電極間に電圧が印加されるときは液晶が透明に保たれ、電極間に電圧が印加されないときは液晶が不透明になり、かつ印加する電圧の大きさに応じて不透明の度合いが変化するもの（所謂、ノーマルブラックで、高分子分散型液晶が用いられる。）であり、用途に応じて使い分けされる。

即ち、例えばガラス窓からの入射光が少ない場合は透明のままにしておき、入射光が強くなるに応じて不透明の度合いを強くして入射光を遮断したい場合には、上記のその１の液晶ガラスが用いられ、これにより太陽光が強い場合に強さに応じて透過光量を自動調整することができる。
逆に外が明るいときは透明にしてガラス窓から採光し、外が暗くなって外からの視線を遮断したい場合には、上記のその２の液晶ガラスが用いられる。これは、日中は開け、夕方以降は閉めるカーテンの代用となり、カーテンのように一々開け・閉めする必要が無い。

いずれの場合も、電極間に印加する電圧は透明な太陽電池から得られる発電電圧を利用するが、太陽電池の発電電圧の大小は光量（透明な太陽電池の場合は紫外光の光量）の大小に応じて変わる（即ち、入射する光量が大であれば発電電圧が大きく、入射する光量が小であれば発電電圧が小さい）ので、それを利用して入射光の遮断量を制御することができる。
以下では、ＴＮ液晶を用いたノーマルホワイトの液晶ガラスと透明な太陽電池とから成る自動調光用ガラスのための自動調光制御装置について説明する。

図１に示されるように、本発明の自動調光用ガラスのための自動調光制御装置は、太陽光３を受けて透明な太陽電池１が発電する電圧を受電し、液晶ガラス２への印加電圧を調整する電圧調整部４と上記太陽電池の発電電圧に応じて液晶ガラスの透過光量を制御する透過光量制御部５とカレンダ情報、地域情報、制御パターン情報、自動調光用ガラスの種別（１枚板か、小区画に分割されたものか）を記憶する設定動作記憶部６と手動操作の操作パネルを備えた設定操作部７とから成る。

設定動作記憶部６には、カレンダ情報，地域情報， 制御パターン情報、自動調光用ガラスの種別（１枚板か、小区画に分割されたものか）が記憶されている。
このうちカレンダ情報は１年分の日付け又は季節であり、地域情報は自動調光用ガラスが設置される全国の代表的地域名である。
また制御パターン情報は、例えば、（１）太陽電池に電圧が発生した場合に単にそれに応じて透過光量を制御するパターン、（２）太陽電池に電圧が発生しても透明状態を保つ制御パターン（例えば、冬季は調光しない。）、（３）一日の陽射しの強い時間だけ調光制御する（それ以外の時間は透明のままにする）制御パターン、（４）夕方は早めに透明状態に戻す制御パターン（例えば、北海道では夏季には夕方は早めに透明状態に戻す。）、また太陽電池と液晶ガラスとが上下又は左右又は上下・左右又は斜めに、又は模様により、分割されたものから成る自動調光用ガラスの場合は、（５）上部から又は下部から順に調光する制御パターン及び（６）左部から又は右部から順に調光する制御パターン及び（７）上下・左右のいずれかから順に調光する制御パターン及び（８）
左上部から斜め下方に又は右下部から斜め上方に順に、又は右上部から斜め下方に又は左下部から斜め上方に順に調光する制御パターン及び（９）分割液晶ガラスを個々に調光制御するのではなく、全体を一括して１単位として調光制御する制御パターン及び（１０）模様を調光する制御パターン等の情報である。

これらの制御パターンは単独で選択されるのみではなく、複数の制御パターンを選択することができ、それにより複数の制御パターンを合体した制御パターンとなる。
例えば、上記の（２）と（９）を選択すれば、分割透明太陽電池全体として電圧が発生しても、分割液晶ガラスを透明に保つ制御パターンとなり、また（３）と（９）を選択すれば、分割透明太陽電池全体として電圧が発生しても、一日のうちの陽射しの強い時間だけ調光制御する制御パターンとなる。

そしてこれらの情報は、操作パネル７−１により所望のように選択されると、設定操作部７を介して設定動作記憶部６から読み出されて、透過光量制御部５に入力する。
透過光量制御部５はマイコンで構成されており、透明な太陽電池１（或いは透明分割太陽電池）からの入力電圧（この入力電圧はマイコンの電源になると共に、これにより透過光量が判別される。）と上記の入力した情報に基づいて、電圧調整部４に対して液晶ガラス２に印加すべき選択した制御パターンに従う電圧を印加するように制御する。
電圧調整部４は太陽電池１からの電圧を受電端子４−１，４−２を介して受電し、この電圧を上記制御に従う電圧を調整して出力端子４−３，４−４を介して液晶ガラス２に印加する。
これにより液晶ガラス２の透過光量が印加された電圧に従って制御される。

実施例１では設定操作部７を操作パネル７−１により操作するようにしているが、実施例２はこれに加えて遠隔操作器（リモコン）７−３によっても操作できるようにしたものであり、そのために遠隔制御部７−２が設けられているものである。その他は実施例１と同じである。

実施例３はこれらに加えて、さらに携帯電話機７−５によっても設定操作部７を操作できるように、携帯電話機通信設定部７−４を設けたものであり、その他は実施例１、実施例２と同じである。

自動調光用ガラスの自動調光制御装置の構成のブロック図である。

符号の説明

１ 透明な太陽電池
２ 液晶ガラス
３ 太陽光
４ 電圧調整部
４−１，４−２ 受電端子
４−３，４−４ 出力端子
５ 透過光量制御部
６ 設定動作記憶部
７ 設定操作部
７−１ 操作パネル
７−２ 遠隔制御部
７−３ 遠隔操作器
７−４ 携帯電話機通信設定部
７−５ 携帯電話機

Claims (5)

1. 太陽光を受けて発電する透明な太陽電池と印加電圧に応じて透過光量が変化する液晶ガラスとを一体にして成り、かつ上記の太陽電池と液晶ガラスのそれぞれを上下又は左右又は上下・左右又は斜めに、又は模様により、任意数の小区画に分割された自動調光用ガラス、又は上記のように任意数の小区画に分割されない１枚板の自動調光用ガラスのいずれかを選択して制御する自動調光制御装置であって、
   上記太陽電池の発電電圧を受電し、液晶ガラスへの印加電圧を調整する電圧調整部と上記太陽電池の発電電圧に応じて液晶ガラスの透過光量を制御する透過光量制御部とカレンダ情報、地域情報、制御パターン情報、自動調光用ガラスの種別（１枚板か、小区画にどのように分割されたものか）を記憶する設定動作記憶部と操作パネルを備えた設定操作部とから成り、
   さらに操作パネルにより設定操作部を設定操作して設定動作記憶部から所望の動作状況に対応する情報を読み出し、この情報及び太陽電池からの入力電圧に基づいて透過光量制御部により電圧調整部の出力電圧を調整し、この調整した電圧を印加して液晶ガラスの透過光量を制御するようにした、
   ことを特徴とする自動調光用ガラスの自動調光制御装置。
2. 設定操作部が遠隔操作器により操作されて上記の設定操作を行なう遠隔制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の自動調光用ガラスの自動調光制御装置。
3. 設定操作部が携帯電話機により操作されて上記の設定操作を行なう携帯電話機通信設定部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動調光用ガラスの自動調光制御装置。
4. それぞれが上下又は左右又は上下・左右又は斜めに、又は模様により、任意数の小区画に分割された上記太陽電池と液晶ガラスとを一体にして成る自動調光用ガラスを、設定操作部を設定操作して、全体の液晶ガラスの透過光量を全体の太陽電池の発電電圧に応じて一括して調整、又は各区画の太陽電池の発電電圧に応じて、各区画の液晶ガラスの透過光量を調整できるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の自動調光用ガラスの自動調光制御装置。
5. 上記液晶ガラスの透過光量を季節毎及び／又は地域毎に、及び／又は所望の制御パターンに応じて調整するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動調光用ガラスの自動調光制御装置。

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