JP7248981B2 - 乗物用調光ウィンドウ、及び乗物用調光ウィンドウシステム - Google Patents
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Description
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、映像を鮮明に投影可能な乗物用調光ウィンドウ、及び乗物用調光ウィンドウシステムを提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
透明板と、
第1導電膜と、
調光層と、
第2導電膜と、
投影用フィルムと、
をこの順に配した、乗物用調光ウィンドウ。
〔2〕前記第1導電膜は、第1樹脂フィルム上に形成されている、〔1〕に記載の乗物用調光ウィンドウ。
このようにすれば、コスト的に有利な乗物用調光ウィンドウを提供できる。
このようにすれば、コスト的に有利な乗物用調光ウィンドウを提供できる。
このようにすれば、簡易な構造の乗物用調光ウィンドウを提供できる。
このようにすれば、投影された映像がより鮮明になる。
プロジェクターと、を備えた乗物用調光ウィンドウシステムであって、
前記透明板は室外側に配され、前記投影用フィルムは室内側に配され、
前記プロジェクターによって、前記投影用フィルムに映像を投影する、乗物用調光ウィンドウシステム。
乗物用調光ウィンドウシステムによれば、映像を鮮明に投影できる。
乗物用調光ウィンドウ1は、透明板3と、第1導電膜5と、調光層7と、第2導電膜9と、投影用フィルム11と、をこの順に配してなる。
第1実施形態の乗物用調光ウィンドウ1を説明する(図1参照)。この乗物用調光ウィンドウ1は、透明板3、粘着フィルム19(任意構成要素)、反射フィルム17(任意構成要素)、第1樹脂フィルム13(任意構成要素)、第1導電膜5、調光層7、第2導電膜9、第2樹脂フィルム15(任意構成要素)、投影用フィルム11をこの順に配してなる。各構成要素を以下に説明する。なお、第1樹脂フィルム13(任意構成要素)、第1導電膜5、調光層7、第2導電膜9、第2樹脂フィルム15(任意構成要素)のユニットは調光フィルム4である。図2には、乗物用調光ウィンドウ1を乗物に適用した一例の概念図が示されている。図2では、主要な構成要素について符号が付されている。図2では、封止材2も示されている。この図では、乗物用調光ウィンドウ1によって、乗物室内(図2の乗物用調光ウィンドウ1よりも右側)と、乗物室外(図2の乗物用調光ウィンドウ1よりも左側)とが区画されている。この図では、車室内のプロジェクター6によって、乗物用調光ウィンドウ1の投影用フィルム11に映像が投影されているようすが示されている。なお、映像には、静止画、動画のいずれも含まれる。
透明板3の材質は、特に限定されない。透明板3の材質として、ポリカーボネート類、ポリスチレン類、ポリメチルメタクリレート類等の透明樹脂ガラス、無機ガラス、これらの単独又は2種以上の積層体を用いることができる。
透明板3の厚さは、特に限定されない。透明板3の厚さは、乗物内から乗物外を見やすくしつつ、乗物用調光ウィンドウ1の強度を確保するという観点から、下限値に関して、0.5mm以上が好ましく、1.0mm以上がより好ましく、3.0mm以上が更に好ましい。同様の観点から、上限値に関して、20.0mm以下が好ましく、10.0mm以下がより好ましく、7.0mm以下が更に好ましい。よって、透明板3の厚さは、0.5mm以上20.0mm以下が好ましく、1.0mm以上10.0mm以下がより好ましく、3.0mm以上7.0mm以下が更に好ましい。
第1導電膜5の材質は、Ag、Cu、金属酸化物を例示できるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。第1導電膜5は、透明電極として機能する。
金属酸化物として、ITO(In2O3:Sn)、ATO(SnO2:Sb)、FTO(SnO2:F)、AZO(ZnO:Al)、GZO(ZnO:Ga)等が例示される。第1導電膜5には、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール等の有機物も使用できる。ポリチオフェン系の化合物の一例は、PEDOT(Polyethylenedioxythiophene)である。
第1導電膜5の厚さは、特に限定されない。
調光層7の種類は、特に限定されない。調光層7は、電気の作用により色の濃淡が変化したり、又は着色と透明の間で変化する。調光層7として、(1)EC方式(Electro chromic)を用いた調光層7、(2)SPD方式(Suspended Particle Device)を用いた調光層7、(3)VA(Virtical Alignment)方式、TN(Twisted Nematic)方式、IPS(In-Place-Switching)方式の液晶を用いた調光層7が好適に例示される。具体例として、光を透過させる第1導電膜5と、光を透過させる第2導電膜9の間に位置して、内部に液晶分子が封入された構造を有する調光層7が例示される。調光層7は、例えば、含有する顔料の種類により、黒色と透明との間で調光する場合と、乳白色と透明との間で調光する場合がある。調光層7は、コントラストを考慮すると、黒色と透明との間で調光するものが好ましい。
なお、EC方式を用いた調光層7は、電極間の電位差に応じ、酸化還元反応を利用して調光層7の色が透明と濃紺との間で変化する。
SPD方式を用いた調光層7は、微粒子の配向を利用し、通常濃紺色に着色しているが、電圧をかけると透明に変化し、電圧を切ると元の濃紺色に戻るものであり、電圧によって濃淡を調整できる。
また、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal(高分子分散型液晶))方式を用いた調光層7を用いてもよい。PDLC方式を用いた調光層7は、液晶層中に特殊なポリマーによるネットワーク構造体を形成させたもので、ポリマーネットワークの作用により、液晶分子の配列が不規則な状態を誘起して光を散乱させる。そして、電圧を印加することで、液晶分子を電界方向に配列させると、光が散乱されず、透明な状態となる。具体的には、調光層7たる液晶層は、PDLC(高分子分散型液晶)を含むことになる。このような液晶層は、透過(透明)状態と散乱状態とを印加電界の強度により切替えることができる。PDLCは、高分子部と液晶部とを含んでおり、例えば液晶性モノマー等の高分子前駆体と液晶分子との混合物により形成することができる。PDLCを形成するには、混合物を配向膜により配向させた状態で、混合物に紫外線光等のエネルギーを照射して液晶性モノマーを重合させる。すると、液晶性モノマーは、配向を保持したまま重合し、配向規制力を有する高分子部になる。液晶分子は、高分子部から相分離されて液晶部を構成し、高分子部の配向規制力により配向する。液晶層に含まれるPDLCは、ノーマル型、リバース型のいずれであってもよい。ノーマル型の場合には、液晶層は、電圧非印加状態において不透明状態(散乱状態)となり、電圧印加状態において透過状態となる。不透明状態(散乱状態)での不透明度合(散乱度合)は、透明電極としての第1導電膜5、第2導電膜9間に印加する電圧の大きさによって変化し、第1導電膜5、第2導電膜9間へ印加する電圧を小さくするに連れて、不透明度合(散乱度合)が大きくなる。リバース型の場合には、液晶層は、一対の透明電極たる第1導電膜5、第2導電膜9間に電圧が印加されていない電圧非印加状態において透過性を有する透過状態となり、一対の透明電極たる第1導電膜5、第2導電膜9間に電圧が印加されている電圧印加状態において不透明状態(散乱状態)となる。不透明状態(散乱状態)での不透明度合(散乱度合)は、第1導電膜5、第2導電膜9間に印加する電圧の大きさによって変化し、第1導電膜5、第2導電膜9間へ印加する電圧を大きくするに連れて、不透明度合(散乱度合)が大きくなる。
第2導電膜9の材質は、第1導電膜5の材質と同様のものを使用できる。第2導電膜9は、透明電極として機能する。
第2導電膜9の厚さは、特に限定されない。
投影用フィルム11は、プロジェクター6により投影された映像を表示可能な表示面を有するスクリーンとして機能する。
投影用フィルム11のヘイズ(JIS K7136)は、特に限定されない。投影用フィルム11のヘイズは、乗物内から乗物外を見やすくするという観点から、上限値に関して、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、12%以下が更に好ましい。下限値に関して、映像を鮮明に投影するという観点から1%以上が好ましく、2%以上がより好ましく、5%以上が更に好ましい。よって、投影用フィルム11のヘイズは、1%以上20%以下が好ましく、2%以上15%以下がより好ましく、5%以上12%以下が更に好ましい。
投影用フィルム11の全光線透過率(JIS K736-1)は、特に限定されない。投影用フィルム11の全光線透過率は、乗物内から乗物外を見やすくするという観点から、下限値に関して、70%以上が好ましく、75%以上がより好ましく、80%以上が更に好ましい。上限値に関して、特に限定されないが、通常は、95%以下が好ましく、93%以下がより好ましく、90%以下が更に好ましい。よって、投影用フィルム11の全光線透過率は、70%以上95%以下が好ましく、75%以上93%以下がより好ましく、80%以上90%以下が更に好ましい。
投影用フィルム11としては、例えば、透明フィルムスクリーンである「KALEIDO SCREEN(登録商標)」(株式会社ケイアイシー製)を好適に使用することができる。透明フィルムスクリーンは、例えば、透明樹脂フィルム中に無機物が分散してなる。他の透明フィルムスクリーンとして、例えば、透明樹脂フィルム中にナノダイヤモンドが分散してなるものがある。透明樹脂フィルムには、例えば、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリスチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、シクロオレフィンポリマー系フィルムを用いることができる。
投影用フィルム11の厚さは、特に限定されない。投影用フィルム11の厚さは、例えば、50μm以上110μm以下である。
乗物用調光ウィンドウ1は、透明板3と、第1導電膜5と、の間に反射フィルム17を備えていてもよい。もちろん、乗物用調光ウィンドウ1は、透明板3と、第1導電膜5と、の間に反射フィルム17を備えなくてもよい。反射フィルム17は、プロジェクター6から出射された映像光Lが調光層7を透過して漏れた場合に、漏れた光を反射してバックライトのような役割を果たし、映像を鮮明にする機能を有する。反射フィルム17は、乗物外部から乗物内部に侵入する外光も反射する。
反射フィルム17は、特に限定されない。
反射フィルム17の可視光線透過率は、60%以上80%以下が好ましく、65%以上75%以下がより好ましい。可視光線透過率は、角度可変透過率計による直線透過率の測定結果である。透明フロートガラス(3mm厚)にフィルムを貼って測定する。測定方法はJIS A 5759:2016に基づく。
反射フィルム17の可視光反射率は、10%以上20%以下が好ましく、14%以上18%以下がより好ましい。可視光反射率は、紫外可視近赤外(UV-Vis-NIR)分光光度計(例えば、島津製作所 UV-3101PC型)を用い、反射フィルム17に照光して、400~700nmの波長範囲で測定し、積分可視光反射率をJIS A5759に基づき計算する。
反射フィルム17の厚さは、特に限定されない。反射フィルム17の厚さは、例えば、50μm以上150μm以下である。
反射フィルム17として、例えば、スコッチティント(TM) ウインドウフィルムの「LOW-E70(商品名)」(スリーエム ジャパン株式会社製)を好適に使用することができる。
透明板3の材質として、透明樹脂ガラスを用いる場合には、透明樹脂ガラスから発生するアウトガスによる膨れ等の問題を解決するために、透明板3に粘着フィルム19を貼り付けてもよい。粘着フィルム19は、ベースフィルムと粘着剤にガス透過性を有する。例えば、「VENTI-LABEL(商品名)」(リンテック株式会社製)を用いることができる。
第2実施形態の乗物用調光ウィンドウ101を説明する(図3参照)。第2実施形態の乗物用調光ウィンドウ101では、第1樹脂フィルム13(任意構成要素)、第1導電膜5、調光層7、第2導電膜9、第2樹脂フィルム15(任意構成要素)のユニットからなる調光フィルム4が、2枚重なっている。具体的には、この乗物用調光ウィンドウ101は、透明板3、粘着フィルム19(任意構成要素)、反射フィルム17(任意構成要素)、第1樹脂フィルム13(任意構成要素)、第1導電膜5、調光層7A、第2導電膜9、第2樹脂フィルム15(任意構成要素)、第1樹脂フィルム13(任意構成要素)、第1導電膜5、調光層7B、第2導電膜9、第2樹脂フィルム15(任意構成要素)、投影用フィルム11をこの順に配してなる。
各構成要素については、第1実施形態の乗物用調光ウィンドウ1と同一であり、同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用、及び効果の説明は省略する。
第3実施形態の乗物用調光ウィンドウ103を説明する(図4参照)。第3実施形態の乗物用調光ウィンドウ103は、図1の第1実施形態の乗物用調光ウィンドウ1に比べて、第2樹脂フィルム15を備えていない点が異なる。第2導電膜9は、投影用フィルム11上に形成されている。その他は、第1実施形態の乗物用調光ウィンドウ1と同一であり、同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用、及び効果の説明は省略する。この第3実施形態の構成にすれば、簡易な構造の乗物用調光ウィンドウ103を提供できる。
乗物用調光ウィンドウシステム201は、乗物用調光ウィンドウ1,101,103と、プロジェクター6と、を備える。透明板3は室外側に配され、投影用フィルム11は室内側に配される(図2,5参照)。乗物用調光ウィンドウシステム201は、プロジェクター6によって、投影用フィルム11に映像(画像)を投影する。
なお、プロジェクター6の設置場所は特に限定されない。例えば、プロジェクター6は、乗物の天井、床、ドアに設置することができる。
なお、不透明度合の程度は、例えば、ヘイズ値で表すことができる。ヘイズ値は、曇りの度合い(全透過光に対する散乱光の割合)を表す値であり、数値が小さい程、透過率が大きい(透明性が高い)ことを意味する。このようなヘイズ値(%)は、Td/Tt×100(Td:拡散透過率、Tt:全光線透過率)で算出することができる。
本実施形態の乗物用調光ウィンドウ1では、投影用フィルム11の背後の調光層7を不透明状態として、調光層7の手前に配された投影用フィルム11に映像光Lを出射する。これにより、従来よりも映像を鮮明に表示できる。また、調光層7が不透明状態となるから、乗員が映像を見ている間、乗物外からその様子が見えにくく、プライバシー性の観点から好ましい。
なお、従来の調光ウィンドウは、プライバシー性は高いものの、光源に対して反射するため、映像を投影するには不向きであった。これに対して、本実施形態の乗物用調光ウィンドウ1では、投影用フィルム11に投影するため、光源に対する反射が従来よりも抑制される。
<他の実施形態>
(1)乗物としては、車両(自動車)、列車、遊戯用車両、飛行機、ヘリコプター、船舶、潜水艇などを例示できる。
(2)上記実施形態では、調光層7を不透明状態として、投影用フィルム11に映像光Lを出射する態様を示したが、調光層7を透明状態として、投影用フィルム11に映像光Lを出射してもよい。このようにすると、乗物の外部にいる人(例えば、歩行者)にも投影した映像を見せることができる。例えば、広告の映像を投影することで、乗物の外部にいる人に対して、効果的に宣伝することができる。
2 …封止材
3 …透明板
4 …調光フィルム
5 …第1導電膜
6 …プロジェクター
7 …調光層
7A …調光層
7B …調光層
9 …第2導電膜
11 …投影用フィルム
13 …第1樹脂フィルム
15 …第2樹脂フィルム
17 …反射フィルム
19 …粘着フィルム
21 …制御部
23 …映像信号出力部
25 …調光ウィンドウ制御部
101…乗物用調光ウィンドウ
103…乗物用調光ウィンドウ
201…乗物用調光ウィンドウシステム
L …映像光
Claims (6)
- 乗物用調光ウィンドウであって、
透明板と、
第1導電膜と、
調光層と、
第2導電膜と、
投影用フィルムと、
をこの順に配し、
更に、前記透明板と、前記第1導電膜と、の間に反射フィルムを配し、
前記投影用フィルムのヘイズ(JIS K7136)は、1%以上20%以下である、乗物用調光ウィンドウ。 - 前記反射フィルムの可視光反射率は、10%以上20%以下である、請求項1に記載の乗物用調光ウィンドウ。
- 前記第1導電膜は、第1樹脂フィルム上に形成されている、請求項1又は請求項2に記載の乗物用調光ウィンドウ。
- 前記第2導電膜は、第2樹脂フィルム上に形成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の乗物用調光ウィンドウ。
- 前記第2導電膜と、前記投影用フィルムと、は一体化しており、前記投影用フィルム上に前記第2導電膜が形成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の乗物用調光ウィンドウ。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の乗物用調光ウィンドウと、
プロジェクターと、を備えた乗物用調光ウィンドウシステムであって、
前記透明板は室外側に配され、前記投影用フィルムは室内側に配され、
前記プロジェクターによって、前記投影用フィルムに映像を投影する、乗物用調光ウィンドウシステム。
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