JPWO2018143401A1 - 調光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 調光装置10の構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る調光装置10のブロック図である。調光装置10は、調光素子11、駆動回路12、電源回路13、及び制御回路14を備える。
次に、調光素子11の構成について説明する。図2は、調光素子11の断面図である。調光素子11の平面形状は、任意の形状とすることが可能であり、例えば四角形である。調光素子11が調光フィルムである場合、調光フィルムは、貼り付けられる領域の外形に合わせて加工される。
次に、液晶層(調光層)24の大まかな動作について説明する。
次に、調光素子11の等価回路について説明する。図4は、調光素子11の等価回路図である。
次に、駆動回路12の構成について説明する。図5は、駆動回路12の回路図である。
上記のように構成された調光装置10の動作について説明する。図6は、商用電源15の交流波形を説明する図である。
時刻t0において、商用電源15は、0Vとなり、その後、正側に電圧が遷移するものとする。時刻t0において、ゼロクロス用のコンパレータCP3は、商用電源15が0Vになったことを検知し、ハイレベルを出力する。ゲートドライバ41は、信号S1としてハイレベルを出力する。これにより、トランジスタT1がオンする。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。変形例では、調光素子11の制限電圧Vcがより低い場合、例えば最大値Vmの1/2以下である場合における、交流波形の生成例である。図9は、第1実施形態の変形例に係る駆動回路12の動作を説明するタイミング図である。
次に、調光素子11の光学特性、すなわち電圧対透過率(V−T:voltage-transmittance)特性について説明する。図11は、調光素子11におけるV−T特性の一例を示すグラフである。図11の横軸が電圧(V)、縦軸が透過率(%)であり、図11の横軸及び縦軸ともに任意単位である。図11の電圧は、交流電源の実効電圧である。図11には、交流電源の周波数を変えた4つのグラフ、すなわち、周波数が1Hz、30Hz、60Hz、100Hzの場合のグラフを載せている。
以上詳述したように第1実施形態では、調光装置10は、高分子分散型液晶又はポリマーネットワーク型液晶を含む調光素子11と、商用電源15と調光素子11との間に直列接続されたトランジスタ(スイッチング素子)T1、T2と、トランジスタT1に並列接続され、調光素子11から商用電源15へ向かう順方向に接続されたダイオード(整流素子)D3と、トランジスタT2に並列接続され、商用電源15から調光素子11へ向かう順方向に接続されたダイオード(整流素子)D4とを備える。PWM切替回路(制御回路)38は、商用電源15が、0Vより高くかつ商用電源15の最大値より低い制限電圧“+Vc”より高い場合に、トランジスタT1をPWM制御、又はPFM制御し、商用電源15が、商用電源15の最小値より高くかつ0Vより低い制限電圧“−Vc”より低い場合に、トランジスタT2をPWM制御、又はPFM制御するようにしている。
第2実施形態では、交流電圧を、部分的又は周期的に間引くようにしている。
上記各実施形態では、PDLC又はPNLCを用いた液晶素子(調光素子)を例示しているが、これに限定されるものではない。液晶素子は、偏光板及び配向膜を液晶層の両側に配置した構成でもよく、TN(Twisted Nematic)方式、VA(Vertical Alignment)方式、又はIPS(In-Plane Switching)方式などを用いることができる。また、調光素子として、液晶素子以外で、電圧により屈折率が変化する様々な種類の電気光学素子を用いることができる。
Claims (10)
- 基材に設けられた電極をそれぞれが備える第1及び第2積層体と、前記第1及び第2積層体に挟持された液晶層とを含む調光素子と、
交流電源と前記調光素子との間に接続された第1スイッチング素子と、
前記交流電源が、0Vより高くかつ前記交流電源の最大値より低い第1電圧より高いか否かを検知する第1コンパレータと、
前記交流電源が前記第1電圧より高い場合に、前記第1スイッチング素子をPWM(pulse width modulation)制御、又はPFM(pulse frequency modulation)制御する制御回路と
を具備する調光装置。 - 前記制御回路は、前記交流電源が前記第1電圧以下である場合に、前記第1スイッチング素子をオンさせて、前記交流電源をそのまま前記調光素子に印加する
請求項1に記載の調光装置。 - 前記制御回路は、前記PWM制御又は前記PFM制御を行う期間を変化させることで、前記調光素子の透過率を変化させる
請求項1に記載の調光装置。 - 前記調光素子に印加される交流電圧を少なくとも1周期分間引く間引き回路をさらに具備する
請求項1に記載の調光装置。 - 前記交流電源が0Vになるタイミングを検知する第2コンパレータをさらに具備し、
前記間引き回路は、前記第2コンパレータの出力を用いて、前記周期を決定する
請求項4に記載の調光装置。 - 前記交流電源を分圧して交流電圧を生成する分圧回路と、
直流電圧を発生する直流電源と、
前記交流電圧を前記直流電圧以下に制限するリミッタと
をさらに具備し、
前記第1コンパレータは、前記分圧回路の交流電圧と、前記リミッタの出力とを比較する
請求項1に記載の調光装置。 - 前記直流電源は、前記直流電圧のレベルを変化させる
請求項6に記載の調光装置。 - 前記第1スイッチング素子に並列接続され、前記調光素子から前記交流電源へ向かう順方向に接続された整流素子をさらに具備する
請求項1に記載の調光装置。 - 前記第1スイッチング素子と前記調光素子との間に接続されたローパスフィルタをさらに具備する
請求項1に記載の調光装置。 - 前記第1スイッチング素子と前記調光素子との間に接続された第2スイッチング素子と、
前記交流電源が、前記交流電源の最小値より高くかつ0Vより低い第2電圧より低いか否かを検知する第3コンパレータと
をさらに具備し、
前記制御回路は、前記交流電源が前記第2電圧より低い場合に、前記第2スイッチング素子をPWM制御、又はPFM制御する
請求項1に記載の調光装置。
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