(57)【要約】【課題】室内に入射する直射光と拡散光の割合を調光フィルムにより微調整すると共に、室内の明るさを最適に保つように照明の照度を調整する調光システムを提供する。【解決手段】室内の照度を測定する照度センサ１３と、前記室内の窓に設置され、光源から室内への入射光における直射光と拡散光との割合を、電圧を制御することにより調整する調光フィルム１５と、当該調光フィルム１５の透過状態、及び前記照度センサ１３の測定結果に基づいて、室内の照明の照度を制御する照度制御部１１とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の照度を測定する照度センサと、
前記室内の窓に設置され、光源から室内への入射光における直射光と拡散光との割合を、電圧を制御することにより調整する調光フィルムと、
当該調光フィルムの透過状態、及び前記照度センサの測定結果に基づいて、室内の照明の照度を制御する照度制御手段とを備えることを特徴とする調光システム。
【請求項２】
請求項１に記載の調光システムにおいて、
前記調光フィルムが複数の領域に分割されており、分割された領域ごとに直射光と拡散光との割合を調整することを特徴とする調光システム。
【請求項３】
請求項２に記載の調光システムにおいて、
前記室内の窓が、光源からの直射光が入射される直射領域、及び拡散光が入射される拡散領域を有し、
前記直射領域に対応する前記調光フィルムの直射対応領域について、拡散光の割合が多くなるように電圧を調整し、
前記拡散領域に対応する前記調光フィルムの拡散対応領域について、直射光の割合が多くなるように電圧を調整することを特徴とする調光システム。
【請求項４】
請求項１に記載の調光システムにおいて、
前記室内の窓が、光源からの直射光が入射される直射領域、及び拡散光が入射される拡散領域を有し、
前記調光フィルムにおける前記直射領域に対応する直射対応領域から、前記調光フィルムにおける前記拡散領域に対応する拡散対応領域に向かって、前記拡散光の割合が順次小さくなるように電圧を調整することを特徴とする調光システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の調光システムにおいて、
前記直射領域、及び拡散領域の区別を、窓の設置条件、太陽の軌道情報、太陽光センサ、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報に基づいて行うことを特徴とする調光システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の調光システムにおいて、
前記調光フィルムは、対向して配設された２枚の面状の透明電極間に、高分子ネットワーク、及び液晶分子で充填された液晶層が形成され、
前記透明電極間の電圧変化に応じて、前記液晶分子の軸方向を変化させることで、前記調光フィルムの光の透過率を調整することを特徴とする調光システム。
【請求項７】
請求項６に記載の調光システムにおいて、
前記調光フィルムが有する透明電極における面抵抗による電圧降下により、前記調フィルムにおける領域に応じた光の透過率を調整することを特徴とする調光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の光を調整する調光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビル等の室内空間において、外部からの直射光が強すぎることでカーテンやブラインドを締め、昼間の明るい時間帯にも関わらず多くの照明を点灯して利用しているオフィスが多く存在する。そのような無駄なエネルギーをなくす省エネルギーの技術が強く望まれている。自然光を効果的に室内に取り込む技術として、例えば特許文献１ないし４に示す技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に示す技術は、窓の中段にブラインドボックスを取り付け、スラット角自動調整式のブラインドを設ける。また、ブラインドボックスの上部の窓面に光拡散フィルムを貼り、太陽直射を和らげつつ、ブラインド閉鎖時においても上方よりの拡散光を取り込む。さらに、照明器具３に調光システム設け、照明器具群により照射される床面、机上の明るさが一定になるようにローカル調光を行うものである。
【０００４】
特許文献２に示す技術は、ブラインドが日射状態を取得する日射状態取得部と、ブラインドの開閉度が全開若しくは全閉以外で空調エネルギーと照明エネルギーの総和である総エネルギー消費量が最小となる日射量のときにのみ最適開閉度となるようにブラインドの最適開閉度を決定する最適開閉度取得部と、この最適開閉度取得部で決定された最適開閉度に基づいてブラインドの開閉度を調節する制御部とを備えるものである。
【０００５】
特許文献３に示す技術は、ブラインドが、屋外の日射状態を取得する日射状態取得部と、照明装置の配置情報と、日射状態と、ブラインドの開閉度とに基づいて窓部における眩しさ感の評価指標をシミュレートした結果を取得する評価指標取得部と、取得した眩しさ感の評価指標が不快を示す値でなくなるようにブラインドの開閉度を調節する制御部とを備えるものである。
【０００６】
特許文献４に示す技術は、調光ガラス窓が設置されている場所の日射量と位置と時間より判断し、自動的に調光するように前記駆動部を制御する制御部を備えた調光ガラス窓システムであって、時間情報を提供する時間計測部と前記調光ガラス窓の設置場所の位置情報を提供する情報入力部と、太陽電池出力電力を測定しその出力電力情報を提供する太陽電池出力測定部と、これら情報を送信する送信部が前記制御部に接続され、かつ前記駆動部内に前記情報を受信する受信部を備えるものである。
【０００７】
また、照明エリアの照度を調整する技術として、特許文献５に示す技術が開示されている。特許文献５に示す技術は、調光制御信号を受けて光源の光出力を調節する点灯回路と、被照射面の反射光を検出し反射光の量に応じた電気信号を出力する照度センサと、目標となる照度の設定を行う照度設定部と、照明エリアの反射率を測定する反射率センサと、照明制御部とを備えている。照明制御部は、照度設定部の設定に対応した基準データを記憶している基準データ記憶部と、反射率センサの出力信号に基づいて反射率を判定する反射率判定部と、反射率判定部の出力に基づいて照度センサの出力信号を修正する信号修正部と、信号修正部の出力と基準データ記憶部から読み出した基準データとを比較し比較結果に応じた調光制御信号を点灯回路へ送る比較部とからなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２７００１５号公報
【特許文献２】特開２００７−１２００８９号公報
【特許文献３】特開２００７−１２００９０号公報
【特許文献４】特開２００５−２８２１０６号公報
【特許文献５】特開平９−３０６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１ないし３に示す技術は、ブラインドの開閉度を調整する技術であるため、ブラインドでは直射光と拡散光との割合を微調整することが困難となってしまう。例えば、晴天の日の太陽の直射光は、非常に照度が強く、僅かな量でも室内での作業に支障をきたす場合がある。そのため、直射光を完全に遮断して拡散光だけを室内に取り入れようとすると、ブラインドでは必要な拡散光も遮断されてしまい、効果的に光を取り込むことができなくなってしまうという課題を有する。
【００１０】
特許文献４に示す技術は、液晶の調光ガラスを用いて光の透過度を調整するため、ブラインドを用いた場合よりも調光の微調整が可能となるが、調光ガラスの設置箇所から離れた室内の奥の方の調光を行うことができず、室内全体の調光システムとしては不十分なものとなってしまうという課題を有する。
【００１１】
特許文献５に示す技術は、照明の照度を制御することが可能であるが、入射光における直射光や拡散光の割合の調整を行うことができず、外部からの光を効果的に取り込むという観点では不十分なものとなってしまうという課題を有する。
【００１２】
また、特許文献１ないし５に示す技術は、いずれも直射光と拡散光の調整を部分的に行うことができない。例えば、室内において直射光を入射させたい場所にのみ入射させ、それ以外の場所に拡散光を入射させるといったことを行うことができない。また、庇や建物の影により、直射光が入射していない領域と入射している領域がある場合に、直射光が入射している領域についてのみ直射光を遮断するといった制御を行うことができない。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、室内に入射する直射光と拡散光の割合を調光フィルムにより微調整すると共に、室内の明るさを最適に保つように照明の照度を調整する調光システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願に開示する調光システムは、室内の照度を測定する照度センサと、前記室内の窓に設置され、光源から室内への入射光における直射光と拡散光との割合を、電圧を制御することにより調整する調光フィルムと、当該調光フィルムの透過状態、及び前記照度センサの測定結果に基づいて、室内の照明の照度を制御する照度制御手段とを備えるものである。
【００１５】
このように、本願に開示する調光システムにおいては、調光フィルムを用いることで室内に入射する光を最大限に取り入れつつ、直射光と拡散光との割合を微調整して、室内に取り込む照度を適切に保つと共に、照明の照度を調整することで室内全体の明るさを最適に保つことができるという効果を奏する。
また、直射光を完全に遮断した場合であっても、多くの拡散光を入射させることができるため、自然光を効果的に活用し省エネルギーを実現することができるという効果を奏する。
【００１６】
本願に開示する調光システムは、前記調光フィルムが複数の領域に分割されており、分割された領域ごとに直射光と拡散光との割合を調整することを特徴とするものである。
このように、本願に開示する調光システムにおいては、調光フィルムが複数の領域に分割されているため、場所ごと（例えば、直射光が必要な植物の配置場所等）に選択的に直射光を入射させたり、遮断したりすることができるという効果を奏する。
【００１７】
本願に開示する調光システムは、前記室内の窓が、光源からの直射光が入射される直射領域、及び拡散光が入射される拡散領域を有し、前記直射領域に対応する前記調光フィルムの直射対応領域について、拡散光の割合が多くなるように電圧を調整し、前記拡散領域に対応する前記調光フィルムの拡散対応領域について、直射光の割合が多くなるように電圧を調整することを特徴とするものである。
【００１８】
このように、本願に開示する調光システムにおいては、光源からの直射光が入射される直射領域、及び拡散光が入射される拡散領域を有する場合に、それぞれの領域に対応する調光フィルムにより直射光と拡散光との割合を領域ごとに調整することで、入射光を最大限に活かしつつ、室内を最適な照度に保つことができるという効果を奏する。
【００１９】
本願に開示する調光システムは、前記室内の窓が、光源からの直射光が入射される直射領域、及び拡散光が入射される拡散領域を有し、前記調光フィルムにおける前記直射領域に対応する直射対応領域から、前記調光フィルムにおける前記拡散領域に対応する拡散対応領域に向かって、前記拡散光の割合が順次小さくなるように電圧を調子することを特徴とするものである。
【００２０】
このように、本願に開示する調光システムにおいては、直射光が入射している領域から拡散光が入射している領域に向かって、拡散光の割合が順次小さくなるため、調光フィルムの透過率がグラデーションのようになり、入射光を最大限に活かしつつ、室内を最適な照度に保つことができるという効果を奏する。
【００２１】
本願に開示する調光システムは、前記直射領域、及び拡散領域の区別を、窓の設置条件、太陽の軌道情報、太陽光センサ、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報に基づいて行うことを特徴とするものである。
【００２２】
このように、本願に開示する調光システムにおいては、直射光が入射している直射領域、及び拡散光が入射している拡散領域の区別を、窓の設置条件、太陽の軌道情報、太陽光センサ、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報に基づいて行うことで、直射領域と拡散領域との区別を正確に行い、調光フィルム、及び室内の照度を正確に制御することができるという効果を奏する。
【００２３】
本願に開示する調光システムは、前記調光フィルムが、対向して配設された２枚の面状の透明電極間に、高分子ネットワーク、及び液晶分子で充填された液晶層が形成され、前記透明電極間の電圧変化に応じて、前記液晶分子の軸方向を変化させることで、前記調光フィルムの光の透過率を調整することを特徴とするものである。
【００２４】
このように、本願に開示する調光システムにおいては、対向して配設された２枚の面状の透明電極間に、高分子ネットワーク、及び液晶分子で充填された液晶層が形成され調光フィルムを用いて、透明電極間の電圧変化に応じて透過率を調整するため、電圧の制御することで、調光機能を容易に実現することが可能になるという効果を奏する。
【００２５】
本願に開示する調光システムは、前記調光フィルムが有する透明電極における面抵抗による電圧降下により、前記調フィルムにおける領域に応じた光の透過率を調整することを特徴とするものである。
【００２６】
このように、本願に開示する調光システムにおいては、透明電極における面抵抗による電圧降下により、前記調フィルムにおける領域に応じた光の透過率を調整するため、領域ごとに選択的に直射光を入射させたり、遮断したりすることができると共に、透過率のグラデーションを容易に実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係る調光システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る調光システムにおける調光フィルムの構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る調光システムにおける調光フィルムの電圧と透過率の関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態に係る調光システムの構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る調光システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る調光システムの動作を説明する第１の図である。
【図７】第１の実施形態に係る調光システムの動作を説明する第２の図である。
【図８】第１の実施形態に係る調光システムの動作を説明する第３の図である。
【図９】第２の実施形態に係る調光システムにおける、調光フィルムの構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る調光システムの活用例を示す第１の図である。
【図１１】第２の実施形態に係る調光システムの活用例を示す第２の図である。
【図１２】本発明に係る調光システムにおける実験装置の模式図である。
【図１３】本発明に係る調光システムの実験装置において調光フィルムの角度を変更した場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。従って、本実施形態の記載内容のみで本発明を解釈すべきではない。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００２９】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る調光システムについて、図１ないし図７を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る調光システムの概略構成図、図２は、本実施形態に係る調光システムにおける調光フィルムの構成を示す図、図３は、本実施形態に係る調光システムにおける調光フィルムの電圧と透過率の関係を示すグラフ、図４は、本実施形態に係る調光システムの構成を示す図、図５は、本実施形態に係る調光システムの動作を示すフローチャート、図６は、本実施形態に係る調光システムの動作を説明する第１の図、図７は、本実施形態に係る調光システムの動作を説明する第２の図、図８は、本実施形態に係る調光システムの動作を説明する第３の図である。
【００３０】
図１において、調光システム１は、照明器具１４の照度を制御する照度制御部１１、及び調光フィルムに印加する電圧を制御する電圧制御部１２を含む制御部１０、室内の照度を測定する照度センサ１３、室内に設置された照明器具１４、電圧の変化に応じて透過率が変化させ、直射光と拡散光の割合を調整する調光フィルム１５、並びに光源から室内に入射する光に関する情報である光源情報１６を備える。
【００３１】
調光システム１は、光源から室内に入射する入射光の直射光と拡散光との割合や光の透過率を、電圧制御部１２が電圧を制御することで調光フィルム１５を用いて調整する。その際に、光源情報１６に記憶されている光源の情報を参照して制御する。光源情報１６には、例えば太陽の軌道情報、太陽光の強度、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報等が含まれており、条件に応じて電圧の制御が異なる。例えば、夏の真昼の時間帯で太陽光が非常に強い場合には、直射光を遮断するように電圧を制御し、夏の真昼の時間帯であっても天候が曇りで太陽光が弱い場合には、直射光を取り込むように電圧を制御する。
【００３２】
なお、光源からの光が入射する箇所に太陽光センサを配置し、その測定値に基づいて電圧を制御して調整するようにしてもよい。また、窓際から最も離れた位置に設置された室内の照度センサ１３の測定結果に基づいて電圧を制御して調整するようにしてもよい。つまり、室内の最奥の照度が最大値となる状態に電圧を制御して調整してもよい。
【００３３】
調光フィルム１５が調整されると、室内に設置された照度センサ１３からの照度情報や調光フィルム１５の調整具合に応じて、照度制御部１１が照明器具１４の照度を調整する。
【００３４】
ここで、調光フィルム１５について図２を用いて説明する。本実施形態に係る調光フィルム１５は、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）である。図２（Ａ）は、電圧を印加していない場合の調光フィルム１５の断面図であり、図２（Ｂ）は、電圧を印加した場合の調光フィルム１５の断面図である。調光フィルム１５は、透明電極２２が付加された基板２１の間に、高分子２３（例えば、アクリレート等）がネットワーク状に構成され、その内部に液晶分子２４（例えば、ピリジン系液晶等）が不規則に並んだ層を挟んで形成される。電源がＯＦＦの時（電圧が印加されていない時）は、液晶分子２４が高分子２３に沿って配向し、液晶分子２３の軸に対して垂直方向の屈折率と高分子２４との屈折率の違いが生じるため、光を散乱させて白濁する。電源がＯＮの時（電圧が印加されている時）は、液晶分子２４が電界方向（透明電極と垂直方向）に規則的に並び、液晶分子２４の軸方向の屈折率と高分子２３との屈折率がほぼ同じであるため、光を透過させて透明となる。
【００３５】
なお、本実施形態に係る調光フィルム１５は、上記ＰＮＬＣ以外にも、溶媒蒸発法で作成される（高分子／液晶）複合膜（例えば、鷲巣，梶山，高柳、日本化学会誌、１９８３年、Ｎｏ．６、８３８を参照）等を用いることも可能である。
【００３６】
図２（Ｃ）〜図２（Ｅ）は、電源ＯＦＦの状態から次第に電圧を上げた場合の様子を示す。図２（Ｃ）の電源ＯＦＦの状態では、上述したように調光フィルム１５が白濁しているため、背景が全く見えず、直射光を透過することもない。図２（Ｃ）の状態から電源をＯＮにし、少し電圧を上げた状態が図２（Ｄ）である。図２（Ｄ）の状態は、調光フィルム１５が白濁の状態から少し透明になり、背景を微かに認識することができる。図２（Ｅ）のは、電圧を最大にした状態であり、調光フィルム１５がほぼ透明になっている。
【００３７】
ここで、調光フィルム１５の電圧値と透過率の関係について説明する。図３において、横軸が調光フィルム１５に印加する電圧値であり、縦軸が透過率である。また、実線で示すグラフが直射光の特性を示しており、破線で示すグラフが拡散光の特定を示している。
【００３８】
電源ＯＦＦ（電圧０Ｖ）のときは直射光の割合が非常に小さく、拡散光の割合が大きくなっている。電圧を上げる（約８Ｖ〜２５Ｖ）にしたがって直射光の割合が増加すると共に、拡散光の割合が減少し、ある程度の電圧以上（約２５Ｖ以上）では、直射光の割合が非常に大きく、拡散光の割合が小さくなっていることがわかる。つまり、電圧を制御することで、調光フィルム１５の透過率（直射光の透過率、及び拡散光の透過率）を微調整することができる。
【００３９】
図４は、調光システム１の構成を示しており、室内の天井部に照明器具１４、及び室内の照度を測定する照度センサ１３が設置されており、室内の窓際に調光フィルム１５が配設されている。図示しないが、照度センサ１３、照明器具１４、及び調光フィルム１５は、制御部１０と接続されており、照度や電圧が制御できるように構成されている。
【００４０】
図５は、調光システム１の動作を示すフローチャートであり、まず電圧制御部１２が光源情報１６を読み込む（Ｓ５１）。光源情報１６に基づいて、電圧制御部１２が電圧を制御し、調光フィルム１５の透過率を調整する（Ｓ５２）。調光フィルム調整後の照度センサ１３の測定結果を読み込み（Ｓ５３）、室内全体の照度が、予め設定されている最適な照度になるように照度制御部１１が照明器具１４の照度を調整して（Ｓ５４）、処理を終了する。
【００４１】
上記処理の一例を図６ないし図８を用いて説明する。図６は、調光フィルム１５の電源がＯＮで、透明になっている状態である。この場合、調光フィルム１５が透明であることから、光源（ここでは、太陽光とする）からの直射光がそのまま室内に入射される。そのため、窓際付近は特に明るく、拡散光が部屋全体に取り込まれ難い状態となる。また、直射光は、照度が強すぎるため室内での作業に支障をきたす可能性が高い。従って、直射光の入射を避けつつ、多くの拡散光を室内全体に取り込むように制御する。
【００４２】
図７においては、調光フィルム１５の電圧を図３に示したグラフに従って調整することで、調光フィルム１５を白濁にし、直射光を避けつつ、多くの拡散光を室内全体に取り込んでいる。
【００４３】
なお、このとき、上述したように、例えば太陽の軌道情報、太陽光の強度、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報等に基づいて電圧を制御してもよいし、光源からの光が入射する箇所に太陽光センサを配置し、その測定値に基づいて電圧を制御してもよいし、窓際から最も離れた位置に設置された室内の照度センサ１３の測定結果に基づいて電圧を制御するようにしてもよい。
【００４４】
図８においては、調光フィルム１５の制御だけでは室内の奥の方まで十分な照度を取り込むことができない場合があるため、照度制御部１１が、室内全体の照度が最適な照度に保たれるように、照明器具１４の照度を制御している。照明器具１４の照度の制御は、照度センサ１３ａ、１３ｂの測定値に基づいて行われる。つまり、照度センサ１３ａ、１３ｂの測定値が、予め設定された最適な照度を下回る場合には照明器具１４ａ、１４ｂの照度を高くし、上回る場合には、照明器具１４ａ、１４ｂの照度を低く制御する。図８においては、窓際に近い方が太陽光からの拡散光で照度が高く、奥の方が太陽光からの拡散光が十分に取り込まれていないため、窓際に近い方の照明器具１４ｂの照度を低く制御し、奥の方の照明器具１４ａの照度を高く制御している。
【００４５】
なお、このとき、照度制御部１１と電圧制御部１２とで相互に照度、及び電圧を調整するようにしてもよい。例えば、照明器具１４の消費電力を最小限にすることを優先する場合に、電圧制御部１２が電圧を上げて直射光の割合を大きくすることで、窓際の照明器具１４ｂを完全にＯＦＦにすることが可能になるとすると、電圧制御部１２が電圧を上げて直射光の割合を大きくすると共に、照度制御部１１が照度を下げるような相互の調整を行うようにしてもよい。また、例えば、直射光の遮断を優先する場合に、電圧制御部１２が電圧を下げて拡散光の割合を大きくすることで、直射光を完全に遮断することが可能となるため、電圧制御部１２が電圧を下げて拡散光の割合を大きくすると共に、照度制御部１１が照明器具１４ｂの照度を上げるような相互の調整を行うようにしてもよい。
【００４６】
このように、本実施形態に係る調光システムによれば、調光フィルム１５を用いることで室内に入射する光を最大限に取り入れつつ、直射光と拡散光との割合を微調整して、室内に取り込む照度を適切に保つと共に、照明の照度を調整することで室内全体の明るさを最適に保つことができる。
また、直射光を完全に遮断した場合であっても、多くの拡散光を入射させることができるため、自然光を効果的に活用し省エネルギーを実現することができる。
【００４７】
（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係る調光システムについて、図９ないし図１１を用いて説明する。本実施形態に係る調光システムは、前記第１の実施形態における調光システムの機能を拡張したものであり、光源からの入射光に応じて、調光フィルム１５をエリアごとに制御したり、グラデーション制御するものである。
なお、本実施形態に係る調光システムにおいて、前記第１の実施形態と重複する説明については省略する。
【００４８】
図９は、本実施形態に係る調光システムにおける、調光フィルムの構成を示す図である。図９において、窓枠１８に調光フィルム１５が複数枚（ここでは１窓につき１６枚であるが、エリア数やエリアの大きさは任意に設定可能とする）設置されており、各調光フィルム１５は、電圧制御部１２によりエリアごとに電圧の制御が可能となっている。例えば、図９に示すように、調光フィルム１５ａ、１５ｂについては、電源をＯＦＦにし、調光フィルム１５ｃ、１５ｄについては、電圧値を例えば１５Ｖにし、その他の調光フィルム１５については、電圧値を最大値にするような制御が可能となっている。
【００４９】
図９に示す調光フィルム１５を用いることで、光の透過率をエリアごとに制御することができるため、図１０に示すような利用が可能となる。図１０は、本実施形態に係る調光システムの活用例を示す第１の図である。
【００５０】
図１０（Ａ）は、花５１には直射光を照射したいが、作業者５２の周辺は直射光を遮断したい場合の調光フィルム１５の制御を示している。図１０（Ａ）に示すように、花５１に入射される光を透過する領域の調光フィルム１５ｂについては電源ＯＮにし、その他の領域の調光フィルム１５ａを電源ＯＦＦ、又は電圧値を小さめに制御する。そうすることで、花５１にのみ直射光を照射し、作業者５２の周辺には直射光が照射されないようにすることができると共に、光源からの光を最大限に室内に取り入れることができる。
【００５１】
図１０（Ｂ）は、窓枠の上部に庇５３が備えられているため、窓の上部には直射光が入射しないが、窓の下部には直射光が入射する場合の調光フィルム１５の制御を示している。窓の上部には直射光が入射しないため、その領域の調光フィルム１５ａは、電源ＯＮにし、直射光が入射する窓の下部領域の調光フィルム１５ｂは、電源をＯＦＦ、又は電圧値を小さめに制御する。そうすることで、直射光の入射を遮断しつつ、光源からの光を最大限に室内に取り入れることができる。
【００５２】
なお、直射光が入射する領域と入射しない領域の区別は、例えば窓の設置条件（庇の有無、建物の陰等）、太陽の軌道情報、太陽光の強度、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報に基づいて行われ、区別された領域に応じて調光フィルム１５の電圧を制御するようにしてもよい。
【００５３】
図１０（Ｂ）と同様の環境における調光フィルム１５の他の制御方法を図１１に示す。図１１は、本実施形態に係る調光システムの活用例を示す第２の図である。図１１において、調光フィルム１５は、直射光が入射する領域から直射光が入射しない領域の方向（窓の下側から上側の方向）に対して、順次電圧を大きく制御されている。つまり、調光フィルム１５の白濁が、窓の下側から上側に向かってグラデーションになっている。
【００５４】
グラデーションの状態を作る方法としては、図２に示す調光フィルム断面の透明電極２２が面内抵抗を持つため、電極取出し部分から距離が離れることによって電圧低下を起こす。この電圧低下を利用し、たとえば調光フィルム１５の下側を透明にして上側を不透明にしたい場合、下側に電極取出し部分を設けることによって、高分子２３と液晶分子２４の複合膜部分に掛かる電圧が下から上に向けて徐々に低下し、結果としてグラデーションの状態を作り出すことが出来る。また、電圧を調整することによって、グラデーションの状態（透明／不透明の割合）を変化させることが出来る。
【００５５】
また、調光フィルム１５における窓の最下部に対応する箇所をグランドにすることで、このようなグラデーションの状態を容易に実現することも可能である。
このように、調光フィルム１５をグラデーションにすることで、庇により直射光の入射が少ない窓の上部領域については、調光フィルム１５が透明に近くなり、直射光の入射が多い窓の下部領域については、調光フィルム１５が白濁して直射光の入射を遮断することができる。
【００５６】
なお、グラデーションの方向は、縦、横、斜め方向等いずれでもよく、建物の環境に応じて任意に設定できるものとする。例えば、庇は設置されていないが、他の建物の影により窓の右側領域に直射光が入射しにくいような場合には、窓の右側領域から左側領域に向かって調光フィルム１５が白濁するように制御できるものとする。
【００５７】
このように、本実施形態に係る調光システムにおいては、調光フィルムが複数の領域に分割されているため、場所ごと（例えば、直射光が必要な植物の配置場所等）に選択的に直射光を入射させたり、遮断したりすることができる。
【００５８】
また、光源からの直射光が入射される直射領域、及び拡散光が入射される拡散領域を有する場合に、それぞれの領域に対応する調光フィルムにより直射光と拡散光との割合を領域ごとに制御して調整することで、入射光を最大限に活かしつつ、室内を最適な照度に保つことができる。
【００５９】
さらに、直射光が入射している領域から拡散光が入射している領域に向かって、調光フィルムの透過率がグラデーションのようになることで、入射光を最大限に活かしつつ、室内を最適な照度に保つことができる。
【００６０】
さらにまた、直射光が入射している直射領域、及び拡散光が入射している拡散領域の区別を、窓の設置条件、太陽の軌道情報、太陽光センサ、天候情報、日照時間、季節情報、並びに／又は周辺の建物の位置、及び高さの情報に基づいて行うことで、直射領域と拡散領域との区別を正確に行い、調光フィルム、及び室内の照度を正確に制御することができる。
【００６１】
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。
【実施例】
【００６２】
以下に、本発明の実験結果を示す。図１２は、本発明に係る調光システムにおける実験装置の模式図である。図１２に示すように擬似的な部屋１２１を作り、模擬窓１２２に調光フィルム１５（ＰＮＬＣフィルム）を貼付し、模擬窓の外側から擬似太陽光ランプ１２３で光を照射することにより、室内に設置した手前照度センサ１２４、中間照度センサ１２５、及び奥照度センサ１２６の照度分布を調査した。照度分布の調査結果を下記の表１に示す。なお、部屋１２１内での反射をなくすため、部屋１２１の内部はすべて黒色にしている。
【００６３】
【表１】
2011040344.tif 000003
【００６４】
表１に示すように、入射光が直接当たらない奥部分では、電源ＯＦＦ（電圧０Ｖ）のときに調光フィルム１５に当たった光が拡散されることによって、電源ＯＮ（電圧約２５Ｖ）のときに比べて高い照度を得ることが出来ることがわかる。また逆に、手前部分や中間部分では、直接光が入射した場合でも、電源ＯＦＦ（電圧０Ｖ）のときに調光機能が働くことにより照度をほぼ一定の値に保つことができる。つまり、本発明の調光システムは、部屋全体の照度を平滑化するように調整して、快適な空間に保つことができる。
【００６５】
次に、調光フィルム１５の角度を変化させた場合の実験結果を示す。図１３は、本発明に係る調光システムの実験装置において調光フィルムの角度を変更した場合の模式図である。図１３に示すように調光フィルム１５を回転し、調光フィルム１５に対する白色ランプ光からの入射光の角度を変えて透過光量を調査した。調査結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
2011040344.tif 000004
【００６７】
表２に示すように、調光フィルム１５の電源がＯＮの透明状態でも、入射光の角度が小さくなる（太陽光では仰角が大きくなる夏場の状態）につれて、透過光量が減少することがわかる。つまり、調光フィルムに対して入射光の角度が小さくなる夏場などでは、電源ＯＮの透明な状態であっても、調光フィルム１５が、直射日光をガラスよりも多く拡散させることができる。また併せて、電源ＯＮの透明な状態であっても、窓付近の調光を行うことができ、結果的に室内全体の照度を平滑化して快適な空間を維持することができると共に、外部からの自然光を最大限に利用して省エネルギーを実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１  調光システム
１０  制御部
１１  照度制御部
１２  電圧制御部
１３  照度センサ
１４  照明器具
１５  調光フィルム
１６  光源情報
１８  窓枠
２１  基板
２２  透明電極
２３  高分子
２４  液晶分子
５１  花
５２  作業者
５３  庇
【図１】
2011040344.tif 000005
【図３】
2011040344.tif 000006
【図４】
2011040344.tif 000007
【図５】
2011040344.tif 000008
【図９】
2011040344.tif 000009
【図１０】
2011040344.tif 000010
【図１２】
2011040344.tif 000011
【図１３】
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【図２】
2011040344.tif 000013
【図６】
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【図７】
2011040344.tif 000015
【図８】
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【図１１】
2011040344.tif 000017